JP2003215438A - Focus detector - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラの焦点検出
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device for a camera.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＣＣＤなどの撮像素子を用いて被写体像
を撮像し、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて
撮影レンズによる焦点位置の調節状態を検出する焦点検
出装置が知られている。中でも山登り方式と呼ばれる焦
点検出装置は、撮影レンズを合焦位置に対して光軸方向
に進退させながら、撮像信号が有する周波数の高域成分
のデータ、すなわち、焦点評価値を最大とするように合
焦位置を検出する。2. Description of the Related Art There is known a focus detecting device for picking up an image of a subject using an image pickup device such as a CCD and detecting an adjustment state of a focus position by a photographing lens based on an image pickup signal output from the image pickup device. Among them, the focus detection device called a hill climbing method is designed to maximize the high-frequency component data of the frequency of the image pickup signal, that is, the focus evaluation value while moving the taking lens forward and backward with respect to the in-focus position in the optical axis direction. The focus position is detected.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】山登り方式では、焦点
評価値が最大になる合焦位置から所定の範囲内で撮影レ
ンズが停止するように、レンズを駆動する駆動信号の出
力が停止されるので、合焦位置をわずかにはずれた位置
で撮影レンズが停止されることがある。一般に、撮影レ
ンズは、合焦位置に対して至近側よりも遠距離側に被写
界深度を深く有する。このため、撮影レンズが至近側お
よび遠距離側のどちら側に停止するかによって、主要被
写体が被写界深度に入る確率に差が生じてしまう。In the hill climbing method, the output of the drive signal for driving the lens is stopped so that the taking lens is stopped within a predetermined range from the in-focus position where the focus evaluation value is maximum. , The shooting lens may stop at a position slightly off the in-focus position. Generally, the taking lens has a depth of field deeper on the far side than on the close side with respect to the in-focus position. For this reason, there is a difference in the probability that the main subject enters the depth of field depending on which side of the close-up side and the long-distance side the photographing lens stops.
【０００４】本発明の目的は、撮影レンズを合焦位置よ
り至近側に停止させるようにした焦点検出装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a focus detection device in which the taking lens is stopped at a position closer to the focusing position.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明による焦点検出装
置は、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子
と、撮像素子から出力される撮像信号を用いて焦点評価
値を演算する評価値演算回路と、評価値演算回路により
演算される焦点評価値を最大にするように、撮影レンズ
を至近側および遠距離側に駆動する駆動信号を出力する
駆動信号出力回路と、評価値演算回路により演算される
焦点評価値と駆動信号による撮影レンズの駆動方向とに
応じて駆動信号の出力を停止するように駆動信号出力回
路を制御する制御回路とを備えることにより、上述した
目的を達成する。制御回路は、撮影レンズの駆動にとも
なって焦点評価値が最大値から減少を始めるときの撮影
レンズの駆動方向によって駆動信号の出力を停止させて
もよい。たとえば、上記制御回路は、撮影レンズの駆動
方向が至近側のとき、駆動信号の出力を停止させること
ができる。あるいは、上記制御回路は、撮影レンズの駆
動方向が遠距離側のとき、駆動信号の出力を継続させる
こともできる。A focus detection apparatus according to the present invention comprises an image pickup device for picking up a subject image through a taking lens, and an evaluation value calculation circuit for calculating a focus evaluation value using an image pickup signal output from the image pickup device. And a drive signal output circuit that outputs a drive signal for driving the photographing lens to the close-up side and the long-distance side so that the focus evaluation value calculated by the evaluation value calculation circuit is maximized, and is calculated by the evaluation value calculation circuit. The above-described object is achieved by including a control circuit that controls the drive signal output circuit so as to stop the output of the drive signal according to the focus evaluation value and the driving direction of the photographing lens by the drive signal. The control circuit may stop the output of the drive signal depending on the driving direction of the photographing lens when the focus evaluation value starts to decrease from the maximum value with the driving of the photographing lens. For example, the control circuit can stop the output of the drive signal when the driving direction of the photographing lens is the closest side. Alternatively, the control circuit can continue to output the drive signal when the driving direction of the taking lens is on the far side.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
よるＡＦ(オートフォーカス)ディジタルカメラのブロッ
ク図である。図１において、ディジタルカメラは、撮影
レンズ１と、固体撮像素子２と、Ａ／Ｄ変換器３と、メ
モリ４と、画像処理回路５と、外部記録回路６と、ＡＥ
／ＡＷＢ処理回路７と、コントロール回路８と、バンド
パスフィルタ９と、積算回路１０と、ＡＦ演算回路１１
と、モータ１３と、フォーカス制御機構１４とを有す
る。これらのうち、ＡＥ／ＡＷＢ処理回路７、バンドパ
スフィルタ９、積算回路１０、およびＡＦ演算回路１１
は、ＣＰＵ１２の中に構成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an AF (autofocus) digital camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the digital camera includes a taking lens 1, a solid-state image sensor 2, an A / D converter 3, a memory 4, an image processing circuit 5, an external recording circuit 6, and an AE.
/ AWB processing circuit 7, control circuit 8, bandpass filter 9, integrating circuit 10, AF arithmetic circuit 11
, A motor 13, and a focus control mechanism 14. Among these, the AE / AWB processing circuit 7, the bandpass filter 9, the integrating circuit 10, and the AF arithmetic circuit 11
Are configured in the CPU 12.
