JP2010107711A - Focal point control device and imaging apparatus - Google Patents

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Koji Shibuno
剛治 澁野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that defocus is caused during a period from a releasing operation to the start of photographing in focal point control using a contrast detecting method. <P>SOLUTION: The focal point control device includes: a position detecting means 243 for detecting the position of a focus lens 230; an imaging element 110 that creates image data by exposing at predetermined timing; a focusing state determining means 140 that calculates an evaluation value for automatic focus based on the created image data, and determines the focusing state based on the evaluation value; a focus information-holding means 141 for storing a focusing position at a point of time when the focusing state is determined; and an operating means 130 for receiving an instruction of operation including the releasing operation. Based on the focusing position stored in the focusing state-holding means 141 before the releasing operation is performed, a focusing position for photographing is calculated to perform focusing control. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置に用いられる焦点制御装置に関し、特に動きのある被写体を撮影する際に、レリーズ操作から撮影開始までのタイムラグに対応した焦点制御装置に関するものである。   The present invention relates to a focus control device used in an imaging device, and more particularly to a focus control device that responds to a time lag from a release operation to the start of shooting when shooting a moving subject.

従来のカメラで用いられる焦点制御において、撮影者の操作に対して、カメラが動作する際に発生するタイムラグによって、焦点ずれが発生するという課題がある。このようタイムラグに対応するものとして、特許文献1に開示の技術がある。特許文献1では、位相検出方式において、測距開始からレンジ駆動完了までの時間(AFタイムラグ)、又はレリーズスイッチオンから撮影までの時間(レリーズタイムラグ)の間にピントがずれる課題に対応して、複数のデフォーカス量のデータを用いて、所定時間後の像面位置に関するデータを、高次の関数式を用いて求める技術が開示されている。
特開平1−107224号公報
In focus control used in a conventional camera, there is a problem that a focus shift occurs due to a time lag that occurs when the camera operates in response to a photographer's operation. As a technique corresponding to such a time lag, there is a technique disclosed in Patent Document 1. In Patent Document 1, in the phase detection method, in response to a problem of defocusing between the time from the start of distance measurement to the completion of range driving (AF time lag) or the time from release switch on to shooting (release time lag), A technique is disclosed in which data on the image plane position after a predetermined time is obtained using a plurality of defocus amount data using a high-order function expression.
JP-A-1-107224

しかしながら、上記従来の方法は、位相検出方式を用いた焦点制御を対象に、あるタイミングでデフォーカス量を一意に決めることができる技術を対象としたものである。   However, the above-described conventional method is intended for a technique capable of uniquely determining the defocus amount at a certain timing for focus control using a phase detection method.

一方、コントラスト検出法を用いた焦点制御では、コントラストが最大となる合焦位置を探すために、レンズ位置を小刻みに移動させる必要があり、上記従来の方法を適用することができない。コントラスト検出法を用いた焦点制御において、レリーズ操作から撮影開始までの間に焦点がずれてしまう課題がある。   On the other hand, in focus control using the contrast detection method, it is necessary to move the lens position in small increments in order to find a focus position where the contrast is maximized, and the conventional method cannot be applied. In focus control using the contrast detection method, there is a problem that the focus is shifted between the release operation and the start of shooting.

本発明の焦点制御装置は、上記課題を解決するものであり、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値に基づき合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、前記合焦状態判定手段により合焦状態と判定された時点における前記位置検出手段の出力であるフォーカス位置を格納する合焦情報保持手段と、レリーズ操作を含む操作指示を受け付ける操作手段と、レリーズ操作がなされる前までに前記合焦状態保持手段に格納された前記フォーカス位置を基に、撮影時における前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を算出し、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える。   The focus control device of the present invention solves the above-mentioned problem, a focus lens that changes the focus state of a subject image by moving back and forth in the optical axis direction, and a driving unit for driving the focus lens; Position detection means for detecting the position of the focus lens or a mechanism member interlocked with the focus lens, an image sensor for generating image data by exposing at a predetermined timing, and auto-detection based on the generated image data. An evaluation value calculation means for calculating an evaluation value for focus; a focus state determination means for determining a focus state based on the evaluation value; and the position at which the focus state is determined by the focus state determination means Focusing information holding means for storing a focus position as an output of the detecting means, and operating means for receiving an operation instruction including a release operation; Based on the focus position stored in the in-focus state holding means before the release operation is performed, the position of the focus lens at the time of shooting or the mechanism member interlocked with the focus lens is calculated, and the drive means is Control means for controlling.

上記の構成によって、被写体に動きのある場合でも、コントラスト方式のオートフォーカス動作の精度を向上できる。   With the above configuration, the accuracy of the contrast type autofocus operation can be improved even when the subject is moving.

以下、本発明の焦点制御装置をカメラに適用した一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(実施の形態1)
(1.構成)
(1−1.概要)
図1は、本発明の実施の形態1に係るカメラシステム1の構成を示すブロック図である。カメラシステム1は、カメラボディ100とそれに着脱可能な交換レンズ200とから構成される。カメラシステム1は、CCDイメージセンサー110で生成された画像データに基づいて、コントラスト方式のオートフォーカス動作が可能である。本発明は、より精度よくコントラスト方式のオートフォーカス動作を行うためになされた発明である。
(1−2.カメラボディの構成)
カメラボディ100は、CCDイメージセンサー110と液晶モニタ120とカメラコントローラー140とボディマウント150と電源160とカードスロット170とを備える。
Hereinafter, an embodiment in which a focus control apparatus of the present invention is applied to a camera will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
(1. Configuration)
(1-1. Overview)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a camera system 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The camera system 1 includes a camera body 100 and an interchangeable lens 200 that can be attached to and detached from the camera body 100. The camera system 1 can perform a contrast autofocus operation based on image data generated by the CCD image sensor 110. The present invention is an invention made to perform a contrast type autofocus operation with higher accuracy.
(1-2. Configuration of camera body)
The camera body 100 includes a CCD image sensor 110, a liquid crystal monitor 120, a camera controller 140, a body mount 150, a power source 160, and a card slot 170.

カメラコントローラー140は、レリーズ釦130等の操作部材からの指示に応じて、CCDイメージセンサー110等のカメラシステム1全体を制御する。カメラコントローラー140は、垂直同期信号をタイミング発生器112に送信する。これと並行して、カメラコントローラー140は、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。カメラコントローラー140は、生成した露光同期信号を、ボディマウント150及びレンズマウント250を介して、レンズコントローラー240に周期的に繰り返して送信する。カメラコントローラー140は、制御動作や画像処理動作の際に、DRAM141をワークメモリとして使用する。   The camera controller 140 controls the entire camera system 1 such as the CCD image sensor 110 in response to an instruction from an operation member such as the release button 130. The camera controller 140 transmits a vertical synchronization signal to the timing generator 112. In parallel with this, the camera controller 140 generates an exposure synchronization signal based on the vertical synchronization signal. The camera controller 140 periodically and repeatedly transmits the generated exposure synchronization signal to the lens controller 240 via the body mount 150 and the lens mount 250. The camera controller 140 uses the DRAM 141 as a work memory during control operations and image processing operations.

CCDイメージセンサー110は、交換レンズ200を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する。生成された画像データは、ADコンバーター111でデジタル化される。ADコンバーター111でデジタル化された画像データは、カメラコントローラー140で様々な画像処理が施される。ここで言う様々な画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、YC変換処理、電子ズーム処理、JPEG圧縮処理等である。   The CCD image sensor 110 captures a subject image incident through the interchangeable lens 200 and generates image data. The generated image data is digitized by the AD converter 111. The image data digitized by the AD converter 111 is subjected to various image processing by the camera controller 140. Examples of the various image processing referred to here include gamma correction processing, white balance correction processing, scratch correction processing, YC conversion processing, electronic zoom processing, and JPEG compression processing.

