JP2013080249A - Imaging apparatus and lens unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズユニットを交換可能な撮像装置、及び当該撮像装置に着脱可能なレンズユニットに関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus in which a lens unit can be replaced, and a lens unit that can be attached to and detached from the imaging apparatus.
近年、ビデオカメラ等のオートフォーカス方式は、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を検出した値をAF評価値として、それが最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する方式(以下、TVAF方式)が撮像装置のオートフォーカス方式として主流である。 In recent years, an autofocus system such as a video camera has a maximum AF evaluation value, which is a value obtained by detecting the sharpness of a screen from a video signal obtained by photoelectrically converting a subject image with an image sensor or the like. A method of controlling the focus lens position (hereinafter referred to as TVAF method) is the mainstream as an autofocus method of the image pickup apparatus.
前記TVAF方式のAF評価値としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いて生成される。図2は、TVAF方式におけるフォーカスレンズ位置とAF評価値との関係の一例を示している。通常の被写体像を撮影した場合、図2のように焦点が合ってくるにしたがってAF評価値は大きくなり、そのレベルが最大になる点が合焦位置となる。 The AF evaluation value of the TVAF method is generally generated using the level of the high frequency component of the video signal extracted by a band pass filter in a certain band. FIG. 2 shows an example of the relationship between the focus lens position and the AF evaluation value in the TVAF method. When a normal subject image is photographed, the AF evaluation value increases as the focus is adjusted as shown in FIG. 2, and the point where the level is maximum is the in-focus position.
特許文献1には、レンズユニットが交換できるビデオカメラにおいて、カメラ本体内で撮像信号から抽出された焦点信号を本体マイコンがレンズユニットに送信し、レンズユニット内のレンズマイコンがAF制御を行うことが記載されている。レンズマイコンは受信した焦点信号に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する。
In
一方、抽出した焦点信号に基づいてカメラ内のマイコンがフォーカスレンズの駆動制御を決定し、レンズマイコンにフォーカスレンズの駆動命令を送信するシステムが想定される。ここで、撮像素子の露光に同期する垂直同期信号を用いてウォブリング動作を行うような場合、焦点信号生成のための電荷蓄積中はフォーカスレンズを停止させる必要がある。そのため、フォーカスレンズを移動できるタイミングは、焦点信号生成のための電荷蓄積が行われない時間内に制限される。したがって、レンズマイコンは当該タイミングの間にカメラマイコンからの指示通りフォーカスレンズの移動を完了させなければならない。しかしながら、時間内にフォーカスレンズがカメラマイコンから指示された目標位置へ到達できない場合、カメラマイコンは適切なAF評価値を用いて焦点調節制御できないおそれがある。 On the other hand, a system is assumed in which a microcomputer in the camera determines drive control of the focus lens based on the extracted focus signal, and a focus lens drive command is transmitted to the lens microcomputer. Here, when a wobbling operation is performed using a vertical synchronization signal that is synchronized with the exposure of the image sensor, it is necessary to stop the focus lens during charge accumulation for generating a focus signal. Therefore, the timing at which the focus lens can be moved is limited to a time during which charge accumulation for generating a focus signal is not performed. Therefore, the lens microcomputer must complete the movement of the focus lens according to an instruction from the camera microcomputer during the timing. However, if the focus lens cannot reach the target position instructed from the camera microcomputer in time, the camera microcomputer may not be able to perform focus adjustment control using an appropriate AF evaluation value.
上記課題に鑑みて、第1の本発明は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を備えたレンズユニットを着脱可能で、前記撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を決定し、当該移動量の情報を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、前記制御手段は、前記レンズユニットに送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを示す情報を前記レンズユニットから受信し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能であることを示す情報を受信したとき、第1のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第1の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能でないことを示す情報を受信したとき、前記第1の焦点信号を用いずに、前記フォーカスレンズの移動完了後、前記フォーカスレンズが停止している第2のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第2の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定することを特徴とする撮像装置である。 In view of the above problems, the first aspect of the present invention is capable of detaching a lens unit including an imaging optical system including a focus lens, detecting light passing through the imaging optical system, and accumulating charges. An imaging means for generating an imaging signal by transferring the image, an extraction means for extracting a focus signal from an imaging signal corresponding to a focus detection area in an imaging surface of the imaging means, and a focus signal extracted by the extraction means And a control unit that determines the amount of movement of the focus lens and transmits information on the amount of movement to the lens unit, the control unit using the amount of movement transmitted to the lens unit. Information indicating whether the focus lens can move within a predetermined time is received from the lens unit, and the focus lens can move the movement amount within the predetermined time. When receiving the information indicating that there is, the next movement amount of the focus lens is determined based on the first focus signal extracted from the imaging signal corresponding to the charge accumulated in the focus detection area at the first timing. When the information indicating that the movement amount of the focus lens is not movable within the predetermined time is received, the focus lens is used after the movement of the focus lens is completed without using the first focus signal. The next movement amount of the focus lens is determined based on the second focus signal extracted from the imaging signal corresponding to the electric charge accumulated in the focus detection area at the second timing when the focus lens is stopped. It is an imaging device.
