JP2005121819A - 撮像装置およびそのフォーカス制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フォーカスレンズ105を含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子106と、撮像素子の出力信号の高周波成分に基づいて、撮影光学系の焦点状態を表すフォーカス評価値信号を出力する第1の検出手段113と、フォーカス評価値信号とは異なる検出信号を出力する第2の検出手段126と、フォーカス評価値信号に基づいてフォーカスレンズの合焦位置を探索するための情報を得る第1の処理を行う制御手段114とを有する。制御手段は、第2の検出手段からの検出信号に基づいてフォーカスレンズの合焦位置に関する情報を得る第2の処理を行い、第1の処理により得られた情報と第2の処理により得られた情報との比較結果に応じて異なる処理を行う。
【選択図】 図1
Description
ここで、以下に説明する実施例1での微小駆動制御(第1の制御,第1の制御ステップ)および山登り駆動制御(第2の制御、第2の制御ステップ)の理解を容易にするために、まず本発明の前提技術である従来の微小駆動制御および山登り駆動制御について図11を用いて説明する。
Step403では、カメラ/AFマイクロコンピュータ114は、AF評価値処理回路113からAF評価値を取り込む。このAF評価値は、後述するMode=2で無限側にフォーカスレンズユニット105が位置している時に撮像素子106に蓄積された電荷から作られた映像信号に基づいたものになる。
Step413では、カメラ/AFマイクロコンピュータ114は、微小駆動における振動振幅、中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
(フォーカスレンズユニット105が無限遠側に位置する場合の処理)
Step419では、カメラ/AFマイクロコンピュータ114は、AF評価値処理回路からAF評価値を取り込む。このAF評価値は、前述したMode=0のときに至近側にフォーカスレンズユニット105が位置する場合に撮像素子106に蓄積された電荷から作られた映像信号に基づくものである。
Step421では、カメラ/AFマイクロコンピュータ114は、フォーカスレンズユニット105の微小駆動における振動振幅、中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが、被写体深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
以下、実施例1における微小駆動制御および山登り駆動制御について説明する。ここでは、先に説明した従来の微小駆動制御および山登り駆動制御との相違点を中心に説明する。
所定回数a<所定回数a’ …(1)
と設定することで、Step408に進むための条件(すなわち、Step408で方向判別ができたものとされ、Step411を介して山登り駆動制御への移行を決定するための条件)が異なる処理が行われることになる。
所定回数b<所定回数b’ …(2)
と設定することで、Step409に進むための条件(すなわち、Step409で合焦判定ができたものとされ、Step411を介して再起動判定処理への移行を決定するための条件)が異なる処理が行われることになる。
所定回数c<所定回数c’ …(3)
と設定することで、Step613に進むための条件(すなわち、Step613でフォーカスレンズユニット105の駆動方向の反転を決定するための条件)が異なる処理が行われることになる。
102 ズームレンズユニット
103 絞り
104 第2固定レンズユニット
105 フォーカスレンズユニット
106 撮像素子
114 カメラ/AFマイクロコンピュータ
Claims (32)
- フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号の高周波成分に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態を表すフォーカス評価値信号を出力する第1の検出手段と、
前記フォーカス評価値信号とは異なる検出信号を出力する第2の検出手段と、
前記フォーカス評価値信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を探索するための情報を得る第1の処理を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第2の検出手段からの検出信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置に関する情報を得る第2の処理を行い、前記第1の処理により得られた情報と前記第2の処理により得られた情報との比較結果に応じて異なる処理を行うことを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第1の処理を行うために前記フォーカスレンズを駆動する第1の制御と、前記第1の処理により得られた情報に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置探索のために駆動する第2の制御とを行い、
前記異なる処理として、前記第1の制御から前記第2の制御への移行を決定する処理であって、該移行を決定する条件が異なる処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第1および第2の処理によりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、前記第1の処理を複数回行い、
前記第1の処理により得られた第1の方向情報と前記第2の処理により得られた第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の方向情報が第1の回数連続して同じであることを条件として前記第1の制御から第2の制御への移行を決定する処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致しないときは、前記第1の方向情報が前記第1の回数よりも多い第2の回数連続して同じであることを条件として前記第1の制御から第2の制御への移行を決定する処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第1の処理を行うために前記フォーカスレンズを駆動する第1の制御と、前記第1の処理により得られた情報に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置探索のために駆動する第2の制御とを行い、
