JP2004309722A - Automatic focusing device and automatic focusing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどで使用されるオートフォーカス装置及びオートフォーカス方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、CCD等の撮像素子を有するデジタルカメラのオートフォーカス方法として、撮像素子より得られた画像信号をバンドパスフィルター(BPF)に通して高周波成分を抽出し、その高周波成分が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させて合焦するコントラスト検出方式が広く実用化されている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−215426号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
画像信号の高周波成分が最大となるようにフォーカスレンズの位置を制御する方法は、被写体にピントが合った状態で被写体のコントラストが最大になることが前提であるが、被写体よりも背景の方が高コントラストである場合、例えば、背景が芝生や金網などのような極端に高周波成分の多いものである場合、被写体ではなくて背景にピントが合ってしまう。図5はこのような場合の撮影視野を示し、図6は撮影視野の中央部のAFエリアAから高周波成分を抽出したAF評価値の分布を示している。つまり、AF評価値の最大値が背景側にあるため、背景にピントが合ってしまうのである。
【0005】
このバックフォーカスを回避する手段として、ピント位置を近距離から遠距離方向に合わせるようにフォーカスレンズを移動し、被写体のピント位置付近に生じるAF評価値のピークをある程度越えた段階で、フォーカスレンズの駆動を停止して逆方向に移動させて、最適なピント位置に合わせる方法がある。しかし、この方法では、被写体と背景が接近している場合、図6に示すように被写体のAF評価値のピークが背景側のAF評価値のピークに埋もれてしまうため、バックフォーカスを回避することが困難となる。
【0006】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、被写体と背景が接近している場合でも、バックフォーカスを回避し、被写体に正確にピントを合わせることのできるオートフォーカス装置及びオートフォーカス方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明のオートフォーカス装置は、撮影視野の中央部に設定した第1のAFエリアと、該AFエリアを含んでその周囲に拡がる第2のAFエリアとについて上記AF評価値を発生するAF評価値発生部と、これらAFエリアのAF評価値から割り出される上記フォーカスレンズの合焦位置が等しくない場合、第1のAFエリアのAF評価値から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出す一方、第1及び第2のAFエリアのAF評価値から割り出される上記フォーカスレンズの合焦位置がほぼ等しい場合には、第1及び第2のAFエリアにおけるAF評価値の差から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出すAF制御部とを設けてある。
【0008】
かかる構成によれば、AF評価値の分布曲線において、背景のピークに埋もれていた被写体のピークが抽出されるので、被写体と背景が接近し、被写体よりも背景の方が高のコントラストである場合でも、バックフォーカスを回避し、被写体に正確に合焦させることができる。
【0009】
上記AF制御部は、第1のAFエリアのAF評価値と、第2のAFエリアにおけるAF評価値の第1のAFエリアに対する換算値との差が最大となる位置を上記フォーカスレンズの合焦位置とするのが好ましい。
すなわち、第2のAFエリアのAF評価値を、第1のAFエリアに対する面積比で換算した値を用いると、被写体のピークの抽出が正確に行われる。
【0010】
上記AF制御部は、第1のAFエリアのAF評価値と、第2のAFエリアにおけるAF評価値の第1のAFエリアに対する換算値との差が所定値よりも小さい場合、第1のAFエリアのAF評価値から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出すのが好ましい。
すなわち、この場合は、第1及び第2のAFエリアにおけるAF評価値の分布曲線がほぼ重なっており、背景のピークに被写体のピークが埋もれていないと判断してよい。
【0011】
上記AF制御部は、第1のAFエリアにおけるAF評価値の最大値と最小値の差が所定値よりも小さい場合、第1のAFエリアを下方へ拡大させる指令を上記AF評価値発生部に発するのが好ましい。
すなわち、中央部AFエリアにおいて合焦に必要なコントラスト評価が得られなかった場合、AF範囲を拡大し、再度、AF制御を行うようにしてある。