第2の本発明は、撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から前記フォーカスレンズの移動量の情報を受信し、当該移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを前記制御手段に通知することを特徴とするレンズユニットである。 The second aspect of the present invention is based on an imaging unit that detects light passing through the imaging optical system, accumulates charges, transfers the accumulated charges to generate an imaging signal, and a focus signal extracted from the imaging unit. The imaging optical system including a focus lens, a focus driving unit for driving the focus lens, and a control unit of the mounted imaging device, which can be mounted on an imaging device including a control unit that determines focus adjustment control A lens unit that receives information for focus adjustment from the lens and controls the driving of the focus driving unit based on the information. The lens side control unit receives the information from the control unit. Receiving information on the amount of movement of the focus lens, and notifying the control means whether or not the focus lens can move within a predetermined time. It is a lens unit that.
第3の本発明は、撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記制御手段へ所定の信号を送信し、当該所定の信号は、その信号レベルに応じて前記制御手段が焦点調節制御に用いる焦点信号を変更する信号であることを特徴とするレンズユニットである。 The third aspect of the present invention is based on an imaging means for detecting light passing through an imaging optical system, accumulating charges, transferring the accumulated charges to generate an imaging signal, and a focus signal extracted from the imaging signal. The image pickup optical system including the focus lens, the focus drive means for driving the focus lens, and the control of the attached image pickup apparatus can be attached to the image pickup apparatus including the control means for determining the focus adjustment control. A lens unit having a lens side control unit that receives information for focus adjustment from the unit and controls the driving of the focus driving unit based on the information, the lens side control unit to the control unit A predetermined signal is transmitted, and the predetermined signal is a signal for changing a focus signal used for focus adjustment control by the control means according to the signal level. It is a unit.
本発明によれば、レンズユニット側が所定時間内にフォーカスレンズの移動を完了できないとき、移動完了を待った後で、フォーカスレンズを停止させる間の電荷蓄積からAF評価値を生成し、当該AF評価値を用いて適切なAF制御を行うことが可能になる。 According to the present invention, when the lens unit cannot complete the movement of the focus lens within a predetermined time, the AF evaluation value is generated from the charge accumulation while the focus lens is stopped after waiting for the movement to be completed. It becomes possible to perform appropriate AF control by using.
(実施例1)
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
Example 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、交換レンズシステムを採用したカメラの構成を示す図である。同図において、レンズユニット117はカメラユニット118に対して着脱自在である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a camera that employs an interchangeable lens system. In the figure, the
被写体からの光は、レンズユニット117内の固定されている第1のレンズ群101、変倍を行う第2のレンズ群102、絞り103、固定されている第3のレンズ群104、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第4のレンズ群105(以下フォーカスレンズと称す)からなる撮像光学系を通って、カメラユニット内の撮像手段としての撮像素子106へと結像される。カメラユニット内の撮像素子106は、CMOSセンサなどにより構成される光電変換素子である。撮像素子106に結像された像は、光電変換されて増幅器107で最適なレベルに増幅された後、カメラ信号処理回路108へと入力される。
The light from the subject includes a fixed first lens group 101 in the
カメラ信号処理回路108は、増幅器107からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。LCD等により構成されるモニタ109は、カメラ信号処理回路108からの映像信号を表示する。記録部110は、カメラ信号処理回路108からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
The camera
TVAFゲート113は、増幅器107からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いられる領域の信号のみを通す。抽出手段としてのTVAF信号処理回路114は、TVAFゲート113を通過した信号から高周波成分を抽出してTVAF評価値信号を生成する。TVAF評価値信号は、カメラマイコン116に出力される。TVAF評価値信号は、撮像素子106からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度(コントラスト状態)を表すものである。コントラスト状態は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、TVAF評価値信号は、結果的に図2のように撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
