JP2006349744A

JP2006349744A - Imaging apparatus

Info

Publication number: JP2006349744A
Application number: JP2005172277A
Authority: JP
Inventors: Kengo Takeuchi; 健悟竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-12-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus having a focus function capable of more easily changing a subject to be brought into focus, and completely holding the subject to be brought into focus even by camera work to such an extent that the angle of view is changed. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes: a lens driving means for driving a focus lens in an optical axis direction; a lens position detection means for detecting the position of the focus lens; an imaging means for converting light passing through a lens group into an electrical signal; an AF (autofocus) evaluated value detection means for generating an AF evaluated value showing a focusing degree; a lens control means for controlling the lens driving means based on the AF evaluated value; a focusing position restricting means for restricting in focusing within a predetermined subject distance from a present lens position obtained from the lens position detection means: and a restriction starting means and a restriction releasing means for switching the on/off of the focusing position restricting means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

カメラやデジタルカメラ，ビデオカメラ等の撮像装置に用いて好適であり，自動合焦（オートフォーカス：ＡＦ）の利便性を高める技術に関するものである。 The present invention is suitable for use in an imaging apparatus such as a camera, a digital camera, and a video camera, and relates to a technique for improving the convenience of automatic focusing (autofocus: AF).

カメラを使用するにあたり，手動でピント調節しながら被写体を撮像するには，熟練したカメラワーク技術が必要である。そこで、素人でも常にピントの合った画像を撮像できるように，自動的に合焦するオートフォーカス機能が開発され，カメラ，ビデオカメラ等の撮像装置に搭載されてきた。従来の撮像装置でのオートフォーカス機能を説明する。画角内中央部の１つまたは画角内複数のエリアを測距エリア（焦点検出エリア）として設定し，その測距エリア内で撮像されている映像信号のうち高周波成分を抽出して，この高周波成分の大きさを画像の鮮鋭度とする。この鮮鋭度を評価しながらフォーカスレンズを駆動し，鮮鋭度が最大になるようにフォーカスレンズ位置を制御して，自動合焦を行うのが一般的である。また，このオートフォーカスのシーケンスとして，動画，静止画撮影向けとして，二つの方法が用いられている。動画撮影のように，常に合焦状態を望む場合として採用された方法と，静止画撮影のようにシャッターを切った瞬間に合焦していればよい場合として採用された方法である。動画の場合には，常に合焦している必要があるため，現在あるレンズ位置の近傍の鮮鋭度を常に評価して，現在の評価値よりも高い所へと常にフォーカスレンズを駆動する方式を採用している。静止画撮影の場合は，シャッター半押しの動作時にフォーカスレンズの駆動範囲全域にわたって評価値を算出し，もっとも鮮鋭度の高い位置へレンズを駆動して固定するというスキャン方式を用いている。 When using a camera, skilled camera work technology is required to capture the subject while manually adjusting the focus. Therefore, an autofocus function for automatically focusing has been developed so that even an amateur can always take an in-focus image, and it has been mounted on an imaging device such as a camera or a video camera. An autofocus function in a conventional imaging apparatus will be described. One area in the center of the angle of view or multiple areas within the angle of view is set as a ranging area (focus detection area), and high-frequency components are extracted from the video signals imaged in the ranging area. The magnitude of the high frequency component is defined as the sharpness of the image. In general, automatic focusing is performed by driving the focus lens while evaluating the sharpness and controlling the position of the focus lens so that the sharpness is maximized. As the autofocus sequence, two methods are used for shooting moving images and still images. This is a method adopted as a case where a focused state is always desired as in moving image shooting, and a method adopted as a case where it is sufficient to focus at the moment when the shutter is released as in still image shooting. In the case of moving images, it is necessary to always focus, so the sharpness near the current lens position is always evaluated, and the focus lens is always driven to a position higher than the current evaluation value. Adopted. In the case of still image shooting, a scanning method is used in which an evaluation value is calculated over the entire driving range of the focus lens when the shutter is half-pressed, and the lens is driven and fixed at a position having the highest sharpness.

