JP2004085843A - Camera - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の光学機器に関し、特に自動焦点調節装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、カメラの自動焦点調節装置において、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結合させ、被写体像を光電変換して得られた一対の像信号の相対位置変位量である像ずれ量を相関演算によって求めることにより、被写体の焦点はずれ量であるデフォーカス量(撮影レンズの結像位置と撮影動作を行なうべき撮影レンズの像面位置との差)を検出して、これに基づいて撮影レンズの駆動を行なう自動焦点調節方法が広く知られている。
またその多くは、静止している被写体の撮影に適したワンショットモードと、移動する被写体の撮影に適したサーボモードを持っている。
【0003】
ワンショットモードでは一般的に、図6に示すように、横軸に時間を縦軸にデフォーカス量をとると、レンズ駆動停止中のみならずレンズ駆動中にも連続してデフォーカス量の検出を行いレンズ駆動量の更新を行なうオーバラップ制御を行っている。
【0004】
これは、まず第1にデフォーカス量が大きいほど、得られる被写体像そのものがボケるので十分な検出精度が得られないという理由による。また、第2にデフォーカス量が大きいほど、像ずれ量も大きくなるので得られる被写体像はラインセンサ上の端の方へ現われ、さらにはラインセンサからはみ出すことになってしまうという理由による。さらに、第3に実際に撮影レンズを駆動するためには、デフォーカス量からレンズ駆動量へ変換しなければならないが、公知のとおりこの2つの量は非線形の関係にあるので、デフォーカス量が大きいほど正確なレンズ駆動量を得ることが難しくなるという理由もある。
【0005】
これらの問題を解決するために、オーバラップ制御をすることで、合焦位置に正確に撮影レンズを駆動させ、デフォーカス量が所定量以下となった場合に合焦としている。
【0006】
ところで、デフォーカス量の検出には、ラインセンサへの電荷蓄積のため被写体輝度やコントラストに応じた時間がかかる。よって、図9に示すようにオーバラップ制御を行なう場合には、単純に得られたデフォーカス量によってレンズ駆動量の更新を行なうのではなく、電荷蓄積の中心からレンズ駆動量の更新が行われるまでの空走量を考慮しなければならない。空走量を求めるには、電荷蓄積の中心となる時刻でのレンズ位置を得る必要がある。
【0007】
しかしながら、電荷蓄積にかかる時間は被写体に依存するので、図9に示すように、撮影レンズが等速度もしくは等速度とみなせる状態で駆動しているときに限って、電荷蓄積の開始と終了時のレンズ位置の平均を電荷蓄積中心でのレンズ位置とするのが一般的である。また、図6と同じように横軸に時間を縦軸にレンズ位置をとると、図7に示すように、横軸に時間を縦軸にデフォーカス量とレンズ位置を足したものである像面位置をとると図8のようになる。この図が示すとおり、被写体が静止している場合に得られる像面位置はほぼ直線となる。ここで完全な直線とならないのは、デフォーカス量の検出誤差や、先述したとおり、デフォーカス量が大きいほど十分な検出精度や正確なレンズ駆動量を得ることが難しくなるためである。
【0008】
また、サーボモードでは、図10に示すように、連続してデフォーカス量の検出とレンズ駆動を交互に行なう。ワンショットモードと同様に、横軸に時間を縦軸にレンズ位置をとると図11に示すように、横軸に時間を縦軸に像面位置をとると図12のようになる。この図が示すとおり、被写体が移動している場合に得られる像面位置はほぼ単調に増加している。ここで完全な単調増加とならないのは、ワンショットモードと同様の理由に加え、被写体自身が必ずしも単調に移動していない場合にも起こり得る。
【0009】
サーボモードにおいてはさらに、過去複数回の像面位置の変化を、時刻による所定の関数となみし、その関数を求めることで撮影レンズの動体予測駆動を行っている。これは、ミラー可動式の一眼レフカメラは構成上ミラーがダウンしていないとデフォーカス量検出を行なうことができない。その一方で、ミラーがアップしていないと露光ができない。
【0010】
すなわち、最後の焦点検出から露光が開始されるまでにはある一定量以上のレリーズタイムラグがある。動体予測駆動では、最後の焦点検出時のデフォーカス量に動体予測補正量を加えたレンズ駆動を露光前までに完了することで、最後の焦点検出から露光が開始されるまでのレリーズタイムラグ間の被写体の移動を見越して合焦させることができる。
【0011】
図12を例にすると、合焦状態後の焦点検出が3回行われている。この3点を通る2次曲線を予測関数としてもよいし、最新の2点をだけを求めて1次直線によって予測してもよい、さらには、この3点から最小2乗法によって統計的に予測式を求めてもよい。
【0012】
過去複数回の像面位置の変化から、どのような予測式が最適であるかについては、既に様々な提案がなされている。本出願人においても、特開2001−021794号公報において開示しており、また実際に広く実施されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ワンショットモードとサーボモードの選択方法としては、カメラのスイッチによって手動で切り替えるか、オートモードと呼ばれる上記2つのモードを被写体の状況に応じて自動的に切り替えるモードを設けるのが一般的である。撮影する被写体が動体か静止しているかわからない場合や、撮影操作に不慣れな初心者の場合には、オートモードである方が好ましい。
【0014】
オートモードで重要となるのは、ワンショットモードとサーボモードの切り替えをいかに正確にかつ速やかに行なうかである。
【0015】
この点に着目した構成となっている第1の従来例として、図13に示すように、まずワンショットモードで合焦させ、その後、撮影レンズを固定したままでデフォーカス量の検出を複数回行い、連続的にデフォーカス量が変化する場合には被写体を動体とみなしてサーボモードへ移行させる「動体判定モード」をワンショットモードとサーボモードの間に入れる方法がある。
【0016】
この方法は、撮影レンズが停止しているときに、かつ合焦状態であるときに動体判定を開始するので確実に動体判定を行なうことができる。しかしながら、電車のような急激に接近する被写体や、緩やかではあるが撮影レンズの至近端付近で近づいてくる子供のような被写体の場合には、単位時間あたりに変化するデフォーカス量が大きく、ワンショットモードではいつまでも合焦状態とはならないため、いつまでも経ってもレリーズできなくなる問題がある。また、たとえ合焦状態になったとしても、動体判定はレンズが停止している状態で行なうために、デフォーカス量の検出を複数回行なっている間や、動体と判定して撮影レンズを再び駆動し終えるまでの間は被写体には追従していない。さらに、被写体に追従し始めても、上述したように、動体予測駆動を行なうまでには過去複数回のデフォーカス量の検出が必要となるので、無視できない相当の時間、レリーズしてもピントが甘くなってしまう状態が続く。
【0017】
上述のような第1の方法の問題点を改善した第2の従来例として、ワンショットモードの途中で撮影レンズを所定回数以上駆動しても合焦に至らない場合には、被写体を動体とみなしサーボモードへ移行させる方法がある。この方法は、被写体が静止している場合には、所定回数以内のレンズ駆動で合焦に至るという保証が必要になる。しかしながら、オーバラップ制御を行なう場合には、撮影レンズ駆動中にも駆動量の更新を行なうので、所定回数以内での合焦を保証するのは困難であり、かなり大きめの回数を見積もっておくか、もしくはオーバラップ制御中のレンズ駆動はカウントしないようにする必要がある。また、オーバラップ制御の有無に関わらず、デフォーカス量の検出誤差やレンズの停止精度によっては、合焦位置近傍を撮影レンズが行ったり来たりするハンチングが発生し、被写体が静止していても動体と誤判定する可能性がある。
【0018】
いずれにしても、誤まることなく動体を判定するためにはかなり時間を要することになる。また、判定している間、ワンショットモードを繰り返しているだけなので、たとえレリーズしたとしてもピントの甘い写真となる。
【0019】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、被写体の動体判定を正確かつ速やかに行なうことのできるカメラを提供することを目的とするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明では、撮影レンズのデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、検出したデフォーカス量およびこのデフォーカス量に対応する撮影レンズのレンズ位置情報に基づいて像面位置を演算する像面位置演算手段と、複数回検出した所定量以下のデフォーカス量およびこれらのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報に基づいて演算した複数の像面位置が単調に変化しているときには、被写体が動体であると判定する動体判定手段とを有する構成としている。
【0021】
