JP2013156603A - Imaging apparatus including automatic focus lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オートフォーカス機能を備えたレンズを有する撮像装置に関し、放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。 The present invention relates to an imaging device having a lens having an autofocus function, and is suitable for a broadcast television camera, a video camera, a digital still camera, a silver salt photography camera, and the like.
オートフォーカス(以下AF)機能を有するレンズでは、距離情報またはピント情報を検出する際、処理時間の遅延が発生する為、高速で動く被写体を撮影する場合にはピントボケになってしまう。そこで、図5に示すように、単位時間tにおける被写体距離A〜Bへの変化から被写体速度を算出し、時間t´後の被写体距離Cを予測することで処理時間の遅延を補う技術、所謂予測AF技術が広く知られている(例えば特許文献1)。 In a lens having an autofocus (hereinafter referred to as AF) function, a processing time delay occurs when distance information or focus information is detected. Therefore, when a subject moving at a high speed is photographed, the image becomes out of focus. Therefore, as shown in FIG. 5, a technique for compensating for a delay in processing time by calculating a subject speed from changes to subject distances A to B in unit time t and predicting a subject distance C after time t ′, so-called Predictive AF technology is widely known (for example, Patent Document 1).
また、被写体の速度が短時間で大きく変化する場合、図6に示すように、A1〜B2のように速度変化が小さいときと、A2〜B2のように速度変化が大きいときとで予測に用いる時間を可変とし、ピント位置の予測精度を向上させる技術が提案されている(特許文献2)。 Further, when the speed of the subject changes greatly in a short time, as shown in FIG. 6, it is used for prediction when the speed change is small as A1 to B2 and when the speed change is large as A2 to B2. A technique has been proposed in which the time is variable and the focus position prediction accuracy is improved (Patent Document 2).
しかしながら、図9のようにカーレースをコース脇でパン(チルト)させながら撮影する場合のように、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きい場合は、特許文献1、特許文献2の技術では合焦させることが困難であった。それは、被写体速度が速いというだけではなく、図7(図9の被写体距離変化に関するグラフ)で示されるように、地点βではカメラに対する相対速度が一度ゼロになり、地点β通過後はそれまでとは逆方向の相対速度を持つ為である。図8は図9の撮影条件におけるピント補正量を示している。一般にフォーカスレンズ群の繰り出し量変化は被写体が近距離であるほど大きくなる為、ピント補正量は、地点αから地点βに向かって増大し、地点β直前で最大となる。そして、地点β通過直後にマイナス方向のピント補正量が最大となり、その後、地点γに向かって徐々にピント補正量が減少していく。よって、地点β前後はピント補正量の変動が特に大きく、被写体の動きを予測することが非常に難しい。 However, as shown in FIG. 9, when the subject moves at a high speed with respect to the camera and the change in the subject distance is large as in the case where the car race is shot while panning (tilting) on the side of the course, Patent Document 1, It was difficult to focus with the technique of Patent Document 2. Not only is the subject speed high, but as shown in FIG. 7 (graph relating to subject distance change in FIG. 9), the relative speed with respect to the camera once becomes zero at the point β, and after passing through the point β Is due to the relative speed in the reverse direction. FIG. 8 shows the focus correction amount under the shooting conditions of FIG. In general, the change in the amount of extension of the focus lens group becomes larger as the subject is closer, so the focus correction amount increases from the point α toward the point β and becomes maximum immediately before the point β. Then, immediately after passing through the point β, the focus correction amount in the minus direction becomes maximum, and thereafter, the focus correction amount gradually decreases toward the point γ. Therefore, the fluctuation of the focus correction amount is particularly large before and after the point β, and it is very difficult to predict the movement of the subject.