これらのオートフォーカス機能では，多くの場合，ファインダ内に測距エリアが示されており，この測距エリアに目的とする被写体をあわせ込む。ゆえに横に並んでいる被写体には画角を平行移動して，目的とする被写体にフォーカスを合わせることは容易であった。しかし，光軸方向に被写体が並んでいる場合，手前，奥というように画角を移動させることはできないので，被写体を選択してフォーカスを合わせることは容易には行えない。このようにカメラの焦点距離方向に被写体が並んでおり，目的とする被写体と異なる物体に合焦してしまった場合，ズームを用いて画角を狭くして，目的とする物体に合焦するように努めるか，またはオートフォーカスをマニュアルフォーカスモードに切り替え手動で焦点距離の調整をしなければならなかった。特許文献１では，撮影する画角を変えずにフォーカス距離を変更するための手段として，マニュアルフォーカスリング用いてオートフォーカスの補助的操作を行えるような提案がなされている。
又、従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
特開平６−９８２３９ In many of these autofocus functions, a distance measuring area is shown in the viewfinder, and a target subject is adjusted to this distance measuring area. Therefore, it was easy to focus the target subject by translating the angle of view for the subjects lying side by side. However, if the subject is lined up in the optical axis direction, the angle of view cannot be moved to the front or back, so it is not easy to select the subject and focus. In this way, if the subject is lined up in the focal length direction of the camera and an object different from the target subject is focused, the angle of view is reduced using zoom to focus on the target object. I had to try to adjust the focal length manually or switch autofocus to manual focus mode. In Patent Document 1, as a means for changing the focus distance without changing the angle of view for photographing, a proposal has been made that an auxiliary operation of autofocus can be performed using a manual focus ring.
As a conventional example, for example, Patent Document 1 can be cited.
JP-A-6-98239

しかしながら，特許文献１による提案では，操作としてリングを回して調整するというＭＦ同様の操作になり，そのためにカメラの持ち替えなどの動作が必要となることが容易に想像できる。また，目的と異なる被写体から目的とする被写体にフォーカスを移動させた場合でも，カメラワークを行うごとに，またはリングを回転することで，再び目的と異なる被写体にフォーカスが戻ってくるというものであった。本発明では，これらのことを省みて，より簡便性にすぐれ，一度被写体を固定すれば，一定の条件を満たさなければ元の被写体に戻ることがなく，画角を変更するようなカメラワークでは十分に被写体を保持可能なフォーカス装置を提供することを目的としている。 However, in the proposal according to Patent Document 1, it can be easily imagined that the operation is the same as that of the MF in which the adjustment is performed by rotating the ring as an operation. In addition, even when the focus is moved from a subject different from the target to the target subject, the focus returns to the subject different from the target again by performing camerawork or rotating the ring. It was. In the present invention, these things are omitted, and it is more convenient. Once the subject is fixed, the camera does not return to the original subject unless a certain condition is satisfied. An object of the present invention is to provide a focusing device that can hold a subject sufficiently.

上記目的を達成するために，請求項１記載の発明によれば，被写体よりの光を取り込むレンズ群に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と，前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と，前記レンズ群を通過した光を電気信号に変換する撮像手段と，合焦度を示すＡＦ（オートフォーカス）評価値を生成するＡＦ評価値検出手段と，前記ＡＦ評価値に基づいて前記レンズ駆動手段を制御するレンズ制御手段と，前記レンズ位置検出手段から得られる現在のレンズ位置から所定の被写体距離の範囲内での合焦に制限を設ける合焦位置制限手段と，前記合焦位置制限手段のオンオフを切り替える制限開始手段と制限解除手段とを有する構成とした。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the lens driving means for driving the focus lens included in the lens group for taking in the light from the subject in the optical axis direction, and the lens position of the focus lens are set. Lens position detection means for detecting, imaging means for converting light that has passed through the lens group into an electrical signal, AF evaluation value detection means for generating an AF (autofocus) evaluation value indicating the degree of focus, and the AF evaluation Lens control means for controlling the lens driving means on the basis of the value; focus position restriction means for restricting focusing within a predetermined subject distance from the current lens position obtained from the lens position detection means; The focusing position limiting unit is configured to include a limit starting unit and a limit releasing unit for switching on and off.

本発明によれば，ＡＦ用レンズの可動範囲に制限機能を付加することで，焦点距離に制限がかかり，目的とする被写体と異なる物体に焦点があったときにも，マニュアルフォーカスモードに変更することなく，ＡＦ機能を有効に使いながら，容易に焦点を変更することができる。ＡＦの評価値にのみ変更を加えるという簡単な処理だけで，ＡＦ位置に制限を行い，容易に焦点を変更することが出来る。よって，通常のＡＦ機能を用いて，ガラス，ネット，金網等の裏側（奥）にある被写体を撮影することが可能なＡＦ機能を得ることが出来る。また，解除する条件が成り立つまで，制限機能が保持されるので，制限される被写体距離が維持されることにより，簡単なカメラワークによって，元の望まない被写体に戻ることが無く，画角を変えて撮影する場面でも有効である。 According to the present invention, by adding a restriction function to the movable range of the AF lens, the focal length is restricted, and the focus mode is changed to the manual focus mode even when an object different from the target subject is in focus. Therefore, the focus can be easily changed while effectively using the AF function. The AF position can be limited and the focus can be easily changed by a simple process of changing only the AF evaluation value. Therefore, it is possible to obtain an AF function capable of photographing a subject on the back side (back) of glass, a net, a metal net, or the like using a normal AF function. In addition, since the restriction function is maintained until the conditions for canceling are satisfied, the restricted subject distance is maintained, so that the angle of view can be changed without returning to the original undesired subject by simple camera work. It is also effective in shooting scenes.

