JP2010169882A - Digital camera and optical equipment - Google Patents

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Tetsuhisa Kikuchi
哲央 菊地
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Olympus Imaging Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more compact, high speed digital camera and optical equipment for making high precision AF control with respect to an object moving in an optical axis direction, wherein so-called mountain climbing AF is performed by driving an imaging element and high precision AF is performed at a high speed. <P>SOLUTION: The digital camera comprises: a photographing lens 20 including a focus lens 21, a lens driving part 22 and a lens control part 23; and a camera body 30 including a body control part 31, the imaging element 32 and an imaging element driving part 33. The body control part 31 is configured to calculate the focusing degree of the object image captured by the imaging element 32 as a focus evaluation value, then, control the movement of the focus lens 21 and the movement of the imaging element 32 based on the focus evaluation value so as to adjust the focus. The main control part 31 is configured to finely drive the imaging element 32 in the optical axis direction and detect the defocusing amount of the object upon the continuous AF of continuously performing the focus control during a release operation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はデジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器での自動焦点調節の改良に関するものである。   The present invention relates to an improvement in automatic focusing in an optical apparatus such as a digital camera or a video camera.

従来の一眼レフレックスカメラ(以下、一眼レフカメラと略記する)は、図8に示されるように、カメラ本体1内にメインミラー2とサブミラー3とを有している。そして、このようなカメラでは、オートフォーカス(以下、AFと記す)実行時には、これらのミラーによって、図示されない被写体からの光束17を、それぞれスクリーンマット6、ペンタプリズム7、接眼レンズ8等を有するファインダ光学系5と、コンデンサレンズ11、再結像レンズ12a及び12b、ラインセンサ13a及び13b等で構成される位相差AF光学系10とに分割して焦点調節が行われる。また、撮影時には、これらのミラーが光路から退避されて、被写体像がフィルムや撮像素子15上に結像される構成となっている。   A conventional single-lens reflex camera (hereinafter abbreviated as a single-lens reflex camera) has a main mirror 2 and a sub mirror 3 in a camera body 1 as shown in FIG. In such a camera, when autofocus (hereinafter referred to as AF) is performed, a finder having a screen mat 6, a pentaprism 7, an eyepiece 8 and the like is caused to emit a light beam 17 from a subject (not shown) by these mirrors. Focus adjustment is performed by dividing the optical system 5 into a phase difference AF optical system 10 including a condenser lens 11, re-imaging lenses 12a and 12b, line sensors 13a and 13b, and the like. Further, at the time of shooting, these mirrors are retracted from the optical path, and a subject image is formed on the film or the image sensor 15.

上述した構成の場合、上記ファインダ光学系5及び上記AF光学系10が存在するが故に、カメラが大型化してしまうという欠点を有していた。デジタル一眼レフカメラの場合、この欠点を解消してカメラの小型化を図る方法として、次のような手法を取っている。   In the case of the above-described configuration, since the finder optical system 5 and the AF optical system 10 exist, there is a disadvantage that the camera becomes large. In the case of a digital single-lens reflex camera, the following method is adopted as a method for eliminating this drawback and reducing the size of the camera.

すなわち、撮影用のCCD等の撮像素子を利用し、撮影レンズ内のフォーカスレンズを所定間隔で駆動しながら被写体像の高周波成分を焦点評価値として検出していき、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を求める、所謂山登りAFによって焦点調節を行い、カメラの背面等に配置される液晶モニタ等に撮影画像を表示することにより、上記AF光学系10や上記ファインダ光学系5を廃止するものである。   In other words, using an imaging device such as a CCD for photographing, the focus lens in the photographing lens is driven at a predetermined interval to detect the high-frequency component of the subject image as the focus evaluation value, and the focus that maximizes the focus evaluation value The AF optical system 10 and the finder optical system 5 are abolished by performing focus adjustment by so-called hill-climbing AF for obtaining a lens position and displaying a photographed image on a liquid crystal monitor or the like disposed on the back surface of the camera. is there.

ところが、このような手法では、従来の交換レンズは、山登りAFの際のフォーカスレンズの微小駆動を行うのに適した構成になっていないので、焦点調節に時間を要したり、精度の良い焦点検出を行えないという課題を有している。   However, in such a method, the conventional interchangeable lens is not configured to perform minute driving of the focus lens during hill-climbing AF. There is a problem that detection cannot be performed.

また、レンズ駆動機構が、上述した山登りAFに向いている交換レンズであっても、カメラ本体と交換レンズ間の制御信号線の増加による装置の複雑化を招いたり、大型の交換レンズの場合は大きな駆動力が必要とされることから、消費電力が増加するというような問題が発生する。   In addition, even if the lens driving mechanism is an interchangeable lens suitable for the above-described hill-climbing AF, the apparatus becomes complicated due to an increase in control signal lines between the camera body and the interchangeable lens, or in the case of a large interchangeable lens. Since a large driving force is required, there arises a problem that power consumption increases.

このような課題を解決する方法の一例として、例えば下記特許文献1に開示されているように、焦点調節時にレンズ駆動を行うことで大まかな合焦位置を検出後、撮像素子を含む撮像部を撮影レンズの光軸方向に駆動して焦点調節を行うオートフォーカス方式が知られている。   As an example of a method for solving such a problem, for example, as disclosed in Patent Document 1 below, an imaging unit including an imaging element is detected after a rough focus position is detected by driving a lens during focus adjustment. An autofocus method is known in which focus adjustment is performed by driving in the optical axis direction of a photographing lens.

特開2008−46417号公報JP 2008-46417 A

しかしながら、上述した特許文献1に於いては、フォーカスレンズ及び撮像部の両方を駆動するとしているが、停止した被写体に対してのみしかフォーカス制御をすることができない。ついては、レリーズ動作中に連続してフォーカス制御を行う制御が実現できていないという課題を有している。   However, in Patent Document 1 described above, both the focus lens and the imaging unit are driven, but focus control can be performed only on a stopped subject. Therefore, there is a problem that the control for performing the focus control continuously during the release operation cannot be realized.

したがって本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学機器の小型化やAFの高速化、高精度化のために、撮像素子を駆動して山登りAFを行う機器に於いて、より小型で高速、高精度なAFを行う機器に於いて、光軸方向に移動している被写体に対しても高精度にAF制御を実現することができるデジタルカメラ及び光学機器を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hill-climbing AF by driving an image pickup device in order to reduce the size of an optical device, increase the speed of AF, and increase the accuracy. A digital camera and an optical device capable of realizing AF control with high accuracy even for a subject moving in the optical axis direction in a smaller, faster, and higher-precision AF device. There is.

