JP5882750B2 - IMAGING DEVICE, LENS DEVICE, IMAGING DEVICE CONTROL METHOD, LENS DEVICE CONTROL METHOD, COMPUTER PROGRAM, IMAGING SYSTEM - Google Patents
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Description
本発明は、レンズユニットを交換可能なビデオカメラ等の撮像装置に好適な自動焦点調節技術に関する。 The present invention relates to an automatic focusing technique suitable for an imaging apparatus such as a video camera whose lens unit can be exchanged.
近年、ビデオカメラのAF(自動焦点調節)装置は、撮像信号から画像の鮮鋭度を検出してAF評価値を求め、その値が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させて、焦点調節を行う方式が主流である。以下では、この方式をTVAF方式という。TVAF評価値としては一般に、所定周波数帯域のバンドパスフィルタで抽出した映像信号の高周波成分のレベルを用いる。被写体を撮影した場合、図2(A)のように、ピントが合うにつれてTVAF評価値は大きくなり、合焦点で最大になる。つまり、図2(A)は合焦点から離れるに従って合焦度が低くなることを示している。図2(B)は、フォーカスレンズを微小幅で振動させたときのTVAF評価値の変化に基づいて合焦方向を判別する動作(以下、ウォブリング動作という)を示す。ウォブリング動作では、撮影画面上でレンズの動きによる影響が目立たないため、特に動画撮影を行うカメラに使用される。
一方、交換レンズシステムの場合、使用するレンズユニットによっては、ウォブリング動作を行う場合に像倍率変化が大きく、撮影画面上でフォーカスレンズの動きによる影響が目立ってしまうことがある。特許文献1には、レンズユニットを交換できる自動焦点調節式ビデオカメラにて、像倍率変化の情報をレンズユニットからカメラユニットに受け渡し、ウォブリング動作時の振動振幅を制限する装置が開示されている。
In recent years, an AF (automatic focus adjustment) device of a video camera detects the sharpness of an image from an image pickup signal, obtains an AF evaluation value, moves the focus lens to a position where the value is maximum, and performs focus adjustment. The method is mainstream. Hereinafter, this method is referred to as a TVAF method. As the TVAF evaluation value, generally, the level of the high frequency component of the video signal extracted by a band pass filter in a predetermined frequency band is used. When a subject is photographed, as shown in FIG. 2A, the TVAF evaluation value increases as the subject comes into focus, and becomes maximum at the focal point. That is, FIG. 2A shows that the degree of focusing decreases as the distance from the focal point increases. FIG. 2B shows an operation (hereinafter referred to as a wobbling operation) for determining the in-focus direction based on a change in the TVAF evaluation value when the focus lens is vibrated with a minute width. In the wobbling operation, the influence of the lens movement is inconspicuous on the shooting screen.
On the other hand, in the case of an interchangeable lens system, depending on the lens unit used, a change in image magnification is large when performing a wobbling operation, and the influence of the movement of the focus lens may be conspicuous on the shooting screen. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses an apparatus that restricts vibration amplitude during a wobbling operation by transferring information on image magnification change from a lens unit to a camera unit in an autofocus video camera that can replace a lens unit.
従来の交換レンズ型撮像装置には、AF動作に関して以下の問題がある。
前記特許文献1では像倍率変化に応じて振動振幅を制限しているため、ウォブリング動作により得られるTVAF評価値の差分が小さくなり、TVAF評価値の生成に係るS/N(信号対ノイズ)比が低下した場合、方向検出精度が下がってしまう。
本発明の目的は、交換レンズ型撮像装置にて像倍率変化の影響が画面上で目立たず、性能低下の少ない自動焦点調節動作の制御を実現することにある。
The conventional interchangeable lens type imaging apparatus has the following problems regarding the AF operation.
In
An object of the present invention is to realize control of an automatic focus adjustment operation in which the influence of a change in image magnification is not conspicuous on a screen in an interchangeable lens type imaging apparatus and the performance is less deteriorated.