しかしながら、上述のようなカーレース撮影の場合、コースやカメラの設置場所が予め定められている為、カメラのパン(チルト)角度と被写体との相対速度に相関性があり、図8のようにパン(チルト)角度に対するピント補正量を対応付けることが可能となる。 However, in the case of car race shooting as described above, since the course and the camera installation location are determined in advance, there is a correlation between the camera pan (tilt) angle and the relative speed of the subject, as shown in FIG. It is possible to associate the focus correction amount with the pan (tilt) angle.
本発明は上述のカーレース撮影のように、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きく、AFを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置の提供を目的とする。 The present invention enables appropriate focus correction even when the subject moves at a high speed with respect to the camera and the subject distance changes greatly and the AF is extremely difficult to follow, as in the car race shooting described above. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus.
本発明の撮像装置は、測距手段と演算手段を備え、測距手段の情報に基づき演算手段によりフォーカス位置を算出し、フォーカス移動群を駆動するレンズにおいて、パン・チルト検出手段を有し、前記算出されたフォーカス位置にパン・チルト検出値に基づく所定のピント補正量を加え、フォーカス移動群を駆動することを特徴としている。 The imaging apparatus of the present invention includes a distance measuring means and a computing means, calculates a focus position by the computing means based on information of the distance measuring means, and has a pan / tilt detection means in a lens that drives the focus movement group, A predetermined focus correction amount based on a pan / tilt detection value is added to the calculated focus position, and the focus movement group is driven.
本発明によれば、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きいような、AFを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置が得られる。 According to the present invention, an imaging apparatus capable of performing appropriate focus correction even under a condition in which AF is extremely difficult to follow, such as a subject moving at a high speed with respect to the camera and a large change in subject distance. Is obtained.
以下には、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施例1)
図1は、本発明における実施例1の撮像装置の構成を示している。図1において、100はズームレンズ、200はカメラであり、300は三脚である。ズームレンズ100はカメラ200に、カメラ200は三脚300に交換可能に装着されている。
Example 1
FIG. 1 shows a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 100 is a zoom lens, 200 is a camera, and 300 is a tripod. The zoom lens 100 is attached to the camera 200, and the camera 200 is attached to a tripod 300 in an exchangeable manner.
10はAF検出部であり所定の検出面におけるデフォーカス(ピントズレ)量を検出している。ズームレンズ100の演算回路20は、主にAF評価値算出部30、フォーカス駆動量算出部40、三脚情報受信部50、ピント補正制御部60にて構成されている。120はフォーカス位置検出部、130はズーム位置検出部である。また、140はフォーカス駆動量メモリであり、各々のフォーカス・ズーム位置におけるフォーカス駆動量とデフォーカス変化量の対応関係が記録されている。 Reference numeral 10 denotes an AF detection unit which detects a defocus (focus shift) amount on a predetermined detection surface. The arithmetic circuit 20 of the zoom lens 100 mainly includes an AF evaluation value calculation unit 30, a focus drive amount calculation unit 40, a tripod information reception unit 50, and a focus correction control unit 60. 120 is a focus position detector, and 130 is a zoom position detector. Reference numeral 140 denotes a focus drive amount memory in which the correspondence between the focus drive amount and the defocus change amount at each focus / zoom position is recorded.
一方、撮影アングルであるパン・チルト情報は、パン・チルト情報取得部310にて取得され、三脚情報送信部320よりズームレンズ100に送られる。ズームレンズ100は上記パン・チルト情報を受け、演算回路20にてフォーカス駆動量に補正値を加え、フォーカス駆動部70へ指令を出し、フォーカス移動群を駆動する。 On the other hand, pan / tilt information that is a shooting angle is acquired by the pan / tilt information acquisition unit 310 and sent from the tripod information transmission unit 320 to the zoom lens 100. The zoom lens 100 receives the pan / tilt information, adds a correction value to the focus drive amount in the arithmetic circuit 20, issues a command to the focus drive unit 70, and drives the focus movement group.