【０００７】撮影レンズ１は、当該レンズを通過した被
写体像を固体撮像素子２の撮像面上に結像させるように
焦点位置の調節を行う不図示のフォーカスレンズを含
む。固体撮像素子２は、たとえば、ＣＣＤであり、撮像
面上に結像される被写体像の光の強弱に応じて画素ごと
に信号電荷を蓄積する。固体撮像素子２には、コントロ
ール回路８からタイミング信号が供給される。固体撮像
素子２に蓄積された信号電荷は、タイミング信号によっ
て掃き出され、撮像信号としてＡ／Ｄ変換器３へ送られ
る。なお、固体撮像素子２は、ＣＣＤの代わりにＭＯＳ
センサやＣＩＤなどを用いて構成してもよい。The taking lens 1 includes a focus lens (not shown) for adjusting the focus position so that the subject image passing through the lens is formed on the image pickup surface of the solid-state image pickup device 2. The solid-state image sensor 2 is, for example, a CCD, and accumulates a signal charge for each pixel according to the intensity of light of a subject image formed on the imaging surface. A timing signal is supplied from the control circuit 8 to the solid-state image sensor 2. The signal charge accumulated in the solid-state image pickup device 2 is swept out by the timing signal and sent to the A / D converter 3 as an image pickup signal. Note that the solid-state image sensor 2 is a MOS instead of a CCD.
You may comprise using a sensor, CID, etc.
【０００８】Ａ／Ｄ変換器３はアナログ信号をディジタ
ル信号に変換し、変換後の画像データをメモリ４へ出力
する。画像データはメモリ４に一旦格納された後、画像
処理回路５へ出力される。画像処理回路５は、ゲイン制
御回路、ＡＥ用積算回路、輝度信号生成回路、および色
差信号生成回路などの信号処理回路を含む。画像処理回
路５は、ディジタル変換後の画像データに対して輪郭補
償やガンマ補正などの画像処理を施す。画像処理回路５
はさらに、画像処理を施した画像データを所定の圧縮形
式（たとえば、ＪＰＥＧ方式）でデータ圧縮して外部記
録回路６へ出力する。外部記録回路６は、ディジタルカ
メラに対して着脱されるＣＦメモリカードなどの不図示
の外部記憶媒体に、圧縮データを記録したり読み出した
りする。画像処理回路５は、外部記憶媒体に記録されて
いる圧縮データを読み出して伸長する際の伸長処理も行
う。The A / D converter 3 converts an analog signal into a digital signal and outputs the converted image data to the memory 4. The image data is temporarily stored in the memory 4 and then output to the image processing circuit 5. The image processing circuit 5 includes a signal processing circuit such as a gain control circuit, an AE integration circuit, a luminance signal generation circuit, and a color difference signal generation circuit. The image processing circuit 5 performs image processing such as contour compensation and gamma correction on the digitally converted image data. Image processing circuit 5
Further, the image data subjected to the image processing is data-compressed in a predetermined compression format (for example, JPEG method) and output to the external recording circuit 6. The external recording circuit 6 records and reads the compressed data on an external storage medium (not shown) such as a CF memory card that is attached to and detached from the digital camera. The image processing circuit 5 also performs decompression processing when reading and decompressing the compressed data recorded in the external storage medium.
【０００９】コントロール回路８は、固体撮像素子２に
タイミング信号を生成して送出する。ＣＰＵ１２は、コ
ントロール回路８、画像処理回路５、メモリ４などと接
続され、ディジタルカメラの焦点検出(ＡＦ)や測光(Ａ
Ｅ)、ホワイトバランス調整(ＡＷＢ)などの各種演算と
カメラ動作のシーケンス制御とを行う。ＣＰＵ１２に
は、不図示のレリーズスイッチなどから各種操作信号が
入力される。The control circuit 8 generates and sends a timing signal to the solid-state image pickup device 2. The CPU 12 is connected to the control circuit 8, the image processing circuit 5, the memory 4, etc., and is used for focus detection (AF) and photometry (A) of the digital camera.
E), various calculations such as white balance adjustment (AWB), and sequence control of camera operation are performed. Various operation signals are input to the CPU 12 from a release switch (not shown) or the like.
【００１０】上述したディジタルカメラで行われる焦点
検出処理について説明する。固体撮像素子２の各画素に
対応して出力される撮像信号は、各画素に入射された光
の強さに応じてその信号レベルが異なる。ＣＰＵ１２
は、固体撮像素子２から出力され、上述したメモリ４に
記憶されている画像データのうち焦点検出用のデータ
を、当該データが記憶されている所定のアドレスを指定
してメモリ４から読み出す。メモリ４から読み出された
焦点検出用のデータは、高周波成分が抽出されて焦点評
価値が演算される。具体的には、焦点検出用データをバ
ンドパスフィルタ９に通して画像データが有する所望の
周波数成分を抽出し、抽出された信号の絶対値を積算回
路１０で積算することにより焦点評価値を得る。The focus detection processing performed by the above digital camera will be described. The image pickup signal output corresponding to each pixel of the solid-state image pickup device 2 has a different signal level according to the intensity of light incident on each pixel. CPU12
Of the image data output from the solid-state imaging device 2 and stored in the memory 4 described above reads out the data for focus detection from the memory 4 by designating a predetermined address where the data is stored. A high-frequency component is extracted from the focus detection data read from the memory 4, and a focus evaluation value is calculated. Specifically, the focus detection data is passed through a bandpass filter 9 to extract a desired frequency component contained in the image data, and the absolute value of the extracted signal is integrated by an integrating circuit 10 to obtain a focus evaluation value. .
【００１１】図２は、撮影レンズ１内の不図示のフォー
カスレンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図
である。図２において、横軸はフォーカスレンズの位置
であり、縦軸は焦点評価値である。焦点評価値を最大に
するレンズ位置Ｄ１は、主要被写体に対するフォーカス
レンズの合焦位置である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the position of a focus lens (not shown) in the taking lens 1 and the focus evaluation value. In FIG. 2, the horizontal axis is the position of the focus lens, and the vertical axis is the focus evaluation value. The lens position D1 that maximizes the focus evaluation value is the focus position of the focus lens with respect to the main subject.
