JP6361100B2 - Focus detection device, lens barrel, and camera body - Google Patents
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Description
本発明は、焦点検出装置、レンズ鏡筒、およびカメラボディに関する。 The present invention relates to a focus detection device, a lens barrel, and a camera body.
従来より、焦点調節レンズを駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出し、評価値がピークとなる位置を、合焦位置として検出する焦点検出装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a focus detection device is known that calculates an evaluation value related to image contrast by an optical system while driving a focus adjustment lens, and detects a position where the evaluation value reaches a peak as a focus position (for example, Patent Document 1).
しかしながら、光学系の倍率変動により測距対象の被写体が変動する場合や、コントラストの低い点光源が存在する場合など、撮影環境によっては、評価値を適切に算出することができない場合があり、このような場合に、従来技術では、評価値のピークが実際の合焦位置以外のレンズ位置で検出されてしまい、その結果、偽合焦が生じてしまう場合があった。 However, the evaluation value may not be calculated properly depending on the shooting environment, such as when the subject to be measured varies due to magnification fluctuations in the optical system, or when a point light source with low contrast exists. In such a case, in the related art, the peak of the evaluation value is detected at a lens position other than the actual focusing position, and as a result, false focusing may occur.
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by the following means.
[1]本発明に係る焦点検出装置は、光学系に含まれる焦点調節レンズを駆動させて前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出し、前記評価値のピーク位置を検出するピーク位置検出部と、動画撮影モードが設定されているか、または、静止画撮影モードが設定されているかを判定するモード判定部と、前記焦点調節レンズの移動に対する評価値の変化割合のうち、前記ピーク位置の至近側における前記評価値の変化割合と、前記ピーク位置の無限遠側における前記評価値の変化割合と、の比率に基づく値が所定の判定範囲内である場合に、前記ピーク位置を合焦位置として検出する焦点検出部と、を備え、前記焦点検出部は、前記動画撮影モードが設定されている場合と、前記静止画撮影モードが設定されている場合とで、前記判定範囲を異なる広さの数値範囲に設定する。
[2]上記焦点検出装置に係る発明において、前記判定範囲として、第1判定範囲、および、前記第1判定範囲よりも広い数値範囲の第2判定範囲を有し、前記焦点検出部は、前記ピーク位置検出部により前記ピーク位置の検出を行った結果、前記比率が前記第1判定範囲内となるピーク位置を検出できた場合には、当該ピーク位置を合焦位置として検出し、予め定められた駆動対象範囲において、前記比率が前記第1判定範囲内となるピーク位置を検出できない場合であり、かつ、前記比率が前記第2判定範囲内となるピーク位置を検出できた場合には、前記比率が前記第2判定範囲内となるピーク位置を合焦位置として検出することができる。
[3]上記焦点検出装置に係る発明において、前記焦点検出部は、前記駆動対象範囲において、前記比率が前記第2判定範囲内となるピーク位置を検出できない場合には、合焦位置を検出できないと判断することができる。
[4]上記焦点検出装置を備えるレンズ鏡筒は、焦点調節レンズを有する光学系と、前記光学系の空間周波数特性に関する情報を記憶している記憶部と、前記記憶部に記憶している前記情報をカメラボディに送信する送信部と、を備える。
[5]上記焦点検出装置を備えるカメラボディは、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記光学系の空間周波数特性に関する情報をレンズ鏡筒から取得する取得部と、前記情報に基づいて、前記焦点検出部による焦点検出処理を制御する制御部と、を備える。
[1] A focus detection apparatus according to the present invention calculates an evaluation value related to image contrast by the optical system by driving a focus adjustment lens included in the optical system, and detects a peak position of the evaluation value. Of the peak position among the change rate of the evaluation value with respect to the movement of the focus adjustment lens, a mode determination unit that determines whether the moving image shooting mode is set or the still image shooting mode is set When the value based on the ratio between the change rate of the evaluation value on the closest side and the change rate of the evaluation value on the infinity side of the peak position is within a predetermined determination range, the peak position is determined as the in-focus position. A focus detection unit for detecting the moving image shooting mode when the moving image shooting mode is set and when the still image shooting mode is set. Setting the breadth of the numerical range different determination range.
[2] In the invention related to the focus detection apparatus, the determination range includes a first determination range and a second determination range having a numerical value range wider than the first determination range, and the focus detection unit includes: As a result of detecting the peak position by the peak position detection unit, when the peak position where the ratio falls within the first determination range can be detected, the peak position is detected as an in-focus position and is determined in advance. In the driving target range, when the peak position where the ratio falls within the first determination range cannot be detected, and when the peak position where the ratio falls within the second determination range can be detected, The peak position where the ratio is within the second determination range can be detected as the in-focus position.
[3] In the invention related to the focus detection device, the focus detection unit cannot detect a focus position when the peak position where the ratio falls within the second determination range cannot be detected in the drive target range. It can be judged.
[4] A lens barrel including the focus detection device includes an optical system having a focus adjustment lens, a storage unit that stores information on spatial frequency characteristics of the optical system, and the storage unit that stores the information. A transmission unit that transmits information to the camera body.
[5] A camera body including the focus detection device relates to a focus detection unit that detects a focus state of the optical system by calculating an evaluation value related to an image contrast by the optical system, and to a spatial frequency characteristic of the optical system. An acquisition unit that acquires information from the lens barrel; and a control unit that controls focus detection processing by the focus detection unit based on the information.