図1ではTTL方式のデフォーカス量からフォーカス駆動量を算出する所謂位相差AFを想定しているが、他の測距手段を用いても同様の効果が得られるため構わない。 In FIG. 1, so-called phase difference AF for calculating the focus drive amount from the TTL defocus amount is assumed, but the same effect can be obtained by using other distance measuring means.
図2は、図1で示されるズームレンズを有する撮像装置が、AF動作をする流れを示したフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a flow in which the imaging apparatus having the zoom lens shown in FIG. 1 performs an AF operation.
先ず、ズームレンズ100の電源を投入し、初期化を行う(ステップS10)。そして、AF検出部10が検出した値から、AF評価値算出部30がデフォーカス量を算出し、ピント補正量の目標値として設定しフォーカス駆動量算出部40へ送信する(ステップS20)。 First, the zoom lens 100 is powered on and initialized (step S10). Then, the AF evaluation value calculation unit 30 calculates the defocus amount from the value detected by the AF detection unit 10, sets it as a focus correction amount target value, and transmits it to the focus drive amount calculation unit 40 (step S20).
一方でズームレンズ100と三脚300の通信確立を行い、通信が確立されればステップS40へ進む。通信が確立されない場合には、ステップS80へ進む(ステップS30)。通信確立の場合、三脚300とカメラ200の接点にあるパン・チルト情報取得部310がズームレンズ100の撮影アングルであるパン・チルト情報を取得し、三脚情報送信部320から三脚情報受信部50へと送られる(ステップS40)。ズームレンズ100のパン・チルト情報はピント補正制御部60へと送られ、被写体がズームレンズ100に対し、向かってきているのか、遠ざかっているのか(図7〜9においてβを越えているか、いないか)を判断する(ステップS50)。ステップS50の判断の結果に基づいてフォーカス駆動量算出部40では、図7〜9で示される地点αからβ方向へと被写体が向かってくる場合においては、ステップS20にて算出された目標値に対し、マイナス側(至近側)へ目標値をシフトする(ステップS60)。また、図7〜9で示される地点βからγ方向へと被写体が遠ざかっている場合においては、ステップS60とは逆にプラス側(無限側)へ目標値をシフトする(ステップS70)。 On the other hand, communication between the zoom lens 100 and the tripod 300 is established, and if communication is established, the process proceeds to step S40. If communication is not established, the process proceeds to step S80 (step S30). When communication is established, the pan / tilt information acquisition unit 310 at the contact point of the tripod 300 and the camera 200 acquires pan / tilt information that is the shooting angle of the zoom lens 100, and the tripod information transmission unit 320 sends it to the tripod information reception unit 50. (Step S40). The pan / tilt information of the zoom lens 100 is sent to the focus correction control unit 60, and whether the subject is facing or away from the zoom lens 100 (is not exceeding β in FIGS. 7 to 9) (Step S50). Based on the result of determination in step S50, the focus drive amount calculation unit 40 sets the target value calculated in step S20 when the subject is directed from the point α shown in FIGS. On the other hand, the target value is shifted to the minus side (closest side) (step S60). When the subject is moving away from the point β shown in FIGS. 7 to 9 in the γ direction, the target value is shifted to the plus side (infinite side) as opposed to step S60 (step S70).
一方でフォーカス駆動量算出部40は、フォーカス位置検出部120とズーム位置検出部130よりフォーカス・ズーム位置を読み込む(ステップS80)。そして、ステップS80のフォーカス・ズーム位置における所定のフォーカスの微小変化に対するピントずれ量をフォーカス駆動量メモリ140から読み込む(ステップS90)。ここで、ステップS60またはS70でシフトされた目標値(S30にて通信確立されない場合はステップS20の目標値)へピントを補正する為に、ステップS90にて読み込んだフォーカス微小変化に対するピントずれ量を使用し、フォーカス駆動量を算出する(ステップS100)。最後にステップS100のフォーカス駆動量をフォーカス駆動部70へ送り、フォーカスレンズ群を駆動する(ステップS110)。 On the other hand, the focus drive amount calculator 40 reads the focus / zoom position from the focus position detector 120 and the zoom position detector 130 (step S80). Then, the amount of focus deviation with respect to the minute change of the predetermined focus at the focus / zoom position in step S80 is read from the focus drive amount memory 140 (step S90). Here, in order to correct the focus to the target value shifted in step S60 or S70 (or the target value in step S20 if communication is not established in S30), the amount of focus deviation with respect to the minute focus change read in step S90 is set. The focus driving amount is used and calculated (step S100). Finally, the focus drive amount in step S100 is sent to the focus drive unit 70 to drive the focus lens group (step S110).
