JP5063268B2 - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、焦点調節機能を備えた撮像装置、および、その制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having a focus adjustment function, and a control method thereof.
一般に、ディジタルカメラ装置に利用可能な画像処理の分野においては、人間の顔など特定の被写体の位置や大きさを画像認識アルゴリズムにより推定する技術が実用化されている。画像認識アルゴリズムにより特定の被写体の位置、大きさの情報を推定する技術は、例えばオートフォーカス制御（ＡＦ制御）に利用されている。 In general, in the field of image processing that can be used in a digital camera device, a technique for estimating the position and size of a specific subject such as a human face using an image recognition algorithm has been put into practical use. A technique for estimating information on the position and size of a specific subject using an image recognition algorithm is used for, for example, autofocus control (AF control).
このオートフォーカス制御では、被写***置、大きさに合わせたＡＦ評価枠を設定し、ＡＦ用の評価データを生成し、ＡＦ制御をすることにより、特定の被写体に注目したＡＦ制御を行う。 In this autofocus control, an AF evaluation frame is set in accordance with the subject position and size, AF evaluation data is generated, and AF control is performed by focusing on a specific subject.
上述したディジタルカメラ装置に用いられるＡＦ制御の技術を、連続した動画像を撮影、記録する装置に適用する場合には、特有の処理を考慮する必要がある。連続した動画像を撮影、記録する装置で行うＡＦ制御では、撮影中に取得した画像からフォーカスを自動的に合わせる制御を行う。連続した動画像を撮影、記録する装置のＡＦ制御では、設定された複数のＡＦ評価枠の画像情報から評価値を算出し、算出された評価値の遷移にしたがってレンズの駆動制御を行う。 When the AF control technique used in the above-described digital camera device is applied to an apparatus that captures and records continuous moving images, it is necessary to consider specific processing. In AF control performed by an apparatus that captures and records continuous moving images, control is performed to automatically adjust the focus from an image acquired during shooting. In AF control of an apparatus that captures and records continuous moving images, an evaluation value is calculated from image information of a plurality of set AF evaluation frames, and lens drive control is performed according to the transition of the calculated evaluation value.
このＡＦ制御では、算出した評価値を動作周期ごとに比較し、その差分が小さい状態が続けばフォーカスが合っていると判断して、フォーカスレンズの動きを小さくするように制御する。また、評価値を動作周期ごとに比較したときの差分が大きい場合は、フォーカスが合っていないと判断し、差分値の変化に従ってフォーカスレンズの動きを大きくして、フォーカスが合う状態を探る動作を行うように制御する。 In this AF control, the calculated evaluation values are compared for each operation cycle, and if the difference continues to be small, it is determined that the focus is achieved, and control is performed to reduce the movement of the focus lens. Also, if the difference between the evaluation values for each operation cycle is large, it is determined that the focus is not correct, and the movement of the focus lens is increased according to the change in the difference value, and an operation for searching for the focus is performed. Control to do.
従来の連続した動画像を撮影、記録する装置では、特定の被写体の位置や大きさを、画像認識のアルゴリズムにより検出し、その検出結果に基づいてＡＦ制御を行う技術が提案されている。このＡＦ制御の技術では、被写体検出結果に基づいて、複数あるＡＦ評価枠から１つを選択し、そのＡＦ評価枠から算出した評価値を使用してＡＦの動作制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上述のような画像認識のアルゴリズムを利用したＡＦ制御を連続した動画像を撮影、記録する装置で利用する場合には、次のような課題がある。 However, when the AF control using the image recognition algorithm as described above is used in an apparatus that captures and records continuous moving images, there are the following problems.
画像認識のアルゴリズムを利用して特定被写体を検出する場合には、特定被写体の向きが変わったり、映像内に他の特定被写体が入った時に、検出結果が途切れたり、主要被写体が頻繁に変動してしまう可能性がある。 When a specific subject is detected using an image recognition algorithm, the detection result may be interrupted or the main subject may fluctuate frequently when the orientation of the specific subject changes, or when another specific subject enters the image. There is a possibility that.
この画像認識のアルゴリズムを利用して特定被写体を検出する場合には、被写体の検出結果が途切れた場合に、使用するＡＦ評価枠がデフォルトのＡＦ評価枠に即座に戻ってしまう。この場合には、フォーカスを合わせるポイントが移動してしまい、ＡＦ制御の動作が不安定になるという問題がある。さらに、画像認識のアルゴリズムを利用して特定被写体を検出する場合には、主要被写体が頻繁に変動すると、フォーカスを合わせるポイントが頻繁に移動してしまい、ＡＦ制御の動作が不安定になるという問題がある。 When a specific subject is detected using this image recognition algorithm, when the detection result of the subject is interrupted, the AF evaluation frame to be used immediately returns to the default AF evaluation frame. In this case, there is a problem that the point to be focused moves and the operation of AF control becomes unstable. Furthermore, when detecting a specific subject using an image recognition algorithm, if the main subject changes frequently, the focus adjustment point frequently moves, and the AF control operation becomes unstable. There is.