すなわち請求項1に記載の発明は、焦点調整用のフォーカスレンズを備えた撮影レンズと、上記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動手段と、上記撮影レンズを介して結像した被写体像を撮像する撮像部を光軸方向に移動させる撮像部駆動手段と、上記撮像部で撮像された被写体像の合焦の度合いを焦点評価値として出力する焦点評価手段と、上記焦点評価値を基に、上記レンズ駆動手段による上記フォーカスレンズの移動及び上記撮像部駆動手段による上記撮像部の移動を制御して焦点調節を行う焦点制御手段と、を具備し、上記焦点制御手段は、上記撮像部を光軸方向に微小駆動しながら上記焦点評価手段により焦点評価値を取得させ、該焦点評価値に基づいて移動する被写体のピントずれ量を検出することを特徴とする。   That is, according to the first aspect of the present invention, a photographic lens having a focus lens for focus adjustment, a lens driving means for moving the focus lens in the optical axis direction, and a subject image formed through the photographic lens are obtained. Based on the focus evaluation value, an imaging unit driving unit that moves the imaging unit to be imaged in the optical axis direction, a focus evaluation unit that outputs the degree of focus of the subject image captured by the imaging unit as a focus evaluation value, and A focus control unit that performs focus adjustment by controlling the movement of the focus lens by the lens driving unit and the movement of the imaging unit by the imaging unit driving unit, and the focus control unit controls the imaging unit. A focus evaluation value is acquired by the focus evaluation means while being finely driven in the optical axis direction, and a focus shift amount of a moving object is detected based on the focus evaluation value.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に於いて、上記焦点制御手段は、上記ピントずれ量に応じて上記フォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行うことを特徴とする。   According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the focus control means adjusts the focus by controlling the position of the focus lens in accordance with the amount of focus deviation. To do.

請求項3に記載の発明は、請求項1若しくは2に記載の発明に於いて、上記焦点制御手段は、上記撮像部を光軸方向に微小駆動することで得られる複数ポイントの焦点評価値から、ピントずれ量を近似計算することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the focus control means is based on a plurality of point focus evaluation values obtained by minutely driving the imaging unit in the optical axis direction. Approximate calculation of the amount of focus deviation.

請求項4に記載の発明は、請求項2若しくは3に記載の発明に於いて、上記焦点制御手段は、上記焦点調節動作による上記フォーカスレンズの位置と時間の履歴情報を記憶し、該履歴情報を用いて動体予測演算を行い、移動する被写体の焦点調節を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3, wherein the focus control means stores history information of the position and time of the focus lens by the focus adjustment operation, and the history information. Is used to perform a moving object prediction calculation and to adjust the focus of a moving subject.

請求項5に記載の発明は、焦点調整用のフォーカスレンズとし、該フォーカスレンズを光軸方向に移動可能なレンズ駆動手段と、を有する撮影レンズ部と、上記撮影レンズ部を装着するものであって、上記撮影レンズ部を介して結像した被写体像を撮像する撮像部と、上記撮像部を上記光軸方向に移動させる撮像部駆動部と、上記撮像部で撮像された被写体像の合焦の度合いを焦点評価値として算出すると共に、該焦点評価値を基に上記レンズ駆動部による上記フォーカスレンズの移動及び上記撮像部駆動部による上記撮像部の移動を制御して焦点調節を行うもので、上記撮像部を光軸方向に微小駆動しながら上記焦点評価手段により焦点評価値を取得させ、該焦点評価値に基づいて移動する被写体のピントずれ量を検出する制御部と、を有する本体部と、を具備することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a photographic lens unit having a focus lens for focus adjustment, a lens driving unit capable of moving the focus lens in the optical axis direction, and the photographic lens unit. An imaging unit that captures the subject image formed through the imaging lens unit, an imaging unit drive unit that moves the imaging unit in the optical axis direction, and focusing of the subject image captured by the imaging unit Is calculated as a focus evaluation value, and focus adjustment is performed by controlling movement of the focus lens by the lens driving unit and movement of the imaging unit by the imaging unit driving unit based on the focus evaluation value. A control unit that obtains a focus evaluation value by the focus evaluation unit while finely driving the imaging unit in the optical axis direction, and detects a focus deviation amount of a moving object based on the focus evaluation value. Characterized by comprising a main body portion that, the.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明に於いて、上記制御部は、上記ピントずれ量に応じて上記フォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行うことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the control unit performs focus adjustment by controlling the position of the focus lens in accordance with the amount of focus deviation. .

請求項7に記載の発明は、請求項5若しくは6に記載の発明に於いて、上記制御部は、上記撮像部を上記光軸方向に微小駆動することで得られる複数ポイントの焦点評価値から、ピントずれ量を近似計算することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the invention according to claim 5 or 6, wherein the control unit is based on a plurality of point focus evaluation values obtained by minutely driving the imaging unit in the optical axis direction. Approximate calculation of the amount of focus deviation.

請求項8に記載の発明は、請求項6若しくは7に記載の発明に於いて、上記制御部は、上記焦点調節動作による上記フォーカスレンズの位置と時間の履歴情報を記憶し、該履歴情報を用いて動体予測演算を行い、移動する被写体の焦点調節を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6 or 7, wherein the control unit stores history information of the position and time of the focus lens by the focus adjustment operation, and stores the history information. It is characterized in that a moving object prediction calculation is performed to adjust the focus of a moving subject.

本発明によれば、光学機器の小型化やAFの高速化、高精度化のために、撮像素子を駆動して山登りAFを行う機器に於いて、より小型で高速、高精度なAFを行う機器に於いて、光軸方向に移動している被写体に対しても高精度にAF制御を実現することができるデジタルカメラ及び光学機器を提供することができる。   According to the present invention, in order to reduce the size of an optical device, increase the speed and accuracy of AF, and perform hill-climbing AF by driving an image pickup device, a smaller, faster, and more accurate AF is performed. In the apparatus, it is possible to provide a digital camera and an optical apparatus capable of realizing AF control with high accuracy even for a subject moving in the optical axis direction.

本発明の一態実施形態に係るカメラのオートフォーカス動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the autofocus operation | movement of the camera which concerns on one aspect | mode of this invention. 本発明の一実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るカメラの撮影シーケンスの一動作例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating one operation example of the imaging | photography sequence of the camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る山登りAF時のフォーカスレンズ動作、及び撮像部動作と焦点評価値の関係の一例を示すもので、(a)はフォーカスレンズ動作と焦点評価値の関係の一例を示す図、(b)は撮像部動作と焦点評価値の関係の一例を示す図である。FIG. 3 illustrates an example of a relationship between a focus lens operation during hill-climbing AF and an imaging unit operation and a focus evaluation value according to an embodiment of the present invention, and (a) illustrates an example of a relationship between the focus lens operation and a focus evaluation value. FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the relationship between the imaging unit operation and the focus evaluation value. 焦点評価値と撮像素子駆動位置との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a focus evaluation value and an image pick-up element drive position. 移動被写体に対するAF動作について説明するための図である。It is a figure for demonstrating AF operation | movement with respect to a moving subject. 焦点検出動作したときのフォーカスレンズの駆動状況を示した図である。It is the figure which showed the drive condition of the focus lens when a focus detection operation | movement is carried out. 従来の一眼レフカメラの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conventional single-lens reflex camera.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

尚、本実施形態に於いては、ファーストレリーズスィッチが押下されたら合焦動作を実施し、一度合焦と判定された後も、被写体の移動を検出したら被写体の移動に合わせてピント位置を修正する、通常コンティニュアスAFと称されるモードについて説明する。   In this embodiment, when the first release switch is pressed, the focusing operation is performed. Even if it is determined that the focus is once in focus, if the movement of the subject is detected, the focus position is corrected according to the movement of the subject. A mode called normal continuous AF will be described.

