JP2008241733A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有した撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having an autofocus (AF) function.
撮像装置の焦点検出システム、例えばＴＴＬ位相差検出方式の焦点検出システムでは、撮像光学系からの光束の一部を利用して一対又は複数対の像を形成し、該対の像の位相差から撮像光学系のデフォーカス量を求める。そして、該デフォーカス量に基づいて、合焦を得るためのフォーカスレンズの駆動量、つまりは合焦位置を算出する。 In a focus detection system of an imaging device, for example, a TTL phase difference detection type focus detection system, a pair or a plurality of pairs of images are formed using a part of a light beam from an imaging optical system, and the phase difference between the pair of images is determined. The defocus amount of the imaging optical system is obtained. Based on the defocus amount, the driving amount of the focus lens for obtaining the focus, that is, the focus position is calculated.
ただし、撮像光学系の実際の最良像面（光束の集中度又は解像力が最大の結像面）と焦点検出システムが算出する合焦位置とには、後述する理由により差が生ずる場合が多い。 However, there is often a difference between the actual best image plane of the imaging optical system (the imaging plane having the maximum luminous flux concentration or resolving power) and the in-focus position calculated by the focus detection system for reasons described later.
このため、特許文献１にて開示された撮像装置では、撮像光学系の最良像面と焦点検出システムにより算出される合焦位置との差に相当する補正量（以下、ベストピント補正量という）のデータを予めメモリに記憶しておく。そして、焦点検出システムによって検出されたデフォーカス量をベストピント補正量で補正し、この補正されたデフォーカス量からフォーカスレンズの駆動量を演算する。 For this reason, in the imaging apparatus disclosed in Patent Document 1, a correction amount corresponding to the difference between the best image plane of the imaging optical system and the in-focus position calculated by the focus detection system (hereinafter referred to as the best focus correction amount). Are previously stored in a memory. Then, the defocus amount detected by the focus detection system is corrected with the best focus correction amount, and the drive amount of the focus lens is calculated from the corrected defocus amount.
ここで、上記ベストピント補正量が必要な理由について説明する。撮像光学系の最良像面は、球面収差や色収差の影響によってガウス像面（近軸像面）からずれた位置に存在する。一方、焦点検出システムにより得られる合焦位置は、ＴＴＬ位相差検出方式では撮像光学系からの光束の一部を用いて決定されるため、撮像光学系の全体の球面収差が反映されない。また、撮像面に配置されるフィルムや撮像素子と、焦点検出システムの受光素子とに分光感度の差があるため、色収差によっても撮像光学系の最良像面と焦点検出システムにより得られる合焦位置とに差が生じる。ベストピント補正量は、この差を考慮してフォーカスレンズの駆動量を補正するためのものである。 Here, the reason why the best focus correction amount is necessary will be described. The best image plane of the imaging optical system exists at a position shifted from the Gaussian image plane (paraxial image plane) due to the influence of spherical aberration and chromatic aberration. On the other hand, since the focus position obtained by the focus detection system is determined by using a part of the light beam from the imaging optical system in the TTL phase difference detection method, the entire spherical aberration of the imaging optical system is not reflected. In addition, because there is a difference in spectral sensitivity between the film or image sensor placed on the imaging surface and the light-receiving element of the focus detection system, the best image plane of the imaging optical system and the in-focus position obtained by the focus detection system also due to chromatic aberration And there is a difference. The best focus correction amount is for correcting the driving amount of the focus lens in consideration of this difference.
ただし、フォーカス駆動前のベストピント補正量を用いてフォーカスレンズの駆動量を演算しても、フォーカスレンズの移動によって撮像光学系の球面収差や色収差が変化する場合がある。この場合、フォーカス駆動前のベストピント補正量とフォーカス駆動後のベストピント補正量とに差が生ずるため、フォーカス駆動後の合焦度合いが十分でなかったり、ＡＦのやり直しが必要になったりする可能性がある。 However, even if the focus lens drive amount is calculated using the best focus correction amount before focus drive, the spherical aberration and chromatic aberration of the imaging optical system may change due to the movement of the focus lens. In this case, since there is a difference between the best focus correction amount before focus driving and the best focus correction amount after focus driving, the degree of focusing after focus driving may not be sufficient, or AF may need to be redone. There is sex.
このような問題を解消するため、本出願人は、フォーカスレンズの駆動量を求めた後、該フォーカスレンズの移動先のベストピント補正量をメモリから読み出し、新たなフォーカスレンズ駆動量を再計算する撮像装置を提案している（特許文献２）。
しかしながら、特許文献２の撮像装置においても、算出したフォーカスレンズ駆動量自体に誤差が含まれているため、フォーカス駆動後のベストピント補正量を正確に読み出すことが難しい。したがって、フォーカス駆動後の合焦度合いを十分に高めるために、さらに改善の余地がある。 However, even in the imaging apparatus of Patent Document 2, since the calculated focus lens drive amount itself includes an error, it is difficult to accurately read out the best focus correction amount after focus drive. Therefore, there is room for further improvement in order to sufficiently increase the degree of focusing after focus driving.
本発明は、フォーカス駆動後の合焦精度をさらに高めることができる撮像装置を提供する。 The present invention provides an imaging apparatus that can further improve the focusing accuracy after focus driving.