前記異なる処理として、前記第1の制御から前記第2の制御への移行を許容する処理と該移行を禁止する処理とを行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記異なる処理として、前記フォーカスレンズを振動駆動する処理であって、前記振動駆動における振幅が異なる処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第1および第2の処理によりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、
前記第1の処理により得られた第1の方向情報と前記第2の処理により得られた第2の方向情報とが一致しないときは、第1の振幅で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の振幅よりも大きい第2の振幅で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記異なる処理として、合焦位置探索のために前記フォーカスレンズを駆動する処理であって、前記フォーカスレンズの駆動速度が異なる処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第1および第2の処理によりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、
前記第1の処理により得られた第1の方向情報と前記第2の処理により得られた第2の方向情報とが一致しないときは、第1の駆動速度で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の駆動速度よりも速い第2の駆動速度で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行うことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記異なる処理として、合焦位置探索のために前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を決定する処理であって、該反転を決定する条件が異なる処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第1および第2の処理によりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、前記フォーカスレンズの駆動ごとに前記フォーカス評価値信号を検出し、
前記第1の処理により得られた第1の方向情報と前記第2の処理により得られた第2の方向情報とが一致しないときは、前記フォーカスレンズ評価値信号が第1の回数連続して減少したことを条件として前記駆動方向を反転させる処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の回数よりも多い第2の回数連続して減少したことを条件として前記駆動方向を反転させる処理を行うことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記異なる処理として、合焦位置探索のために前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を許容する処理と、該反転を禁止する処理とを行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記異なる処理として、前記フォーカスレンズが合焦位置にあることの判定を行う処理であって、該判定の条件が異なる処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第1の処理により前記フォーカスレンズの振動駆動を行ってその振幅中心位置を示す第1の位置情報を得るとともに、前記第2の処理により前記フォーカスレンズの合焦位置に関する情報として前記合焦位置を示す第2の位置情報を得て、
前記第2の位置情報に対して前記第1の位置情報が所定範囲内にあるときは、前記振動駆動が前記フォーカスレンズの可動範囲のうち同一領域内で第1の回数行われたことを条件として前記判定を行い、前記第2の位置情報に対して前記第1の位置情報が前記所定範囲外にあるときは、前記振動駆動が前記可動範囲のうち同一領域内で前記第1の回数より多い第2の回数行われたことを条件として前記判定を行うことを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記異なる処理として、前記フォーカスレンズが合焦位置にあることの判定を許容する処理と、該判定を禁止する処理とを行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第2の検出手段は、被写体までの距離を検出するための検出信号を出力することを特徴とする請求項1から14のいずれか1つに記載の撮像装置。
- 前記第2の検出手段は、前記撮影光学系を通った光を分割して受光することにより、前記撮影光学系の焦点状態に応じた位相差信号を出力することを特徴とする請求項1から14のいずれか1つに記載の撮像装置。
- フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置のフォーカス制御方法であって、
前記撮像素子の出力信号の高周波成分に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態を表すフォーカス評価値信号を生成するステップと、
前記フォーカス評価値信号とは異なる検出信号を入力するステップと、
前記フォーカス評価値信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を探索するための情報を得る第1の処理ステップと、
前記検出信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置に関する情報を得る第2の処理ステップと、
前記第1の処理ステップにより得られた情報と前記第2の処理ステップにより得られた情報との比較結果に応じて異なる処理を行う制御ステップとを有することを特徴とする撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップは、前記第1の処理ステップを行うために前記フォーカスレンズを駆動する第1の制御ステップと、前記第1の処理ステップにより得られた情報に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置探索のために駆動する第2の制御ステップとを含み、
前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、前記第1の制御ステップから前記第2の制御ステップへの移行を決定する処理であって、該移行を決定する条件が異なる処理を行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記第1および第2の処理ステップによりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、前記第1の処理ステップを複数回行い、