上記AF制御部は、第1のAFエリアの拡大によっても、第1のAFエリアにおけるAF評価値の最大値と最小値の差が所定値に達しない場合、上記フォーカスレンズを固定焦点に移動させるのが好ましい。
すなわち、第1のAFエリアを下方に拡大させても、十分な高コントラスト評価が得られなかった場合には、フォーカスレンズが固定焦点に移動される。固定ピント位置は、撮影シーンに応じて最適な固定焦点位置を複数用意しておけばよい。
【0012】
上記AF制御部は、第1のAFエリアにおけるAF評価値の最大値が、第2のAFエリアにおけるAF評価値最大値の第1のAFエリアに対する換算値以上である場合、上記換算値との差が最大となる位置ではなく、第1のAFエリアのAF評価値が最大となる位置を上記フォーカスレンズの合焦位置とするのが好ましい。
すなわち、この場合は、第1のAFエリアの方が第2の全体AFエリアよりも高コントラストであると判断できるので、第1のAFエリアのAF評価値が最大となる位置をフォーカスレンズの合焦位置とするのである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明のオートフォーカス装置を有するデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図である。
【0014】
同図において、101はズームレンズ、102はフォーカスレンズ、103は絞り・フィルターなどを含むレンズ機構部、104は撮像素子(CCD)、105はCCD制御部、106はA/D変換部、107は絞り制御部、108はフォーカスレンズ制御部、109はズームレンズ制御部、110はCCD信号処理部、111はAF評価値を抽出する高周波成分抽出部、112はCCD信号処理部からの撮影画像を表示する表示部、113はCPU、114はシステムの制御プログラムの格納用記憶媒体、115は撮影した画像を記録する媒体である。キー入力部116は、例えばシャッターボタンによる外部からの指示を入力する機構である。117はCPU113を介して高周波成分抽出部111から出力されるAF評価値を記録する媒体であり、AF評価値のサンプリングを行ったレンズ位置も同時に記録する。
【0015】
フォーカスレンズ制御部108は、フォーカスレンズ102を光軸方向に沿って移動させる。ズームレンズ制御部109は、ズームレンズ101を光軸方向に沿って移動させる。絞り制御部107は、レンズ機構部103の絞り機構を光量に応じて開閉する。各制御部107、108、109は、プログラム格納用記憶媒体114よりCPU113にロードされたプログラムソフトによって制御される。
【0016】
CCD信号処理部110は、CCD104で撮像された画像信号をA/D変換部106でデジタル変換して受け取り、この画像信号を表示部112に表示可能な形態と、画像記録媒体115に記録可能な形態に変換して、CPU113に出力する。表示部112に表示される画像は、CCD制御部105の制御信号によって時系列的に変化するものとなる。CCD制御部105は、CCD104からの画像信号を電気的に制御する電子シャッター機能を有する。
【0017】
AF評価値発生部111は、CCD信号処理部110より入力されたデジタル画像信号から微分フィルター等で高周波要素(エッジ要素)データを抽出し、かかるデータをAF評価値としてCPU113に出力する。このAF評価値発生部111は、CPU113からの信号によって、図7に示す撮影視野の中央部に設定したAFエリア(第1のAFエリア)Aと、撮影視野の全体に亘るAFエリア(第2のAFエリア)BについてAF評価値を切り換えて出力するとともに、中央部のAFエリアAにおいて合焦に必要なコントラストが得られない場合には、図8に示すように中央部のAFエリアAを下方に拡大させる。
【0018】
CPU113は、プログラム格納用記憶媒体114よりロードされたプログラムソフトによって、このデジタルスチルカメラの信号処理とシステム全体の制御を行う。また、CPU113は、高周波成分抽出部111からのAF評価値に基づいて、フォーカスレンズ制御部108に指示して、フォーカスレンズ102を最適なピント位置に移動させる。つまり、CPU113が特許請求の範囲におけるAF制御部に相当する。また、CPU113はフォーカスレンズ102の移動中のサンプリング位置と、その位置のAF評価値をサンプリング記憶媒体117に記憶させる。
【0019】
サンプリング記憶媒体117はCPU113から転送されたサンプリングレンズ位置とAF評価値を全て記憶し、CPU113からの要求に応じて、そのうちの任意の値をCPU113に転送する。また、CPU113は、CCD信号処理部110より画像信号の輝度データを受け取り、それをAE評価値として判定し、絞り制御部107に指示して、レンズ機構部103の絞り機構を調整し、同時にCCD制御部105に指示して、シャッタースピードを可変し、最適な光量を調整する。
【0020】
次に、このデジタルスチルカメラの合焦動作について、図2と図3のフローチャートを用いて説明する。
