JP2004287455A - Imaging apparatus and its focus display method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform accurate focus display regardless of a subject during manual focus control. <P>SOLUTION: When focusing is performed by rotating a focus ring, the sign of the inclination of a focus signal is inverted when passing through a focusing position, so that a control microcomputer 8' stores the position of a focus lens 1, which is obtained when the sign is inverted. When a certain fixed range before and behind the stored position is set as a focusing range and the lens gets out of the range, a fact that it is front focus or rear focus is displayed in accordance with a direction where the lens gets out. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カメラ一体型ビデオテープレコーダ（以下「カムコーダ」という）等の撮像装置、さらに詳細にはマニュアルフォーカス制御時のピント表示に関するものである。   The present invention relates to an image pickup apparatus such as a camera-integrated video tape recorder (hereinafter, referred to as a “camcorder”), and more particularly to a focus display during manual focus control.

カムコーダ等の撮像装置におけるフォーカス制御系としては、例えば図４に示すものがある。この図において、被写体（図示せず）からの光はフォーカスレンズ１により集光され、アイリス２において適当な光量に調整されてＣＣＤ撮像素子３に結像する。そして、ここで映像信号に変換され、サンプル／ホールド及びＡＧＣ回路４においてノイズ除去とレベル調整を受けた後、Ａ／Ｄ変換器５によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された映像信号は、カメラ信号処理部６において、Ｙ／Ｃ分離、ガンマ補正等のカメラ信号処理を施される。カメラ信号処理部６の出力信号は、図示されていない記録再生回路へ送られ、所定の記録再生処理を施される。カメラ信号処理部６内で分離された輝度信号はオートフォーカス（ＡＦ）検波部７へ送られる。   As an example of a focus control system in an imaging device such as a camcorder, there is one shown in FIG. In this figure, light from a subject (not shown) is condensed by a focus lens 1, adjusted to an appropriate light amount by an iris 2, and forms an image on a CCD image sensor 3. Then, the signal is converted into a video signal, subjected to noise removal and level adjustment in a sample / hold and AGC circuit 4, and then converted to a digital signal by an A / D converter 5. The video signal converted into the digital signal is subjected to camera signal processing such as Y / C separation and gamma correction in the camera signal processing unit 6. The output signal of the camera signal processing unit 6 is sent to a recording / reproducing circuit (not shown), and is subjected to a predetermined recording / reproducing process. The luminance signal separated in the camera signal processing unit 6 is sent to an autofocus (AF) detection unit 7.

オートフォーカス検波部７は、図５に示すように、輝度信号の高域成分を通すハイパスフィルタ（又はバンドパスフィルタ）７１と、このフィルタ７１の出力を整流する整流回路７２と、整流回路７２の出力からオートフォーカス用の測距枠内の輝度信号を抽出するためのゲート回路７３と、ゲート回路７３の出力を検波することによりフィールド内の高域成分を検出して焦点信号を作成する検波回路７４とから構成されている。検波回路７４としては平均値検波、ピーク値検波および、両者の中間的検波方法等が用いられている。   As shown in FIG. 5, the autofocus detector 7 includes a high-pass filter (or band-pass filter) 71 that passes a high-frequency component of the luminance signal, a rectifier circuit 72 that rectifies the output of the filter 71, and a rectifier circuit 72. A gate circuit 73 for extracting a luminance signal in the auto-focusing frame from the output, and a detection circuit for detecting a high-frequency component in the field by detecting an output of the gate circuit 73 to create a focus signal 74. As the detection circuit 74, an average value detection, a peak value detection, an intermediate detection method between them, and the like are used.

図５に示したオートフォーカス検波部７が作成した焦点信号のレベルとピント位置との関係の一例を図６に示す。このように、焦点信号のレベルは合焦位置においてピークになる。   FIG. 6 shows an example of the relationship between the level of the focus signal and the focus position created by the autofocus detector 7 shown in FIG. Thus, the level of the focus signal reaches a peak at the in-focus position.

再び図４の説明に戻る。オートフォーカス検波部７で作成された焦点信号は制御マイクロコンピュータ（以下「マイクロコンピュータ」を「マイコン」と略す）８へ送られる。   Returning to the description of FIG. The focus signal created by the autofocus detector 7 is sent to a control microcomputer (hereinafter, "microcomputer" is abbreviated to "microcomputer") 8.

オートフォーカス制御時には、制御マイコン８は、焦点信号のレベルが大きくなる方向にフォーカスレンズ１を移動させるためのモータ制御信号をモータ駆動回路９へ与える。モータ駆動回路９はモータ制御信号に応じた方向と速度でモータ１０を回転させる。つまり、焦点信号のレベルのピークが検出される位置にフォーカスレンズ１を移動させるように閉ループが構成されている。このオートフォーカス制御は、焦点信号のレベルのピークを検出するものであるため、山登り制御と呼ばれている。   At the time of autofocus control, the control microcomputer 8 supplies a motor control signal for moving the focus lens 1 in a direction in which the level of the focus signal increases to the motor drive circuit 9. The motor drive circuit 9 rotates the motor 10 in a direction and a speed according to the motor control signal. That is, a closed loop is configured to move the focus lens 1 to a position where the peak of the level of the focus signal is detected. This autofocus control is called hill-climbing control because it detects the peak of the level of the focus signal.