また、ビデオカメラ装置で撮影中に、ＡＦ制御の動作が不安定な状態となった場合には、その時の映像も全て記録されてしまう。この場合には、ビデオカメラで撮影された動画が、フォーカスが合っている映像とフォーカスの合っていない映像とが頻繁に切り替わる状態で記録される。このため、ビデオカメラ装置でＡＦ制御の動作が不安定な状態となると、良好な動画を撮影することができない状態となる。 Also, if the AF control operation becomes unstable during shooting with the video camera device, all the video at that time is also recorded. In this case, the moving image shot by the video camera is recorded in a state where the focused video and the focused video are frequently switched. For this reason, when the operation of AF control becomes unstable in the video camera device, a good moving image cannot be captured.
本発明の目的は、特定被写体を中心としたオートフォーカス制御を行いながら動画を撮影する際に、特定被写体検出結果の急激な変化による影響を抑制することによって、ＡＦ制御の動作を安定化し、良好に動画を撮影できるようにした撮像装置、その制御方法を提供することにある。 The object of the present invention is to stabilize the AF control operation by suppressing the influence of a sudden change in the detection result of a specific subject when shooting a movie while performing autofocus control around a specific subject. It is another object of the present invention to provide an imaging apparatus capable of capturing a moving image and a control method thereof.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像画像から合焦すべき被写体像を検出する検出手段と、撮像光学系の合焦状態を検出する際の焦点検出領域を複数設定する設定手段と、前記焦点検出領域における検波値より算出されたＡＦ評価値に基づいて前記撮像光学系を移動させてＡＦ制御を行う焦点調節手段と、前記検出手段により検出された被写***置と前記複数の焦点検出領域との相対的な位置関係に応じて、複数の焦点検出領域における検波値の合成比率を算出する合成比率算出手段とを有する撮像装置であって、前記ＡＦ制御の状態が方向判定のときには、前記ＡＦ制御の状態が山登りのときに比べて前記合成比率算出手段の合成比率の変化度合いを大きくし、前記ＡＦ制御の状態が頂上付近のときには、前記ＡＦ制御の状態が山登りのときに比べて前記合成比率算出手段の合成比率の変化度合いを小さくすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus of the present invention sets a plurality of detection means for detecting a subject image to be focused from a captured image, and a plurality of focus detection areas for detecting a focusing state of the imaging optical system. A setting unit; a focus adjusting unit that performs AF control by moving the imaging optical system based on an AF evaluation value calculated from a detection value in the focus detection region; an object position detected by the detection unit; An imaging apparatus having a composite ratio calculating means for calculating a composite ratio of detection values in a plurality of focus detection areas according to a relative positional relationship with the focus detection area, wherein the state of the AF control is a direction determination when the state of the AF control by increasing the degree of change in the synthesis ratio of the synthesis rate calculating means than when the hill-climbing, the state of the AF control is at the vicinity of the summit, the AF control State is characterized by reduced change in the degree of synthesis ratio of the synthesis rate calculating means than when the hill-climbing.
本発明によれば、特定被写体検出結果の急激な変化による影響を抑制し安定した動作でＡＦ制御を行い、良好に動画を撮影可能とする。 According to the present invention, AF control is performed with stable operation while suppressing the influence of a sudden change in the detection result of a specific subject, and a moving image can be captured satisfactorily.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第１実施の形態〕
本発明の第１実施の形態に係わるオートフォーカス機能付撮像装置について説明する。図１は、第１実施の形態に係わるオートフォーカス機能付撮像装置の要部の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置１００は、装置全体で主だった制御を掌る中央制御装置と、撮像レンズ部（撮像光学系）と、画像信号出力部と、オートフォーカス制御部とを備える。
[First embodiment]
An imaging apparatus with an autofocus function according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a main part of an image pickup apparatus with an autofocus function according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
撮像装置１００に設ける中央制御装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９を用いて構成されている。図示しないがＣＰＵ９には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、インターフェース、その他の制御に必要な機器が付属して、中央制御装置を構成している。なお、本明細書でＣＰＵ９（ＡＦ制御手段）というときには、特にことわらない場合に、中央制御装置を意味する。
A central control device provided in the
撮像装置１００の撮像レンズ部（撮像光学系）は、レンズ系１と、レンズ駆動制御回路１０を有する。このレンズ系１は、焦点距離を一般に用いられている図示しないステップモータ等の駆動手段（駆動部）で移動調整可能に構成する。また、レンズ駆動制御回路１０は、ＣＰＵ９からの制御信号により制御されるレンズ駆動制御回路１０の出力信号Ｓ１０により、適切な焦点距離になるように動き、適切な被写体像を撮像素子２の受光面に投影して結像させる。