以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明の一例であり，本発明のオートフォーカス装置を用いたビデオカメラの概略を示すブロック図である。同図において，点線で囲まれる（１００）はレンズユニットであり，固定レンズ（１０１），ズームレンズ（１０２），光量調節用の絞り羽（１０３），固定レンズ（１０４），フォーカスレンズ（１０５）と，位置エンコーダー（１０８）と，また，ズームレンズ駆動用モータ（１０６），フォーカスレンズ駆動用モータ（１０７）で構成されている。なお位置エンコーダーは，ズームレンズ（１０２），絞り羽（１０３），フォーカスレンズ（１０５）の位置センサーとしている。これらのレンズユニット（１００）を搭載したビデオカメラの各ユニットはバス(１２２)を介して接続されており，各ユニットは，メインCPU(１１０)によって制御される構造になっている。操作スイッチ群（１１５）の中に含まれるスイッチにより，録画モードで起動すると，フラッシュメモリ（１１３）に格納されていたプログラムがRAM(１１２)の一部にロードされ，メインCPU(１１０)はこのRAM(１１２)にロードされたプログラムにしたがって動作を行う。上記の構成において，通常用いられるＡＦ機能が，俗称，山登りＡＦとよばれる常に合焦するためのＡＦ制御方式であることを前提とする。 FIG. 1 is an example of the present invention, and is a block diagram showing an outline of a video camera using the autofocus device of the present invention. In the figure, a lens unit (100) surrounded by a dotted line is a fixed lens (101), a zoom lens (102), a diaphragm blade (103) for adjusting light quantity, a fixed lens (104), and a focus lens (105). And a position encoder (108), a zoom lens driving motor (106), and a focus lens driving motor (107). The position encoder is a position sensor for the zoom lens (102), diaphragm blade (103), and focus lens (105). Each unit of the video camera equipped with these lens units (100) is connected via a bus (122), and each unit is controlled by the main CPU (110). When the recording mode is started by a switch included in the operation switch group (115), the program stored in the flash memory (113) is loaded into a part of the RAM (112), and the main CPU (110) The operation is performed according to the program loaded in the RAM (112). In the above configuration, it is assumed that the AF function that is normally used is an AF control method for always focusing, which is called a popular name, hill-climbing AF.

被写体からの光は，レンズユニット（１００）内のレンズ群を通り，CCDなどの撮像素子（１０９）に結像される。撮像素子（１０９）は，赤，緑，青の３原色それぞれについて設けられている３板式の撮像系となることもある。この撮像素子により光電変換が行われ，撮像信号処理（１１９）として，最適なレベルに増幅されたり，３板式の場合であれば３枚の撮像素子出力を加算して，一つの映像信号に変換するなどの信号処理がなされ，映像としてモニタディスプレイ（１１４）に出力されたり，画像記録用メディア（１１６）に映像が記録される。また一方で，この撮像信号からバンドパスフィルタなどを通して高周波成分を抽出し，ＡＦ評価値として，フォーカス制御ブロック（１２１）に渡される。そのＡＦ評価値に基づき，フォーカスレンズ駆動用モータ（１０７）へ駆動信号を送り，フォーカスレンズ（１０５）を駆動する。この一連のサイクルを繰り返して，オートフォーカスが行われる。 Light from the subject passes through a lens group in the lens unit (100) and forms an image on an image sensor (109) such as a CCD. The imaging element (109) may be a three-plate imaging system provided for each of the three primary colors red, green, and blue. Photoelectric conversion is performed by this image sensor, and as an image signal processing (119), it is amplified to an optimum level, or in the case of a three-plate type, the output of three image sensors is added and converted into one video signal. Signal processing such as this is performed, and the image is output to the monitor display (114) or recorded on the image recording medium (116). On the other hand, a high frequency component is extracted from the image pickup signal through a band pass filter or the like, and passed to the focus control block (121) as an AF evaluation value. Based on the AF evaluation value, a drive signal is sent to the focus lens drive motor (107) to drive the focus lens (105). Auto focus is performed by repeating this series of cycles.

