JP5401982B2 - Focus adjustment device and camera - Google Patents

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Description

本発明は、オートフォーカス装置及びこれを備えるカメラに係り、特にコントラスト検出方式のオートフォーカス装置に関する。   The present invention relates to an autofocus device and a camera including the same, and more particularly to a contrast detection type autofocus device.

被写体像のコントラストを検出するコントラスト検出方式のオートフォーカス装置において、レンズの焦点調節範囲の一部の範囲をサーチして合焦位置が見つからない場合に、焦点調節範囲の全範囲をサーチするものが知られている（特許文献１参照）。
特開2008-249966公報 In contrast detection type autofocus devices that detect the contrast of a subject image, if the in-focus position cannot be found by searching a part of the lens focus adjustment range, the entire focus adjustment range is searched. It is known (see Patent Document 1).
JP2008-249966

このような従来のオートフォーカス装置は、長い焦点距離の撮影レンズにあっては、焦点調節範囲が大きいため、無駄なサーチ動作を行う場合が生じ、合焦位置検出に時間を要し、迅速な合焦位置検出を行えないという問題がある。   Such a conventional autofocus device has a large focus adjustment range in a photographing lens having a long focal length, and thus a useless search operation may be performed. There is a problem that the focus position cannot be detected.

請求項１の発明による焦点調節装置は、焦点調節光学系が光軸方向に沿って移動するごとに焦点評価値を算出する評価値検出部と、前記焦点評価値を用いて合焦位置が検出できるか否かを判断する判断部と、光軸方向に沿った第１範囲について前記焦点調節光学系が第１間隔を移動するごとに前記評価値検出部に前記焦点評価値を検出させる第１制御と、前記第１範囲よりも広い第２範囲について前記焦点調節光学系が前記第１間隔よりも広い第２間隔を移動するごとに前記評価値検出部に前記焦点評価値を検出させる第２制御とが可能な制御部と、前記焦点調節光学系が前記光軸方向の至近端にあるか否かを検出する第１センサと、前記焦点調節光学系が前記光軸方向の無限端にあるか否かを検出する前記第１センサとは異なる第２センサとを含み、前記制御部は、前記第１制御により合焦位置が検出できないと前記判断部に判断された場合において、前記第１制御をしているとき前記第１センサにより前記焦点調節光学系が至近端にあると検出されたとき至近端を起点として前記第２制御を行い、前記第１制御をしているとき前記第２センサにより前記焦点調節光学系が無限端にあると検出されたとき無限端を起点として前記第２制御を行い、前記第１制御をしているとき前記第１センサにより前記焦点調節光学系が至近端にあると検出されず、かつ、前記第２センサにより前記焦点調節光学系が無限端にあると検出されないとき、至近端及び無限端のうち予め定められた端を起点として前記第２制御を行うことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a focus adjustment apparatus , wherein the focus adjustment optical system calculates a focus evaluation value each time the optical system moves along the optical axis direction, and a focus position is detected using the focus evaluation value. A determination unit that determines whether or not it is possible, and a first unit that causes the evaluation value detection unit to detect the focus evaluation value each time the focus adjustment optical system moves a first interval in a first range along the optical axis direction. A second control that causes the evaluation value detection unit to detect the focus evaluation value each time the focus adjustment optical system moves a second interval wider than the first interval for a second range wider than the first range. A control unit capable of controlling, a first sensor for detecting whether or not the focus adjustment optical system is at the closest end in the optical axis direction, and the focus adjustment optical system at an infinite end in the optical axis direction. A second sensor different from the first sensor for detecting whether or not there is And the control unit determines that the focus adjustment optical system is controlled by the first sensor when performing the first control when the determination unit determines that a focus position cannot be detected by the first control. When it is detected that it is at the close end, the second control is performed starting from the close end, and when the first control is being performed, the second sensor detects that the focusing optical system is at the infinite end. When the first control is performed, the second sensor performs the second control, and the first sensor does not detect that the focus adjustment optical system is at the closest end, and the second sensor When the focus adjusting optical system is not detected as being at the infinite end, the second control is performed starting from a predetermined end of the close end and the infinite end .

本発明によると、第１のサーチ動作による焦点調節光学系の移動位置に基づいて第２のサーチ動作の起点を決定するので、無駄なサーチ動作を行う可能性を少なくすることができる。   According to the present invention, since the starting point of the second search operation is determined based on the movement position of the focus adjustment optical system by the first search operation, the possibility of performing a useless search operation can be reduced.

――第１の実施の形態――
以下に、本発明の一実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置を備えた一眼レフタイプのデジタルカメラの概略的な断面図である。
一眼レフ型のデジタルカメラ１は、カメラボディ１０と、これに着脱可能に装着された交換レンズ１００とから構成され、位相差検出AF(オートフォーカス)モードとコントラスト検出AFモードとを有する。 -First embodiment-
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single-lens reflex digital camera provided with an autofocus device according to a first embodiment.
The single-lens reflex digital camera 1 includes a camera body 10 and an interchangeable lens 100 that is detachably attached to the camera body 10 and has a phase difference detection AF (autofocus) mode and a contrast detection AF mode.