【００１２】ＡＦ演算回路１１は、演算される焦点評価
値を最大にするように、すなわち、固体撮像素子２によ
って撮像される被写体像のエッジのボケをなくしてコン
トラストを最大にするように、フォーカスレンズ駆動信
号をモータ１３に出力する。モータ１３が回転すること
により、フォーカス制御機構１４はフォーカスレンズを
光軸方向に進退移動させる。ＡＦ演算回路１１は、フォ
ーカスレンズを図２の至近方向に駆動して焦点評価値が
減少すると、フォーカスレンズを∞（遠距離）方向に駆
動する。また、ＡＦ演算回路１１は、フォーカスレンズ
を∞方向に駆動して焦点評価値が減少すると、フォーカ
スレンズを至近方向に駆動する。つまり、フォーカスレ
ンズは、焦点評価値を最大にする位置(合焦位置Ｄ１)を
挟んで至近方向と∞方向に交互に駆動される。The AF calculation circuit 11 focuses so as to maximize the calculated focus evaluation value, that is, to maximize the contrast by eliminating the blurring of the edge of the subject image captured by the solid-state image sensor 2. The lens drive signal is output to the motor 13. When the motor 13 rotates, the focus control mechanism 14 moves the focus lens forward and backward in the optical axis direction. The AF calculation circuit 11 drives the focus lens in the direction of ∞ (far distance) when the focus lens is driven in the closest direction of FIG. 2 and the focus evaluation value decreases. Further, the AF calculation circuit 11 drives the focus lens in the close-up direction when the focus evaluation value decreases by driving the focus lens in the ∞ direction. That is, the focus lens is alternately driven in the close-up direction and the ∞ direction with the position (focus position D1) at which the focus evaluation value is maximized.
【００１３】上述したＡＦディジタルカメラの焦点検出
装置による焦点検出処理は山登り方式と呼ばれる。山登
り方式の焦点検出処理では、固体撮像素子２で繰り返し
撮像される画像データから焦点評価値が繰り返し演算さ
れる。ＡＦカメラは、新たに演算された焦点評価値が前
回演算された焦点評価値に対して変化していない場合
（厳密にいえば変化量が所定値未満の場合）に、焦点評
価値が最大になる合焦位置から所定の範囲内でフォーカ
スレンズの駆動を停止する。The focus detection processing by the focus detection device of the AF digital camera described above is called a hill climbing method. In the hill-climbing focus detection process, a focus evaluation value is repeatedly calculated from image data repeatedly captured by the solid-state image sensor 2. The AF camera maximizes the focus evaluation value when the newly calculated focus evaluation value has not changed from the previously calculated focus evaluation value (strictly speaking, when the amount of change is less than the predetermined value). The drive of the focus lens is stopped within a predetermined range from the in-focus position.
【００１４】本発明は、山登り方式の焦点検出処理でフ
ォーカスレンズの駆動を停止するとき、フォーカスレン
ズの停止位置を合焦位置より至近側にするようにしたも
のである。According to the present invention, when the driving of the focus lens is stopped in the hill-climbing focus detection processing, the stop position of the focus lens is located closer to the in-focus position.
【００１５】以上のＡＦディジタルカメラのＣＰＵ１２
で行われるＡＦ処理について、図３のフローチャートを
参照して説明する。図３による処理は、たとえば、不図
示のレリーズスイッチから半押し操作信号が入力される
と開始される。ステップ＃１において、ＣＰＵ１２は、
現在のフォーカスレンズの位置を取得してステップ＃２
へ進む。フォーカスレンズの位置は、フォーカス制御機
構１４からレンズ位置を示す情報を入力して取得する。
ステップ＃２において、ＣＰＵ１２は、メモリ４に記憶
されている焦点検出用の画像データから焦点評価値ＶＦ
valを計算してステップ＃３へ進む。CPU 12 of the AF digital camera described above
The AF processing performed in step 3 will be described with reference to the flowchart in FIG. The process shown in FIG. 3 is started, for example, when a half-press operation signal is input from a release switch (not shown). In step # 1, the CPU 12
Get the current focus lens position and step # 2
Go to. The position of the focus lens is acquired by inputting information indicating the lens position from the focus control mechanism 14.
In step # 2, the CPU 12 determines the focus evaluation value VF from the image data for focus detection stored in the memory 4.
Calculate val and proceed to step # 3.
【００１６】ステップ＃３において、ＣＰＵ１２は、合
焦停止中か否かを判定する。ＣＰＵ１２は、合焦してフ
ォーカスレンズの駆動が停止されている場合にステップ
＃３を肯定判定してステップ＃１５へ進み、フォーカス
レンズの駆動が停止されていない場合にステップ＃３を
否定判定してステップ＃４へ進む。フォーカスレンズの
駆動停止は、後述する合焦停止フラグが１のとき停止
中、合焦停止フラグが０のとき駆動中と判定する。な
お、図３による処理が開始されるときの合焦停止フラグ
の初期値は０である。In step # 3, the CPU 12 determines whether or not focusing is stopped. The CPU 12 makes an affirmative decision in step # 3 if the focus lens drive is stopped and the focus lens drive is stopped, and proceeds to step # 15, whereas makes a negative decision in step # 3 if the focus lens drive is not stopped. And proceed to step # 4. It is determined that the driving of the focus lens is stopped when the focus stop flag described later is 1, and when the focus stop flag is 0, the focus lens is being driven. The initial value of the focus stop flag when the process of FIG. 3 is started is 0.