このサイクルの中で，オートフォーカス機能により，ユーザーが望まない点に合焦した場合，ユーザーは操作スイッチ群（１１５）中の制限用スイッチを押し下げることで，フォーカスの位置を変更することができる。スイッチ起動後，ＣＰＵ（１１０）は，位置エンコーダー（１０８）より得られるフォーカスレンズ位置とズームレンズ位置を受けて，被写体距離を算出する。フラッシュメモリ（１１３）内に予め決められた数値と被写体距離から算出した制限幅Ｌを決める。現在の被写体距離の位置からLの範囲内は，ＡＦ評価値が極端に低く（ほぼゼロ，または所定値以下で小さい傾きをもつ）算出するプログラムを実行する。ＡＦレンズ位置を所定幅分駆動した後，算出されたＡＦ評価値，先に述べた制限されたＡＦ評価値に基づいてフォーカス制御が行われる。フォーカス制御（１２１）ブロックのＡＦ評価値が高い位置へフォーカスレンズを駆動するというＡＦ制御従来のアルゴリズムに基づいて，スイッチを押し下げた瞬間の被写体距離位置近傍でフォーカスすることに制限を加える形となる。このとき，ある範囲の被写***置にＡＦの制限をかけていることをユーザーにわかりやすくモニタディスプレイ（114）やファインダに，制限している被写体距離の数値を表示するようにしている。以上が本発明の概略である。 In this cycle, when the user focuses on a point not desired by the autofocus function, the user can change the focus position by depressing the restriction switch in the operation switch group (115). After the switch is activated, the CPU (110) receives the focus lens position and the zoom lens position obtained from the position encoder (108) and calculates the subject distance. A limit width L calculated from a predetermined numerical value and subject distance is determined in the flash memory (113). Within the range of L from the current subject distance position, a program for calculating the AF evaluation value is extremely low (substantially zero or having a small slope below a predetermined value) is executed. After driving the AF lens position by a predetermined width, focus control is performed based on the calculated AF evaluation value and the limited AF evaluation value described above. Focus control (121) AF control that drives the focus lens to a position where the AF evaluation value of the block is high Based on a conventional algorithm, a restriction is imposed on focusing near the subject distance position at the moment of pressing the switch. . At this time, the numerical value of the restricted subject distance is displayed on the monitor display (114) or the finder so that the user can easily understand that the AF restriction is applied to a certain range of subject positions. The above is the outline of the present invention.

以下に図を持って詳細に説明する。図２(a)は，野球場で金網越しにグランドを撮影するときを想定しており，横軸に被写体距離（ズームの無いときはフォーカスレンズ位置と性質的には等価），縦軸にＡＦ評価値をとったグラフである。撮影者から近い順に，Ｈ_１で金網による成分が出ており，Ｈ_２でバッター，Ｈ_３でピッチャーによるＡＦ評価値の極大点となっている。この環境下において，通常のAF機能によってＨ₁近傍で合焦したとする。ユーザーによって制限用のスイッチが押し下げられると，制限幅Ｌの値が所定の算出方法で決められる。Ｈ₁近傍の幅Ｌ部分のＡＦ評価値が低く計算されて，図２(ｂ)のようなＡＦ評価値として認識される。その後，このＡＦ評価値にしたがってＡＦ機能が動作する。結果として，バッターによるＡＦ成分のあるＨ_２の位置で合焦することになる。ＡＦ機能に入るより早く，制限されたＬの幅分をＡＦをしないで強制的に高速駆動することで，Ｈ_２位置への合焦を早くおこなうことができる。この図２（ｂ）の状態で制限用スイッチを押し下げると，図２（ｃ）のように，Ｈ_２を中心に幅Ｌ_２の範囲の評価値が下がり，結果としてＡＦ機能によりＨ_３に移ることになる。さらに所定回数スイッチの押し下げを行うなど，所定のリセット条件を満たすとリセットされて，元のＡＦ評価値，図２（a）の状態に戻り，通常のＡＦ機能で動作を続ける。リセットされてもとの評価値に戻る「所定のリセット条件」については後述する。 This will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 (a) assumes that the ground is photographed over a wire net at a baseball field, the subject distance is on the horizontal axis (it is equivalent in nature to the focus lens position when there is no zoom), and AF on the vertical axis. It is the graph which took the evaluation value. In order of distance from the photographer, and out component by wire mesh with H _1, it has a maximum point of the AF evaluation value by pitcher batter, in H ₃ in H _2. In this environment, it is assumed that the focus is near H ₁ by the normal AF function. When the limit switch is pushed down by the user, the value of the limit width L is determined by a predetermined calculation method. The AF evaluation value of the width L portion in the vicinity of H ₁ is calculated to be low and recognized as an AF evaluation value as shown in FIG. Thereafter, the AF function operates according to the AF evaluation value. As a result, focusing is performed at the position of H ₂ where there is an AF component by the batter. Earlier than entering the AF function, the width of the restricted L by forcibly driven at high speed without the AF, it is possible to perform fast focusing to H ₂ position. Depressing limiting switch in the state of FIG. 2 (b), the as shown in FIG. 2 (c), the evaluation value of the range of the width L ₂ mainly of H ₂ is lowered, moves the H ₃ by the AF function as a result of It will be. Further, when a predetermined reset condition is satisfied, such as by depressing the switch a predetermined number of times, the state is reset, the original AF evaluation value returns to the state shown in FIG. 2A, and the operation continues with the normal AF function. The “predetermined reset condition” for returning to the original evaluation value even after reset will be described later.

