JP5597459B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載され、撮像素子から出力される像信号を利用するタイプの自動焦点調節装置を搭載する撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus that is mounted on an image pickup apparatus such as a video camera or a digital still camera and has an automatic focus adjustment apparatus of a type that uses an image signal output from an image pickup device.
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置の自動焦点調節方法には、赤外光を被写体に投射して三角測距により被写体距離を求めるアクティブオートフォーカス(AF)方式や、一対の撮像素子から出力される被写体像の位相差情報からデフォーカス量を求める位相差AF方式、撮影用のCCD等の撮像素子を利用し、撮影レンズ内のフォーカスレンズを所定間隔で駆動しながら撮像素子から出力される被写体の像信号の高周波成分を焦点評価値として検出していき、焦点評価値(コントラスト)が最大となるフォーカスレンズ位置を求めるという所謂山登りAFなどがある。山登りAFは、アクティブAF方式や位相差AF方式と較べて、AF専用の部材が不要で小型化や低コスト化等に有利であるという理由から多く利用される。 Automatic focus adjustment methods for imaging devices such as video cameras and digital still cameras include an active autofocus (AF) method in which infrared light is projected onto a subject and the subject distance is obtained by triangulation, or output from a pair of image sensors Output from the image sensor while driving the focus lens in the photographing lens at a predetermined interval using a phase difference AF method for obtaining the defocus amount from the phase difference information of the subject image to be taken and an image sensor such as a CCD for photographing. There is so-called hill-climbing AF in which a high-frequency component of a subject image signal is detected as a focus evaluation value, and a focus lens position at which the focus evaluation value (contrast) is maximized is obtained. The hill-climbing AF is often used because it does not require an AF-dedicated member and is advantageous for downsizing and cost reduction as compared with the active AF method and the phase difference AF method.
ところが、山登りAFの方式の場合、原理上コントラストが最大となる合焦位置を検出するために、一旦フォーカスレンズが合焦位置を越える必要があるため、ハンチングによる映像の乱れやAF動作によるタイムラグが大きくなる等の問題がある。 However, in the case of the hill-climbing AF method, in order to detect the in-focus position where the contrast is maximized in principle, the focus lens must once exceed the in-focus position. There are problems such as becoming larger.
このような問題を解決する方法として、例えば特許文献1、2に開示されている技術がある。特許文献1は、最新に取得した焦点評価値と最新の1回前に取得した焦点評価値との差分の符号、例えば符号が正(+)であれば遠側、負(−)であれば近側が合焦方向であることを記憶し、サーチ駆動時の差分符号が所定回数反転した場合に合焦近傍であると判断してレンズ駆動量を小さくするような自動焦点調節装置について開示する。
特許文献2は、焦点評価値とその1回前に取得した焦点評価値との差分を順次取得していき、焦点評価値が増加から減少に転じ、焦点評価値の差分が減少した場合に合焦近傍であると判断して2次関数近似により合焦位置を求める自動焦点調節装置について開示する。
As a method for solving such a problem, there are techniques disclosed in
In
しかしながら、特許文献1では、サーチ駆動時の差分符号が所定回数反転した場合に合焦近傍であると判断するので、合焦近傍と判断されるまでに複数回に渡って合焦位置を越える動作が行なわれる可能性がある。このため、特許文献1では、合焦までのタイムラグが大きくなったり、動画撮影時等では合焦位置付近でのピント状態の乱れが生じて映像の品位が劣化してしまう。
特許文献2では、合焦近傍を判断するために合焦位置を越える動作が必要であると共に、合焦近傍を判断するための焦点評価値の差分が評価値検出1回分の差分であるために、回路ノイズ等の影響を受けて焦点評価値の変化が滑らかでないと、合焦近傍を正しく判断できなくなる可能性がある。
However, in
In
本発明の目的は、上記問題を解決し、高速なAF動作を実行可能とし、ハンチング等による映像の乱れの少ない高品位な映像を撮影することができる撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can solve the above-described problems, can perform a high-speed AF operation, and can capture a high-quality image with less image disturbance due to hunting or the like.
本発明の主要な局面に係る撮像装置は、フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、撮影光学系により結像された被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、撮像素子より出力される像信号から高周波成分を抽出してAF評価値を取得する画像処理手段と、AF評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって画像処理手段によりAF評価値を取得させ、この取得したAF評価値を当該AF評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、記憶したAF評価値とフォーカスレンズ位置情報とに基づいてフォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段とを備え、合焦近傍判定手段は、AF評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した複数のAF評価値に基づいて近似直線を求め、近似直線の傾きが増加から減少に変化した時点を合焦位置の手前近傍と判定し、制御手段は、合焦近傍判定手段により合焦位置の手前近傍と判定した場合、フォーカスレンズの駆動速度を手前近傍以前よりも小さくするか、又はフォーカスレンズの駆動量を手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う。
本発明の主要な局面に係る撮像装置は、フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、撮影光学系により結像された被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、撮像素子より出力される像信号から高周波成分を抽出してAF評価値を取得する画像処理手段と、AF評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって画像処理手段によりAF評価値を取得させ、この取得したAF評価値を当該AF評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、記憶したAF評価値とフォーカスレンズ位置情報とに基づいてフォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段とを備え、合焦近傍判定手段は、AF評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した複数のAF評価値に基づいて近似直線を求め、近似直線の傾きが所定値よりも小さくなった時点を合焦位置の手前近傍と判定し、制御手段は、合焦近傍判定手段により合焦位置の手前近傍と判定した場合、フォーカスレンズの駆動速度を手前近傍以前よりも小さくするか、又はフォーカスレンズの駆動量を手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う。
An imaging apparatus according to a main aspect of the present invention has a focus lens, and an imaging optical system that forms a subject image, and an imaging that photoelectrically converts the subject image formed by the imaging optical system and outputs an image signal An image processing unit that extracts a high-frequency component from an image signal output from the image sensor and obtains an AF evaluation value; and a control unit that drives and controls a focus lens based on the AF evaluation value and performs an autofocus operation. When the focus lens is driven, an imaging operation is performed at a predetermined focus lens position interval, an AF evaluation value is acquired by the image processing means, and the acquired AF evaluation value is stored together with the focus lens position information from which the AF evaluation value is acquired. And determining whether or not the focus lens is near the in-focus position based on the stored AF evaluation value and focus lens position information. An in-focus vicinity determining means, and the in-focus vicinity determining means obtains an approximate straight line based on a plurality of AF evaluation values acquired up to a predetermined number stored each time an AF evaluation value is acquired, and the approximate straight line When the inclination of the lens changes from increasing to decreasing, it is determined as the vicinity of the in-focus position, and the control means determines that the in-focus position determining means is in the vicinity of the in-focus position. The autofocus operation is performed by switching the control method so as to make it smaller than before, or to make the driving amount of the focus lens smaller than before.
An imaging apparatus according to a main aspect of the present invention has a focus lens, and an imaging optical system that forms a subject image, and an imaging that photoelectrically converts the subject image formed by the imaging optical system and outputs an image signal An image processing unit that extracts a high-frequency component from an image signal output from the image sensor and obtains an AF evaluation value; and a control unit that drives and controls a focus lens based on the AF evaluation value and performs an autofocus operation. When the focus lens is driven, an imaging operation is performed at a predetermined focus lens position interval, an AF evaluation value is acquired by the image processing means, and the acquired AF evaluation value is stored together with the focus lens position information from which the AF evaluation value is acquired. And determining whether or not the focus lens is near the in-focus position based on the stored AF evaluation value and focus lens position information. An in-focus vicinity determining means, and the in-focus vicinity determining means obtains an approximate straight line based on a plurality of AF evaluation values acquired up to a predetermined number stored each time an AF evaluation value is acquired, and the approximate straight line Is determined to be near the in-focus position, and the control means determines that the in-focus position is near the in-focus position. The autofocus operation is performed by switching the control method so that the driving amount of the focus lens is smaller than before the vicinity or smaller than before the vicinity.
本発明によれば、高速なAF動作を実行可能とし、ハンチング等による映像の乱れの少ない高品位な映像を撮影することができる撮像装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus that can execute a high-speed AF operation and can capture a high-quality image with less image disturbance due to hunting or the like.