本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately detect the focus state of the optical system.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a digital camera 1 according to an embodiment of the present invention. A digital camera 1 according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as a camera 1) includes a camera body 2 and a
レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33、および絞り34を含む撮影光学系が内蔵されている。
The
レンズ32は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ35によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ36によってその位置が調節される。
The
エンコーダ35で検出されたフォーカスレンズ32の現在位置情報は、レンズ制御部37を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ36は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ32の駆動位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより駆動する。
Information on the current position of the
絞り34は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り34による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部37に入力される。絞り34の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部37で現在の開口径が認識される。
The
また、レンズ制御部37は、フォーカスレンズ32を駆動させるための駆動信号を、カメラ制御部21から受信し、受信した駆動信号に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動制御を行う。なお、レンズ制御部37による、フォーカスレンズ32の駆動制御については、後述する。
Further, the lens control unit 37 receives a drive signal for driving the
一方、カメラ本体2には、上記撮影光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。
On the other hand, the camera body 2 is provided with an
カメラ本体2には、撮像素子22で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ(EVF)26と、これを駆動する液晶駆動回路25と、接眼レンズ27とを備えている。液晶駆動回路25は、撮像素子22で撮像され、カメラ制御部21へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ26を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ27を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸L2による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体2の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
The camera body 2 is provided with an observation optical system for observing an image picked up by the
カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へレンズ駆動量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。
A
また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、コントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。具体的には、カメラ制御部21は、撮像素子22の出力を読み出し、読み出した出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。
In addition to the above, the
そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部37に駆動信号を送出してフォーカスレンズ32を所定のサンプリング間隔で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ32の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
Then, the
ここで、図2は、コントラスト検出方式による焦点検出方法の一例を説明するための図である。図2に示す例では、フォーカスレンズ32が、図2に示すP0に位置しており、まず、P0から、所定のスキャン開始位置(図2中、P1の位置)まで、フォーカスレンズ32を駆動させる初期駆動が行われる。そして、フォーカスレンズ32を、スキャン開始位置から(図2中、P1の位置)、無限遠側から至近側に向けて駆動させながら、所定間隔で、コントラスト検出方式による焦点評価値の取得を行うスキャン駆動が行われる。そして、フォーカスレンズ32を、図2に示すP2の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置(図2中、P3の位置)が合焦位置として検出され、検出された合焦位置(図2中、P3の位置)まで、フォーカスレンズ32を駆動させる合焦駆動が行われる。
Here, FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a focus detection method using a contrast detection method. In the example shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態において、カメラ制御部21は、焦点評価値のピーク位置(図2中、P3の位置)が合焦位置であるとの信頼度を判断し、信頼度が一定値以上の場合に、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出する。なお、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼度の判断方法については後述する。
In this embodiment, the
操作部28は、シャッターレリーズボタンなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、動画撮影モード/静止画撮影モードの切換えが行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。
The
次いで、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図3は、本実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。 Next, an operation example of the camera 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the camera 1 according to this embodiment.
まず、ステップS101では、カメラ制御部21により、操作部28に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し(第1スイッチSW1のオン)がされたか否かの判断が行なわれる。第1スイッチSW1がオンした場合は、ステップS102に進み、一方、第1スイッチSW1がオンしていない場合は、ステップS101で待機し、第1スイッチSW1がオンされるまで、所定の間隔で、スルー画像の表示が繰り返し行われる。
First, in step S101, the
そして、シャッターレリーズボタンの半押しが行われると、ステップS102に進み、ステップS102において、フォーカスレンズ32の駆動が開始される。具体的には、カメラ制御部21からレンズ制御部37に対して、フォーカスレンズ32の駆動を開始させるための駆動信号が送信され、レンズ制御部37を介して、フォーカスレンズ駆動モータ36により、フォーカスレンズ32の駆動が開始される。これにより、フォーカスレンズ駆動モータ36は、フォーカスレンズ32を、たとえば至近側から無限遠側に、所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させる。
When the shutter release button is half-pressed, the process proceeds to step S102, and the drive of the
そして、ステップS103では、カメラ制御部21により、焦点評価値の算出が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32を駆動させながら、それぞれのレンズ位置における焦点評価値を焦点検出エリアごとに算出する。そして、算出された焦点評価値は、焦点評価値取得時のフォーカスレンズのレンズ位置と関連付けて、カメラ制御部21のRAMに記憶される。
In step S103, the
ステップS104では、カメラ制御部21により、焦点評価値のピーク位置を検出できたか否かの判断が行われる。ここで、図4は、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。本実施形態において、カメラ制御部21は、所定のサンプリング間隔で焦点評価値を算出しており、算出した焦点評価値が2回上昇した後に、2回下降して推移した場合に、これら5つの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで、焦点評価値のピークを検出する。
In step S104, the
たとえば、図4に示す例では、焦点評価値P5,P6で焦点評価値が2回上昇した後に、焦点評価値P7、P8で焦点評価値が2回下降して推移しているため、これら5つの焦点評価値P5〜P8を用いて、焦点評価値のピークが検出される。焦点評価値のピーク位置が検出できた場合には、ステップS105に進み、一方、焦点評価値のピーク位置が検出できない場合には、ステップS112に進む。 For example, in the example shown in FIG. 4, since the focus evaluation value rises twice at the focus evaluation values P5 and P6 and then the focus evaluation value changes twice at the focus evaluation values P7 and P8, these 5 The focus evaluation value peak is detected using the two focus evaluation values P5 to P8. If the peak position of the focus evaluation value can be detected, the process proceeds to step S105. On the other hand, if the peak position of the focus evaluation value cannot be detected, the process proceeds to step S112.