一方、マニュアルフォーカス制御時には、フォーカスリング回転検出部１１によりユーザーが操作したフォーカスリングの回転を検出し、制御マイコン８がその回転状態に応じた制御信号をモータ駆動回路９に与える。このとき、制御マイコン８はオートフォーカス検波部７からの焦点信号をもとにピント状態（前ピン、後ピン、合焦）を判断し、ピント表示部１２へ指示を送る。   On the other hand, at the time of manual focus control, the rotation of the focus ring operated by the user is detected by the focus ring rotation detection unit 11, and the control microcomputer 8 supplies a control signal corresponding to the rotation state to the motor drive circuit 9. At this time, the control microcomputer 8 determines the focus state (front focus, rear focus, focus) based on the focus signal from the auto focus detection unit 7, and sends an instruction to the focus display unit 12.

図７に焦点信号の傾きとピント位置の関係を示す。傾きが正の時は前ピン（被写体の手前にピントが合っている状態）、傾きが負の時は後ピン（被写体の後ろにピントが合っている状態）となり、合焦位置では傾きは０となる。   FIG. 7 shows the relationship between the inclination of the focus signal and the focus position. When the inclination is positive, the front is focused (state in front of the subject is in focus), and when the inclination is negative, the rear is focused (state in focus behind the subject), and the inclination is 0 at the in-focus position. It becomes.

そこでフォーカスレンズを微小に動かし、焦点信号の変化（傾き）を検出することでピント方向を知ることができる。また、焦点信号のレベルがある程度以上あり、焦点信号の傾きが小さいとき（合焦判定レベル以下）は合焦とみなすことができる。そしてこれを表示することで、ユーザーは解像度の低いファインダーでも精度の高いピント合わせを行なうことができる。   Then, the focus direction can be known by moving the focus lens minutely and detecting a change (inclination) of the focus signal. Further, when the level of the focus signal is at least a certain level and the inclination of the focus signal is small (below the focus determination level), it can be regarded as in focus. By displaying this, the user can perform highly accurate focusing even with a viewfinder having a low resolution.

図８にピント表示の例を示す。ユーザーは前ピン、後ピンの表示方向に従ってフォーカスリングを動かし、合焦マークが出ることで合焦位置を知ることができる。   FIG. 8 shows an example of focus display. The user moves the focus ring in accordance with the display direction of the front focus and the rear focus, and can know the focus position by displaying a focus mark.

ここで光学における合焦の定義について述べる。被写体から出た光はレンズを通って再び収束し、結像する。この結像位置は被写体のある一点から出た光が再び一点に収束する位置である。スチルカメラではこの位置にフィルムを、また撮像装置ではこの位置にＣＣＤ等の撮像素子を置き、被写体像を取り込んでいる。この位置の前後では、光は一点ではなく、円（錯乱円という）となる。そして結像位置からずれるにつれ、錯乱円は大きくなり、像はボケることになる。しかし、錯乱円の大きさが撮像素子の画素よりも小さい場合、ボケを検出することはできない。つまり、この範囲では像はボケていない、すなわちピントがあっている（合焦）といえる。   Here, the definition of focusing in optics will be described. Light emitted from the subject converges again through the lens and forms an image. This image forming position is a position at which light emitted from one point of the subject converges again to one point. In a still camera, a film is placed at this position, and in an imaging device, an image pickup device such as a CCD is placed at this position to capture a subject image. Before and after this position, the light is not a point but a circle (referred to as a circle of confusion). As the position deviates from the image forming position, the circle of confusion increases and the image becomes blurred. However, if the size of the circle of confusion is smaller than the pixel of the image sensor, blur cannot be detected. In other words, it can be said that the image is not blurred in this range, that is, the image is in focus (focused).

このように、光学では錯乱円の大きさが撮像装置の画素より小さい場合を合焦と定義し、この範囲を合焦範囲という。合焦範囲はレンズの焦点距離、Ｆナンバー等に依存するが、被写体の形状、空間周波数等には依存しない。   As described above, in optics, the case where the size of the circle of confusion is smaller than the pixel of the imaging device is defined as focusing, and this range is called a focusing range. The focusing range depends on the focal length of the lens, the F-number, etc., but does not depend on the shape of the subject, the spatial frequency, and the like.

特開平６−１１３１８４号公報JP-A-6-113184

焦点信号の形状は被写体の形状、コントラスト、空間周波数等により異なる。例えば図９に示すように、被写体Ａでは焦点信号のピーク付近の形状はなだらかであるが、被写体Ｂでは尖った形状である。これらの被写体Ａ，Ｂに関して焦点信号の傾きを示すと図１０のようになる。   The shape of the focus signal differs depending on the shape of the subject, contrast, spatial frequency, and the like. For example, as shown in FIG. 9, the shape near the peak of the focus signal in the subject A is gentle, but the shape in the subject B is sharp. FIG. 10 shows the inclination of the focus signal for these subjects A and B.