カメラボディ１０は、被写体像を撮像して電気信号、即ち被写体画像信号を出力する撮像素子１１と、部分的な光透過部を有するクイックリターンミラー１２と、このクイックリターンミラー１２に取り付けられたサブミラー１３と、ファインダ光学系とを有する。
このファインダ光学系は、フォーカシングスクリーン１４と、ペンタプリズム１５と、接眼リレーレンズ１６と、接眼部１７と、測光素子１８とを含む。この測光素子１８は、被写体の輝度を測定し、この測定した輝度に基づいて、シャッタースピードや絞り値の露出条件が決定される。
サブミラー１３の下方には固定ミラー１９と、位相差式焦点検出素子２０とが配置されている。 The camera body 10 captures a subject image and outputs an electrical signal, that is, a subject image signal, a quick return mirror 12 having a partial light transmission part, and a sub mirror attached to the quick return mirror 12. 13 and a finder optical system.
The finder optical system includes a focusing screen 14, a pentaprism 15, an eyepiece relay lens 16, an eyepiece unit 17, and a photometric element 18. The photometric element 18 measures the luminance of the subject, and based on the measured luminance, exposure conditions for the shutter speed and aperture value are determined.
A fixed mirror 19 and a phase difference focus detection element 20 are disposed below the sub mirror 13.

カメラボディ１０は更に焦点評価値算出部２１を有する。この焦点評価値算出部２１は、撮像素子１１の撮像面内の所定の焦点検出エリアからの被写体画像信号に基づき、その焦点検出エリアにおける被写体像のコントラストを表す焦点評価値を算出する。具体的には、焦点評価値算出部２１は、例えば、焦点検出エリアからの被写体画像信号に高周波強調フィルタ処理を施した後に、その被写体画像信号を積算することによって焦点評価値を求める。
カメラボディ１０のハウジングには、ライブビュー（LV）用スイッチ２２と、コントラスト検出AF用スイッチ２３と、位相差検出AF用スイッチ２４とが配置されている。また、カメラボディ１０の背面には、LCDやEL等からなるモニター、即ち表示装置２５が配置されている。 The camera body 10 further includes a focus evaluation value calculation unit 21. The focus evaluation value calculation unit 21 calculates a focus evaluation value representing the contrast of the subject image in the focus detection area based on a subject image signal from a predetermined focus detection area in the imaging surface of the image sensor 11. Specifically, the focus evaluation value calculation unit 21 obtains a focus evaluation value, for example, by subjecting the subject image signal from the focus detection area to high frequency enhancement filter processing and then integrating the subject image signal.
In the housing of the camera body 10, a live view (LV) switch 22, a contrast detection AF switch 23, and a phase difference detection AF switch 24 are arranged. In addition, on the back surface of the camera body 10, a monitor made of an LCD, an EL, or the like, that is, a display device 25 is disposed.

ライブビュー用スイッチ２２は、ライブビューモードをオン/オフ操作するスイッチで、オン操作すると、クイックリターンミラー１２及びサブミラー１３が回動して撮影光路の外に移動し、これにより撮像素子１１が被写体像を撮像して、この被写体画像が表示装置２５にライブビュー表示される。
ライブビュー用スイッチ２２がオフ操作されると、撮像素子１１からの画像信号の取り込みを中止すると共に、クイックリターンミラー１２及びサブミラー１３を図１に示した位置に復帰させる。 The live view switch 22 is a switch for turning on / off the live view mode. When the live view switch 22 is turned on, the quick return mirror 12 and the sub mirror 13 are rotated and moved out of the photographing optical path. An image is picked up, and the subject image is displayed in live view on the display device 25.
When the live view switch 22 is turned off, the capturing of the image signal from the image sensor 11 is stopped, and the quick return mirror 12 and the sub mirror 13 are returned to the positions shown in FIG.

コントラスト検出AF用スイッチ２３は、ライブビュー用スイッチ２２のオン操作状態（クイックリターンミラー１２が撮影光路外に退出した状態）で、オン操作されると、コントラスト検出AFモードを起動させる。
位相差検出AF用スイッチ２４は、ライブビュー用スイッチ２２のオフ操作状態（クイックリターンミラー１２が図１に図示の状態）で、オン操作されると、位相差検出AFモードを起動させる。この位相差検出AFモードの起動によって、位相差式焦点検出素子２０の検出信号に基づき、不図示のデフォーカス量算出部がデフォーカス量を算出する。 The contrast detection AF switch 23 activates the contrast detection AF mode when the live view switch 22 is turned on when the live view switch 22 is turned on (the quick return mirror 12 has moved out of the photographing optical path).
When the live view switch 22 is turned off (the quick return mirror 12 is in the state shown in FIG. 1), the phase difference detection AF switch 24 activates the phase difference detection AF mode. When the phase difference detection AF mode is activated, a defocus amount calculation unit (not shown) calculates the defocus amount based on the detection signal of the phase difference focus detection element 20.

一方、交換レンズ１００は、複数のレンズからなる撮影レンズ光学系を有し、この撮影レンズ光学系は、光軸方向に移動されて被写体光像を撮像素子１１に結像する焦点調節レンズ１０１と、この撮影レンズ光学系の焦点距離を変更する焦点距離調整レンズ、即ちズーミングレンズ１０２とを有する。
焦点調節レンズ１０１は、ほぼ無限遠に位置する被写体を撮像素子１１に結像する無限遠端と、最至近距離にある被写体を撮像素子１１に結像する至近端との間を光軸方向に移動可能である。なお、本明細書ではこの無限遠端と至近端との間を焦点調節可能範囲又は移動可能範囲と称する。
焦点距離調整レンズ１０２は、交換レンズ１００に設けられたズーム操作リングの操作によって光軸方向に移動されて、撮影レンズ光学系の焦点距離を変化させる。 On the other hand, the interchangeable lens 100 has a photographing lens optical system composed of a plurality of lenses. The photographing lens optical system is moved in the optical axis direction to form a subject light image on the image sensor 11 and a focus adjustment lens 101. And a focal length adjusting lens for changing the focal length of the photographing lens optical system, that is, a zooming lens 102.
The focus adjustment lens 101 is in the optical axis direction between the infinity end that forms an image of a subject located almost at infinity on the image sensor 11 and the close end that forms an image of the subject at the closest distance on the image sensor 11. Can be moved to. In this specification, the area between the infinity end and the close end is referred to as a focus adjustable range or a movable range.
The focal length adjustment lens 102 is moved in the optical axis direction by an operation of a zoom operation ring provided on the interchangeable lens 100, and changes the focal length of the photographing lens optical system.