本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光学系のデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、焦点検出手段により検出されたデフォーカス量、及び撮像光学系の最良像面と撮像面との位置差を減少させるためのピント補正量に基づいてフォーカス駆動量を求め、該フォーカス駆動量に応じてフォーカス駆動を行わせる制御手段とを有する。そして、制御手段は、フォーカス駆動前に焦点検出手段により検出されたフォーカス前デフォーカス量に基づいてフォーカス駆動後のピント補正量としてのフォーカス後補正量を求め、これらフォーカス前デフォーカス量及びフォーカス後補正量に基づいて該フォーカス駆動を行うためのフォーカス駆動量を求めることを特徴とする。 An imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes a focus detection unit that detects a defocus amount of an imaging optical system, a defocus amount detected by the focus detection unit, and a best image plane and an imaging plane of the imaging optical system. And a control unit that obtains a focus drive amount based on a focus correction amount for reducing the position difference and performs focus drive in accordance with the focus drive amount. Then, the control means obtains a post-focus correction amount as a focus correction amount after the focus drive based on the pre-focus defocus amount detected by the focus detection means before the focus drive. A focus drive amount for performing the focus drive is obtained based on the correction amount.
本発明では、焦点検出手段によって検出されたフォーカス前デフォーカス量に基づいて、フォーカス駆動の前にフォーカス駆動後の補正量（ベストピント補正量）を求め、そのフォーカス駆動のためのフォーカス駆動量を求める。したがって、本発明によれば、従来の撮像装置に比べて、フォーカス駆動後の合焦精度をさらに高めることができ、フォーカス駆動量の再計算やＡＦのやり直しの必要性を低減することができる。 In the present invention, based on the pre-focus defocus amount detected by the focus detection means, a correction amount after focus drive (best focus correction amount) is obtained before focus drive, and the focus drive amount for the focus drive is calculated. Ask. Therefore, according to the present invention, it is possible to further increase the focusing accuracy after the focus drive, as compared with the conventional imaging device, and to reduce the necessity for recalculation of the focus drive amount and redo of AF.
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１には、本発明の実施例１である一眼レフデジタルカメラシステム（撮像システム）の概略構成を示している。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a single-lens reflex digital camera system (imaging system) that is Embodiment 1 of the present invention.
図１において、２００は撮像装置しての一眼レフデジタルカメラ本体、２０１は該カメラ本体２００に対して着脱可能に装着される交換レンズとしての撮像レンズである。Ｌは撮像レンズ２０１内に備えられた撮像光学系２０１ａの光軸（以下、単に撮像レンズ２０１の光軸という）である。２０１ｂは撮像光学系２０１ａに含まれるフォーカスレンズである。 In FIG. 1, reference numeral 200 denotes a single-lens reflex digital camera body as an imaging device, and 201 denotes an imaging lens as an interchangeable lens that is detachably attached to the camera body 200. L is the optical axis of the imaging optical system 201a provided in the imaging lens 201 (hereinafter simply referred to as the optical axis of the imaging lens 201). Reference numeral 201b denotes a focus lens included in the imaging optical system 201a.
撮像レンズ２０１の予定結像面の付近には、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、およびＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサからなる撮像素子を含む撮像素子ユニット２０４が配置されている。 An image sensor unit 204 including an image sensor composed of an optical low-pass filter, an infrared cut filter, and a CCD sensor or a CMOS sensor is disposed in the vicinity of the planned imaging plane of the image pickup lens 201.
撮像レンズ２０１と撮像素子ユニット２０４との間には、光学ファインダによる観察時には該撮像レンズ２０１から撮像素子ユニット２０４までの光路内に配置され、撮像時には光束外へ退避するメインミラー２０２とサブミラー２０３が配置されている。メインミラー２０２はハーフミラーにより構成されている。このため、ファインダ観察時には、撮像レンズ２０１からの光束（撮像光束）の一部はメインミラー２０２で後述するファインダ光学系に向けて反射され、残りの一部はメインミラー２０２を透過してサブミラー２０３に導かれる。 A main mirror 202 and a sub mirror 203 are arranged between the imaging lens 201 and the imaging element unit 204 in the optical path from the imaging lens 201 to the imaging element unit 204 when observing with the optical finder, and retracted outside the luminous flux when imaging. Has been placed. The main mirror 202 is constituted by a half mirror. For this reason, at the time of finder observation, a part of the light beam (imaging light beam) from the imaging lens 201 is reflected by the main mirror 202 toward a finder optical system to be described later, and the remaining part is transmitted through the main mirror 202 and transmitted to the sub mirror 203. Led to.
メインミラー２０２で反射した光束は、ピント板２０５のマット面上に像を結び、該マット面上の像は、ペンタプリズム２０６および接眼レンズ２０７を介して撮像者によって観察される。ピント板２０５、ペンタプリズム２０６および接眼レンズ２０７によりファインダ光学系が構成される。 The light beam reflected by the main mirror 202 forms an image on the mat surface of the focus plate 205, and the image on the mat surface is observed by the photographer via the pentaprism 206 and the eyepiece lens 207. The focus plate 205, the pentaprism 206, and the eyepiece lens 207 constitute a finder optical system.
一方、メインミラー２０２を透過した光束は、サブミラー２０３によって反射され、焦点検出ユニット２０８に導かれる。 On the other hand, the light beam transmitted through the main mirror 202 is reflected by the sub mirror 203 and guided to the focus detection unit 208.