CCDイメージセンサー110は、タイミング発生器112で制御されるタイミングで動作する。CCDイメージセンサー110の動作としては、静止画像の撮像動作、スルー画像の撮像動作等である。ここで、スルー画像とは、撮像後、メモリーカード171に記録しない画像である。スルー画像は、主に動画像であり、静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ120に表示されるものである。   The CCD image sensor 110 operates at a timing controlled by the timing generator 112. The operation of the CCD image sensor 110 includes a still image capturing operation, a through image capturing operation, and the like. Here, the through image is an image that is not recorded on the memory card 171 after image capturing. The through image is mainly a moving image, and is displayed on the liquid crystal monitor 120 in order to determine a composition for capturing a still image.

液晶モニタ120は、カメラコントローラー140で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ120は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。   The liquid crystal monitor 120 displays an image indicated by the display image data image-processed by the camera controller 140. The liquid crystal monitor 120 can selectively display both moving images and still images.

カードスロット170は、メモリーカード171を装着可能である。カードスロット170は、カメラコントローラー140からの制御に基づいて、メモリーカード171を制御する。メモリーカード171は、カメラコントローラー140の画像処理により生成された画像データを格納可能である。例えば、メモリーカード171は、JPEG画像ファイルを格納できる。また、メモリーカード171は、内部に格納する画像データ又は画像ファイルを出力できる。メモリーカード171から出力された画像データ又は画像ファイルは、カメラコントローラー140で画像処理される。例えば、カメラコントローラー140は、メモリーカード171から取得した画像データ又は画像ファイルを伸張して表示用画像データを生成する。   The card slot 170 can be loaded with a memory card 171. The card slot 170 controls the memory card 171 based on the control from the camera controller 140. The memory card 171 can store image data generated by image processing of the camera controller 140. For example, the memory card 171 can store a JPEG image file. The memory card 171 can output image data or an image file stored therein. The image data or image file output from the memory card 171 is subjected to image processing by the camera controller 140. For example, the camera controller 140 expands the image data or image file acquired from the memory card 171 and generates display image data.

電源160は、カメラシステム1で消費するための電力を供給する。電源160は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源コードにより外部から供給される電力をカメラシステム1に供給するものであってもよい。   The power supply 160 supplies power for consumption by the camera system 1. The power source 160 may be, for example, a dry battery or a rechargeable battery. Moreover, the power supplied from the outside by the power cord may be supplied to the camera system 1.

ボディマウント150は、交換レンズ200のレンズマウント250と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント150は、レンズマウント250を介して、交換レンズ200との間で、データを送受信可能である。ボディマウント150は、カメラコントローラー140から受信した露光同期信号をレンズマウント250を介してレンズコントローラー240に送信する。また、カメラコントローラー140から受信したその他の制御信号をレンズマウント250を介してレンズコントローラー240に送信する。また、ボディマウント150は、レンズマウント250を介してレンズコントローラー240から受信した信号をカメラコントローラー140に送信する。また、ボディマウント150は、電源160から受けた電力をレンズマウント250を介して交換レンズ200全体に供給する。
(1−3.交換レンズの構成)
交換レンズ200は、光学系とレンズコントローラー240とレンズマウント250とを備える。交換レンズ200の光学系はズームレンズ210、OISレンズ220、フォーカスレンズ230を含む。
The body mount 150 can be mechanically and electrically connected to the lens mount 250 of the interchangeable lens 200. The body mount 150 can transmit and receive data to and from the interchangeable lens 200 via the lens mount 250. The body mount 150 transmits the exposure synchronization signal received from the camera controller 140 to the lens controller 240 via the lens mount 250. Also, other control signals received from the camera controller 140 are transmitted to the lens controller 240 via the lens mount 250. The body mount 150 transmits a signal received from the lens controller 240 via the lens mount 250 to the camera controller 140. The body mount 150 supplies the power received from the power supply 160 to the entire interchangeable lens 200 via the lens mount 250.
(1-3. Configuration of interchangeable lens)
The interchangeable lens 200 includes an optical system, a lens controller 240, and a lens mount 250. The optical system of the interchangeable lens 200 includes a zoom lens 210, an OIS lens 220, and a focus lens 230.

ズームレンズ210は、交換レンズ200の光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ210は、1枚又は複数枚のレンズで構成される。駆動機構211は、使用者が操作可能なズームリング等を含み、使用者による操作をズームレンズ210に伝え、ズームレンズ210を光学系の光軸方向に沿って移動させる。検出器212は、駆動機構211における駆動量を検出する。レンズコントローラー240は、この検出器212における検出結果を取得することにより、光学系におけるズーム倍率を把握することができる。   The zoom lens 210 is a lens for changing the magnification of a subject image formed by the optical system of the interchangeable lens 200. The zoom lens 210 is composed of one or a plurality of lenses. The drive mechanism 211 includes a zoom ring or the like that can be operated by the user, transmits the operation by the user to the zoom lens 210, and moves the zoom lens 210 along the optical axis direction of the optical system. The detector 212 detects the drive amount in the drive mechanism 211. The lens controller 240 can grasp the zoom magnification in the optical system by acquiring the detection result in the detector 212.

OISレンズ220は、交換レンズ200の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。OISレンズ220は、カメラシステム1のぶれを相殺する方向に移動することにより、CCDイメージセンサー110上の被写体像のぶれを小さくする。OISレンズ220は、1枚又は複数枚のレンズで構成される。アクチュエータ221は、OIS用IC223からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でOISレンズ220を駆動する。アクチュエータ221は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置検出センサー222は、光学系の光軸に垂直な面内におけるOISレンズ220の位置を検出するセンサーである。位置検出センサー222は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。OIS用IC223は、位置検出センサー222の検出結果及びジャイロセンサーなどのぶれ検出器の検出結果に基づいて、アクチュエータ221を制御する。OIS用IC223は、レンズコントローラー240からぶれ検出器の検出結果を得る。また、OIS用IC223は、レンズコントローラー240に対して、光学的像ぶれ補正処理の状態を示す信号を送信する。   The OIS lens 220 is a lens for correcting blurring of a subject image formed by the optical system of the interchangeable lens 200. The OIS lens 220 moves in a direction that cancels out the blur of the camera system 1, thereby reducing the blur of the subject image on the CCD image sensor 110. The OIS lens 220 is composed of one or a plurality of lenses. The actuator 221 drives the OIS lens 220 in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system under the control of the OIS IC 223. The actuator 221 can be realized by a magnet and a flat coil, for example. The position detection sensor 222 is a sensor that detects the position of the OIS lens 220 in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system. The position detection sensor 222 can be realized by a magnet and a Hall element, for example. The OIS IC 223 controls the actuator 221 based on the detection result of the position detection sensor 222 and the detection result of a shake detector such as a gyro sensor. The OIS IC 223 obtains the detection result of the shake detector from the lens controller 240. Further, the OIS IC 223 transmits a signal indicating the state of the optical image blur correction process to the lens controller 240.

フォーカスレンズ230は、光学系でCCDイメージセンサー110上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ230は、1枚又は複数枚のレンズで構成される。   The focus lens 230 is a lens for changing the focus state of the subject image formed on the CCD image sensor 110 in the optical system. The focus lens 230 is composed of one or a plurality of lenses.

フォーカスモータ233は、レンズコントローラー240の制御に基づいて、フォーカスレンズ230が光学系の光軸に沿って進退するよう駆動する。これにより、光学系でCCDイメージセンサー110上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させることができる。フォーカスモータ233は、本実施の形態1では、DCモータを用いることができる。但し、本発明は、これに限定されず、ステッピングモータやサーボモータ、超音波モータなどによっても実現できる。   The focus motor 233 drives the focus lens 230 to advance and retract along the optical axis of the optical system based on the control of the lens controller 240. Thereby, the focus state of the subject image formed on the CCD image sensor 110 by the optical system can be changed. In the first embodiment, the focus motor 233 can be a DC motor. However, the present invention is not limited to this, and can be realized by a stepping motor, a servo motor, an ultrasonic motor, or the like.