図1は本発明の一実施形態に係るカメラのオートフォーカス動作を説明するための模式図、図2は本発明の一実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。また、図3は本発明の一実施形態に係るカメラの撮影シーケンスの一動作例を説明するためのフローチャート、図4は本発明の一実施形態に係る山登りAF時のフォーカスレンズ動作、及び撮像部動作と焦点評価値の関係の一例を示すもので、(a)はフォーカスレンズ動作と焦点評価値の関係の一例を示す図、(b)は撮像部動作と焦点評価値の関係の一例を示す図である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an autofocus operation of a camera according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the camera according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the imaging sequence of the camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a focus lens operation and imaging unit during hill-climbing AF according to the embodiment of the present invention. 2A and 2B illustrate an example of a relationship between an operation and a focus evaluation value. FIG. 3A illustrates an example of a relationship between a focus lens operation and a focus evaluation value. FIG. 3B illustrates an example of a relationship between an imaging unit operation and a focus evaluation value. FIG.

図1に於いて、本発明の一実施形態に係るカメラは、撮影レンズ20と、この撮影レンズ20がその前面に装着された本体部としてのカメラ本体30とから構成される。   In FIG. 1, a camera according to an embodiment of the present invention includes a photographic lens 20 and a camera main body 30 as a main body portion on which the photographic lens 20 is mounted.

撮影レンズ20は、各種撮影用光学系、フォーカスレンズ21等から成り、後述する撮像手段である撮像素子32上に被写体像を結像させるためのものである。撮影レンズ20内には、フォーカスレンズ21と、このフォーカスレンズ21を駆動するためのレンズ駆動手段であるレンズ駆動部(レンズドライバ)22と、レンズ制御手段であるレンズ制御部23とを有している。   The photographic lens 20 includes various photographic optical systems, a focus lens 21 and the like, and is used to form a subject image on an image sensor 32 which is an imaging unit described later. The photographing lens 20 includes a focus lens 21, a lens driving unit (lens driver) 22 that is a lens driving unit for driving the focus lens 21, and a lens control unit 23 that is a lens control unit. Yes.

上記フォーカスレンズ21は、レンズ駆動部22により撮影レンズ20の光軸25方向に移動される焦点調節用のレンズである。そして、レンズ駆動部22は、モータ等のアクチュエータを有し、フォーカスレンズ21の駆動を行うレンズ駆動手段である。レンズ制御部23は、後述する本体制御部31からの指示に従ってフォーカスレンズ21を移動させるべくレンズ駆動部22の動きを制御する。   The focus lens 21 is a focus adjusting lens that is moved in the direction of the optical axis 25 of the photographing lens 20 by the lens driving unit 22. The lens driving unit 22 is a lens driving unit that has an actuator such as a motor and drives the focus lens 21. The lens control unit 23 controls the movement of the lens driving unit 22 to move the focus lens 21 in accordance with an instruction from a main body control unit 31 described later.

一方、カメラ本体30内には、カメラ動作の全体の制御を司る制御手段(焦点制御手段、焦点評価手段)である本体制御部31と、撮影レンズ20の光軸25方向に移動可能な撮像手段である撮像素子32と、この撮像素子32を駆動する撮像素子駆動手段である撮像素子駆動部(撮像素子ドライバ)33等を有している。上記本体制御部31は、撮像素子32やフォーカスレンズ21の駆動制御、演算等、各種カメラの動作制御を行う。   On the other hand, in the camera main body 30, a main body control unit 31 that is a control means (focus control means, focus evaluation means) that controls the entire camera operation, and an imaging means that can move in the direction of the optical axis 25 of the photographing lens 20. And an imaging element driving unit (imaging element driver) 33 which is an imaging element driving means for driving the imaging element 32, and the like. The main body control unit 31 performs operation control of various cameras such as drive control and calculation of the image sensor 32 and the focus lens 21.

撮像素子32は、撮影レンズ20により結像された被写体像を撮像するCCDセンサ等より成る撮像手段である。この撮像素子32は、現在位置を検出して位置情報を本体制御部31に送信する位置検出手段等を有しており、撮像素子駆動部33によって撮影レンズ20の光軸25方向に移動可能となっている。更に、撮像素子駆動部33は、モータ等のアクチュエータを有しており、本体制御部31からの制御信号により、撮像素子32の駆動制御を行う。   The image pickup device 32 is an image pickup means including a CCD sensor or the like for picking up a subject image formed by the taking lens 20. The image sensor 32 includes a position detection unit that detects the current position and transmits position information to the main body control unit 31. The image sensor 32 can be moved in the direction of the optical axis 25 of the photographic lens 20 by the image sensor drive unit 33. It has become. Further, the image sensor driving unit 33 has an actuator such as a motor, and controls the driving of the image sensor 32 by a control signal from the main body control unit 31.

また、図2は、こうしたカメラの基本的な構成を示すブロック図である。尚、この図2に於いて、図1と同じ部分には同一の参照番号を付してその説明は省略する。   FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of such a camera. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図2に於いて、カメラ本体30には、撮像素子32と、撮像素子駆動部33の他に、CPU(中央演算処理装置)34と、A/D変換部35と、画像処理部36と、表示部37と、記憶部38とを有している。   In FIG. 2, the camera body 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 34, an A / D converter 35, an image processor 36, in addition to the image sensor 32 and the image sensor drive unit 33. A display unit 37 and a storage unit 38 are provided.