The imaging lens unit (imaging optical system) of the
撮像装置１００の画像信号出力部は、撮像素子２と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）３と、カメラ信号処理回路４とを有する。この撮像素子２は、受光面に被写体像が結像された際に、光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号としてＡＦＥ３へ出力する。ＡＦＥ３は、撮像素子２から出力されたアナログの画像信号を、その内部に備えたＡ／Ｄ変換器によりデジタル画像信号に変換し、撮像画像の出力信号Ｓ３としてカメラ信号処理回路４へ出力する。
The image signal output unit of the
カメラ信号処理回路４は、ＡＦＥ３の撮像画像の出力信号Ｓ３を入力信号とし、この入力信号に対してアパーチャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス等の撮像系の画像信号処理を行う。このカメラ信号処理回路４で画像信号処理を終えて出力された出力信号Ｓ４は、カメラで撮影した撮影画像の画像信号として記録メディアに記録される。
The camera
撮像装置１００のオートフォーカス制御部は、被写体検出回路５と、合成比率算出回路６と、合成比率調整回路７と、ＡＦ評価値生成回路８と、ＣＰＵ９とを用いて構成する。
The autofocus control unit of the
オートフォーカス制御部の被写体検出回路５（被写体検出手段）は、ＡＦＥ３の撮影画像の出力信号Ｓ３を入力信号として、撮像画像から合焦すべき被写体像の検出を行う。この被写体検出回路５では、予めＲＯＭ（図示せず）等に保存してあるデータベースと、入力されたＡＦＥ３の撮影画像の出力信号Ｓ３の画像とのパターンマッチングを行う。これに基づいて被写体検出回路５では、複数の被写体の検出を行い、検出された被写体の座標位置およびサイズを出力信号Ｓ５として合成比率算出回路６へ出力する。
The subject detection circuit 5 (subject detection means) of the autofocus control unit detects the subject image to be focused from the captured image using the output signal S3 of the captured image of the
合成比率算出回路６（合成比率算出手段）では、被写体検出回路５の出力信号Ｓ５（特定被写体の座標情報）及びＣＰＵ９の出力信号Ｓ９２（各ＡＦ評価枠の座標情報）を入力信号とし、ＡＦ評価値を求めるときに使用する合成比率の算出を行う。すなわち、この合成比率算出回路６では、検出された特定被写体にフォーカスが合いやすくするように各ＡＦ評価枠（いわゆるＡＦエリア）の検波値の合成比率を算出し、算出した合成比率を出力信号Ｓ６として出力する。
In the composition ratio calculation circuit 6 (composition ratio calculation means), the output signal S5 (coordinate information of the specific object) of the
合成比率調整回路７（合成比率算出手段）は、合成比率算出回路６の出力信号Ｓ６および、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３を入力信号として、最終的にＡＦ評価値生成回路８で使用する合成比率の算出を行う。この合成比率調整回路７では、合成比率算出回路６で求めた合成比率を、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３である調整係数によって調整を行い、調整を行った合成比率を出力信号Ｓ７としてＡＦ評価値生成回路８へ出力する。
The composition ratio adjustment circuit 7 (composition ratio calculation means) calculates the composition ratio to be finally used in the AF evaluation
ＡＦ評価値生成回路８（ＡＦ評価値算出手段）は、ＡＦＥ３の出力信号Ｓ３および、合成比率調整回路７の出力信号Ｓ７を入力信号として、ＡＦ評価値を算出する。このＡＦ評価値生成回路８では、各ＡＦ評価枠の高周波成分をバンドパスフィルタにより検波値として抽出し、出力信号Ｓ７である合成比率を用いて合成を行い、ＡＦ評価値として算出し、出力信号Ｓ８としてＣＰＵ９へ出力する。
The AF evaluation value generation circuit 8 (AF evaluation value calculation means) calculates an AF evaluation value using the output signal S3 of the
ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値生成回路８の出力信号Ｓ８を入力信号として処理して、オートフォーカスのための制御動作を決定する。そして、決定したオートフォーカス（ＡＦ）動作の指令信号（レンズ駆動制御に関する情報）を、出力信号Ｓ９１（動作制御信号）として出力する。またＣＰＵ９では、情報として保持している各ＡＦ評価枠の座標情報を出力信号Ｓ９２として出力すると共に、合成比率調整回路７で使用する制御情報を出力信号Ｓ９３として出力する。
The
レンズ駆動制御回路１０は、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９１（動作制御信号）を入力信号とし、レンズ駆動制御信号Ｓ１０を出力し、レンズ系１をフォーカスが合うように駆動制御する。
The lens
次に、上述した図１に示す各ブロックの詳細な内容について述べる。まず、合成比率算出回路６について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、ファインダー視野に設定された複数の焦点検出領域の配置を例示する説明図である。
Next, the detailed contents of each block shown in FIG. 1 will be described. First, the composition
この撮像装置では、ファインダー視野（被写界および撮影画面に相当）に焦点検出領域（ＡＦ評価枠）を複数設定する。合成比率算出回路６では、被写体検出回路５の出力信号Ｓ５である特定被写体の座標情報と、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９２である各ＡＦ評価枠の座標情報から、特定被写体と各ＡＦ評価枠との距離（相対位置関係）を算出する。
In this imaging apparatus, a plurality of focus detection areas (AF evaluation frames) are set in the viewfinder field (corresponding to an object field and a shooting screen). In the composition
第２図に示す演算の例では、ＡＦ評価枠を３つに設定し、特定被写体の検出結果の座標と、各ＡＦ評価枠との距離（相対位置関係）をそれぞれ求める。特定被写体の検出結果が複数あった場合は、全ての特定被写体検出結果に対して、各ＡＦ評価枠との距離（相対位置関係）を算出し、各ＡＦ評価枠で算出された距離をＡＦ評価枠ごとに合計する。 In the example of calculation shown in FIG. 2, three AF evaluation frames are set, and the distance (relative positional relationship) between the coordinates of the detection result of the specific subject and each AF evaluation frame is obtained. When there are a plurality of detection results of the specific subject, the distance (relative positional relationship) with each AF evaluation frame is calculated for all the specific subject detection results, and the distance calculated in each AF evaluation frame is AF evaluated. Sum each frame.