次に，ＡＦ制限する幅（図中Ｌの値）について述べる。Ｌの幅については以下に述べる一つまたは複数の設定方法が用いられる。第一の設定方法は，カメラに予め登録してある唯一の数値を用いることである。第二の設定方法は，ユーザによる設定。スイッチ群の中の一つによる数値入力で，設定をユーザ自身が行う。記録画素数やAF or MFなど他のカメラ設定と同様に，あらかじめ定められた大・中・小などの中から選択するとしてもよい。第三の設定方法もユーザ設定によるものだが，解除までの回数を示すもので行う。すなわち設定画面に表示されるのは，１，２，３回または，２，３，４箇所など数字で表記して，ユーザーがフォーカスポイントが何点あるか想定して使用する。これらの数値が大きいほど，Ｌの幅が小さくなるようにプログラム上で計算されて設定される。第四の設定方法は，被写界深度に基づく設定方法である。被写界深度は，被写体の焦点が合う長さ（深さ）を指すもので，焦点距離が長くなる，絞りを開く，撮影距離が近くなるなどにより，被写界深度は浅くなる。よって，制限幅Lを設定するにあたり，絞り羽位置から絞りの開きと，レンズユニットの焦点距離などの設計値と合わせて，被写界深度を算出する。この被写界深度と制限幅Lを予め経験的に作成して，フラッシュメモリ（113）に搭載しておき，被写界深度が算出された後に，この表を参照してLを設定する。絞り値，焦点距離とレンズユニットの設計値から被写界深度の計算を行えばよく，表でなく計算式をもっていてもよい。いずれかの方法により被写界深度を算出すると制限幅Lが決定する。第五の設定方法を，図３を用いて説明する。図３(a)においてAF機能によりＨ_１にフォーカスされた場合，図３（ｂ）に示すように，制限幅Ｌを直接設定するのではなく，ＡＦ評価値の絶対値Ｈによって設定を行う方法である。まずＨを決め，前後にフォーカスレンズを駆動してＨ以上の被写体距離位置を抽出して制限幅Ｌとする。Ｈの決定方法については，所定かまたはユーザー任意にする方法，また，図３（c）に示すように，Ｈ_１の値からＨ＝０.８×Ｈ_１のように値を算出してもよい。以上のような方法を用いて制限幅Ｌを設定する。ただし，一般に前側被写界深度の方が後ろ側被写界深度よりも浅いため，実際に禁止する幅Ｌの中心は，やや後方（図２または図３では右），被写体距離が遠い方向にもっていくことが望ましい。 Next, the AF restriction width (value L in the figure) will be described. For the width of L, one or a plurality of setting methods described below are used. The first setting method is to use a single numerical value registered in advance in the camera. The second setting method is set by the user. The user himself / herself makes the setting by numerical input using one of the switches. As with other camera settings such as the number of recorded pixels and AF or MF, you may select from large, medium, small, etc. that have been set in advance. The third setting method is also based on the user setting, but shows the number of times until release. That is, what is displayed on the setting screen is expressed as a number such as 1, 2, 3 times, 2, 3, 4 or the like, and the user assumes the number of focus points. The larger the numerical value, the smaller the width of L is calculated and set on the program. The fourth setting method is a setting method based on the depth of field. The depth of field refers to the length (depth) at which the subject is in focus, and the depth of field becomes shallow as the focal length becomes longer, the aperture is opened, or the shooting distance becomes shorter. Therefore, when setting the limit width L, the depth of field is calculated by combining the aperture value from the aperture position and the design values such as the focal length of the lens unit. This depth of field and limit width L are created in advance empirically and mounted in the flash memory (113). After the depth of field is calculated, L is set with reference to this table. The depth of field may be calculated from the aperture value, the focal length, and the design value of the lens unit, and may have a calculation formula instead of a table. When the depth of field is calculated by any method, the limit width L is determined. A fifth setting method will be described with reference to FIG. If it is focused on H ₁ by the AF function in FIG. 3 (a), as shown in FIG. 3 (b), rather than to set a limit width L directly, a method for setting the absolute value H of the AF evaluation value It is. First, H is determined, and the focus lens is driven back and forth to extract a subject distance position equal to or greater than H and set as a limit width L. For H method of determining the method to a predetermined or user-any, and as shown in FIG. 3 (c), be calculated value as H = 0.8 × H ₁ from the value of an H ₁ Good. The limit width L is set using the above method. However, since the front depth of field is generally shallower than the rear depth of field, the center of the width L that is actually prohibited is slightly rearward (right in FIG. 2 or FIG. 3) and in the direction in which the subject distance is far away. It is desirable to have it.