焦点検出ユニット２０８は、入射光束を複数に分割してそれぞれの分割光束に像を結ばせる２次結像レンズユニットと、該２次結像レンズユニットにより形成された一対又は複数対の像を受光する一対又は複数対の受光素子列（ラインセンサ）とを有する。互いに対をなすラインセンサ上に対の像が形成されると、該ラインセンサからそれらの像に応じた信号が出力される。焦点検出ユニット２０８は、それら対の像のずれ量（位相差）を表す信号（位相差情報）をカメラＣＰＵ２１０に出力する。なお、焦点検出ユニット２０８とカメラＣＰＵ２１０とにより焦点検出手段が構成される。また、カメラＣＰＵ２１０は、制御手段としても機能する。 The focus detection unit 208 receives a secondary imaging lens unit that divides an incident light beam into a plurality of parts and forms an image on each of the divided light beams, and a pair or a plurality of pairs of images formed by the secondary imaging lens unit. And a pair of light receiving element rows (line sensors). When a pair of images are formed on the paired line sensors, signals corresponding to the images are output from the line sensors. The focus detection unit 208 outputs a signal (phase difference information) representing the shift amount (phase difference) between the pair of images to the camera CPU 210. The focus detection unit 208 and the camera CPU 210 constitute a focus detection unit. The camera CPU 210 also functions as a control unit.
以下、図５のフローチャートを併せ用いて、カメラＣＰＵ２１０のＡＦ処理動作について説明する。該ＡＦ処理動作は、カメラＣＰＵ２１０内に格納されたＡＦ処理用コンピュータプログラムに従って実行される。 Hereinafter, the AF processing operation of the camera CPU 210 will be described with reference to the flowchart of FIG. The AF processing operation is executed in accordance with an AF processing computer program stored in the camera CPU 210.
ステップＳ１０１において、カメラＣＰＵ２１０は、カメラ本体２００に撮像レンズ２０１が装着された時点で該撮像レンズ２０１に搭載されたレンズＣＰＵ２１１と初期通信を行う。該初期通信により、撮像光学系２０１ａの光学情報（例えば、フォーカスレンズ２０１ｂのフォーカス敏感度情報）を取得する。 In step S <b> 101, the camera CPU 210 performs initial communication with the lens CPU 211 mounted on the imaging lens 201 when the imaging lens 201 is mounted on the camera body 200. Through the initial communication, optical information of the imaging optical system 201a (for example, focus sensitivity information of the focus lens 201b) is acquired.
次に、ステップＳ１０２では、カメラＣＰＵ２１０は、カメラ本体２００に設けられた不図示のレリーズスイッチの第１ストローク（半押し）操作に応じて、焦点検出ユニット２０８を駆動する。これにより、焦点検出ユニット２０８から位相差情報を取り込み、該位相差情報から撮像光学系２０１ａのデフォーカス量（方向も含む）を算出（検出）する。 Next, in step S102, the camera CPU 210 drives the focus detection unit 208 in response to a first stroke (half press) operation of a release switch (not shown) provided in the camera body 200. Thereby, the phase difference information is captured from the focus detection unit 208, and the defocus amount (including the direction) of the imaging optical system 201a is calculated (detected) from the phase difference information.
そして、ステップＳ１０３では、カメラＣＰＵ２１０は、該デフォーカス量と、後述するベストピント補正量とに基づいて、撮像光学系２０１ａ内のフォーカスレンズ２０１ｂの合焦を得るためのフォーカス駆動量を算出する。 In step S103, the camera CPU 210 calculates a focus drive amount for obtaining the focus of the focus lens 201b in the imaging optical system 201a based on the defocus amount and a best focus correction amount described later.
続いて、ステップＳ１０４では、カメラＣＰＵ２１０は、算出したフォーカス駆動量をレンズＣＰＵ２１１に送信する。そして、ステップＳ１０５では、カメラＣＰＵ２１０は、レンズＣＰＵ２１１に、フォーカス駆動量に応じたフォーカスレンズ２０１ｂの駆動を行わせる。 Subsequently, in step S <b> 104, the camera CPU 210 transmits the calculated focus driving amount to the lens CPU 211. In step S105, the camera CPU 210 causes the lens CPU 211 to drive the focus lens 201b in accordance with the focus drive amount.
カメラＣＰＵ２１０は、ステップＳ１０６において、再度、焦点検出ユニット２０８から位相差情報を取り込んでデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量が合焦範囲内か否かを判別する。合焦範囲内でなければステップＳ１０２に戻って再度デフォーカス量の演算及びフォーカスレンズ２０１ｂの駆動を行う。一方、合焦範囲であれば、ＡＦ処理を終了し、撮像処理に進む。 In step S106, the camera CPU 210 takes in the phase difference information from the focus detection unit 208 again to calculate the defocus amount, and determines whether the defocus amount is within the in-focus range. If it is not within the in-focus range, the process returns to step S102 to calculate the defocus amount and drive the focus lens 201b again. On the other hand, if it is within the focus range, the AF process is terminated and the process proceeds to the imaging process.
こうして合焦状態が得られた後、カメラＣＰＵ２１０は、レリーズスイッチの第２ストローク（全押し）操作に応じて、メインミラー２０２とサブミラー２０３が撮像光路外に退避させる。撮像素子ユニット２０４内の撮像素子は、撮像光学系２０１ａによって形成された被写体像を光電変換する。カメラ本体２００内に設けられた不図示の画像処理回路は、撮像素子からの出力に対して所定の処理を施し、画像信号を生成する。画像信号は、不図示のディスプレイに画像として表示されたり、不図示の記録媒体（半導体メモリ、光ディスク等）に画像データとして記録されたりする。 After the in-focus state is obtained in this way, the camera CPU 210 causes the main mirror 202 and the sub mirror 203 to retract out of the imaging optical path in response to the second stroke (full press) operation of the release switch. The image sensor in the image sensor unit 204 photoelectrically converts the subject image formed by the image pickup optical system 201a. An image processing circuit (not shown) provided in the camera body 200 performs a predetermined process on the output from the image sensor to generate an image signal. The image signal is displayed as an image on a display (not shown), or recorded as image data on a recording medium (not shown) (semiconductor memory, optical disk, etc.).