全ての特定被写体と各ＡＦ評価枠との距離を算出した後に逆数を求め、正規化を行い、各ＡＦ評価枠の合成比率を出力信号Ｓ５として出力する。逆数を求めているのは、距離が近い程大きな値を出力するようにするためである。また、ここで言う正規化とは、ＡＦ評価枠ごとに算出した距離の全ＡＦ評価枠の合計を求め、各ＡＦ評価枠において算出した距離をその合計値で割ることを意味している。 After calculating the distances between all the specific subjects and each AF evaluation frame, the reciprocal is obtained, normalized, and the composition ratio of each AF evaluation frame is output as the output signal S5. The reason why the reciprocal is obtained is to output a larger value as the distance is shorter. The normalization here means that the total of all AF evaluation frames of the distances calculated for each AF evaluation frame is obtained, and the distance calculated in each AF evaluation frame is divided by the total value.
次に、合成比率調整回路７について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、図１における合成比率調整回路の回路図である。
Next, the composition
この合成比率調整回路７では、合成比率算出回路６で算出された各ＡＦ評価枠の検波値の合成比率を、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３によって調整を行い、ＡＦ評価値生成回路８で使用する合成比率として出力する。
In this composition
この合成比率調整回路７に入力されるＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３は、０≦Ｓ９３≦１の範囲の値とされている。また、第１のメモリ７１は、前回の合成比率調整回路７の出力信号を保持し、出力信号Ｓ７１として出力する。
The output signal S93 of the
ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３が減算処理回路７２に入力すると、減算処理回路７２は、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３を１から引く処理を行い、その結果を出力信号Ｓ７２として、第２乗算器７４へ出力する。
When the output signal S93 of the
また第１乗算器７３では、合成比率算出回路６から入力された各ＡＦ評価枠の合成比率であるＳ６と、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３との乗算を行い、その結果を出力信号Ｓ７３として加算器７５へ出力する。
The
次に、第２乗算器７４では、減算処理回路７２の出力信号Ｓ７２と、第１のメモリ７１の出力信号Ｓ７１との乗算を行い、出力信号Ｓ７４として、加算器７５へ出力する。
Next, the
次に、加算器７５では、第１乗算器７３の出力信号Ｓ７３と、第２乗算器７４の出力信号Ｓ７４の加算を行い、その結果の出力信号を合成比率調整回路７の出力信号Ｓ７として、ＡＦ評価値生成回路８へ出力する。
Next, the
この合成比率調整回路７で行う演算を式で表すと下記式のようになる。
式 Ｓ７＝Ｓ６×Ｓ９３＋Ｓ７×（１−Ｓ９３）
この合成比率調整回路７では、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３が１に近ければ合成比率算出回路６の出力信号Ｓ６の成分を多く出力し、出力信号Ｓ９３が０に近ければ前回の合成比率調整回路７の出力信号Ｓ７の成分を多く出力する。このようにして合成比率調整回路７は、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９３の値によって、ＡＦ評価値生成回路８で使用する合成比率の変化度合いを調整する。
The calculation performed by the synthesis
Formula S7 = S6 × S93 + S7 × (1-S93)
In the synthesis
次に、ＡＦ評価値生成回路８について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、図１におけるＡＦ評価値生成回路８での演算の模式図である。
Next, the AF evaluation
この４図の模式図ではＡＦ評価枠の数を３つとして図示している。このＡＦ評価値生成回路８では、まず、設定された各ＡＦ評価枠の高周波成分を抽出するためにバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）処理を行い、検波値（ＢＰＦ出力）として求める。
In the schematic diagram of FIG. 4, the number of AF evaluation frames is three. In this AF evaluation
次に、ＡＦ評価値生成回路８では、合成比率調整回路７の出力信号Ｓ７を使用し、先に求めた各ＡＦ評価枠の検波値と合成比率との乗算を行い、各ＡＦ評価枠の乗算の結果を合計し、ＡＦ評価値である出力信号Ｓ８として、ＣＰＵ９へ出力する。
Next, the AF evaluation
次に、ＣＰＵ９（中央制御装置）について、図１、図５及び図６を参照して詳細に説明する。前述した図１に示すように、このＣＰＵ９は、ＡＦ評価値生成回路８の出力信号Ｓ８を入力信号とし、レンズの動作制御に関する演算を行い、制御情報を出力信号Ｓ９１として出力する。またＣＰＵ９は、合成比率調整回路７で使用する制御情報の演算を行い、制御情報を出力信号Ｓ９２として出力し、ＡＦ評価枠の座標位置を出力信号Ｓ９３として出力する。
Next, the CPU 9 (central control unit) will be described in detail with reference to FIGS. 1, 5, and 6. FIG. As shown in FIG. 1, the
まずＣＰＵ９において、ＡＦ評価値生成回路８の出力信号Ｓ８からレンズの制御情報を算出する方法について、図５を参照しながら説明する。図５は、図１におけるレンズ系１のフォーカスを調整するためのオートフォーカス制御を行ったときの遷移状態を示す説明図である。
First, a method for calculating lens control information from the output signal S8 of the AF evaluation
５図に示すように、レンズの制御状態は、ＡＦ評価値の遷移によって３つの状態に分けることができる。ＡＦ評価値が小さい時は、ＡＦ評価枠内に高周波成分が少ないということなので大ボケの状態であると考えられる。このときはレンズの駆動方向を判定する「方向判定（方向判別）」の状態となる。 As shown in FIG. 5, the control state of the lens can be divided into three states according to the transition of the AF evaluation value. When the AF evaluation value is small, it is considered that there is a large amount of high frequency components in the AF evaluation frame, and therefore it is considered to be in a largely blurred state. At this time, a state of “direction determination (direction determination)” for determining the driving direction of the lens is set.