The TVAF
図3は、撮像画面におけるTVAF枠を示している。制御手段としてのカメラマイコン116は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、図3のように撮像画面に対して所定の割合でTVAF枠を設定するようにTVAFゲート113を制御する。カメラマイコン116は、TVAF信号処理回路114から取得したTVAF評価値信号に基づいてフォーカスレンズ105の駆動命令を決定し、レンズ側制御手段としてのレンズマイコン115に送信する。
FIG. 3 shows a TVAF frame on the imaging screen. The
ズーム駆動源111は変倍レンズ102を移動させるための駆動源である。フォーカス駆動源112(駆動手段)は、フォーカスレンズ105を移動させるための駆動源である。ズーム駆動源111及びフォーカス駆動源112は、ステッピングモータ、DCモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。レンズマイコン115は、カメラマイコン116から受信した駆動命令に基づいてフォーカス駆動源112の駆動を制御し、フォーカスレンズ105を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う。
The
次に、カメラマイコン116で行われるTVAF制御について、図4以降の図を用いて説明する。このTVAF制御は、カメラマイコン116内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。実際のフォーカスレンズ105の駆動は、レンズマイコン115で行われる。
Next, TVAF control performed by the
Step401は処理の開始を示している。Step402で、カメラマイコン116は、微小駆動動作を行うようレンズマイコン11に指示する。そして、カメラマイコン116は、微小駆動動作の結果により、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。細かい動作の説明は図5に譲る。Step403において、カメラマイコン116はStep402で合焦判定できたかどうか判別する。カメラマイコン116は、合焦判定できた場合はStep407へ進み合焦停止・再起動判定処理を行い、合焦判定できていない場合はStep404へ進む。
Step 401 indicates the start of processing. In step 402, the
Step404において、カメラマイコン116は、Step402で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動させるようレンズマイコン11に指示し、山登り駆動の過程でTVAF評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を探す。細かい動作の説明は図11に譲る。Step405では、カメラマイコン116は、山登り駆動動作中に取得したTVAF評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ105を戻すよう、レンズマイコン115に指示する。Step406において、カメラマイコン116は、TVAF評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ105が戻ったかどうか判別する。カメラマイコン116は、TVAF評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ105が戻っていると判別した場合、Step402へ戻り再び微小駆動動作を行うようレンズマイコン115に指示する。一方、カメラマイコン116は、TVAF評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ105が戻っていないと判別した場合、Step405へ戻り、TVAF評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ105を戻す動作を継続するようレンズマイコン115に指示する。
In Step 404, the
次に、Step407からの合焦停止・再起動判定処理について説明する。Step407では、カメラマイコン116は、TVAF信号処理回路114からTVAF評価値を取得する。Step408では、カメラマイコン116は、合焦判定された合焦位置へフォーカスレンズを移動するようにレンズマイコン115に制御命令を通信する。Step409では、カメラマイコン116は、レンズマイコン115と通信し、フォーカスレンズ位置を取得する。Step410では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105が合焦位置へ移動したかどうかを判別する。カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105が合焦位置へ移動したと判別すればStep411へ進み、移動していないと判別すればStep407へ戻る。Step411では、カメラマイコン116は、合焦位置におけるTVAF評価値を保持する。Step412では、カメラマイコン116は、最新のTVAF評価値を取得する。Step413では、カメラマイコン116は、Step411で保持したTVAF評価値とStep412で取得した最新のTVAF評価値とを比較し、TVAF評価値の変動が大きいかどうか判定する。カメラマイコン116は、TVAF評価値が大きく変動したと判定すれば、被写体が変わったものとして、Step402へ進み微小駆動動作を再開するようレンズマイコン115に指示する。一方、カメラマイコン116は、TVAF評価値が大きく変動していないと判断すれば、Step412へ戻る。
Next, focus stop / restart determination processing from Step 407 will be described. In Step 407, the
次に、Step402の微小駆動動作について説明する。図5は、微小駆動制御のフローチャートである。Step501は、処理の開始を示している。Step502では、カメラマイコン116は、レンズマイコン115と通信する。カメラマイコン116はレンズマイコン115へフォーカスレンズ駆動命令(フォーカスレンズ105の目標位置、駆動スピード)を送信する。また、カメラマイコン116は、レンズマイコン115からフォーカスレンズ位置、目標位置到達判定のデータを受信する。
Next, the minute driving operation in Step 402 will be described. FIG. 5 is a flowchart of minute drive control. Step 501 indicates the start of processing. In Step 502, the
Step503では、カメラマイコン116はフォーカスレンズ105を駆動する駆動周期、及び通信してからフォーカスレンズ105の駆動開始までの駆動ディレイ時間を求める。駆動ディレイ時間とは、TVAF枠に対応する領域における撮像素子106の電荷蓄積中にフォーカスレンズ105を停止させるように、蓄積時間とフォーカスレンズ駆動の位相を調整するための時間である。本実施例では駆動周期を2Vに設定しており、1Vの間にフォーカスレンズ105を駆動し、1Vの間停止させる、を繰り返す。なお、駆動周期はこれに限定されるものではない。
In Step 503, the
Step504では、カメラマイコン116は、現在のModeが0か判別し、0であればStep505へ進み後述の至近側のフォーカスレンズ位置における処理を行う。Modeが0でなければStep511へ進む。
In Step 504, the
<至近側のフォーカスレンズ位置における処理>
Step505では、カメラマイコン116は至近側のフォーカスレンズ位置における処理が初めて(前回の処理で以下の到達判定でNGとなっていない)かどうか判定する。NoであればStep507へ進み、YesであればStep506でカメラマイコン116はTVAF評価値を無限側(無限側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので)TVAF評価値として保存する。
<Processing at the closest focus lens position>
In Step 505, the
Step507では、カメラマイコン116は、レンズマイコン115から受信した目標位置到達判定がOKか判定する。OKでなければStep509へ進み、OKであればStep508でカメラマイコン116はModeを加算(4以上になった場合は0に戻す)して、Step509へ進む。
In Step 507, the
<共通の処理>