また、本実施形態において、カメラ制御部21は、像面移動量に基づくサンプル間隔で焦点評価値を算出する。具体的には、カメラ制御部21は、互いに隣り合う焦点評価値(たとえば、図4に示す例では、P4とP5、P5とP6、P6とP7、P7とP8)の間隔が、一定の像面移動量となる間隔で、焦点評価値を算出する。なお、像面移動量とは、フォーカスレンズ32の駆動に伴う像面の移動量である。本実施形態では、レンズ駆動量に対する像面移動量の比(像面移動量/レンズ駆動量)を像面移動係数Kとして、レンズ制御部37のRAMに予め記憶しており、カメラ制御部21は、下記式(1)に示すように、フォーカスレンズ32のレンズ駆動量(パルス数)に、レンズ制御部37から取得した像面移動係数Kを乗算することで、像面移動量を算出することができる。
像面移動量=像面移動係数K×フォーカスレンズ32のレンズ駆動量 ・・・(1)
In this embodiment, the
Image plane movement amount = Image plane movement coefficient K × Lens drive amount of the focus lens 32 (1)
また、像面移動量は、レンズ鏡筒3の種別やフォーカスレンズ位置に応じて変化する場合があり、この場合、像面移動係数Kも、レンズ鏡筒3の種別ごと、フォーカスレンズ位置ごとに異なる値となる。ここで、図5は、本実施形態における、フォーカスレンズ位置と像面移動係数Kとの関係の一例を示す図である。本実施形態では、レンズ鏡筒3の光学特性により、無限遠側よりも至近側において、フォーカスレンズ32の駆動量に対する像面移動量が大きくなっており、そのため、図5に示すように、無限遠側よりも至近側において、像面移動係数Kは大きくなる。本実施形態では、カメラ制御部21は、それぞれのフォーカスレンズ位置に応じた像面移動係数Kをレンズ制御部37から取得することで、フォーカスレンズ位置ごとに、像面移動量を適切に算出することができる。
Further, the image plane movement amount may vary depending on the type of the
ステップS105では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32の移動に対する焦点評価値の変化割合のうち、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との算出が行われる。たとえば、図4に示す例において、カメラ制御部21は、焦点評価値のピーク位置近傍の5点の焦点評価値P4〜P8のうち、焦点評価値P4とP6とを結ぶ直線L1の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、焦点評価値P6とP8とを結ぶ直線L2の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出する。
In step S105, the
具体的には、カメラ制御部21は、図4に示すように、焦点評価値を示す縦軸の座標をY座標とし、像面移動量を示す横軸の座標をX座標とし、各焦点評価値P4〜P8のY座標をそれぞれY(P4)〜Y(P8)とし、各焦点評価値P4〜P8のX座標をそれぞれX(P4)〜X(P8)とした場合に、下記式(2)に基づいて、直線L1の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、下記式(3)に基づいて、直線L2の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出する。
続くステップS106では、カメラ制御部21により、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rの算出が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、下記式(4)に基づいて、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rを算出する。
そして、ステップS107では、カメラ制御部21により、下記式(5)に示すように、ステップS106で算出された比率Rが所定の判定値b以下であるか否かの判断が行われる。
ここで、一般に、撮影環境が良好であり、焦点評価値が適切に算出できる場合には、図2に示すように、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合の焦点評価値の形状(プロット)は、焦点評価値のピーク位置(図2中、P3)を中心とした左右対称の釣鐘型となる傾向にある。このように、焦点評価値の形状が焦点評価値のピーク位置(図2中、P3)を中心として左右対称となる場合には、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2とは等しくなり、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍におけるθ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rは「1」として算出されることとなる。また、焦点評価値の形状の対称性が高いほど、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2とは近似するため、比率Rは1に近い値となる。
Here, in general, when the shooting environment is good and the focus evaluation value can be calculated appropriately, the focus evaluation value when the focus evaluation value is calculated while driving the
一方、たとえば、至近側と無限遠側とに競合する被写体が存在する場合や、点光源などの高輝度被写体の影響により焦点評価値が変動する場合、または、光学系の倍率変動により焦点検出エリア内の被写体が変動する場合などでは、焦点評価値を適切に算出することができず、このような場合に、フォーカレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合の焦点評価値の形状は、図2に示すような左右対称の釣鐘型の形状から乖離したものとなる傾向にある。このように、焦点評価値の形状が非対称となった場合には、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2とに差が生じ、変化割合θ1と変化割合θ2との比率Rは大きくなることとなる。
On the other hand, for example, when there is a competing subject on the near side and the infinity side, or when the focus evaluation value fluctuates due to the influence of a high-brightness subject such as a point light source, or the focus detection area varies due to the magnification fluctuation of the optical system The focus evaluation value cannot be appropriately calculated when the subject in the image fluctuates. In such a case, the shape of the focus evaluation value when the focus evaluation value is calculated while driving the
そこで、本実施形態では、上記式(5)に示すように、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが所定の判定値b以下であるか否かを判断し、比率Rが判定値b以下である場合には、焦点評価値は良好な撮影条件で撮像されたものであり、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼度が一定値以上あるものと判断し、ステップS108に進む。一方、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが所定の判定値bよりも大きい場合には、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼度が一定値未満であるものと判断し、ステップS111に進み、ステップS111において、カメラ制御部21により、焦点評価値のピーク位置は合焦位置ではないと判断される。
Therefore, in the present embodiment, as shown in the above formula (5), the change rate θ1 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value near the near side and the change rate θ2 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value near infinity. It is determined whether or not the ratio R is equal to or less than a predetermined determination value b. When the ratio R is equal to or less than the determination value b, the focus evaluation value is captured under good shooting conditions, and the focus evaluation value It is determined that there is a certain degree of reliability that the peak position is the in-focus position, and the process proceeds to step S108. On the other hand, when the ratio R between the change rate θ1 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value and the change ratio θ2 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value near infinity is larger than a predetermined determination value b, It is determined that the reliability that the peak position of the focus evaluation value is the in-focus position is less than a certain value, and the process proceeds to step S111. In step S111, the
なお、上記式(5)において、判定値bの値は、特に限定されず、実験などにより適宜設定することができる。たとえば、本実施形態では、判定値bの値を「2」に設定することができる。また、本実施形態では、撮影モードに応じて、判定値bの値を異なる値に設定することができる。たとえば、動画撮影モードにおいては、静止画撮影モードと比べて、判定値bの値を小さい値に設定することができる。これにより、静止画撮影時においては、より高い合焦精度を得ることができ、動画撮影時においては、一定のフレームレートで動画撮影を行うことが可能となる。 In the above formula (5), the value of the determination value b is not particularly limited, and can be set as appropriate by experiments or the like. For example, in the present embodiment, the determination value b can be set to “2”. In the present embodiment, the determination value b can be set to a different value depending on the shooting mode. For example, in the moving image shooting mode, the determination value b can be set to a smaller value than in the still image shooting mode. Thereby, higher focusing accuracy can be obtained during still image shooting, and moving image shooting can be performed at a constant frame rate during moving image shooting.