焦点調節レンズ用エンコーダー１０３は、焦点調節レンズ１０１の移動位置を検出して焦点調節レンズ１０１の移動位置を表す位置検出信号を出力する。なお、この焦点調節レンズ用エンコーダー１０３は、アブソリュート型のエンコーダーが使用され、焦点調節レンズ１０１の絶対的な位置を検出する。
ズーム用エンコーダー１０４は、焦点距離調整レンズ１０２の光軸方向の位置を検出する。このズーム用エンコーダー１０４の検出信号は、焦点距離調整レンズ１０２の光軸方向の位置によって決まる撮影レンズ光学系の焦点距離を表す。このズーム用エンコーダー１０４もアブソリュート型のエンコーダーが使用される。
焦点調節レンズ駆動用モータ１０５は、焦点調節レンズ１０１を光軸方向に駆動する。 The focus adjustment lens encoder 103 detects the movement position of the focus adjustment lens 101 and outputs a position detection signal representing the movement position of the focus adjustment lens 101. The focus adjustment lens encoder 103 is an absolute encoder and detects the absolute position of the focus adjustment lens 101.
The zoom encoder 104 detects the position of the focal length adjustment lens 102 in the optical axis direction. The detection signal of the zoom encoder 104 represents the focal length of the photographing lens optical system determined by the position of the focal length adjustment lens 102 in the optical axis direction. The zoom encoder 104 is also an absolute encoder.
The focus adjustment lens driving motor 105 drives the focus adjustment lens 101 in the optical axis direction.

制御部１０６は、焦点調節レンズ１０１の駆動を制御するもので、サーチ動作制御部１０６aと合焦動作制御部１０６bとを含む。サーチ動作制御部１０６aは、コントラスト検出AFモードの時に第１、第２及び第３のサーチ動作モードを実行し、焦点調節レンズ駆動用モータ１０５を制御して焦点調節レンズ１０１を所定の範囲に渡って所定のステップ幅でステップ移動させる。   The control unit 106 controls driving of the focus adjustment lens 101, and includes a search operation control unit 106a and a focusing operation control unit 106b. The search operation control unit 106a executes the first, second, and third search operation modes in the contrast detection AF mode, controls the focus adjustment lens driving motor 105, and moves the focus adjustment lens 101 over a predetermined range. Step by step with a predetermined step width.

第１のサーチ動作モードは、焦点調節レンズ１０１を第１のサーチ範囲に渡って第１のステップ幅でステップ移動させる。この第１のサーチ範囲は、焦点距離が比較的長い望遠レンズの焦点調節可能範囲よりも十分に短くなるように定められている。また、第１のステップ幅は、合焦位置を高精度に検出することができる程度に小さな幅に選定されている。   In the first search operation mode, the focus adjustment lens 101 is moved step by step with a first step width over the first search range. The first search range is determined to be sufficiently shorter than the focus adjustable range of the telephoto lens having a relatively long focal length. Further, the first step width is selected to be small enough to detect the in-focus position with high accuracy.

第２のサーチ動作モードは、焦点調節レンズ１０１を第２のサーチ範囲に渡って第２のステップ幅でステップ移動させる。この第２のサーチ範囲は、この撮影レンズ光学系の焦点調節可能範囲に等しくなるように定められており、従って、第２のサーチ範囲は第１のサーチ範囲よりも十分に大きい。また、第２のステップ幅は、高速度で、即ち短時間で第２のサーチモードを完了することができるように、第１のステップ幅よりも十分に大きく選定されている。従って、この第２のステップ幅では、合焦位置を低精度で検出する、即ち、大まかな合焦位置を検出する。   In the second search operation mode, the focus adjustment lens 101 is moved step by step with a second step width over the second search range. The second search range is set to be equal to the focus adjustable range of the photographing lens optical system, and therefore the second search range is sufficiently larger than the first search range. The second step width is selected to be sufficiently larger than the first step width so that the second search mode can be completed at a high speed, that is, in a short time. Therefore, in the second step width, the focus position is detected with low accuracy, that is, a rough focus position is detected.

第３のサーチ動作モードは、焦点調節レンズ１０１を第３のサーチ範囲に渡って第３のステップ幅でステップ移動させる。この第３のサーチ範囲は、第２のサーチ範囲よりも十分に小さく定められ、具体的には第２のサーチ動作モードで検出された大まかな合焦位置付近をほぼ中心としたその両側の所定範囲である。
また、第３のステップ幅は、第１のステップ幅と同一であり、従って、合焦位置を高精度に検出することができる程度に小さな幅に選定されている。 In the third search operation mode, the focus adjustment lens 101 is moved step by step with a third step width over the third search range. The third search range is determined to be sufficiently smaller than the second search range. Specifically, the third search range is set to a predetermined value on both sides of the approximate in-focus position detected in the second search operation mode. It is a range.
Further, the third step width is the same as the first step width, and is therefore selected to be small enough to detect the in-focus position with high accuracy.