第1エンコーダ231及び第2エンコーダ232は、フォーカスレンズ230の駆動状態を示す信号を生成するエンコーダである。第1エンコーダ231及び第2エンコーダ232は、例えば、フォーカスモータ233の回転軸に取り付けられた回転子とフォトカプラーとで実現可能である。ここで、回転子は、所定間隔で孔が開いた円盤体である。フォトカプラーは、回転子の一方面から検出用光を発し、他方面から受光する。そのため、回転子が回転することにより、フォトカプラーのON/OFF状態が相互に切り替わる。レンズコントローラー240は、内部にカウンタ243を設けており、このカウンタ243は、フォトカプラーからのON/OFF状態の切り替え回数をカウントする。第1エンコーダ231と第2エンコーダ232とは、位相がずれている。そのため、第1エンコーダ231の状態がOFFからONに切り替わったときのフォーカスレンズ230の移動方向を判別することができる。すなわち、第1エンコーダ231の状態がOFFからONに切り替わったときの第2エンコーダ232の状態としては、ONの状態とOFFの状態とがある。そこで、カウンタ243は、第2エンコーダ232の状態がONのときに、第1エンコーダ231の状態がOFFからONに切り替わった場合、これを正転と判断して「+1」とカウントし、第2エンコーダ232の状態がOFFのときに、第1エンコーダ231の状態がOFFからONに切り替わった場合、これを逆転と判断して「−1」とカウントする。このカウント数を加算することにより、レンズコントローラー240は、フォーカスレンズ230の移動量を把握できる。   The first encoder 231 and the second encoder 232 are encoders that generate signals indicating the driving state of the focus lens 230. The first encoder 231 and the second encoder 232 can be realized by, for example, a rotor and a photocoupler attached to the rotation shaft of the focus motor 233. Here, the rotor is a disk body having holes opened at predetermined intervals. The photocoupler emits detection light from one surface of the rotor and receives light from the other surface. Therefore, when the rotor rotates, the ON / OFF state of the photocoupler switches between each other. The lens controller 240 has a counter 243 provided therein, and this counter 243 counts the number of ON / OFF state switching from the photocoupler. The first encoder 231 and the second encoder 232 are out of phase. Therefore, it is possible to determine the moving direction of the focus lens 230 when the state of the first encoder 231 is switched from OFF to ON. That is, the state of the second encoder 232 when the state of the first encoder 231 is switched from OFF to ON includes an ON state and an OFF state. Therefore, when the state of the first encoder 231 is switched from OFF to ON when the state of the second encoder 232 is ON, the counter 243 determines that this is normal rotation and counts it as “+1”. When the state of the encoder 232 is OFF and the state of the first encoder 231 is switched from OFF to ON, this is determined as reverse rotation and counted as “−1”. By adding this count number, the lens controller 240 can grasp the amount of movement of the focus lens 230.

レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140からの制御信号に基づいて、OIS用IC223やフォーカスモータ233などの交換レンズ200全体を制御する。また、検出器212、OIS用IC223、第1エンコーダ231、第2エンコーダ232などから信号を受信して、カメラコントローラー140に送信する。レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140との送受信の際には、レンズマウント250及びボディマウント150を介して行う。レンズコントローラー240は、制御の際、DRAM241をワークメモリとして使用する。また、フラッシュメモリ242は、レンズコントローラー240の制御の際に使用するプログラムやパラメータを保存する。
(1−4.本発明の構成との対応関係)
フォーカスモータ233は、本発明の駆動手段の一例である。第1エンコーダ231、第2エンコーダ232及びカウンタ243からなる構成は、本発明の位置検出手段の一例である。CCDイメージセンサー110は、本発明の撮像素子の一例である。カメラコントローラー140は、本発明の評価値算出手段の一例である。カメラコントローラー140は、本発明の合焦状態判定手段の一例である。DRAM141は、本発明の合焦情報保持手段の一例である。レリーズ釦130は、本発明の操作手段の一例である。カメラコントローラー140は、本発明の制御手段の一例である。OIS用IC223は、本発明の手振れ検出手段の一例である。
(2.動作)
(2−1.撮像準備動作)
まず、撮像準備のためのカメラシステム1の動作を説明する。図2は、カメラシステム1の撮像準備動作を説明するための信号送受信を示す図である。
The lens controller 240 controls the entire interchangeable lens 200 such as the OIS IC 223 and the focus motor 233 based on the control signal from the camera controller 140. In addition, signals are received from the detector 212, the OIS IC 223, the first encoder 231, the second encoder 232, and the like, and transmitted to the camera controller 140. The lens controller 240 performs the transmission / reception with the camera controller 140 via the lens mount 250 and the body mount 150. The lens controller 240 uses the DRAM 241 as a work memory during control. The flash memory 242 stores a program and parameters used when the lens controller 240 is controlled.
(1-4. Correspondence with Configuration of the Present Invention)
The focus motor 233 is an example of the driving means of the present invention. The configuration including the first encoder 231, the second encoder 232, and the counter 243 is an example of the position detection unit of the present invention. The CCD image sensor 110 is an example of an image sensor of the present invention. The camera controller 140 is an example of an evaluation value calculation unit of the present invention. The camera controller 140 is an example of a focus state determination unit of the present invention. The DRAM 141 is an example of the focus information holding unit of the present invention. The release button 130 is an example of the operation means of the present invention. The camera controller 140 is an example of the control means of the present invention. The OIS IC 223 is an example of a camera shake detection unit of the present invention.
(2. Operation)
(2-1. Imaging preparation operation)
First, the operation of the camera system 1 for preparation for imaging will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating signal transmission / reception for explaining the imaging preparation operation of the camera system 1.

カメラボディ100に交換レンズ200を装着した状態で、使用者が、カメラボディ100の電源をONすると、電源160は、ボディマウント150及びレンズマウント250を介して、交換レンズ200に電力を供給する(S11)。次に、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、交換レンズ200の認証情報を要求する(S12)。ここで、交換レンズ200の認証情報には、交換レンズ200が装着されているか否かに関する情報及びアクセサリーが装着されているか否かに関する情報が含まれる。レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140からのレンズ認証要求に応答する(S13)。   When the user turns on the power supply of the camera body 100 with the interchangeable lens 200 mounted on the camera body 100, the power supply 160 supplies power to the interchangeable lens 200 via the body mount 150 and the lens mount 250 ( S11). Next, the camera controller 140 requests authentication information of the interchangeable lens 200 from the lens controller 240 (S12). Here, the authentication information of the interchangeable lens 200 includes information regarding whether or not the interchangeable lens 200 is mounted and information regarding whether or not an accessory is mounted. The lens controller 240 responds to the lens authentication request from the camera controller 140 (S13).

次に、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、初期化動作をするよう要求する(S14)。これを受けて、レンズコントローラー240は、絞りのリセット、OISレンズ220のリセット等の初期化動作を行う。そして、レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140に対して、レンズ初期化動作が完了した旨を返信する(S15)。   Next, the camera controller 140 requests the lens controller 240 to perform an initialization operation (S14). In response to this, the lens controller 240 performs initialization operations such as resetting the aperture and resetting the OIS lens 220. Then, the lens controller 240 returns to the camera controller 140 that the lens initialization operation has been completed (S15).

次に、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、レンズデータを要求する(S16)。レンズデータは、フラッシュメモリ242に格納されている。そこで、レンズコントローラー240は、フラッシュメモリ242からレンズデータを読み出して、カメラコントローラー140に返信する(S17)。ここで、レンズデータとは、レンズ名称、Fナンバー、焦点距離等の交換レンズ200特有の特性値である。   Next, the camera controller 140 requests lens data from the lens controller 240 (S16). The lens data is stored in the flash memory 242. Therefore, the lens controller 240 reads the lens data from the flash memory 242 and sends it back to the camera controller 140 (S17). Here, the lens data is characteristic values unique to the interchangeable lens 200 such as a lens name, an F number, and a focal length.