まず、画像信号全体を最適な輝度状態にAE制御し、その輝度値lv_allを確定する(ステップ1)。次に、AFロックを解除し(ステップ2)、輝度値lv_allがAE制御限界輝度値lv_th_minより小であるか否かを判定する(ステップ3)。輝度値lv_allがlv_th_minより小である場合は、予め決められた固定焦点位置にフォーカスレンズを移動(ステップ25)するが、輝度値lv_allがlv_th_min以上である場合は、フォーカスレンズ102のAFサンプリング移動の開始位置と終了位置を計算する(ステップ4)。
【0021】
次に、図7に示すように撮影視野の全体に対してAFエリア(B)を設定し(ステップ5)、撮影視野の中央部に対してはAFエリア(A)を設定する(ステップ6)。AF評価値は、かかるAFエリア(A,B)内の高周波成分に限定される。次に、2つのAFエリア(A,B)の面積比(A/B,以下「ε」と定義)を計算保存し(ステップ7)、ステップ4で計算したAFサンプリング開始位置にフォーカスレンズ102を移動させる(ステップ8)。
【0022】
フォーカスレンズ102がAFサンプリング開始位置に移動すると、2つのAFエリア(A,B)についてAF評価値のサンプリングを開始する(ステップ10)。AFサンプリング開始位置のサンプリングが終了すると、フォーカスレンズを次のサンプリング位置に移動する(ステップ13)。以降、ステップ9でAFサンプリング終了位置にフォーカスレンズ102が到達したと判定されるまで、ステップ10からステップ13までの処理を繰り返す。かかる一連の繰返し処理の間、2つのAFエリア(A,B)におけるAF評価値の最大値A_af_max,B_af_maxと最小値A_af_min,B_af_minを更新保存し(ステップ11)、A_af_max,B_af_maxとなるフォーカスレンズ102の位置A_lens_max,B_lens_maxも更新保存する(ステップ11)。更に、各サンプリング位置のAF評価値A_af[pos],B_af[pos]も全て保存する(ステップ12)。
【0023】
ステップ9において、AFサンプリング終了位置にフォーカスレンズ102が到達したと判定された場合、2つのAFエリア(A,B)におけるAF評価値の最大・最小値の差分A_af_diff=A_af_max−A_af_minの演算を実行し、その結果を保存する(ステップ14)。続いて、A_af_diffがAF評価差分閾値af_diff_th_minより小であるか否かを判定する(ステップ15)。つまり、中央部AFエリア(A)において、合焦に必要なコントラストが得られているか否かを判定する。次に、ステップ15の条件が満たされる場合、AFサンプリングが1回目であるか否かを判定する(ステップ23)。
【0024】
AFサンプリングが1回目である場合は、中央部のAFエリア(A)を図8に示すような拡大AF枠に設定し(ステップ24)、ステップ8に戻る。つまり、フォーカスレンズ102をAFサンプリング開始位置にまで戻して、再度、一連のAFサンプリング処理を行う。ステップ24におけるAFエリア(A)の拡大では、通常のAFエリアに対して下方向に拡大する。中央部のAFエリア(A)を拡大させても、ステップ15の条件が満たされない場合には、フォーカスレンズ102を固定焦点位置に移動させる(ステップ25)。固定焦点位置は、その時選択した撮影シーンに適したものが選ばれる。
【0025】
一方、A_af_diffがaf_diff_th_min以上である場合には、2つのAFエリア(A,B)においてAF評価値が最大値A_af_max,B_af_maxとなるフォーカスレンズ102の位置A_lens_max,B_lens_maxがほぼ同じであるか否かを判定する(ステップ16)。この際、A_lens_maxを基準として、判定範囲にある程度余裕を見るのが望ましい。また、かかる余裕は処理系によっても調整可能であることも望ましい。ステップ16の条件が満たされない場合は、被写体と背景のピント位置が異なるため、より被写体にAFエリアを絞った中央部のAFエリア(A)において、AF評価値が最大値A_af_maxになる位置A_lens_maxにフォーカスレンズ102を移動させる(ステップ26)。
【0026】
一方、ステップ16の条件が満たされる場合には、ステップ7で計算した2つのAFエリア(A,B)の面積比εを全体AFエリアBにおけるAF評価値の最大値B_af_maxに乗じた値が中央部AFエリアBにおけるAF評価値の最大値A_af_maxより大であるか否かを判定する(ステップ17)。ここで、AFエリア(A,B)の面積比εを全体AFエリアBにおけるAF評価値の最大値B_af_maxに乗じた値とは、「全体AFエリアBにおけるAF評価値の最大値B_af_maxの中央部AFエリアに対する換算値」のことである。ステップ17の条件が満たされない場合、中央部AFエリアのAF評価値が最大値A_af_maxになる位置A_lens_maxにフォーカスレンズ102を移動させる(ステップ26)。この場合は、中央部AFエリア(A)の方が全体AFエリア(A)よりも高コントラストであると判断できるから、中央部AFエリア(A)のAF評価値からフォーカスレンズ102の合焦位置を割り出せばよいのである。