Step509において、カメラマイコン116は、所定回数1連続して合焦方向と判断される方向が同一であればStep529へ進み、そうでなければStep510へ進む。Step510においては、所定回数2フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していればStep530へ進み、所定回数2フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していなければStep502へ戻る。
<Common processing>
In step 509, the
Step529では、カメラマイコン116は方向判別できたとして、Step532へ進み処理を終了し山登り駆動へ移行する。
In Step 529, assuming that the
Step530においては、カメラマイコン116は、所定回数2フォーカスレンズ105が往復を繰り返していた期間におけるフォーカスレンズ位置の平均位置を合焦位置として演算する。Step531ではカメラマイコン116は合焦判定できたとして、Step532へ進み処理を終了し合焦停止・再起動判定へ移行する。
In Step 530, the
Step511では、カメラマイコン116は、現在のModeが1か判別する。1であればStep512へ進み後述のフォーカスレンズ105を無限に駆動する処理を行い、1でなければStep518へ進む。
In Step 511, the
<フォーカスレンズを無限に駆動する処理>
Step512では、カメラマイコン116は、振動振幅と中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
<Process to drive the focus lens infinitely>
In Step 512, the
Step513では、カメラマイコン116は、前述のMode=0における無限側TVAF評価値と後述のMode=2における至近側TVAF評価値を比較する。無限側TVAF評価値が至近側TVAF評価値よりも大きければStep514へ進み、無限側TVAF評価値が至近側TVAF評価値よりも小さければStep515へ進む。
In Step 513, the
Step514では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105の駆動振幅を、駆動振幅=振動振幅+中心移動振幅と設定する。Step515では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105の駆動振幅を、駆動振幅=振動振幅と設定する。Step516では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105を無限方向へStep514あるいはStep515で決められた振幅で駆動するようレンズマイコン115に指示する。
In Step 514, the
Step517では、カメラマイコン116は、Modeを加算(4以上になった場合は0に戻す)して、Step509へ進む。Step509以降は前述の通りである。
In Step 517, the
Step518では、カメラマイコン116は、現在のModeが2か判別する。2であればStep519へ進み、カメラマイコン116は後述の無限のフォーカスレンズ位置における処理を行い、2でなければStep523へ進む。
In Step 518, the
<無限側のフォーカスレンズ位置における処理>
Step519では、カメラマイコン116は、無限側のフォーカスレンズ位置における処理が初めて(前回の処理で以下の到達判定でNGとなっていない)かどうか判定する。NoであればStep521へ進み、YesであればStep520でカメラマイコン116はTVAF評価値を至近側(至近側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので)TVAF評価値として保存する。
<Processing at infinite focus lens position>
In Step 519, the
Step521では、カメラマイコン116は、レンズマイコン115から受信した目標位置到達判定がOKか判定する。OKでなければStep509へ進み、OKであればStep522でカメラマイコン116はModeを加算(4以上になった場合は0に戻す)して、Step509へ進む。Step509以降は前述の通りである。
In Step 521, the
<フォーカスレンズを至近に駆動する処理>
Step523では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105の振動振幅と中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
<Process to drive the focus lens close>
In Step 523, the
Step524では、カメラマイコン116は、前述のMode=0における無限側TVAF評価値と前述のMode=2における至近側TVAF評価値を比較する。至近側TVAF評価値が無限側TVAF評価値よりも大きければStep525へ進み、至近側TVAF評価値が無限側TVAF評価値よりも小さければStep526へ進む。
At Step 524, the
Step525では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105の駆動振幅を、駆動振幅=振動振幅+中心移動振幅と設定する。Step526では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105の駆動振幅を、駆動振幅=振動振幅と設定する。
In Step 525, the
Step527では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105を無限方向へStep525あるいはStep526で決められた振幅で駆動するようレンズマイコン115へ指示する。
In Step 527, the
Step528では、カメラマイコン116は、Modeを加算(4以上になった場合は0に戻す)して、Step509へ進む。Step509以降は前述の通りである。
In Step 528, the
図6は、上記フォーカスレンズ動作の時間経過を示している。ここで横軸は時間で、最上部にある下に凸の周期は映像信号のV同期信号を表す。V同期信号の下のひし形はCMOSセンサの蓄積時間、その下のEVxはそのタイミングで得られるTVAF評価値、その下はフォーカスレンズ位置を表す。本実施例では、1Vが1/60秒の場合を示している。CMOSセンサの駆動について図7を用いて説明する。図7の左は撮像面と走査ラインを示している。右は、各走査ラインごとの電荷の蓄積時間、転送時間を示している。CMOSセンサは、ローリングシャッターと言って各走査ラインごとにシャッタを切る方式であるため、画面の上部と下部で、図のように蓄積時間、転送時間が異なる。こが図6のひし形は、このようなCMOSセンサの電荷蓄積を表している。 FIG. 6 shows the time course of the focus lens operation. Here, the horizontal axis represents time, and the downward convex period at the top represents the V synchronization signal of the video signal. The diamond below the V sync signal represents the CMOS sensor accumulation time, the EVx below it represents the TVAF evaluation value obtained at that timing, and the focus below the focus lens position. In this embodiment, 1V is 1/60 second. The driving of the CMOS sensor will be described with reference to FIG. The left side of FIG. 7 shows an imaging surface and a scanning line. The right shows the charge accumulation time and transfer time for each scan line. Since the CMOS sensor is called a rolling shutter and releases the shutter for each scanning line, the storage time and transfer time are different between the upper part and the lower part of the screen as shown in the figure. This diamond in FIG. 6 represents the charge accumulation of such a CMOS sensor.