合焦動作制御部１０６bは、焦点調節レンズ駆動用モータ１０５を制御して、コントラスト検出AFモード及び位相差検出AFモードで検出した合焦位置に焦点調節レンズ１０１を移動させる。
なお、制御部１０６は、ズームエンコーダー１０４の検出信号に基づき、その検出時点の撮影レンズ光学系の焦点距離を算出する。 The focusing operation control unit 106b controls the focus adjustment lens driving motor 105 to move the focus adjustment lens 101 to the focus position detected in the contrast detection AF mode and the phase difference detection AF mode.
The control unit 106 calculates the focal length of the photographic lens optical system at the time of detection based on the detection signal of the zoom encoder 104.

次に、第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置を備えた一眼レフタイプのデジタルカメラの動作を図２のフローチャートを使用して説明する。
図２において、ステップS１００で、ライブビューモードが動作中であるか否かを判定し、動作中であるとステップS６００に進み、否であるとステップS２００に進む。ステップS２００では、位相差検出AF用スイッチ２４がオンか否かを判定する。オンの場合にはステップS３００に進み、否の場合、即ちオフの場合にはステップS４００に進む。ステップS３００では、位相差検出AFモードが実行される。この位相差検出AFモードの実行によって、位相差焦点検出素子２０の検出信号に基づき、デフォーカス量が算出され、このデフォーカス量に基づき、合焦動作制御部１０６bが駆動モーター１０５を介して、焦点調節レンズ１０１を合焦位置に向けて移動させる。 Next, the operation of the single-lens reflex digital camera equipped with the autofocus device according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 2, it is determined in step S100 whether or not the live view mode is in operation. If it is in operation, the process proceeds to step S600, and if not, the process proceeds to step S200. In step S200, it is determined whether or not the phase difference detection AF switch 24 is on. If it is on, the process proceeds to step S300. If not, that is, if it is off, the process proceeds to step S400. In step S300, the phase difference detection AF mode is executed. By executing this phase difference detection AF mode, a defocus amount is calculated based on the detection signal of the phase difference focus detection element 20, and based on this defocus amount, the focusing operation control unit 106b passes through the drive motor 105. The focus adjustment lens 101 is moved toward the in-focus position.

ステップS４００でライブビュー用スイッチ２２がオンになったか否かを判定する。スイッチ２２がオフの場合にはステップS２００に戻り、オンの場合にはステップS５００に進む。
ライブビュー用スイッチ２２のオンに応じて、ステップS５００でクイックリターンミラー１２とサブミラー１３とを回動して撮影光路から退出させる。これによって、撮像素子１１が被写体画像信号を出力し、この被写体画像信号に基づき、ライブビュー画像が表示装置２５に表示される。 In step S400, it is determined whether or not the live view switch 22 is turned on. When the switch 22 is off, the process returns to step S200, and when it is on, the process proceeds to step S500.
In response to the live view switch 22 being turned on, the quick return mirror 12 and the sub mirror 13 are rotated in step S500 to exit from the photographing optical path. As a result, the image sensor 11 outputs a subject image signal, and a live view image is displayed on the display device 25 based on the subject image signal.

ステップS６００において、コントラスト検出AF用スイッチ２３がオンか否かを判別し、オフの場合にはこの判定を繰り返し、オンの場合にはステップS７００に進む。
ステップS７００で、コントラスト検出AFモードが起動し、先ず、この時点の焦点調節レンズ１０１の位置を初期位置として取得する。具体的には、この初期位置は、焦点調節レンズ用エンコーダー１０３の検出信号に基づき取得する。
ステップS８００で、サーチ動作制御部１０６aが第１のサーチ動作を実行する。 In step S600, it is determined whether or not the contrast detection AF switch 23 is on. If it is off, this determination is repeated. If it is on, the process proceeds to step S700.
In step S700, the contrast detection AF mode is activated. First, the position of the focus adjustment lens 101 at this time is acquired as the initial position. Specifically, the initial position is acquired based on the detection signal of the focus adjustment lens encoder 103.
In step S800, the search operation control unit 106a executes the first search operation.

図３は、第１のサーチ動作によって取得した焦点評価値に基づく焦点評価値曲線２００とそのときの焦点調節レンズ１０１の移動軌跡を示す軌跡曲線３００とを示したグラフである。曲線２００の上の点P０は、焦点調節レンズ１０１の初期位置を表す。この時点では、ステップS３００において位相差検出AFモードによって、焦点調節レンズ１０１が合焦位置の近傍に移動されているので、この初期位置は合焦位置の近傍である。   FIG. 3 is a graph showing a focus evaluation value curve 200 based on the focus evaluation value acquired by the first search operation and a locus curve 300 indicating the movement locus of the focus adjustment lens 101 at that time. A point P0 on the curve 200 represents the initial position of the focusing lens 101. At this time, since the focus adjustment lens 101 is moved to the vicinity of the in-focus position by the phase difference detection AF mode in step S300, the initial position is in the vicinity of the in-focus position.