CPU34は上記制御部(制御手段、焦点制御手段)31に相当するもので、主にカメラ本体30内の全ての制御動作を司るものである。A/D変換部35は、撮像素子32から出力されるアナログ像信号をデジタル像信号に変換するための変換手段である。画像処理手段である画像処理部36は、このA/D変換部35から出力されるデジタル像信号に基づいて、ホワイトバランス補正、歪補正、画像圧縮等の画像処理による画像データの生成や、像信号の高周波成分の検出による焦点評価値の算出等を行う(焦点評価手段)。そして、CPU34の指示に応じて画像データを表示部37に表示させたり、記憶部38への格納、及び格納されている画像データの再画像処理等を行うようになっている。   The CPU 34 corresponds to the control unit (control means, focus control means) 31 and mainly manages all control operations in the camera body 30. The A / D conversion unit 35 is conversion means for converting an analog image signal output from the image sensor 32 into a digital image signal. Based on the digital image signal output from the A / D conversion unit 35, the image processing unit 36, which is an image processing unit, generates image data by image processing such as white balance correction, distortion correction, and image compression. A focus evaluation value is calculated by detecting a high frequency component of the signal (focus evaluation means). In accordance with an instruction from the CPU 34, the image data is displayed on the display unit 37, stored in the storage unit 38, re-image processing of the stored image data, and the like.

表示部37は、上記画像処理部36で画像処理されたスルー画や、記憶部38に格納されている画像データの表示を行うもので、例えば液晶パネル等から構成される。上記記憶部38は、画像処理部36で画像処理された画像データ等を格納するための記憶手段である。   The display unit 37 displays the live view image processed by the image processing unit 36 and the image data stored in the storage unit 38, and includes a liquid crystal panel, for example. The storage unit 38 is a storage unit for storing the image data processed by the image processing unit 36.

このような構成のカメラに於いて、オートフォーカス動作が開始されると、先ず、図4(a)に示されるように、撮影レンズ20内のフォーカスレンズ21が、レンズ駆動部22によって、至近端位置から無限位置側に、撮影レンズ20の光軸25方向に粗い間隔で移動及び停止される。そして、各停止位置での焦点評価値が被写体像信号の高周波成分より求められ、焦点評価値のピークが検出された時点でレンズ駆動が停止される。   In the camera having such a configuration, when the autofocus operation is started, first, as shown in FIG. 4A, the focus lens 21 in the photographing lens 20 is brought close by the lens driving unit 22. From the end position to the infinite position side, the photographing lens 20 is moved and stopped at a rough interval in the optical axis 25 direction. The focus evaluation value at each stop position is obtained from the high-frequency component of the subject image signal, and the lens drive is stopped when the peak of the focus evaluation value is detected.

次に、図4(b)に示されるように、カメラ本体30内の撮像素子32が焦点評価値のピークが存在する方向へ、撮影レンズ20の光軸25に沿って、上述したレンズ駆動時よりも細かい間隔で移動及び停止が行われる。そして、各停止位置での焦点評価値が求められて、最終的に焦点評価値のピーク位置に撮像素子32が駆動される山登りAFが行われる。   Next, as shown in FIG. 4B, when the above-described lens driving is performed along the optical axis 25 of the photographing lens 20 in the direction in which the imaging element 32 in the camera body 30 has a peak of the focus evaluation value. Moving and stopping are performed at finer intervals. Then, the focus evaluation value at each stop position is obtained, and finally, hill-climbing AF in which the image sensor 32 is driven to the peak position of the focus evaluation value is performed.

次に、図3のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係るカメラの撮影動作について説明する。尚、このカメラの動作は、主にCPU34の制御によって行われる。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 3, the photographing operation of the camera according to the embodiment of the present invention will be described. The operation of the camera is mainly performed by the control of the CPU 34.

図示されないカメラの電源スイッチがオンされると、本シーケンスが開始される。そして、先ず、ステップS1にて、フォーカスレンズ21により撮像素子32上に結像された、図示されない被写体の像(被写体像)が、該撮像素子32で光電変換されてアナログ像信号に変換される。そして、上記アナログ像信号がA/D変換部35にてA/D変換されることによって得られたデジタル像信号から、画像処理部36にてスルー画データが生成され、この生成されたスルー画データに対応した画像が表示部37に表示される。   This sequence is started when a power switch of a camera (not shown) is turned on. First, in step S1, an image (subject image) of a subject (not shown) formed on the image sensor 32 by the focus lens 21 is photoelectrically converted by the image sensor 32 and converted into an analog image signal. . Then, through image data is generated by the image processing unit 36 from the digital image signal obtained by A / D converting the analog image signal by the A / D conversion unit 35, and the generated through image is generated. An image corresponding to the data is displayed on the display unit 37.

次いで、ステップS2にて、レンズ駆動部22によりフォーカスレンズ21が駆動されて、焦点評価値検出を行う際の駆動ピッチが、カメラの撮影モードや撮影レンズ20の種類(例えば、焦点距離やFno(Fナンバ))に応じて設定される。例えば、撮影モードに関しては、ポートレートモードでは駆動ピッチを細かくして合焦精度を優先し、連写モードでは駆動ピッチを粗くして合焦速度を優先するようにする。また、撮影レンズ20の焦点距離に関しては、ピント調節用のフォーカスレンズ21の駆動範囲が狭い広角側では駆動ピッチを細かくし、駆動範囲が広い望遠側では駆動ピッチを粗くする。撮影レンズ20のFnoに関しては、Fnoの明るいレンズの場合は、フォーカスレンズ21の駆動ピッチを細かくすると共に、特に撮像部である撮像素子32の駆動ピッチを細かくして、より精度を高める。   Next, in step S2, the focus lens 21 is driven by the lens driving unit 22, and the driving pitch when the focus evaluation value is detected depends on the shooting mode of the camera and the type of the shooting lens 20 (for example, focal length and Fno ( F number)). For example, regarding the shooting mode, in the portrait mode, the driving pitch is made fine to give priority to focusing accuracy, and in the continuous shooting mode, the driving pitch is made coarse to give priority to the focusing speed. Regarding the focal length of the photographic lens 20, the driving pitch is made finer on the wide angle side where the driving range of the focus lens 21 for adjusting the focus is narrow, and the driving pitch is made coarse on the telephoto side where the driving range is wide. Regarding the Fno of the photographing lens 20, in the case of a bright Fno lens, the drive pitch of the focus lens 21 is made finer, and in particular, the drive pitch of the image pickup device 32 which is an image pickup unit is made finer to improve the accuracy.

そして、ステップ3に於いて、カメラ本体30の図示されない電源スイッチにより電源がオフされたか否かが判定される。ここで、電源がオン状態であればステップS4に移行し、オフにされた場合にはステップS17に移行する。   In step 3, it is determined whether the power is turned off by a power switch (not shown) of the camera body 30. If the power is on, the process proceeds to step S4. If the power is turned off, the process proceeds to step S17.

ステップS4では、図示されないレリーズスイッチがオンされたか否か、すなわちファーストレリーズスイッチ(1stレリーズSW)のオンが検出されたか否かが判定される。ここで、ファーストレリーズスイッチがオンされた場合にはステップS5に移行し、オフ状態のままであれば上記ステップS4に移行する。   In step S4, it is determined whether or not a release switch (not shown) is turned on, that is, whether or not the first release switch (1st release SW) is turned on. If the first release switch is turned on, the process proceeds to step S5. If the first release switch remains off, the process proceeds to step S4.