ピント表示では焦点信号の傾きの大きさがある程度以下である範囲を合焦と判断するが、被写体Ａではその範囲は広く、被写体Ｂでは狭くなってしまう。この結果、被写体Ａでは合焦判断の精度が低く、正確な合焦が得られなくなる。一方、被写体Ｂでは合焦判断の精度が高すぎるため、実際にはピントが合っている状態でも合焦と判断されず、ピント合わせが困難となる。   In the focus display, a range where the magnitude of the inclination of the focus signal is smaller than a certain level is determined to be in focus. However, the range is wide for the subject A and narrow for the subject B. As a result, the accuracy of focus determination is low for the subject A, and accurate focusing cannot be obtained. On the other hand, since the accuracy of the focus determination is too high for the subject B, it is not determined that the focus is in reality even in the focused state, and it is difficult to focus.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、被写体によらず正確なピント表示を行なうことにより、ユーザーが被写体によらずスムーズかつ正確なピント合わせを容易に行なえるようにした撮像装置及びそのピント表示方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and performs accurate focus display regardless of a subject so that a user can easily perform smooth and accurate focusing regardless of a subject. It is an object of the present invention to provide an imaging device and a focus display method thereof.

上述した目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、撮像素子の出力信号の所定の周波数成分から焦点信号を作成する焦点信号作成手段と、フォーカスレンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、前記焦点信号から検出された合焦点でのフォーカスレンズの位置を記憶する第１の記憶手段と、前記フォーカスレンズの合焦範囲を記憶する第２の記憶手段と、前記焦点信号作成手段の出力と、前記第１の記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの位置と、前記第２の記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの合焦範囲と、現在のフォーカスレンズの位置とに基づいて、合焦判断を行う合焦判断手段と、前記合焦判断手段による合焦判断の結果を表示する表示手段とを備える。そして、前記合焦判断手段は、合焦位置でのフォーカスレンズの位置と、現在のフォーカスレンズの位置情報に応じて合焦判定レベルを変化させることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, an image pickup apparatus according to the present invention includes a focus signal generating unit that generates a focus signal from a predetermined frequency component of an output signal of an image sensor, and a lens position detecting unit that detects a position of a focus lens A first storage unit that stores a position of the focus lens at a focal point detected from the focus signal; a second storage unit that stores a focus range of the focus lens; Based on the output, the position of the focus lens stored in the first storage means, the focusing range of the focus lens stored in the second storage means, and the current position of the focus lens. The apparatus includes a focus determination unit for performing a focus determination, and a display unit for displaying a result of the focus determination by the focus determination unit. Then, the focus determining means changes the focus determination level according to the position of the focus lens at the focus position and the current position information of the focus lens.

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る撮像装置のピント表示方法は、フォーカスレンズの合焦範囲を記憶しておき、撮像素子の出力信号の所定の周波数成分から焦点信号を作成し、前記焦点信号から合焦点が検出されたときに当該合焦点でのフォーカスレンズの移動位置を記憶し、前記焦点信号と、記憶されている前記フォーカスレンズの移動位置と、予め記憶されている前記フォーカスレンズの合焦範囲と、現在のフォーカスレンズの移動位置とに基づいて、合焦判断を行い、前記合焦判断は合焦位置でのフォーカスレンズの位置と現在のフォーカスレンズの位置情報に応じて合焦判定レベルを変化させ、前記合焦判断の結果を表示する。   In order to achieve the above-described object, a focus display method of an imaging apparatus according to the present invention stores a focus range of a focus lens and generates a focus signal from a predetermined frequency component of an output signal of an image sensor. When a focus point is detected from the focus signal, the focus lens movement position at the focus point is stored, and the focus signal, the stored focus lens movement position, and the focus lens movement position are stored in advance. Focus determination is performed based on the focus range of the focus lens and the current movement position of the focus lens, and the focus determination is based on the focus lens position at the focus position and the current focus lens position information. The focus determination level is changed accordingly, and the result of the focus determination is displayed.

以上詳細に説明したように、本発明に係る撮像装置及びそのピント表示方法によれば、
撮像素子の出力信号の所定の周波数成分から作成した焦点信号から検出された合焦点でのフォーカスレンズの位置と、予め記録されたフォーカスレンズの位置における合焦範囲と、現在のフォーカスレンズの位置とに基づいて、合焦判断を行ない、その結果を表示しているので、ユーザは被写体によらずスムーズかつ正確なピント合わせを容易に行なうことができる。 As described above in detail, according to the imaging apparatus and the focus display method of the present invention,
The position of the focus lens at the focal point detected from the focus signal created from the predetermined frequency component of the output signal of the image sensor, the focusing range at the previously recorded focus lens position, and the current focus lens position , And the result is displayed, so that the user can easily perform smooth and accurate focusing regardless of the subject.

また、焦点信号の傾きの符号が反転した場合、現在のフォーカスレンズの位置と前記焦点信号から合焦点が検出されたときのフォーカスレンズの位置との差が合焦範囲内であるか否かを検出し、合焦範囲内である場合には、合焦判定レベルを大きくし、合焦範囲外である場合には合焦判定レベルを小さくすることにより、手振れ等に影響されずにスムーズかつ正確なピント合わせを容易に行なうことができる。   Further, when the sign of the inclination of the focus signal is inverted, it is determined whether or not the difference between the current position of the focus lens and the position of the focus lens when the focus is detected from the focus signal is within the focus range. Detects and raises the focus determination level when it is within the focusing range, and lowers it when it is out of the focusing range, so that it is smooth and accurate without being affected by camera shake etc. A simple focusing can be easily performed.

以下本発明の実施例について図面を参照しながら、
〔１〕合焦判断の原理
〔２〕本発明を適用した撮像装置
（１）撮像装置の構成
（２）撮像装置の動作
（３）制御マイコンの処理
（４）手振れ等の影響を考慮した制御マイコンの処理
の順序で詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention, with reference to the drawings,
[1] Principle of focus determination [2] Imaging apparatus to which the present invention is applied (1) Configuration of imaging apparatus (2) Operation of imaging apparatus (3) Processing of control microcomputer (4) Control considering influence of camera shake and the like This will be described in detail in the order of processing by the microcomputer.