焦点調節レンズ１０１は、第１のサーチ動作の前に、至近端の方に所定量移動され、位置p1にもたらされる。この後に、第１のサーチ動作が実行され、焦点調節レンズ１０１は位置p1にもたらされた時に焦点評価値算出部２１が焦点評価値を算出し、それから、焦点調節レンズ１０１が第１のステップ幅で位置p2,p3,p4,p5に順次移動され、これらの各位置において焦点評価値が算出される。これらの焦点評価値の各々を内挿、即ち補間することによって、焦点評価値のピークを検出して、合焦位置とする。   The focus adjustment lens 101 is moved by a predetermined amount toward the closest end before the first search operation, and is brought to the position p1. After this, the first search operation is executed, and when the focus adjustment lens 101 is brought to the position p1, the focus evaluation value calculation unit 21 calculates the focus evaluation value, and then the focus adjustment lens 101 performs the first step. The position is sequentially moved to positions p2, p3, p4, and p5 by the width, and a focus evaluation value is calculated at each of these positions. Each of these focus evaluation values is interpolated, that is, interpolated, to detect the peak of the focus evaluation value and set it as the focus position.

ステップS９００で、第１のサーチ動作によって合焦位置が検出することができたか否かを判定し、検出した場合にはステップS１０００に進み、否であった場合にはステップS１１００に進む。
ステップS１０００では、合焦動作制御部１０６bが駆動用モーター１０５を制御して焦点調節レンズ１０１を合焦位置に移動させる。 In step S900, it is determined whether or not the in-focus position has been detected by the first search operation. If detected, the process proceeds to step S1000. If not, the process proceeds to step S1100.
In step S1000, the focusing operation control unit 106b controls the driving motor 105 to move the focus adjustment lens 101 to the focusing position.

他方、第１のサーチ動作によって合焦位置が検出することができなかった場合の焦点評価値のグラフ例を図４及び図５に示す。
図４及び図５において、第１のサーチ動作によって、焦点調節レンズ１０１の位置P1,P2,P3,P4,P5の各々で焦点評価値を算出したが、これらの焦点評価値に基づく焦点評価値曲線２１０，２２０が山形にならず、ピーク、即ち合焦位置を検出することができない。
そこで、第２のサーチ動作を実行するに先立って、ステップS１１００で、第１のサーチ動作の終了時点の焦点調節レンズ１０１の位置を焦点調節レンズ用エンコーダー１０３の検出信号に基づき検出し、この位置が焦点調節レンズ１０１の至近端と無限遠端とのどちらに近いかを判定する。無限遠端に近い場合にはステップS１２００に進み、至近端に近い場合にはステップS１３００に進む。 On the other hand, FIGS. 4 and 5 show graph examples of the focus evaluation values when the in-focus position cannot be detected by the first search operation.
4 and 5, the focus evaluation values are calculated at the respective positions P1, P2, P3, P4, and P5 of the focus adjustment lens 101 by the first search operation. The focus evaluation values based on these focus evaluation values are calculated. The curves 210 and 220 are not mountain-shaped, and the peak, that is, the focus position cannot be detected.
Therefore, prior to executing the second search operation, in step S1100, the position of the focus adjustment lens 101 at the end of the first search operation is detected based on the detection signal of the focus adjustment lens encoder 103, and this position is detected. Is closer to the near end or the infinity end of the focus adjustment lens 101. If it is close to the infinity end, the process proceeds to step S1200. If it is close to the close end, the process proceeds to step S1300.

図４では、第１のサーチ動作の終了時点の焦点調節レンズ１０１の位置P5が無限遠端に近いので、ステップS１２００において、焦点調節レンズ１０１は無限遠端に移動される。焦点調節レンズ１０１が位置P5から無限遠端まで移動した軌跡が図４の移動軌跡曲線３１０の点３１０aから３１０bに示されている。   In FIG. 4, since the position P5 of the focus adjustment lens 101 at the end of the first search operation is close to the infinity end, in step S1200, the focus adjustment lens 101 is moved to the infinity end. The trajectory of the focus adjustment lens 101 moving from the position P5 to the infinity end is shown by points 310a to 310b of the movement trajectory curve 310 in FIG.

図５では、第１のサーチ動作の終了時点の焦点調節レンズ１０１の位置P5が至近端に近いので、ステップS１３００において、焦点調節レンズ１０１は至近端に移動される。
焦点調節レンズ１０１が位置P5から至近端まで移動した軌跡が図５の移動軌跡曲線３２０の点３２０aから３２０bに示されている。 In FIG. 5, since the position P5 of the focus adjustment lens 101 at the end of the first search operation is close to the close end, the focus adjustment lens 101 is moved to the close end in step S1300.
The trajectory of the focus adjustment lens 101 moving from the position P5 to the closest end is indicated by points 320a to 320b of the movement trajectory curve 320 in FIG.

ステップS１４００において、サーチ動作制御部１０６aが第２のサーチ動作を実行する。
この第２のサーチ動作は、図４及び図５に示したように、比較的大きな第２のステップ幅で位置Q1から位置Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8に移動して、焦点評価値算出部２１が各位置で焦点評価値を算出する。こうして、第２のサーチ動作は、撮影レンズ光学系の焦点調節可能範囲の全域に渡って、サーチ動作を行い、これらの焦点評価値を内挿することによって、図４及び図５に示すように焦点評価値曲線２１０，２２０を求める。 In step S1400, search operation control unit 106a executes a second search operation.
As shown in FIGS. 4 and 5, the second search operation moves from position Q1 to positions Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8 with a relatively large second step width. The focus evaluation value calculation unit 21 calculates a focus evaluation value at each position. Thus, in the second search operation, the search operation is performed over the entire focus adjustable range of the photographing lens optical system, and these focus evaluation values are interpolated, as shown in FIGS. Focus evaluation value curves 210 and 220 are obtained.