ステップS5に於いては、撮像部のウォブリング動作(撮像部である撮像素子32を光軸方向に細かく振動させることで、合焦方向を検出する)が実施されて、被写体が存在するであろう方向が検出される。例えば、図5に示されるように、至近側から無限遠側にウォブリング動作されることで、現在のフォーカスレンズ位置に於ける焦点評価値、及び撮像素子32が前後に移動された場合での焦点評価値を算出することができる。   In step S5, the wobbling operation of the image pickup unit (detecting the in-focus direction by finely vibrating the image pickup device 32 as the image pickup unit in the optical axis direction) is performed, and the subject will be present. Direction is detected. For example, as shown in FIG. 5, the focus evaluation value at the current focus lens position and the focus when the image sensor 32 is moved back and forth by performing a wobbling operation from the closest side to the infinity side. An evaluation value can be calculated.

撮像素子32の位置が前側(無限側)の焦点評価値が高ければ(図5に示される状態)、現在のフォーカスレンズ位置で合焦しているねらいとしていない被写体に対して、被写体位置としては後ろ側(無限側)にねらいとする被写体がいると判定されて、フォーカスレンズが後ろ繰り込み側(無限側)に駆動され(図5矢印)、逆であれば、繰り出し側(至近側)に駆動される。尚、焦点評価値に明らかな差が見られなければ、先ずは至近側に駆動されるようになっている。   If the focus evaluation value on the front side (infinite side) of the image sensor 32 is high (the state shown in FIG. 5), the subject position with respect to the subject that is not aimed at the current focus lens position is It is determined that there is an object to be aimed at on the rear side (infinite side), and the focus lens is driven to the rear feeding side (infinity side) (arrow in FIG. 5). Is done. If there is no clear difference in the focus evaluation values, first, the focus drive value is driven to the closest side.

次に、ステップS6にて、撮像部を初期位置に設定する。本動作は、撮像部である撮像素子32の駆動可能範囲全体を一方向のみの駆動でできるよう、至近端、または無限端の何れかに撮像部を当て付けた状態とする。当て付ける側は、上記ステップS5の結果に基づくもので、ステップS7にてフォーカスレンズを駆動する方向に設定される(フォーカスレンズを至近側から無限側に移動するときは、無限端に当て付ける)。   Next, in step S6, the imaging unit is set to the initial position. In this operation, the imaging unit is applied to either the closest end or the infinite end so that the entire driveable range of the imaging element 32 as the imaging unit can be driven only in one direction. The abutting side is based on the result of step S5, and is set in the direction in which the focus lens is driven in step S7 (when the focus lens is moved from the closest side to the infinite side, it is applied to the infinite end). .

こうすることで、撮像部の移動範囲を十分取ることができるので、ステップS7にて、フォーカスレンズの行き過ぎ量を多くすることができる。すなわち、フォーカスレンズの移動ピッチを粗くすることができるので、フォーカス時間を短縮することができる。   By doing so, the moving range of the imaging unit can be sufficiently taken, and the overshoot amount of the focus lens can be increased in step S7. That is, since the movement pitch of the focus lens can be made coarse, the focus time can be shortened.

ステップS7では、図4(a)に示されるように、CPU34によりレンズ制御部23及びレンズ駆動部22が制御されることにより、上記ステップS2で設定された駆動ピッチでフォーカスレンズ21がステップS6で検出された方向に移動される。そして、ステップS7にて、各停止位置での像信号の高周波成分が、画像処理部36で検出されて焦点評価値が求められ、上記各停止位置での焦点評価値がピークを越えたと判定された時点、例えば前回の位置での焦点評価値よりも現在位置での焦点評価値が小さくなった時点、または、2つ連続で焦点評価値が小さくなった時点でレンズ駆動が停止される。レンズ駆動の停止タイミングに関しては、後述するステップS9で行われる撮像部のウォブリング動作がしやすいよう、最初に合焦する時点での撮像部が可動範囲の中央に来るようなタイミングが狙われる。   In Step S7, as shown in FIG. 4A, the lens control unit 23 and the lens driving unit 22 are controlled by the CPU 34, so that the focus lens 21 is moved in Step S6 at the driving pitch set in Step S2. It is moved in the detected direction. In step S7, the high frequency component of the image signal at each stop position is detected by the image processing unit 36 to obtain a focus evaluation value, and it is determined that the focus evaluation value at each stop position exceeds the peak. For example, the lens drive is stopped when the focus evaluation value at the current position becomes smaller than the focus evaluation value at the previous position, or when the focus evaluation value decreases two times in succession. With respect to the lens drive stop timing, the timing at which the imaging unit at the time of first focusing comes to the center of the movable range is targeted so as to facilitate the wobbling operation of the imaging unit performed in step S9 described later.

次いで、ステップS8にて、図4(b)に示されるように、CPU34により撮像素子駆動部33が制御されることにより、撮像素子32が上述したフォーカスレンズ21の駆動時よりも細かいピッチで、無限位置側から至近位置側に向けて駆動される。そして、各停止位置での像信号の高周波成分が画像処理部36で検出されて焦点評価値が求められ、上記各停止位置での焦点評価値がピークを越えたと判定された時点で、撮像素子駆動部33により撮像素子32が逆方向に駆動されて、焦点評価値がピークとなる位置に停止される(山登りAF)。これにより、一旦被写体に対して合焦した状態となる。但し、上述したステップS6〜S8間で、ファーストレリーズスイッチがオフとなった場合は、フォーカス位置の検出動作が停止され、図示されていないが上記ステップS4に戻る。   Next, in step S8, as shown in FIG. 4B, the image pickup device driving unit 33 is controlled by the CPU 34, so that the image pickup device 32 has a finer pitch than that when the focus lens 21 is driven. It is driven from the infinite position side toward the closest position side. Then, when the high-frequency component of the image signal at each stop position is detected by the image processing unit 36 and a focus evaluation value is obtained, and it is determined that the focus evaluation value at each stop position exceeds the peak, the image sensor The image pickup device 32 is driven in the reverse direction by the drive unit 33 and stopped at a position where the focus evaluation value reaches a peak (mountain climbing AF). As a result, the subject is once focused. However, when the first release switch is turned off between steps S6 to S8 described above, the focus position detection operation is stopped, and although not shown, the process returns to step S4.