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラ100の全体構成図を示す。このカメラ100は、カメラ本体101と、このカメラ本体101に対して着脱可能な撮影光学系としての交換レンズ部201とで構成されている。
交換レンズ部201は、レンズ制御回路202と、焦点調節レンズ(フォーカスレンズ)203と、ズームレンズ204となどを含んで構成されている。レンズ制御回路202は、焦点調節レンズ203とズームレンズ204とをそれぞれ駆動制御する。焦点調節レンズ203は、光軸方向(矢印f方向)に移動駆動され、交換レンズ部201の焦点状態を調節する。ズームレンズ204は、光軸方向(矢印g方向)に移動駆動され、交換レンズ部201の焦点距離を変更する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a digital
The
一方、カメラ本体101は、カメラ制御回路102と、撮像素子103と、フォーカルプレンシャッタ104と、表示用モニタ105と、ストロボ106と、レリーズ釦107と、バッテリー108となどを含んで構成されている。カメラ制御回路102は、撮影者によるレリーズ釦107の操作に応じてレンズ制御回路202を通して焦点調節レンズ203を移動駆動して焦点検出動作を行うと共に、撮像素子103とフォーカルプレンシャッタ104とをそれぞれ制御し、必要があればストロボ106の発光制御も行って撮影動作を実行する。又、カメラ制御回路102は、各種カメラ動作に応じて表示用モニタ105の表示制御を行う。撮像素子103は、例えばCCD又はCMOSセンサ等により構成され、交換レンズ部201を通して撮像面に結像された被写体像を撮像して像信号を出力する。フォーカルプレンシャッタ104は、撮影者によるレリーズ釦107の操作に応じて開閉動作を行って露光動作を行う。ストロボ106は、発光用コンデンサ(不図示)に蓄えられた電荷によりフォーカルプレンシャッタ104での露光動作と同期して発光動作を行う。表示用モニタ105は、例えば液晶又は有機EL等で構成され、撮影待機時や動画撮影時のスルー画像表示や、撮影者による再生釦(不図示)や各種設定釦の操作に応じて再生画像や設定情報等の表示を行う。
On the other hand, the
図2はカメラ100の電気的な回路構成図を示す。交換レンズ部201の外周には、リング状に形成されたマニュアルフォーカス(MF)用回転環228とズーム駆動用回転環229とが交換レンズ部201の外周を取り巻くように設けられている。撮影者がMF用回転環228を交換レンズ部201の光軸中心に回転させると、この回転に連動して焦点調節レンズ203が光軸方向(矢印f方向)に移動する。この焦点調節レンズ203の移動により交換レンズ部201の焦点を手動で調節することができる。このMF用回転環228は、撮影者がマニュアルフォーカスモードを選択した場合に使用される。なお、カメラ100は、モード切り替えスイッチを備え、このモード切り替えスイッチを撮影者が操作してオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとを切り替えるものとなっている。
FIG. 2 shows an electrical circuit configuration diagram of the
撮影者がズーム駆動用回転環229を交換レンズ部201の光軸中心に回転させることによって、ズームレンズ204を光軸方向(矢印g方向)に移動させることにより、交換レンズ部201の焦点距離を変更することができる。
The photographer rotates the zoom driving
交換レンズ部201の内部には、焦点調節レンズ203と、ズームレンズ204と、絞り230と、レンズCPU(以下、LCPUと称する)221とを含んで構成されている。LCPU221は、交換レンズ部201の各種制御、例えばレンズ駆動制御、絞り駆動制御、通信制御などを行う。このLCPU221には、レンズ駆動回路222と、レンズ位置検出回路223と、ズーム位置検出回路224と、絞り駆動回路225と、通信回路226とが接続されている。
The
ズーム位置検出回路224は、ズーム駆動用回転環229によって駆動されたズームレンズ204の位置を検出する。LCPU221は、ズーム位置検出回路224によって検出されたズームレンズ204の位置に基づいて交換レンズ部201の焦点距離情報を得る。
絞り230は、交換レンズ部201を通してカメラ本体101に入射する光の光量を調節するための開口部を含んで構成される。LCPU221は、絞り駆動回路225を制御することによって絞り230の開口部の大きさを変化させて、適切な光量の光をカメラ本体101方向に入射させる。
The zoom
The
オートフォーカスモード時、LCPU221は、レンズ駆動回路222を制御して焦点調節レンズ203を光軸方向(矢印f方向)に移動させる。レンズ位置検出回路223は、レンズ駆動回路222によって移動された焦点調節レンズ203の位置を検出する。このレンズ位置検出回路223は、例えば、レンズ駆動回路222に含まれる駆動用モータの回転量をパルス数に変換して検出するフォトインタラプタ(PI)回路などを含んで構成されている。このフォトインタラプタ回路は、焦点調節レンズ203からの絶対位置がある基準位置からのパルス数で表される。LCPU221は、レンズ位置検出回路223によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部201の焦点状態の情報を得る。
In the autofocus mode, the
LCPU221は、通信回路226を介してカメラ本体101のCPU121と通信可能であり、絞り230の絞り駆動量や交換レンズ部201の光学データなどの情報を通信回路226を通してカメラ本体101のCPU121に送る。通信回路226の通信接続端子は、交換レンズ部201の外部に設けられている。
The
一方、カメラ本体101の内部には、カメラ全体の制御を行う本体CPU121を含んで構成されている。この本体CPU121には、通信ライン227と、フラッシュROM(FROM)122と、RAM123と、撮像素子制御回路124と、画像処理回路125と、シャッタ制御回路126と、表示回路127と、ストロボ制御回路128と、操作スイッチ検出回路129と、電源回路132とを含んで構成されている。
On the other hand, the
通信ライン227は、交換レンズ部201のLCPU221とカメラ本体101のCPU121との間に設けられ、これらLCPU221とCPU121との間で通信回路226を通してデータの授受を可能とする。
フラッシュROM(FROM)122には、本体CPU121のプログラムなどが格納されている。
RAM123には、本体CPU121の各種情報が一時格納される。
撮像素子制御回路124は、画像データを得るために撮像素子103を制御する。
画像処理回路125は、撮像素子103から出力される像信号にA/D変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像として記憶する画像データの生成機能と、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してAF評価値を算出する等の処理を行うAF評価値算出機能とを有する。
The
A flash ROM (FROM) 122 stores a program of the
Various information of the
The image
The
シャッタ制御回路126は、フォーカルプレンシャッタ104を制御する。
The shutter control circuit 126 controls the
表示回路127は、撮影により取得した画像データや各種撮影情報を表示用モニタ105に表示する。
ストロボ制御回路128は、ストロボ106を制御する。
操作スイッチ検出回路129には、撮影者が操作する各種操作スイッチが接続されている。この操作スイッチ検出回路129には、カメラ100の撮影モードを切り替える切り替えスイッチ(不図示)や、レリーズ釦107の操作によって動作するレリーズスイッチなどが接続されている。本実施の形態におけるレリーズスイッチは、一般的な2段階スイッチになっている。このレリーズスイッチは、レリーズ釦107の半押しで第1レリーズスイッチ130(以下、1Rスイッチと称する)がオンし、焦点検出や測光が行われ、焦点調節レンズ203が駆動されて合焦状態になる。更に、レリーズスイッチは、レリーズ釦107の全押しで第2レリーズスイッチ131(以下、2Rスイッチと称する)がオンし、フォーカルプレンシャッタ104が駆動されて露光が行われる。
電源回路132は、装填されたバッテリー108が接続され、このバッテリー108からの電圧の平滑化や昇圧等を行い、当該電力をカメラ100に供給する。
The
The strobe control circuit 128 controls the
The operation
The
本体CPU121は、画像処理回路125により算出されたAF評価値に基づいて焦点調節レンズ203を移動制御してオートフォーカス動作を行う。
本体CPU121は、焦点調節レンズ203の移動中に並行して所定時間間隔で撮像動作を行なってAF評価値を取得し、これらAF評価値を取得した時間情報と共に時系列で記憶し、時系列で記憶されたAF評価値と取得時間情報に基づいて焦点調節レンズ203が合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定部121aを有する。本体CPU121は、例えば各AF評価値と、これらAF評価値を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置とを時系列で記憶する。
本体CPU121は、合焦近傍判定部121aにより合焦位置の手前近傍と判定したる場合、焦点調節レンズ203の駆動制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う。
The
The
When determining that the focus
合焦近傍判定部121aは、AF評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定個数前に取得したAF評価値との差分データを求めて時系列で記憶し、最新の差分データが最大値であるか否かを判定して極大値を検出し、この後に少なくとも1回以上検出されるAF評価値の差分データが所定の状態となった時点を合焦位置の手前近傍と判定する。
合焦近傍判定部121aは、差分データの極大値の検出後に検出される差分データが所定回数連続して差分データの極大値より小さい値となる場合に、合焦位置の手前近傍と判定する。
The in-focus
When the difference data detected after detecting the maximum value of the difference data becomes a value smaller than the maximum value of the difference data continuously for a predetermined number of times, the in-focus
次に、上記の如く構成されたカメラ100のスチル撮影動作について図3に示すスチル撮影動作フローチャートを参照して説明する。
カメラ本体101の電源がオンされると、本体CPU121は、ステップS101において、交換レンズ201が装着されているか否かの判断を行う。この判断の結果、交換レンズ201が装着されていれば、本体CPU121は、ステップS102において、通信回路226、通信ライン227を介してLCPU221との間で通信を行い、交換レンズ201の機種情報や光学データ等を取得してRAM123に記憶する。交換レンズ201が装着されていなければ、本体CPU121は、装着されるまで定期的な装着動作や装着割込み信号を待つなどの待機動作を行う。待機中に撮影者により撮影パラメータの変更操作や過去に撮影した画像の再生操作等が行われた場合は、指示された動作を実行する。
Next, the still photographing operation of the
When the power of the
本体CPU121は、ステップS103において、撮像素子制御回路124と、画像処理回路125と、表示回路127とを動作制御する。撮像素子制御回路124は、撮像素子103から出力される像信号から画像データを取得する。画像処理回路125は、撮像素子制御回路124により取得された画像データに対して画像処理を施してスルー画表示用の画像データを作成する。表示回路127は、画像処理回路125により作成されたスルー画表示用の画像データの表示を表示用モニタ105に開始する。これにより、表示用モニタ105には、スルー画が表示される。
In step S103, the
本体CPU121は、ステップS104において、交換レンズ201が装着されているか否かを判断する。この判断の結果、交換レンズ201が取り外された場合には、本体CPU121は、ステップS101に戻る。
交換レンズ201が取り外されていなければ、本体CPU121は、ステップS105に移り、カメラ本体101の電源がオフであるか否かを確認する。この確認の結果、電源がオフであれば、本体CPU121は、ステップS112に移り、各種データの退避、リセット動作、電源系統の切断処理等の所定の終了処理を実行する。
In step S104, the
If the
電源がオンであれば、本体CPU121は、ステップS106に移り、1Rスイッチ130がオン状態になったか否かを判断する。1Rスイッチ130がオン状態になったか否かは、操作スイッチ検出回路129により検出される。1Rスイッチ130がオン状態でなければ、本体CPU121は、ステップS104に戻る。
1Rスイッチ130がオン状態になったことが操作スイッチ検出回路129により検出されると、本体CPU121は、ステップS107において、山登りAFを実行して焦点調節レンズ203を合焦位置に駆動する。また、本体CPU121は、AF動作と並行して測光、露出演算等の撮影に必要な他の動作も実行する。
If the power is on, the
When the operation
本体CPU121は、ステップS108において、1Rスイッチ130がオフ状態であるか否かを確認する。この確認の結果、1Rスイッチ130がオフ状態でなければ、本体CPU121は、ステップS109に移り、2Rスイッチ131がオン状態になったか否かを確認する。2Rスイッチ131がオン状態になったか否かは、操作スイッチ検出回路129により検出される。
In step S108, the
この確認の結果、2Rスイッチ131がオン状態になれば、本体CPU121は、ステップS110に移り、上記ステップS107における露出演算結果に基づいて撮像素子制御回路124により撮像素子103の撮像動作を制御し、シャッタ制御回路126によりフォーカルプレンシャッタ104を動作制御し、絞り駆動回路225により絞り230を動作制御して撮像動作を行う。撮像素子103から出力される像信号を画像処理回路125により画像データに変換する。
If the
本体CPU121は、ステップS111において、上記ステップS110において取得した画像データをRAM123又はコンパクトフラッシュ(登録商標)等の外部メディアに記憶し、上記ステップS104に戻り、撮影の待機状態に移行する。
なお、1Rスイッチ130がステップS108においてオフ状態であれば、本体CPU121は、ステップS104に戻る。又、2Rスイッチ131がステップS109においてオフ状態であれば、本体CPU121は、ステップS108に戻る。
In step S111, the
If the
次に、上記山登りAF動作について図4に示す山登りAF動作フローチャートを参照して説明する。
本体CPU121は、ステップS121において、AF動作を開始するのに先立ち、焦点調節レンズ203を現在位置から所定方向、例えば至近方向に移動させる。本体CPU121は、山登りAF、すなわち焦点調節レンズ203を矢印f方向に移動させながら画像処理回路125により複数回のAF評価値の取得動作を行い、これらのAF評価値が増加するときの焦点調節レンズ203の移動方向を検出し、当該方向を焦点調節レンズ203の移動方向として決定する。なお、本体CPU121は、上記山登りAFの処理の代わりに、現在の焦点調節レンズ203のレンズ位置から無限端と至近端の間をスキャン駆動してAF評価値が増加する方向を検出し、山登りAFでの焦点調節レンズ203の移動方向を定めるようにするなどの処理を行うようにしてもよい。当該処理は、上記山登りAFの処理により移動方向が決定できない場合に行うようにしてもよい。
Next, the hill-climbing AF operation will be described with reference to the hill-climbing AF operation flowchart shown in FIG.