【００１７】ステップ＃１５において、ＣＰＵ１２は、
合焦再開するか否かを判定する。ＣＰＵ１２は、焦点評
価値ＶＦvalが所定値Ｆth3以下か否かを判定する。ＣＰ
Ｕ１２は、ＶＦval≦Ｆth3が成立する場合にステップ＃
１５を肯定判定し、合焦停止フラグを０にしてステップ
＃４へ進む。ＣＰＵ１２は、ＶＦval≦Ｆth3が成立しな
い場合にステップ＃１５を否定判定し、ステップ＃１４
へ進む。ステップ＃４へ進む場合は、フォーカスレンズ
の駆動を再開する場合である。ステップ＃１４へ進む場
合は、合焦停止を継続する場合である。In step # 15, the CPU 12
It is determined whether or not to restart focusing. The CPU 12 determines whether the focus evaluation value VF val is less than or equal to the predetermined value F th3 . CP
U12 performs step # when VF val ≦ F th3 holds.
Affirmative determination is made in step 15, the focus stop flag is set to 0, and the flow advances to step # 4. The CPU 12 makes a negative determination in step # 15 if VF val ≦ F th3 is not satisfied, and then proceeds to step # 14.
Go to. The process proceeds to step # 4 when the drive of the focus lens is restarted. The case of proceeding to step # 14 is the case of continuing the focus stop.
【００１８】ステップ＃４において、ＣＰＵ１２は、焦
点評価値ＶＦvalが所定値Ｆth1以下か否かを判定する。
ＣＰＵ１２は、ＶＦval≦Ｆth1が成立する場合にステッ
プ＃４を肯定判定してステップ＃５へ進み、ＶＦval≦
Ｆth1が成立しない場合にステップ＃４を否定判定して
ステップ＃６へ進む。ステップ＃５へ進む場合は、フォ
ーカスレンズの位置が合焦位置Ｄ１から外れている状態
であり、焦点評価値ＶＦ valの大きさにかかわらずフォ
ーカスレンズの駆動方向および駆動量Ｍを演算する場合
である。ステップ＃６へ進む場合は、フォーカスレンズ
の位置が合焦位置Ｄ１に近づいた状態であり、焦点評価
値ＶＦvalの大きさに応じてフォーカスレンズの駆動方
向および駆動量Ｍを演算する場合である。In step # 4, the CPU 12 causes the focus
Point evaluation value VFvalIs a predetermined value Fth1It is determined whether or not the following.
CPU12 is VFval≦ Fth1If the
Affirmative determination in step # 4, the process proceeds to step # 5, and VFval≤
Fth1When is not established, a negative decision is made in step # 4.
Go to step # 6. If you want to proceed to Step # 5,
The state where the lens is out of focus D1
And the focus evaluation value VF valRegardless of the size of
When calculating the driving direction and driving amount M of the circular lens
Is. If you go to step # 6, focus lens
Is close to the in-focus position D1, and focus evaluation
Value VFvalHow to drive the focus lens according to the size of
This is a case where the direction and the drive amount M are calculated.
【００１９】ステップ＃５において、ＣＰＵ１２は、フ
ォーカスレンズを至近方向に駆動量Ｍで駆動するように
フォーカスレンズ駆動信号をモータ１３へ出力してステ
ップ＃１４へ進む。ステップ＃１４において、ＣＰＵ１
２は、ＡＦ動作を終了させるか否かを判定する。ＣＰＵ
１２は、不図示の操作部材からＡＦ動作をオフさせる操
作信号が入力されている場合、もしくは、フォーカスレ
ンズが最至近の位置まで駆動されている場合に、ステッ
プ＃１４を肯定判定して図３による処理を終了する。一
方、ＣＰＵ１２は、不図示の操作部材からＡＦ動作をオ
フさせる操作信号が入力されておらず、かつ、フォーカ
スレンズが最至近の位置まで駆動されていない場合に、
ステップ＃１４を否定判定してステップ＃１へ戻る。In step # 5, the CPU 12 outputs a focus lens drive signal to the motor 13 so as to drive the focus lens in the closest direction with the drive amount M, and proceeds to step # 14. In step # 14, the CPU1
2 determines whether or not to terminate the AF operation. CPU
Reference numeral 12 denotes an affirmative determination in step # 14 when an operation signal for turning off the AF operation is input from an operation member (not shown) or when the focus lens is driven to the closest position. Ends the process. On the other hand, when the CPU 12 receives no operation signal for turning off the AF operation from an operation member (not shown) and the focus lens is not driven to the closest position,
A negative determination is made in step # 14, and the process returns to step # 1.
【００２０】図３による処理では、合焦停止でない場
合、焦点検出用の画像データから焦点評価値ＶＦvalを
計算する（ステップ＃２）ごとに、駆動量Ｍで至近方向
にフォーカスレンズを駆動（ステップ＃５）、もしく
は、駆動量Ｍを１／２にして（ステップ＃１１）至近方
向および∞方向のいずれかにフォーカスレンズを駆動
（ステップ＃１２）する動作が繰り返し行われる。レン
ズ駆動量Ｍは、モータ１３に対する１回の駆動信号の出
力でフォーカスレンズが駆動される量である。つまり、
フォーカスレンズは、駆動量Ｍによるステップ駆動が繰
り返されることによって光軸方向に進退移動する。フォ
ーカスレンズの移動速度は、ステップ駆動１回当たりの
駆動量Ｍが変化することによって増減される。In the process shown in FIG. 3, when the focus is not stopped, the focus lens is driven in the close-up direction with the drive amount M every time the focus evaluation value VF val is calculated from the image data for focus detection (step # 2). The operation of driving the focus lens in either the close-up direction or the infinity direction (step # 12) is repeated by halving the driving amount M (step # 5) (step # 11). The lens drive amount M is the amount by which the focus lens is driven by one output of the drive signal to the motor 13. That is,
The focus lens moves back and forth in the optical axis direction by repeating the step driving with the driving amount M. The moving speed of the focus lens is increased or decreased by changing the driving amount M per step driving.