【0027】
一方、ステップ17の条件が満たされる場合には、ステップ12で保存したフォーカスレンズ102の各サンプリング位置のAF評価値(A_af[pos],B_af[pos])について、A_af[pos]から、B_af[pos]にεを乗じた値を引いた値dif[pos]を算出する(ステップ19)。ここで、B_af[pos]にεを乗じた値とは、「全体AFエリアBのAF評価値B_af[pos]の中央部AFエリアAに対する換算値」のことである。次に、ステップ19で算出したdif[pos]について、その最大小値dif_max,dif_minと、最大値となった時のレンズ位置pos_maxを更新保存する(ステップ20)。以降、ステップ18において、全サンプリングデータについて計算が終了したと判定されるまで、ステップ19とステップ20の処理を繰り返す。
【0028】
サンプリングデータの全てについて計算が終了すると、dif_maxとdif_minの差分subを計算する(ステップ21)。次に、このsub値があらかじめ設定した値sub_th_minより小であるか否かを判定する(ステップ22)。この条件が満たされる場合、ステップ20で保存したレンズ位置pos_maxにフォーカスレンズ102を移動させる。一方、ステップ22の条件が満たされない場合には、ステップ26に進み、フォーカスレンズ102をA_lens_maxに移動させる。
【0029】
第1のAFエリアにおけるAF評価値の最大値が、第2のAFエリアにおけるAF評価値最大値の第1のAFエリアに対する換算値以上である場合、上記換算値との差が最大となる位置ではなく、第1のAFエリアのAF評価値が最大となる位置を上記フォーカスレンズの合焦位置とする。
ステップ25,26,27でフォーカスレンズ102を合焦位置に移動させた後、AFロックを行い(ステップ28)、AEロックを解除(ステップ29)する。そして、CCD104に取り込まれた画像信号は、A/D変換部104とCCD信号処理部110を経由してCPU113に送られ、CPU113は画像信号を画像記録媒体115に記録し、処理を終了する(ステップ30)。
【0030】
ステップ27において、ステップ20で求めたレンズ位置pos_maxを合焦位置としたのは、次のような理由による。
被写体よりも背景の方が高コントラストであって、被写体と背景が接近している場合、撮影視野中央部のAFエリアAにおけるAF評価値A_af[pos]は図4(a)に点線で示すような分布曲線を描き、被写体のピークが背景のピークに埋もれてしまう。同図の実線で示す曲線は、撮影視野全体のAFエリアBにおけるAF評価値B_af[pos]の分布曲線を示しており、そのピークは中央部AFエリアAのAF評価値A_af[pos]の分布曲線のピークよりも大きい。
【0031】
全体AFエリアBのAF評価値B_af[pos]にAFエリアの面積比εを乗じると、その分布曲線は図4(b)に示すように被写体のある部分を除いてAFエリアAのAF評価値A_af[pos]の分布曲線とほぼ重なることになる。よって、中央部AFエリアAのAF評価値A_af[pos]から、全体AFエリアBのAF評価値B_af[pos]にAFエリアの面積比εを乗じた値を引いた値dif[pos]は、同図(c)に示すように被写体の合焦位置にピークを有する分布曲線を描く。つまり、この引算値dif[pos]が最大値dif_maxとなるレンズ位置pos_maxを被写体の合焦位置とすればよいのである。
【0032】
ステップ22の条件が満たされる場合にステップ26に進んでいるのは、図4(b)の2つの曲線が殆ど重なっており、中央部AFエリアAのAF評価値A_af[pos]の分布曲線のピークの近くに埋もれたピークが存在せず、被写体と背景の合焦位置がほぼ同一であるという判断できるからである。なお、この条件の閾値sub_th_minの値については、信号処理系のノイズ成分の度合いなどによって調整することが望ましい。
【0033】
このオートフォーカス装置では、中央部AFエリアAのAF評価値A_af[pos]から、全体AFエリアBのAF評価値B_af[pos]にAFエリアの面積比εを乗じた値を引き、この引算値dif[pos]が最大値dif_maxとなるレンズ位置pos_maxを被写体の合焦位置としているので、中央部AFエリアAのAF評価値A_af[pos]の分布曲線において、背景によるピークの近くに埋もれていた被写体のピークが正確に抽出され、背景に誤合焦する場合が少なくなり、被写体に対する合焦精度が良くなる。
【0034】
また、ステップ17の条件が満たされない場合は、中央部AFエリア(A)の方が全体AFエリア(A)よりも高コントラストであると判断して、中央部AFエリアのAF評価値が最大値A_af_maxになる位置A_lens_maxにフォーカスレンズ102を移動させるので、ステップ18以降の処理が省略でき、処理時間の短縮が可能になる。