図6において、カメラマイコン116は、蓄積時間3の間にCMOSセンサに蓄積された電荷に対するTVAF評価値EV3を時刻T3で取得する。また、カメラマイコン116は、蓄積時間5の間にCMOSセンサに蓄積された電荷に対するTVAF評価値EV5を時刻T5で取得する。時刻T6では、カメラマイコン116は、TVAF評価値EV3とEV5を比較し、EV5>EV3であればフォーカスレンズ105の振動中心を移動し、一方EV5>EV3でなければフォーカスレンズ105の振動中心を移動しない。このようにして、カメラマイコン116は、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
In FIG. 6, the
次に、カメラマイコン116とレンズマイコン115の処理のタイミングについて説明する。図8は、1V内のカメラマイコン116とレンズマイコン115の処理のタイミングチャートを示す図である。図8で、横軸は時間を示す。まず、V同期信号が出力された直後にカメラマイコン116とレンズマイコン115との間で通信を行い、カメラマイコン116はレンズマイコン115からフォーカスレンズ位置と目標位置到達判定のデータを取得する。カメラマイコン116は、TVAF評価値を取得後、通信でレンズマイコン115から取得したデータと当該TVAF評価値から、図6に示した微小駆動の目標位置やフォーカスレンズ105の駆動スピードを演算する。その後、もう一度カメラマイコン116はレンズマイコン115と通信を行い、フォーカスレンズ駆動命令(目標位置、駆動スピード)と駆動ディレイ時間をレンズマイコン115に送信する。レンズマイコン115は、駆動ディレイ時間待ったあと、フォーカスレンズ駆動命令に基づいてレンズ駆動処理を行い、フォーカスレンズ105を駆動する。
Next, processing timing of the
次に、レンズマイコン115との通信データを用いてカメラマイコン116がTVAF制御を変更し、フォーカスレンズ105の駆動の遅れに対してカメラマイコン116が正しく動作することを説明する。図9は、カメラマイコン116とレンズマイコン115の通信データ例を示す図である。カメラマイコン116からレンズマイコン115への通信データには、フォーカス目標位置、及びフォーカスレンズの駆動スピードが含まれる。一方、レンズマイコン115からカメラマイコン116への通信データには、フォーカスレンズ位置、及び目標位置到達判定のデータが含まれる。例えば、目標位置到達判定は、レンズマイコン115からカメラマイコン116へ送る信号のうち、所定の信号のH/Lによって伝える。この場合、カメラマイコン116は、所定時間内にフォーカスレンズ105が駆動目標位置に到達可能かどうかを、上記所定の信号のH/Lを検出することによって判断する。これらのデータをカメラマイコン116とレンズマイコン115で通信することにより、カメラマイコン116はフォーカスレンズ105の駆動目標位置と駆動スピードを決定し、レンズマイコン115にフォーカスレンズ105の駆動命令を送信する。
Next, it will be described that the
次に、カメラマイコン116から受信したフォーカス目標位置へ所定時間内にフォーカスレンズ105が到達できないとカメラマイコン116が判断した場合について説明する。本実施例では、1V(1/60秒)の間にフォーカスレンズ105の移動が行われることとする。この場合、前記所定時間は1Vに相当する。
Next, a case where the
図10は、第1のタイミングとしての蓄積時間3にフォーカスレンズ105の移動が間に合わなかった場合のフォーカスレンズ動作の時間経過を示している。図10では、本来であれば蓄積時間3、5、7、9・・・の間に撮像素子106に蓄積された電荷から生成されたTVAF評価値に基づいてカメラマイコン116がAF制御を行う場合に、フォーカスレンズ105が1Vの間に目標位置へ到達できず、蓄積時間3の電荷蓄積までにフォーカスレンズ105の駆動が完了できない場合を想定している。レンズマイコン115は、カメラマイコン116から受信した目標位置までフォーカスレンズ105を移動させるようにフォーカス駆動源112を駆動制御するとともに、所定時間内に目標位置に到達できないことを示すデータを時刻T2の通信でカメラマイコン116に送信する。カメラマイコン116は当該データを受信すると、蓄積時間3の間に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EV3(第1の焦点信号)を用いずに、第2のタイミングとしての蓄積時間4の間に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EV4(第2の焦点信号)を無限側評価値とする。このとき、カメラマイコン116は、蓄積時間4でのTVAF枠に対応する領域における電荷蓄積中は、フォーカスレンズ105が停止しているように制御する。カメラマイコン116は、次のフォーカスレンズ移動開始が、蓄積時間4でのTVAF枠に対応する領域における電荷蓄積が終了した後になるよう、レンズマイコン115を制御する。
FIG. 10 shows the elapsed time of the focus lens operation when the movement of the
上記の動作以降、図10において、フォーカスレンズ105の駆動制御に使用するTVAF評価値がずれて、蓄積時間6、8、10・・・の間に撮像素子106に蓄積された電荷から生成されたTVAF評価値に基づいてTVAF制御を行う。時刻T7で、カメラマイコン116は、TVAF評価値EV4とEV6を比較し、EV6>EV4であれば振動中心を移動し、一方EV6>EV4でなければ振動中心を移動しない。このようにして、カメラマイコン116は合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
After the above operation, in FIG. 10, the TVAF evaluation value used for driving control of the
以上のように、フォーカスレンズ移動の遅れに対して、レンズマイコン115は必要なデータをカメラマイコン116に送り、カメラマイコン116は取得したデータに基づいてフォーカスレンズ105の次からの駆動を変更する。また、カメラマイコン116は、TVAF制御のために参照するTVAF評価値を変更することで、正しく無限側又は至近側にフォーカスレンズ105が存在するタイミングでのTVAF評価値を取得することができる。
As described above, the
なお、本実施例ではカメラマイコン116はレンズマイコン115へフォーカス目標位置のデータを送ると説明したが、フォーカス目標位置に限らず、フォーカスレンズ105の移動量を示すデータであればよい。例えば、カメラマイコン116は、フォーカス駆動源112がフォーカスレンズ105をどの方向へ何パルス分駆動するかという情報をレンズマイコン115に送るようにしてよい。
In the present embodiment, it has been described that the
また、本実施例では所定時間を1Vとしたが、これに限られるものではない。カメラマイコン116がフォーカスレンズ105の駆動時間を設定して、レンズマイコン115に送信するようにしてもよい。
In the present embodiment, the predetermined time is 1 V, but the present invention is not limited to this. The