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、フォーカスレンズを備えたレンズ装置と通信可能な撮像装置であって、撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを振動させるために、前記レンズ装置に振動中心、振動の振幅に対応する情報を送信する送信手段と、前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段であって、所定の振幅で光軸方向に前記フォーカスレンズを振動させるウォブリング動作を制御指示可能なカメラ制御手段と、前記レンズ装置から、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量に対応するデータを取得する取得手段とを備える。前記カメラ制御手段は、前記ウォブリング動作により前記評価値が増加する第1の方向を判定し、判定した前記第1の方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる際、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が第2の変化量よりも大きく第1の変化量以下のときは第1のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させ、前記第2の変化量以下のときは第2のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させるように制御し、さらに、前記第1の変化量よりも大きいときは前記振動中心の移動を制限するように制御する。前記第1のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と逆方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より小さくなり、前記第2のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と対応する方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より大きくなる。
In order to solve the above-described problems, an apparatus according to the present invention is an imaging apparatus capable of communicating with a lens apparatus including a focus lens, and a signal processing unit that generates an evaluation value for focus adjustment from an imaging signal from an imaging element; Transmitting means for transmitting information corresponding to a vibration center and vibration amplitude to the lens device in order to vibrate the focus lens, and the focus lens at a position corresponding to a focal point detected using the evaluation value. Camera control means for transmitting a drive command for movement to the lens apparatus, camera control means capable of instructing control of a wobbling operation for vibrating the focus lens in the optical axis direction with a predetermined amplitude, and the lens apparatus. Acquisition means for acquiring data corresponding to an image magnification change amount with respect to a movement amount of the focus lens. The camera control unit determines a first direction in which the evaluation value increases due to the wobbling operation, and moves the focus lens vibration center in the determined first direction with respect to a movement amount of the focus lens. When the image magnification change amount is larger than the second change amount and less than or equal to the first change amount, the vibration center is moved in the first direction in the first mode, and when less than the second change amount. Control is performed to move the vibration center in the first direction in the second mode, and further, control is performed so as to limit the movement of the vibration center when larger than the first change amount. In the first mode, the amount of movement when the focus lens moves in the direction opposite to the first direction is smaller than the predetermined amplitude. In the second mode, the focus lens is moved to the first mode. The amount of movement when moving in the direction corresponding to the direction of 1 is larger than the predetermined amplitude.
本発明によれば、像倍率変化の影響が画面上で目立たず、性能低下の少ない自動焦点調節動作の制御を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to control the automatic focus adjustment operation in which the influence of the image magnification change is not noticeable on the screen and the performance is hardly deteriorated.
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像装置としてビデオカメラの構成例を示すブロック図である。撮像装置は着脱可能なレンズユニット117と、これを装着して使用する本体部としてのカメラユニット118を備える。つまり、レンズユニット117はカメラユニット118に対して着脱自在であり、いわゆる交換レンズシステムを構成している。