〔１〕合焦判断の原理
まず本発明における合焦判断の原理について説明する。図７あるいは図１０に見られるように、ユーザーがフォーカスリングを回転させてピント合わせをしている時、焦点信号の傾きは合焦位置を通過する瞬間にその符号が反転する。そこで、符号が反転するときのフォーカスレンズの位置を記憶しておき、その前後のある一定の範囲を合焦範囲とする。ある一定の範囲は光学的合焦範囲（焦点深度）に相当するもので、フォーカスレンズのＦナンバーと焦点距離、及び撮像素子の大きさから予め計算され、被写体には依存しない。なお、実際にはこの一定の範囲は光学的合焦範囲とほぼ等しければよい。このようにすれば、被写体によらず一定の精度を保証した正確な合焦判断をすることが出来る。 [1] Principle of Focus Determination First, the principle of focus determination in the present invention will be described. As shown in FIG. 7 or FIG. 10, when the user rotates the focus ring to perform focusing, the sign of the inclination of the focus signal is inverted at the moment when the user passes the focus position. Therefore, the position of the focus lens when the sign is inverted is stored, and a certain range before and after that is set as a focusing range. The certain range corresponds to the optical focusing range (depth of focus), and is calculated in advance from the F-number and the focal length of the focus lens and the size of the image sensor, and does not depend on the subject. Actually, this fixed range only needs to be approximately equal to the optical focusing range. In this way, it is possible to make an accurate focus determination while guaranteeing a certain accuracy regardless of the subject.

〔２〕本発明を適用した撮像装置
（１）撮像装置の構成
図１は本発明を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。ここで、図４と同一の部分には同一の番号が付してある。 [2] Imaging apparatus to which the present invention is applied (1) Configuration of imaging apparatus FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus to which the present invention is applied. Here, the same portions as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

本発明を適用した撮像装置は、被写体（図示せず）からの光を集光するフォーカスレンズ１と、フォーカスレンズ１を通過した光の量を調整するアイリス２と、アイリス２を通過した被写体の像を映像信号に変換するＣＣＤ撮像素子３と、ＣＣＤ撮像素子３の出力映像信号のノイズ除去とレベル調整を行なうサンプル／ホールド及びＡＧＣ回路４と、サンプル／ホールド及びＡＧＣ回路４の出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器５と、Ａ／Ｄ変換器５のデジタル出力に対してＹ／Ｃ分離、ガンマ補正等の信号処理を施すカメラ信号処理部６とを備えている。   An imaging apparatus to which the present invention is applied includes a focus lens 1 for condensing light from a subject (not shown), an iris 2 for adjusting the amount of light passing through the focus lens 1, and a A CCD imaging device 3 for converting an image into a video signal; a sample / hold and AGC circuit 4 for removing noise and adjusting a level of an output video signal of the CCD imaging device 3; and digitizing an output of the sample / hold and AGC circuit 4 A / D converter 5 and a camera signal processing unit 6 that performs signal processing such as Y / C separation and gamma correction on the digital output of the A / D converter 5.

また、本発明を適用した撮像装置は、カメラ信号処理部６内で分離された輝度信号からオートフォーカス制御用の焦点信号を作成して後述する制御マイコン８'へ送るオートフォーカス検波部７と、オートフォーカス及びマニュアルフォーカスの制御動作（詳細は後述）を司る制御マイコン８'と、制御マイコン８'から送られて来るモータ制御信号に応じてモータ１０を駆動するモータ駆動回路９と、モータ駆動回路９により駆動され、フォーカスレンズ１を移動させるモータ１０とを備えている。   Further, the imaging apparatus to which the present invention is applied includes an auto-focus detection unit 7 that creates a focus signal for auto-focus control from the luminance signal separated in the camera signal processing unit 6 and sends the focus signal to a control microcomputer 8 ′ described later; A control microcomputer 8 'for controlling auto focus and manual focus (details will be described later), a motor drive circuit 9 for driving a motor 10 in response to a motor control signal sent from the control microcomputer 8', and a motor drive circuit 9 and a motor 10 for moving the focus lens 1.

さらに、本発明を適用した撮像装置は、マニュアルフォーカス時にフォーカスリング（図示せず）の回転を検出して制御マイコン８'へ送るフォーカスリング回転検出部１１と、マニュアルフォーカス時に制御マイコン８'から送られて来るピント状態の表示制御信号にしたがってピント表示を行なうピント表示部１２と、フォーカスレンズ１の位置を検出して制御マイコン８'へ送るフォーカスレンズ位置検出部１３とを備えている。フォーカスレンズ位置検出部１３は、例えばモータ１０がＤＣモータの場合には、モータ１０の回転量をロータリーエンコーダで積算することにより実現できる。この場合、フォーカスレンズ１の位置をポテンショメーターで直接観測してもよい。また、モータ１０がパルスモータ（ステップモータ）の場合には、制御マイコン８'内でパルスモータの回転量指令値を積算することにより、モータ１０の回転あるいはフォーカスレンズ１の位置を検出するための素子を要せずに制御マイコン８'内で実現できる。   Further, the image pickup apparatus to which the present invention is applied includes a focus ring rotation detecting unit 11 which detects rotation of a focus ring (not shown) during manual focusing and sends the rotation to a control microcomputer 8 ', and a control ring 8' A focus display unit 12 that performs focus display in accordance with a received focus state display control signal, and a focus lens position detection unit 13 that detects the position of the focus lens 1 and sends the position to the control microcomputer 8 '. For example, when the motor 10 is a DC motor, the focus lens position detection unit 13 can be realized by integrating the rotation amount of the motor 10 with a rotary encoder. In this case, the position of the focus lens 1 may be directly observed with a potentiometer. When the motor 10 is a pulse motor (step motor), the control microcomputer 8 ′ integrates the rotation amount command value of the pulse motor to detect the rotation of the motor 10 or the position of the focus lens 1. This can be realized in the control microcomputer 8 'without using any element.