このように、十分な検出精度が得られるデフォーカス量の範囲内で、かつ像面位置の変化によって被写体が動体であるか否かを判定するため、正確な動体判定を行なうことができる。また、従来のような所定回数以上撮影レンズを駆動しても合焦に至らない場合に動体と判定する方式等に比べ、複数回のデフォーカス量の検出とこのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報の取得を行なうだけでよいため、従来よりも速やかな動体判定を行なうことができる。
【0022】
ここで、上述した動体判定手段は、少なくとも3回検出した所定量以下のデフォーカス量およびこれらのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報に基づいて演算した少なくとも3つの像面位置が単調に変化しているときには、被写体が動体であると判定する構成であることが好ましい。
【0023】
なお、複数の像面位置を演算するためのそれぞれのデフォーカス量の検出およびこれらのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報の取得を所定時間以上の間隔をあけて行なうようにしてもよい。
【0024】
また、上述した動体判定手段は、撮影被写体が動体であるか否かの判定に、それぞれの像面位置を演算するためのレンズ位置情報およびデフォーカス量の検出時刻を用いる構成であってもよい。
【0025】
上述した動体判定手段は、例えば像面位置の変化量が所定量以上のとき像面位置の変化があると判定する構成とすることもできる。このようにすれば、デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出値に多少の誤差があったとしても、被写体が動体であるか否かの判定に有効な十分な変化量を基準として判定を行なうことで、正確な動体判定を行なうことができる。
【0026】
なお、動体判定手段により被写体が動体ではないと判定したときには合焦モードを静止した被写体の撮影に適した静止モードに、被写体が動体であると判定したときには合焦モードを動体の撮影に適した動体モードに自動的に切り替える撮影モード切替手段を有し、撮影モード切替手段は、静止モードでの撮影途中であっても、動体判定手段により被写体が動体であると判定された場合には、動体モードに切り替える構成とすることが好ましい。このようにすれば、移動する被写体に対しても、迅速且つ正確に動体判定を行なうことで、合焦モードを適切に切り替えることができ、十分な合焦性能・追従性能を発揮することができるカメラを提供することができる。
【0027】
この他、演算した複数の像面位置とこれらの像面位置を演算するためのレンズ位置情報およびデフォーカス量の検出時刻に基づいて将来の像面位置を予測する像面位置予測手段を有し、静止モード時において得た像面位置および検出時刻の一部あるいは全てに基づいて動体モード時における像面位置の予測を行なう構成としてもよい。このような構成とすることにより、移動する被写体への十分な合焦性能を発揮するカメラを提供することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である自動焦点調節装置およびこれを備えた光学機器について詳細に説明する。
【0029】
図1は本実施形態による光学機器の一例である交換レンズ式一眼レフカメラの構成を示す機能ブロック図である。
【0030】
同図において、1は撮影レンズユニットLにおける全ての演算および制御を行なうレンズMPU(マイクロプロセッシングユニット)、2は撮影レンズを駆動するためのレンズ駆動ユニット、3はレンズ位置検出ユニット、4は自動焦点調節に必要な光学情報を記憶するための光学情報テーブルである。
【0031】
また、実際の撮影レンズユニットにおいては、絞りを駆動するための絞り駆動ユニット等が必要であるが、本実施形態では関係ないので説明を省略する。これら1から4によって撮影レンズユニットLは構成される。
【0032】
撮影レンズユニットLは、同図中央の点線で示されるマウント部を介して、カメラ本体Cと接続される。5はカメラ本体における全ての演算および制御を行なうカメラMPU(マイクロプロセッシングユニット)であり、マウントの信号線を介してレンズMPU1と接続され、レンズMPU1に対してレンズの動作状態やレンズ位置の取得,レンズ駆動,および撮影レンズユニット(交換レンズ)ごとに固有の光学情報の取得等を行なうことができる。
【0033】
6はデフォーカス量検出ユニット、7はシャッタ駆動ユニット、8はフィルム給送ユニットであり、9はカメラの諸設定(シャッタ速度、絞り値、撮影モード等)を行なうためのダイヤルユニットである。
【0034】
これらカメラMPU5およびデフォーカス量検出ユニット6がデフォーカス量検出手段としての役割を有する。また、カメラMPU5が記憶手段,動体判定手段,計時手段,像面位置演算手段,および像面位置予測手段としての役割を有している。
【0035】
SW1はレリーズボタンの第1ストローク操作(半押し)によりオンし、自動焦点動作を行なう。SW2はレリーズボタンの第2ストローク操作(全押し)によりオンし、レリーズ動作を行なう。
【0036】
ダイヤルユニット9を操作することで種々撮影モードを設定することができるが、本実施形態では、本発明に係るワンショットモードとサーボモードを自動的に切り替えるオートモードについて、図2のフローチャートを用いて説明する。
【0037】
SW1がオンされるとステップ#101へ進みオートモード処理を開始する。まず、ステップ#102のワンショットモード処理へ進む。ワンショットモード処理の詳細については、図3のフローチャートを用いて説明する。
【0038】
まず、ステップ#201からステップ#202へ進み、SW1がオンされているか判定する。ここで、SW1がオフされていればステップ#214へ進み処理を抜ける。SW1がオンされていれば、ステップ#203へ進み、レンズ位置検出ユニット3からレンズ位置を表すレンズ位置情報の取得を行なう。これはカメラMPU5からレンズMPU1へ通信することによって行われる。このとき、カメラMPU5に内蔵されるタイマによってその検出時刻を取得しておく。
【0039】
次に、ステップ#204において電荷蓄積を行なう。電荷蓄積終了後、ステップ#205において、再びレンズ位置とその検出時刻を取得する。
【0040】
自動焦点調節に必要となるデフォーカス量は、撮影レンズの光軸を挟む異なる2つの領域を通過する被写体光束から形成される2つの像の像ずれ量から計算される。具体的には、これら2つの像の光束はハーフミラーとなっているメインミラーMを通過し、その後ろにあるサブミラーSによって反射され、不図示の焦点検出光学系によってデフォーカス量検出ユニット6に導かれる。デフォーカス量検出ユニット6は光電変換素子であり、カメラMPU5はステップ#206でこれら2像の信号を読み出し、相関演算を施すことによって像ずれ量を計算する。
【0041】
また、レンズから自動焦点調節に必要となる像ずれ量あたりのデフォーカス量や、1パルスあたりのデフォーカス量等の光学情報の取得を、カメラMPU5はレンズMPU1へ通信することによって行なう。具体的には、レンズMPU1は光学情報テーブル4を参照することで自動焦点調節に必要な情報をカメラMPU5へ送信する。これらの情報から、像ずれ量からデフォーカス量、さらには、撮影レンズへの駆動波形であるところのフォーカスパルス数(レンズ駆動量)を求める。先述したとおり、デフォーカス量と実際のレンズ駆動量は非線形の関係にあるので、デフォーカス量に応じた関数で近似し、その係数を撮影レンズの光学情報テーブル4に持たせている。
【0042】
合焦に必要なレンズ駆動量はこのようにして求められるが、ステップ#207において、まず現時点において合焦であるか否かを判定し、合焦であればステップ#214へ進み処理を抜ける。そうでなければ、#208へ進み、レンズ位置とその検出時刻の取得、およびオーバラップ制御の駆動量の補正を行なう。
【0043】
これは上述したように、オーバラップ制御を行なう場合には、単純に得られたデフォーカス量によってレンズ駆動を行なうのではなく、電荷蓄積の中心からレンズ駆動量の更新が行われるまでの空走量を考慮しなければならない。よって、ステップ#203と#204のレンズ位置の平均を電荷蓄積中心でのレンズ位置とし、この位置から#208でのレンズ位置までの変位に相当するフォーカスパルス数を空走量として、レンズ駆動量から引く。なお、当然のことながら、オーバラップ制御でない場合には、ステップ#203から#208での間のレンズ位置に変化がないため空走量は0となり補正は行われない。
【0044】
最終的なレンズ駆動量が求まると、ステップ#209へ進み、レンズ駆動を行なう。その後、ステップ#210において、ステップ#206で求めたオーバラップ補正する前のレンズ駆動量とステップ#208で求めた電荷蓄積中心でのレンズ位置を足すことによって求められる像面位置と、その検出時刻(#203と#205で取得しておいた時刻の平均)を、デフォーカス量が±5mm以下の場合に限り、カメラMPU5のメモリへ記憶する。
【0045】
カメラMPU5には過去複数回の像面位置が記憶されており、この像面位置が単調に増加もしくは減少している場合には、被写体は動体とみなす。逆に、そうでない場合には、像面位置は振動しているか、これはデフォーカス量の検出誤差によるものとして、被写体は静止しているとみなす。なお、ここでいう単調な増加とは過去複数回の像面位置が減少することなく増加してゆく状態を意味し、単調な減少とは過去複数回の像面位置が増加することなく減少してゆく状態を意味している。
【0046】