被写体からの光は、レンズユニット117内に固定の第1群レンズ101と、可動の第2群レンズ102、絞り103、固定の第3群レンズ104、可動の第4群レンズ105を通してカメラユニット118内の撮像素子106に結像する。第2群レンズ102は変倍動作を行う。また第4群レンズ(以下、フォーカスレンズという)105は、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペンセーション機能とを兼ね備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a video camera as an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The imaging apparatus includes a
Light from the subject passes through a fixed
撮像素子106は、CMOS(相補型金属酸化物半導体)センサ等で構成される光電変換素子である。撮像素子106にて光電変換された撮像信号は増幅器107で最適なレベルに増幅された後、カメラ信号処理部108に出力される。カメラ信号処理部108は、増幅器107の出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。表示部109は液晶表示デバイス(LCD)等で構成され、カメラ信号処理部108からの映像信号に従って画像を表示する。記録部110は、カメラ信号処理部108からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
TVAFゲート113は増幅器107からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いる領域の信号のみを通す役目をもつ。TVAF信号処理部114は自動焦点調節制御に必要な信号として、TVAFゲート113を通した信号から高周波成分を抽出し、TVAF評価値信号を生成してカメラ制御部116に出力する評価値生成手段である。TVAF評価値信号は、撮像素子106の出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度(コントラスト状態)を表す。鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するため、TVAF評価値信号の示す値(TVAF評価値)は撮像光学系の焦点状態を表す焦点調節用情報である。図2(A)は、横軸にフォーカスレンズ105の位置をとり、縦軸にTVAF評価値をとって両者の関係を例示したグラフである。TVAF評価値がピークとなるときのフォーカスレンズ105の位置(以下、ピーク位置という)が合焦点に相当する。
制御手段としてのカメラ制御部116は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司る。カメラ制御部116は、撮像画面に対して所定の割合でTVAF枠を設定するようにTVAFゲート113を制御し、TVAF信号処理部114から取得したTVAF評価値に基づいてTVAF制御を行う。カメラ制御部116によるフォーカスレンズ105の駆動命令はレンズ制御部115に送信される。
The
The TVAF
A
図1にはレンズユニット117内の駆動部とその制御部を示す。
ズーム駆動部111は第2群レンズ102を駆動し、フォーカス駆動部112はフォーカスレンズ105を駆動する。ズーム駆動部111およびフォーカス駆動部112は、ステッピングモータ、DCモータ、振動型モータまたはボイスコイルモータ等のアクチュエータを用いて構成される。レンズ制御部115は、カメラ制御部116からフォーカスレンズ105の駆動命令を受け取ってフォーカス駆動部112を制御し、フォーカスレンズ105を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。また、レンズ制御部115はフォーカス駆動部112から取得したフォーカスレンズ105の位置情報を、カメラ制御部116に送信する。
FIG. 1 shows a driving unit and its control unit in the
The
次に、カメラ制御部116によるTVAF制御について、図3から図10を参照して説明する。このTVAF制御は、カメラ制御部116内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
図3において、S401で処理が開始し、S402でフォーカスレンズ105を微小間隔で駆動させる、微小駆動動作が行われる。微小駆動動作は、カメラ制御部116がTVAF評価値の変化から検出した合焦方向にフォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う第一のモードに相当する。この動作により合焦判定、すなわち、合焦状態であるか否か、および合焦状態でない場合にはどの方向に合焦点があるかについての方向判定が可能となる。なお、動作説明の詳細については、図4を用いて後述する。S403は、合焦判定ができたか否かについての判断処理であり、合焦判定ができた場合、S408へ進む。また、合焦判定ができていない場合、S404へ進む。S404は、方向判別ができたか否かについての判断処理であり、方向判別ができた場合、S405へ進んで山登り駆動が行われる。また、方向判別ができていない場合、S402に戻る。
S405では、判別した方向に沿って所定の速度でフォーカスレンズ105の山登り駆動が実行される。山登り駆動は、カメラ制御部116がフォーカスレンズを移動させて評価値のピーク値を探索し、合焦点に対応する位置にフォーカスレンズを移動させる第二のモードに相当する。TVAF評価値と、レンズ制御部115から取得したフォーカスレンズ位置とを関係付けて、フォーカスレンズ105のピーク位置を探索する処理が行われるが、その詳細については図8を用いて後述する。次にS406では、山登り駆動動作中のTVAF評価値がピーク値を示すフォーカスレンズ位置(ピーク位置)に、フォーカスレンズ105を戻すために、カメラ制御部116はレンズ制御部115と通信する。S407でカメラ制御部116は、レンズ制御部115と通信してフォーカスレンズ105の位置情報を取得し、フォーカスレンズ105がピーク位置に戻ったか否かを判定する。フォーカスレンズ105がピーク位置に戻っていると判定された場合、S402へ戻って、再び微小駆動動作が行われる。フォーカスレンズ105がピーク位置に戻っていないと判定された場合にはS406へ戻り、ピーク位置に戻す動作を継続する。
Next, TVAF control by the
In FIG. 3, the process starts in S401, and in S402, a minute driving operation for driving the
In S405, the hill-climbing drive of the
次に、S408以降に示す合焦停止および再起動判定処理について説明する。
S408でカメラ制御部116はTVAF評価値を取得し、S409では合焦判定されたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ105を移動させるために、レンズ制御部115と通信する。S410でカメラ制御部116はレンズ制御部115からフォーカスレンズ105の位置情報を取得し、フォーカスレンズ105がTVAF制御の合焦点に対応するピーク位置へ移動したか否かを判定する。フォーカスレンズ105が合焦点に対応するピーク位置へ移動していればS411へ進み、移動していなければS408へ戻る。S411でカメラ制御部116は合焦点に対応するピーク位置でフォーカスレンズを停止させ、合焦点におけるTVAF評価値を保持し、S412ではTVAF信号処理部114から新たなTVAF評価値を取得する。S413では、S411で保持したTVAF評価値とS412で取得した最新のTVAF評価値とを比較することにより、TVAF評価値の変動幅が閾値よりも大きいか否かの判定が行われる。TVAF評価値の変動幅が閾値より大きい場合、カメラ制御部116は被写体が変更されたと判断し、S402へ戻って微小駆動動作を再開させる。またTVAF評価値の変動幅が閾値以下の場合、S412へ戻る。
Next, the focus stop / restart determination process after S408 will be described.