ＡＦ評価値が大きいときは、ＡＦ評価枠内に高周波成分が多いということなので、フォーカスがあっていると考えることができる。このときはＡＦ評価値が最大となる付近でレンズを微小駆動させる「頂上探索」の状態となる。 When the AF evaluation value is large, there are many high-frequency components in the AF evaluation frame, so that it can be considered that the focus is on. At this time, the “top search” state in which the lens is finely driven in the vicinity of the maximum AF evaluation value is set.
ＡＦ評価値が単調増加している時は、ＡＦ評価枠内の高周波成分が増加しているということなので、フォーカスが徐々に合ってきている状態と考えられる。このときレンズは一定方向に駆動している「山登り」の状態となる。 When the AF evaluation value is monotonously increasing, it means that the high frequency component in the AF evaluation frame is increasing, and it is considered that the focus is gradually being adjusted. At this time, the lens is in a “mountain climbing” state where it is driven in a certain direction.
次に、図１におけるＣＰＵ９によって実行されるオートフォーカス制御処理の手順について図６のフローチャートによって説明する。図６において、通常のオートフォーカス制御を開始したときの初期状態では、レンズ系１を微小駆動する制御を行っている（ステップＳ２０１）。なお、オートフォーカス制御中に、初期状態がレンズ系１を微小駆動する以外の制御状態であったとしても、処理の流れに影響は無い。
Next, the procedure of the autofocus control process executed by the
まず、ＡＦ評価値生成回路８の出力信号Ｓ８（ＡＦ評価）を取り込み（ステップＳ２０２）、メモリに保存する（ステップＳ２０３）。次に、ＡＦ評価値が一定回数増加または減少を繰り返している場合は、ＡＦの方向判定ができていると判断することができるため（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、山登りと判断して（ステップＳ２０５）山登り制御を行う。
First, the output signal S8 (AF evaluation) of the AF evaluation
この山登り制御では、ＡＦ評価値が一定回数の増加または減少を繰り返していない場合に、一定回数同じ領域で往復しているかのチェックを行う。なお、この一定回数は予め設定された値でも、外部から設定可能な値でも良い。 In this hill-climbing control, if the AF evaluation value has not repeatedly increased or decreased a certain number of times, it is checked whether or not it has reciprocated in the same region a certain number of times. The fixed number of times may be a preset value or a value that can be set from the outside.
この山登り制御では、ＡＦ評価値生成回路８の出力信号Ｓ８を取り込み（ステップＳ２０６）、メモリに保存する（ステップＳ２０７）。
In this hill climbing control, the output signal S8 of the AF evaluation
保存したＡＦ評価値が、メモリから読み出したＡＦ評価値よりも大きいとき（ステップＳ２０８でＹＥＳ）には、レンズ系１を順方向に移動させる制御信号をＣＰＵ９から出力信号Ｓ９１として出力する（ステップＳ２０９）。
When the stored AF evaluation value is larger than the AF evaluation value read from the memory (YES in step S208), a control signal for moving the
保存したＡＦ評価値が、メモリから読み出したＡＦ評価値よりも小さいとき（ステップＳ２０８でＮＯ）には、レンズ系１を逆方向に移動させる制御信号をＣＰＵ９から出力信号Ｓ９１として出力する（ステップＳ２１０）。その後、制御を最初の微小駆動（ステップＳ２０１）の状態に戻し、電源がオフになる等でオートフォーカス制御が終了（図示せず）するまで、フローチャートを繰り返し処理する。
When the stored AF evaluation value is smaller than the AF evaluation value read from the memory (NO in step S208), a control signal for moving the
また、ステップＳ２０４で判定の結果、ＡＦ評価値が一定回数増加または減少を繰り返していない場合（ステップＳ２０４でＮＯ）には、ＡＦ評価値が一定回数同じ領域で往復しているか判定（ステップＳ２１１）を行う。ステップＳ２０４で判定の結果、往復しているときには（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、合焦判定が出来たということなので、ＡＦの制御状態を「頂上付近」と判断する（ステップＳ２１２）。さらにＡＦ評価値生成回路８の出力信号Ｓ８を取り込み（ステップＳ２１３）、メモリに保存する（ステップＳ２１４）。
If the result of determination in step S204 is that the AF evaluation value has not repeatedly increased or decreased a predetermined number of times (NO in step S204), it is determined whether the AF evaluation value has reciprocated in the same region a predetermined number of times (step S211). I do. As a result of the determination in step S204, when the vehicle is reciprocating (YES in step S211), it is determined that the in-focus determination has been made, so the AF control state is determined to be “near the top” (step S212). Further, the output signal S8 of the AF evaluation
そして、今回のＡＦ評価値の変動が大きいと判断した場合（ステップＳ２１５でＹＥＳ）は、制御を最初の微小駆動に戻して、ステップＳ２０１以降の処理を繰り返す。 If it is determined that the variation in the current AF evaluation value is large (YES in step S215), the control is returned to the first minute driving, and the processes in and after step S201 are repeated.