【0035】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、様々な変形実施を行うことが可能である。
例えば、撮影視野の全体に亘るAFエリアBは、その大きさを撮影シーンに応じて適宜設定すればよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、AF評価値の分布曲線において、背景のピークに埋もれていた被写体のピークが抽出されるので、被写体と背景が接近し、被写体に比べて背景の方がより高コントラストである場合でも、背景に誤合焦する場合が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオートフォーカス装置を備えたデジタルスチルカメラのブロック図。
【図2】同デジタルスチルカメラのAF動作を示すフローチャートの一部。
【図3】図2のフローチャートの残りの部分。
【図4】同デジタルスチルカメラのAF動作を説明する図。
【図5】同デジタルスチルカメラの撮影視野を示す図。
【図6】AF評価値の合焦位置に対する分布状態を示す図。
【図7】通常のAFエリアを示す図。
【図8】拡大したAFエリアを示す図。
【符号の説明】
102 フォーカスレンズ
104 撮像素子(CCD)
105 CCD制御部
106 A/D変換部
108 フォーカスレンズ制御部
110 CCD信号処理部
111 AF評価値発生部
112 表示部
113 CPU
114 プログラム格納用媒体
115 画像記録媒体
116 キー入力部
117 サンプリングデータ格納用記憶媒体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an autofocus device and an autofocus method used in a digital still camera, a digital video camera, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as an autofocus method for a digital camera having an image sensor such as a CCD, a high-frequency component is extracted by passing an image signal obtained from the image sensor through a band-pass filter (BPF), and the high-frequency component is located at a position where the high-frequency component becomes maximum. 2. Description of the Related Art A contrast detection method in which a focus lens is moved to perform focusing is widely used (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-215426
[Problems to be solved by the invention]
The method of controlling the position of the focus lens so that the high-frequency component of the image signal is maximized is based on the assumption that the contrast of the subject is maximized when the subject is in focus, but the background is more than the subject. When the contrast is high, for example, when the background is an extremely high frequency component such as a lawn or a wire mesh, the background is focused on instead of the subject. FIG. 5 shows the field of view in such a case, and FIG. 6 shows the distribution of AF evaluation values obtained by extracting high-frequency components from the AF area A at the center of the field of view. That is, since the maximum value of the AF evaluation value is on the background side, the background is focused.