In step S121, the
本体CPU121は、ステップS122において、焦点調節レンズ203を粗動して合焦位置の手前近傍の位置までに移動させるための粗調用レンズ駆動パラメータ、すなわち山登りAFにより合焦位置の手前近傍の位置検出までの焦点調節レンズ203のレンズ駆動量や駆動速度等を設定する。この設定は、合焦位置の手前近傍の位置の検出後に行う合焦位置検出でのレンズ駆動に較べて粗い間隔で高速に動作するような設定である。
In step S122, the
本体CPU121は、ステップS123において、上記設定された粗調用レンズ駆動パラメータを通信ライン227を通して交換レンズ201の通信回路226に送信する。交換レンズ201のLCPU221は、通信回路226を通して受信した粗調用レンズ駆動パラメータに基づいてレンズ駆動回路222とレンズ位置検出回路223とを駆動して焦点調節レンズ203を移動させる。
In step S <b> 123, the
本体CPU121は、ステップS124において、焦点調節レンズ203の移動完了後、撮像素子制御回路124の撮像制御により撮像素子103を撮像動作させる。この撮像素子103は、交換レンズ部201を通して撮像面に結像された被写体像を撮像して像信号を出力する。画像処理回路125は、撮像素子103から出力される像信号にA/D変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像を生成し、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してAF評価値を取得する。本体CPU121は、AF評価値と、このAF評価値と共に当該AF評価値を取得したときの時間情報、ここでは時間経過と共に移動する焦点調節レンズ203のレンズ位置とを時系列データとしてRAM123に記憶する。AF評価値を取得したときの時間情報は、例えばタイマの計時による時刻情報であってもよい。
In step S <b> 124, the
本体CPU121は、ステップS125において、RAM123に記憶されている各AF評価値の時系列データに基づいて合焦位置の手前近傍の位置に焦点調節レンズ203が到達したかどうかを判定する。この判定は、取得した各AF評価値のうち所定個数毎の各AF評価値の差分、換言すれば、各AF評価値のうち所定の焦点調節レンズ203のレンズ位置の間隔(所定のレンズ位置間隔)で取得された各AF評価値の差分により行う。
以下、具体的に説明する。
先ず、本体CPU121は、新しいAF評価値を取得する毎に、RAM123に時系列で記憶されている各AF評価値のうち所定のレンズ位置間隔で取得された各AF評価値の差分を順次求め、これら差分データを時系列でRAM123に記憶する。
本体CPU121は、順次求められる各差分の値の大きさが増加から減少に転じると、この増加から減少に転じたときから例えば1回前に取得された差分データを差分データの最大(極大)値と判定する。本体CPU121は、差分データの最大値が検出されたときを基準に、所定回数連続して最大の差分データよりも小さい値の差分データを検出すると、このときに焦点調節レンズ203の位置を合焦手前近傍と判定する。
In step S125, the
This will be specifically described below.
First, every time a new AF evaluation value is acquired, the
When the magnitude of each difference value sequentially obtained changes from increase to decrease, the
より具体的な合焦位置手前近傍の判定方法の例について図5を参照して説明する。同図においてDnはAF評価値取得開始からn回目に取得したAF評価値、ΔDnmaxはAF評価値差分データΔDnの最大(極大)値、L1はAF評価値Dnの時系列データ、L2はAF評価値差分ΔDnの時系列データ、AはAF評価値Dnの差分データΔDnが最大時の焦点調節レンズ203のレンズ位置、Bは合焦手前近傍の判定時における焦点調節レンズ203のレンズ位置(合焦手前近傍位置)、Nは合焦手前近傍位置を判定するための差分データ最大値ΔDnmax検出時点以降のAF評価値の取得回数を示す。
A more specific example of a method for determining the vicinity of the in-focus position will be described with reference to FIG. In the drawing, D n is an AF evaluation value acquired n times from the start of AF evaluation value acquisition, ΔDnmax is the maximum (maximum) value of AF evaluation value difference data ΔD n , L1 is time series data of AF evaluation value D n , L2 the focusing
曲線L1は、上記ステップS124において取得される各AF評価値Dnの変化を示す。曲線L2は、取得された各AF評価値DnからAF評価値を取るデータ間隔(所定個数毎)、例えば4個置きの差分データΔDn(=Dn−Dn−4)を示す。 Curve L1 shows a change of each AF evaluation value D n acquired in step S124. Curve L2 indicates the obtained data interval that takes an AF evaluation value from the AF evaluation value D n (predetermined number), for example, four placed difference data ΔD n (= D n -D n -4).
合焦手前近傍判定は、RAM123に時系列で記憶されている最新のデータを含めたAF評価値Dnの差分データΔDnが増加から減少に転じることを検出することにより最大値ΔDnmaxを求め、この差分データΔDnの最大値ΔDnmax検出後に5回連続で最大値ΔDnmaxよりも小さい差分データΔDnが検出された時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前近傍位置であると判定する。
すなわち、この例の場合は、AF評価値Dm+4を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置Aで差分データΔDnは最大値ΔDnmax(=Dm+4−Dm)となり、この時点から5回連続で差分データΔDnが最大値より小さい値となるAF評価値Dm+9を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置Bを合焦手前近傍と判定する。
The near-in-focus determination determines the maximum value ΔD n max by detecting that the difference data ΔD n of the AF evaluation value D n including the latest data stored in the
That is, in this example, the difference data ΔD n becomes the maximum value ΔD n max (= D m + 4 −D m ) at the lens position A of the
又、山登りAFの開始時点の焦点調節レンズ203の位置がレンズ位置A付近である場合、4回置きの差分データΔDn=Dn−Dn−4をとると、過去のAF評価値Dnが不足していることから最大値ΔDnmaxが検出できない。このような場合を考慮して本実施の形態では、初回に取得したAF評価値Dnが所定値以上であるときに、差分データを算出するデータ間隔を4回置きではなく、例えば隣接データの差分ΔDn=Dn−Dn−1を求めるように設定するなどして、初回のAF評価値Dnの値に応じて差分データの算出でのデータ間隔を選択するようにする。差分データ算出でのデータ間隔の選択は、上記ステップS121における焦点調節レンズ203の移動方向の決定時に取得した複数のAF評価値の変化量に基づいて行うようにしてもよい。
Further, when the position of the
さらに、山登りAFの開始時点における焦点調節レンズ203のレンズ位置がレンズ位置Aよりも合焦位置側である場合、差分データΔDnの最大値ΔDnmaxを検出することができない。このような場合、AF評価値Dnが増加するのにも拘わらず差分データΔDnが減少することに着目し、当該着目するようなデータの変化を検出した時点で合焦手前近傍位置であると判定する。このような判定は、上記ステップS121における焦点調節レンズ203の移動方向の決定時に実施するようにしてもよい。なお、AF評価値Dnが増加するのにも拘わらず差分データΔDnが減少するのは、初回に取得したAF評価値Dnが大きいことから差分データの算出でのデータ間隔が隣接データ等の小さい値に設定されることによる。
Furthermore, when the lens position of the
又、差分データの算出でのデータ間隔や差分データΔDnの最大値ΔDnmaxの検出後の合焦手前近傍を判定するAF評価値の取得回数は、AF評価値を生成する際に使用したフィルタの種類、焦点調節レンズ203の移動方向f、ズームレンズ204の位置(交換レンズ201の焦点距離)、交換レンズ201のF値、被写体の輝度等の撮影条件に応じて最適化することで合焦手前近傍の判定精度をより向上させることができる。
In addition, the number of AF evaluation values obtained for determining the pre-focus vicinity after detection of the data interval in the calculation of difference data and the maximum value ΔD n max of the difference data ΔD n was used when generating the AF evaluation value. By optimizing according to shooting conditions such as the type of filter, the moving direction f of the
本体CPU121は、ステップS126において、合焦の手前近傍であると判定されたか否かを判断する。この判断の結果、合焦の手前近傍であると判定されなければ、本体CPU121は、上記ステップS123に戻る。合焦の手前近傍であると判定されると、本体CPU121は、ステップS127に移り、合焦位置検出での焦点調節レンズ203のレンズ駆動量や駆動速度等のパラメータを設定する。ここでの設定は、合焦位置検出前に行う合焦手前位置検出でのレンズ駆動に較べて細かい間隔で動作するような設定とする。
The
本体CPU121は、ステップS128において、上記ステップS127で設定されたパラメータを通信ライン227を通して交換レンズ201の通信回路226に送信する。LCPU221は、通信回路226で受信したパラメータに基づいてレンズ駆動回路222を動作制御し、焦点調節レンズ203を移動する。このとき、レンズ位置検出回路223は、レンズ駆動回路222によって移動された焦点調節レンズ203の位置を検出する。LCPU221は、レンズ位置検出回路223によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部201の焦点状態の情報を得る。
In step S128, the
本体CPU121は、ステップS129において、焦点調節レンズ203のレンズ駆動完了後に、撮像素子制御回路124により撮像素子103を撮像動作させ、この撮像素子103から画像処理回路125を介してAF評価値を取得し、このAF評価値とこのときの焦点調節レンズ203のレンズ位置と共に、時系列データとしてRAM123に記憶する。
In step S129, the
本体CPU121は、ステップS130において、新しいAF評価値Dnを取得する毎にRAM123に時系列で記憶されているAF評価値Dnの隣接差分データDn−Dn−1を求め、この隣接差分データDn−Dn−1も時系列でRAM123に記憶する。さらに、本体CPU121は、差分データDn−Dn−1の符号が正から負に変化した時点で、焦点調節レンズ203が合焦位置を越えたと判断し、この時点とこれ以前の例えば2回のAF評価値Dnと焦点調節レンズ203のレンズ位置のデータとから公知の3点補間により合焦位置を求める。
ここでの合焦判定、合焦位置の算出は、上記方法に限るものでなく、隣接差分データDn−Dn−1が所定値以下になった場合に合焦近傍であると判断して、RAM123に記憶されているAF評価値Dnと焦点調節レンズ203のレンズ位置とのデータから二次関数近似等の多項式近似で合焦位置を求めるなどの方法を用いてもよい。
In step S130, the
The in-focus determination here and the calculation of the in-focus position are not limited to the above methods, and it is determined that the in-focus vicinity is obtained when the adjacent difference data D n −D n−1 becomes a predetermined value or less. Alternatively, a method of obtaining the in-focus position by polynomial approximation such as quadratic function approximation from the data of the AF evaluation value D n stored in the
本体CPU121は、ステップS131において、上記ステップS130で合焦近傍であると判定されなければ、上記ステップS128に戻る。合焦近傍であると判定されると、本体CPU121は、ステップS132に移り、ステップS130で求めた合焦位置データを通信ライン227を通して交換レンズ201の通信回路226に送信する。LCPU221は、通信回路226で受信した合焦位置データに基づいてレンズ駆動回路222を動作制御し、焦点調節レンズ203を移動する。このとき、レンズ位置検出回路223は、レンズ駆動回路222によって移動された焦点調節レンズ203の位置を検出する。LCPU221は、レンズ位置検出回路223によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部201の焦点調節レンズ203の位置を駆動制御する。この後、本体CPU121は、リターンする。
The
このように上記第1の実施の形態によれば、焦点調節レンズ203の移動中に並行して所定時間間隔で撮像動作を行なって取得した各AF評価値とこれらAF評価値を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置とを時系列で記憶し、時系列で記憶されたAF評価値と取得時間情報に基づいて焦点調節レンズ203が合焦位置の手前近傍であるか否かを判定し、合焦位置の手前近傍と判定したる場合、焦点調節レンズ203の駆動制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行うようにした。これにより、合焦手前近傍を判断するために合焦位置を越える動作が不要で、合焦近傍と判断した後の合焦動作が最小限のレンズ駆動で行われるので、高速でスムーズな焦点検出動作を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the AF evaluation values acquired by performing the imaging operation at predetermined time intervals in parallel with the movement of the
上記第1の実施の形態は、1種類のAF評価値に基づいて合焦手前の近傍判定を行っているが、画像処理回路125によりAF評価値を求める際に複数種類の異なるフィルタ処理を行って複数種類のAF評価値を生成し、これらAF評価値に基づいて合焦手前近傍判定を行い、下記の例のように複数の判定結果から総合的に合焦手前の近傍位置を検出するようにしてもよい。例えば、全ての判定結果が合焦手前近傍である場合に合焦手前近傍と判定する。又は最もAF評価値が大きいデータでの判定結果が合焦手前近傍である場合に合焦手前近傍と判定する。なお、上記の複数種類のデータに基づく判定ついては、後述する第2実施例以降に関しても適用することが可能である。
In the first embodiment, the proximity determination before focusing is performed based on one type of AF evaluation value. However, when the AF evaluation value is obtained by the
次に上記第1の実施の形態の第1の変形例について説明する。
図4に示すカメラの山登りAF動作のフローチャートのステップS125の合焦手前近傍判定は、以下のような方法で行ってもよい。この合焦手前近傍の判定は、AF評価値を取るデータ間隔毎(所定個数毎)の差分により判定を行う点では上記の方法と同様である。
Next, a first modification of the first embodiment will be described.