カメラコントローラー140が、カメラボディ100に装着されている交換レンズ200のレンズデータを把握すると、撮像可能な状態になる。この状態では、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、交換レンズ200の状態を示すレンズ状態データを定期的に要求する(S18)。レンズ状態データは、例えば、ズームレンズ210によるズーム倍率情報、フォーカスレンズ230の位置情報、絞り値情報などが含まれる。この要求に応えて、レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140に対して、要求されたレンズ状態データを返信する(S19)。   When the camera controller 140 grasps the lens data of the interchangeable lens 200 attached to the camera body 100, the camera controller 140 is ready for imaging. In this state, the camera controller 140 periodically requests lens state data indicating the state of the interchangeable lens 200 from the lens controller 240 (S18). The lens state data includes, for example, zoom magnification information by the zoom lens 210, position information of the focus lens 230, aperture value information, and the like. In response to this request, the lens controller 240 returns the requested lens state data to the camera controller 140 (S19).

また、この状態では、カメラシステム1は、CCDイメージセンサー110で生成した画像データが示す画像をスルー画像として液晶モニタ120に表示する制御モードで動作し得る。この制御モードをライブビューモードという。ライブビューモードでは、スルー画像が動画で液晶モニタ120に表示されるので、使用者は、液晶モニタ120を見ながら静止画像を撮像するための構図を決めることができる。ライブビューモードとするかどうかは使用者が選択可能である。ライブビューモードの他に、使用者が選択できる制御モードとしては、交換レンズ200からの被写体像を光学ビューファインダー(図示省略)に導く制御モードもある。この制御モードを実現するためには、被写体像を光学ビューファインダー(図示省略)に導くための可動ミラー等が必要である。ライブビューモードにおけるオートフォーカス動作の方式としては、コントラスト方式が適している。ライブビューモードでは、定常的に、CCDイメージセンサー110で画像データを生成しているので、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作をするのが容易だからである。   In this state, the camera system 1 can operate in a control mode in which an image indicated by the image data generated by the CCD image sensor 110 is displayed on the liquid crystal monitor 120 as a through image. This control mode is called live view mode. In the live view mode, the through image is displayed as a moving image on the liquid crystal monitor 120, so that the user can determine the composition for capturing a still image while viewing the liquid crystal monitor 120. The user can select whether to use the live view mode. In addition to the live view mode, another control mode that can be selected by the user is a control mode that guides the subject image from the interchangeable lens 200 to an optical viewfinder (not shown). In order to realize this control mode, a movable mirror or the like for guiding a subject image to an optical viewfinder (not shown) is required. A contrast method is suitable as a method of autofocus operation in the live view mode. This is because in the live view mode, the image data is constantly generated by the CCD image sensor 110, so that it is easy to perform a contrast-type autofocus operation using the image data.

コントラスト方式のオートフォーカス動作を行う際には、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、コントラストAF用データを要求する(S20)。コントラストAF用データは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストAF可否情報などが含まれる。
(2−2.コントラスト方式のオートフォーカス動作)
以上により、撮像準備が完了したカメラシステム1における、動きを伴う被写体に対するコントラスト方式のオートフォーカス動作について、図3、図4及び図5を用いて説明する。図3は、オートフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。図4は、オートフォーカス動作の際のタイミングチャートである。図5は、オートフォーカス動作時の、フォーカスレンズの位置の時間変化を示す図である。
When performing the contrast autofocus operation, the camera controller 140 requests contrast AF data from the lens controller 240 (S20). The contrast AF data is necessary for the contrast autofocus operation, and includes, for example, a focus drive speed, a focus shift amount, an image magnification, and contrast AF availability information.
(2-2. Contrast autofocus operation)
With the above, the contrast-type autofocus operation for the subject with movement in the camera system 1 ready for imaging will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG. 3 is a flowchart for explaining the autofocus operation. FIG. 4 is a timing chart for the autofocus operation. FIG. 5 is a diagram illustrating a temporal change in the position of the focus lens during the autofocus operation.

カメラコントローラー140は、ライブビューモードで動作しているとする。この状態で、カメラコントローラー140は、図4Aに示すように、垂直同期信号を定期的に生成する。また、カメラコントローラー140は、これと並行して、垂直同期信号に基づいて、図4Cに示すように、露光同期信号を生成する。これは、カメラコントローラー140が垂直同期信号を基準にして、露光開始タイミングと露光終了タイミングとを予め把握しているために、露光同期信号を生成できるのである。カメラコントローラー140は、垂直同期信号をタイミング発生器112に出力し、露光同期信号をレンズコントローラー240に出力する。レンズコントローラー240は、露光同期信号に同期して、フォーカスレンズ230の位置情報を取得する。この点については、後述する。   Assume that the camera controller 140 is operating in the live view mode. In this state, the camera controller 140 periodically generates a vertical synchronization signal as shown in FIG. 4A. In parallel with this, the camera controller 140 generates an exposure synchronization signal as shown in FIG. 4C based on the vertical synchronization signal. This is because the camera controller 140 knows in advance the exposure start timing and the exposure end timing with reference to the vertical synchronization signal, so that the exposure synchronization signal can be generated. The camera controller 140 outputs a vertical synchronization signal to the timing generator 112 and outputs an exposure synchronization signal to the lens controller 240. The lens controller 240 acquires position information of the focus lens 230 in synchronization with the exposure synchronization signal. This point will be described later.

タイミング発生器112は、垂直同期信号に基づいて、CCDイメージセンサー110の読み出し信号と図4Bに示すように電子シャッター駆動信号とを定期的に生成する。タイミング発生器112は、読み出し信号及び電子シャッター駆動信号に基づいて、CCDイメージセンサー110を駆動する。   The timing generator 112 periodically generates a readout signal of the CCD image sensor 110 and an electronic shutter drive signal as shown in FIG. 4B based on the vertical synchronization signal. The timing generator 112 drives the CCD image sensor 110 based on the readout signal and the electronic shutter drive signal.

すなわち、CCDイメージセンサー110は、読み出し信号に応じて、CCDイメージセンサー110内に多数存在する光電変換素子(図示省略)で生成された画素データを垂直転送部(図示省略)に読み出す。本実施の形態1では、読み出し信号と垂直同期信号とは一致しているが、本発明を実施する上で、このことは必須事項ではない。つまり、垂直同期信号と読み出し信号とがずれていてもよい。要するに、垂直同期信号と読み出し信号との同期がとれていればよい。   That is, the CCD image sensor 110 reads out pixel data generated by a large number of photoelectric conversion elements (not shown) in the CCD image sensor 110 to a vertical transfer unit (not shown) according to the read signal. In the first embodiment, the read signal and the vertical synchronization signal coincide with each other. However, this is not an essential matter for implementing the present invention. That is, the vertical synchronization signal and the readout signal may be shifted. In short, it is only necessary that the vertical synchronization signal and the readout signal are synchronized.

また、CCDイメージセンサー110は、電子シャッター駆動信号に応じて、電子シャッター動作を行う。これにより、CCDイメージセンサー110は、不要電荷を外部に掃き出すことができる。電子シャッター駆動信号は、短時間の間に定期的に発信される複数の信号の群からなる。例えば、10個の信号を一群として発信する。CCDイメージセンサー110は、一群の電子シャッター駆動信号が発信されている間、一つの信号に対して、一回の電子シャッター動作を行う。一群の電子シャッター駆動信号に含まれる信号数を増やせば、CCDイメージセンサー110内に蓄積した電荷を確実に掃き出すことができる。しかし、CCDイメージセンサー110の駆動方法が煩雑になる。   Further, the CCD image sensor 110 performs an electronic shutter operation according to the electronic shutter drive signal. Thereby, the CCD image sensor 110 can sweep out unnecessary charges to the outside. The electronic shutter drive signal is composed of a group of a plurality of signals that are periodically transmitted within a short time. For example, 10 signals are transmitted as a group. The CCD image sensor 110 performs one electronic shutter operation on one signal while a group of electronic shutter drive signals are transmitted. If the number of signals included in the group of electronic shutter drive signals is increased, the charge accumulated in the CCD image sensor 110 can be surely swept out. However, the driving method of the CCD image sensor 110 becomes complicated.