ここで、最終的な合焦位置を求めるために撮像素子32を駆動している理由は、撮像素子32の移動制御はカメラ本体30で行うことができるので、撮像素子32を一定速度で移動し、撮像素子位置をリアルタイムに取得しながら、撮像素子32の垂直同期信号に同期して焦点評価値を求めることができる。したがって、高速、且つ高精度のAFが可能になるからである。また、撮影レンズ内のフォーカスレンズの制御を行うためには、カメラ本体30と撮影レンズ20間とで通信処理が必要なため、フォーカスレンズの高速駆動はできるものの、一旦レンズを停止する等しないと、リアルタイムに高精度な位置情報を取得することが困難であるからである。   Here, the reason why the image pickup device 32 is driven in order to obtain the final in-focus position is that the movement control of the image pickup device 32 can be performed by the camera body 30, and therefore the image pickup device 32 is moved at a constant speed. The focus evaluation value can be obtained in synchronization with the vertical synchronization signal of the image sensor 32 while acquiring the image sensor position in real time. Therefore, high-speed and high-precision AF is possible. In order to control the focus lens in the photographic lens, communication processing is required between the camera body 30 and the photographic lens 20, so the focus lens can be driven at a high speed, but the lens must be stopped once. This is because it is difficult to obtain highly accurate position information in real time.

次に、被写体の移動に追従するための処理について、ステップS9〜S14を参照して詳細に説明する。   Next, processing for following the movement of the subject will be described in detail with reference to steps S9 to S14.

ステップS9に於いては、その直前のステップS8にて合焦状態のはずであるが、被写体が移動している場合、ピント位置を修正する必要がある。したがって、一定時間間隔で撮像部のウォブリング動作が実施され、焦点評価値の結果から被写体の移動が検出される。   In step S9, it should have been in focus in step S8 immediately before that, but when the subject is moving, it is necessary to correct the focus position. Therefore, the wobbling operation of the imaging unit is performed at regular time intervals, and the movement of the subject is detected from the result of the focus evaluation value.

図6(a)を参照して、移動被写体に対するAF動作について説明する。   With reference to FIG. 6A, an AF operation for a moving subject will be described.

先ず、ステップS8までの処理によって、ファーストレリーズスイッチのオン直後の被写体状態(図6(a)に於いては破線で示される状態)にてAFが行われる。その後、被写体が撮影者側に向かってくる場合、図6(a)に於いては、一点鎖線で示される状態となり、若干ピントがずれた状態となる。   First, AF is performed in the subject state immediately after the first release switch is turned on (the state indicated by the broken line in FIG. 6A) by the processing up to step S8. After that, when the subject comes to the photographer side, in FIG. 6A, the state is shown by a one-dot chain line, and is slightly out of focus.

そこで、ウォブリング動作が実施され、前後複数個所での焦点評価値が取得され、焦点評価値が2次式で近似されることで、現在の焦点評価値のピーク位置が算出される。   Therefore, a wobbling operation is performed, focus evaluation values at a plurality of front and rear positions are acquired, and the focus evaluation value is approximated by a quadratic expression, whereby the peak position of the current focus evaluation value is calculated.

算出方法は下記の通りである。   The calculation method is as follows.

複数の点(Fi ,zi )(i=1,2,3,…,n)に対して、最も近くを通る2次曲線F=az2 +bz+cを求めるには、残差の二乗和が最小になるような各係数a、b、cを算出すればよい。つまり、残差二乗和を各係数で偏微分した各式の値を0として求めた連立方程式を解けばよい。ここで、zは撮像部の光軸方向の移動量、Fは焦点評価値である。焦点評価値のピークの算出のためには5点ほどの焦点評価値の情報があれば十分なので、ここではn=5とする。 To obtain a quadratic curve F = az 2 + bz + c that passes closest to a plurality of points (F i , z i ) (i = 1, 2, 3,..., N), What is necessary is just to calculate each coefficient a, b, c which becomes the minimum. That is, it is only necessary to solve simultaneous equations obtained by setting the value of each expression obtained by partial differentiation of the residual sum of squares by each coefficient to 0. Here, z is the amount of movement of the imaging unit in the optical axis direction, and F is the focus evaluation value. In order to calculate the peak of the focus evaluation value, it is sufficient to have information on the focus evaluation value of about five points, so here n = 5.

残差二乗和Sは、
S=Σ(Fi −azi 2 −bzi −c)2
であるので、これを各係数a、b、cで偏微分すると、
∂S/∂a=Σ(−2(Fi −azi 2 −bzi −c))zi 2
∂S/∂b=Σ(−2(Fi −azi 2 −bzi −c))zi
∂S/∂c=Σ(−2(Fi −azi 2 −bzi −c))
(i=1〜n)
各式の値を0 とすると、
Σ(zi 2 i )=aΣ(zi 4 )+bΣ(zi 3 )+cΣ(zi 2
Σ(zi i )=aΣ(zi 3 )+bΣ(zi 2 )+cΣ(zi
Σ(Fi )=aΣ(zi 2 )+bΣ(zi )+cn
上式に於いて、
Σ(zi )=A、Σ(Fi )=B、Σ(zi i )=C、Σ(zi 2 )=D
Σ(zi 3 )=E、Σ(zi 4 )=F、Σ(zi 2 i )=G
とすると、
G=aF+bE+cD
C=aE+bD+cA
B=aD+bA+cn
上記の連立方程式をa、b、cについて解くと、
a=((AB−Cn)(D2 −AE)−(DC−AG)(A2 −Dn))
/((AD−En)(D2 −AE)−(DE−AF)(A2 −Dn))
b=((DC−AG)−a(DE−AF))/(D2 −AE))
c=(B−bA−aD)/n
となる。
The residual sum of squares S is
S = Σ (F i −az i 2 −bz i −c) 2
Therefore, when this is partially differentiated by each coefficient a, b, c,
∂S / ∂a = Σ (−2 (F i −az i 2 −bz i −c)) z i 2
∂S / ∂b = Σ (−2 (F i −az i 2 −bz i −c)) z i
∂S / ∂c = Σ (−2 (F i −az i 2 −bz i −c))
(I = 1 to n)
If the value of each expression is 0,
Σ (z i 2 F i ) = aΣ (z i 4 ) + bΣ (zi 3 ) + cΣ (z i 2 )
Σ (z i F i ) = aΣ (z i 3 ) + bΣ (z i 2 ) + cΣ (z i )
Σ (F i ) = aΣ (z i 2 ) + bΣ (zi) + cn
In the above formula,
Σ (z i ) = A, Σ (F i ) = B, Σ (z i F i ) = C, Σ (z i 2 ) = D
Σ (z i 3 ) = E, Σ (z i 4 ) = F, Σ (z i 2 F i ) = G
Then,
G = aF + bE + cD
C = aE + bD + cA
B = aD + bA + cn
Solving the above simultaneous equations for a, b, and c,
a = ((AB-Cn) (D 2 -AE) - (DC-AG) (A 2 -Dn))
/ ((AD-En) ( D 2 -AE) - (DE-AF) (A 2 -Dn))
b = ((DC-AG) -a (DE-AF)) / (D 2 -AE))
c = (B−bA−aD) / n
It becomes.