In step S408, the
次に、微小駆動動作について図4を参照して説明する。
S501で処理が開始し、S502でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、微小駆動の振動振幅および中心移動振幅を演算する。振動振幅とは、ウォブリング動作時にフォーカスレンズ105を振動させて駆動制御を行う場合の振れ幅である。また、中心移動振幅とは、フォーカスレンズ105の振動中心を変更するときの振動中心の移動幅である。像倍率変化が大きい場合、微小駆動の影響による画面上での見え方が問題とならないよう、以下に示す制御の切り替え処理が行われる。S503でカメラ制御部116はレンズ制御部115に対し、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データを送信し、またレンズ制御部115からは焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S512でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化量の閾値thを大きくする。その理由は、被写体像に大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。S504でカメラ制御部116は、S502で決定した振動振幅、中心移動振幅と、S503で取得した焦点深度当たりの像倍率変化データに応じて微小駆動方式の判定を行う。ここで、合焦点近傍にてウォブリング動作をしている様子を図7に示す。詳細な制御の説明は後に譲るが、ウォブリング動作では、常に光軸方向にフォーカスレンズを振動させると共に、振動の中心を合焦方向に移動させることで、合焦点を行き過ぎて戻る動作を繰り返している。この合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近の位置にあるときと最無限の位置にあるときのレンズ位置の差によって生じる像倍率変化量は、焦点深度に対する当該フォーカスレンズ位置の差の比で求めることができる。図7に示されている、至近側の点線と無限遠側の点線との間の領域は、フォーカスレンズが最至近の位置にあるときと最無限の位置にあるときのレンズ位置の差に相当する。
Next, the minute driving operation will be described with reference to FIG.
In step S501, the process starts. In step S502, the
図4のS504では判定結果に応じて3通りの分岐処理が実行される。以下の判定処理に用いる第1の閾値を閾値1といい、第2の閾値を閾値2といい、閾値1<閾値2とする。合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値1よりも大きく、微小駆動の影響による撮影画像の見え方が問題となる場合(「(>閾値1)」参照)、S505へ進む。S505でカメラ制御部116は第1の駆動方式(以下、減算方式という)で微小駆動を行う。減算方式による微小駆動の詳細については後述する。さらに、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときの位置と最無限にあるときの位置との差に対する像倍率変化量が閾値2と比較される。像倍率変化量が閾値2よりも大きく、微小駆動の影響による撮影画像の見え方がさらに問題となる場合(「(>閾値2)」参照)、S513へ進み、カメラ制御部116は中心移動振幅を制限してS505へ進み、減算方式で微小駆動を行う。一方、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値1以下であって、微小駆動の影響による撮影画像の見え方が問題とならない場合にはS506へ進む。カメラ制御部116は第2の駆動方式(以下、加算方式という)で微小駆動を行う。加算方式による微小駆動の詳細については後述する。このように本実施形態では、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が大きい場合に減算方式を使用する。他方、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が小さい場合には加算方式を使用するように切り替わる。これにより、像倍率変化が大きい場合に合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差による撮影画像の見え方への影響を抑制できる。
In S504 of FIG. 4, three types of branching processes are executed according to the determination result. The first threshold value used for the determination process below is called
S505およびS506の処理後、S507に進み、カメラ制御部116は所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であるか否かを判定する。合焦方向と判断される方向が所定回数以上に亘って同一であると判定された場合、S508へ進み、そうでない場合、S509へ進む。S509でカメラ制御部116は、所定回数に亘ってフォーカスレンズ105が同一エリア内で往復を繰り返しているか否かを判定する。フォーカスレンズ105が所定回数に亘って同一エリア内で往復を繰り返していればS510へ進み、そうでない場合、S502へ戻る。
S508でカメラ制御部116は方向判別できたと判断してS511へ進み、処理を終了して山登り駆動へと移行させる。また、S510でカメラ制御部116は合焦判定ができたと判断して、S511へ進んで処理を終了し、再起動判定へと移行させる。
本実施形態では、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が大きい場合、後述の減算方式により、振幅を減算することで中心移動を実現する微小駆動動作が行われる。また、像倍率変化が小さい場合には、後述の加算方式により、振幅を加算することで中心移動を実現する微小駆動動作が行われる。駆動方式を切り替えることで、像倍率変化が大きい場合には微小駆動による画面上での焦点状態の変化の影響を低減することができる。また、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が小さい場合には、応答性を損なわないAF性能が実現可能となる。