ステップ#211でこの判定を行い、動体であればステップ#214へ進み処理を抜ける。そうでない場合には、ステップ#212へ進む。ステップ#212では、オーバラップ制御可能か否かを判定する。この判定は電荷蓄積時間から、または、レンズMPU1とカメラMPU5が定期的に通信により交換している動作状態から、またはレンズ位置情報とその検出時刻(或いはこのレンズ位置情報に対応するデフォーカス量の検出時刻)の時刻変化から判定する。
【0047】
具体的には、電荷蓄積時間が十分に短いときには、空走量自体も無視できるほど小さくなるので、オーバラップ制御が可能である。また、レンズの駆動速度が最高速であるときには、撮影レンズが等速度とみなせる状態で駆動しているので、オーバラップ制御が可能である。さらには、ステップ#203,#205および#208においてレンズ位置とその検出時刻を取得しているので、その時刻変化がほぼ直線であれば、オーバラップ制御が可能である。
【0048】
ステップ#212において、オーバラップ制御が可能であると判定された場合には、ステップ#202へ戻りオーバラップ制御を行なう。そうでない場合には、ステップ#213へ進み、レンズが停止しているか判定する。レンズが停止していれば、ステップ#202へ戻り通常の自動焦点調節を行なう。レンズが停止していなければ、ステップ#212へ戻り、オーバラップ制御が可能かの判定と、レンズが停止しているかの判定を繰り返す。
【0049】
図2のオートモード処理に戻って、ステップ#102においてワンショットモード処理を終えると、ステップ#103へ進み、SW1がオンされているか判定する。ここで、SW1がオフされていれば、ステップ#110へ進み処理を終了する。オンされていれば、ステップ#104へ進む。ステップ#104では、ステップ#102のワンショットモード処理で動体と判定されていれば、ステップ#108のサーボモード処理へ進む。そうでなれば、ステップ#105の動体判定モードへ進む。動体判定モード処理の詳細については、図4のフローチャートを用いて説明する。
【0050】
まず、ステップ#301からステップ#302へ進み、SW1がオンされているか判定する。ここで、SW1がオフされていればステップ#308へ進み処理を抜ける。オンされていれば、ステップ#303へ進み、レンズ位置の取得とその検出時刻を取得する。
【0051】
次に、ステップ#304において電荷蓄積を行なう。電荷蓄積終了後、ステップ#305において、像信号の読み出し,相関演算,デフォーカス量演算,およびレンズ駆動量演算を行なう。最終的なレンズ駆動量が求まると、ステップ#306へ進み、像面位置とその検出時刻を、デフォーカス量が±5mm以下のときに限り、カメラMPU5のメモリへ記憶する。
【0052】
カメラMPU5には過去複数回の像面位置が記憶されており、この像面位置が単調に増加もしくは減少している場合には、被写体は動体とみなす。逆に、そうでない場合には、被写体は静止しているとみなす。
【0053】
ステップ#307でこの判定を行い、動体であればステップ#308へ進み処理を抜ける。そうでない場合には、ステップ#302へ戻り、SW1がオフされたか動体と判定されるまで、ステップ#302から#307までの処理を繰り返す。
【0054】
図2のオートモード処理に戻って、ステップ#105において動体判定モード処理を終えると、ステップ#106へ進み、SW1がオンされているか否かを判定する。ここで、SW1がオフされていれば、ステップ#110へ進み処理を終了する。オンされていれば、ステップ#107へ進む。ステップ#107では、ステップ#105の動体判定モード処理で動体と判定されていれば、ステップ#108のサーボモード処理へ進む。そうでなれば、ステップ#105の動体判定モードへ戻る。サーボモード処理の詳細については、図5のフローチャートを用いて説明する。
【0055】
まず、ステップ#401からステップ#402へ進み、SW1がオンされているか判定する。ここで、SW1がオフされていればステップ#412へ進み処理を抜ける。オンされていれば、ステップ#403へ進み、レンズ位置の取得とその検出時刻を取得する。
【0056】
次に、ステップ#404において電荷蓄積を行なう。電荷蓄積終了後、ステップ#405において、像信号の読み出し,相関演算,デフォーカス量演算,およびレンズ駆動量演算を行なう。レンズ駆動量が求まると、ステップ#406へ進み、像面位置とその検出時刻をカメラMPU5のメモリへ記憶する。
【0057】
続いて、ステップ#407において、合焦であるかを判定し、合焦であればステップ#412へ進み処理を抜ける。そうでなければ、#408へ進み動体予測可能か判定する。
【0058】
動体予測可能であれば、ステップ#409でレンズ駆動量を動体予測量に従って補正してからステップ#410へ進む。動体予測不可能であれば、そのままステップ#410へ進む。
【0059】
ステップ#410でレンズ駆動を行なうと、ステップ#411へ進み、レンズが停止しているか判定する。レンズが停止していなければ、ステップ#411へ戻り、レンズが停止するまで判定を繰り返す。レンズが停止していれば、ステップ#402へ戻りSW1がオフされるまでサーボモード処理を繰り返す。
【0060】
図2のオートモード処理に戻って、ステップ#108においてサーボモード処理を終えると、ステップ#109へ進み、SW1がオンされているか判定する。ここで、SW1がオフされていれば、ステップ#110へ進み処理を終了する。オンされていれば、ステップ#108へ戻りSW1がオフされるまでサーボモード処理を繰り返す。
【0061】
なお、本実施形態では、ステップ#204,#304および#404において、電荷蓄積を繰り返し行なう場合、必要に応じて、カメラMPU5に内蔵されるタイマによって、デフォーカス量の検出が100ms以上の時間間隔となるようなウエイトが入る。すなわち、複数の像面位置を演算するためのそれぞれのデフォーカス量の検出およびこれらのデフォーカス量に対応する撮影レンズのレンズ位置情報の取得を所定時間以上の間隔をあけて行なう。
【0062】
これは、本実施形態では、動体の判定において、像面位置が単調に増加もしくは減少している場合に被写体を動体とみなしているが、検出するデフォーカス量の時間間隔があまりに短い場合には、たとえ被写体が移動していても像面位置が単調に変化しない場合があるためである。
【0063】
また、ステップ#210,#306,および#406において、記憶する像面位置の数は余裕があればいくらでも記憶しておいてよいが、記憶容量には限りがあるので、デフォーカス量が±5mm以下の像面位置の中から最新の6回を記憶しておくものとする。また、像面位置は過去2点以上あれば、単調に増加しているか減少しているかを判定できるが、あまりに少ない場合には、誤判定の可能性があるので過去6回の像面位置が記憶された時点から動体の判定を行なう。
【0064】
動体の誤判定を行なうことなく、デフォーカス量の検出時間間隔だけを短くしたい場合には、像面位置を記憶する際にその検出時刻も合わせて記憶しているので、例えば、十分に多い数の像面位置とその検出時刻を記憶しておいて、最新の像面位置から100ms以上の時間間隔となるように順に6点を選び出して、その6点で動体の判定を行ってもよい。例えば、本実施形態の方法と組み合わせて、デフォーカス量の検出が50ms以上の時間間隔となるようなウエイトを入れておき、過去12回の像面位置を記憶して、そのうちの最新の像面位置から1つ置きに順に6点を選び出してもよい。また、デフォーカス量の検出には無視できない量の誤差が含まれるので、例えば上述の像面位置の変化量が所定量以上のとき像面位置の変化があると判定してもよい。例えば、隣接像面位置の変位量が0.050mm以上で、かつ過去6点の像面位置が単調に変化している場合に動体であると判定してもよい。このようにすれば、デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出値に多少の誤差があったとしても、被写体が動体であるか否かの判定に有効な十分な変化量を基準として判定を行なうことで、正確な動体判定を行なうことができる。
【0065】
本実施形態では、動体の判定に用いる像面位置とその検出時刻のデータは、サーボモードでの動体予測に用いる像面位置とその検出時刻のデータと共有している。また、ステップ#408の動体予測可能かの判定も、像面位置とその検出時刻のデータが過去6回分まで記憶されているどうかによって判定している。動体予測においても、像面位置とその検出時刻が過去2点以上あれば行なうことが可能ではあるが、あまりに少ない場合には、誤まった予測をする可能性がある。よって、像面位置とその検出時刻のデータが過去6回分まで記憶された時点から、そのデータを用いて、最小2乗法によって統計的に動体予測を行なう。最小2乗法による統計的な動体予測そのものについては、本出願人により特開2001−021794号公報において開示されているので、詳細な説明は省略する。
【0066】
上記構成においては、デフォーカス量が所定量以下となり、かつ像面位置が単調に変化していると判定されたときに、被写体を動体と判定している。このような構成としたことで、デフォーカス量が所定量以下の検出誤差が少ない状態でのみ判定を行なうので、正確に動体を判定することができる。
【0067】
また、オートモードにおいて、ワンショットモード中に動体を判定することができ、かつ、動体判定モードを介さずにワンショットモード中にサーボモードへ切り替えている。これにより、速やかに動体を判定することができるので、移動する被写体への追従性が高まる。