The near-in-focus determination in step S125 in the flowchart of the hill-climbing AF operation of the camera shown in FIG. 4 may be performed by the following method. The determination before the in-focus state is the same as the above method in that the determination is made based on the difference at every data interval (predetermined number) taking the AF evaluation value.
上記第1の実施の形態と相違する点は、AF評価値を取るデータ間隔毎(所定個数毎)の差分データの最大(極大)値が検出された後の合焦手前近傍を判定するところであり、本変形例では、最大値の検出後の差分データが所定値よりも小さくなった時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前近傍と判定する。
The difference from the first embodiment is that the vicinity before in-focus is determined after the maximum (maximum) value of the difference data for each data interval (predetermined number) taking the AF evaluation value is detected. In this modification, the lens position of the
より具体的な例について図6に示す本変形例の合焦位置手前近傍の判定方法を参照して説明する。
同図においてDnはAF評価値取得開始からn回目に取得したAF評価値、ΔDnmaxはAF評価値差分データΔDnの最大(極大)値、L1はAF評価値Dnの時系列データ、L2はAF評価値差分ΔDnの時系列データ、AはAF評価値Dnの差分データΔDnが最大時の焦点調節レンズ位置、Bは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置(合焦手前近傍位置)、Cは差分データΔDnと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定値を示す。
A more specific example will be described with reference to the determination method in the vicinity of the in-focus position of the present modification shown in FIG.
In the figure, D n is the AF evaluation value acquired n times from the start of AF evaluation value acquisition, ΔD n max is the maximum (maximum) value of the AF evaluation value difference data ΔD n , and L1 is time series data of the AF evaluation value D n. , L2 is the time-series data of the AF evaluation value difference [Delta] D n, a is the focusing lens position of the maximum difference data [Delta] D n of the AF evaluation value D n is, B is the focusing lens position at the time of focusing near proximity determination (if focus foreground vicinity), C denotes a focus near proximity determination value for determining the near vicinity focus as compared to the difference data [Delta] D n.
又、図中の符号等は、上記図5に示す場合と同様で、Cは最大値検出後に差分データΔDn(=Dn−Dn−4)と比較して合焦手前近傍を判定するレベルを示しており、焦点調節レンズ203のレンズ位置Aで差分データの最大値ΔDnmax(=Dm+4−Dm)を検出した後、AF評価値Dm+9を取得したときの差分データDm+9−Dm+5が合焦手前近傍判定レベルCよりも小さい値となっており、この時点での焦点調節レンズ203のレンズ位置Bが合焦手前近傍と判定される。
Further, the reference numerals and the like in the figure are the same as in the case shown in FIG. 5, and C is compared with the difference data ΔD n (= D n −D n−4 ) after the maximum value is detected to determine the vicinity before focusing. The difference data D m + 9 when the AF evaluation value D m + 9 is acquired after detecting the maximum value ΔD n max (= D m + 4 −D m ) of the difference data at the lens position A of the
合焦手前の近傍判定レベルCは、差分データΔDnの最大値ΔDnmaxの大きさ等に応じて値を切換えるようにしてもよい。又、差分データΔDnの最大値ΔDnmaxが検出された以降は、差分データΔDnを最大値ΔDnmax基準で正規化し、正規化後の値を合焦手前近傍判定レベルCと比較するようにしてもよい。
本変形例によれば、差分データΔDnと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定レベルCを設定し、焦点調節レンズ203のレンズ位置Aで差分データの最大値ΔDnmax(=Dm+4−Dm)を検出した後、AF評価値Dm+9を取得したときの差分データDm+9−Dm+5が合焦手前近傍判定レベルCよりも小さい値となった時点で焦点調節レンズ203のレンズ位置Bが合焦手前近傍と判定する。これにより、AF評価値の差分データΔDnの最大値を検出した後の差分データΔDnの変化量に基づいて合焦手前近傍位置の判定を行うので、より確実な合焦手前近傍位置の判定を行うことができる。
The proximity determination level C before focusing may be switched according to the maximum value ΔD n max of the difference data ΔD n or the like. After the maximum value ΔD n max of the difference data ΔD n is detected, the difference data ΔD n is normalized with reference to the maximum value ΔD n max, and the normalized value is compared with the near-in-focus vicinity determination level C. You may do it.
According to this modification, the near-in-focus vicinity determination level C for determining the near-in-focus position is set in comparison with the difference data ΔD n, and the maximum value of the difference data at the lens position A of the
次に上記第1の実施の形態の第2の変形例について説明する。
図7は本変形例に係るカメラの平均処理前後のAF評価値変化の一例を示す。同図においてL1は平均処理前のAF評価値、L2は平均処理後のAF評価値を示す。
実際の山登りAF中のAF評価値Dnの変化は、回路ノイズや被写体条件の変化等により滑らかな変化とならず、例えば図7中の実線で示す平均処理前のAF評価値L1で示すような本来の値に各種ノイズ成分が重畳したものになる。この状態で上記合焦手前近傍位置の判定を実行した場合、判定結果等に誤りが発生する可能性が高くなる。
Next, a second modification of the first embodiment will be described.
FIG. 7 shows an example of AF evaluation value change before and after the averaging process of the camera according to this modification. In the figure, L1 indicates an AF evaluation value before the average processing, and L2 indicates an AF evaluation value after the average processing.
The actual change in the AF evaluation value D n in the hill-climbing AF is not a smooth change due to changes in the circuit noise and the object conditions, for example as shown by the average pre-treatment of the AF evaluation value L1 shown in solid line in FIG. 7 Various noise components are superimposed on the original value. In this state, when the determination of the vicinity position before focusing is executed, there is a high possibility that an error will occur in the determination result.
本変形例において本体CPU121は、AF評価値Dnの差分データΔDnを算出する前に時系列でRAM123に記憶されているAF評価値Dnの移動平均又は加重移動平均を求めてAF評価値Dnの変化に重畳しているノイズ成分を除去したデータを生成し、このデータの差分データを算出して上記と同様の処理を行う。
In this modification, the
移動平均AVEは、下記式(1)により算出する。
AVE=(Dn+Dn−1+Dn−2+ … +Dn−m)/(m+1) …(1)
(m:平均データ個数−1)
加重移動平均AVE_Aは、下記式(2)により算出する。
AVE_A={mDn+(m−1)Dn−1+…+2Dn−m+2+Dn−m+1}
/{m+(m−1)+・・・+2+1} …(2)
(m:平均データ個数)
本変形例によれば、AF評価値Dnの移動平均又は加重移動平均を求めることで、図7中に破線で示す平均処理後のAF評価値L2のようなノイズ成分が除去された滑らかなデータを得ることができるので各判定の精度を向上させることができる。
The moving average AVE is calculated by the following formula (1).
AVE = (D n + D n -1 + D n-2 + ... + D n-m) / (m + 1) ... (1)
(M: average number of data-1)
The weighted moving average AVE_A is calculated by the following equation (2).
AVE_A = {mD n + (m−1) D n−1 +... + 2D n−m + 2 + D n−m +1}
/ {M + (m−1) +... + 2 + 1} (2)
(M: average number of data)
According to this modification, by obtaining the moving average or the weighted moving average of the AF evaluation value D n , a smooth noise-free noise component such as the AF evaluation value L2 after the average processing indicated by a broken line in FIG. 7 is removed. Since data can be obtained, the accuracy of each determination can be improved.
本変形例は、上記で説明した2つの平均処理を独立で利用することに限るものではなく、2つの平均処理を実行してAF評価値から2種類の時系列データを作成し、それぞれのデータに基づいた2つの合焦手前近傍判定結果から総合的に合焦手前近傍を判定してもよい。
なお、本変形例については後述する第2の実施の形態以降の実施の形態にも適用することが可能である。
The present modification is not limited to using the two average processes described above independently, and the two average processes are executed to create two types of time series data from the AF evaluation values. Alternatively, the vicinity before in-focus may be determined comprehensively from the two near-in-focus determination results based on the above.
Note that this modification can also be applied to the second and subsequent embodiments to be described later.
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの構成や撮影動作等は、上記第1の実施の形態と同一であるので、第1の実施の形態と共通な部分の説明は省略して相違する部分である合焦手前近傍判定についてのみ以下に記載する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Since the configuration and shooting operation of the digital still camera equipped with the automatic focus adjustment apparatus according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment, the description of the parts common to the first embodiment will be given. Only the near-in-focus determination that is different and omitted will be described below.
本実施の形態における合焦手前近傍判定は、所定個数のAF評価値から近似直線を求め、この近似直線の傾きにより合焦手前近傍を判定する。
本体CPU121は、新しいAF評価値を取得する毎にRAM123に時系列で記憶されている所定個数前までのAF評価値と焦点調節レンズ203のレンズ位置とを用いて最小二乗法等により近似直線を求め、この近似直線の傾きを時系列でRAM123の記憶し、近似直線の傾きが増加から減少に転じたときの前回のデータを傾きの最大(極大)値と判定する。本体CPU121は、近似直線の傾きの最大値が検出されたときを基準に所定個数連続して最大値よりも小さい傾きが検出された時の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前近傍と判定する。
In the near-in-focus determination in this embodiment, an approximate straight line is obtained from a predetermined number of AF evaluation values, and the near-in-focus vicinity is determined based on the inclination of the approximate straight line.