次に、本実施例におけるカメラＣＰＵ２１０のＡＦ処理におけるフォーカス駆動量の演算について説明する。 Next, calculation of the focus drive amount in the AF processing of the camera CPU 210 in the present embodiment will be described.
前述したように、焦点検出手段により得られる合焦位置（フォーカス駆動量）は、撮像光束の一部を用いて決定されるので、撮像光束全体の球面収差は反映されない。また、撮像素子と焦点検出ユニットのラインセンサとに分光感度の差があるため、撮像光学系の色収差によっても撮像光学系の最良像面と焦点検出手段により得られる合焦位置とに差が生じる。したがって、フォーカシングによって球面収差や色収差が変化する撮像光学系では、ベストピント補正量として、フォーカス駆動によってフォーカスレンズ位置（撮像距離又は被写体距離）が変化した後の値を用いることで、より精度の高い合焦状態が得られる。 As described above, since the in-focus position (focus drive amount) obtained by the focus detection unit is determined using a part of the imaging light beam, the spherical aberration of the entire imaging light beam is not reflected. Further, since there is a difference in spectral sensitivity between the image sensor and the line sensor of the focus detection unit, a difference occurs between the best image plane of the image pickup optical system and the in-focus position obtained by the focus detection means due to chromatic aberration of the image pickup optical system. . Therefore, in an imaging optical system in which spherical aberration and chromatic aberration change due to focusing, the value after the focus lens position (imaging distance or subject distance) has changed due to focus drive is used as the best focus correction amount, thereby providing higher accuracy. A focused state is obtained.
このため、本実施例のカメラＣＰＵ２１０は、フォーカスレンズ２０１ｂの駆動量（フォーカス駆動量）を、以下の関数［（１）〜（３）式］を用いて求める。これらの関数は、ＡＦ処理用コンピュータプログラムの一部に演算式として組み込まれている。 For this reason, the camera CPU 210 of this embodiment obtains the drive amount (focus drive amount) of the focus lens 201b using the following functions [Equations (1) to (3)]. These functions are incorporated as arithmetic expressions in a part of the AF processing computer program.
ΔＸ＝Ｄｅｆ／（Ｓ０＋Ａ１（Ｄｅｆ）＋Ａ２（Ｄｅｆ）２ ） …（１）
ただし、Ｄｅｆ＝Ｄｅｆ０＋ＢＰ …（２）
ＢＰ＝ＢＰ０＋Ｂ１Ｄｅｆ０＋Ｂ２Ｄｅｆ０ ２ …（３）
ΔＸ：今回のフォーカス駆動量
Ｓ０：今回のフォーカス駆動前のフォーカスレンズ位置におけるフォーカス敏感度（フォーカスレンズ単位移動量あたりのピント移動量）
Ａ１：１次の敏感度補正係数
Ａ２：２次の敏感度補正係数
Ｄｅｆ０：今回のフォーカス駆動前に焦点検出手段により検出されるデフォーカス量（フォーカス前デフォーカス量）
Ｄｅｆ：補正後のデフォーカス量
ＢＰ０：今回のフォーカス駆動前のフォーカスレンズ位置でのベストピント補正量（フォーカス前補正量）
ＢＰ：今回のフォーカス駆動後のフォーカスレンズ位置でのベストピント補正量（フォーカス後補正量）
Ｂ１：１次のベストピント補正係数
Ｂ２：２次のベストピント補正係数
ΔX = Def / (S 0 + A 1 (Def) + A 2 (Def) 2 ) (1)
However, Def = Def 0 + BP (2)
BP = BP 0 + B 1 Def 0 + B 2 Def 0 2 (3)
ΔX: current focus drive amount S 0 : focus sensitivity at the focus lens position before the current focus drive (focus movement amount per focus lens unit movement amount)
A 1 : First-order sensitivity correction coefficient A 2 : Second-order sensitivity correction coefficient Def 0 : Defocus amount (defocus amount before focus) detected by the focus detection means before the current focus drive
Def: Defocus amount after correction BP 0 : Best focus correction amount at the focus lens position before the current focus drive (correction amount before focus)
BP: Best focus correction amount at the focus lens position after the current focus drive (post-focus correction amount)
B 1 : First-order best focus correction coefficient B 2 : Second-order best focus correction coefficient
ここで、本実施例の撮像レンズ２０１には、フォーカスレンズ２０１ｂの位置を検出するエンコーダ等の位置検出器（図示せず）が設けられている。位置検出器により検出されるフォーカスレンズ位置は、無限遠から至近までが分割された複数のフォーカスゾーンのうちどのフォーカスゾーンに入っているかを示す。 Here, the imaging lens 201 of the present embodiment is provided with a position detector (not shown) such as an encoder that detects the position of the focus lens 201b. The focus lens position detected by the position detector indicates which focus zone is included in a plurality of focus zones divided from infinity to close.
該位置検出器により検出されたフォーカスレンズ位置の情報（フォーカスゾーン情報）は、レンズＣＰＵ２１１からカメラＣＰＵ２１０に送信される。カメラＣＰＵ２１０は、各フォーカスゾーンに対応したＳ０，Ａ１ ，Ａ２ ，ＢＰ０，Ｂ１ ，Ｂ２ のデータ（記憶データ）を内部メモリ２１０ａに記憶しており、レンズＣＰＵ２１１からのフォーカスゾーン情報に対応した記憶データを読み出す。 Information on the focus lens position (focus zone information) detected by the position detector is transmitted from the lens CPU 211 to the camera CPU 210. The camera CPU 210 stores data (stored data) of S 0 , A 1 , A 2 , BP 0 , B 1 , B 2 corresponding to each focus zone in the internal memory 210 a, and the focus zone information from the lens CPU 211. Read the stored data corresponding to.