【0068】
さらには、ワンショットモード中に得られている像面位置とその検出時刻のデータの一部あるいは全てをサーボモードでの動体予測のデータとして用いるので、速やかに動体予測を行なうことができ、どのような状況でレリーズされても十分な合焦性能を発揮することができる。
【0069】
ここで、上述した複数の像面位置としては、例えば少なくとも3回検出した所定量以下のデフォーカス量およびこれらのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報に基づいて演算した少なくとも3つの像面位置であってもよい。
【0070】
上述した本実施形態では、光学機器の一例として、フィルム式一眼レフカメラについて説明したが、これに限られるものではなく、デジタル一眼レフカメラ等の他の光学機器にも適用可能であることは言うまでもない。
【0071】
また、ここでは撮影レンズユニットLがカメラ本体Cに対して着脱可能な構成となっているが、これに限られるものではなく、撮影レンズユニットLとカメラ本体Cとが一体となった構成であっても同様な効果を奏することができる。
【0072】
以上のように、本発明の実施形態であるカメラは、撮影レンズのデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、検出したデフォーカス量およびこのデフォーカス量に対応する撮影レンズのレンズ位置情報に基づいて像面位置を演算する像面位置演算手段と、複数回検出した所定量以下のデフォーカス量およびこれらのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報に基づいて演算した複数の像面位置が単調に変化しているときには、被写体が動体であると判定する動体判定手段とを有する構成となっている。
【0073】
このように、十分な検出精度が得られるデフォーカス量の範囲内で、かつ像面位置の変化によって被写体が動体であるか否かを判定するため、正確な動体判定を行なうことができる。また、従来のような所定回数以上撮影レンズを駆動しても合焦に至らない場合に動体と判定する方式に比べ、複数回のデフォーカス量の検出とこのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報の取得を行なうだけでよいため、従来よりも速やかな動体判定を行なうことができる。
【0074】
なお、上述のように動体判定手段により被写体が動体ではないと判定したときには合焦モードを静止した被写体の撮影に適したワンショットモード(静止モード)に、被写体が動体であると判定したときには合焦モードを動体の撮影に適したサーボモード(動体モード)に自動的に切り替える撮影モード切替手段を有し、撮影モード切替手段は、ワンショットモードでの撮影途中であっても、動体判定手段により被写体が動体であると判定された場合には、サーボモードに切り替える構成としたことで、移動する被写体に対しても、迅速且つ正確に動体判定を行なうことで、合焦モードを適切に切り替えることができ、十分な合焦性能・追従性能を発揮することができる。
【0075】
また、演算した複数の像面位置とこれらの像面位置を演算するためのレンズ位置情報およびデフォーカス量の検出時刻に基づいて将来の像面位置を予測する像面位置予測手段を有し、ワンショットモード時において得た像面位置および検出時刻の一部あるいは全てに基づいてサーボモード時における像面位置の予測を行なう構成することで、移動する被写体への十分な合焦性能を発揮することができる。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように、本願各発明によれば、被写体の動体判定を正確かつ速やかに行なうことのできるカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るカメラの機能ブロック図である。
【図2】同実施形態に係るオートモードの動作を示すフローチャートである。
【図3】同実施形態に係るワンショットモードの動作を示すフローチャートである。
【図4】同実施形態に係る動体判定モードの動作を示すフローチャートである。
【図5】同実施形態に係るサーボモードの動作を示すフローチャートである。
【図6】ワンショットモードにおける時刻とデフォーカス量の関係を示す図である。
【図7】ワンショットモードにおける時刻とレンズ位置の関係を示す図である。
【図8】ワンショットモードにおける時刻と像面位置の関係を示す図である。
【図9】ワンショットモードにおけるオーバラップ制御を説明するための図である。
【図10】サーボモードにおける時刻とデフォーカス量の関係を示す図である。
【図11】サーボモードにおける時刻とレンズ位置の関係を示す図である。
【図12】サーボモードにおける時刻と像面位置の関係を示す図である。
【図13】動体判定モードにおける時刻とレンズ位置の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 レンズMPU
2 レンズ駆動ユニット
3 レンズ位置検出ユニット
4 光学情報テーブル
5 カメラMPU
6 デフォーカス量検出ユニット
7 シャッタ駆動ユニット
8 フィルム給送ユニット
9 ダイヤルユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device such as a camera, and more particularly to an improvement in an automatic focusing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an automatic focusing device of a camera, a light flux from a subject that has passed through different exit pupil regions of a photographing lens is combined on a pair of line sensors, and a pair of image signals obtained by photoelectrically converting the subject image are obtained. The defocus amount, which is the amount of defocus of the subject (the difference between the image forming position of the photographing lens and the image plane position of the photographing lens at which the photographing operation is to be performed), is obtained by calculating the image shift amount, which is the relative position displacement amount, by correlation calculation. There is widely known an automatic focus adjustment method for detecting the image and driving the photographing lens based on the detected image.
Many of them have a one-shot mode suitable for photographing a stationary subject and a servo mode suitable for photographing a moving subject.
[0003]
In the one-shot mode, as shown in FIG. 6, when the time is taken on the horizontal axis and the defocus amount is taken on the vertical axis, the detection of the defocus amount is performed not only during the stop of the lens driving but also during the driving of the lens. To update the lens drive amount.
[0004]
This is because, first of all, the larger the defocus amount, the more blurred the obtained subject image itself, so that sufficient detection accuracy cannot be obtained. Second, the larger the defocus amount is, the larger the image shift amount is. Therefore, the obtained subject image appears toward the end on the line sensor and further protrudes from the line sensor. Third, in order to actually drive the photographing lens, the amount of defocus must be converted into the amount of lens drive. However, as is well known, these two amounts have a non-linear relationship, so There is also a reason that it is difficult to obtain an accurate lens drive amount as the value is larger.