次に、ステップS108では、ステップS107において、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼性が一定値以上あると判断されているため、カメラ制御部21により、焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出される。そして、ステップS109では、レンズ制御部37により、ステップS108において検出した合焦位置まで、フォーカスレンズ32を駆動させる合焦駆動が行われ、フォーカスレンズ32の合焦位置まで駆動が完了した場合に、ステップS110において、カメラ制御部21により、合焦の旨の表示が行われる。
Next, in step S108, since the reliability that the peak position of the focus evaluation value is the in-focus position is determined to be a certain value or more in step S107, the
なお、本実施形態では、撮像画面内に複数の焦点検出エリアが設定されており、複数の焦点検出エリアのそれぞれにおいて、焦点評価値のピーク位置近傍における変化割合θ1,θ2の比率Rが算出される。そして、カメラ制御部21は、これら複数の焦点検出エリアのうち、焦点評価値のピークの大きさと、比率Rとに基づいて、合焦位置を検出するための焦点検出エリアを特定する。たとえば、比率Rが所定の判定値b以上の焦点評価値のピークが検出された焦点検出エリアのうち、焦点評価値のピークの大きさが最も高い焦点検出エリアを、合焦位置を検出するための焦点検出エリアとして特定し、この焦点検出エリアで検出された合焦位置に基づいて合焦駆動を行う構成とすることができる。また、焦点評価値のピークの大きさが所定値以上の焦点検出エリアのうち、比率Rが最も高い焦点評価値のピークを検出した焦点検出エリアを、合焦位置を検出するための焦点検出エリアとして特定する構成としてもよい。
In the present embodiment, a plurality of focus detection areas are set in the imaging screen, and the ratio R of the change ratios θ1 and θ2 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value is calculated in each of the plurality of focus detection areas. The And the
一方、ステップS104において、焦点評価値のピーク位置を検出できなかった場合、あるいは、ステップS107において、焦点評価値の変化割合の比率Rが所定値bよりも大きいと判断された場合には、ステップS112に進む。ステップS112では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、焦点評価値のピーク位置の検出が行われたか否かの判断が行われる。フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、焦点評価値のピーク位置の検出が行われた場合には、ステップS113に進み、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32の駆動が終了され、その後、ステップS114で、カメラ制御部21により、合焦不能表示が行われる。
On the other hand, if the peak position of the focus evaluation value cannot be detected in step S104, or if it is determined in step S107 that the ratio R of the change rate of the focus evaluation value is greater than the predetermined value b, step Proceed to S112. In step S112, the
一方、ステップS112において、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、焦点評価値のピーク位置の検出が行われていない場合には、ステップS103に戻り、再度、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出するスキャン動作が継続される。すなわち、本実施形態では、焦点評価値のピーク位置近傍における変化割合θ1,θ2の比率Rが所定値b以下となる焦点評価値のピーク位置が検出されるまで、あるいは、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピーク位置の検出が行われるまで、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値の算出を繰り返すスキャン動作が行われる。
On the other hand, if the focus evaluation value peak position is not detected in the entire driveable range of the
以上のように、第1実施形態に係るカメラ1の動作が実行される。 As described above, the operation of the camera 1 according to the first embodiment is executed.
このように、第1実施形態では、フォーカスレンズ32の移動に対する焦点評価値の変化割合のうち、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2とを算出し、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが所定の判定値b以下である場合に、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼性が一定値以上あると判断して、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出する。これにより、たとえば、至近側と無限遠側とに競合する被写体が存在する場合や、点光源などの高輝度被写体がぼやけて写っている場合、あるいは、光学系の倍率変動により焦点検出エリア内の被写体が変動する場合など、焦点評価値を適切に算出できず、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合の焦点評価値の形状がピーク位置の左右で非対称となるために、従来では、焦点評価値のピーク位置が実際の合焦位置で検出できず、偽合焦が生じてしまうような場合でも、本実施形態では、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼度が一定値未満であると判断されることとなるために、このような焦点評価値のピーク位置を合焦位置して誤検出してしまうことを有効に防止することができる。
As described above, in the first embodiment, of the change rate of the focus evaluation value with respect to the movement of the
《第2実施形態》
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。第2実施形態では、図1に示すカメラ1において、図6に示すように、カメラ1が動作すること以外は、第1実施形態と同様である。なお、図6は、第2実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。
<< Second Embodiment >>
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing. In the second embodiment, the camera 1 shown in FIG. 1 is the same as the first embodiment except that the camera 1 operates as shown in FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the camera 1 according to the second embodiment.
具体的には、図6に示すように、ステップS201〜S206では、第1実施形態のステップS101〜S106と同様に、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合に(ステップS201=Yes)、フォーカスレンズ32の駆動が開始され(ステップS202)、焦点評価値の算出が行われる(ステップS203)。そして、焦点評価値のピーク位置が検出できた場合には(ステップS204=Yes)、フォーカスレンズ32の移動に対する焦点評価値の変化割合のうち、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rの算出が行われる(ステップS205,S206)。
Specifically, as shown in FIG. 6, in steps S201 to S206, as in steps S101 to S106 of the first embodiment, when the shutter release button is half-pressed (step S201 = Yes), the focus lens. 32 is started (step S202), and a focus evaluation value is calculated (step S203). If the peak position of the focus evaluation value can be detected (step S204 = Yes), the change ratio of the focus evaluation value in the vicinity of the closest position of the focus evaluation value among the change ratio of the focus evaluation value with respect to the movement of the
そして、ステップS207では、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが、所定の第1判定値以下であるか否かの判断が行われる。変化割合θ1と変化割合θ2との比率Rが所定の第1判定値以下である場合には、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼度が一定値以上であると判断され、ステップS208に進み、焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出される。そして、ステップS209で、合焦駆動が行われた後、ステップS210において、合焦表示が行われる。 In step S207, the ratio R between the change rate θ1 of the focus evaluation value peak position near the near side and the change rate θ2 of the focus evaluation value peak position near the infinity side is equal to or less than a predetermined first determination value. A determination is made as to whether or not. When the ratio R between the change ratio θ1 and the change ratio θ2 is equal to or less than a predetermined first determination value, it is determined that the reliability that the peak position of the focus evaluation value is the in-focus position is a certain value or more. In step S208, the peak position of the focus evaluation value is detected as the focus position. Then, after focus drive is performed in step S209, focus display is performed in step S210.