ステップS１５００において、第２のサーチ動作によって合焦位置を検出することができたか否かを判定する。合焦位置を検出することができなかった場合にはステップS１８００に進み、検出した場合にはステップS１６００に進む。   In step S1500, it is determined whether or not the in-focus position has been detected by the second search operation. If the in-focus position cannot be detected, the process proceeds to step S1800, and if detected, the process proceeds to step S1600.

第２のサーチ動作で合焦位置を検出しても、第２のサーチ動作の第２のステップ幅は大きいため、大まかな合焦位置を検出することができるに過ぎない。そこで、ステップS１６００において、第３のサーチ動作を実行する。
第３のサーチ動作は、図４及び図５に示したように第２のサーチ動作で検出した大まかな合焦位置を中心とした狭い第３のサーチ範囲に渡って比較的小さな第３のステップ幅で行われる。このサーチ動作によって、焦点調節レンズ１０１の位置R1,R2,R3,R4,R5の各々において、焦点評価値算出部２１が焦点評価値を算出する。 Even if the in-focus position is detected by the second search operation, the second step width of the second search operation is large, so that it is only possible to detect a rough in-focus position. Therefore, in step S1600, a third search operation is executed.
As shown in FIGS. 4 and 5, the third search operation includes a relatively small third step over a narrow third search range centered on the rough focus position detected by the second search operation. Done in width. By this search operation, the focus evaluation value calculation unit 21 calculates the focus evaluation value at each of the positions R1, R2, R3, R4, and R5 of the focus adjustment lens 101.

ステップS１７００において、第３のサーチ動作によって合焦位置が検出することができたか否かを判定する。検出することができなかった場合にはステップS１８００に進み、コントラスト式オートフォーカス動作を停止する。
他方、合焦位置を検出できた場合にはステップS１０００に進み、合焦動作制御部１０６bが駆動用モーター１０５を制御して焦点調節レンズ１０１を合焦位置に移動させる。
なお、図２に示したフローチャートでは省略したが、ライブビューモードの作動中にも、ライブビュー用スイッチ２２の操作状態をモニターしており、このライブビュー用スイッチ２２がオフ操作された時にはオートフォーカス動作とライブビューモードとを停止してステップS１００に戻る。 In step S1700, it is determined whether the in-focus position has been detected by the third search operation. If it cannot be detected, the process advances to step S1800 to stop the contrast autofocus operation.
On the other hand, if the in-focus position has been detected, the process proceeds to step S1000, and the in-focus operation control unit 106b controls the drive motor 105 to move the focus adjustment lens 101 to the in-focus position.
Although omitted in the flowchart shown in FIG. 2, the operation state of the live view switch 22 is monitored even during the operation of the live view mode, and when the live view switch 22 is turned off, the auto focus is performed. The operation and the live view mode are stopped, and the process returns to step S100.

上述した本発明の第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置にあっては、第１のサーチ動作によって合焦位置を検出することができなかった場合に、第１のサーチ動作の終了時点の焦点調節レンズ１０１の位置が焦点調節可能範囲の無限遠端と至近端とのどちらに近いかを判別して、近い方の端を第２のサーチ動作の起点とする。従って、第２のサーチ動作を早期に実行することができ、これにより、コントラスト式オートフォーカスの所要時間を短縮することができる。   In the above-described autofocus device according to the first embodiment of the present invention, when the in-focus position cannot be detected by the first search operation, the end point of the first search operation is terminated. It is determined whether the position of the focus adjustment lens 101 is near the infinity end or the close end of the focus adjustable range, and the near end is set as the starting point of the second search operation. Therefore, the second search operation can be executed at an early stage, thereby shortening the time required for contrast autofocus.

なお、第２のサーチ動作の起点は、上述のように第１のサーチ動作の終了時点の焦点調節レンズ１０１の位置に基づき決定することが望ましいが、第１のサーチ範囲は比較的狭いので、この第１のサーチ範囲内の任意の焦点調節レンズ１０１の位置に基づいて選定することもできる。即ち、至近端と無限遠端とのうち、第１のサーチ範囲内の任意の焦点調節レンズ１０１の位置に近い方を第２のサーチ範囲の起点とすることもできる。   Note that the starting point of the second search operation is desirably determined based on the position of the focus adjustment lens 101 at the end of the first search operation as described above, but the first search range is relatively narrow. The selection can also be made based on the position of an arbitrary focus adjustment lens 101 within the first search range. That is, the closer to the position of an arbitrary focus adjustment lens 101 within the first search range between the close end and the infinity end can be set as the starting point of the second search range.

また、第２のサーチ動作は、撮影レンズ光学系の焦点調節可能範囲の全域に渡って行うので、その動作を短時間で終了する為にサーチ移動を高速化する必要がある。そこで、上述の第１の実施の形態にあっては、第２のステップ幅を比較的大きく設定した。しかしながら、撮像素子１１のフレームレートをもっと高速化することにより、第２のサーチ動作のステップ幅を小さくすることもでき、これによって第２のサーチ動作によって合焦位置を高精度に検出することができる。この場合には第３のサーチ動作は不要になる。   Further, since the second search operation is performed over the entire focus adjustable range of the photographing lens optical system, it is necessary to speed up the search movement in order to complete the operation in a short time. Therefore, in the above-described first embodiment, the second step width is set to be relatively large. However, by further increasing the frame rate of the image sensor 11, the step width of the second search operation can be reduced, and thereby the in-focus position can be detected with high accuracy by the second search operation. it can. In this case, the third search operation is unnecessary.