[0005]
In order to solve these problems, by performing overlap control, the photographing lens is accurately driven to the in-focus position, and focusing is performed when the defocus amount becomes equal to or less than a predetermined amount.
[0006]
Incidentally, the detection of the defocus amount requires a time corresponding to the brightness and contrast of the subject to accumulate charges in the line sensor. Therefore, when the overlap control is performed as shown in FIG. 9, the lens driving amount is updated from the center of the charge accumulation instead of updating the lens driving amount based on the simply obtained defocus amount. I must consider the amount of free running up to. In order to determine the amount of free running, it is necessary to obtain the lens position at the time that is the center of charge accumulation.
[0007]
However, since the time required for charge accumulation depends on the subject, as shown in FIG. 9, only when the photographing lens is driven at a constant speed or a state that can be regarded as a constant speed, the charge accumulation start and end times are limited. In general, the average of the lens positions is used as the lens position at the center of charge accumulation. As shown in FIG. 6, when the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the lens position, as shown in FIG. 7, the image is obtained by adding the horizontal axis to time and the vertical axis to the defocus amount and the lens position. FIG. 8 shows the surface position. As shown in this figure, the image plane position obtained when the subject is stationary is almost a straight line. The reason why a perfect straight line is not obtained is that it is difficult to obtain a detection error of the defocus amount and, as described above, to obtain a sufficient detection accuracy and an accurate lens drive amount as the defocus amount is large.
[0008]
In the servo mode, as shown in FIG. 10, the detection of the defocus amount and the driving of the lens are continuously performed alternately. Similarly to the one-shot mode, FIG. 11 shows the time on the horizontal axis and the lens position on the vertical axis, and FIG. 12 shows the image plane position on the horizontal axis with time on the vertical axis. As shown in this figure, the image plane position obtained when the subject is moving increases almost monotonously. Here, the complete non-monotonic increase may occur not only for the same reason as in the one-shot mode, but also when the subject itself does not necessarily move monotonously.
[0009]
In the servo mode, furthermore, a plurality of changes in the image plane position in the past are regarded as a predetermined function depending on time, and a moving object predictive drive of the photographing lens is performed by obtaining the function. This is because the mirror-movable single-lens reflex camera cannot detect the defocus amount unless the mirror is down due to its configuration. On the other hand, exposure cannot be performed unless the mirror is raised.
[0010]
That is, there is a release time lag of a certain amount or more from the last focus detection to the start of exposure. In the moving object prediction drive, by completing lens driving by adding the moving object prediction correction amount to the defocus amount at the time of the last focus detection before exposure, the release time lag from the last focus detection to the start of exposure is reduced. Focusing can be performed in anticipation of the movement of the subject.
[0011]
Taking FIG. 12 as an example, focus detection after the in-focus state is performed three times. A quadratic curve passing through these three points may be used as a prediction function, or only the latest two points may be obtained and predicted by a linear line. An expression may be obtained.