Whenever the
次に、本実施の形態の合焦位置手前近傍の判定方法のより具体的な例について図8を参照して説明する。同図においてDnはAF評価値取得開始からn回目に取得したAF評価値、anmaxはAF評価値Dnの近似直線の傾きanの最大(極大)値、L1はAF評価値Dnの時系列データ、L2はAF評価値Dnの近似直線の傾きanの時系列データ、L3は近似直線の傾きanが最大となる時のAF評価値DmからDm+4までのデータから求めた近似直線、L4は合焦手前近傍と判定される時のAF評価値Dm+5からDm+9までのデータから求めた近似直線、AはAF評価値Dnの近似直線の傾きanが最大時の焦点調節レンズ位置、Bは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置(合焦手前近傍位置)、Nは合焦手前近傍位置を判定するための近似直線の傾き最大値anmax検出時点以降のAF評価値の取得回数を示す。 Next, a more specific example of the determination method near the in-focus position according to the present embodiment will be described with reference to FIG. AF evaluation values Dn is acquired in the n-th from the AF evaluation value acquisition start in the figure, anmax maximum (peak) value of the slope an approximate straight line of the AF evaluation value D n, L1 is the time series of the AF evaluation value D n data, L2 is the time-series data of the tilt an approximate straight line of the AF evaluation value D n, L3 is approximate line slope an approximate straight line is obtained from data from the AF evaluation value D m when the maximum until D m + 4, L4 is an approximate line obtained from the data from the AF evaluation values D m + 5 to D m + 9 when it is determined to be in the vicinity of in-focus, A is the focus adjustment lens position when the slope an of the AF evaluation value Dn is maximum, B is the focus adjustment lens position (near position before focusing) at the time of near-in-focus determination, and N is the number of AF evaluation value acquisition times after the detection of the maximum value anmax of the approximate straight line for determining the position near the near-focusing position. Indicates.
又、図中のAF評価値Dnの時系列データL1は、上記ステップS124で取得されるAF評価値Dnの変化を示す。
AF評価値Dnの近似直線の傾きanの時系列データL2は、取得されたAF評価値Dnを含む例えば4回までのデータ(5回分のデータ)と焦点調節レンズ203のレンズ位置とから求めた近似直線の傾きanを有する。1点鎖線で示される近似直線L3は、傾きanが最大となる時のAF評価値DmからDm+4までのデータから求められる。2点鎖線で示される近似直線L4は、合焦手前近傍と判定されるときのAF評価値Dm+5からDm+9までのデータから求められる。
Further, time-series data L1 of the AF evaluation value D n in the figure shows the change in the AF evaluation value D n acquired in step S124.
From the time series data L2 of the slope an approximate straight line of the AF evaluation value D n is the data of up to for example 4 times including the acquired AF evaluation value D n (5 times the data) and the lens position of the focusing
本体CPU121での合焦手前近傍判定は、RAM123に時系列で記憶されている最新のAF評価値Dnを含めた近似直線の傾きanが増加から減少に転じることを検出することにより最大値anmaxを求め、傾きanの最大値anmax検出後に5回連続で最大値anmaxよりも小さい傾きanが検出された時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前近傍位置であると判定する。
すなわち、この例の場合、AF評価値Dm+4を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置Aで傾きanは最大値anmaxとなる。この時点から5回連続して傾きanが最大値amaxより小さい値となるAF評価値Dm+9を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置Bが合焦手前近傍と判定される。
山登りAF開始時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置がレンズ位置Aやレンズ位置B付近である場合は、上記第1の実施の形態と同様な処理を実行する。
The near-in-focus determination in the
That is, in this example, the gradient an is the maximum value anmax at the lens position A of the
When the lens position of the
このように上記第2の実施の形態によれば、合焦手前近傍を判定するのにAF評価値Dnの近似直線の傾きanを利用することによりノイズ等のAF評価値のばらつき要因の影響を受けづらくなるので、より確実でスムーズな焦点検出動作を行うことができる。 As described above, according to the second embodiment, the influence of the variation factors of the AF evaluation value of noise or the like by utilizing the inclination an approximate straight line of the AF evaluation value D n to determine the focus short of the vicinity Therefore, a more reliable and smooth focus detection operation can be performed.
次に、上記第2の実施の形態の変形例について説明する。
本実施の形態の合焦手前近傍判定は、以下のような方法で行ってもよい。本変形例での合焦手前近傍判定は、所定個数のAF評価値から近似直線を求めて、その直線の傾きにより判定を行う点では上記の方法と同様である。
Next, a modification of the second embodiment will be described.
The near-in-focus determination in the present embodiment may be performed by the following method. The near-in-focus determination in the present modification is the same as the above method in that an approximate straight line is obtained from a predetermined number of AF evaluation values and the determination is made based on the inclination of the straight line.
上記第2の実施の形態と相違する点は、AF評価値の近似直線の傾きの最大(極大)値を検出した後の合焦手前近傍を判定するところであり、本変形例では、最大値検出後の近似直線の傾きが所定値よりも小さくなった時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前近傍と判定する。
The difference from the second embodiment is that the vicinity before focusing after detecting the maximum (maximum) value of the slope of the approximate straight line of the AF evaluation value is determined. In this modification, the maximum value is detected. The lens position of the
次に、本変形例の合焦位置手前近傍の判定方法のより具体的な例について図9を参照して説明する。
同図においてDnはAF評価値取得開始からn回目に取得したAF評価値、anmaxはAF評価値Dnの近似直線の傾きanの最大(極大)値、L1はAF評価値Dnの時系列データ、L2はAF評価値Dnの近似直線の傾きanの時系列データ、L3は近似直線の傾きanが最大となる時のAF評価値DmからDm+4までのデータから求めた近似直線、L4は合焦手前近傍と判定される時のAF評価値Dm+5からDm+9までのデータから求めた近似直線、AはAF評価値Dnの近似直線の傾きanが最大時の焦点調節レンズ位置、Bは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置(合焦手前近傍位置)、Cは近似直線の傾きanと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定値を示す。
又、図中の符号等は、上記図8に示す場合と同様で、Cは最大値anmaxを検出後に傾きanと比較して合焦手前近傍を判定するレベルを示す。
Next, a more specific example of the determination method in the vicinity of the in-focus position in the present modification will be described with reference to FIG.
D n is the AF evaluation value acquired in the n-th from the AF evaluation value acquisition start in the figure, it anmax the maximum slope an approximate straight line of the AF evaluation value D n (maximum) value, L1 when the AF evaluation value D n series data, L2 is the time-series data of the tilt an approximate straight line of the AF evaluation value D n, L3 approximate straight line obtained from the data from the AF evaluation value D m when the inclination an approximate straight line is maximum up to D m + 4 , L4 is an approximate line obtained from data from AF evaluation values D m + 5 to D m + 9 when it is determined that the lens is in the vicinity of in-focus, and A is a focus adjustment lens when the inclination an of the approximate line of AF evaluation value D n is maximum. The position, B is the focus adjustment lens position (near position before focusing) at the time of near-in-focus determination, and C is the near-in-focus determination value for determining the near-focus position before comparing with the inclination an of the approximate line. Indicates.
Also, the reference numerals and the like in the figure are the same as in the case shown in FIG. 8, and C indicates a level for determining the vicinity before focusing by comparing the inclination an after the maximum value anmax is detected.
本体CPU121は、焦点調節レンズ203のレンズ位置Aで近似直線の傾きanの最大値anmaxを検出し、この後、AF評価値Dm+9を取得したときの傾きanが合焦手前近傍判定レベルCよりも小さい値になると、この時点での焦点調節レンズ203のレンズ位置Bを合焦手前近傍と判定する。
The
合焦手前近傍の判定レベルCは、傾きanの最大値anmaxの大きさ等に応じて値を切換えるようにしてもよい。また、傾きaの最大値anmaxが検出された以降は、傾きanを最大値anmax基準で正規化し、正規化後の値を合焦手前近傍の判定レベルCと比較するようにしてもよい。
本変形例によれば、AF評価値の近似直線の傾きの最大値検出後の傾き変化量に基づいて判定を行うので、より確実な判定を行うことができる。
The determination level C in the vicinity of the in-focus state may be switched according to the magnitude of the maximum value anmax of the gradient an. Further, after the maximum value anmax of the inclination a is detected, the inclination an may be normalized on the basis of the maximum value anmax, and the normalized value may be compared with the determination level C in the vicinity of the in-focus state.
According to this modification, since the determination is performed based on the amount of change in inclination after the maximum value of the inclination of the approximate straight line of the AF evaluation value is detected, a more reliable determination can be performed.
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの構成や撮影動作等は、上記第1の実施の形態と同一であるので、第1の実施の形態と共通な部分の説明は省略して相違する部分である合焦手前近傍判定についてのみ以下に記載する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Since the configuration and shooting operation of the digital still camera equipped with the automatic focus adjustment apparatus according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment, the description of the parts common to the first embodiment will be given. Only the near-in-focus determination that is different and omitted will be described below.
本実施の形態における合焦手前近傍判定は、所定個数のAF評価値から近似二次曲線を求め、この近似二次曲線により所定回数後に取得されるAF評価値の予測値を算出し、この予測値のAF評価値レベルに応じて判定を行う。 In the vicinity determination before focusing in the present embodiment, an approximate quadratic curve is obtained from a predetermined number of AF evaluation values, and a predicted value of an AF evaluation value acquired after a predetermined number of times is calculated using the approximate quadratic curve. The determination is made according to the AF evaluation value level of the value.
本体CPU121は、先ず、新しいAF評価値を取得する毎にRAM123に時系列で記憶されている所定個数前までのAF評価値と焦点調節レンズ203のレンズ位置とを用いて最小二乗法等により近似二次曲線を求め、この近似二次曲線の式を用いて最新のAF評価値の検出時点から所定検出回数後のAF評価値の予測値を算出する。本体CPU121は、最新のAF評価値とAF評価値の予測値との差が所定の判定値よりも大きくなった時の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前の近傍と判定する。
First, every time a new AF evaluation value is acquired, the
より具体的な例について図10に示す本実施の形態の合焦位置手前近傍の判定方法を参照して説明する。同図においてDnはAF評価値取得開始からn回目に取得したAF評価値、Drは所定時点でのAF評価値、DeはAF評価値がDrである時点からt時間経過後の予測評価値、Dthは所定時点でのAF評価値Drと予測評価値Deの差Dr−Deと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定値、L1はAF評価値Dnの時系列データ、L2は合焦手前近傍と判定される時のAF評価値DmからDm+4までのデータから求めた近似二次曲線、Aは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置(合焦手前近傍位置)、Bは合焦手前近傍判定時からt時間経過後の焦点調節レンズ位置、Nは合焦手前近傍位置を判定するための予測評価値Deを算出する際に用いる所定時点でのAF評価値Drを検出した時点からのAF評価値Dnの検出回数を示す。
又、図中の曲線L1は上記ステップS124で取得されるAF評価値Dnの変化を示し、曲線L2は合焦手前近傍と判定される時のAF評価値DmからDm+4までのデータから求めた近似二次曲線を示す。
A more specific example will be described with reference to the determination method in the vicinity of the in-focus position in the present embodiment shown in FIG. In the figure, D n is an AF evaluation value acquired n times from the start of AF evaluation value acquisition, Dr is an AF evaluation value at a predetermined time, and De is a predicted evaluation value after elapse of t time from the time when the AF evaluation value is Dr. , Dth is focused near proximity determination value for determining the near vicinity focus compared AF evaluation value Dr and the difference Dr-De predictive evaluation value De at a given time point, L1 is the AF evaluation value D n Time series data, L2 is an approximate quadratic curve obtained from data from AF evaluation values D m to D m + 4 when it is determined that the lens is in the vicinity before focusing, and A is the focus adjustment lens position (focusing) when determining the vicinity before focusing. B near the focus position), B is the focus adjustment lens position after the elapse of time t from the time before the near focus determination, and N is a predetermined time point used when calculating the predicted evaluation value De for determining the near focus position. AF evaluation from the time when the AF evaluation value Dr is detected The number of detections of the value D n is shown.