（２）撮像装置の動作
次に、図１に示した装置の動作を説明する。図１において、被写体（図示せず）からの光はフォーカスレンズ１により集光され、アイリス２において適当な光量に調整されてＣＣＤ撮像素子３に結像する。そして、ここで映像信号に変換され、サンプル／ホールド及びＡＧＣ回路４においてノイズ除去とレベル調整を受けた後、Ａ／Ｄ変換器５によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された映像信号は、カメラ信号処理部６において、Ｙ／Ｃ分離、ガンマ補正等のカメラ信号処理を施される。カメラ信号処理部６の出力信号は、図示されていない記録再生回路へ送られ、所定の記録再生処理を施される。カメラ信号処理部６内で分離された輝度信号は、オートフォーカス検波部７へ送られる。 (2) Operation of Imaging Apparatus Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, light from a subject (not shown) is condensed by a focus lens 1, adjusted to an appropriate light amount by an iris 2, and forms an image on a CCD image sensor 3. Then, the signal is converted into a video signal, subjected to noise removal and level adjustment in a sample / hold and AGC circuit 4, and then converted to a digital signal by an A / D converter 5. The video signal converted into the digital signal is subjected to camera signal processing such as Y / C separation and gamma correction in the camera signal processing unit 6. The output signal of the camera signal processing unit 6 is sent to a recording / reproducing circuit (not shown), and is subjected to a predetermined recording / reproducing process. The luminance signal separated in the camera signal processing unit 6 is sent to the auto focus detection unit 7.

オートフォーカス検波部７は、入力された輝度信号から焦点信号を作成し制御マイコン８'へ送る。制御マイコン８'は、オートフォーカス制御時とマニュアルフォーカス制御時とで異なる動作を行なう。   The auto-focus detector 7 creates a focus signal from the input luminance signal and sends it to the control microcomputer 8 '. The control microcomputer 8 'operates differently between the time of auto focus control and the time of manual focus control.

オートフォーカス制御時には、制御マイコン８'は焦点信号のレベルが大きくなる方向にフォーカスレンズ１を移動させるためのモータ制御信号をモータ駆動回路９へ与える。モータ駆動回路９はモータ制御信号に応じた方向と速度でモータ１０を回転させる。この結果、焦点信号のレベルがピークになるようにフォーカスレンズ１の位置が自動的に制御される。本発明はマニュアルフォーカス制御時の動作に関するものなので、オートフォーカス制御に関してはこれ以上は説明しない。   At the time of autofocus control, the control microcomputer 8 ′ supplies a motor control signal for moving the focus lens 1 to the motor drive circuit 9 in a direction in which the level of the focus signal increases. The motor drive circuit 9 rotates the motor 10 in a direction and a speed according to the motor control signal. As a result, the position of the focus lens 1 is automatically controlled so that the level of the focus signal becomes a peak. Since the present invention relates to the operation at the time of manual focus control, the auto focus control will not be described further.

マニュアルフォーカス制御時には、ユーザーがフォーカスリングを回転させてピント合わせをすると、合焦位置を通過するときに焦点信号の傾きの符号が反転するので、制御マイコン８'は、フォーカスレンズ位置検出部１３の出力に基づいてその符号が反転した時のフォーカスレンズ１の位置を記憶する。そして、記憶した位置の前後のある一定の範囲を合焦範囲とし、その範囲から出たときには、出た方向に応じて前ピンあるいは後ピンであることを示す表示制御信号をピント表示部１２へ送る。ピント表示部１２はこの表示制御信号にしたがって合焦、前ピン、あるいは後ピンの表示を行なう。ユーザーはこのピント表示部１２における表示内容を見ながらフォーカスリングを回転させることにより、フォーカスレンズ１の位置を合焦範囲に収めることができる。なお、ユーザーが操作する部材をフォーカスリングではなく、レバーやスイッチとし、その操作方向等を検出するように構成してもよい。   At the time of manual focus control, when the user rotates the focus ring to perform focusing, the sign of the inclination of the focus signal is inverted when passing through the focus position. The position of the focus lens 1 when the sign is inverted based on the output is stored. Then, a certain range before and after the stored position is set as a focus range, and when it comes out of the range, a display control signal indicating that it is the front focus or the rear focus according to the direction in which it comes out is sent to the focus display unit 12. send. The focus display unit 12 displays the focus, the front focus, or the rear focus according to the display control signal. The user can keep the position of the focus lens 1 within the focusing range by rotating the focus ring while watching the display contents on the focus display section 12. The member operated by the user may be a lever or a switch instead of the focus ring, and the operation direction or the like may be detected.