デフォーカス量は、焦点評価値がピークとなる撮像部の位置Zを算出することでそのままデフォーカス量となる。   The defocus amount is directly used as the defocus amount by calculating the position Z of the imaging unit where the focus evaluation value reaches a peak.

ここで、Z=b/2aであるので、上式のaとbの値を代入することで、焦点評価値のピークとなる撮像部位置Zを算出することが可能となる。   Here, since Z = b / 2a, by substituting the values of a and b in the above equation, it is possible to calculate the imaging unit position Z at which the focus evaluation value peaks.

ステップS10では、上記方法にてデフォーカス量が算出されることで、最初にAFされた撮像素子位置と現在のフォーカス位置との差(デフォーカス量)を算出することができる。ここで、デフォーカス量を正確に算出するためには、バックラッシュが無い駆動方法であることが望ましい。ついては、撮像素子を駆動するモータは、バックラッシュの少ないリニア駆動が可能な超音波モータを使用することが望ましい。   In step S10, the defocus amount is calculated by the above-described method, whereby the difference (defocus amount) between the first AF element position that is first AF and the current focus position can be calculated. Here, in order to accurately calculate the defocus amount, it is desirable that the driving method has no backlash. Therefore, it is desirable to use an ultrasonic motor capable of linear driving with less backlash as the motor for driving the image sensor.

次に、ステップS11にて、このデフォーカス量分、被写体位置が変化しているので、そのズレ量分、フォーカスレンズが駆動される(本実施形態では至近側に駆動される)。   Next, in step S11, since the subject position has changed by this defocus amount, the focus lens is driven by the amount of deviation (in this embodiment, it is driven to the nearest side).

ここで、フォーカスレンズを駆動して被写体位置の変化に対応している理由は、撮像素子は高速、高精度な移動が可能であるが、移動範囲は非常に小さいからである。したがって、動く被写体に対する駆動に対しては、高速、且つ広範囲の移動が可能なフォーカスレンズの移動によって実現している。   Here, the reason why the focus lens is driven to cope with the change in the subject position is that the imaging element can move at high speed and with high accuracy, but the movement range is very small. Therefore, the driving of the moving subject is realized by moving the focus lens capable of moving at a high speed and in a wide range.

また、図6(b)に示されるように、被写体の移動量が大きく、焦点評価値のピーク位置が算出できない場合でも、焦点評価値を2次式で近似して焦点評価値のピーク位置を算出することで、デフォーカス量を算出し、ステップS11にてフォーカスレンズを駆動してピント合わせが行われる。   Further, as shown in FIG. 6B, even when the amount of movement of the subject is large and the peak position of the focus evaluation value cannot be calculated, the focus evaluation value is approximated by a quadratic expression to obtain the peak position of the focus evaluation value. By calculating, the defocus amount is calculated, and the focus lens is driven in step S11 to perform focusing.

次いで、ステップS12にて、上記ステップS11で駆動されたフォーカスレンズの駆動量とウォブリング時の時間が保存される。これら、ステップS9〜S12の制御動作が繰り返されることで、図7に示されるように、焦点検出動作したときのフォーカスレンズの駆動履歴を残すことができる。   In step S12, the driving amount of the focus lens driven in step S11 and the time for wobbling are stored. By repeating the control operations in steps S9 to S12, the driving history of the focus lens when the focus detection operation is performed can be left as shown in FIG.

そして、ステップS13に於いて、セカンドレリーズスイッチ(2ndレリーズSW)が押下されたならば、上述したステップS9〜12のループを抜け、ステップS14に移行する。但し、撮像動作が行われる時点では被写体が既に移動してしまっており、フォーカスレンズ位置が適切でない可能性がある。したがって、上記ステップS12にて保存されていた駆動履歴に従って、ステップS14にて撮像タイミングでの最適なフォーカスレンズ位置が予測されて、フォーカスレンズの予測駆動が行われる。   If the second release switch (2nd release SW) is pressed in step S13, the process exits the loop of steps S9 to S12 described above and proceeds to step S14. However, there is a possibility that the subject has already moved when the imaging operation is performed, and the focus lens position is not appropriate. Therefore, in accordance with the drive history stored in step S12, the optimum focus lens position at the imaging timing is predicted in step S14, and the focus lens is predicted to be driven.

その後、セカンドレリーズスイッチが押下されたことにより、ステップS15にて、上記ステップS8で山登りAFによって検出された撮像素子32の停止位置で撮像が行われる。この撮像により、撮像素子32での光電変換により得られたアナログ像信号が、A/D変換部35にてデジタル像信号に変換され、更に、画像処理部36に於いて各種フィルタ処理、ホワイトバランス補正、画像圧縮等の画像処理が行われて画像データが生成される。そして、ステップS16にて、上記ステップS8で生成された画像データが記憶部38に格納される。その後、上記ステップS4に移行して、再び撮影待機状態に移行する。   Thereafter, when the second release switch is pressed, in step S15, imaging is performed at the stop position of the image sensor 32 detected by the hill-climbing AF in step S8. By this imaging, an analog image signal obtained by photoelectric conversion in the image sensor 32 is converted into a digital image signal by the A / D converter 35, and further, various filter processes and white balance are performed in the image processor 36. Image processing such as correction and image compression is performed to generate image data. In step S16, the image data generated in step S8 is stored in the storage unit 38. Thereafter, the process shifts to step S4, and shifts to the photographing standby state again.

一方、上記ステップS3にて、電源がオフにされた場合は、ステップS17に移行して、各種データの退避、電源系統の切断処理等の所定の終了処理が実行される。その後、本シーケンスが終了する。   On the other hand, when the power is turned off in step S3, the process proceeds to step S17, and predetermined end processing such as saving various data and disconnecting the power supply system is executed. Thereafter, this sequence ends.

本実施形態に於いては、フォーカスレンズの位置の履歴情報に基づいて予測フォーカスレンズ位置を算出しているが、撮像部位置Z(デフォーカス量)の履歴情報を記憶し、これに基づいて予測デフォーカス量を算出し、図3のステップS14にて予測デフォーカス量に基づいて動体予測駆動を行ってもよい。   In the present embodiment, the predicted focus lens position is calculated based on the history information of the focus lens position, but the history information of the imaging unit position Z (defocus amount) is stored and predicted based on this. The defocus amount may be calculated, and the moving body prediction drive may be performed based on the predicted defocus amount in step S14 of FIG.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、或いは実施形態に示される構成要件が幾つか組合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。   Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, or some constituent requirements shown in the embodiment are combined, it is described in the column of the problem to be solved by the invention. When the problem can be solved and the effect described in the column of the effect of the invention can be obtained, the configuration from which this constituent requirement is deleted can be extracted as the invention.