（３）式は、焦点検出手段により検出されたフォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０から、フォーカス後補正量ＢＰを求めるための関数である。フォーカス後補正量ＢＰは、今回のフォーカス駆動を行ったとした場合のフォーカスレンズ位置での撮像光学系の最良像面と撮像面（撮像素子２０４の受光面）との位置差を減少させるために、フォーカス前デフォーカス量に加えられるピント補正量である。 Equation (3) is a function for obtaining the post-focus correction amount BP from the pre-focus defocus amount Def 0 detected by the focus detection means. The post-focus correction amount BP is used to reduce the positional difference between the best image plane of the imaging optical system and the imaging surface (the light receiving surface of the image sensor 204) at the focus lens position when the current focus drive is performed. This is the focus correction amount added to the defocus amount before focusing.
カメラＣＰＵ２１０の内部メモリ２１０ａには、Ｄｅｆ０とＢＰとの関係を図２に示すように線形近似するために式（３）で用いられる１次及び２次のベストピント補正係数Ｂ１，Ｂ２が予め記憶されている。 In the internal memory 210a of the camera CPU 210, the primary and secondary best focus correction coefficients B 1 and B 2 used in the equation (3) to linearly approximate the relationship between Def 0 and BP as shown in FIG. Is stored in advance.
図２には、あるフォーカスゾーンに対応したフォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０とフォーカス後補正量ＢＰとの関係を示している。図中のＢＰｎは、フォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０ｎに対応したフォーカス後補正量ＢＰである。曲線Ａは、Ｄｅｆ０ｎが正の場合の線形近似曲線、曲線ＢはＤｅｆ０ｎが負の場合の線形近似曲線である。 FIG. 2 shows the relationship between the pre-focus defocus amount Def 0 and the post-focus correction amount BP corresponding to a certain focus zone. BPn in the figure is a post-focus correction amount BP corresponding to the pre-focus defocus amount Def 0 n. Curve A is a linear approximation curve when Def 0 n is positive, and curve B is a linear approximation curve when Def 0 n is negative.
内部メモリ２１０ａには、各フォーカスゾーンに対応した、図２に示すようなＤｅｆ０とＢＰとの関係が得られるベストピント補正係数Ｂ１，Ｂ２が記憶されている。また、ベストピント補正係数Ｂ１，Ｂ２は、Ｄｅｆ０の符号（例えば、＋：前ピン、−：後ピン）に応じてそれぞれ２種類設けられている。 The internal memory 210a stores the best focus correction coefficients B 1 and B 2 corresponding to each focus zone and capable of obtaining the relationship between Def 0 and BP as shown in FIG. Further, two types of best focus correction coefficients B 1 and B 2 are provided according to the sign of Def 0 (for example, +: front pin, −: rear pin).
なお、（３）式では１次及び２次のベストピント補正係数Ｂ１，Ｂ２を用いるが、Ｄｅｆ０とＢＰとを線形近似した場合の誤差が十分に小さければ、１次のベストピント補正係数のみ用いてもよい。また、逆に誤差が大きい場合は、３次以上のベストピント補正係数を設けてもよい。 Note that the primary and secondary best focus correction coefficients B 1 and B 2 are used in the expression (3), but if the error when the linear approximation of Def 0 and BP is sufficiently small, the primary best focus correction is performed. Only the coefficient may be used. Conversely, when the error is large, a third-order or higher best focus correction coefficient may be provided.
（２）式は、（３）式によって得られたＢＰにＤｅｆ０を加えて、撮像光学系２０１ａの最良像面を基準とした補正後デフォーカス量Ｄｅｆを求める式である。この補正後デフォーカス量Ｄｅｆは、フォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０に対してフォーカス後補正量ＢＰによる補正を加えたデフォーカス量である。 The expression (2) is an expression for obtaining a defocus amount Def after correction based on the best image plane of the imaging optical system 201a by adding Def 0 to the BP obtained by the expression (3). The corrected defocus amount Def is a defocus amount obtained by adding the correction by the focus corrected amount BP the focus before defocus amount Def 0.
（１）式は、（２）式によって得られたＤｅｆから、今回のフォーカス駆動量を求めるための関数である。 Equation (1) is a function for obtaining the current focus drive amount from Def obtained by Equation (2).
フォーカスレンズ２０１ｂのフォーカス敏感度は、フォーカスレンズ２０１ｂの位置（つまりは被写体距離）によって変化するため、単純にＤｅｆをＳ０で割った値をΔＸとすると誤差が生じる。敏感度補正係数Ａ１，Ａ２は、この誤差を補正するための係数である。 Focus sensitivity of the focusing lens 201b, because the position of the focus lens 201b (that is, the subject distance) is changed by an error occurs is simply a Def and ΔX value divided by S 0. The sensitivity correction coefficients A 1 and A 2 are coefficients for correcting this error.
Ｄｅｆと（１）式の分母の値（以下、補正敏感度Ｓという）は、図３に示す関係を有する。図３は、補正後デフォーカス量Ｄｅｆと補正敏感度Ｓとの関係を示している。図中のＳｎは、補正後デフォーカス量Ｄｅｆｎに対応した補正敏感度である。曲線Ｃは、Ｓｎが正の場合の線形近似曲線、曲線ＤはＳｎが負の場合の線形近似曲線である。 Def and the value of the denominator of equation (1) (hereinafter referred to as correction sensitivity S) have the relationship shown in FIG. FIG. 3 shows the relationship between the corrected defocus amount Def and the correction sensitivity S. Sn in the figure is the correction sensitivity corresponding to the post-correction defocus amount Defn. Curve C is a linear approximation curve when Sn is positive, and curve D is a linear approximation curve when Sn is negative.