また、図10ではレンズマイコン115が目標位置に到達できないことを示すデータを時刻T2でカメラマイコン116へ送っているが、所定時間内に目標位置へ到達できないことをより早いタイミングでレンズマイコン115が判断して、時刻T2より前にカメラマイコン116へ通知するようにしてもよい。
In FIG. 10, data indicating that the
また、図10では、レンズマイコン115から目標位置に到達できないことを示すデータを受信した後、カメラマイコン116は蓄積時間4の間に撮像素子106に蓄積された電荷から生成されたTVAF評価値EV4に基づいてTVAF制御を行うようにしたが、より後の蓄積時間で撮像素子106に蓄積された電荷から生成されたTVAF評価値を用いてもよい。この場合、当該蓄積時間でのTVAF枠に対応する領域における電荷蓄積中は、カメラマイコン116はフォーカスレンズ105を停止させるようにレンズマイコン115を制御する。
In FIG. 10, after receiving data indicating that the target position cannot be reached from the
また、本実施例では、レンズマイコン115が、フォーカスレンズ105が所定時間内に目標位置へ到達できないと判定した場合に到達できないことを示すデータをカメラマイコン116へ送ることについて述べたが、所定時間内に目標位置へ到達できる場合は到達できることを示すデータを送る。そのようにすることで、フォーカスレンズ105が所定時間内に目標位置へ到達できるか否かをカメラマイコン116は適宜判断できるので、より正確なAF制御を実現することができる。
In the present embodiment, the
次に、山登り駆動動作の制御について図11を用いて説明する。Step1101は処理の開始を示している。Step1102では、カメラマイコン116はレンズマイコン115へフォーカスレンズ駆動命令を送信するとともに、レンズマイコン115からフォーカスレンズ位置、駆動命令に対する目標位置到達判定を受信する。
Next, control of the hill-climbing driving operation will be described with reference to FIG. Step 1101 indicates the start of processing. At Step 1102, the
Step1103では、カメラマイコン116は山登り駆動動作におけるフォーカスレンズ105の駆動スピードを設定する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は駆動スピードを小さく、深度が深いときは駆動スピードを大きくするのが一般的である。
In Step 1103, the
Step1104においては、カメラマイコン116は、TVAF評価値が前回のTVAF評価値より所定量小さいどうか判別して、小さくなければStep1105へ進み、小さければStep1110へ進む。ここで、所定量とはTVAF評価値のS/Nを考慮して決められる値であり、被写体固定、フォーカスレンズ位置一定におけるTVAF評価値の変動幅以上の値とする。そうしないと、焦点状態の変化以外の要因によるTVAF評価値の変動の影響を受け、カメラマイコン116は正しい方向に山登り駆動制御できない。
In Step 1104, the
Step1105では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105が無限端に達しているかどうか判定する。無限端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も無限寄りの位置である。フォーカスレンズ105が無限端に達していればStep1106へ進む。フォーカスレンズ105が無限端に達していなければStep1107へ進む。
In Step 1105, the
Step1107では、カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105が至近端に達しているかどうか判定する。至近端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も至近寄りの位置である。フォーカスレンズ105が至近端に達していればStep1108へ進む。フォーカスレンズ105が至近端に達していなければStep1109へ進む。
In Step 1107, the
Step1106、1108では、カメラマイコン116はそれぞれ反転した端を記憶するフラグをセットしてStep1112へ進み、フォーカスレンズ105を逆方向に反転して山登り駆動を続ける。
In Steps 1106 and 1108, the
Step1109では、カメラマイコン116は、前回の順方向にStep1103で決定した速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動するようレンズマイコン115に指示し、Step1102へ進み今回の処理を終わる。
In Step 1109, the
Step1110においては、TVAF評価値がピークを越えて減っていなければStep1111へ進む。TVAF評価値がピークを越えて減っていれば、Step1113へ進みカメラマイコン116は山登り駆動を終了し、Step1114へ進み処理を終了して微小駆動動作へ移行する。
In Step 1110, if the TVAF evaluation value has not decreased beyond the peak, the process proceeds to Step 1111. If the TVAF evaluation value has decreased beyond the peak, the process proceeds to Step 1113, the
Step1111では、カメラマイコン116は、TVAF評価値が所定回数連続して減少しているか判別する。TVAF評価値が連続して減少していればStep1112へ進み、連続して減少していなければStep1109へ進む。
In Step 1111, the
Step1109では、カメラマイコン116は、前回の順方向にStep1103で決定した速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動するようレンズマイコン115に指示し、Step1102へ進み今回の処理を終わる。
In Step 1109, the
Step1112では、カメラマイコン116は、前回と逆方向にStep1103で決定した速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動するようレンズマイコン115に指示し、Step1102へ進み今回の処理を終わる。
In Step 1112, the
図12は、上記山登り駆動動作時のフォーカスレンズ105の動きを示している。実線で示されているAでは、TVAF評価値がピークを越えて減少しているので、カメラマイコン116は、これまでの山登り駆動中に合焦点があると判断して山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する、一方、点線で示されているBでは、TVAF評価値はピークが無く減少しているので、カメラマイコン116は、方向を間違えたものと判断してフォーカスレンズ105の駆動方向を反転し、山登り駆動動作を続ける。