After the processing of S505 and S506, the process proceeds to S507, and the
In step S508, the
In this embodiment, when the change in image magnification with respect to the difference in position between when the focus lens is at the closest point and when it is at the most infinite in vibration near the in-focus point, the amplitude is subtracted by a subtraction method described later. A minute driving operation for realizing the center movement is performed. Further, when the change in image magnification is small, a minute driving operation for realizing center movement is performed by adding amplitude by an addition method described later. By switching the driving method, when the image magnification change is large, it is possible to reduce the influence of the change in the focus state on the screen due to the minute driving. Also, when the change in image magnification with respect to the difference in position between when the focus lens is closest and infinite is small in vibration in the vicinity of the in-focus point, it is possible to realize AF performance that does not impair responsiveness.
次に、減算方式による微小駆動動作について図5を参照して説明する。
S601で処理が開始し、S602でカメラ制御部116は、現在の変数Modeの値がゼロであるか否かを判定する。Modeは制御状態の違いを0から3で表す内部変数であり、その値がゼロであればS603へ進み、ゼロ以外の場合、S606へ進む。
S603でカメラ制御部116は、TVAF評価値を、無限遠側TVAF評価値として保存する。なお、このTVAF評価値は後述するように、Mode値が1の場合に、無限遠側にフォーカスレンズ105が滞留している間に撮像素子106が蓄積した電荷に基づく評価値である。S604では、Mode値に1が加算され、S605へ進んで処理を終了する。なお、Mode値が4になった場合には0に戻る。
S606でカメラ制御部116は、現在のMode値が1であるか否かを判定し、1であればS607へ進み、フォーカスレンズ105を無限遠側に駆動する処理を実行する。また、現在のMode値が1以外の場合にはS612へ処理を進める。S607では、Mode値が0の場合における無限遠側TVAF評価値と、Mode値が2の場合における至近側TVAF評価値とが比較される。至近側TVAF評価値が無限遠側TVAF評価値よりも大きい場合、S608へ進み、至近側TVAF評価値が無限遠側TVAF評価値以下の場合、S609へ進む。
Next, a minute driving operation by the subtraction method will be described with reference to FIG.
In step S601, the process starts. In step S602, the
In step S <b> 603, the
In step S606, the
S608でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅 ― 中心移動振幅」に設定し、中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅未満に制限する。すなわち、無限遠方向へのフォーカスレンズ105の駆動量を減らすことで至近方向への中心移動が行われる。これにより微小駆動時の駆動振幅を制限できるので、微小駆動による焦点状態の変化が画面に現れない焦点調節制御が可能になる。次にS610の処理に進み、カメラ制御部116はTVAF評価値の履歴情報を消去し、微小駆動の中心移動後に取得したTVAF評価値を用いて次の中心移動について判断する。そしてS611に進む。
S609でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定し、S611に処理を進める。S611でカメラ制御部116は、前記S608またはS609で決定した駆動振幅に従って無限遠方向へフォーカスレンズ105を駆動させるためにレンズ制御部115に駆動命令を送信する。そしてS604に進む。
S606で現在のMode値が1でないと判定された場合、S612に進み、カメラ制御部116は現在のMode値が2であるか否かを判定する。現在のMode値が2であればS613へ進み、2以外の場合にはS614へ進む。S613でカメラ制御部116は、取り込んだTVAF評価値を至近側TVAF評価値として保存する。このTVAF評価値は、Mode値が3の場合において至近側にフォーカスレンズ105が滞留している間に撮像素子106に蓄積された電荷から作られた映像信号に基づいて算出される。次にS604では、Mode値に1が加算される。その際、Mode値が4になった場合は0に戻る。そしてS605へ進み、処理を終了する。