内部メモリ２１０ａには、図３に示すようなＤｅｆとＳとの関係が得られるようなベストピント補正係数敏感度補正係数Ａ１，Ａ２が予め記憶されている。また、係数Ａ１，Ａ２は、Ｄｅｆの符号（例えば、＋：前ピン、−：後ピン）に応じてそれぞれ２種類設けられている。 In the internal memory 210a, best focus correction coefficient sensitivity correction coefficients A 1 and A 2 that can obtain the relationship between Def and S as shown in FIG. 3 are stored in advance. Further, two types of coefficients A 1 and A 2 are provided according to the sign of Def (for example, +: front pin, −: rear pin).
なお、（１）式では１次及び２次の敏感度補正係数Ａ１，Ａ２を用いるが、Ｄｅｆと補正敏感度Ｓとを線形近似した場合の誤差が十分に小さければ１次の敏感度補正係数のみ用いてもよい。逆に誤差が大きい場合は、３次以上の敏感度補正係数を設けてもよい。 In the equation (1), the primary and secondary sensitivity correction coefficients A 1 and A 2 are used. If the error when the Def and the correction sensitivity S are linearly approximated is sufficiently small, the primary sensitivity will be described. Only the correction coefficient may be used. Conversely, when the error is large, a sensitivity correction coefficient of third or higher order may be provided.
上記の（１）式から（３）式は、それらの内容の説明のために３つの式に分けているが、実際の演算では、（２）式と（３）式を（１）式に代入して、以下の（１′）式としてもよい。 The above formulas (1) to (3) are divided into three formulas for explanation of their contents, but in actual calculations, formulas (2) and (3) are changed to formula (1). By substituting, the following equation (1 ′) may be used.
ΔＸ＝｛Ｄｅｆ０＋（ＢＰ０＋Ｂ１Ｄｅｆ０＋Ｂ２Ｄｅｆ０ ２）｝／
［Ｓ０＋Ａ１｛Ｄｅｆ０＋（ＢＰ０＋Ｂ１Ｄｅｆ０＋Ｂ２Ｄｅｆ０ ２）｝＋Ａ２｛Ｄｅｆ０＋（ＢＰ０＋Ｂ１ Ｄｅｆ０＋Ｂ２ Ｄｅｆ０ ２）｝２］ … （１′）
ΔX = {Def 0 + (BP 0 + B 1 Def 0 + B 2 Def 0 2 )} /
[S 0 + A 1 {Def 0 + (BP 0 + B 1 Def 0 + B 2 Def 0 2 )} + A 2 {Def 0 + (BP 0 + B 1 Def 0 + B 2 Def 0 2 )} 2 ] ... (1 ')
この場合、実際にはフォーカス後補正量ＢＰが独立して算出されるわけではないが、
（ＢＰ０＋Ｂ１Ｄｅｆ０＋Ｂ２Ｄｅｆ０ ２）がＢＰに相当するので、ＢＰが独立して算出されているものとみなすことができる。
In this case, the post-focus correction amount BP is not actually calculated independently,
Since (BP 0 + B 1 Def 0 + B 2 Def 0 2 ) corresponds to BP, it can be considered that BP is calculated independently.
以上により、今回のフォーカス駆動に先立って、フォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０からフォーカス後補正量ＢＰを求め、該フォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０とフォーカス後補正量ＢＰとに基づいて今回のフォーカス駆動量が算出される。そして、このフォーカス駆動量に基づいてフォーカスレンズ２０１ｂを駆動することにより、従来の撮像装置に比べてフォーカス駆動後の合焦精度をさらに高めることができる。このため、フォーカス駆動量の再計算やＡＦのやり直しの必要性を低減することができる。 Thus, prior to this focus drive, it obtains a focus corrected amount BP from the focus before the defocus amount Def 0, the focus drive amount of time on the basis of the focus corrected amount BP said focus before defocus amount Def 0 Is calculated. Then, by driving the focus lens 201b based on this focus drive amount, the focus accuracy after focus drive can be further enhanced as compared with the conventional imaging device. For this reason, it is possible to reduce the necessity of recalculation of the focus drive amount and redo AF.
なお、本実施例の撮像光学系がズームレンズである場合には、ズームポジションをエンコーダ等のズーム位置検出器によって検出できるようにするとよい。そして、広角端から望遠端までを複数のズームゾーンに分割し、ズームゾーンとフォーカスゾーンに応じた上記Ｓ０，Ａ１ ，Ａ２ ，ＢＰ０，Ｂ１ ，Ｂ２ のデータを内部メモリ２１０ａに記憶しておけばよい。 When the imaging optical system of the present embodiment is a zoom lens, it is preferable that the zoom position can be detected by a zoom position detector such as an encoder. Then, the wide-angle end to the telephoto end are divided into a plurality of zoom zones, and the data of S 0 , A 1 , A 2 , BP 0 , B 1 , B 2 corresponding to the zoom zone and the focus zone are stored in the internal memory 210a. Just remember.
本発明の実施例２について説明する。本実施例の一眼レフカメラシステムの構成は、実施例１と同じである。実施例１と共通する構成要素については実施例１と同符号を用いる。 A second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the single-lens reflex camera system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Constituent elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
また、本実施例におけるカメラＣＰＵ２１０のＡＦ処理動作も、基本的には図４を用いて説明した実施例１でのＡＦ処理動作と同じである。ただし、フォーカス駆動量の演算方法が実施例１とは異なる。 Further, the AF processing operation of the camera CPU 210 in this embodiment is basically the same as the AF processing operation in the first embodiment described with reference to FIG. However, the calculation method of the focus drive amount is different from that in the first embodiment.