従って、CCDイメージセンサー110は、電子シャッター駆動信号により電荷を掃き出し、読み出し信号により画素データを垂直転送部(図示省略)に読み出すので、一群の電子シャッター駆動信号の最後の信号から垂直同期信号までの期間、スルー画像用の画像データのために露光動作を行うことになる(図4C参照)。   Therefore, the CCD image sensor 110 sweeps out the electric charge by the electronic shutter drive signal and reads out the pixel data to the vertical transfer unit (not shown) by the read signal, so that from the last signal of the group of electronic shutter drive signals to the vertical synchronization signal. During the period, an exposure operation is performed for the image data for the through image (see FIG. 4C).

以上の状態で、カメラコントローラー140は、レリーズ釦130が半押しされるかどうかを監視する。今、図4において、時間t1にレリーズ釦130が半押しされたとする。すると、カメラコントローラー140は、図4Dに示すように、レンズコントローラー240に対して、AF開始コマンドを発信する。AF開始コマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する旨を示すコマンドである。   In the above state, the camera controller 140 monitors whether or not the release button 130 is half-pressed. In FIG. 4, it is assumed that the release button 130 is half-pressed at time t1. Then, as shown in FIG. 4D, the camera controller 140 transmits an AF start command to the lens controller 240. The AF start command is a command indicating that the contrast autofocus operation is started.

カメラコントローラー140は、時間t2に、レンズコントローラー240に対して、山登り開始点移動コマンドを送信する。このコマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する際に、フォーカスレンズ230をどの位置に移動し、AF評価値を検出中にどの方向にフォーカスレンズ230を移動させるかを示すコマンドである。レンズコントローラー240は、これを受けて、フォーカスモータ233を制御する。フォーカスモータ233は、レンズコントローラー240の制御により、山登り開始点移動コマンドが示す位置にフォーカスレンズ230を移動させる(S301)。   The camera controller 140 transmits a hill climbing start point movement command to the lens controller 240 at time t2. This command indicates to which position the focus lens 230 is moved when the contrast-type autofocus operation is started, and in which direction the focus lens 230 is moved during detection of the AF evaluation value. In response to this, the lens controller 240 controls the focus motor 233. The focus motor 233 moves the focus lens 230 to the position indicated by the hill-climbing start point movement command under the control of the lens controller 240 (S301).

次に、カメラコントローラー140は、時間t3に、レンズコントローラー240に対して、山登り開始コマンドを発信する(S302)。レンズコントローラー240は、フォーカスレンズ230の位置情報の周期的な送信を開始する。   Next, the camera controller 140 transmits a hill climbing start command to the lens controller 240 at time t3 (S302). The lens controller 240 starts periodic transmission of the position information of the focus lens 230.

この期間では、図4Gに示すように、レンズコントローラー240は、フォーカスモータ233をカメラコントローラー140からの指示に応じて駆動すると共に、露光同期信号がOFFからONに切り替わったときのカウンタ243のパルス数と露光同期信号がONからOFFに切り替わったときのカウンタ243のパルス数とを順次DRAM241に保存する(S303)。   In this period, as shown in FIG. 4G, the lens controller 240 drives the focus motor 233 in accordance with an instruction from the camera controller 140, and the number of pulses of the counter 243 when the exposure synchronization signal is switched from OFF to ON. And the number of pulses of the counter 243 when the exposure synchronization signal is switched from ON to OFF are sequentially stored in the DRAM 241 (S303).

次に、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、周期的に、レンズ位置情報取得コマンドを送信する。これを受けて、レンズコントローラー240は、DRAM241に保存されたパルス数を露光同期信号と関連付けた状態でカメラコントローラー140に送信する(S304)。   Next, the camera controller 140 periodically transmits a lens position information acquisition command to the lens controller 240. In response to this, the lens controller 240 transmits the number of pulses stored in the DRAM 241 to the camera controller 140 in a state associated with the exposure synchronization signal (S304).

一方、CCDイメージセンサー110は、露光期間中に露光され、生成された画像データをADコンバーター111を介してカメラコントローラー140に送信する(S305)。   On the other hand, the CCD image sensor 110 is exposed during the exposure period and transmits the generated image data to the camera controller 140 via the AD converter 111 (S305).

カメラコントローラー140は、受信した画像データに基づいて、オートフォーカス動作用の評価値(以下、便宜上、AF評価値という)を算出する。具体的には、CCDイメージセンサー110で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、AF評価値を求める方法が知られている。この算出したAF評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でDRAM141に保存される。そして、レンズコントローラー240から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられている。そのため、カメラコントローラー140は、AF評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる(S306)。例えば、図4C中の期間bにおいて露光された画像データを用いて算出されたAF評価値は、時間t4におけるフォーカスレンズ230の位置と時間t5におけるフォーカスレンズ230の位置との平均値と関連付けられて保存される。そのようにして、図4C中の期間bにおいて露光された画像データを用いて算出されたAF評価値は、時間t6にDRAM141に保存される。   The camera controller 140 calculates an evaluation value for autofocus operation (hereinafter referred to as an AF evaluation value for convenience) based on the received image data. Specifically, a method for obtaining an AF evaluation value by obtaining a luminance signal from image data generated by the CCD image sensor 110 and integrating high-frequency components in the screen of the luminance signal is known. The calculated AF evaluation value is stored in the DRAM 141 in a state associated with the exposure synchronization signal. The lens position information acquired from the lens controller 240 is also associated with the exposure synchronization signal. Therefore, the camera controller 140 can store the AF evaluation value in association with the lens position information (S306). For example, the AF evaluation value calculated using the image data exposed in the period b in FIG. 4C is associated with the average value of the position of the focus lens 230 at time t4 and the position of the focus lens 230 at time t5. Saved. In this way, the AF evaluation value calculated using the image data exposed in the period b in FIG. 4C is stored in the DRAM 141 at time t6.

次に、カメラコントローラー140は、DRAM141に保存されたAF評価値に基づいて、合焦点を抽出できたかどうかを監視する(S307)。具体的には、AF評価値が極大値となるフォーカスレンズ230の位置を合焦点として抽出する。合焦点を抽出できなかった場合には、ステップS303に戻る。そして、合焦点を抽出できるまで、ステップS303〜ステップS306までの動作を繰り返す。   Next, the camera controller 140 monitors whether or not the in-focus point has been extracted based on the AF evaluation value stored in the DRAM 141 (S307). Specifically, the position of the focus lens 230 at which the AF evaluation value is a maximum value is extracted as a focal point. If the focal point cannot be extracted, the process returns to step S303. Then, the operations from step S303 to step S306 are repeated until the focal point can be extracted.

ステップS307において、カメラコントローラー140は合焦点を抽出できると、合焦点の位置と合焦時間を、合焦情報としてDRAM141上の別のエリアに記憶する。また、既に記憶されている合焦情報を用いて、動体速度を算出する。動体速度の算出方法については、後述する。   In step S307, when the camera controller 140 can extract the focal point, the camera controller 140 stores the focal point position and the focusing time in another area on the DRAM 141 as focusing information. Also, the moving body speed is calculated using the focus information that has already been stored. A method for calculating the moving body speed will be described later.