また、ステップＳ２１５で判定の結果、今回のＡＦ評価値の変動が小さかった場合（ステップＳ２１５でＮＯ）は、合焦している状態である。よってこのときには、レンズ系１の動作を停止させる制御信号をＣＰＵ９から出力信号Ｓ９１として出力して（ステップＳ２１６）、ＡＦ評価値の変動が大きくなるまで、ステップＳ２１２以降の処理を繰り返す。
In addition, if the result of determination in step S215 is that the variation in the current AF evaluation value is small (NO in step S215), the state is in focus. Therefore, at this time, a control signal for stopping the operation of the
次に、ステップＳ２１１でＡＦ評価値が一定回数同じ領域で往復していないと判定したとき（ステップＳ２１１でＮＯ）は、ＡＦの制御状態を「方向判定」と判断（ステップＳ２１７）する。そして、この方向判定時には、制御を最初の微小駆動の処理（ステップＳ２０１）に戻って、ステップＳ２０１以降の処理を繰り返す。 Next, when it is determined in step S211 that the AF evaluation value does not reciprocate in the same region a predetermined number of times (NO in step S211), the AF control state is determined as “direction determination” (step S217). At the time of this direction determination, the control returns to the first minute driving process (step S201), and the processes after step S201 are repeated.
次に、合成比率調整回路７で使用する制御情報の算出方法について説明する。
この制御情報は、ＡＦの制御状態に応じて値を変化させる。
Next, a method for calculating control information used in the synthesis
This control information changes its value according to the AF control state.
オートフォーカス制御の制御状態が「頂上付近」に対応するときには、フォーカスが合っている状態なので、急激に検波値の合成比率が変化したときに算出されるＡＦ評価値の変化が大きくなってしまう。この場合には、レンズが大きく駆動してしまい、フォーカスが合わない状態となってしまう。 When the control state of the autofocus control corresponds to “near the top”, since the focus is on, the change in the AF evaluation value calculated when the detection value composition ratio suddenly changes increases. In this case, the lens is driven greatly and the focus is not achieved.
したがって、フォーカスが合っている状態の場合には、徐々に特定被写体に対してフォーカスが合う状態となるように動作させる（変更度合いを小さくさせる）ため、制御情報として０に近い値を出力信号Ｓ９３として出力する。すなわち、フォーカスが合っている状態の場合には、微小駆動時のＡＦ制御状態とする。 Therefore, in the case of the in-focus state, the output signal S93 is set to a value close to 0 as the control information in order to gradually move the focus on the specific subject (to reduce the degree of change). Output as. In other words, when the focus is achieved, the AF control state during minute driving is set.
ＡＦの制御状態が「方向判定」のときには、フォーカスが合っていない状態なので、急激に検波値の合成比率を変化させることにより算出されるＡＦ評価値の変化が大きくなっても、画像の合焦状態の差が分かりにくくなっている。 When the AF control state is “direction determination”, since the focus is not achieved, the image is focused even if the AF evaluation value calculated by suddenly changing the detection value composition ratio increases. The difference in state is difficult to understand.
したがって、フォーカスが合わない大ボケの状態では、特定被写体に対して早くフォーカスが合うように検波値の合成比率を急激に変化させる（変更度合いを大きくさせる）ように、制御情報として１に近い値を出力信号Ｓ９３として出力する。 Therefore, in the case of a large blur that is out of focus, a value close to 1 as control information so as to rapidly change the synthesis ratio of detection values (increase the degree of change) so that a specific subject can be focused quickly. Is output as an output signal S93.
また、ＡＦの制御状態が「山登り（合焦位置へのレンズの移動動作状態）」のときには、「頂上付近（近似合焦状態）」「方向判定（合焦させるためのレンズの移動方向の判定状態）」という２つの状態の中間の状態である。よって、この「山登り（合焦位置へのレンズの移動動作状態）」のときには、制御情報として０．５に近い値を出力信号Ｓ９３として出力する。 Further, when the AF control state is “mountain climbing (lens moving operation state to the in-focus position)”, “near the top (approximate in-focus state)” “direction determination (determination of the moving direction of the lens for focusing) This is an intermediate state between the two states. Therefore, at the time of this “mountain climbing (the movement operation state of the lens to the in-focus position)”, a value close to 0.5 is output as the output signal S93 as control information.