前記制御ステップにおいて、前記第1の処理ステップにより得られた第1の方向情報と前記第2の処理ステップにより得られた第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の方向情報が第1の回数連続して同じであることを条件として前記第1の制御ステップから第2の制御ステップへの移行を決定する処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致しないときは、前記第1の方向情報が前記第1の回数よりも多い第2の回数連続して同じであることを条件として前記第1の制御ステップから第2の制御ステップへの移行を決定する処理を行うことを特徴とする請求項18に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップは、前記第1の処理ステップを行うために前記フォーカスレンズを駆動する第1の制御ステップと、前記第1の処理ステップにより得られた情報に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置探索のために駆動する第2の制御ステップとを含み、
前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、前記第1の制御ステップから前記第2の制御ステップへの移行を許容する処理と該移行を禁止する処理とを行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、前記フォーカスレンズを振動駆動する処理であって、前記振動駆動の振幅が異なる処理を行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記第1および第2の処理ステップによりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、
前記制御ステップにおいて、前記第1の処理ステップにより得られた第1の方向情報と前記第2の処理ステップにより得られた第2の方向情報とが一致しないときは、第1の振幅で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の振幅よりも大きい第2の振幅で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行うことを特徴とする請求項21に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、合焦位置探索のために前記フォーカスレンズを駆動する処理であって、前記フォーカスレンズの駆動速度が異なる処理を行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記第1および第2の処理ステップによりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、
前記制御ステップにおいて、前記第1の処理ステップにより得られた第1の方向情報と前記第2の処理ステップにより得られた第2の方向情報とが一致しないときは、第1の駆動速度で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の駆動速度よりも速い第2の駆動速度で前記フォーカスレンズを駆動する処理を行うことを特徴とする請求項23に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、合焦位置探索のために前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を決定する処理であって、該反転を決定する条件が異なる処理を行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記第1および第2の処理ステップによりそれぞれ前記合焦位置に関する情報として前記合焦位置の方向を示す方向情報を得るとともに、前記フォーカスレンズの駆動ごとに前記フォーカス評価値信号を検出する検出ステップを有し、
前記制御ステップにおいて、前記第1の処理ステップにより得られた第1の方向情報と前記第2の処理ステップにより得られた第2の方向情報とが一致しないときは、前記フォーカス評価値信号が第1の回数連続して減少したことを条件として前記駆動方向を反転させる処理を行い、前記第1の方向情報と前記第2の方向情報とが一致するときは、前記第1の回数よりも多い第2の回数連続して前記フォーカス評価値信号が減少したことを条件として前記駆動方向を反転させる処理を行うことを特徴とする請求項25に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、合焦位置探索のために前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を許容する処理と、該反転を禁止する処理とを行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、前記フォーカスレンズが合焦位置にあることの判定を行う処理であって、該判定の条件が異なる処理を行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記第1の処理ステップにより前記フォーカスレンズの振動駆動を行ってその振幅中心位置を示す第1の位置情報を求めるとともに、前記第2の処理ステップにより前記フォーカスレンズの合焦位置を示す第2の位置情報を得て、
前記制御ステップにおいて、前記第2の位置情報に対して前記第1の位置情報が所定範囲内にあるときは、前記振動駆動が前記フォーカスレンズの可動範囲のうち同一領域内で第1の回数行われたことを条件として前記判定を行い、前記第2の位置情報に対して前記1の位置情報が前記所定範囲外にあるときは、前記振動駆動が前記可動範囲のうち同一領域内で前記第1の回数より多い第2の回数行われたことを条件として前記判定を行うことを特徴とする請求項28に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記異なる処理として、前記フォーカスレンズが合焦位置にあることの判定を許容する処理と、該判定を禁止する処理とを行うことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記検出信号は、被写体までの距離を検出するための信号であることを特徴とする請求項17から30のいずれか1つに記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
- 前記検出信号は、前記撮影光学系を通った光を分割して受光した受光センサから出力される、前記撮影光学系の焦点状態に応じた位相差信号であることを特徴とする請求項17から30のいずれか1つに記載の撮像装置のフォーカス制御方法。
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