その後、カメラコントローラー140は、レンズコントローラー240に対して、レンジの移動方向反転コマンドを送出する。レンズの移動方向反転コマンドは、フォーカスレンズ230の移動方向をそれまでの移動方向から逆方向に反転させるコマンドである。レンズコントローラー240は、この移動方向反転コマンドに従って、フォーカスモータ233を駆動し、フォーカスレンズ230の移動方向を反転させる。その後、カメラコントローラー140は、レリーズ釦130の全押しが検出されるまで、ステップS303〜ステップS309までの動作を繰り返す。   Thereafter, the camera controller 140 sends a range moving direction reversal command to the lens controller 240. The lens moving direction reversal command is a command for reversing the moving direction of the focus lens 230 from the previous moving direction. The lens controller 240 drives the focus motor 233 in accordance with the moving direction reversal command to reverse the moving direction of the focus lens 230. Thereafter, the camera controller 140 repeats the operations from step S303 to step S309 until the full press of the release button 130 is detected.

この時のフォーカスレンズ230の動きを、図5を用いて、さらに詳細に説明する。図5において、フォーカスレンズ230は、時間t11においてレンズ位置p1から山登りを開始する。カメラコントローラー140は、順次AF評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存する。カメラコントローラー140は、レンズ位置p3、時間t13まで移動した際に、レンズ位置p2においてAF評価値が極大値であることを検出し、合焦点として、フォーカスレンズ230の位置p2、時間t12を記憶する。その後、レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140からの移動方向反転コマンドを受信し、フォーカスレンズ230を逆方向に移動させる。カメラコントローラー140は、レンズ位置p5、時間t15において、レンズ位置p4においてAF評価値が極大値となることを検出し、合焦点として、フォーカスレンズ230の位置p4、時間t14を記憶する。このようにカメラコントローラー140は、フォーカスレンズ230を順次反転しつつ移動させ、合焦点を抽出する。   The movement of the focus lens 230 at this time will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 5, the focus lens 230 starts mountain climbing from the lens position p1 at time t11. The camera controller 140 sequentially stores AF evaluation values in association with lens position information. When the camera controller 140 moves to the lens position p3 and time t13, the camera controller 140 detects that the AF evaluation value is the maximum value at the lens position p2, and stores the position p2 and time t12 of the focus lens 230 as the focal point. . Thereafter, the lens controller 240 receives the moving direction inversion command from the camera controller 140 and moves the focus lens 230 in the reverse direction. The camera controller 140 detects that the AF evaluation value becomes a maximum value at the lens position p4 at the lens position p5 and time t15, and stores the position p4 and time t14 of the focus lens 230 as a focal point. In this way, the camera controller 140 moves the focus lens 230 while sequentially reversing and extracts the focal point.

次に動体速度の検出方法について説明する。カメラコントローラー140は、レンズ位置p7、時間t17において、合焦点としてフォーカスレンズ230のレンズ位置p6、時間t16を抽出し、記憶する。この際、合焦点p2における動体速度v2を、レンズ位置p2、時間t12と、レンズ位置p6、時間t16を用いて、その傾きより算出し、合焦点p2の合焦情報とともに、DRAM141上に記憶する。   Next, a method for detecting the moving body speed will be described. The camera controller 140 extracts and stores the lens position p6 and time t16 of the focus lens 230 as a focal point at the lens position p7 and time t17. At this time, the moving body speed v2 at the focal point p2 is calculated from the inclination using the lens position p2, the time t12, the lens position p6, and the time t16, and is stored on the DRAM 141 together with the focusing information of the focal point p2. .

なお、ここでは、カメラコントローラー140は、フォーカスレンズ230を同一方向に移動させて求めた合焦点で、隣接するものを用いて動体速度を求めたが、本発明はこれに限定されず、移動方向に関わらず、隣接する2点の合焦点を用いて動体速度を求めてもよい。   Here, the camera controller 140 calculates the moving body speed using the adjacent focal point obtained by moving the focus lens 230 in the same direction, but the present invention is not limited to this, and the moving direction is not limited thereto. Regardless, the moving object speed may be obtained by using two adjacent focal points.

次に、レリーズ釦130が全押しされた以降の処理について説明する。カメラコントローラー140は、レリーズ釦130が全押しされたかどうかを監視し、全押しを検出すると、DRAM141上の合焦情報を用いて、実際の撮影時の合焦位置を予測する(S311)。   Next, processing after the release button 130 is fully pressed will be described. The camera controller 140 monitors whether or not the release button 130 has been fully pressed, and when it is detected, the camera controller 140 uses the focus information on the DRAM 141 to predict the focus position during actual shooting (S311).

カメラコントローラー140が、合焦情報を用いて、合焦位置を予測する方法について、図6を用いて説明する。図6において、時間t27で、レリーズ釦130が全押しされたとする。カメラコントローラー140は、DRAM141上に保持した合焦点の動体速度を用いて、レリーズ釦130の全押し後の動体速度を予測する。予測動体速度vの算出方法として、以下に示す合焦点の動体速度の平均値を用いる。   A method in which the camera controller 140 predicts the in-focus position using the in-focus information will be described with reference to FIG. In FIG. 6, it is assumed that the release button 130 is fully pressed at time t27. The camera controller 140 predicts the moving body speed after the release button 130 is fully pressed using the moving body speed at the focal point held on the DRAM 141. As a method for calculating the predicted moving body speed v, the average value of the moving body speeds at the focal point shown below is used.

v=(v1+v2+v3+v4+v5+v6)/6
なお、ここでは予測動体速度vを算出する際に、レリーズ釦130の全押し直前の合焦点の動体速度の内、6個の合焦点の平均値を取ったが、6である必要はなく、任意の数でよい。また、予測動体速度を、直前の合焦点の動体速度の平均値により求めたが、他の算術式を用いて求めてよい。
v = (v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6) / 6
Here, when calculating the predicted moving body speed v, the average value of the six in-focus points is taken out of the in-focus moving body speeds immediately before the release button 130 is fully pressed, but it is not necessary to be 6. Any number is acceptable. Moreover, although the predicted moving body speed was calculated | required by the average value of the moving body speed of the last in-focus, you may calculate | require using another arithmetic expression.

カメラコントローラー140は、このようにして求めた動体速度vを用いて、以下の式により、動体予測合焦位置p28を求める。ここで、td(=t28-t27)は、シャッタータイムラグであり、レリーズ釦130の全押しから撮影が開始されるまでに要する時間である。tdは、カメラボディ100と交換レンズ200の組み合わせたカメラシステム1において、一意に決まる値である。   The camera controller 140 obtains the moving object predicted in-focus position p28 by the following equation using the moving object speed v obtained in this way. Here, td (= t28-t27) is a shutter time lag, which is the time required from when the release button 130 is fully pressed until shooting starts. td is a value uniquely determined in the camera system 1 in which the camera body 100 and the interchangeable lens 200 are combined.

p28=p27+v×td
カメラコントローラー140は、このように求めた動体予測合焦位置p28にフォーカスレンズ230を移動させるために、レンズコントローラー240に対して、合焦位置移動コマンドを送信する。合焦位置移動コマンドは、どの方向からどの位置にフォーカスレンズ230を移動させるかを示すコマンドである。レンズコントローラー240は、この合焦位置移動コマンドに従って、フォーカスモータ233を駆動する。カメラコントローラー140は、合焦点への移動が完了すると、露光を開始し、被写体を撮影する。カメラコントローラー140の画像処理により生成された画像データは、メモリーカード171に格納される。
p28 = p27 + v × td
The camera controller 140 transmits a focus position movement command to the lens controller 240 in order to move the focus lens 230 to the moving object predicted focus position p28 thus obtained. The focus position movement command is a command indicating from which direction to which position the focus lens 230 is moved. The lens controller 240 drives the focus motor 233 according to the focus position movement command. When the movement to the in-focus point is completed, the camera controller 140 starts exposure and shoots the subject. Image data generated by the image processing of the camera controller 140 is stored in the memory card 171.