【００２１】ステップ＃６において、ＣＰＵ１２は、新
たに計算した焦点評価値ＶＦval[0]が前回計算した焦点
評価値ＶＦval[1]に対して減少したか否かを判定する。
ＣＰＵ１２は、ＶＦval[0]＜ＶＦval[1]が成立する場合
にステップ＃６を肯定判定してステップ＃７へ進み、Ｖ
Ｆval[0]＜ＶＦval[1]が成立しない場合にステップ＃６
を否定判定してステップ＃１３へ進む。In step # 6, the CPU 12 determines whether or not the newly calculated focus evaluation value VF val [0] has decreased from the previously calculated focus evaluation value VF val [1].
The CPU 12 makes an affirmative decision in step # 6 if VF val [0] <VF val [1] is true to proceed to step # 7, where V
Step # 6 if F val [0] <VF val [1] is not satisfied.
Is negatively determined, and the process proceeds to step # 13.
【００２２】ステップ＃７において、ＣＰＵ１２は、前
回計算した焦点評価値ＶＦval[1]が所定値Ｆth2以上か
否かを判定する。ＣＰＵ１２は、ＶＦval[1]≧Ｆth2が
成立する場合にステップ＃７を肯定判定してステップ＃
８へ進み、ＶＦval[1]≧Ｆth2が成立しない場合にステ
ップ＃７を否定判定してステップ＃１３へ進む。ステッ
プ＃８へ進む場合は、フォーカスレンズが合焦位置Ｄ１
を超えて至近側へ通り過ぎた場合とみなす。ステップ＃
１３へ進む場合は、ブレなどによる疑似ピークによって
焦点評価値ＶＦval[0]が偶然減少したとみなす。ステッ
プ＃１３において、ＣＰＵ１２は、フォーカスレンズの
駆動方向および駆動量Ｍを維持してステップ＃１４へ進
む。In step # 7, the CPU 12 determines whether or not the focus evaluation value VF val [1] calculated last time is equal to or larger than a predetermined value F th2 . The CPU 12 makes an affirmative decision in step # 7 if VF val [1] ≧ F th2 is satisfied and then step #
8. If VF val [1] ≧ F th2 is not established, the process makes a negative decision in step # 7 and goes to step # 13. When the process proceeds to step # 8, the focus lens moves to the focus position D1.
It is assumed that the vehicle has passed over and passed to the near side. Step #
If the process proceeds to step 13, it is considered that the focus evaluation value VF val [0] has decreased by chance due to a pseudo peak due to blurring or the like. In step # 13, the CPU 12 maintains the drive direction and drive amount M of the focus lens and proceeds to step # 14.
【００２３】ステップ＃８において、ＣＰＵ１２は、フ
ォーカスレンズの駆動方向を反転させる回数をカウント
するカウンタＮの値を＋１してステップ＃９へ進む。図
３による処理が開始されるときのカウンタＮの初期値は
０である。ステップ＃９において、ＣＰＵ１２は、カウ
ンタＮの値が所定値（たとえば、３とする）以上でフォ
ーカスレンズの駆動方向が至近方向か否かを判定する。
ＣＰＵ１２は、Ｎ≧３、かつ、フォーカスレンズの駆動
方向が至近方向である場合にステップ＃９を肯定判定し
てステップ＃１０へ進む。この場合は合焦状態とみな
す。一方、ＣＰＵ１２は、Ｎ＜３、もしくは、フォーカ
スレンズの駆動方向が∞方向である場合にステップ＃９
を否定判定してステップ＃１１へ進む。In step # 8, the CPU 12 increments the value of the counter N that counts the number of times the focus lens driving direction is reversed, and proceeds to step # 9. The initial value of the counter N when the process shown in FIG. 3 is started is 0. In step # 9, the CPU 12 determines whether or not the value of the counter N is equal to or greater than a predetermined value (for example, 3) and the drive direction of the focus lens is the close-up direction.
When N ≧ 3 and the driving direction of the focus lens is the close-up direction, the CPU 12 makes an affirmative decision in step # 9 to proceed to step # 10. In this case, it is considered to be in focus. On the other hand, the CPU 12 proceeds to step # 9 when N <3 or the focus lens driving direction is the ∞ direction.
Is negatively determined, and the process proceeds to step # 11.
【００２４】ステップ＃１０において、ＣＰＵ１２は、
モータ１３に出力するフォーカスレンズ駆動信号を停止
するとともに、合焦停止フラグを１に、カウンタＮの値
を０にしてステップ＃１４へ進む。At step # 10, the CPU 12
The focus lens drive signal output to the motor 13 is stopped, the focus stop flag is set to 1 and the value of the counter N is set to 0, and the process proceeds to step # 14.
【００２５】ステップ＃１１において、ＣＰＵ１２は、
フォーカスレンズ駆動量Ｍを１／２にするフォーカスレ
ンズ駆動信号をモータ１３へ出力してステップ＃１２へ
進む。ステップ＃１２において、ＣＰＵ１２は、フォー
カスレンズの駆動方向を反転するフォーカスレンズ駆動
信号をモータ１３へ出力してステップ＃１４へ進む。In step # 11, the CPU 12
A focus lens drive signal for halving the focus lens drive amount M is output to the motor 13 and the process proceeds to step # 12. In step # 12, the CPU 12 outputs a focus lens drive signal for reversing the drive direction of the focus lens to the motor 13 and proceeds to step # 14.
【００２６】上述した所定値Ｆth1、Ｆth3、およびＦ
th2は、たとえば、Ｆth1≦Ｆth3＜Ｆt h2の関係を有す
る。The above-described predetermined values F th1 , F th3 , and F
th2 has a relationship of, for example, F th1 ≦ F th3 <F t h2 .