[0012]
Various proposals have already been made as to what kind of prediction formula is optimal from a plurality of changes in the image plane position in the past. The present applicant has also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-021794 and is actually widely practiced.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of selecting the one-shot mode and the servo mode, it is general to provide a mode called a manual switch by a switch of a camera or a mode called an auto mode, which automatically switches between the two modes according to the situation of a subject. If it is not known whether the subject to be photographed is moving or stationary, or if it is a beginner unfamiliar with the photographing operation, the auto mode is preferable.
[0014]
What is important in the auto mode is how to accurately and quickly switch between the one-shot mode and the servo mode.
[0015]
As a first conventional example having a configuration focusing on this point, as shown in FIG. 13, focusing is first performed in a one-shot mode, and then detection of a defocus amount is performed a plurality of times while a photographing lens is fixed. When the defocus amount changes continuously, there is a method in which a “moving object determination mode” in which a subject is regarded as a moving object and the mode is shifted to the servo mode is set between the one-shot mode and the servo mode.
[0016]
According to this method, the moving object determination is started when the photographing lens is stopped and in the focused state, so that the moving object determination can be reliably performed. However, in the case of a rapidly approaching subject such as a train, or a subject such as a child approaching slowly but in the vicinity of the closest end of the taking lens, the defocus amount that changes per unit time is large, In the one-shot mode, since the in-focus state is not reached forever, there is a problem that the release cannot be performed even after a long time. Even if the subject is in focus, the moving object determination is performed while the lens is stopped. It does not follow the subject until driving is completed. Furthermore, even if the camera starts following the subject, as described above, it is necessary to detect the defocus amount a plurality of times in the past until the moving object prediction drive is performed. The state that becomes becomes continued.
[0017]
As a second conventional example in which the above-described problem of the first method is improved, when the focusing is not achieved even if the photographing lens is driven a predetermined number of times during the one-shot mode, the subject is regarded as a moving object. There is a method to shift to the deemed servo mode. In this method, when the subject is stationary, it is necessary to guarantee that the lens will be focused within a predetermined number of times. However, when performing the overlap control, since the driving amount is updated even during driving of the photographing lens, it is difficult to guarantee focusing within a predetermined number of times, and it is necessary to estimate a considerably large number of times. Alternatively, it is necessary not to count the lens drive during the overlap control. In addition, regardless of the presence or absence of the overlap control, hunting occurs in which the photographing lens moves back and forth near the in-focus position, depending on the detection error of the defocus amount and the stopping accuracy of the lens. There is a possibility that it is erroneously determined as a moving object.
[0018]
In any case, it takes a considerable amount of time to determine a moving object without making an error. Also, since the one-shot mode is repeated only while the judgment is being made, even if the shutter is released, the photograph will have a sweet focus.
[0019]
The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a camera that can accurately and quickly determine a moving object of a subject.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a defocus amount detecting means for detecting a defocus amount of a photographing lens, and a defocus amount detected based on the detected defocus amount and lens position information of the photographing lens corresponding to the defocus amount. An image plane position calculating means for calculating an image plane position by using a plurality of image plane positions calculated based on a defocus amount equal to or less than a predetermined amount detected a plurality of times and lens position information corresponding to these defocus amounts. When it is changing, a moving object determining means for determining that the subject is a moving object is provided.
[0021]
As described above, since it is determined whether or not the subject is a moving object within the range of the defocus amount at which sufficient detection accuracy can be obtained and by a change in the image plane position, accurate moving object determination can be performed. Also, in comparison with the conventional method of determining a moving object when focusing is not achieved even after driving the taking lens a predetermined number of times or more, the detection of the defocus amount a plurality of times and the lens position corresponding to this defocus amount Since it is only necessary to acquire information, it is possible to perform a moving object determination more quickly than in the past.
[0022]
Here, the above-mentioned moving object determining means monotonically changes at least three image plane positions calculated based on the defocus amount equal to or less than the predetermined amount detected at least three times and the lens position information corresponding to these defocus amounts. In such a case, the configuration is preferably such that the subject is determined to be a moving object.
[0023]
The detection of each defocus amount for calculating a plurality of image plane positions and the acquisition of lens position information corresponding to these defocus amounts may be performed at intervals of a predetermined time or more.
[0024]
Further, the moving body determination means described above may be configured to use the lens position information for calculating the respective image plane positions and the detection time of the defocus amount for determining whether the photographing subject is a moving body. .
[0025]
The above-described moving object determination means may be configured to determine that there is a change in the image plane position when, for example, the amount of change in the image plane position is equal to or more than a predetermined amount. In this way, even if there is some error in the defocus amount detection value by the defocus amount detection means, the determination is made based on a sufficient change amount effective for determining whether or not the subject is a moving object. By doing so, accurate moving body determination can be performed.
[0026]
When the moving object determining means determines that the subject is not a moving object, the focusing mode is set to a still mode suitable for shooting a still object, and when the subject is determined to be a moving object, the focusing mode is set to suitable for shooting a moving object. A photographing mode switching unit for automatically switching to a moving object mode, wherein the photographing mode switching unit detects a moving object when the moving object judging unit determines that the subject is a moving object even during the photographing in the still mode; Preferably, the mode is switched to the mode. With this configuration, the focusing mode can be appropriately switched by performing the moving object determination quickly and accurately even for the moving subject, and sufficient focusing performance and tracking performance can be exhibited. A camera can be provided.
[0027]
In addition, there is provided image plane position prediction means for predicting a future image plane position based on a plurality of calculated image plane positions, lens position information for calculating these image plane positions, and detection time of the defocus amount. Alternatively, the image plane position in the moving object mode may be predicted based on part or all of the image plane position and the detection time obtained in the stationary mode. With such a configuration, it is possible to provide a camera that exhibits sufficient focusing performance on a moving subject.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an automatic focusing device according to an embodiment of the present invention and an optical apparatus including the same will be described in detail.
[0029]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of an interchangeable lens type single-lens reflex camera as an example of the optical apparatus according to the present embodiment.
[0030]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens MPU (micro processing unit) for performing all calculations and controls in the photographing lens unit L, 2 denotes a lens driving unit for driving the photographing lens, 3 denotes a lens position detecting unit, and 4 denotes an autofocus 5 is an optical information table for storing optical information necessary for adjustment.
[0031]
In an actual photographing lens unit, an aperture driving unit for driving the aperture is required, but the description is omitted because it is not relevant in the present embodiment. The photographing lens unit L is constituted by these 1 to 4.
[0032]
The photographing lens unit L is connected to the camera body C via a mount section indicated by a dotted line in the center of the figure. Reference numeral 5 denotes a camera MPU (micro processing unit) that performs all calculations and controls in the camera body, is connected to the lens MPU 1 via a signal line of the mount, and obtains an operation state and a lens position of the lens with respect to the lens MPU 1. It is possible to drive the lens, acquire unique optical information for each photographing lens unit (interchangeable lens), and the like.