[0005]
As a means for avoiding this back focus, the focus lens is moved so that the focus position is adjusted from a short distance to a long distance direction. There is a method of stopping the drive and moving in the opposite direction to adjust the focus position to the optimum one. However, in this method, when the subject is close to the background, the peak of the AF evaluation value of the subject is buried in the peak of the AF evaluation value on the background side as shown in FIG. Becomes difficult.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and provides an autofocus apparatus and an autofocus method capable of avoiding back focus and accurately focusing on a subject even when the subject is close to the background. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the autofocus apparatus according to the present invention employs the above-described AF method for a first AF area set at the center of the field of view and a second AF area including the AF area and extending around the first AF area. If the AF evaluation value generation unit that generates the evaluation value is not equal to the focus position of the focus lens that is determined from the AF evaluation values of these AF areas, the focus evaluation is performed based on the AF evaluation value of the first AF area. While the in-focus position is determined, if the in-focus positions of the focus lenses determined from the AF evaluation values of the first and second AF areas are substantially equal, the difference between the AF evaluation values in the first and second AF areas is determined. And an AF control unit for determining the in-focus position of the focus lens.
[0008]
According to this configuration, in the distribution curve of the AF evaluation value, the peak of the subject buried in the peak of the background is extracted, so that the subject and the background are close to each other, and the background has a higher contrast than the subject. However, the back focus can be avoided and the subject can be accurately focused.
[0009]
The AF control section focuses the focus lens on a position where the difference between the AF evaluation value of the first AF area and the converted value of the AF evaluation value in the second AF area with respect to the first AF area is maximum. It is preferable to set the position.
That is, if the value obtained by converting the AF evaluation value of the second AF area by the area ratio with respect to the first AF area is used, the peak of the subject is accurately extracted.
[0010]
When the difference between the AF evaluation value of the first AF area and the converted value of the AF evaluation value in the second AF area with respect to the first AF area is smaller than the first AF area, It is preferable to determine the in-focus position of the focus lens from the AF evaluation value of the area.
That is, in this case, it may be determined that the distribution curves of the AF evaluation values in the first and second AF areas substantially overlap, and that the peak of the subject is not buried in the peak of the background.
[0011]
When the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation values in the first AF area is smaller than a predetermined value, the AF control unit issues a command to the AF evaluation value generation unit to enlarge the first AF area downward. It is preferably emitted.
That is, when the contrast evaluation required for focusing cannot be obtained in the central AF area, the AF range is enlarged and AF control is performed again.
The AF control unit moves the focus lens to a fixed focus when the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation value in the first AF area does not reach a predetermined value even when the first AF area is enlarged. Is preferred.
That is, even if the first AF area is enlarged downward, if a sufficiently high contrast evaluation cannot be obtained, the focus lens is moved to the fixed focus. As the fixed focus position, a plurality of optimal fixed focus positions may be prepared according to the shooting scene.
[0012]
When the maximum value of the AF evaluation value in the first AF area is equal to or greater than the conversion value of the maximum AF evaluation value in the second AF area with respect to the first AF area, the AF control unit determines that It is preferable that the position where the AF evaluation value of the first AF area becomes the maximum, instead of the position where the difference becomes the maximum, be the focus position of the focus lens.
That is, in this case, it can be determined that the first AF area has a higher contrast than the second overall AF area. Therefore, the position where the AF evaluation value of the first AF area becomes maximum is determined by the focusing lens position. The focus position is set.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital still camera having an autofocus device according to the present invention.