以上のような構成をとることにより、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きく、AFを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置を得ることが可能となる。 By adopting the above configuration, it is possible to perform appropriate focus correction even under conditions where the subject moves at a high speed with respect to the camera, the subject distance changes greatly, and AF is extremely difficult to follow. An imaging device can be obtained.
(実施例2)
図3は、本発明における実施例2のズームレンズを有する撮像装置の構成を示している。図3において、100はズームレンズ、200はカメラであり、300は三脚である。ズームレンズ100はカメラ200に、カメラ200は三脚300に交換可能に装着されている。
(Example 2)
FIG. 3 shows a configuration of an image pickup apparatus having a zoom lens according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, 100 is a zoom lens, 200 is a camera, and 300 is a tripod. The zoom lens 100 is attached to the camera 200, and the camera 200 is attached to a tripod 300 in an exchangeable manner.
10はAF検出部であり所定の検出面におけるデフォーカス量を検出している。ズームレンズ100の演算回路20は、主にAF評価値算出部30、フォーカス駆動量算出部40、三脚情報受信部50、フォーカス駆動量補正値算出部90にて構成されている。120はフォーカス位置検出部、130はズーム位置検出部である。また、140はフォーカス駆動量メモリであり、各々のフォーカス・ズーム位置におけるフォーカス駆動量とデフォーカス変化量の対応関係が記録されている。 Reference numeral 10 denotes an AF detection unit that detects a defocus amount on a predetermined detection surface. The arithmetic circuit 20 of the zoom lens 100 mainly includes an AF evaluation value calculation unit 30, a focus drive amount calculation unit 40, a tripod information reception unit 50, and a focus drive amount correction value calculation unit 90. 120 is a focus position detector, and 130 is a zoom position detector. Reference numeral 140 denotes a focus drive amount memory in which the correspondence between the focus drive amount and the defocus change amount at each focus / zoom position is recorded.
一方、撮影アングルであるパン・チルト情報は、パン・チルト情報取得部310にて取得され、三脚情報送信部320よりズームレンズに送られる。 On the other hand, pan / tilt information, which is a shooting angle, is acquired by the pan / tilt information acquisition unit 310 and sent from the tripod information transmission unit 320 to the zoom lens.
モード切替部80は、撮影モードとピント補正量取得モードの切り替えを行い、ピント補正量取得モード時には各パン・チルト状態におけるAF評価値からピント補正量を算出し、フォーカス駆動量補正値メモリ110に書き込む。撮影モード時にはズームレンズの演算回路20がフォーカス駆動量補正値メモリ110からピント補正量を読み込み、フォーカス駆動部70へ指令を出し、フォーカス移動群を駆動する。 The mode switching unit 80 switches between the shooting mode and the focus correction amount acquisition mode, calculates the focus correction amount from the AF evaluation value in each pan / tilt state in the focus correction amount acquisition mode, and stores it in the focus drive amount correction value memory 110. Write. In the photographing mode, the arithmetic circuit 20 of the zoom lens reads the focus correction amount from the focus drive amount correction value memory 110, issues a command to the focus drive unit 70, and drives the focus movement group.