一方、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが、所定の第1判定値よりも大きい場合には、ステップS211に進み、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、焦点評価値のピーク位置の検出が行われたか否かの判断が行われる。フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、焦点評価値のピーク位置の検出が行われていない場合には、ステップS203に戻り、比率Rが第1判定値以下となるピーク位置を検出するまで、または、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピーク位置を検出するまで、ステップS203〜S207,S211の処理が繰り返し行われる。このように、本実施形態では、比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピーク位置が検出されるまで、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出するスキャン動作が継続される。
On the other hand, when the ratio R between the change rate θ1 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value and the change ratio θ2 in the vicinity of the infinity side of the peak position of the focus evaluation value is larger than a predetermined first determination value. In step S211, it is determined whether or not the peak position of the focus evaluation value has been detected in the entire driveable range of the
一方、比率Rが第1判定値以下となるピーク位置を検出できないまま、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピーク位置の検出が行われた場合には、ステップS212に進む。ステップS212では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピーク位置の検出を行った結果、比率Rが第2判定値以下となる焦点評価値のピーク位置が検出されたか否かの判断が行われる。ここで、第2判定値とは、ステップS207の第1判定値よりも大きい値である。フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピーク位置の検出を行った結果、比率Rが第2判定値以下となる焦点評価値のピーク位置が検出できた場合には、ステップS208に進み、検出された焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出されることとなる。
On the other hand, when the peak position of the focus evaluation value is detected in the entire driveable range of the
一方、ステップS212において、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピークを検出した結果、比率Rが第2判定値以下となるピーク位置を検出できなかった場合には、ステップS213に進み、フォーカスレンズ32の駆動を終了し、その後、ステップS214において、合焦不能表示が行われる。
On the other hand, as a result of detecting the peak of the focus evaluation value in the entire driveable range of the
以上のように、第2実施形態に係るカメラ1の動作が行われる。 As described above, the operation of the camera 1 according to the second embodiment is performed.
このように、第2実施形態では、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが、所定の第1判定値以下である場合には、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出する。これにより、第1実施形態と同様に、合焦位置の検出精度を向上させることができる。特に、第2実施形態では、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2との比率Rが、第1判定値以下である場合には、フォーカスレンズ32を駆動可能範囲の全域で駆動させることなく、比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピーク位置(合焦位置)に、直ぐに、フォーカスレンズ32を駆動させることで、フォーカスレンズ32の焦点調節時間を短縮することができる。
As described above, in the second embodiment, the ratio R between the change rate θ1 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value near the near side and the change ratio θ2 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value near infinity is a predetermined first value. If it is less than or equal to one determination value, the peak position of the focus evaluation value is detected as the in-focus position. Thereby, the detection accuracy of a focus position can be improved similarly to 1st Embodiment. In particular, in the second embodiment, the ratio R between the change rate θ1 near the peak position of the focus evaluation value near the near side and the change rate θ2 near the infinity side of the peak position of the focus evaluation value is equal to or less than the first determination value. In this case, the
また、第2実施形態では、比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピークを検出できない場合には、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出するスキャン動作を継続する。そして、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、焦点評価値の変化割合の比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピークを検出できない場合には、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、比率Rが、第1判定値よりも大きい第2判定値以下となる焦点評価値のピークを検出できたか否かを判断する。比率Rが第2判定値以下となる焦点評価値のピークを検出できた場合には、比率Rが第2判定値以下となる焦点評価値のピークを合焦位置として検出する。これにより、第2実施形態では、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において、比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピークが得られない場合でも、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲内での焦点評価値のピークの検出結果を相対的に考慮し、比率Rが第2判定値以下となる焦点評価値のピークを合焦位置として検出することで、合焦位置を高い精度で検出することが可能となる。
In the second embodiment, when the focus evaluation value peak at which the ratio R is equal to or less than the first determination value cannot be detected, the scan operation for calculating the focus evaluation value is continued while the
《第3実施形態》
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。第3実施形態では、図1に示すカメラ1において、以下に説明するように、カメラ1が動作すること以外は、第1実施形態と同様である。
<< Third Embodiment >>
Next, 3rd Embodiment of this invention is described based on drawing. In the third embodiment, the camera 1 shown in FIG. 1 is the same as the first embodiment except that the camera 1 operates as described below.