[0014]
In the figure, 101 is a zoom lens, 102 is a focus lens, 103 is a lens mechanism including an aperture and a filter, 104 is an image sensor (CCD), 105 is a CCD controller, 106 is an A / D converter, 107 is Aperture control unit, 108 is a focus lens control unit, 109 is a zoom lens control unit, 110 is a CCD signal processing unit, 111 is a high-frequency component extraction unit that extracts an AF evaluation value, and 112 displays a captured image from the CCD signal processing unit. A
[0015]
The focus
[0016]
The CCD
[0017]
The AF evaluation
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
Next, the focusing operation of the digital still camera will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, the entire image signal is subjected to AE control to an optimal luminance state, and its luminance value lv_all is determined (step 1). Next, the AF lock is released (Step 2), and it is determined whether or not the luminance value lv_all is smaller than the AE control limit luminance value lv_th_min (Step 3). When the luminance value lv_all is smaller than lv_th_min, the focus lens is moved to a predetermined fixed focal position (step 25). When the luminance value lv_all is equal to or larger than lv_th_min, the AF lens sampling movement of the
[0021]
Next, as shown in FIG. 7, an AF area (B) is set for the entire field of view (step 5), and an AF area (A) is set for the center of the field of view (step 6). . The AF evaluation value is limited to the high frequency components in the AF area (A, B). Next, the area ratio (A / B, hereinafter defined as “ε”) of the two AF areas (A, B) is calculated and stored (Step 7), and the
[0022]
When the
[0023]
If it is determined in
[0024]
If the AF sampling is the first time, the central AF area (A) is set to an enlarged AF frame as shown in FIG. 8 (step 24), and the process returns to step 8. That is, the
[0025]
On the other hand, when A_af_diff is equal to or more than af_diff_th_min, it is determined whether or not the positions A_lens_max and B_lens_max of the
[0026]
On the other hand, if the condition of
[0027]
On the other hand, if the condition of
[0028]
When the calculation is completed for all the sampling data, the difference sub between dif_max and dif_min is calculated (step 21). Next, it is determined whether or not this sub value is smaller than a preset value sub_th_min (step 22). If this condition is satisfied, the
[0029]
When the maximum value of the AF evaluation value in the first AF area is equal to or greater than the conversion value of the maximum AF evaluation value in the second AF area with respect to the first AF area, the position where the difference from the conversion value becomes the maximum. Instead, the position where the AF evaluation value of the first AF area becomes the maximum is set as the focus position of the focus lens.
After the
[0030]
In
When the background has a higher contrast than the subject and the subject and the background are close to each other, the AF evaluation value A_af [pos] in the AF area A at the center of the shooting visual field is indicated by a dotted line in FIG. Draws a sharp distribution curve, and the peak of the subject is buried in the peak of the background. The curve shown by the solid line in FIG. 6 shows the distribution curve of the AF evaluation value B_af [pos] in the AF area B of the entire field of view, and its peak is the distribution of the AF evaluation value A_af [pos] in the central AF area A. Larger than the peak of the curve.
[0031]
When the AF evaluation value B_af [pos] of the entire AF area B is multiplied by the area ratio ε of the AF area, the distribution curve becomes as shown in FIG. It will almost overlap with the distribution curve of A_af [pos]. Therefore, a value dif [pos] obtained by subtracting a value obtained by multiplying the AF evaluation value B_af [pos] of the entire AF area B by the area ratio ε of the AF area from the AF evaluation value A_af [pos] of the central AF area A is A distribution curve having a peak at the in-focus position of the subject is drawn as shown in FIG. That is, the lens position pos_max at which the subtraction value dif [pos] becomes the maximum value dif_max may be set as the focus position of the subject.
[0032]
When the condition of
[0033]
In this autofocus device, the value obtained by multiplying the AF evaluation value B_af [pos] of the entire AF area B by the area ratio ε of the AF area is subtracted from the AF evaluation value A_af [pos] of the central AF area A, and this subtraction is performed. Since the lens position pos_max at which the value dif [pos] becomes the maximum value dif_max is set as the focus position of the subject, the distribution curve of the AF evaluation value A_af [pos] of the central AF area A is buried near the peak due to the background. The peak of the subject is accurately extracted, the number of cases in which the background is erroneously focused is reduced, and the focusing accuracy for the subject is improved.