次に「所定のリセット条件」について述べる。これまでに説明したように，スイッチの押し下げにより，ＡＦ評価値を幅Ｌの範囲で小さくしている。一度小さくした評価値は「所定のリセット条件」を満たさない限り保持され，幅Ｌの被写体距離では合焦しないように保たれる。その解除方法として，以下の方法があげられる。ひとつは，動画撮影の１シーンごとであるか，電源の投入ごとであるか，スイッチ群中に解除専用スイッチを設けてこれを押し下げるなどしたユーザの動作によるものである。先に述べた制限を開始するスイッチを所定の回数を押し下げる方法も含まれる。また，撮影環境が変わる場合による解除方法もあげられる。ズームを変更した場合，ホワイトバランスが所定以上変化した場合，カメラ内に揺れを検出するジャイロ信号存在してジャイロの出力が所定以上変化した場合，露光量が大幅に変化した場合，フォーカスが制限しているＬの幅に近づいてきた場合など，これらの場合は，被写体そのものが変化した場合と判断可能である。以上のような条件を一つまたは複数用いて「リセット条件」として設計する。 Next, “predetermined reset conditions” will be described. As described above, the AF evaluation value is reduced within the range of the width L by pressing the switch. The evaluation value once reduced is held unless the “predetermined reset condition” is satisfied, and is kept out of focus at the subject distance of the width L. The following methods can be given as the release method. One is due to the action of the user, such as for every scene of moving image shooting or every time the power is turned on, or by providing a release-dedicated switch in the switch group and pressing it down. A method of depressing the switch for starting the restriction described above a predetermined number of times is also included. In addition, there is a cancellation method when the shooting environment changes. When the zoom is changed, the white balance changes more than the specified value, the gyro signal that detects shaking in the camera exists and the output of the gyro changes more than the specified value, the exposure amount changes significantly, the focus is limited. In these cases, such as when the width of L is approaching, it can be determined that the subject itself has changed. A “reset condition” is designed using one or more of the above conditions.

次に，図４をもって説明する。図４は縦軸にフォーカスレンズ位置，横軸にズームレンズ位置をとり，被写体距離ごとに，フォーカスが合うレンズ位置の奇跡を描いた図である。コンピュータズームにおいてはこの奇跡にしたがってレンズを駆動することで，ピンぼけすることなくズーミングを行う。被写体距離が無限大，５ｍ，２ｍ，８０ｃｍにある時の曲線と，ズームレンズ位置Ｚ１との点線の各交点をＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，ズームレンズ位置Ｚ２との各交点をＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２としている。これまで述べてきたような制限幅Ｌは図４では，例えば２ｍと８０ｃｍの間を禁止すれば，図中灰色の部分のレンズ位置関係を禁止することに相当する。ここで図からわかるとおり，ズームレンズのテレ端で特に有効であり，ワイド端では被写界深度が深くなることもあり，難しいためテレ端（被写界深度が浅い）の時のみ制限ＡＦを行うこととしている。 Next, a description will be given with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram depicting the miracle of the in-focus lens position for each subject distance with the focus lens position on the vertical axis and the zoom lens position on the horizontal axis. In computer zoom, the lens is driven according to this miracle, and zooming is performed without being out of focus. The intersections of the curve when the subject distance is infinite, 5 m, 2 m, and 80 cm and the dotted line with the zoom lens position Z1 are the intersections of A1, B1, C1, D1, and the zoom lens position Z2, and are A2, B2, C2 and D2. In FIG. 4, the limit width L as described above corresponds to prohibiting the lens positional relationship in the gray portion in the figure, for example, when prohibiting between 2 m and 80 cm. As can be seen from the figure, this is particularly effective at the telephoto end of the zoom lens, and the depth of field may be deep at the wide end, so it is difficult to use the limited AF only at the telephoto end (shallow depth of field). To do.