（３）制御マイコンの処理
図２はマニュアルフォーカス制御時の制御マイコン８'の処理の一例を示すフローチャートである。この図に示すように、制御マイコン８'は、図１のオートフォーカス検波部７から送られて来る焦点信号の傾きの符号が反転したかどうかを判断する（ステップＳ１）。そして、反転していれば、その時のフォーカスレンズの位置を内部のメモリ（図示せず）に記憶（ステップＳ２）した後、ステップＳ３へ移行する。ステップＳ１で符号が反転していたと判断されなかったときは、そのままステップＳ３へ移行する。 (3) Processing of Control Microcomputer FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing of the control microcomputer 8 'during manual focus control. As shown in the figure, the control microcomputer 8 'determines whether or not the sign of the inclination of the focus signal sent from the autofocus detector 7 in FIG. 1 has been inverted (step S1). If the focus lens is inverted, the position of the focus lens at that time is stored in an internal memory (not shown) (step S2), and the process proceeds to step S3. If it is not determined in step S1 that the sign has been inverted, the process directly proceeds to step S3.

ステップＳ３では、現在のフォーカスレンズ１の位置とメモリに記憶されたフォーカスレンズ１の位置とを比較し、その差がある一定の範囲内かどうかを判断する。なお、この一定の範囲の値はあらかじめ制御マイコン内のメモリ（ＲＯＭ等）に格納されている。そして、一定の範囲内であれば、合焦と判断し、ピント表示部１２において合焦表示を行なうための表示制御信号を出力する（ステップＳ４）。もし、一定の範囲内でなければ、合焦でないと判断し、現在のフォーカスレンズ１の位置がメモリに記憶されているフォーカスレンズの位置の前方か後方かに応じて、前ピンまたは後ピンの表示を行なうための表示制御信号を出力する（ステップＳ５）。   In step S3, the current position of the focus lens 1 is compared with the position of the focus lens 1 stored in the memory, and it is determined whether the difference is within a certain range. The value in the certain range is stored in a memory (ROM or the like) in the control microcomputer in advance. If it is within a certain range, it is determined that the image is in focus, and the focus display unit 12 outputs a display control signal for performing in-focus display (step S4). If it is not within a certain range, it is determined that the focus is not in focus, and the current focus lens 1 position is set to the front focus or the rear focus depending on whether the current focus lens 1 position is ahead or behind the focus lens position stored in the memory. A display control signal for performing display is output (step S5).

前記ステップＳ１〜Ｓ５は、被写体を撮像して得た映像信号の垂直同期信号の周期で繰り返す無限ループとなっている。   Steps S1 to S5 are an infinite loop that repeats at the cycle of the vertical synchronization signal of the video signal obtained by imaging the subject.

（４）手振れ等の影響を考慮した制御マイコンの処理
焦点信号が図６の様に理想的な形状の場合、前述した手法のみで正確な合焦判断が可能であるが、手振れ等による焦点信号の変動が存在した場合、合焦位置以外で焦点信号の傾きの符号が反転することがある。そこで、本発明では、さらに制御マイコン８'が図３のように処理することにより、正確、かつ手振れ等の影響にも強い合焦判断を行なうことが出来る。 (4) Processing by the control microcomputer in consideration of the influence of camera shake etc. When the focus signal has an ideal shape as shown in FIG. 6, accurate focusing judgment can be made only by the above-described method. In some cases, the sign of the inclination of the focus signal may be inverted at a position other than the in-focus position. Therefore, in the present invention, the control microcomputer 8 'further performs the processing as shown in FIG. 3, so that it is possible to make an in-focus determination that is accurate and strong against the influence of camera shake.

図３において、ステップＳ１１，１２，１３は図２のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３と同じである。また、図３のステップ１７，１８も図２のステップＳ４，Ｓ５と同じである。つまり、ステップＳ１４，１５，１６が付加されている点が図２と相違する。なお、全ステップが映像信号の垂直同期信号の周期で繰り返す無限ループとなっている点は図２と同じである。以下ステップＳ１４，１５，１６について説明する。   3, steps S11, S12, and S13 are the same as steps S1, S2, and S3 in FIG. Steps 17 and 18 in FIG. 3 are the same as steps S4 and S5 in FIG. That is, the difference from FIG. 2 is that steps S14, S15, S16 are added. Note that all steps are in an infinite loop that repeats in the cycle of the vertical synchronization signal of the video signal, as in FIG. Hereinafter, steps S14, S15, and S16 will be described.

ステップＳ１４は、ステップＳ１３で現在のフォーカスレンズ１の位置とメモリに記憶されたフォーカスレンズ１の位置との差がある一定の範囲内である場合に、図１０で説明した合焦判定レベルを大きくする処理である。そして、ステップＳ１５は、ある一定の範囲内でない場合にこの合焦判定レベルを小さくする処理である。   In step S14, when the difference between the current position of the focus lens 1 in step S13 and the position of the focus lens 1 stored in the memory is within a certain range, the focus determination level described in FIG. This is the processing to be performed. Then, step S15 is a process of reducing the focus determination level when it is not within a certain range.