FIG. 12 shows the movement of the
以上説明したように、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させTVAF評価値を常に最大にするようにカメラマイコン116は制御することで、合焦状態を維持する。
As described above, the
このようにフォーカスレンズ105の駆動の遅れに対して、必要なデータをレンズマイコン115がカメラマイコン116に送り、カメラマイコン116は、取得したデータに基づいてフォーカスレンズ105の次からの駆動を変更する。また、カメラマイコン116は、TVAF制御のために参照するTVAF評価値を変更することで、正しく無限側又は至近側にフォーカスレンズ105が停止したタイミングでのTVAF評価値を参照することができ、合焦方向を正しく判定することができるようになる。
Thus, the
(実施例2)
前述のように、実施例1では、フォーカスレンズ105が所定時間内に目標位置へ到達できない場合に、到達できないことを示すデータをレンズマイコン115がカメラマイコン116へ送っている。
(Example 2)
As described above, in the first embodiment, when the
本実施例では、レンズマイコン115から受信したフォーカスレンズ位置のデータに基づいて、フォーカスレンズ105が所定時間内に目標位置へ到達できないことをカメラマイコン116が判断する構成にする。本実施例のフォーカスレンズ駆動制御について、図10を用いて説明する。
In this embodiment, the
図10において、カメラマイコン116は、時刻T1でレンズマイコン115から受信したフォーカスレンズ位置に基づいて、フォーカスレンズ105の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できるかどうか判断する。カメラマイコン116は、フォーカスレンズ105の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できないと判断した場合、実施例1と同様に、フォーカスレンズ105が目標位置へ到達した後、蓄積時間4でのTVAF枠に対応する領域おける電荷蓄積の間はフォーカスレンズ105を停止させるようにレンズマイコン115を制御する。また、カメラマイコン116は、蓄積時間4の間に撮像素子106に蓄積された電荷から生成されたTVAF評価値EV4に基づいてTVAF制御を行う。
In FIG. 10, the
なお、フォーカスレンズ105の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できるかどうか判断するためのフォーカスレンズ位置情報を受信するタイミングは、時刻T1に限定されない。また、カメラマイコン116が1Vの中で所定のタイミングのフォーカスレンズ位置をレンズマイコン115から取得するようにしても良い。
Note that the timing of receiving focus lens position information for determining whether the drive of the
また、本実施例においても、カメラマイコン116が、蓄積時間4より後の蓄積時間に撮像素子106に蓄積された電荷から生成されたTVAF評価値を用いてTVAF制御を行うようにしてもよい。この場合、当該蓄積時間でのTVAF枠に対応する領域における電荷蓄積中は、カメラマイコン116はフォーカスレンズ105を停止させるようにレンズマイコン115へ指示する。
Also in this embodiment, the
このように、フォーカスレンズ位置のデータに基づいて、フォーカスレンズ105が所定時間内に目標位置へ到達できないことをカメラマイコン116が判断できるようにすれば、レンズマイコン115から目標位置に到達できないことを示すデータを送らなくても本発明を実施できる。
In this way, if the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
105 フォーカスレンズ
106 撮像素子
107 増幅器
108 カメラ信号処理回路
112 フォーカス駆動源
113 TVAFゲート
114 TVAF信号処理回路
115 レンズマイコン
116 カメラマイコン
117 レンズユニット
118 カメラユニット
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を決定し、当該移動量の情報を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、
前記制御手段は、前記レンズユニットに送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを示す情報を前記レンズユニットから受信し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能であることを示す情報を受信したとき、第1のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第1の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能でないことを示す情報を受信したとき、前記第1の焦点信号を用いずに、前記フォーカスレンズの移動完了後、前記フォーカスレンズが停止している第2のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第2の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定することを特徴とする撮像装置。 A lens unit with an imaging optical system including a focus lens can be attached and detached.
Imaging means for detecting light passing through the imaging optical system and accumulating charges, transferring the accumulated charges to generate an imaging signal; and
An extraction means for extracting a focus signal from an imaging signal corresponding to a focus detection area in an imaging surface of the imaging means;
An imaging apparatus comprising: a control unit that determines a movement amount of the focus lens based on the focus signal extracted by the extraction unit, and transmits information of the movement amount to the lens unit;