[0033]
Reference numeral 6 denotes a defocus amount detection unit, reference numeral 7 denotes a shutter drive unit, reference numeral 8 denotes a film feed unit, and
[0034]
The camera MPU 5 and the defocus amount detection unit 6 have a role as a defocus amount detection unit. Further, the camera MPU 5 has a role as a storage unit, a moving object determination unit, a timing unit, an image plane position calculation unit, and an image plane position prediction unit.
[0035]
SW1 is turned on by the first stroke operation (half press) of the release button, and performs an automatic focusing operation. SW2 is turned on by the second stroke operation (full press) of the release button to perform a release operation.
[0036]
Various shooting modes can be set by operating the
[0037]
When SW1 is turned on, the process proceeds to step # 101 to start the auto mode process. First, the process proceeds to the one-shot mode process of
[0038]
First, the process proceeds from step # 201 to step # 202, and it is determined whether SW1 is turned on. Here, if the switch SW1 is turned off, the process proceeds to step # 214 to exit the processing. If the switch SW1 has been turned on, the process proceeds to step # 203, and lens position information indicating the lens position is obtained from the lens position detection unit 3. This is performed by communicating from the camera MPU5 to the lens MPU1. At this time, the detection time is obtained by a timer built in the camera MPU5.
[0039]
Next, charge accumulation is performed in
[0040]
The defocus amount necessary for the automatic focus adjustment is calculated from the image shift amounts of two images formed from the subject light flux passing through two different regions sandwiching the optical axis of the photographing lens. Specifically, the light beams of these two images pass through a main mirror M which is a half mirror, are reflected by a sub-mirror S located behind the half mirror M, and are transmitted to a defocus amount detection unit 6 by a focus detection optical system (not shown). Be guided. The defocus amount detection unit 6 is a photoelectric conversion element, and the camera MPU 5 reads out the signals of these two images in
[0041]
The camera MPU 5 communicates with the lens MPU 1 to obtain optical information such as a defocus amount per image shift amount required for automatic focusing from the lens and a defocus amount per pulse. Specifically, the lens MPU 1 transmits information necessary for automatic focus adjustment to the camera MPU 5 by referring to the optical information table 4. From these pieces of information, the amount of image shift, the amount of defocus, and the number of focus pulses (lens drive amount) that is a drive waveform to the photographing lens are obtained. As described above, since the defocus amount and the actual lens driving amount have a non-linear relationship, the defocus amount is approximated by a function corresponding to the defocus amount, and the coefficient is stored in the optical information table 4 of the photographing lens.
[0042]
The lens drive amount necessary for focusing is obtained in this manner. In
[0043]
This is because, as described above, when performing the overlap control, the lens driving is not performed simply by the obtained defocus amount, but the idle running from the center of the charge accumulation until the lens driving amount is updated is performed. The quantity must be taken into account. Therefore, the average of the lens positions in Steps # 203 and # 204 is defined as the lens position at the center of charge accumulation, and the number of focus pulses corresponding to the displacement from this position to the lens position in
[0044]
When the final lens drive amount is obtained, the process proceeds to step # 209, where the lens is driven. Thereafter, in
[0045]
A plurality of past image plane positions are stored in the camera MPU 5, and when the image plane position monotonically increases or decreases, the subject is regarded as a moving object. On the other hand, if not, it is assumed that the image plane position is vibrating or that this is due to a detection error of the defocus amount, and the subject is stationary. Note that a monotonic increase here means a state in which the image plane positions in the past plural times increase without decreasing, and a monotonous decrease means that the image plane positions in the past plural times decrease without increasing. It means the state of going.
[0046]
This determination is made in
[0047]
Specifically, when the charge accumulation time is sufficiently short, the amount of idle running itself is so small as to be negligible, so that overlap control is possible. Also, when the driving speed of the lens is the highest, the photographing lens is driven in a state that can be regarded as a constant speed, so that overlap control is possible. Furthermore, since the lens position and the detection time are obtained in steps # 203, # 205, and # 208, the overlap control can be performed if the change in the time is substantially linear.
[0048]
If it is determined in
[0049]
Returning to the auto mode process of FIG. 2, when the one-shot mode process is completed in
[0050]
First, the process proceeds from step # 301 to step # 302 to determine whether SW1 is turned on. Here, if the switch SW1 is turned off, the process proceeds to step # 308 and exits the process. If it is turned on, the flow advances to step # 303 to acquire the lens position and the detection time.
[0051]
Next, charge accumulation is performed in
[0052]
A plurality of past image plane positions are stored in the camera MPU 5, and when the image plane position monotonically increases or decreases, the subject is regarded as a moving object. Conversely, otherwise, the subject is considered to be stationary.
[0053]
This determination is made in
[0054]
Returning to the auto mode process of FIG. 2, when the moving object determination mode process is completed in
[0055]
First, the process proceeds from step # 401 to step # 402, and it is determined whether SW1 is turned on. If the switch SW1 has been turned off, the process proceeds to step # 412, and the process exits. If it is turned on, the process proceeds to step # 403, where the acquisition of the lens position and the detection time thereof are acquired.
[0056]
Next, charge accumulation is performed in
[0057]
Subsequently, in
[0058]
If the moving object can be predicted, the lens drive amount is corrected according to the moving object predicted amount in
[0059]
When the lens is driven in
[0060]
Returning to the auto mode process of FIG. 2, when the servo mode process is completed in
[0061]
In the present embodiment, when charge accumulation is repeatedly performed in steps # 204, # 304, and # 404, if necessary, the detection of the defocus amount is performed by the timer built in the camera MPU 5 at a time interval of 100 ms or more. The weight that becomes That is, detection of each defocus amount for calculating a plurality of image plane positions and acquisition of lens position information of the photographing lens corresponding to these defocus amounts are performed at intervals of a predetermined time or more.
[0062]
In the present embodiment, in the determination of the moving object, the subject is regarded as the moving object when the image plane position monotonously increases or decreases, but when the time interval of the detected defocus amount is too short, This is because the image plane position may not monotonously change even if the subject moves.
[0063]
In steps # 210, # 306, and # 406, the number of image plane positions to be stored may be any number as long as there is a margin, but since the storage capacity is limited, the defocus amount is ± 5 mm. It is assumed that the latest six times are stored from the following image plane positions. If the image plane position is two or more points in the past, it is possible to determine whether the image plane position is monotonically increasing or decreasing. However, if the image plane position is too small, there is a possibility of erroneous determination. The moving object is determined from the stored time.