図3ではTTL方式のデフォーカス量からフォーカス駆動量を算出する所謂位相差AFを想定しているが、他の測距手段を用いても同様の効果が得られるため構わない。 In FIG. 3, so-called phase difference AF for calculating the focus drive amount from the TTL defocus amount is assumed, but the same effect can be obtained by using other distance measuring means.
図4は、図3で示されるズームレンズを有する撮像装置が、AF動作をする流れを示したフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow in which the imaging apparatus having the zoom lens illustrated in FIG. 3 performs an AF operation.
先ず、ズームレンズ100の電源を投入し、初期化を行う(ステップS10)。そして、AF検出部10が検出した値から、AF評価値算出部30がデフォーカス量を算出し、ピント補正量の目標値として設定しフォーカス駆動量算出部40へ送信する(ステップS20)。フォーカス駆動量算出部40は、フォーカス位置検出部120とズーム位置検出部130よりフォーカス・ズーム位置を読み込む(ステップS30)。そして、ステップS80のフォーカス・ズーム位置における所定のフォーカスの微小変化に対するピントずれ量をフォーカス駆動量メモリ140から読み込む(ステップS40)。 First, the zoom lens 100 is powered on and initialized (step S10). Then, the AF evaluation value calculation unit 30 calculates the defocus amount from the value detected by the AF detection unit 10, sets it as a focus correction amount target value, and transmits it to the focus drive amount calculation unit 40 (step S20). The focus drive amount calculation unit 40 reads the focus / zoom position from the focus position detection unit 120 and the zoom position detection unit 130 (step S30). Then, the amount of focus deviation with respect to the minute change of the predetermined focus at the focus / zoom position in step S80 is read from the focus drive amount memory 140 (step S40).
一方でズームレンズ100と三脚300の通信確立を行い、通信が確立されればステップS60へ進む。通信が確立されない場合には、ステップS140へ進む(ステップS50)。通信確立の場合、三脚300とカメラ200の接点にあるパン・チルト情報取得部310がズームレンズ100の撮影アングルであるパン・チルト情報を取得し、三脚情報送信部320から三脚情報受信部50へと送られる(ステップS60)。そして、モード切替部80のモード情報に従い、ピント補正量取得モードと撮影モード(ピント補正量取得モードOFF)の各々の処理を行う(ステップS70)。ピント補正量取得モード時には、先ずステップS20にて設定された補正量の目標値に対し、フォーカス駆動量算出部にてフォーカス駆動量を算出する(ステップS80)。そして、ステップS80のフォーカス駆動量をフォーカス駆動部70へ送り、フォーカスレンズ群を駆動する(ステップS90)。そして、再度AF検出部10が検出した値から、AF評価値算出部30がデフォーカス量を算出する。ピント補正量算出部にて、このときのデフォーカス量(ピントずれ量)の符合を反転させ、ピント補正量とする(ステップS100)。ステップS100にて算出されたピント補正量は、ステップS60にて取得したパン・チルト情報とともに、ピント補正量メモリ110へと書き込まれる(ステップS110)。 On the other hand, communication between the zoom lens 100 and the tripod 300 is established, and if communication is established, the process proceeds to step S60. If communication is not established, the process proceeds to step S140 (step S50). When communication is established, the pan / tilt information acquisition unit 310 at the contact point of the tripod 300 and the camera 200 acquires pan / tilt information that is the shooting angle of the zoom lens 100, and the tripod information transmission unit 320 sends it to the tripod information reception unit 50. (Step S60). Then, according to the mode information of the mode switching unit 80, each processing of the focus correction amount acquisition mode and the photographing mode (focus correction amount acquisition mode OFF) is performed (step S70). In the focus correction amount acquisition mode, first, the focus drive amount calculation unit calculates the focus drive amount for the correction amount target value set in step S20 (step S80). Then, the focus drive amount in step S80 is sent to the focus drive unit 70 to drive the focus lens group (step S90). Then, the AF evaluation value calculation unit 30 calculates the defocus amount from the value detected by the AF detection unit 10 again. The focus correction amount calculation unit inverts the sign of the defocus amount (focus shift amount) at this time to obtain a focus correction amount (step S100). The focus correction amount calculated in step S100 is written into the focus correction amount memory 110 together with the pan / tilt information acquired in step S60 (step S110).