具体的には、第3実施形態では、光学系の空間周波数特性(MTF特性)を考慮して、フォーカスレンズ32の移動に対する焦点評価値の変化割合のうち、焦点評価値のピーク位置の無限遠近傍における変化割合θ2を補正する。そして、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、補正した変化割合θ2’との比率Rに基づいて、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼度を判断する。
Specifically, in the third embodiment, in consideration of the spatial frequency characteristics (MTF characteristics) of the optical system, out of the change rate of the focus evaluation value with respect to the movement of the
ここで、図7は、光学系の空間周波数特性を説明するための図であり、縦軸は焦点評価値を示しており、横軸はフォーカスレンズ位置を示している。一般に、被写体の像のコントラストは合焦位置において最も高くなるため、図7に示すように、焦点評価値も合焦位置において最も高い値で算出される。一方、合焦位置から至近方向および無限遠方向に、フォーカスレンズ32を同じ駆動量だけ移動させた場合でも、光学系の空間周波数特性によっては、至近側と無限遠側とでコントラストに差が生じ、これにより、至近側と無限遠側とで焦点評価値に差が生じる場合がある。たとえば、図7に示す例では、光学系の空間周波数特性により、合焦位置の至近側近傍において、合焦位置の無限遠側近傍よりも焦点評価値が急峻に低下する。
Here, FIG. 7 is a diagram for explaining the spatial frequency characteristics of the optical system, in which the vertical axis indicates the focus evaluation value, and the horizontal axis indicates the focus lens position. In general, since the contrast of the subject image is highest at the in-focus position, as shown in FIG. 7, the focus evaluation value is also calculated as the highest value at the in-focus position. On the other hand, even when the
このような光学系の空間周波数特性の影響を軽減するために、第3実施形態では、補正係数kが、レンズ制御部37が備えるRAMに記憶されている。そして、カメラ制御部21は、この補正係数kを、レンズ制御部37から取得し、取得した補正係数kを用いて、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2を補正する。
In order to reduce the influence of such spatial frequency characteristics of the optical system, in the third embodiment, the correction coefficient k is stored in a RAM provided in the lens control unit 37. Then, the
具体的には、カメラ制御部21は、下記式(6)に示すように、補正係数kを用いて、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2をθ2’に補正する。
θ2’=θ2×k ・・・(6)
なお、図7に示すように、光学系の空間周波数特性は、レンズ位置に応じて異なるため、補正係数kもレンズ位置ごとに記憶されている。すなわち、本実施形態において、カメラ制御部21は、レンズ制御部37からフォーカスレンズ位置に応じた補正係数kを取得することで、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2をフォーカスレンズ位置に応じて適切に補正することができる。
Specifically, as shown in the following formula (6), the
θ2 ′ = θ2 × k (6)
As shown in FIG. 7, since the spatial frequency characteristic of the optical system varies depending on the lens position, the correction coefficient k is also stored for each lens position. That is, in this embodiment, the
そして、カメラ制御部21は、下記式(7)に示すように、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1と、補正した、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2’との比率Rを算出する。
以上のように、第3実施形態では、光学系の空間周波数特性(MTF特性)に応じた補正係数kを、レンズ鏡筒3から取得し、取得した補正係数kに基づいて、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2を補正する。これにより、第3実施形態では、光学系の空間周波数特性により焦点評価値の形状が非対称となる場合でも、焦点評価値の形状の対称性に基づいて、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼性を適切に判断することができる。
As described above, in the third embodiment, the correction coefficient k corresponding to the spatial frequency characteristic (MTF characteristic) of the optical system is acquired from the
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
たとえば、上述した実施形態では、図4に示すように、焦点評価値が2回上昇した後に、焦点評価値が2回下降して推移した場合に、これら5つの焦点評価値P4〜P8を用いて、焦点評価値のピークを検出し、これら5つの焦点評価値P4〜P8のうち、焦点評価値P4とP6とを結ぶ直線L1の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、焦点評価値P6とP8とを結ぶ直線L2の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、図8に示すように、焦点評価値が1回上昇した後に、焦点評価値が1回下降して推移した場合に、これらの3つの焦点評価値P9〜P11を用いて焦点評価値のピークを検出し、焦点評価値のピーク位置近傍の3つの焦点評価値P9〜P11のうち、焦点評価値P9とP10とを結ぶ直線L3の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、焦点評価値P10とP11とを結ぶ直線L4の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出する構成としてもよい。なお、図8は、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係の他の例を示す図である。 For example, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, when the focus evaluation value has moved down twice after the focus evaluation value has risen twice, these five focus evaluation values P4 to P8 are used. Then, the peak of the focus evaluation value is detected, and among these five focus evaluation values P4 to P8, the absolute value of the slope of the straight line L1 connecting the focus evaluation values P4 and P6 is the closest side of the peak position of the focus evaluation value. Although the calculation is performed as the change rate θ1 in the vicinity, the absolute value of the slope of the straight line L2 connecting the focus evaluation values P6 and P8 is illustrated as the change rate θ2 in the vicinity of the infinity side of the peak position of the focus evaluation value. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 8, when the focus evaluation value moves down once after the focus evaluation value rises once, these three focus evaluation values P9 to P9˜ Focus evaluation value using P11 And the absolute value of the slope of the straight line L3 connecting the focus evaluation values P9 and P10 among the three focus evaluation values P9 to P11 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value is determined as the peak position of the focus evaluation value. It is also possible to calculate the change rate θ1 in the vicinity of the closest side and calculate the absolute value of the slope of the straight line L4 connecting the focus evaluation values P10 and P11 as the change rate θ2 in the vicinity of the infinity side of the peak position of the focus evaluation value. Good. FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value.
また、図9に示すように、焦点評価値が2回上昇した後に、焦点評価値が1回下降して推移した場合に、これらの4つの焦点評価値P12〜P15を用いて、焦点評価値のピークを検出し、これらの4つの焦点評価値P12〜P15のうち、焦点評価値P12とP14とを結ぶ直線L5の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、焦点評価値P14とP15とを結ぶ直線L6の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出する構成としてもよい。なお、図9は、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係の他の例を示す図である。 Further, as shown in FIG. 9, when the focus evaluation value changes once after the focus evaluation value has risen twice, the focus evaluation value is obtained using these four focus evaluation values P12 to P15. Of these four focus evaluation values P12 to P15, the absolute value of the slope of the straight line L5 connecting the focus evaluation values P12 and P14, and the change rate of the focus evaluation value in the vicinity of the peak position The absolute value of the inclination of the straight line L6 connecting the focus evaluation values P14 and P15 may be calculated as θ1 and calculated as the change rate θ2 near the infinity side of the peak position of the focus evaluation value. FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value.