実施例２として，静止画撮影の場合におけるスキャンタイプのＡＦ機能を用いている場合について説明する。構成については実施例１で用いた図１と変わらないシステムで実現されている。静止画撮影におけるＡＦ機能では，シャッター時に最高のフォーカスポイントに合わせるため，シャッターの半押し時に，全域に渡ってＡＦ評価値をスキャンする。つまり，シャッター前に，図２（a）のグラフ全体を得ることになる。まず，一度目の半押し時にスキャンしながら，図５のような表をＲＡＭに記録する。この表中からＡＦ評価値が最大の個所Ｈ_１にフォーカスが合わされて，シャッターの深押しにより撮影を行うが，Ｈ_１にフォーカスが合わされた後に制限用のスイッチ（ここでは二度目のシャッター半押し）が押されると，ＡＦ評価値が押された点の両側の谷から谷の区間が制限幅Ｌと設定される。その区間のＡＦ評価値が下がり，次のＨ_２に焦点があうことになる。リセット条件は実施例１と同様に，条件を満たした場合とする。条件としては，撮影のワンショットごとであるか，電源の投入ごとであるか，スイッチ群中に解除専用スイッチを設けてこれを押し下げるなどしたユーザの動作によるものである。先に述べた制限を開始するスイッチを所定の回数を押し下げる方法も含まれる。また，撮影環境が変わる場合による解除方法もあげられる。ズームを変更した場合，ホワイトバランスが所定以上変化した場合，カメラ内に揺れを検出するジャイロ信号存在してジャイロの出力が所定以上変化した場合，露光量が大幅に変化した場合など，被写体そのものが変化したと判断できる場合である。以上のような条件を一つまたは複数用いて「リセット条件」としている。なお，テレ端での有効性，ディスプレイへの表示に関することは実施例１と同様である。以上のように通常のＡＦ機能に制限機能を付加して，目的とする被写体に合わなかった時にも素早く被写体の変更ができる。 As a second embodiment, a case where the scan type AF function in the case of still image shooting is used will be described. The configuration is realized by a system that is the same as that of FIG. 1 used in the first embodiment. In the AF function in still image shooting, the AF evaluation value is scanned over the entire area when the shutter is half-pressed in order to adjust to the highest focus point at the time of the shutter. That is, the entire graph of FIG. 2A is obtained before the shutter. First, a table as shown in FIG. 5 is recorded in the RAM while scanning at the first half-press. The AF evaluation value from the table is being combined focus the maximum point H _1, performs the photographing by deep pressing of the shutter, press the second time the shutter half is the switch for limiting (here after the focus is adjusted to the H ₁ ) Is pressed, the section between the valleys on both sides of the point where the AF evaluation value is pressed is set as the limit width L. The AF evaluation value in that section decreases, and the next H ₂ is focused. The reset condition is the same as in the first embodiment when the condition is satisfied. The condition depends on the user's action, such as every shooting one shot or every power-on, or a release-only switch provided in the switch group and pressed down. A method of depressing the switch for starting the restriction described above a predetermined number of times is also included. In addition, there is a cancellation method when the shooting environment changes. When the zoom is changed, the white balance changes more than a predetermined value, the gyro signal that detects shaking exists in the camera, the gyro output changes more than the specified value, the exposure amount changes significantly, etc. This is a case where it can be determined that the change has occurred. One or more of the above conditions are used as a “reset condition”. Note that the effectiveness at the tele end and the display on the display are the same as in the first embodiment. As described above, the restriction function is added to the normal AF function, so that the subject can be quickly changed even when it does not match the target subject.

本発明のシステム構成一例のカメラCamera of one example of system configuration of the present invention AF評価値対被写体距離AF evaluation value vs. subject distance 制限幅Lの説明図Illustration of limit width L 被写体距離別合焦位置軌跡図Focus position locus diagram by subject distance 被写体距離とAF評価値（メモリ記録内容）Subject distance and AF evaluation value (memory recording contents)

符号の説明Explanation of symbols

100 レンズユニット
101 固定レンズ１
102 ズームレンズ
103 絞り羽
104 固定レンズ２
105 フォーカスレンズ
106 ズームレンズ駆動モータ
107 フォーカスレンズ駆動モータ
108 位置エンコーダユニット
109 撮像素子
110 メインＣＰＵ
111 画像処理ユニット
112 ＲＡＭ
113 フラッシュメモリ
114 モニタディスプレイ
115 操作スイッチ群
116 画像記録メディア
117 電源管理部
118 電源
119 撮像信号処理ブロック
120 ズーム制御ブロック
121 フォーカス制御ブロック
122 バス 100 lens unit
101 Fixed lens 1
102 Zoom lens
103 aperture blade
104 Fixed lens 2
105 Focus lens
106 Zoom lens drive motor
107 Focus lens drive motor
108 Position encoder unit
109 Image sensor
110 Main CPU
111 Image processing unit
112 RAM
113 flash memory
114 Monitor display
115 Operation switches
116 Image recording media
117 Power Management Department
118 Power supply
119 Imaging signal processing block
120 Zoom control block
121 Focus control block
122 Bus

Claims

被写体よりの光を取り込むレンズ群に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と，前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と，前記レンズ群を通過した光を電気信号に変換する撮像手段と，合焦度を示すＡＦ（オートフォーカス）評価値を生成するＡＦ評価値検出手段と，前記ＡＦ評価値に基づいて前記レンズ駆動手段を制御するレンズ制御手段と，前記レンズ位置検出手段から得られる現在のレンズ位置から所定の被写体距離の範囲内での合焦に制限を設ける合焦位置制限手段を有することを特徴とする撮像装置。 Lens driving means for driving a focus lens included in a lens group that captures light from a subject in the optical axis direction, lens position detection means for detecting the lens position of the focus lens, and light that has passed through the lens group as an electrical signal Imaging means for converting into an AF, AF evaluation value detection means for generating an AF (autofocus) evaluation value indicating the degree of focus, lens control means for controlling the lens driving means based on the AF evaluation value, and the lens An imaging apparatus comprising: an in-focus position limiting unit that limits in-focus within a predetermined subject distance from a current lens position obtained from the position detection unit.