本発明によれば、光学機器の小型化やAFの高速化、高精度化のために、撮像素子を駆動して山登りAFを行う機器に於いて、より小型で高速、高精度なAFを行う機器に於いて、光軸方向に移動している被写体に対しても高精度にAF制御を実現することができる。   According to the present invention, in order to reduce the size of an optical device, increase the speed and accuracy of AF, and perform hill-climbing AF by driving an image pickup device, a smaller, faster, and more accurate AF is performed. In the apparatus, AF control can be realized with high accuracy even for a subject moving in the optical axis direction.

20…撮影レンズ、21…フォーカスレンズ、22…レンズ駆動部(レンズドライバ)、23…レンズ制御部、30…カメラ本体、31…本体制御部、32…撮像素子、33…撮像素子駆動部(撮像素子ドライバ)、34…CPU(中央演算処理装置)、35…A/D変換部、36…画像処理部、37…表示部、38…記憶部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Shooting lens, 21 ... Focus lens, 22 ... Lens drive part (lens driver), 23 ... Lens control part, 30 ... Camera body, 31 ... Main body control part, 32 ... Imaging element, 33 ... Imaging element drive part (Imaging) (Element drivers), 34... CPU (central processing unit), 35... A / D converter, 36... Image processor, 37.

Claims (8)

焦点調整用のフォーカスレンズを備えた撮影レンズと、
上記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動手段と、
上記撮影レンズを介して結像した被写体像を撮像する撮像部を光軸方向に移動させる撮像部駆動手段と、
上記撮像部で撮像された被写体像の合焦の度合いを焦点評価値として出力する焦点評価手段と、
上記焦点評価値を基に、上記レンズ駆動手段による上記フォーカスレンズの移動及び上記撮像部駆動手段による上記撮像部の移動を制御して焦点調節を行う焦点制御手段と、
を具備し、
上記焦点制御手段は、上記撮像部を光軸方向に微小駆動しながら上記焦点評価手段により焦点評価値を取得させ、該焦点評価値に基づいて移動する被写体のピントずれ量を検出することを特徴とするデジタルカメラ。
A photographic lens with a focus lens for focus adjustment;
Lens driving means for moving the focus lens in the optical axis direction;
An image pickup unit driving means for moving an image pickup unit for picking up a subject image formed through the photographing lens in the optical axis direction;
Focus evaluation means for outputting the degree of focus of the subject image captured by the imaging unit as a focus evaluation value;
A focus control means for performing focus adjustment by controlling movement of the focus lens by the lens driving means and movement of the imaging section by the imaging section driving means based on the focus evaluation value;
Comprising
The focus control unit is configured to acquire a focus evaluation value by the focus evaluation unit while finely driving the imaging unit in the optical axis direction, and detect a focus deviation amount of a moving object based on the focus evaluation value. A digital camera.
上記焦点制御手段は、上記ピントずれ量に応じて上記フォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行うことを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。   The digital camera according to claim 1, wherein the focus control unit performs focus adjustment by controlling a position of the focus lens in accordance with the focus shift amount. 上記焦点制御手段は、上記撮像部を光軸方向に微小駆動することで得られる複数ポイントの焦点評価値から、ピントずれ量を近似計算することを特徴とする請求項1若しくは2に記載のデジタルカメラ。   3. The digital image according to claim 1, wherein the focus control unit approximately calculates a focus shift amount from a plurality of focus evaluation values obtained by minutely driving the imaging unit in the optical axis direction. camera. 上記焦点制御手段は、上記焦点調節動作による上記フォーカスレンズの位置と時間の履歴情報を記憶し、該履歴情報を用いて動体予測演算を行い、移動する被写体の焦点調節を行うことを特徴とする請求項2若しくは3に記載のデジタルカメラ。   The focus control unit stores history information of the position and time of the focus lens by the focus adjustment operation, performs a moving object prediction calculation using the history information, and performs focus adjustment of a moving subject. The digital camera according to claim 2 or 3. 焦点調整用のフォーカスレンズとし、該フォーカスレンズを光軸方向に移動可能なレンズ駆動手段と、を有する撮影レンズ部と、
上記撮影レンズ部を装着するものであって、上記撮影レンズ部を介して結像した被写体像を撮像する撮像部と、上記撮像部を上記光軸方向に移動させる撮像部駆動部と、上記撮像部で撮像された被写体像の合焦の度合いを焦点評価値として算出すると共に、該焦点評価値を基に上記レンズ駆動部による上記フォーカスレンズの移動及び上記撮像部駆動部による上記撮像部の移動を制御して焦点調節を行うもので、上記撮像部を光軸方向に微小駆動しながら上記焦点評価手段により焦点評価値を取得させ、該焦点評価値に基づいて移動する被写体のピントずれ量を検出する制御部と、を有する本体部と、
を具備することを特徴とする光学機器。
A photographic lens unit having a focus lens for focus adjustment, and a lens driving unit capable of moving the focus lens in the optical axis direction;
An imaging unit that mounts the imaging lens unit and that captures a subject image formed through the imaging lens unit, an imaging unit drive unit that moves the imaging unit in the optical axis direction, and the imaging The focus degree of the subject image captured by the image pickup unit is calculated as a focus evaluation value, and the focus lens is moved by the lens drive unit based on the focus evaluation value, and the image pickup unit is moved by the image pickup unit drive unit. The focus evaluation value is acquired by the focus evaluation means while finely driving the imaging unit in the optical axis direction, and the amount of focus deviation of the moving subject is determined based on the focus evaluation value. A main body having a control unit for detecting;
An optical apparatus comprising:
上記制御部は、上記ピントずれ量に応じて上記フォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行うことを特徴とする請求項5に記載の光学機器。   The optical apparatus according to claim 5, wherein the control unit performs focus adjustment by controlling a position of the focus lens in accordance with the focus shift amount. 上記制御部は、上記撮像部を上記光軸方向に微小駆動することで得られる複数ポイントの焦点評価値から、ピントずれ量を近似計算することを特徴とする請求項5若しくは6に記載の光学機器。   The optical control according to claim 5 or 6, wherein the control unit approximately calculates an amount of focus deviation from a plurality of focus evaluation values obtained by minutely driving the imaging unit in the optical axis direction. machine. 上記制御部は、上記焦点調節動作による上記フォーカスレンズの位置と時間の履歴情報を記憶し、該履歴情報を用いて動体予測演算を行い、移動する被写体の焦点調節を行うことを特徴とする請求項6若しくは7に記載の光学機器。   The control unit stores history information of the position and time of the focus lens by the focus adjustment operation, performs moving object prediction calculation using the history information, and performs focus adjustment of a moving subject. Item 8. The optical device according to Item 6 or 7.
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