【００２７】以上説明したＡＦ処理によってフォーカス
レンズが合焦位置に駆動される様子を図４を参照して説
明する。図４において、横軸は時間を表し、縦軸はフォ
ーカスレンズの位置を表す。時刻ｔ０においてＡＦ処理
が起動されると、フォーカスレンズは∞の位置から至近
方向に駆動開始される。フォーカスレンズは時間の経過
とともに合焦位置Ｄ１に近づき、合焦位置Ｄ１を通り過
ぎる。これにより、フォーカスレンズは合焦位置Ｄ１よ
り至近側に位置する。The manner in which the focus lens is driven to the in-focus position by the AF processing described above will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the position of the focus lens. When the AF process is activated at time t0, the focus lens starts driving from the position of ∞ in the close-up direction. The focus lens approaches the in-focus position D1 with the passage of time, and passes the in-focus position D1. As a result, the focus lens is located closer to the focus position D1.
【００２８】フォーカスレンズが合焦位置Ｄ１を至近側
へ通り過ぎた後の時刻ｔ１において、焦点評価値が減少
し（ステップ＃６で肯定判定）、前回計算した焦点評価
値ＶＦval[1]が所定値Ｆth2以上（ステップ＃７で肯定
判定）のとき、反転回数のカウンタＮが１にされた（ス
テップ＃８）後で駆動量Ｍが１／２に減少（ステップ＃
１１）、駆動方向が∞方向に反転される（ステップ＃１
２）。これにより、フォーカスレンズは時間の経過とと
もに再び合焦位置Ｄ１に近づき、合焦位置Ｄ１を再度通
り過ぎる。これにより、フォーカスレンズは合焦位置Ｄ
１より∞（遠距離）側に位置する。At time t1 after the focus lens has passed the in-focus position D1 to the close-up side, the focus evaluation value decreases (affirmative determination in step # 6), and the previously calculated focus evaluation value VF val [1] is set. When the value is equal to or greater than F th2 (affirmative determination in step # 7), the driving amount M is reduced to 1/2 (step # 8) after the counter N for the number of inversions is set to 1 (step # 8).
11), the driving direction is reversed to the ∞ direction (step # 1)
2). As a result, the focus lens approaches the in-focus position D1 again with the passage of time, and passes the in-focus position D1 again. As a result, the focus lens moves to the in-focus position D.
It is located closer to ∞ (long distance) than 1.
【００２９】フォーカスレンズが合焦位置Ｄ１を∞側へ
通り過ぎた後の時刻ｔ２において、再び焦点評価値が減
少し（ステップ＃６で肯定判定）、前回計算した焦点評
価値ＶＦval[1]が所定値Ｆth2以上（ステップ＃７で肯
定判定）のとき、カウンタＮが２にされた（ステップ＃
８）後で駆動量Ｍがさらに１／２に減少（ステップ＃１
１）、駆動方向が再び至近方向に反転される（ステップ
＃１２）。これにより、フォーカスレンズは時間の経過
とともに合焦位置Ｄ１に再度近づき、合焦位置Ｄ１を３
たび通り過ぎる。これにより、フォーカスレンズは合焦
位置Ｄ１より至近側に位置する。At time t2 after the focus lens has passed the in-focus position D1 toward the infinity side, the focus evaluation value decreases again (affirmative determination in step # 6), and the focus evaluation value VF val [1] calculated previously is When the value is equal to or greater than the predetermined value F th2 (affirmative determination in step # 7), the counter N is set to 2 (step #
8) Later, the drive amount M is further reduced to 1/2 (step # 1
1) The driving direction is again reversed to the closest direction (step # 12). As a result, the focus lens approaches the in-focus position D1 again with the passage of time, and the in-focus position D1 is set to 3
I often pass by. As a result, the focus lens is located closer to the focus position D1.
【００３０】フォーカスレンズが合焦位置Ｄ１を至近側
へ通り過ぎた後の時刻ｔ３において、３たび焦点評価値
が減少し（ステップ＃６で肯定判定）、前回計算した焦
点評価値ＶＦval[1]が所定値Ｆth2以上（ステップ＃７
で肯定判定）のとき、カウンタＮが３にされる（ステッ
プ＃８）とステップ＃９において肯定判定され、フォー
カスレンズの駆動が停止される（ステップ＃１０）。こ
の結果、フォーカスレンズは、合焦位置Ｄ１より至近側
にデフォーカス量ＥＲＲをもって合焦停止される。At time t3 after the focus lens has passed the in-focus position D1 to the closest position, the focus evaluation value decreases three times (affirmative determination in step # 6), and the focus evaluation value VF val [1] calculated last time. Is greater than or equal to a predetermined value F th2 (step # 7
If the counter N is set to 3 (step # 8), the focus lens driving is stopped (step # 10). As a result, the focus lens stops focusing with the defocus amount ERR on the side closer to the focus position D1.
【００３１】以上説明した実施の形態によれば、次の作
用効果が得られる。
（１）山登り方式のＡＦ動作を行うＡＦディジタルカメ
ラでフォーカスレンズの駆動を合焦停止するとき、合焦
位置Ｄ１を挟んでフォーカスレンズを至近方向および∞
方向の両方向に駆動しながら、フォーカスレンズの駆動
量Ｍ（駆動速度）を１／２ずつ徐々に減少させ、合焦位
置Ｄ１に対してデフォーカス量ＥＲＲをもって合焦停止
させるようにした。デフォーカス量ＥＲＲを許容するこ
とで、フォーカスレンズを合焦位置Ｄ１に正確に合焦停
止させる必要がないから、制御回路をより簡単にするこ
とができる。さらに、合焦動作に要する時間も短縮され
る。
（２）フォーカスレンズの停止位置を、合焦位置Ｄ１に
対して常に至近側にするようにした。一般に、撮影レン
ズ１は、合焦位置Ｄ１に対して至近側よりも∞側の被写
界深度が深くなる。たとえば、合焦位置Ｄ１より至近側
のフォーカス範囲と、合焦位置Ｄ１より∞側のフォーカ
ス範囲との関係は、約１：２といわれている。本実施の
形態のように、フォーカスレンズの停止位置を合焦位置
Ｄ１より至近側にすることで、主要被写体が撮影レンズ
１の∞側のフォーカス範囲（被写界深度）内に入り、主
要被写体に対してピントが合いやすくなる。
（３）上記（２）に加えて、フォーカスレンズの停止位
置を合焦位置Ｄ１に対して常に至近側にすることは、移
動する被写体にピントを合わせる場合にも有効である。
撮影しようとする移動被写体はカメラに接近する被写体
であることが多い。この場合、フォーカスレンズの停止
位置を合焦位置Ｄ１より至近側にすることで、移動した
主要被写体が撮影レンズ１の至近側のフォーカス範囲
（被写界深度）内に入り、主要被写体に対してピントが
合いやすくなる。According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained. (1) When the focus lens is stopped to be driven by an AF digital camera that performs a hill-climbing AF operation, the focus lens is sandwiched with the focus position D1 in the close-up direction and at ∞.