カメラＣＰＵ２１０は、フォーカスレンズ２０１ｂの駆動量（フォーカス駆動量）を、以下の関数［（５），（６）式］を用いて求める。これらの関数は、ＡＦ処理用コンピュータプログラムの一部に演算式として組み込まれている。 The camera CPU 210 obtains the drive amount (focus drive amount) of the focus lens 201b using the following functions [Equations (5) and (6)]. These functions are incorporated as arithmetic expressions in a part of the AF processing computer program.
ΔＸ＝Ｄｅｆ／（Ｓ０＋Ａ１（Ｄｅｆ）＋Ａ２（Ｄｅｆ）２ ） …（５）
ただし、Ｄｅｆ＝Ｄｅｆ０＋ＢＰｎ …（６）
ΔＸ：今回のフォーカス駆動量
Ｓ０：今回のフォーカス駆動前のフォーカスレンズ位置におけるフォーカス敏感度
Ａ１：１次の敏感度補正係数
Ａ２：２次の敏感度補正係数
Ｄｅｆ０：今回のフォーカス駆動前に焦点検出手段により検出されるデフォーカス量（フォーカス前デフォーカス量）
Ｄｅｆ：補正後のデフォーカス量
ＢＰｎ：ｎ番目のデフォーカスゾーンのベストピント補正量（フォーカス後補正量）
ΔX = Def / (S 0 + A 1 (Def) + A 2 (Def) 2 ) ... (5)
However, Def = Def 0 + BPn (6)
ΔX: Current focus drive amount S 0 : Focus sensitivity at the focus lens position before current focus drive A 1 : First-order sensitivity correction coefficient A 2 : Secondary sensitivity correction coefficient Def 0 : Current focus drive Defocus amount previously detected by the focus detection means (defocus amount before focus)
Def: Defocus amount after correction BPn: Best focus correction amount (correction amount after focus) of the nth defocus zone
本実施例の撮像レンズ２０１でも、フォーカスレンズ２０１ｂの位置を検出するエンコーダ等の位置検出器（図示せず）が設けられている。位置検出器により検出されるフォーカスレンズ位置は、無限遠から至近までが分割された複数のフォーカスゾーンのうちどのフォーカスゾーンに入っているかを示す。 The imaging lens 201 of the present embodiment is also provided with a position detector (not shown) such as an encoder that detects the position of the focus lens 201b. The focus lens position detected by the position detector indicates which focus zone is included in a plurality of focus zones divided from infinity to close.
該位置検出器により検出されたフォーカスゾーン情報は、レンズＣＰＵ２１１からカメラＣＰＵ２１０に送信される。カメラＣＰＵ２１０は、各フォーカスゾーンに対応した上記Ｓ０，Ａ１ ，Ａ２ ，ＢＰｎのデータ（記憶データ）を内部メモリ２１０ａに記憶しており、レンズＣＰＵ２１１からのフォーカスゾーン情報に対応した記憶データを読み出す。 The focus zone information detected by the position detector is transmitted from the lens CPU 211 to the camera CPU 210. The camera CPU 210 stores the data (stored data) of S 0 , A 1 , A 2 , and BPn corresponding to each focus zone in the internal memory 210 a, and stores the stored data corresponding to the focus zone information from the lens CPU 211. read out.
また、本実施例では、焦点検出手段により検出されるデフォーカス量Ｄｅｆ０の大きさを複数のゾーンに分割し、該デフォーカスゾーンごとにフォーカス駆動後のベストピント補正量であるフォーカス後補正量ＢＰを内部メモリ２１０ａに記憶している。 In this embodiment, the defocus amount Def 0 detected by the focus detection unit is divided into a plurality of zones, and the post-focus correction amount, which is the best focus correction amount after focus driving for each defocus zone. The BP is stored in the internal memory 210a.
図４には、ｎ番目のデフォーカスゾーンＤｅｆ０ｎ対応したフォーカス後補正量ＢＰｎのデータテーブルである。 FIG. 4 is a data table of the post-focus correction amount BPn corresponding to the nth defocus zone Def 0 n.
（６）式は、図４のデータテーブルから読み出したＤｅｆ０ｎ対応したＢＰｎにＤｅｆ０を加えて、撮像光学系の最良像面を基準とした補正後デフォーカス量Ｄｅｆを求める式である。 Expression (6) is an expression for obtaining a defocus amount Def after correction based on the best image plane of the imaging optical system by adding Def 0 to BPn corresponding to Def 0 n read from the data table of FIG.
（５）式は、（６）式によって得られたＤｅｆからフォーカス駆動量を求めるための関数である。 Expression (5) is a function for obtaining the focus drive amount from Def obtained by Expression (6).
敏感度補正係数Ａ１，Ａ２は、実施例１と同様に、フォーカスレンズ２０１ｂのフォーカス敏感度がフォーカスレンズ２０１ｂの位置によって変化することによるΔＸの誤差を補正するための係数である。 The sensitivity correction coefficients A 1 and A 2 are coefficients for correcting an error of ΔX caused by the change in the focus sensitivity of the focus lens 201b depending on the position of the focus lens 201b, as in the first embodiment.