さらに、上述した実施形態では、像面移動量が一定量となるサンプル間隔で焦点評価値を算出する構成を例示したが、たとえば、フォーカスレンズ32の駆動量(パルス数)が一定量となるサンプル間隔で焦点評価値を算出する構成としてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration in which the focus evaluation value is calculated at the sample interval at which the image plane movement amount is a constant amount is exemplified. However, for example, the sample in which the drive amount (pulse number) of the
また、上述した実施形態では、像面移動係数Kを、像面移動係数K=(像面移動量/フォーカスレンズ32の駆動量)として説明したが、この構成に限定されず、たとえば、像面移動係数K=(フォーカスレンズ32の駆動量/像面移動量)のように定義をすることもできる。この場合、上記式(1)に代えて、下記式(8)に基づいて、像面移動量を算出することができる。
像面移動量 = フォーカスレンズ32の駆動量/像面移動係数K ・・・(8)
In the above-described embodiment, the image plane movement coefficient K is described as the image plane movement coefficient K = (image plane movement amount / drive amount of the focus lens 32). However, the present invention is not limited to this configuration. It can also be defined as a movement coefficient K = (drive amount of
Image plane movement amount = drive amount of
さらに、上述した第2実施形態において、静止画撮影モードが設定されている場合に、図6に示すカメラ1の動作を行い、動画撮影モードが設定されている場合には、図1に示すカメラ1の動作を行う構成としてもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, when the still image shooting mode is set, the camera 1 shown in FIG. 6 is operated. When the moving image shooting mode is set, the camera shown in FIG. It is good also as a structure which performs 1 operation | movement.
また、上述した実施形態に加え、たとえば、静止画撮影モードが設定されている場合において、一定の輝度であり、かつ、一定の大きさの画像を点光源として検出し、点光源が検出された場合に、判定値bを小さい値に変更する構成としてもよい。これにより、点光源の影響により偽合焦が生じてしまうことを有効に防止することができる。なお、静止画撮影モードが設定されている場合に限らず、動画撮影モードが設定されている場合においても、点光源が検出された場合に、判定値bを小さい値に変更する構成としてもよい。 In addition to the above-described embodiment, for example, when the still image shooting mode is set, an image having a constant luminance and a certain size is detected as a point light source, and the point light source is detected. In this case, the determination value b may be changed to a small value. Thereby, it is possible to effectively prevent the false focusing from occurring due to the influence of the point light source. Note that the determination value b may be changed to a smaller value when a point light source is detected not only when the still image shooting mode is set but also when the moving image shooting mode is set. .
加えて、上述した実施形態では、コントラスト検出方式による焦点検出を行うカメラ1を例示して説明したが、この構成に限定されず、たとえば、本発明を、コントラスト検出方式による焦点検出、および、位相差検出方式による焦点検出が可能なカメラに適用してもよい。たとえば、図10に示すように、撮像素子22において、画像撮像用の撮像素子221と、位相差検出用の焦点検出画素222a,222bとを有し、焦点検出画素222a,222bの出力をそれぞれの測距瞳に対応する出力グループにまとめることにより、一対の像の強度分布に関するデータを取得し、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出する構成としてもよい。そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出エリアにおける焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。なお、図10は、他の実施形態に係る撮像素子22の撮像面の拡大図である。
In addition, in the above-described embodiment, the camera 1 that performs focus detection by the contrast detection method has been described as an example. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the present invention is not limited to focus detection by the contrast detection method. You may apply to the camera in which the focus detection by a phase difference detection system is possible. For example, as shown in FIG. 10, the
さらに、上述した実施形態では、光学系の空間周波数特性に応じた補正係数kに基づいて、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2を補正する構成を例示しているが、この構成に限定されず、たとえば、光学系の空間周波数特性に応じた係数に基づいて、ピーク位置近傍の焦点評価値をそれぞれ補正し、補正した焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1、および、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2を算出する構成としてもよい。あるいは、光学系の空間周波数特性に応じた係数に基づいて、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1を補正する構成としてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration for correcting the change rate θ2 near the infinity side of the peak position of the focus evaluation value based on the correction coefficient k corresponding to the spatial frequency characteristic of the optical system is exemplified. For example, the focus evaluation value near the peak position is corrected based on a coefficient corresponding to the spatial frequency characteristic of the optical system, and the peak position of the focus evaluation value is determined based on the corrected focus evaluation value. It is also possible to calculate the change rate θ1 in the vicinity of the near side and the change rate θ2 in the vicinity of the infinity side of the peak position of the focus evaluation value. Alternatively, the change rate θ1 in the vicinity of the close position of the peak position of the focus evaluation value may be corrected based on a coefficient corresponding to the spatial frequency characteristic of the optical system.