The control means receives from the lens unit information indicating whether or not the focus lens can move within a predetermined time based on the movement amount transmitted to the lens unit, and the focus lens determines the movement amount within the predetermined time. When the information indicating that it is movable is received, on the basis of the first focus signal extracted from the imaging signal corresponding to the electric charge accumulated in the focus detection area at the first timing, Determining the amount of movement, and when receiving information indicating that the focus lens is not movable within the predetermined time, without using the first focus signal, after the movement of the focus lens, Extracted from the imaging signal corresponding to the charge accumulated in the focus detection area at the second timing when the focus lens is stopped Based on the second focus signal, the imaging apparatus characterized by determining a next movement of the focus lens.
フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、
前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、
装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から前記フォーカスレンズの移動量の情報を受信し、当該移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを前記制御手段に通知することを特徴とするレンズユニット。 An imaging unit that detects light passing through the imaging optical system, accumulates charges, transfers the accumulated charges to generate an imaging signal, and determines focus adjustment control based on a focus signal extracted from the imaging signal It can be attached to an imaging device equipped with a control means,
The imaging optical system including a focus lens;
Focus drive means for driving the focus lens;
A lens unit having a lens-side control unit that receives information for focus adjustment from the control unit of the mounted imaging apparatus and controls the driving of the focus driving unit based on the information;
The lens-side control means receives information on the amount of movement of the focus lens from the control means, and notifies the control means of whether or not the focus lens can move within a predetermined time. Lens unit to be used.
フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、
前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、
装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段へ所定の信号を送信し、当該所定の信号は、その信号レベルに応じて前記制御手段が焦点調節制御に用いる焦点信号を変更する信号であることを特徴とするレンズユニット。 An imaging unit that detects light passing through the imaging optical system, accumulates charges, transfers the accumulated charges to generate an imaging signal, and determines focus adjustment control based on a focus signal extracted from the imaging signal It can be attached to an imaging device equipped with a control means,
The imaging optical system including a focus lens;
Focus drive means for driving the focus lens;
A lens unit having a lens-side control unit that receives information for focus adjustment from the control unit of the mounted imaging apparatus and controls the driving of the focus driving unit based on the information;
The lens-side control means transmits a predetermined signal to the control means, and the predetermined signal is a signal for changing a focus signal used by the control means for focus adjustment control according to the signal level. Lens unit.
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