While driving in both directions, the driving amount M (driving speed) of the focus lens is gradually reduced by 1/2 to stop focusing with the defocus amount ERR at the focusing position D1. By allowing the defocus amount ERR, it is not necessary to accurately stop the focus lens at the focus position D1, so that the control circuit can be simplified. Furthermore, the time required for the focusing operation is shortened. (2) The stop position of the focus lens is always close to the in-focus position D1. In general, the taking lens 1 has a deeper depth of field on the infinity side with respect to the focus position D1 than on the close side. For example, the relationship between the focus range on the near side of the focus position D1 and the focus range on the ∞ side of the focus position D1 is said to be about 1: 2. By setting the stop position of the focus lens closer to the in-focus position D1 as in the present embodiment, the main subject enters the focus range (depth of field) on the ∞ side of the taking lens 1 and the main subject It becomes easier to focus on. (3) In addition to (2) above, keeping the stop position of the focus lens always close to the in-focus position D1 is also effective when focusing on a moving subject.
The moving subject to be photographed is often a subject approaching the camera. In this case, by setting the stop position of the focus lens closer to the in-focus position D1, the moved main subject falls within the focus range (depth of field) on the closer side of the taking lens 1 and becomes closer to the main subject. It becomes easier to focus.
【００３２】上記の説明では、ＣＰＵ１２がステップ＃
９で合焦状態を判定する条件として、フォーカスレンズ
の駆動方向の反転回数のカウンタＮがＮ≧３、かつ、フ
ォーカスレンズの駆動方向が至近方向である場合とし
た。カウンタＮの値は、フォーカスレンズを至近方向お
よび∞方向の両方向に合焦位置Ｄ１を挟んで駆動しなが
ら、フォーカスレンズを合焦位置に徐々に近づけるため
に設定される。このＮの値によって駆動方向を反転させ
るハンチング動作の回数が決まる。Ｎの値を大きくする
とフォーカスレンズの駆動を停止させるまでの時間が長
くなるので、Ｎの値は３〜５回にするのが望ましい。In the above description, the CPU 12 executes step #.
As a condition for determining the in-focus state in 9, it is assumed that the counter N for the number of reversals of the drive direction of the focus lens is N ≧ 3 and the drive direction of the focus lens is the close direction. The value of the counter N is set so as to gradually move the focus lens to the in-focus position while driving the focus lens in both the close-up direction and the infinity direction with the in-focus position D1 interposed therebetween. The value of N determines the number of hunting operations for reversing the driving direction. If the value of N is increased, the time until the drive of the focus lens is stopped becomes longer, so the value of N is preferably set to 3 to 5 times.
【００３３】本発明は、フォーカスレンズを合焦位置よ
り至近側に停止させることに特徴を有するので、フォー
カスレンズの駆動方向は∞方向であってもよい。ただ
し、この場合には、フォーカスレンズが合焦位置Ｄ１に
近づき過ぎてデフォーカス量ＥＲＲが確保されなかった
り、フォーカスレンズが合焦位置Ｄ１より∞側に通り過
ぎたりしないように、焦点検出処理の応答速度を制御す
る必要がある。Since the present invention is characterized in that the focus lens is stopped at a position closer to the in-focus position, the focus lens may be driven in the ∞ direction. However, in this case, the focus detection processing is performed so that the focus lens does not come too close to the in-focus position D1 and the defocus amount ERR is not secured, or the focus lens does not pass to the infinity side from the in-focus position D1. Need to control speed.
【００３４】上述した説明では、ＡＦディジタルスチル
カメラを例にあげて説明したが、山登り方式の焦点検出
装置を有するカメラであれば、ビデオカメラや銀塩カメ
ラなどにも本発明を適用することができる。In the above description, the AF digital still camera has been described as an example, but the present invention can be applied to a video camera, a silver salt camera or the like as long as the camera has a hill-climbing focus detection device. it can.