また、本実施形態では、光学系の空間周波数特性に関する情報として、補正係数kをレンズ鏡筒3から取得し、取得した補正係数kに基づいて、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、光学系の空間周波数特性に関する情報として、補正係数k以外の情報をレンズ鏡筒3から取得する構成としてもよい。たとえば、図7に示すような光学系の空間周波数特性の情報を取得し、取得した光学系の空間周波数特性の情報に基づいて、内挿演算により算出した焦点評価値のピーク位置を補正する構成としてもよい。また、光学系の空間周波数特性の情報に基づいて、焦点評価値を算出する際のフォーカスレンズ32の駆動速度を決定する構成としてもよい。たとえば、図7に示す例では、合焦位置の至近側近傍よりも無限遠側近傍において焦点評価値が急峻に変化しているため、合焦位置の至近側近傍よりも無限遠側近傍において、フォーカスレンズ32のスキャン駆動速度を遅くする構成とすることができる。
In the present embodiment, the correction coefficient k is acquired from the
さらに、上述した第2実施形態では、比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピーク位置を検出できない場合には、スキャン駆動を継続し、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域において焦点評価値のピーク位置を検出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、比率Rが第1判定値以下となる焦点評価値のピーク位置が検出できない場合には、予め定めた駆動対象範囲(フォーカスレンズ32の駆動可能範囲よりも狭い範囲)でスキャン駆動を継続し、駆動対象範囲において、比率Rが第2判定値以下の焦点評価値のピーク位置が検出できたか否かを判定する構成としてもよい。
Further, in the above-described second embodiment, when the peak position of the focus evaluation value at which the ratio R is equal to or less than the first determination value cannot be detected, the scan drive is continued and the focus is focused on the entire driveable range of the
また、本実施形態では、図4に示すように、上記式(2)に基づいて、直線L1の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、上記式(3)に基づいて、直線L2の傾きの絶対値を、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出することで、比率Rを正の値で算出し、比率Rと判定値bとを比較しているが、この構成に限定されず、たとえば、直線L1の傾きを、焦点評価値のピーク位置の至近側近傍における変化割合θ1として算出し、直線L2の傾きを、焦点評価値のピーク位置の無限遠側近傍における変化割合θ2として算出する構成としてもよい。この場合、比率Rは負の値で算出されるため、比率Rが所定の判定範囲内でるか否かを判断することで、焦点評価値のピークが合焦位置であることの信頼性を判断する構成とすることができる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the absolute value of the slope of the straight line L1 is calculated as the change rate θ1 in the vicinity of the close position of the peak position of the focus evaluation value based on the above formula (2). Based on the above equation (3), the ratio R is calculated as a positive value by calculating the absolute value of the slope of the straight line L2 as the change rate θ2 near the infinity side of the peak position of the focus evaluation value. Although R and the determination value b are compared, the present invention is not limited to this configuration. For example, the slope of the straight line L1 is calculated as a change rate θ1 in the vicinity of the peak position of the focus evaluation value and the straight line L2 May be calculated as the change rate θ2 near the infinity side of the peak position of the focus evaluation value. In this case, since the ratio R is calculated as a negative value, it is determined whether the ratio R is within a predetermined determination range, thereby determining the reliability that the peak of the focus evaluation value is the in-focus position. It can be set as the structure to do.
なお、上述した実施形態のカメラ1は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。 The camera 1 of the embodiment described above is not particularly limited, and the present invention may be applied to other optical devices such as a digital video camera, a lens-integrated digital camera, and a camera for a mobile phone.
1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 2 ...
Claims (5)
動画撮影モードが設定されているか、または、静止画撮影モードが設定されているかを判定するモード判定部と、
前記焦点調節レンズの移動に対する評価値の変化割合のうち、前記ピーク位置の至近側における前記評価値の変化割合と、前記ピーク位置の無限遠側における前記評価値の変化割合と、の比率に基づく値が所定の判定範囲内である場合に、前記ピーク位置を合焦位置として検出する焦点検出部と、を備え、
前記焦点検出部は、前記動画撮影モードが設定されている場合と、前記静止画撮影モードが設定されている場合とで、前記判定範囲を異なる広さの数値範囲に設定する焦点検出装置。 Driving a focusing lens included in the optical system to calculate an evaluation value related to image contrast by the optical system, and detecting a peak position of the evaluation value;
A mode determination unit for determining whether the movie shooting mode is set or the still image shooting mode is set ;
Based on the ratio of the change ratio of the evaluation value on the closest side of the peak position to the change ratio of the evaluation value on the infinity side of the peak position among the change ratio of the evaluation value with respect to the movement of the focusing lens. A focus detection unit that detects the peak position as an in-focus position when the value is within a predetermined determination range ; and
The focus detection unit is configured to set the determination range to a numerical range having different widths when the moving image shooting mode is set and when the still image shooting mode is set .
前記判定範囲として、第1判定範囲、および、前記第1判定範囲よりも広い数値範囲の第2判定範囲を有し、
前記焦点検出部は、
前記ピーク位置検出部により前記ピーク位置の検出を行った結果、前記比率が前記第1判定範囲内となるピーク位置を検出できた場合には、当該ピーク位置を合焦位置として検出し、
予め定められた駆動対象範囲において、前記比率が前記第1判定範囲内となるピーク位置を検出できない場合であり、かつ、前記比率が前記第2判定範囲内となるピーク位置を検出できた場合には、前記比率が前記第2判定範囲内となるピーク位置を合焦位置として検出することを特徴とする焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 1 ,
The determination range includes a first determination range, and a second determination range having a numerical range wider than the first determination range,
The focus detection unit
As a result of detecting the peak position by the peak position detection unit, when the peak position in which the ratio falls within the first determination range can be detected, the peak position is detected as a focus position,
When a peak position where the ratio falls within the first determination range cannot be detected in a predetermined drive target range, and when a peak position where the ratio falls within the second determination range can be detected Detects a peak position where the ratio falls within the second determination range as an in-focus position.
前記焦点検出部は、前記駆動対象範囲において、前記比率が前記第2判定範囲内となるピーク位置を検出できない場合には、合焦位置を検出できないと判断することを特徴とする焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 2 ,
The focus detection device, wherein the focus detection unit determines that the focus position cannot be detected when the peak position where the ratio falls within the second determination range cannot be detected in the drive target range.
焦点調節レンズを有する光学系と、
前記光学系の空間周波数特性に関する情報を記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶している前記情報をカメラボディに送信する送信部と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。 A lens barrel provided with the focus detection device according to any one of claims 1 to 3,
An optical system having a focusing lens;
A storage unit storing information on the spatial frequency characteristics of the optical system;
A lens barrel comprising: a transmission unit that transmits the information stored in the storage unit to a camera body.
光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記光学系の空間周波数特性に関する情報をレンズ鏡筒から取得する取得部と、
前記情報に基づいて、前記焦点検出部による焦点検出処理を制御する制御部と、を備えることを特徴とするカメラボディ。 A camera body comprising the focus detection device according to claim 1,
A focus detection unit that detects a focus state of the optical system by calculating an evaluation value related to image contrast by the optical system;
An acquisition unit for acquiring information on the spatial frequency characteristics of the optical system from a lens barrel;
A camera body comprising: a control unit that controls focus detection processing by the focus detection unit based on the information.
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