The curve L1 in the figure shows the change in the AF evaluation value D n to be acquired in step S124, the curve L2 from the data from the AF evaluation value D m when it is determined that the focus short of the vicinity to D m + 4 The obtained approximate quadratic curve is shown.
本体CPU121は、合焦手前近傍の判定のために、例えば、RAM123に時系列で記憶されているAF評価値Dmから最新のAF評価値Dr(=Dm+4)までの5回分のデータと、各AF評価値を検出した時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置とから予測評価値Deを算出するための近似二次曲線を求め、
De=aX2+bX+c …(3)
上記式(3)中のXにN回後にAF評価値Dnが検出される焦点調節レンズ203のレンズ位置を代入して予測評価値Deを算出する。
The
De = aX 2 + bX + c (3)
It calculates a predicted evaluation value De by substituting the lens position of the focusing
そして、本体CPU121は、最新のAF評価値Drと算出した予測評価値Deとの差Dr−Deが合焦手前近傍の判定値Dthよりも大きくなった場合、AF評価値Drが検出された時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦手前近傍位置であると判定する。
When the difference Dr−De between the latest AF evaluation value Dr and the calculated predicted evaluation value De becomes larger than the determination value Dth in the vicinity of the in-focus state, the
すなわち、この例の場合、焦点調節レンズ203のレンズ位置Aで取得したAF評価値Dr=Dm+4と、この時点で予測した5回後のAF評価値Dnの検出位置である焦点調節レンズ203のレンズ位置Bでの予測評価値Deとの差が合焦手前近傍判定値Dthよりも大きくなった場合、焦点調節レンズ203のレンズ位置Aが合焦手前近傍と判定される。
That is, in this example, the
上記では、近似二次曲線の算出や予測演算に焦点調節レンズ203の位置情報を利用したが、これの代わりに本体CPU121内のタイマ等でカウントされる時間情報を利用してもよい。
また、山登りAF開始時点の焦点調節レンズ203のレンズ位置が位置A付近である場合は、上記第1の実施の形態での合焦位置付近での処理と同様な処理を実行する。
In the above description, the position information of the
Further, when the lens position of the
このように上記第3の実施の形態によれば、合焦手前近傍を判定するのに近似二次曲線でのAF評価値予測を利用することにより上記第2の実施の形態と同様に、ノイズ等のAF評価値のばらつき要因の影響を受けづらくなるので、より確実でスムーズな焦点検出動作を行うことができる。 As described above, according to the third embodiment, by using the AF evaluation value prediction with the approximate quadratic curve to determine the vicinity before focusing, the noise is similar to the second embodiment. Therefore, the focus detection operation can be performed more reliably and smoothly.
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様の構成を有するデジタルスチルカメラやムービーカメラでの動画撮影の動作に上記合焦手前近傍の判定方法を適用したものであり、以下に動画撮影動作について説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the determination method in the vicinity of the in-focus state is applied to the moving image shooting operation with the digital still camera or the movie camera having the same configuration as the first embodiment. The shooting operation will be described.
ここで、AF動作の概要について図11に示す状態遷移図を参照し説明する。
先ず、撮影者による動画釦の操作等が操作スイッチ検出回路129により検出されると、動画撮影が開始され、上記実施の形態で説明したスチル撮影時と同様な方法で焦点調節レンズ203を合焦手前近傍位置まで移動する。
Here, an outline of the AF operation will be described with reference to a state transition diagram shown in FIG.
First, when the operation
焦点調節レンズ203が合焦手前近傍位置まで到達すると、山登りAF動作を停止してウォブリング駆動モードに移行する。
ウォブリング駆動モードでは、焦点調節レンズ203をAF評価値のピーク位置の前後で微小駆動することにより、被写体の動きに応じた合焦位置の変化に焦点調節レンズ203を追従させて合焦状態を維持する、所謂ウォブリング動作を行う。
When the
In the wobbling drive mode, the
ウォブリング駆動モードを実行中、合焦位置が変化せずに所定時間が経過した場合は、被写体が静止しているものと判断してウォブリング動作を停止させ待機モードに移行する。
ウォブリング動作では、合焦状態が維持できなくなった場合、被写体の動きが追従不可能な速度になったか、あるいはカメラがパン・チルト操作されたものと判断してサーチ駆動モードに移行する。
待機モード中は、所定時間間隔でAF評価値を取得するのみで焦点調節レンズ203の駆動は行わない。
If the predetermined time has elapsed without changing the in-focus position during execution of the wobbling drive mode, it is determined that the subject is stationary, the wobbling operation is stopped, and the standby mode is entered.
In the wobbling operation, when the in-focus state cannot be maintained, it is determined that the movement of the subject has become impossible to follow, or that the camera has been pan / tilt operated, and the search drive mode is entered.
During the standby mode, only the AF evaluation values are acquired at predetermined time intervals, and the
待機モード中にAF評価値の変化が検出された場合、AF評価値の変化が小さい時は被写体が動きだしたものと判断してウォブリング駆動モードに移行する。AF評価値の変化が大きい時はカメラがパン・チルト操作されたものと判断してサーチ駆動モードに移行する。 When a change in the AF evaluation value is detected during the standby mode, when the change in the AF evaluation value is small, it is determined that the subject has started to move, and the wobbling drive mode is entered. When the change in the AF evaluation value is large, it is determined that the camera is pan / tilt operated, and the search drive mode is entered.
このサーチ駆動モードでは、上記の動画開始時と同様に、合焦手前近傍位置で検出動作を行い、焦点調節レンズ203が合焦手前近傍位置まで移動された時点で被写体追従可能な状態になったものと判断してウォブリング駆動モードに移行する。
In this search drive mode, the detection operation is performed in the vicinity of the in-focus position as in the case of the above-described moving image start, and the subject can be tracked when the
次に、カメラ100の動画撮影動作の詳細について図12に示す動画撮影動作のフローチャート及び図13に示す動画撮影時のAF動作のフローチャートを参照して説明する。
先ず、動画撮影動作について説明する。
カメラ本体101の電源がオンされると、本体CPU121は、上記図3に示す各ステップS101〜S106と同様に、ステップS201において交換レンズ201が装着されているか否かを判断する。交換レンズ201が装着されなければ、本体CPU121は、交換レンズ201が装着されるまで待機する。
Next, details of the moving image shooting operation of the
First, the moving image shooting operation will be described.
When the power of the
本体CPU121は、ステップS202において交換レンズ201の機種情報や光学データ等を取得し、ステップS203において表示用モニタ105へのスルー画を表示し、ステップS204において交換レンズ201が装着されているか否かを判断する。交換レンズ201が装着されなければ、本体CPU121は、ステップS201に戻る。
本体CPU121は、ステップS205においてカメラ本体101の電源がオフであるか否かを確認する。電源がオフであれば、本体CPU121は、ステップS212に移り、各種データの退避、リセット動作、電源系統の切断処理等の所定の終了処理を行う。
本体CPU121は、ステップ206において1Rスイッチ130がオン状態になったか否かを判断する。この判断の結果、1Rスイッチ130がオン状態になると、本体CPU121は、ステップS213に移り、上記図3に示す通常のスチル撮影動作を実行し、撮影完了後にステップS204に戻って撮影待機状態に移行する。
The
In step S205, the
The
一方、1Rスイッチ130がオン状態にならなければ、本体CPU121は、ステップS207に移り、動画スイッチ(不図示)がオン状態になったか否かを判断する。動画スイッチがオン状態になったか否かの検出は、操作スイッチ検出回路129により行われる。この判断の結果、動画スイッチがオン状態にならなければ、本体CPU121は、ステップS204に戻る。
On the other hand, if the
動画スイッチがオン状態になると、本体CPU121は、ステップS208に移り、動画撮影を開始し、取得される動画データをRAM123又はコンパクトフラッシュ等の外部メディアに記憶する。
本体CPU121は、ステップS209において、動画AFを実行して焦点調節レンズ203を合焦位置に移動する。また、本体CPU121は、AF動作と並行して測光、露出制御等の撮影に必要な他の動作も実行する。
本体CPU121は、ステップS210において、操作スイッチ検出回路129の検出動作によって動画スイッチ(不図示)がオフ状態であるか否かを確認する。この確認の結果、動画スイッチがオフ状態でなくオン状態であれば、本体CPU121は、ステップS209に戻り、動画AFの実行を続ける。動画スイッチがオフ状態になると、本体CPU121は、ステップS211に移り、動画撮影を終了してステップS204に戻り、撮影待機状態に移行する。
When the moving image switch is turned on, the
In step S209, the
In step S210, the
次に、上記動画AFの動作について図13に示す動画AF動作フローチャートを参照して説明する。
本体CPU121は、上記山登りAF動作における各ステップS121〜S126と同様に、先ず、ステップS221において、動画AF動作を開始するのに先立ち、焦点調節レンズ203を矢印f方向に移動させながら画像処理回路125により複数回のAF評価値の取得動作を行い、これらのAF評価値が増加するときの焦点調節レンズ203の移動方向を検出し、当該方向を焦点調節レンズ203の移動方向として決定する。
Next, the operation of the moving image AF will be described with reference to the moving image AF operation flowchart shown in FIG.