[0064]
If it is desired to shorten only the defocus amount detection time interval without erroneously determining a moving object, the detection time is also stored when the image plane position is stored. May be stored in advance, and six points may be sequentially selected from the latest image plane position so as to have a time interval of 100 ms or more, and the moving object may be determined based on the six points. For example, in combination with the method of the present embodiment, a weight is inserted so that the detection of the defocus amount becomes a time interval of 50 ms or more, and the past 12 image plane positions are stored. Six points may be selected in order from every other position. Further, since the detection of the defocus amount includes an error that cannot be ignored, it may be determined that there is a change in the image plane position when the change amount of the image plane position is equal to or more than a predetermined amount. For example, when the displacement amount of the adjacent image plane position is 0.050 mm or more and the past six image plane positions are monotonically changing, it may be determined that the object is a moving object. In this way, even if there is some error in the defocus amount detection value by the defocus amount detection means, the determination is made based on a sufficient change amount effective for determining whether or not the subject is a moving object. By doing so, accurate moving body determination can be performed.
[0065]
In the present embodiment, the data of the image plane position and its detection time used for the determination of the moving object are shared with the data of the image plane position and its detection time used for moving object prediction in the servo mode. The determination of whether the moving object can be predicted in
[0066]
In the above configuration, when it is determined that the defocus amount is equal to or less than the predetermined amount and the image plane position is monotonously changing, the subject is determined to be a moving object. With such a configuration, the determination is performed only in a state where the detection error is smaller than the predetermined amount and the defocus amount is equal to or smaller than the predetermined amount, so that the moving object can be accurately determined.
[0067]
In the auto mode, the moving object can be determined during the one-shot mode, and the mode is switched to the servo mode during the one-shot mode without going through the moving object determination mode. As a result, the moving object can be determined quickly, and the ability to follow a moving subject is improved.
[0068]
Furthermore, since part or all of the data of the image plane position and the detection time obtained during the one-shot mode is used as the data of the moving object prediction in the servo mode, the moving object prediction can be performed quickly. Sufficient focusing performance can be exhibited even when the shutter is released in such a situation.
[0069]
Here, the plurality of image plane positions described above include, for example, at least three image plane positions calculated based on defocus amounts equal to or less than a predetermined amount detected at least three times and lens position information corresponding to these defocus amounts. There may be.
[0070]
In the above-described embodiment, a film-type single-lens reflex camera has been described as an example of the optical apparatus. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to other optical apparatuses such as a digital single-lens reflex camera. No.
[0071]
Further, here, the photographing lens unit L is configured to be detachable from the camera body C, but is not limited to this, and the photographing lens unit L and the camera body C are integrated. However, the same effect can be obtained.
[0072]
As described above, a camera according to an embodiment of the present invention includes a defocus amount detection unit that detects a defocus amount of a photographic lens, a detected defocus amount, and lens position information of the photographic lens corresponding to the defocus amount. Image plane position calculating means for calculating an image plane position based on the plurality of image plane positions, and a plurality of image plane positions calculated based on lens position information corresponding to the defocus amounts equal to or less than a predetermined amount detected a plurality of times and these defocus amounts. When the change is monotonous, a moving object determining unit that determines that the subject is a moving object is provided.
[0073]
As described above, since it is determined whether or not the subject is a moving object within the range of the defocus amount at which sufficient detection accuracy can be obtained and by a change in the image plane position, accurate moving object determination can be performed. Also, in comparison with the conventional method of determining a moving object when focusing is not achieved even when the photographing lens is driven a predetermined number of times or more, detection of a defocus amount a plurality of times and lens position information corresponding to the defocus amount are performed. Since it is only necessary to obtain the moving object, it is possible to perform the moving object determination more quickly than before.
[0074]
As described above, when the moving object determining unit determines that the subject is not a moving object, the focusing mode is set to a one-shot mode (still mode) suitable for photographing a still subject, and when the subject is determined to be a moving object, the focusing mode is determined. A photographing mode switching unit for automatically switching a focus mode to a servo mode (moving object mode) suitable for photographing of a moving object; When the subject is determined to be a moving object, the mode is switched to the servo mode, so that the moving mode can be quickly and accurately determined even for a moving subject, so that the focusing mode can be appropriately switched. And sufficient focusing performance and tracking performance can be exhibited.
[0075]
Further, the image processing apparatus includes image plane position prediction means for predicting a future image plane position based on the calculated plural image plane positions and lens position information for calculating these image plane positions and the detection time of the defocus amount, By providing a configuration in which the image plane position is predicted in the servo mode based on part or all of the image plane position and the detection time obtained in the one-shot mode, sufficient focusing performance on a moving subject is exhibited. be able to.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the inventions of the present application, it is possible to provide a camera that can accurately and quickly determine a moving object of a subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation in an auto mode according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation in a one-shot mode according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation in a moving object determination mode according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation in a servo mode according to the embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between time and a defocus amount in a one-shot mode.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a time and a lens position in a one-shot mode.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between time and image plane position in a one-shot mode.
FIG. 9 is a diagram for explaining overlap control in a one-shot mode.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between time and a defocus amount in a servo mode.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a time and a lens position in a servo mode.
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a time and an image plane position in a servo mode.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a time and a lens position in a moving object determination mode.
[Explanation of symbols]
1 Lens MPU
2 Lens drive unit
3 Lens position detection unit
4 Optical information table
5 Camera MPU
6 Defocus amount detection unit
7 Shutter drive unit
8 Film feeding unit
9 Dial unit
Claims (7)
前記検出したデフォーカス量およびこのデフォーカス量に対応する撮影レンズのレンズ位置情報に基づいて像面位置を演算する像面位置演算手段と、
複数回検出した所定量以下のデフォーカス量およびこれらのデフォーカス量に対応するレンズ位置情報に基づいて演算した複数の像面位置が単調に変化しているときには、被写体が動体であると判定する動体判定手段とを有することを特徴とするカメラ。Defocus amount detection means for detecting the defocus amount of the taking lens,
Image plane position calculating means for calculating an image plane position based on the detected defocus amount and lens position information of the photographing lens corresponding to the detected defocus amount;
It is determined that the subject is a moving object when the defocus amounts detected a plurality of times or less and the plurality of image plane positions calculated based on the lens position information corresponding to the defocus amounts monotonically change. A camera comprising: a moving object determining unit.
前記撮影モード切替手段は、静止モードでの撮影途中であっても、前記動体判定手段により被写体が動体であると判定された場合には、動体モードに切り替えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のカメラ。When the moving object determining means determines that the subject is not a moving object, the focusing mode is set to a stationary mode suitable for shooting a still subject, and when the subject is determined to be a moving object, the focusing mode is set to a moving mode suitable for shooting a moving object. A shooting mode switching means for automatically switching to a mode,
6. The photographing mode switching unit switches to a moving object mode even when the moving object determining unit determines that the subject is a moving object even during photographing in a still mode. The camera according to any of the above.
前記静止モード時において得た前記像面位置および検出時刻の一部あるいは全てに基づいて前記動体モード時における像面位置の予測を行なうことを特徴する請求項1から6のいずれかに記載のカメラ。An image plane position prediction unit that predicts a future image plane position based on the plurality of calculated image plane positions and lens position information for calculating these image plane positions and the detection time of the defocus amount,
7. The camera according to claim 1, wherein the image plane position in the moving object mode is predicted based on a part or all of the image plane position and the detection time obtained in the stationary mode. .
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