撮影モード(ピント補正量取得モードOFF)時には、フォーカス駆動量算出部40にて、ピント補正量メモリ110からステップS60にて取得したパン・チルト量に応じたピント補正量を読み込む(ステップS120)。続いてステップS20にて設定された目標値にステップS120で読み込んだピント補正量を加算し、新たな目標値として再設定する(ステップS130)。そして、ステップS130で再設定された目標値(S50にて通信確立されない場合はステップS20の目標値)へピントを補正する為に、ステップS40にて読み込んだ所定のフォーカス微小変化に対するピントずれ量を使用し、フォーカス駆動量を算出する(ステップS140)。最後にステップS140のフォーカス駆動量をフォーカス駆動部70へ送り、フォーカスレンズ群を駆動する(ステップS150)。 In the shooting mode (focus correction amount acquisition mode OFF), the focus drive amount calculation unit 40 reads the focus correction amount corresponding to the pan / tilt amount acquired in step S60 from the focus correction amount memory 110 (step S120). Subsequently, the focus correction amount read in step S120 is added to the target value set in step S20, and the value is reset as a new target value (step S130). Then, in order to correct the focus to the target value reset in step S130 (or the target value in step S20 if communication is not established in S50), the defocus amount for the predetermined small focus change read in step S40 is set. The focus driving amount is used and calculated (step S140). Finally, the focus drive amount in step S140 is sent to the focus drive unit 70 to drive the focus lens group (step S150).
以上のような構成をとることにより、(実施例1)のような図7〜9における地点β近傍の補正処理だけではなく、より広範囲での補正処理を適切に行うことが可能となるAF機能を備えたレンズを有する撮像装置を得ることができる。 By adopting the configuration as described above, not only the correction processing in the vicinity of the point β in FIGS. 7 to 9 as in the first embodiment, but also the AF function capable of appropriately performing correction processing in a wider range. An imaging device having a lens provided with can be obtained.
10・・・AF検出部
20・・・演算回路
30・・・AF評価値算出部
40・・・フォーカス駆動量算出部
50・・・三脚情報受信部
60・・・ピント補正制御部
70・・・フォーカス駆動部
80・・・モード切替部
90・・・ピント補正量算出部
100・・・ズームレンズ
110・・・ピント補正量メモリ
120・・・フォーカス位置検出部
130・・・ズーム位置検出部
140・・・フォーカス駆動量メモリ
200・・・カメラ
300・・・三脚
310・・・パン・チルト情報取得部
320・・・三脚情報送信部
10 ... AF detector
20: Arithmetic circuit
30 ... AF evaluation value calculation unit
40: Focus drive amount calculator
50 ... Tripod information receiver
60: Focus correction controller
70 ・ ・ ・ Focus drive unit
80 ・ ・ ・ Mode switching part
90 ・ ・ ・ Focus correction amount calculator
100 ... zoom lens
110: Focus correction amount memory
120 ... Focus position detector
130 ... Zoom position detector
140: Focus drive amount memory
200 ... Camera
300 ... tripod
310: Pan / tilt information acquisition unit
320 ... Tripod information transmitter
Claims (3)
A lens that includes a distance measuring means and a computing means, calculates a focus position by the computing means based on information of the distance measuring means, and has a pan / tilt detection means in a lens that drives the focus movement group. An image pickup apparatus that drives a focus movement group by adding a predetermined focus correction amount based on a pan / tilt detection value.
3. The focus correction amount acquisition mode is provided, and when shooting is performed in the focus correction amount acquisition mode, the pan / tilt detection value and the focus correction amount can be recorded in association with each other. Imaging device.
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