Similar to steps S121 to S126 in the hill-climbing AF operation, the
本体CPU121は、ステップS222において、焦点調節レンズ203を粗動して合焦位置の手前近傍の位置までに移動させるための粗調用レンズ駆動パラメータとして合焦位置の手前近傍の位置検出までの焦点調節レンズ203のレンズ駆動量や駆動速度等を設定する。
In step S222, the
本体CPU121は、ステップS223において、上記設定された粗調用レンズ駆動パラメータを通信ライン227を通して交換レンズ201の通信回路226に送信する。交換レンズ201のLCPU221は、粗調用レンズ駆動パラメータに基づいてレンズ駆動回路222とレンズ位置検出回路223とを駆動して焦点調節レンズ203を移動させる。
In step S <b> 223, the
本体CPU121は、ステップS224において、焦点調節レンズ203の移動完了後、撮像素子制御回路124の撮像制御により撮像素子103を撮像動作させる。これにより、画像処理回路125は、撮像素子103から出力される像信号にA/D変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像を生成し、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してAF評価値を取得する。本体CPU121は、AF評価値と、このAF評価値と共に当該AF評価値を取得したときの焦点調節レンズ203のレンズ位置とを時系列データとしてRAM123に記憶する。
In step S224, the
本体CPU121は、ステップS225において、RAM123に記憶されている各AF評価値の時系列データに基づいて合焦位置の手前近傍の位置に焦点調節レンズ203が到達したかどうかを判定する。
本体CPU121は、ステップS226において、合焦の手前近傍であると判定されたか否かを判断する。この判断の結果、合焦の手前近傍であると判定されなければ、本体CPU121は、上記ステップS223に戻る。合焦の手前近傍であると判定されると、本体CPU121は、ステップS227に移り、ウォブリング(Wob)駆動モードに移行し、ウォブリング駆動時の焦点調節レンズ203の駆動振幅や振幅周期等を設定する。
In step S225, the
The
本体CPU121は、ウォブリング駆動モード中、ステップS228において、ウォブリング駆動を開始し、当該駆動の両端位置で撮像素子制御回路124により撮像素子103を撮像動作させる。画像処理回路125は、撮像素子103から出力される像信号にA/D変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像を生成し、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してAF評価値を取得する。
In step S228, the
本体CPU121は、取得したAF評価値に応じてウォブリング駆動での焦点調節レンズ203の駆動方向毎の駆動量を調節し、ウォブリング駆動の両端で取得されるAF評価値がほぼ同じ値となる位置を合焦位置として検出する。
The
合焦位置検出後、画像処理回路125は、被写体の動きに応じた合焦位置の変化をウォブリング駆動の両端で取得されるAF評価値により検出する。本体CPU121は、駆動方向毎の駆動量を調節して焦点調節レンズ203のレンズ位置を合焦位置の変化に追従させる。また、本体CPU121は、取得したAF評価値をRAM123に時系列データとして記憶する。
After detecting the in-focus position, the
本体CPU121は、ステップS229において、動画スイッチ(不図示)がオフ状態であるか否かを確認する。動画スイッチのオフ状態であるか否かの確認は、操作スイッチ検出回路129により検出される。
この確認の結果、動画スイッチがオン状態であれば、本体CPU121は、ステップS230に移行し、被写体が静止しているか否かを判定する。この判定の結果、被写体が静止していなければ、本体CPU121は、ステップS231に移行し、被写体の動作による合焦位置の変化に追従可能であるか否かを判断する。追従可能であるか否かの判断は、ウォブリング駆動の両端で取得され、時系列データとしてRAM123に記憶されているAF評価値から行う。本体CPU121は、ウォブリング駆動の両端のAF評価値がほぼ同じ値となるように制御できている場合に追従可能であると判断する。追従可能であるか否かの判断の結果、追従可能であれば、本体CPU121は、ステップS228に戻り、ウォブリング駆動モードを継続する。
In step S229, the
As a result of the confirmation, if the moving image switch is in the on state, the
ウォブリング駆動の両端のAF評価値がほぼ同じ値とならずにAF評価値が取得毎に小さくなっていく場合や、AF評価値が急激に変化した場合、本体CPU121は、追従不能と判断する。又、かかる場合、本体CPU121は、撮影者によりカメラ100がパン・チルト操作されたと判断する。
追従不能と判断すると、本体CPU121は、ステップS232において、ウォブリング駆動を停止する。
When the AF evaluation values at both ends of the wobbling drive are not substantially the same value and the AF evaluation value decreases every time acquisition is performed, or when the AF evaluation value changes abruptly, the
When determining that the follow-up is impossible, the
本体CPU121は、ステップS233において、ウォブリング駆動モードから移行してきた場合、追従動作を行っていた方向をサーチ駆動モードでの焦点調節レンズ203の移動方向とする。但し、ウォブリング駆動モード中に突然AF評価値が大きく変化して追従不能となった場合や待機モードから移行してきた場合、本体CPU121は、焦点調節レンズ203の移動方向を判断できないので、スチル撮影時と同様に焦点調節レンズ203を現在位置から所定方向に移動しながらAF評価値が増加する方向を検出し、サーチ駆動モードで焦点調節レンズ203を移動する方向を決定する。
When the
本体CPU121は、ステップS234において、サーチ駆動モードでの焦点調節レンズ203のレンズ駆動量や駆動速度等のパラメータを設定する。ここでの設定は常に固定ではなく、サーチ駆動モード移行前の被写体の動作による合焦位置変化に応じて設定するようにしてもよい。例えば、合焦位置の変化が徐々に速くなった場合は、焦点調節レンズ203のレンズ駆動量を小さく、駆動速度を遅めにした設定とする。合焦位置が突然大きく変化した場合は、焦点調節レンズ203のレンズ駆動量を大きく、駆動速度を速めにした設定とする。
In step S234, the
本体CPU121は、ステップS235において、動画スイッチがオフ状態であるか否かを確認する。この動画スイッチのオフ状態であるか否かの確認は、操作スイッチ検出回路129により検出される。なお、動画スイッチがオフ状態であれば、本体CPU121は、リターンする。
動画スイッチがオン状態であれば、本体CPU121は、ステップS236に移り、上記ステップS234で設定されたパラメータを本体CPU121は通信ライン227を介して交換レンズ201の通信回路226に送信する。LCPU221は、通信回路226で受信したパラメータに基づいてレンズ駆動回路222を動作制御し、焦点調節レンズ203を移動する。このとき、レンズ位置検出回路223は、レンズ駆動回路222によって移動された焦点調節レンズ203の位置を検出する。LCPU221は、レンズ位置検出回路223によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部201の焦点状態の情報を得る。
In step S235,
If the moving image switch is in the ON state, the
本体CPU121は、ステップS237において、焦点調節レンズ203の移動完了後、撮像素子制御回路124の撮像制御により撮像素子103を撮像動作させる。画像処理回路125は、上記同様に、撮像素子103から出力される像信号に各種画像処理を施して撮影画像を生成し、かつ高周波成分を抽出してAF評価値を取得する。本体CPU121は、AF評価値と焦点調節レンズ203のレンズ位置とを時系列データとしてRAM123に記憶する。
In step S237, the
本体CPU121は、ステップ238において、上記実施の形態で説明したいずれかの方法又はその組合せにより合焦手前近傍位置に焦点調節レンズ203が到達したか否かを判定する。
この判定の結果、合焦手前近傍判定で合焦手前近傍であると判定すると、本体CPU121は、ステップS239を通して上記ステップS227に移ってウォブリング駆動モードに移行する。合焦手前近傍でなければ、本体CPU121は、ステップS239を通して上記ステップS235に移ってサーチ駆動モードを継続する。
In
As a result of this determination, when it is determined in the vicinity before focusing in the vicinity before focusing, the
上記ステップS229における確認の結果、動画スイッチがオフ状態であれば、本体CPU121は、ステップS240に移り、ウォブリング駆動を停止してリターンする。
上記ステップS230における判定の結果、被写体が静止していれば、本体CPU121は、ステップS241に移り、ウォブリング駆動を停止して待機モードに移行し、次のステップS242において、動画スイッチがオフ状態であるか否かを確認する。この動画スイッチのオフ状態であるか否かの確認は、操作スイッチ検出回路129により検出され、動画スイッチがオフ状態であれば、本体CPU121は、リターンする。
If the result of the confirmation in step S229 is that the moving image switch is off, the
If the result of determination in step S230 is that the subject is stationary, the
動画スイッチがオン状態であれば、本体CPU121は、ステップS243に移り、焦点調節レンズ203を停止した状態で、撮像素子制御回路124の撮像制御により撮像素子103を撮像動作させる。画像処理回路125は、上記同様に、撮像素子103から出力される像信号に各種画像処理を施して撮影画像を生成し、かつ高周波成分を抽出してAF評価値を取得する。本体CPU121は、AF評価値と焦点調節レンズ203のレンズ位置とを時系列データとしてRAM123に記憶する。
If the moving image switch is in the on state, the
本体CPU121は、ステップS244において、被写体の状態が変化したかどうかを時系列データとしてRAM123に記憶されているAF評価値の変化から判断する。待機モード開始初期のAF評価値に対するデータの変化が所定の被写体の変化の判定値以上である場合、本体CPU121は、被写体の状態が変化したと判断してステップS245に移る。
In step S244,
本体CPU121は、ステップS245において、撮影者によりカメラ100がパン・チルト操作されたと判断して上記ステップS233に進んでサーチ駆動モードに移行し、パン・チルト判定値よりも小さい値であった場合に被写体が動きだしたものと判断して上記ステップS227に進んでウォブリング駆動モードに移行する。
なお、上記ステップS244での判断の結果、AF評価値に対するデータの変化が所定の被写体の変化の判定値以下であれば、本体CPU121は、被写体が静止していると判断して上記ステップS242に戻って待機モードを継続する。
In step S245, the
As a result of the determination in step S244, if the data change with respect to the AF evaluation value is equal to or smaller than the predetermined subject change determination value, the
このように上記第4の実施の形態によれば、合焦手前近傍を判断することで合焦近傍位置まで高速で焦点調節レンズ203を移動させると共に、大きく合焦位置を越えることなく合焦位置を検出できるので、通常の焦点検出動作と同様に高速でスムーズな動画撮影動作を行うことができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
例えば、上記各実施の形態における合焦手前近傍の判定は単独で利用するだけでなく、それぞれの判定結果から最終的な判定を行ったり、最終的な合焦手前近傍位置を検出する過程で判定方法を切換えるようにしてもよい。
さらに、上記各実施の形態では、レンズ交換式のデジタルスチルカメラに搭載される自動焦点装置について説明したが、レンズ一体型のデジタルスチルカメラやムービーカメラ等にも応用が可能であることは、言うまでもない。
For example, the determination of the vicinity before focusing in each of the above embodiments is not only used independently, but is determined in the process of making a final determination from each determination result or detecting the final position before focusing. The method may be switched.
Further, in each of the above embodiments, the autofocus device mounted on the interchangeable lens digital still camera has been described. However, it goes without saying that the present invention can also be applied to a lens-integrated digital still camera, movie camera, and the like. Yes.
以下、本発明の主旨について説明する。
第1の発明は、フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、
上記撮影光学系により結像された上記被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子より出力される上記像信号から高周波成分を抽出してAF評価値を取得する画像処理手段と、
上記AF評価値に基づいて上記フォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、
上記フォーカスレンズの駆動と共に所定の時間間隔で撮像動作を行なって上記画像処理手段により上記AF評価値を取得させ、この取得したAF評価値を当該AF評価値を取得した時間情報と共に時系列で記憶し、上記時系列で記憶した上記AF評価値と上記時間情報とに基づいて上記フォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段と、
を備え、
上記制御手段は、上記合焦近傍判定手段により上記合焦位置の上記手前近傍と判定した場合、上記フォーカスレンズの駆動制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う、
ことを特徴とする撮像装置である。
Hereinafter, the gist of the present invention will be described.