【００３５】上記の説明では、撮影画面のうち１つの焦
点検出領域に対応して読み出される焦点検出用のデータ
を用いて焦点評価値を判定するシングルエリアＡＦの場
合を例に説明した。シングルＡＦに限らず、撮影画面を
複数の領域に分割し、分割した複数の領域のそれぞれに
対応して読み出される焦点検出用の画像データを用いて
焦点評価値を判定するマルチエリアＡＦにも本発明を適
用してよい。たとえば、複数の領域のそれぞれで検出さ
れる合焦位置のうち、最も至近側にある合焦位置を選択
する至近優先ＡＦの場合を考える。もし、フォーカスレ
ンズの停止位置を最至近の合焦位置に対して∞側にする
と、最至近の被写体より遠方にある被写体が撮影レンズ
の∞側のフォーカス範囲（被写界深度）内に入るおそれ
がある。この場合には、最至近以外の不要な被写体にも
ピントが合ってしまう。これに対して、本発明はフォー
カスレンズの停止位置を最至近の合焦位置に対して至近
側にするので、最至近の被写体だけを撮影レンズのフォ
ーカス範囲（被写界深度）内に入れることができる。In the above description, the case of the single area AF in which the focus evaluation value is determined using the data for focus detection read corresponding to one focus detection area on the photographic screen has been described as an example. The present invention is not limited to single AF, but is also applicable to multi-area AF in which a shooting screen is divided into a plurality of areas and the focus evaluation value is determined using image data for focus detection read corresponding to each of the plurality of divided areas. The invention may be applied. For example, consider the case of close-up priority AF in which the closest focus position is selected from the focus positions detected in each of the plurality of regions. If the stop position of the focus lens is set to the ∞ side with respect to the closest focusing position, a subject farther than the closest subject may fall within the focus range (depth of field) of the shooting lens on the ∞ side. There is. In this case, unnecessary subjects other than the closest subject will be in focus. On the other hand, according to the present invention, since the stop position of the focus lens is located closer to the closest in-focus position, only the closest subject should be within the focus range (depth of field) of the taking lens. You can
【００３６】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明する。撮像素子は、たとえば、固体撮像素子２によっ
て構成される。評価値演算回路、駆動信号出力回路、お
よび制御回路は、たとえば、ＣＰＵ１２によって構成さ
れる。Correspondence between each component in the claims and each component in the embodiment of the invention will be described. The image pickup device is configured by, for example, the solid-state image pickup device 2. The evaluation value calculation circuit, the drive signal output circuit, and the control circuit are configured by the CPU 12, for example.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、焦点評価値に応じてレンズ駆動信号を出力する焦点
検出装置で、レンズを合焦位置より至近側に停止させる
ことができる。As described in detail above, according to the present invention, the lens can be stopped at a position closer to the in-focus position in the focus detection device that outputs the lens drive signal according to the focus evaluation value.
【図１】本発明の一実施の形態によるＡＦディジタルカ
メラのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an AF digital camera according to an embodiment of the present invention.
【図２】撮影レンズ内のフォーカスレンズの位置と焦点
評価値との関係の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a relationship between a position of a focus lens in a photographing lens and a focus evaluation value.
【図３】ＣＰＵで行われるＡＦ処理の流れを説明するフ
ローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of AF processing performed by a CPU.
【図４】ＡＦ処理によってフォーカスレンズが合焦位置
に駆動される様子を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manner in which a focus lens is driven to a focus position by AF processing.
１…撮影レンズ、 ２…固体撮像素
子、３…Ａ／Ｄ変換器、 ４…メモリ、
５…画像処理回路、 ６…外部記録回
路、７…ＡＥ／ＡＷＢ処理回路、 ８…コントロ
ール回路、９…バンドパスフィルタ、 １０…積
算回路、１１…ＡＦ演算回路１１、 １２…Ｃ
ＰＵ、１３…モータ、 １４…フォ
ーカス制御機構1 ... Photographing lens, 2 ... Solid-state image sensor, 3 ... A / D converter, 4 ... Memory,
5 ... Image processing circuit, 6 ... External recording circuit, 7 ... AE / AWB processing circuit, 8 ... Control circuit, 9 ... Bandpass filter, 10 ... Integration circuit, 11 ... AF arithmetic circuit 11, 12 ... C
PU, 13 ... Motor, 14 ... Focus control mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04N 5/232 G03B 3/00 A
Claims (4)
像素子と、 前記撮像素子から出力される撮像信号を用いて焦点評価
値を演算する評価値演算回路と、 前記評価値演算回路により演算される焦点評価値を最大
にするように、前記撮影レンズを至近側および遠距離側
に駆動する駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、 前記評価値演算回路により演算される焦点評価値と前記
駆動信号による前記撮影レンズの駆動方向とに応じて前
記駆動信号の出力を停止するように前記駆動信号出力回
路を制御する制御回路とを備えることを特徴とする焦点
検出装置。1. An image pickup device for picking up a subject image through a taking lens, an evaluation value calculation circuit for calculating a focus evaluation value by using an image pickup signal output from the image pickup device, and calculation by the evaluation value calculation circuit. A drive signal output circuit that outputs a drive signal that drives the photographing lens to the close-up side and the long-distance side so as to maximize the focus evaluation value, a focus evaluation value calculated by the evaluation value calculation circuit, and the drive signal. And a control circuit for controlling the drive signal output circuit so as to stop the output of the drive signal according to the drive direction of the photographing lens.
記焦点評価値が前記最大値から減少を始めるときの前記
撮影レンズの駆動方向によって前記駆動信号の出力を停
止させることを特徴とする焦点検出装置。2. The focus detection device according to claim 1, wherein the control circuit changes the driving direction of the photographing lens when the focus evaluation value starts decreasing from the maximum value with the driving of the photographing lens. A focus detection device characterized by stopping the output of the drive signal.
とき、前記駆動信号の出力を停止させることを特徴とす
る焦点検出装置。3. The focus detection device according to claim 2, wherein the control circuit stops the output of the drive signal when the driving direction of the photographing lens is the closest side.
のとき、前記駆動信号の出力を継続させることを特徴と
する焦点検出装置。4. The focus detection device according to claim 2, wherein the control circuit continues to output the drive signal when the driving direction of the photographing lens is on the far distance side. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002014587A JP2003215438A (en) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Focus detector |
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004015476A1 (en) * | 2002-08-07 | 2004-02-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Focusing device |
| JP2007322978A (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Pentax Corp | Focus detection method and focus detection device |
-
2002
- 2002-01-23 JP JP2002014587A patent/JP2003215438A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7593054B2 (en) | 2002-08-07 | 2009-09-22 | Panasonic Corporation | Focusing apparatus |
| JP2007322978A (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Pentax Corp | Focus detection method and focus detection device |
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