[0034]
If the condition of
[0035]
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, the size of the AF area B over the entire field of view may be appropriately set according to the shooting scene.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the distribution curve of the AF evaluation value, since the peak of the subject buried in the peak of the background is extracted, the subject and the background are close to each other, and the background has higher contrast than the subject. Even in this case, the number of cases in which the background is misfocused is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a digital still camera provided with an autofocus device according to the present invention.
FIG. 2 is a part of a flowchart showing an AF operation of the digital still camera.
FIG. 3 is the remaining part of the flowchart of FIG. 2;
FIG. 4 is a view for explaining the AF operation of the digital still camera.
FIG. 5 is a view showing a field of view of the digital still camera.
FIG. 6 is a diagram showing a distribution state of an AF evaluation value with respect to a focus position.
FIG. 7 is a diagram showing a normal AF area.
FIG. 8 is a diagram showing an enlarged AF area.
[Explanation of symbols]
102
105 CCD control unit 106 A /
114
Claims (7)
撮影視野の中央部に設定した第1のAFエリアと、該AFエリアを含んでその周囲に拡がる第2のAFエリアとについて上記AF評価値を発生するAF評価値発生部と、
これらAFエリアのAF評価値から割り出される上記フォーカスレンズの合焦位置が等しくない場合、第1のAFエリアのAF評価値から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出す一方、第1及び第2のAFエリアのAF評価値から割り出される上記フォーカスレンズの合焦位置がほぼ等しい場合には、第1及び第2のAFエリアにおけるAF評価値の差から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出すAF制御部と、
を設けたことを特徴とするオートフォーカス装置。The subject image formed on the image sensor by the focus lens is converted into an image signal, a high-frequency component is extracted from the image signal to generate an AF evaluation value, and the focus lens is located at a position where the AF evaluation value is maximum. In an autofocus device that focuses by moving
An AF evaluation value generation unit that generates the AF evaluation value for a first AF area set at the center of the field of view and a second AF area that includes and extends around the first AF area;
If the focus positions of the focus lens calculated from the AF evaluation values of these AF areas are not equal, the focus positions of the focus lens are calculated from the AF evaluation values of the first AF area, while the first and second focus positions are calculated. When the focus position of the focus lens calculated from the AF evaluation value in the AF area is substantially equal, AF control for calculating the focus position of the focus lens from the difference between the AF evaluation values in the first and second AF areas. Department and
An autofocus device, comprising:
撮影視野の中央部に設定した第1のAFエリアと、該AFエリアを含んでその周囲に拡がる第2のAFエリアとについて上記AF評価値を求め、これらAFエリアのAF評価値から割り出される上記フォーカスレンズの合焦位置が等しくない場合、第1のAFエリアのAF評価値から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出す一方、第1及び第2のAFエリアのAF評価値から割り出される上記フォーカスレンズの合焦位置がほぼ等しい場合には、第1及び第2のAFエリアにおけるAF評価値の差から上記フォーカスレンズの合焦位置を割り出すことを特徴とするオートフォーカス方法。The subject image formed on the image sensor by the focus lens is converted into an image signal, a high-frequency component is extracted from the image signal to generate an AF evaluation value, and the focus lens is located at a position where the AF evaluation value is maximum. In the auto focus method of moving and focusing,
The AF evaluation values are obtained for the first AF area set at the center of the field of view and the second AF area including the AF area and extending around the first AF area, and are calculated from the AF evaluation values of these AF areas. If the focus positions of the focus lenses are not equal, the focus position of the focus lens is determined from the AF evaluation value of the first AF area, while the focus position of the focus lens is determined from the AF evaluation values of the first and second AF areas. When the focus positions of the focus lenses are substantially equal, the focus position of the focus lens is determined from the difference between the AF evaluation values in the first and second AF areas.
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