第１の実施の形態のオートフォーカス装置は、焦点調節レンズ用エンコーダー１０３としてアブソリュート型のエンコーダーを使用したので、焦点調節レンズ用エンコーダー１０３は常に焦点調節レンズの絶対的な位置を検出することができた。従って、この焦点調節レンズの絶対的な位置情報に基づいて、至近端と無限遠端との近い方を容易に判別することができた。
ところが、アブソリュート型のエンコーダーは、比較的高価であるため、そのような高価な部品を使用しなくても、第２のサーチ動作の起点を簡単に選定することができる本発明の第２の実施の形態に係るオートフォーカス装置を次に説明する。 Since the auto focus apparatus according to the first embodiment uses an absolute encoder as the focus adjustment lens encoder 103, the focus adjustment lens encoder 103 can always detect the absolute position of the focus adjustment lens. It was. Therefore, based on the absolute position information of the focus adjustment lens, it was possible to easily discriminate between the closest end and the infinity end.
However, since the absolute encoder is relatively expensive, the starting point of the second search operation can be easily selected without using such expensive parts. Next, an autofocus device according to this embodiment will be described.

――第２の実施の形態――
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るオートフォーカス装置の動作を説明するフローチャートである。
図６のフローチャートの説明は、第１の実施の形態の図２のフローチャートと共通している部分については省略する。
ステップS１１１０において、第１のサーチ動作中に焦点調節レンズ１０１が至近端又は無限遠端に到達したか否かを判定する。この焦点調節レンズ１０１が至近端又は無限遠端に到達したか否かは、例えば、至近端と無限遠端との位置にフォトカプラーなどのセンサーを配置して、これらのセンサーによって焦点調節レンズ１０１の移動を検出することによって、判別することができる。
焦点調節レンズ１０１が至近端又は無限遠端に到達した場合には、ステップS１１２０に進む、到達しなかった場合にはステップS１３００に進む。 -Second embodiment-
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the autofocus device according to the second embodiment of the present invention.
The description of the flowchart in FIG. 6 will be omitted for the parts common to the flowchart in FIG. 2 of the first embodiment.
In step S1110, it is determined whether or not the focus adjustment lens 101 has reached the close end or the infinity end during the first search operation. Whether or not the focusing lens 101 has reached the near end or the infinity end is determined by, for example, arranging a sensor such as a photocoupler at the positions of the near end and the infinity end and adjusting the focus by these sensors. This can be determined by detecting the movement of the lens 101.
If the focus adjustment lens 101 has reached the near end or the infinity end, the process proceeds to step S1120, and if not, the process proceeds to step S1300.

ステップS１１２０では、焦点調節レンズ１０１が至近端と無限遠端とのどちらの端に到達したかを、至近端に配置したセンサーと無限遠端に配置したセンサーとのそれぞれの信号に基づき判定する。無限遠端に到達した場合にはステップS１２００に進み、至近端に到達した場合にはステップS１３００に進む。   In step S1120, whether the focusing lens 101 has reached the near end or the infinity end is determined based on the signals of the sensor disposed at the close end and the sensor disposed at the infinity end. To do. If the end has reached the infinity end, the process proceeds to step S1200. If the end has been reached, the process proceeds to step S1300.

図７及び図８は、焦点調節レンズ１０１が第１のサーチ動作中にそれぞれ至近端と無限遠端に到達した場合の焦点評価値曲線２３０，２４０及び焦点調節レンズの移動軌跡曲線３３０，３４０を示したものである。
図７において、移動軌跡曲線３３０の点３３０aに示したように焦点調節レンズ１０１は至近端に到達したので、それを検出して、第２のサーチ動作は、至近端を起点として行われる。
図８において、移動軌跡曲線３４０の点３４０aに示したように焦点調節レンズ１０１は無限遠端に到達したので、それを検出して、第２のサーチ動作は、無限遠端を起点として行われる。 7 and 8 show focus evaluation value curves 230 and 240 and focus adjustment lens movement trajectory curves 330 and 340 when the focus adjustment lens 101 reaches the close end and the infinity end, respectively, during the first search operation. Is shown.
In FIG. 7, as indicated by a point 330a of the movement locus curve 330, the focus adjustment lens 101 has reached the close end. .
In FIG. 8, the focus adjustment lens 101 has reached the infinity end as indicated by a point 340a on the movement trajectory curve 340. Therefore, the second search operation is performed with the infinity end as a starting point. .

図９に示したように、第１のサーチ動作中に焦点調節レンズ１０１が至近端にも無限遠端にも到達しなかった場合には、第２のサーチ動作の起点は、一律的に至近端と無限遠端との一方に定める。この例ではステップS１３００に示したように至近端に定められている。
このように、焦点調節レンズ１０１が第１のサーチ動作中に至近端又は無限遠端に到達したことを検出して、それに応じて第２のサーチ動作の起点をその到達した端に選定することによって、オートフォーカス動作時間を短縮することができる。 As shown in FIG. 9, when the focusing lens 101 does not reach the close end or the infinity end during the first search operation, the starting point of the second search operation is uniformly set. Determined at one of the near end and the infinity end. In this example, it is determined at the closest end as shown in step S1300.
In this way, it is detected that the focus adjustment lens 101 has reached the near end or the infinity end during the first search operation, and the starting point of the second search operation is selected as the end at which the focus adjustment lens 101 has reached. Thus, the autofocus operation time can be shortened.

また、焦点調節レンズ１０１の移動範囲の至近端と無限遠端との各々にストッパなどの移動制限部材を設置することによって、焦点調節レンズ１０１がこれらの移動制限部材に衝突したことを検出して、至近端及び無限遠端への到達を判別することもできる。   Further, by installing a movement limiting member such as a stopper at each of the close end and the infinity end of the movement range of the focus adjustment lens 101, it is detected that the focus adjustment lens 101 has collided with these movement limit members. Thus, it is possible to determine the arrival at the near end and the end at infinity.