A first invention includes a photographing optical system having a focus lens and forming a subject image;
An image sensor that photoelectrically converts the subject image formed by the photographing optical system and outputs an image signal;
Image processing means for extracting a high-frequency component from the image signal output from the image sensor and obtaining an AF evaluation value;
Control means for driving and controlling the focus lens based on the AF evaluation value to perform an autofocus operation;
When the focus lens is driven, an image pickup operation is performed at a predetermined time interval, and the AF evaluation value is acquired by the image processing means. The acquired AF evaluation value is stored in time series together with the time information for acquiring the AF evaluation value. And an in-focus vicinity determining means for determining whether or not the focus lens is in the vicinity of the in-focus position based on the AF evaluation value stored in the time series and the time information;
With
The control means performs an autofocus operation by switching the drive control method of the focus lens, when the focus vicinity determination means determines that the focus position is near the near position.
This is an imaging apparatus.
第2の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記AF評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定個数前に取得した上記AF評価値との差分データを求めて時系列で記憶し、最新の上記差分データが最大値であるか否かを判定して極大値を検出し、この後に少なくとも1回以上検出される上記AF評価値の上記差分データが所定の状態となった時点を上記合焦位置の上記手前近傍と判定することを特徴とする第1の発明に記載の撮像装置である。 According to a second aspect of the present invention, the in-focus vicinity determining unit obtains difference data with respect to the AF evaluation values acquired before a predetermined number of time points stored in time series every time the AF evaluation values are acquired, and is time-series. And determining whether or not the latest difference data is the maximum value to detect the maximum value, and thereafter, the difference data of the AF evaluation value detected at least once is in a predetermined state. The imaging apparatus according to the first invention is characterized in that the determined time is determined to be near the focus position.
第3の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記差分データの極大値の検出後に検出される差分データが所定値以下となる場合に、合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第2の発明に記載の撮像装置である。 According to a third aspect of the present invention, the in-focus vicinity determining unit determines that the position is in the vicinity of the in-focus position when difference data detected after detection of the maximum value of the difference data is equal to or less than a predetermined value. An image pickup apparatus according to a second invention.
第4の発明は、上記合焦近傍判定手段は、AF評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定回前までの複数のAF評価値から近似直線を求め、その直線の傾きを時系列で記憶し、最新の傾きが最大値であるか否かを判定して極大値を検出した後に、少なくとも1回以上検出されるAF評価値の近似直線の傾きが所定の状態となった時点を合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第1の発明に記載の撮像装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the in-focus vicinity determining unit obtains an approximate straight line from a plurality of AF evaluation values stored in a time series every time an AF evaluation value is acquired, and the inclination of the straight line. Are stored in time series, and after determining whether or not the latest inclination is the maximum value and detecting the maximum value, the inclination of the approximate straight line of the AF evaluation value detected at least once becomes a predetermined state. The imaging apparatus according to the first invention is characterized in that the determined time is determined to be near the in-focus position.
第5の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記近似直線の傾きの極大値の検出後に検出される近似直線の傾きが所定回数連続で傾きの極大値より小さい値となった時点を合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第4の発明に記載の撮像装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, the in-focus vicinity determining means determines when the slope of the approximate line detected after detecting the maximum value of the slope of the approximate line becomes a value smaller than the maximum value of the slope continuously for a predetermined number of times. The imaging apparatus according to the fourth invention, characterized in that it is determined to be near the focal position.
第6の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記近似直線の傾きの極大値の検出後に検出される近似直線の傾きが所定値以下となった時点を合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第4の発明に記載の撮像装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, the in-focus vicinity determining means determines that the time when the inclination of the approximate line detected after detecting the maximum value of the inclination of the approximate line becomes equal to or less than a predetermined value is near the in-focus position. An imaging apparatus according to a fourth aspect of the present invention.
第7の発明は、上記合焦近傍判定手段は、AF評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定回前までの複数のAF評価値から近似2次曲線を求め、この近似曲線から予測される現時点から所定時間経過後のAF評価値を、現在のAF評価値から減算した値が所定値よりも大きくなった時点を、合焦近傍の手前と判定することを特徴とする第1の発明に記載の撮像装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, the in-focus vicinity determining means obtains an approximate quadratic curve from a plurality of AF evaluation values stored up to a predetermined time each time an AF evaluation value is acquired, and this approximation It is characterized in that a time point when a value obtained by subtracting an AF evaluation value after a predetermined time from a current time predicted from a curve from a current AF evaluation value becomes larger than a predetermined value is determined to be near the focus. An imaging apparatus according to the first invention.
100:デジタルスチルカメラ、101:カメラ本体、201:交換レンズ部、202:レンズ制御回路、203:焦点調節レンズ(フォーカスレンズ)、204:ズームレンズ、102:カメラ制御回路、103:撮像素子、104:フォーカルプレンシャッタ、105:表示用モニタ、106:ストロボ、107:レリーズ釦、108:バッテリー、228:マニュアルフォーカス(MF)用回転環、229:ズーム駆動用回転環、230:絞り、221:レンズCPU(LCPU)、222:レンズ駆動回路、223:レンズ位置検出回路、224:ズーム位置検出回路、225:絞り駆動回路、226:通信回路、229:ズーム駆動用回転環、230:絞り、227:通信ライン、122:フラッシュROM(FROM)、123:RAM、124:撮像素子制御回路、125:画像処理回路、126:シャッタ制御回路、127:表示回路、128:ストロボ制御回路、129:操作スイッチ検出回路、132:電源回路、130:第1レリーズスイッチ130(1Rスイッチ)、131:第2レリーズスイッチ131(2Rスイッチ)、121a:合焦近傍判定部。 100: Digital still camera, 101: Camera body, 201: Interchangeable lens unit, 202: Lens control circuit, 203: Focus adjustment lens (focus lens), 204: Zoom lens, 102: Camera control circuit, 103: Image sensor, 104 : Focal plane shutter, 105: display monitor, 106: strobe, 107: release button, 108: battery, 228: rotating ring for manual focus (MF), 229: rotating ring for zoom drive, 230: aperture, 221: lens CPU (LCPU), 222: lens drive circuit, 223: lens position detection circuit, 224: zoom position detection circuit, 225: aperture drive circuit, 226: communication circuit, 229: zoom drive rotary ring, 230: aperture, 227: Communication line 122: Flash ROM (FROM), 123 RAM, 124: image sensor control circuit, 125: image processing circuit, 126: shutter control circuit, 127: display circuit, 128: strobe control circuit, 129: operation switch detection circuit, 132: power supply circuit, 130: first release switch 130 (1R switch), 131: second release switch 131 (2R switch), 121a: in-focus vicinity determination unit.
Claims (2)
上記撮影光学系により結像された上記被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子より出力される上記像信号から高周波成分を抽出してAF評価値を取得する画像処理手段と、
上記AF評価値に基づいて上記フォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、
上記フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって上記画像処理手段により上記AF評価値を取得させ、この取得したAF評価値を当該AF評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、上記記憶した上記AF評価値と上記フォーカスレンズ位置情報とに基づいて上記フォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段と、
を備え、
上記合焦近傍判定手段は、上記AF評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した上記複数のAF評価値に基づいて近似直線を求め、上記近似直線の傾きが増加から減少に変化した時点を上記合焦位置の上記手前近傍と判定し、
上記制御手段は、上記合焦近傍判定手段により上記合焦位置の上記手前近傍と判定した場合、上記フォーカスレンズの駆動速度を上記手前近傍以前よりも小さくするか、又は上記フォーカスレンズの駆動量を上記手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う、
ことを特徴とする撮像装置。 A photographing optical system having a focus lens and forming a subject image;
An image sensor that photoelectrically converts the subject image formed by the photographing optical system and outputs an image signal;
Image processing means for extracting a high-frequency component from the image signal output from the image sensor and obtaining an AF evaluation value;
Control means for driving and controlling the focus lens based on the AF evaluation value to perform an autofocus operation;
Perform the imaging operation at intervals of predetermined focus lens position location together with the driving of the focus lens to acquire the AF evaluation values by the image processing means, focus lens the acquired AF evaluation values acquired the AF evaluation value In-focus vicinity determination means for storing together with position information and determining whether the focus lens is in the vicinity of the in-focus position based on the stored AF evaluation value and the focus lens position information;
With
The in-focus vicinity determination unit obtains an approximate line based on the plurality of AF evaluation values acquired up to a predetermined number stored each time the AF evaluation value is acquired, and the inclination of the approximate line increases. Is determined to be in the vicinity of the in-focus position before the point of change ,
The control means, when it is determined that the short of the vicinity of the focus position by the focus proximity determination unit, a driving speed of the focus lens or smaller than the short of the vicinity before or the driving amount of the focus lens The autofocus operation is performed by switching the control method so that it is smaller than before the above vicinity.
An imaging apparatus characterized by that.
上記撮影光学系により結像された上記被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子より出力される上記像信号から高周波成分を抽出してAF評価値を取得する画像処理手段と、
上記AF評価値に基づいて上記フォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、
上記フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって上記画像処理手段により上記AF評価値を取得させ、この取得したAF評価値を当該AF評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、上記記憶した上記AF評価値と上記フォーカスレンズ位置情報とに基づいて上記フォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段と、
を備え、
上記合焦近傍判定手段は、上記AF評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した上記複数のAF評価値に基づいて近似直線を求め、上記近似直線の傾きが所定値よりも小さくなった時点を上記合焦位置の上記手前近傍と判定し、
上記制御手段は、上記合焦近傍判定手段により上記合焦位置の上記手前近傍と判定した場合、上記フォーカスレンズの駆動速度を上記手前近傍以前よりも小さくするか、又は上記フォーカスレンズの駆動量を上記手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う、
ことを特徴とする撮像装置。 A photographing optical system having a focus lens and forming a subject image;
An image sensor that photoelectrically converts the subject image formed by the photographing optical system and outputs an image signal;
Image processing means for extracting a high-frequency component from the image signal output from the image sensor and obtaining an AF evaluation value;
Control means for driving and controlling the focus lens based on the AF evaluation value to perform an autofocus operation;
When the focus lens is driven, an imaging operation is performed at an interval of a predetermined focus lens position, the AF evaluation value is acquired by the image processing means, and the acquired AF evaluation value is used as the focus lens position information from which the AF evaluation value is acquired. In-focus vicinity determination means for determining whether or not the focus lens is in the vicinity of the in-focus position based on the stored AF evaluation value and the focus lens position information.
With
The in-focus vicinity determining means obtains an approximate line based on the plurality of AF evaluation values acquired up to a predetermined number stored each time the AF evaluation value is acquired, and the inclination of the approximate line is predetermined. It is determined that the time point when the value is smaller than the value is near the in-focus position,
When the control unit determines that the in-focus vicinity determination unit determines that the focus position is in the vicinity of the near side, the control speed of the focus lens is set to be lower than that in the vicinity of the near side, or the drive amount of the focus lens is decreased. The autofocus operation is performed by switching the control method so that it is smaller than before the above vicinity.
An imaging apparatus characterized by that.
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