被写体よりの光を取り込むレンズ群に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と，前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と，前記レンズ群を通過した光を電気信号に変換する撮像手段と，合焦度を示すＡＦ（オートフォーカス）評価値を生成するＡＦ評価値検出手段と，前記フォーカスレンズを所定の範囲内でサーチすることで前記ＡＦ評価値を前記レンズ位置情報とを関連付けて記憶するAF評価値記憶手段と、前記ＡＦ評価値記憶手段に基づいて前記レンズ駆動手段を制御するレンズ制御手段と，前記AF評価値記憶手段によって記録されたＡＦ評価値に基づいて所定の被写体距離の範囲内の合焦を制限する合焦範囲制限手段を有することを特徴とする撮像装置。 Lens driving means for driving a focus lens included in a lens group that captures light from a subject in the optical axis direction, lens position detection means for detecting the lens position of the focus lens, and light that has passed through the lens group as an electrical signal An AF evaluation value detecting means for generating an AF (autofocus) evaluation value indicating the degree of focus, and searching the focus lens within a predetermined range to obtain the AF evaluation value as the lens position. AF evaluation value storage means for storing information in association with each other, lens control means for controlling the lens driving means based on the AF evaluation value storage means, and an AF evaluation value recorded by the AF evaluation value storage means And an in-focus range limiting means for limiting in-focus within a predetermined subject distance range.

前記合焦位置制限手段のオンオフを切り替える制限開始手段と制限解除手段とを有することを特徴とする請求項１，請求項２に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a restriction start unit that switches on / off the focus position restriction unit and a restriction release unit.

前記レンズ群の焦点距離や絞り値を検出することで被写界深度を検出する被写界深度検出手段を有し，前記合焦範囲制限手段は，前記被写界深度検出手段により検出された被写界深度情報に基づき，合焦範囲の制限範囲を決定する合焦範囲制限手段であることを特徴とする請求項１〜請求項３の撮像装置。 A depth-of-field detecting unit that detects a depth of field by detecting a focal length and an aperture value of the lens group, and the focusing range limiting unit is detected by the depth-of-field detecting unit; 4. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is a focusing range limiting unit that determines a limiting range of a focusing range based on depth-of-field information.

前記合焦範囲制限手段は，前記被写界深度検出手段により検出された被写界深度情報が所定値以下ならば、前記合焦範囲制限を無効にすることを特徴とする請求項１〜請求項４の撮像装置。 The in-focus range limiting unit invalidates the in-focus range limitation if depth-of-field information detected by the depth-of-field detecting unit is a predetermined value or less. Item 5. The imaging device according to Item 4.

前記制限開始手段は，二回目の半押しであることを特徴とする請求項１〜請求項５の撮像装置。 6. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the restriction start means is a second half-press.

前記制限解除手段は，撮影の１シーンごとにオンにされることを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is turned on for each scene of shooting.

前記制限解除手段は，電源投入ごとであることを特徴とする請求項１〜７請求項の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is turned on every time the power is turned on.

前記制限解除手段は，所定時間で解除されることを特徴とする請求項１〜請求項８に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is released in a predetermined time.

前記制限解除手段は，ズームを変更すると解除されることを特徴とする請求項１〜請求項９に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is released when the zoom is changed.

前記制限解除手段は，解除ボタンを押し下げることで解除されることを特徴とする請求項１〜請求項１０に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is released by pressing a release button.

前記制限解除手段は，撮影映像のホワイトバランスが所定の値以上変化すると解除されることを特徴とする請求項１〜請求項１１に記載の撮像装置。 12. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the restriction canceling unit is canceled when the white balance of the captured video changes by a predetermined value or more.

前記制限解除手段は，ジャイロセンサを具備し，ジャイロ信号が所定の値以上に変化した時に解除されることを特徴とする請求項１〜請求項１２に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit includes a gyro sensor and is released when the gyro signal changes to a predetermined value or more.

前記制限解除手段は，撮影対象が前記合焦範囲制限手段により制限されている制限範囲に近づいた時に解除されることを特徴とする請求項１〜請求項１３に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is released when an object to be photographed approaches a restriction range restricted by the focus range restriction unit.

撮像映像を表示する液晶モニタなどのディスプレイと，撮像映像を前記ディスプレイに表示すると同時に，合焦位置制限手段による制限の様子を所定の形式で表示するための表示手段を有する請求項１〜請求項１４に記載の撮像装置。 A display such as a liquid crystal monitor for displaying a picked-up image, and a display means for displaying the picked-up image on the display and simultaneously displaying the state of restriction by the focus position restricting means in a predetermined format. 14. The imaging device according to 14.

表示方法に関する限定
前記表示手段は，表示装置に焦点距離をバーであらわし，制限範囲を前記バーの中で色を変更して表すことを特徴とする請求項１〜請求項１５の撮像装置。 16. The display apparatus according to claim 1, wherein the display means represents a focal length with a bar on the display device, and represents a limited range by changing a color in the bar.

前記制限解除手段は，露光量が大幅に変化することで解除されることを特徴とする請求項１〜請求項１６に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the restriction release unit is released when the exposure amount changes significantly.