以上のように、動きのある被写体に対するオートフォーカス動作において、撮影前に格納した焦点情報を用いてレリーズ操作後の被写体の動体速度を予測し、被写体はその予測動体速度で移動することを想定し、その移動後の位置に合焦することによって、精度のよい合焦が可能となる。   As described above, in the autofocus operation for a moving subject, it is assumed that the moving body speed of the subject after the release operation is predicted using the focus information stored before shooting, and the subject moves at the predicted moving body speed. By focusing on the position after the movement, it is possible to focus with high accuracy.

なお、本実施の形態1では、レリーズ釦130の半押し後に、オートフォーカス動作を開始するとしたが、本発明はこれに限定されず、レリーズ釦130の操作に関わらず、常に被写体に対してオートフォーカス動作を行う形態についても適用可能である。
(実施の形態2)
上述したように、本実施の形態1では、動きを伴う被写体に対して、レリーズ釦130の半押し後、オートフォーカス動作を行う形態について説明したが、本実施の形態2では、オートフォーカス動作を行っている最中に、手振れが発生した場合について説明する。なお、本発明の実施の形態2に係るカメラシステムは、実施の形態1に係るカメラシステム1と同様の構成であるため、図1に示すブロック図を用いて以下説明する。
In the first embodiment, the autofocus operation is started after the release button 130 is half-pressed. However, the present invention is not limited to this. Regardless of the operation of the release button 130, the autofocus operation is always performed on the subject. The present invention can also be applied to a form that performs a focus operation.
(Embodiment 2)
As described above, in the first embodiment, a description has been given of a mode in which an autofocus operation is performed on a subject with movement after the release button 130 is half-pressed. However, in the second embodiment, an autofocus operation is performed. A case where camera shake occurs during the course will be described. The camera system according to Embodiment 2 of the present invention has the same configuration as that of the camera system 1 according to Embodiment 1, and will be described below with reference to the block diagram shown in FIG.

図7は、実施の形態2に係るカメラシステム1のコントラスト方式のオートフォーカス動作を行っている最中に、手振れが発生した場合における、フォーカスレンズの位置の時間変化を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a temporal change in the position of the focus lens when a camera shake occurs during the contrast-type autofocus operation of the camera system 1 according to the second embodiment.

カメラコントローラー140は、レリーズ釦130の半押しを検出すると、実施の形態1で説明した図3におけるS303〜S309で示されるオートフォーカス動作を行い、抽出した焦点情報を、DRAM141上に格納する。今、レンズコントローラー240がOIS用IC223より、補正可能な量を超える手振れが発生したことが通知されると、レンズコントローラー240は、そのことをカメラコントローラー140に通知する。カメラコントローラー140がこの通知により、時間t31において、手振れを検出すると、それまで実行していた図3のS303〜S309で示されるオートフォーカス動作を停止する。さらに、DRAM141上に格納した焦点情報を消去する。   When the camera controller 140 detects half-pressing of the release button 130, the camera controller 140 performs the autofocus operation shown in S303 to S309 in FIG. 3 described in the first embodiment, and stores the extracted focus information on the DRAM 141. When the lens controller 240 is notified from the OIS IC 223 that a camera shake exceeding the correctable amount has occurred, the lens controller 240 notifies the camera controller 140 of the fact. When the camera controller 140 detects a camera shake at time t31 by this notification, the autofocus operation shown in S303 to S309 in FIG. Further, the focus information stored on the DRAM 141 is erased.

このように補正可能な量を超える手振れが発生した場合に、オートフォーカス動作を停止することにより、焦点制御が困難な状況において無駄な合焦動作を止めることができ、バッテリの消費を抑えるとともに、誤った合焦点を抽出することを回避することができる。さらに、RAM141上の焦点情報を消去することで、手振れが収まった後に、再度オートフォーカス動作を開始する際に、手振れ発生前の撮影状況の異なる焦点情報を用いて、誤った動体予測による合焦位置の算出を回避することができる。   In this way, when camera shake exceeding the correctable amount occurs, by stopping the autofocus operation, it is possible to stop the useless focusing operation in a situation where the focus control is difficult, and to reduce battery consumption, It is possible to avoid extracting an erroneous in-focus point. Further, by erasing the focus information on the RAM 141, when the autofocus operation is started again after the camera shake is settled, the focus information with different shooting conditions before the occurrence of the camera shake is used, and the focus by the incorrect moving object prediction is used. Calculation of the position can be avoided.

その後、レンズコントローラー240がOIS用IC223より、手振れが収まり、補正可能であることが通知されると、レンズコントローラー240は、そのことをカメラコントローラー140に通知する。カメラコントローラー140がこの通知により、手振れが収まったことを検出すると、時間t32より、図3におけるS303〜S309で示されるオートフォーカス動作を再開し、抽出した焦点情報を、DRAM141上に格納する。その後の撮影動作については、実施の形態1と同様であり、説明を省略する。
(その他の実施の形態)
以上により、本発明の実施の形態として、実施の形態1、2を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施の形態を本欄にまとめて説明する。
Thereafter, when the lens controller 240 is notified by the OIS IC 223 that the camera shake has settled and correction is possible, the lens controller 240 notifies the camera controller 140 of this fact. When the camera controller 140 detects that the camera shake has been settled by this notification, the autofocus operation indicated by S303 to S309 in FIG. The subsequent photographing operation is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
(Other embodiments)
As described above, Embodiments 1 and 2 have been described as embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to these. Therefore, other embodiments of the present invention will be described collectively in this section.

本発明の実施の形態1、2では、ズームレンズ210及びOISレンズ220を有する構成を例示したが、これらは、本発明に必須の構成ではない。すなわち、ズーム機能を有することのない単焦点レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能であるし、手振れ補正機能を有することのない交換レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能である。手振れ補正機能を有することのない交換レンズを装着したカメラシステムにおいて、手振れの検出は、動き検出手段等を用いて行うことができる。   In the first and second embodiments of the present invention, the configuration including the zoom lens 210 and the OIS lens 220 is illustrated, but these are not essential configurations of the present invention. In other words, the present invention can be applied to a camera system equipped with a single focus lens that does not have a zoom function, and can also be applied to a camera system equipped with an interchangeable lens that does not have a camera shake correction function. It is. In a camera system equipped with an interchangeable lens that does not have a camera shake correction function, camera shake can be detected using motion detection means or the like.

本発明の実施の形態1、2では、可動ミラーを備えないカメラボディを例示したが、本発明はこれには限定されない。例えば、カメラボディ内に可動ミラーを備えてもよいし、被写体像を分けるためのプリズムを備えてもよい。また、カメラボディ内ではなく、アダプター内に可動ミラーを備える構成でもよい。可動ミラーを備えたカメラボディからなるカメラシステムでは、レリーズ操作後に可動ミラーを退避し、撮影を開始するために、シャッタータイムラグは、可動ミラーのないカメラボディからなるカメラシステムと比較して、大きくなる。   In the first and second embodiments of the present invention, the camera body that does not include the movable mirror is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a movable mirror may be provided in the camera body, or a prism for separating the subject image may be provided. Moreover, the structure provided with a movable mirror not in a camera body but in an adapter may be sufficient. In a camera system consisting of a camera body with a movable mirror, the shutter time lag is larger than a camera system consisting of a camera body without a movable mirror because the movable mirror is retracted after the release operation and shooting starts. .

本実施の形態1、2では、レンズ交換式のカメラシステムを用いて説明したが、本発明はこれに限られず、カメラボディとレンズとが一体となったカメラについても、適用可能である。   In the first and second embodiments, the description has been made using the interchangeable lens camera system. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a camera in which a camera body and a lens are integrated.