このように本第１実施の形態のオートフォーカス機能付撮像装置では、ＡＦ制御で使用する複数のＡＦ評価枠の検波値を合成しＡＦ評価値として求める。このときに、オートフォーカス機能付撮像装置では、特定被写体検出の結果（特定被写体と、複数のＡＦ評価枠との相対的な位置関係）によって検波値の合成比率を変化させる。これによって、この撮像装置では、特定被写体を中心としたＡＦ制御をビデオカメラ等の撮像装置において実現する。このビデオカメラ等の撮像装置では、合成比率の変化の度合い（履歴情報）をオートフォーカスの制御状態（ＡＦ制御状態）に応じて変更するよう制御する。これによって、このビデオカメラ等の撮像装置では、特定被写体検出結果の急激な変化による影響を低減した、特定被写体を中心としたＡＦ制御を実現することができる。 As described above, in the imaging apparatus with an autofocus function according to the first embodiment, the detection values of a plurality of AF evaluation frames used in the AF control are combined and obtained as an AF evaluation value. At this time, in the imaging apparatus with an autofocus function, the detection value composition ratio is changed according to the result of the specific subject detection (the relative positional relationship between the specific subject and the plurality of AF evaluation frames). Thereby, in this imaging apparatus, AF control centering on a specific subject is realized in an imaging apparatus such as a video camera. In an imaging apparatus such as a video camera, control is performed such that the degree of change in the composition ratio (history information) is changed according to the autofocus control state (AF control state). As a result, in this imaging apparatus such as a video camera, it is possible to realize AF control centered on a specific subject with reduced influence due to a sudden change in the detection result of the specific subject.
〔第２実施の形態〕
次に、本発明の第２実施の形態に係わるオートフォーカス機能付撮像装置について、図７により説明する。図７は、第２実施の形態に係わるオートフォーカス機能付撮像装置の要部構成を概略的に示すブロック図である。なお、この図７において、前述した図１に対応する部分には、同一の符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an image pickup apparatus with an autofocus function according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram schematically showing a main configuration of an imaging apparatus with an autofocus function according to the second embodiment. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本第２実施の形態に係わる撮像装置１００では、オートフォーカス制御部に、第２のメモリ１１と調整制御信号生成回路１２とを新たに追加して構成したものである。
In the
また、本第２実施の形態に係わる撮像装置１００では、合成比率調整回路７が、ＣＰＵ９の出力信号の代わりに調整制御信号生成回路１２の出力信号Ｓ１２を使用することとなる。この合成比率調整回路７におけるその他の処理は、前述した第１実施の形態と同様である。
In the
またＣＰＵ９は、前述した第１実施の形態で行っていた合成比率調整回路７の制御情報の算出処理および制御情報の出力を行わない。このＣＰＵ９におけるレンズの制御情報の生成方法および出力、各ＡＦ評価枠の座標情報の出力に関しては、前述した第１実施の形態と同様である。
Further, the
次に、オートフォーカス制御部に新たに追加された、第２のメモリ１１と調整制御信号生成回路１２とについて説明する。この第２のメモリ１１には、合成比率算出回路６から出力信号Ｓ６が入力されるよう構成する。第２のメモリ１１は、合成比率算出回路６の出力信号Ｓ６が入力された際に、出力信号Ｓ６を保持（記憶）する。また、第２のメモリ１１は、保持していた前回に算出された合成比率を、出力信号Ｓ１１として、調整制御信号生成回路１２へ出力するよう構成する。
Next, the
調整制御信号生成回路１２は、合成比率算出回路６の出力信号Ｓ６及び第２のメモリ１１の出力信号Ｓ１１と、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９２とを入力信号とし、合成比率調整回路７で使用する調整制御信号を算出し、出力信号Ｓ１２として出力する。
The adjustment control
この調整制御信号生成回路１２では、合成比率算出回路６の出力信号Ｓ６と、第２のメモリ１１の出力信号Ｓ１１と、ＣＰＵ９の出力信号Ｓ９２とを入力信号とする。そして、これら入力信号が入力された調整制御信号生成回路１２は、合成比率調整回路７で使用する調整のための値を算出し、出力信号Ｓ１２として出力する。
In the adjustment control
すなわち、この調整制御信号生成回路１２は、合成比率算出回路６の出力信号Ｓ６及びＡＦ評価枠の座標情報であるＣＰＵ９の出力信号Ｓ９２から、最も合成比率の高いＡＦ評価枠の座標情報を取得する。さらに、この調整制御信号生成回路１２は、第２のメモリ１１の出力信号Ｓ１１及びＡＦ評価枠の座標情報であるＣＰＵ９の出力信号Ｓ９２から、最も合成比率の高いＡＦ評価枠の座標情報を取得する。
That is, the adjustment control
次に、この調整制御信号生成回路１２は、前回の最も合成比率の高いＡＦ評価枠の座標と、今回の最も合成比率の高いＡＦ評価枠の座標との距離を算出し、距離が離れているほど０に近い値を出力信号Ｓ１２として出力する。これと共に、この調整制御信号生成回路１２は、距離が近い程（小さい程）、１に近い値を出力信号Ｓ１２として出力する。なお、距離が０、つまり最も合成比率の高いＡＦ評価枠が移動していない場合には、１を出力信号Ｓ１２として出力する。
Next, the adjustment control
この調整制御信号生成回路１２は、上述のように制御することにより、合成比率調整回路７において最も合成比率の高いＡＦ評価枠の移動が少ないときには、急激に合成比率を変化させる。これは、重点を置くＡＦ評価枠（特定被写体があるＡＦ評価枠）の移動が画像に与える影響が小さいためである。
The adjustment control
さらに、この調整制御信号生成回路１２は、最も合成比率の高いＡＦ評価枠の移動が大きいときには、合成比率の変化が小さくなるように調整信号を出力する。これは、重点を置くＡＦ評価枠（特定被写体があるＡＦ評価枠）の移動が画像に与える影響が大きく、急に画像が大ボケしてしまう可能性があるためである。
Further, the adjustment control
この本第２実施の形態の撮像装置１００では、ＡＦ制御で使用する複数のＡＦ評価枠の検波値を合成しＡＦ評価値として求めるときに、特定被写体検出の結果（特定被写体と、複数のＡＦ評価枠との相対的な位置関係）によって検波値の合成比率を変化させる。これによって、ビデオカメラ等の撮像装置１００は、特定被写体を中心としたＡＦ制御を実現する。さらに、このビデオカメラ等の撮像装置では、合成比率の変化の度合い（履歴情報）を、重点を置くＡＦ評価枠の移動距離に応じて適応的に変更するよう制御する。これによって、ビデオカメラ等の撮像装置１００は、特定被写体を中心としたＡＦ制御を行いながらも特定被写体検出結果の急激な変化による影響を低減したＡＦ制御を実現することができる。
In the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成することができる。すなわち、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して処理を実行することによって達成できる。 The object of the present invention can be achieved by executing the following processing. That is, a storage medium that records a program code of software that implements the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus. This can be achieved by the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reading the program code stored in the storage medium and executing the processing.