この二つの処理の意味について説明する。フォーカスレンズ１の位置とメモリに記憶されたフォーカスレンズ１の位置との差がある一定の範囲内であるということは合焦範囲にあるということである。そして、図６又は図９から明らかなように、焦点信号の傾きは合焦位置から外れるにしたがって大きくなる。つまり、合焦範囲外における焦点信号の傾きは合焦範囲内における焦点信号の傾きよりも絶対値が大きくなる。したがって、手振れ等により合焦範囲外で焦点信号の符号が反転した場合には、その傾きの変化幅が大きくなる。   The meaning of these two processes will be described. If the difference between the position of the focus lens 1 and the position of the focus lens 1 stored in the memory is within a certain range, it means that the camera is in the focusing range. Then, as is clear from FIG. 6 or FIG. 9, the inclination of the focus signal increases as the focus signal deviates from the in-focus position. That is, the absolute value of the gradient of the focus signal outside the focusing range is larger than the gradient of the focus signal within the focusing range. Therefore, when the sign of the focus signal is inverted outside the focusing range due to camera shake or the like, the change width of the inclination becomes large.

そこで、合焦範囲外で焦点信号の符号が反転した場合には、ステップＳ１５で合焦判定レベルを小さくする。これに対して、合焦範囲内で焦点信号の符号が反転した場合には、ステップＳ１４で合焦判定レベルを大きくする。そして、次のステップＳ１６では、焦点信号の傾きが合焦判定レベル以下かどうかを判断する。これにより、手振れ等により合焦範囲外の位置において焦点信号の傾きの符号が反転した場合には、ほとんどの被写体で合焦判定レベルを越えるため合焦とみなされなくなる。一方、合焦範囲内で焦点信号の傾きの符号が反転した場合、合焦範囲内では合焦判定レベルが大きいので、ほとんどの被写体で合焦と判断される。したがって、誤った合焦判断をなくすと共に精度の一定した正確な合焦判断が可能となる。   Therefore, when the sign of the focus signal is inverted outside the focusing range, the focus determination level is reduced in step S15. On the other hand, when the sign of the focus signal is inverted within the focus range, the focus determination level is increased in step S14. Then, in the next step S16, it is determined whether or not the inclination of the focus signal is equal to or less than the focus determination level. Accordingly, when the sign of the inclination of the focus signal is inverted at a position outside the focusing range due to camera shake or the like, most subjects exceed the focus determination level and are not regarded as being in focus. On the other hand, when the sign of the inclination of the focus signal is reversed within the focusing range, the focus determination level is large within the focusing range, so that most subjects are determined to be in focus. Therefore, it is possible to eliminate erroneous focus determination and perform accurate focus determination with constant accuracy.

本発明を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device to which the present invention has been applied. 本発明を適用した撮像装置におけるマニュアルフォーカス制御時の制御マイコンの動作の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of an operation of a control microcomputer at the time of manual focus control in an imaging device to which the present invention has been applied. 本発明を適用した撮像装置におけるマニュアルフォーカス制御時の制御マイコンの動作の他の一例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating another example of the operation of the control microcomputer at the time of manual focus control in the imaging device to which the present invention has been applied. 従来の撮像装置におけるフォーカス制御系の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a focus control system in a conventional imaging device. 図４のフォーカス制御系におけるオートフォーカス検波部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an autofocus detection unit in the focus control system of FIG. 4. 焦点信号のレベルとピント位置との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a focus signal level and a focus position. 焦点信号の傾きとピント位置の関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a focus signal inclination and a focus position. ピント表示の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of focus display. 被写体Ａ，Ｂの焦点信号のレベルとピント位置との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the level of a focus signal of subjects A and B and a focus position. 図９の被写体Ａ，Ｂの焦点信号の傾きとピント位置との関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the inclination of focus signals of subjects A and B in FIG. 9 and the focus position.

符号の説明Explanation of reference numerals

１ フォーカスレンズ、７ オートフォーカス検波部、８，８' 制御マイコン、１０ モータ、１２ ピント表示部、１３ フォーカスレンズ位置検出部

1 focus lens, 7 auto focus detector, 8, 8 'control microcomputer, 10 motor, 12 focus display, 13 focus lens position detector

Claims (10)