本発明の実施の形態1、2では、フォーカスレンズ230の位置を直接検出せず、フォーカスモータ233の回転軸の回転角を検出することにより、間接的に検出した。このように、本発明においては、フォーカスレンズ230の位置を直接的に検出してもよいし、フォーカスレンズ230に連動する機構部材の位置を検出することによって間接的に検出してもよい。例えば、フォーカスモータ233の駆動出力を何パルス送ったかを、ソフトウェア若しくは専用ICで管理し、位置検出手段としてもよい。要するに、結果として、フォーカスレンズの位置を特定できればよい。   In Embodiments 1 and 2 of the present invention, the position of the focus lens 230 is not detected directly, but is detected indirectly by detecting the rotation angle of the rotation shaft of the focus motor 233. As described above, in the present invention, the position of the focus lens 230 may be detected directly, or may be detected indirectly by detecting the position of the mechanism member interlocked with the focus lens 230. For example, how many pulses of the drive output of the focus motor 233 are sent may be managed by software or a dedicated IC, and used as position detection means. In short, it is only necessary that the position of the focus lens can be specified as a result.

本発明の実施の形態1、2では、位相差検出センサーを搭載しないカメラシステムを例示した。しかし、本発明はこのような実施形態には限定されない。位相差検出センサーを搭載して、位相差方式のオートフォーカス動作とコントラスト方式のオートフォーカス動作を選択的に実行できるようにしてもよい。この場合、コントラスト方式のオートフォーカス動作を実行しているときに、本発明は適用可能である。   In Embodiments 1 and 2 of the present invention, a camera system not equipped with a phase difference detection sensor has been exemplified. However, the present invention is not limited to such an embodiment. A phase difference detection sensor may be mounted so that a phase difference type autofocus operation and a contrast type autofocus operation can be selectively executed. In this case, the present invention is applicable when a contrast type autofocus operation is being performed.

本発明の実施の形態1では、本発明のタイミング信号として、CCDイメージセンサー110の露光同期信号を用いた。しかし、本発明はこれには限らない。例えば、CCDイメージセンサー110のための垂直同期信号と電子シャッター駆動信号とを、タイミング信号としてレンズコントローラー240に送信するようにしてもよい。これにより、カメラコントローラー140は、露光同期信号を送信する必要がないので、制御を容易にすることができる。ただし、この場合、電子シャッター駆動信号の仕様(1群内における発信間隔や発信数等)を予め、カメラコントローラー140からレンズコントローラー240に通知しておく必要がある。レンズコントローラー240は、通知された仕様に従って、電子シャッター駆動信号と垂直同期信号とに基づいて、カウンタ243のパルス値を読み出す。   In Embodiment 1 of the present invention, the exposure synchronization signal of the CCD image sensor 110 is used as the timing signal of the present invention. However, the present invention is not limited to this. For example, a vertical synchronization signal and an electronic shutter drive signal for the CCD image sensor 110 may be transmitted to the lens controller 240 as timing signals. Thereby, since the camera controller 140 does not need to transmit an exposure synchronization signal, control can be facilitated. However, in this case, it is necessary to notify the lens controller 240 of the specifications of the electronic shutter drive signal (such as the transmission interval and the number of transmissions within one group) in advance. The lens controller 240 reads the pulse value of the counter 243 based on the electronic shutter drive signal and the vertical synchronization signal according to the notified specification.

本発明は、レンズ交換式のカメラシステムに適用できる。具体的には、デジタルスチルカメラやムービーなどに適用可能である。   The present invention can be applied to an interchangeable lens camera system. Specifically, it can be applied to a digital still camera or a movie.

本発明の実施の形態1及び2に係るカメラシステムの構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a camera system according to Embodiments 1 and 2 of the present invention. 本発明の実施の形態1及び2に係るカメラシステムの撮像準備動作を説明するための図The figure for demonstrating the imaging preparation operation | movement of the camera system which concerns on Embodiment 1 and 2 of this invention 本発明の実施の形態1に係るカメラシステムのコントラスト方式のオートフォーカス動作を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the contrast-type autofocus operation of the camera system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るカメラシステムのコントラスト方式のオートフォーカス動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the contrast-type autofocus operation of the camera system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るフォーカスレンズのレンズ位置の時間変化を表す図The figure showing the time change of the lens position of the focus lens which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るフォーカスレンズの合焦位置の動体予測を説明する図The figure explaining the moving body prediction of the focus position of the focus lens which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るフォーカスレンズのレンズ位置の時間変化を表す図The figure showing the time change of the lens position of the focus lens which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 カメラシステム
100 カメラボディ
110 CCDイメージセンサー
112 タイミング発生器
130 レリーズ釦
140 カメラコントローラー
200 交換レンズ
230 フォーカスレンズ
231 第1エンコーダ
232 第2エンコーダ
233 フォーカスモータ
240 レンズコントローラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera system 100 Camera body 110 CCD image sensor 112 Timing generator 130 Release button 140 Camera controller 200 Interchangeable lens 230 Focus lens 231 1st encoder 232 2nd encoder 233 Focus motor 240 Lens controller

Claims (5)

光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、
前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、
所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、
前記生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づき合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、
前記合焦状態判定手段により合焦状態と判定された時点における前記位置検出手段の出力であるフォーカス位置を格納する合焦情報保持手段と、
レリーズ操作を含む操作指示を受け付ける操作手段と、
レリーズ操作がなされる前までに前記合焦状態保持手段に格納された前記フォーカス位置を基に、撮影時における前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を算出し、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えた焦点制御装置。
A focus lens that changes the focus state of the subject image by moving back and forth in the direction of the optical axis;
Driving means for driving the focus lens;
Position detecting means for detecting a position of the focus lens or a mechanism member interlocked with the focus lens;
An image sensor that generates image data by exposing at a predetermined timing;
An evaluation value calculating means for calculating an evaluation value for autofocus based on the generated image data;
In-focus state determination means for determining an in-focus state based on the evaluation value;
In-focus information holding means for storing a focus position that is an output of the position detecting means at the time when the in-focus state is determined by the in-focus state determining means;
An operation means for receiving an operation instruction including a release operation;
Based on the focus position stored in the in-focus state holding means before the release operation is performed, the position of the focus lens at the time of shooting or the mechanism member linked to the focus lens is calculated, and the drive means is Control means for controlling;
A focus control device.
前記制御手段は、前記合焦状態保持手段のフォーカス位置を基に、レリーズ操作から撮影までの被写体の動体速度を算出し、該動体速度を基に前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を算出する
請求項1に記載の焦点制御装置。
The control means calculates the moving body speed of the subject from the release operation to photographing based on the focus position of the in-focus state holding means, and based on the moving body speed, the mechanism member interlocked with the focus lens or the focus lens The focus control device according to claim 1, wherein the position of the focus control device is calculated.
前記制御手段は、前記合焦状態保持手段のフォーカス位置における動体速度を算出し、算出した動体速度を加算平均することにより、前記レリーズ操作から撮影までの被写体の動体速度を算出する
請求項2に記載の焦点制御装置。
The control unit calculates a moving body speed at the focus position of the in-focus state holding unit, and calculates the moving body speed of the subject from the release operation to photographing by averaging the calculated moving body speeds. The focus control device described.
手振れを検出する手振れ検出手段を備え、
前記制御手段は、前記手振れ検出手段による検出結果を基に、前記評価値算出手段、及び前記合焦状態判定手段の停止、若しくは再開を制御し、
前記合焦情報保持手段に格納されたフォーカス位置を削除する
請求項1から3の何れかに記載の焦点制御装置。
Provided with a camera shake detecting means for detecting camera shake,
The control means controls the stop or restart of the evaluation value calculation means and the focus state determination means based on the detection result by the camera shake detection means,
The focus control apparatus according to claim 1, wherein the focus position stored in the focus information holding unit is deleted.
請求項1から4に記載の焦点制御装置を備えた撮像装置。 An imaging device comprising the focus control device according to claim 1.
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