この場合には、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになる。加えて、本発明では、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現されるように構成しても良い。さらに、本発明では、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれるように構成する。そして、プログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行うように構成しても良い。なお、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードは、ネットワークを介してダウンロードしてもよい。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment. In addition, in the present invention, an OS (operating system) or the like running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. It may be configured as described above. Furthermore, in the present invention, the program code read from the storage medium is configured to be written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Then, based on an instruction of the program code, a CPU or the like provided in the function expansion board or function expansion unit may be configured to perform part or all of the actual processing. The following can be used as a storage medium for supplying the program code. For example, floppy (registered trademark) disk, hard disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM or the like. Alternatively, the program code may be downloaded via a network.
１ レンズ系
２ 撮像素子
３ ＡＦＥ
４ カメラ信号処理回路
５ 被写体検出回路
６ 合成比率算出回路
７ 合成比率調整回路
８ ＡＦ評価値生成回路
９ ＣＰＵ（中央制御装置）
１０ レンズ駆動制御回路
１１ メモリ
１２ 調整制御信号生成回路
1
4 camera
DESCRIPTION OF
Claims (2)
撮像光学系の合焦状態を検出する際の焦点検出領域を複数設定する設定手段と、
前記焦点検出領域における検波値より算出されたＡＦ評価値に基づいて前記撮像光学系を移動させてＡＦ制御を行う焦点調節手段と、前記検出手段により検出された被写***置と前記複数の焦点検出領域との相対的な位置関係に応じて、複数の焦点検出領域における検波値の合成比率を算出する合成比率算出手段とを有する撮像装置であって、
前記ＡＦ制御の状態が方向判定のときには、前記ＡＦ制御の状態が山登りのときに比べて前記合成比率算出手段の合成比率の変化度合いを大きくし、前記ＡＦ制御の状態が頂上付近のときには、前記ＡＦ制御の状態が山登りのときに比べて前記合成比率算出手段の合成比率の変化度合いを小さくすることを特徴とする撮像装置。 Detecting means for detecting a subject image to be focused from the captured image;
Setting means for setting a plurality of focus detection areas when detecting the in-focus state of the imaging optical system;
A focus adjustment unit that performs AF control by moving the imaging optical system based on an AF evaluation value calculated from a detection value in the focus detection region, a subject position detected by the detection unit, and the plurality of focus detection regions An imaging device having a synthesis ratio calculation means for calculating a synthesis ratio of detection values in a plurality of focus detection areas according to a relative positional relationship with
When the state of the AF control is a direction determination, the degree of change of the composite ratio of the composite ratio calculation means is larger than when the state of the AF control is hill climbing, and when the state of the AF control is near the top , An image pickup apparatus characterized in that the degree of change of the composite ratio of the composite ratio calculating means is made smaller than when the state of AF control is mountain climbing.
前記ＡＦ制御の状態が方向判定のときには、前記ＡＦ制御の状態が山登りのときに比べて前記合成比率算出ステップの合成比率の変化度合いを大きくし、前記ＡＦ制御の状態が頂上付近のときには、前記ＡＦ制御の状態が山登りのときに比べて前記合成比率算出ステップの合成比率の変化度合いを小さくすることを特徴とする撮像装置の制御方法。 Calculated from a detection step for detecting a subject image to be focused from the captured image, a setting step for setting a plurality of focus detection areas when detecting the focus state of the imaging optical system, and a detection value in the focus detection area A focus adjustment step for performing AF control by moving the imaging optical system based on an AF evaluation value, and a relative positional relationship between the subject position detected by the detection step and the plurality of focus detection regions, A control method for an imaging apparatus, comprising: a composite ratio calculating step for calculating a composite ratio of detection values in a plurality of focus detection areas;
When the state of the AF control is a direction determination, the degree of change of the composite ratio in the composite ratio calculation step is larger than when the state of the AF control is hill climbing, and when the state of the AF control is near the top , A method for controlling an image pickup apparatus, characterized in that the degree of change in the composition ratio in the composition ratio calculation step is made smaller than when the state of AF control is mountain climbing.
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