撮像素子の出力信号の所定の周波数成分から焦点信号を作成する焦点信号作成手段と、
フォーカスレンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、
前記焦点信号から検出された合焦点でのフォーカスレンズの位置を記憶する第１の記憶手段と、
前記フォーカスレンズの合焦範囲を記憶する第２の記憶手段と、
前記焦点信号作成手段の出力と、前記第１の記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの位置と、前記第２の記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの合焦範囲と、現在のフォーカスレンズの位置とに基づいて、合焦判断を行う合焦判断手段と、
前記合焦判断手段による合焦判断の結果を表示する表示手段とを備え、
前記合焦判断手段は、合焦位置でのフォーカスレンズの位置と、現在のフォーカスレンズの位置情報に応じて合焦判定レベルを変化させることを特徴とする撮像装置。 Focus signal creating means for creating a focus signal from a predetermined frequency component of the output signal of the image sensor,
Lens position detecting means for detecting the position of the focus lens;
First storage means for storing a position of the focus lens at a focal point detected from the focus signal;
Second storage means for storing a focus range of the focus lens;
The output of the focus signal generating means, the position of the focus lens stored in the first storage means, the focus range of the focus lens stored in the second storage means, and the current focus lens Focus determination means for performing focus determination based on the position;
Display means for displaying the result of the focus determination by the focus determination means,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the focus determination unit changes a focus determination level according to a position of the focus lens at a focus position and current position information of the focus lens. 前記第１の記憶手段は、前記焦点信号から合焦点が検出された時のフォーカスレンズの位置を記憶し、
前記合焦判断手段は、現在のフォーカスレンズの位置と前記第１の記憶手段に記憶されたフォーカスレンズの位置との差が前記合焦範囲内であるか否かを検出し、合焦範囲内である場合には合焦と判断することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 The first storage unit stores a position of a focus lens when a focal point is detected from the focus signal,
The in-focus determining unit detects whether a difference between the current position of the focus lens and the position of the focus lens stored in the first storage unit is within the in-focus range. 2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein it is determined that the object is in focus when. 前記合焦判断手段は、フォーカスレンズの移動位置が合焦点の前に位置するか後ろに位置するかを判断し、
前記表示手段は、前記合焦判断手段の判断結果に応じて、フォーカスレンズの移動位置の状態が、合焦状態、前ピン状態又は後ピン状態であるかを示す表示を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 The focusing determination means determines whether the moving position of the focus lens is located before or after the focal point,
The display means performs a display indicating whether the state of the movement position of the focus lens is a focus state, a front focus state, or a rear focus state, according to a result of the determination by the focus determination means. The imaging device according to claim 1. 前記フォーカスレンズの合焦範囲は、フォーカスレンズの焦点深度であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the focus range of the focus lens is a depth of focus of the focus lens. 前記合焦判断手段は、前記焦点信号の傾きの符号が反転した時に、
現在のフォーカスレンズの位置と前記第１の記憶手段に記憶されたフォーカスレンズの位置との差が前記合焦範囲内である否かを検出し、
前記合焦範囲内である場合には前記合焦判定レベルを大きくし、
前記合焦範囲外である場合には前記合焦判定レベルを小さくすることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 When the sign of the inclination of the focus signal is inverted,
Detecting whether a difference between the current position of the focus lens and the position of the focus lens stored in the first storage means is within the focusing range,
If the focus is within the focus range, the focus determination level is increased,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the focus determination level is reduced when the focus is out of the focus range. フォーカスレンズの合焦範囲を記憶しておき、
撮像素子の出力信号の所定の周波数成分から焦点信号を作成し、
前記焦点信号から合焦点が検出されたときに当該合焦点でのフォーカスレンズの移動位置を記憶し、
前記焦点信号と、記憶されている前記フォーカスレンズの移動位置と、予め記憶されている前記フォーカスレンズの合焦範囲と、現在のフォーカスレンズの移動位置とに基づいて、合焦判断を行い、
前記合焦判断は合焦位置でのフォーカスレンズの位置と現在のフォーカスレンズの位置情報に応じて合焦判定レベルを変化させ、
前記合焦判断の結果を表示することを特徴とする撮像装置のピント表示方法。 Memorize the focus range of the focus lens,
Create a focus signal from a predetermined frequency component of the output signal of the image sensor,
When the focal point is detected from the focus signal, the moving position of the focus lens at the focal point is stored,
Based on the focus signal, the stored movement position of the focus lens, the focus range of the focus lens stored in advance, and the current movement position of the focus lens, perform focus determination,
The focus determination changes the focus determination level according to the position of the focus lens at the focus position and the current focus lens position information,
A focus display method for an imaging device, wherein a result of the focus determination is displayed. 現在のフォーカスレンズの位置と前記焦点信号から合焦点が検出された時のフォーカスレンズの位置との差が前記合焦範囲内であるか否かを検出し、合焦範囲内である場合には合焦と判断することを特徴とする請求項６記載の撮像装置のピント表示方法。   It detects whether the difference between the current position of the focus lens and the position of the focus lens when the in-focus point is detected from the focus signal is within the in-focus range, and when it is within the in-focus range, 7. The method according to claim 6, wherein the focus is determined. フォーカスレンズの移動位置が合焦点の前に位置するか後ろに位置するかを判断し、
前記合焦判断の結果に応じて、フォーカスレンズの移動位置の状態が、合焦状態、前ピン状態又は後ピン状態であるかを示す表示を行うことを特徴とする請求項６記載の撮像装置のピント表示方法。 Judge whether the moving position of the focus lens is located before or after the focal point,
7. The image pickup apparatus according to claim 6, wherein a display indicating whether the state of the moving position of the focus lens is a focused state, a front focus state, or a rear focus state is performed according to a result of the focus determination. Focus display method. 前記フォーカスレンズの合焦範囲は、フォーカスレンズの焦点深度であることを特徴とする請求項６記載の撮像装置のピント表示方法。   7. The method according to claim 6, wherein the focus range of the focus lens is a depth of focus of the focus lens. 前記焦点信号の傾きの符号が反転した時に、現在のフォーカスレンズの位置と前記焦点信号から合焦点が検出された時のフォーカスレンズの位置との差が前記合焦範囲内である否かを検出し、前記合焦範囲内である場合には前記合焦判定レベルを大きくし、前記合焦範囲外である場合には前記合焦判定レベルを小さくすることを特徴とする請求項６記載の撮像装置のピント表示方法。
When the sign of the inclination of the focus signal is inverted, it is detected whether or not the difference between the current position of the focus lens and the position of the focus lens when the focus is detected from the focus signal is within the focus range. 7. The imaging method according to claim 6, wherein the focus determination level is increased when the focus is within the focus range, and the focus determination level is decreased when the focus is out of the focus range. How to display the focus of the device.
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