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置を備えた一眼レフタイプのデジタルカメラの概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a single-lens reflex digital camera including an autofocus device according to a first embodiment. 第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置を備えた一眼レフタイプのデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the single-lens reflex type digital camera provided with the auto-focus apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１のサーチ動作によって取得した焦点評価値に基づく焦点評価値曲線と焦点調節レンズの移動軌跡曲線とを示したグラフである。It is the graph which showed the focus evaluation value curve based on the focus evaluation value acquired by the 1st search operation, and the movement locus curve of a focus adjustment lens. 焦点評価値曲線と焦点調節レンズの移動軌跡曲線とを示したグラフである。It is the graph which showed the focus evaluation value curve and the movement locus curve of a focus adjustment lens. 焦点評価値曲線と焦点調節レンズ移動軌跡曲線とを示したグラフである。It is the graph which showed the focus evaluation value curve and the focus adjustment lens movement locus curve. 第２の実施の形態に係るオートフォーカス装置を備えた一眼レフタイプのデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the single-lens reflex type digital camera provided with the auto-focus apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 焦点評価値曲線と焦点調節レンズの移動軌跡曲線とを示したグラフである。It is the graph which showed the focus evaluation value curve and the movement locus curve of a focus adjustment lens. 焦点評価値曲線と焦点調節レンズの移動軌跡曲線とを示したグラフである。It is the graph which showed the focus evaluation value curve and the movement locus curve of a focus adjustment lens. 焦点評価値曲線と焦点調節レンズの移動軌跡曲線とを示したグラフである。It is the graph which showed the focus evaluation value curve and the movement locus curve of a focus adjustment lens.

符号の説明Explanation of symbols

１ ・・・デジタルカメラ １０・・・カメラボディ
１１ ・・・撮像素子 ２０ ・・・位相差検出素子
２１ ・・・焦点評価値算出部 ２２ ・・・ライブビュー用スイッチ
２３ ・・・コントラスト検出AＦスイッチ
２４ ・・・位相差検出AFスイッチ
１００ ・・・交換レンズ １０６ ・・・制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 10 ... Camera body 11 ... Imaging element 20 ... Phase difference detection element 21 ... Focus evaluation value calculation part 22 ... Switch for live view 23 ... Contrast detection AF Switch 24 ... Phase difference detection AF switch 100 ... Interchangeable lens 106 ... Control unit

Claims (2)

焦点調節光学系が光軸方向に沿って移動するごとに焦点評価値を算出する評価値検出部と、
前記焦点評価値を用いて合焦位置が検出できるか否かを判断する判断部と、
光軸方向に沿った第１範囲について前記焦点調節光学系が第１間隔を移動するごとに前記評価値検出部に前記焦点評価値を検出させる第１制御と、前記第１範囲よりも広い第２範囲について前記焦点調節光学系が前記第１間隔よりも広い第２間隔を移動するごとに前記評価値検出部に前記焦点評価値を検出させる第２制御とが可能な制御部と、
前記焦点調節光学系が前記光軸方向の至近端にあるか否かを検出する第１センサと、
前記焦点調節光学系が前記光軸方向の無限端にあるか否かを検出する前記第１センサとは異なる第２センサとを含み、
前記制御部は、前記第１制御により合焦位置が検出できないと前記判断部に判断された場合において、
前記第１制御をしているとき前記第１センサにより前記焦点調節光学系が至近端にあると検出されたとき至近端を起点として前記第２制御を行い、
前記第１制御をしているとき前記第２センサにより前記焦点調節光学系が無限端にあると検出されたとき無限端を起点として前記第２制御を行い、
前記第１制御をしているとき前記第１センサにより前記焦点調節光学系が至近端にあると検出されず、かつ、前記第２センサにより前記焦点調節光学系が無限端にあると検出されないとき、至近端及び無限端のうち予め定められた端を起点として前記第２制御を行うことを特徴とする焦点調節装置。 An evaluation value detector that calculates a focus evaluation value each time the focus adjustment optical system moves along the optical axis direction;
A determination unit that determines whether or not a focus position can be detected using the focus evaluation value;
A first control that causes the evaluation value detection unit to detect the focus evaluation value each time the focus adjustment optical system moves a first interval in a first range along the optical axis direction, and a first control that is wider than the first range. A control unit capable of performing a second control for causing the evaluation value detection unit to detect the focus evaluation value each time the focus adjustment optical system moves in a second range that is wider than the first interval for two ranges;
A first sensor for detecting whether or not the focus adjustment optical system is at the closest end in the optical axis direction;
A second sensor different from the first sensor for detecting whether the focus adjustment optical system is at an infinite end in the optical axis direction;
In the case where the determination unit determines that the in-focus position cannot be detected by the first control,
Performing the second control starting from the near end when the first sensor detects that the focusing optical system is at the close end when performing the first control;
Performing the second control starting from the infinite end when the second sensor detects that the focusing optical system is at the infinite end when performing the first control;
During the first control, the first sensor does not detect that the focus adjustment optical system is at the closest end, and the second sensor does not detect that the focus adjustment optical system is at the infinite end. The focus adjustment device is characterized in that the second control is performed starting from a predetermined end of the closest end and the infinite end . 請求項１に記載の焦点調節装置を有することを特徴とするカメラ。 A camera comprising the focus adjustment device according to claim 1 .
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