また、Ｄｅｆと（５）式の分母の値である補正敏感度Ｓは、図３に示す関係を有する。内部メモリ２１０ａには、図３に示すようなＤｅｆとＳとの関係が得られるようなベストピント補正係数敏感度補正係数Ａ１，Ａ２が予め記憶されている。また、係数Ａ１，Ａ２は、Ｄｅｆの符号（例えば、＋：前ピン、−：後ピン）に応じてそれぞれ２種類設けられている。 Further, Def and the correction sensitivity S which is the value of the denominator of the equation (5) have the relationship shown in FIG. In the internal memory 210a, best focus correction coefficient sensitivity correction coefficients A 1 and A 2 that can obtain the relationship between Def and S as shown in FIG. 3 are stored in advance. Further, two types of coefficients A 1 and A 2 are provided according to the sign of Def (for example, +: front pin, −: rear pin).
なお、（５）式では１次及び２次の敏感度補正係数Ａ１，Ａ２を用いるが、Ｄｅｆと補正敏感度Ｓとを線形近似した場合の誤差が十分に小さければ１次の敏感度補正係数のみ用いてもよい。逆に誤差が大きい場合は、３次以上の敏感度補正係数を設けてもよい。 In equation (5), the first and second sensitivity correction coefficients A 1 and A 2 are used. If the error when linearly approximating Def and the correction sensitivity S is sufficiently small, the first order sensitivity is used. Only the correction coefficient may be used. Conversely, when the error is large, a sensitivity correction coefficient of third or higher order may be provided.
上記の（５）式及び（６）式は、それらの内容の説明のために２つの式に分けているが、実際の演算では、（６）式を（５）式に代入して、以下の（５′）式としてもよい。 The above formulas (5) and (6) are divided into two formulas for explanation of their contents. However, in actual calculation, the formula (6) is substituted into the formula (5), (5 ') equation may be used.
ΔＸ＝（Ｄｅｆ０＋ＢＰｎ）／
｛Ｓ０＋Ａ１（Ｄｅｆ０＋ＢＰｎ）＋Ａ２（Ｄｅｆ０＋ＢＰｎ）２ ｝ …（５′）
ΔX = (Def 0 + BPn) /
{S 0 + A 1 (Def 0 + BPn) + A 2 (Def 0 + BPn) 2 } (5 ′)
以上により、今回のフォーカス駆動に先立って、フォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０からフォーカス後補正量ＢＰ（＝ＢＰｎ）を求める。そして、該フォーカス前デフォーカス量Ｄｅｆ０とフォーカス後補正量ＢＰとに基づいて今回のフォーカス駆動量が算出される。こうして、このフォーカス駆動量に基づいてフォーカスレンズ２０１ｂを駆動することにより、従来の撮像装置に比べてフォーカス駆動後の合焦精度をさらに高めることができる。このため、フォーカス駆動量の再計算やＡＦのやり直しの必要性を低減することができる。 As described above, the post-focus correction amount BP (= BPn) is obtained from the pre-focus defocus amount Def 0 prior to the current focus drive. Then, the current focus drive amount is calculated based on the pre-focus defocus amount Def 0 and the post-focus correction amount BP. Thus, by driving the focus lens 201b based on this focus drive amount, the focus accuracy after focus drive can be further enhanced as compared with the conventional imaging device. For this reason, it is possible to reduce the necessity of recalculation of the focus drive amount and redo AF.
なお、本実施例の撮像光学系がズームレンズである場合には、ズームポジションをエンコーダ等のズーム位置検出器によって検出できるようにするとよい。そして、広角端から望遠端までを複数のズームゾーンに分割し、ズームゾーンとフォーカスゾーンに応じた上記Ｓ０，Ａ１ ，Ａ２のデータやＤｅｆ０とＢＰｎのテーブルデータを内部メモリ２１０ａに記憶しておけばよい。 When the imaging optical system of the present embodiment is a zoom lens, it is preferable that the zoom position can be detected by a zoom position detector such as an encoder. Then, the wide-angle end to the telephoto end are divided into a plurality of zoom zones, and the data of the above S 0 , A 1 , A 2 and the table data of Def 0 and BPn corresponding to the zoom zone and the focus zone are stored in the internal memory 210a. You just have to.
２００ カメラ本体
２０１ 撮像レンズ
２０１ａ 撮像光学系
２０１ｂ フォーカスレンズ
２０８ 焦点検出ユニット
２１０ カメラＣＰＵ
200 Camera Body 201 Imaging Lens 201a Imaging Optical System 201b Focus Lens 208 Focus Detection Unit 210 Camera CPU
Claims (4)
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量、及び前記撮像光学系の最良像面と撮像面との位置差を減少させるためのピント補正量に基づいてフォーカス駆動量を求め、該フォーカス駆動量に応じてフォーカス駆動を行わせる制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記フォーカス駆動前に前記焦点検出手段により検出されたフォーカス前デフォーカス量に基づいて前記フォーカス駆動後の前記ピント補正量としてのフォーカス後補正量を求め、これらフォーカス前デフォーカス量及びフォーカス後補正量に基づいて該フォーカス駆動を行うための前記フォーカス駆動量を求めることを特徴とする撮像装置。 Focus detection means for detecting the defocus amount of the imaging optical system;
A focus drive amount is obtained based on a defocus amount detected by the focus detection unit and a focus correction amount for reducing a position difference between the best image plane and the image pickup surface of the image pickup optical system, and the focus drive amount is obtained. And a control means for performing the focus drive according to the
The control unit obtains a post-focus correction amount as the focus correction amount after the focus drive based on the pre-focus defocus amount detected by the focus detection unit before the focus drive, and these pre-focus defocus amounts And the focus drive amount for performing the focus drive based on the post-focus correction amount.
該撮像装置に着脱可能で、前記撮像光学系を備えた交換レンズとを有することを特徴とする撮像システム。
The imaging device according to any one of claims 1 to 3,
An imaging system comprising: an interchangeable lens that is detachable from the imaging device and includes the imaging optical system.
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