In step S <b> 608, the
In step S609, the
If it is determined in S606 that the current Mode value is not 1, the process proceeds to S612, and the
一方、S614以降ではフォーカスレンズ105を至近方向に駆動する処理が実行される。S614では、Mode値がゼロの場合における無限遠側TVAF評価値(S603参照)と、Mode値が2の場合における至近側TVAF評価値(S613参照)とが比較される。無限遠側TVAF評価値が至近側TVAF評価値よりも大きい場合、S615へ進み、無限遠側TVAF評価値が至近側TVAF評価値以下の場合、S616へ進む。
S615でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅 ― 中心移動振幅」に設定する。すなわち、至近方向への駆動量を減らすことで無限遠方向への中心移動が行われる。これにより微小駆動時の駆動振幅を制限できるので、浅い焦点深度において微小駆動による焦点状態の変化が画面上で見えないように焦点調節制御が可能になる。次のS617でカメラ制御部116はTVAF評価値の履歴情報を消去し、微小駆動動作の中心移動後に取得したTVAF評価値に従って、次の中心移動について判断する。一方、S616でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定する。S616やS617の後でS618に進み、カメラ制御部116はS615またはS616で決定した駆動振幅に従って、フォーカスレンズ105を至近方向へ駆動させるためにレンズ制御部115に駆動命令を送信する。そしてS604に進む。
On the other hand, after S614, processing for driving the
In S615, the
図7(A)は上記フォーカスレンズ動作についての時間経過を例示する。横軸は時間を表し、縦軸はフォーカスレンズ位置を表しており、撮像素子106の垂直同期信号の1周期を単位時間としている。ここでEVA、EVB、EVCはTVAF評価値を示す。
第1の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷(斜線を付した楕円参照)に対するTVAF評価値EVAは、時刻TAでカメラ制御部116に取り込まれる。次に、第2の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EVBが、時刻TBでカメラ制御部116に取り込まれる。さらに第3の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EVCが時刻TCでカメラ制御部116に取り込まれる。そして時刻TCの後でTVAF評価値EVA、EVB、EVCの比較処理が行われる。カメラ制御部116は「EVB>EVA」かつ「EVB>EVC」であると判定した場合、振動中心を移動させる駆動制御を行い、この条件を満たさない場合には、振動中心を移動させない。振動中心を移動させた後でカメラ制御部116は、新たな中心位置にてその前後にフォーカスレンズ105を振動させ、TVAF評価値を新たに取得して中心移動の判断を行う。本方式の特徴は、最大駆動振幅が振動振幅に留まり、また中心移動についてもその位置で前後にフォーカスレンズ105を振動させて新たにTVAF評価値を取り込むため、レンズ駆動位置の行き過ぎが少ないことである。合焦点近傍での振動において最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差は、この例では3・Fδ/4になる。
FIG. 7A illustrates the time passage for the focus lens operation. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents the focus lens position, and one period of the vertical synchronization signal of the
The TVAF evaluation value EV A for the charge accumulated in the
次に、加算方式による微小駆動動作について図6のフローチャートを参照して説明する。なお、S702からS705の処理は、図5のS602からS605と同様である。また、図6のS706の処理は図5のS606と同様であり、図6のS711およびS712の処理は図5のS612およびS613と同様である。よって、以下では図5と相違するS707乃至710、およびS713乃至716の処理を主として説明する。
S701で処理が開始し、S702で現在のMode値がゼロでないと判定され、さらにS706で現在のMode値が1であると判定された場合、S707に進む。S707では、無限遠側TVAF評価値(S703参照)と、至近側TVAF評価値(S712参照)が比較される。無限遠側TVAF評価値が至近側TVAF評価値よりも大きい場合、S708へ進み、また、無限遠側TVAF評価値が至近側TVAF評価値以下の場合、S709へ進む。S708でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅 + 中心移動振幅」、つまり中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅以上に設定し、無限遠方向への駆動量を増やすことで無限遠方向への中心移動を行う。またS709でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定する。S708やS709の次に、S710へ処理を進め、カメラ制御部116はS708またはS709で決定した駆動振幅に従ってフォーカスレンズ105を無限遠方向へ駆動するために駆動命令をレンズ制御部115に送信する。そしてS704に進んでMode値に1が加算される。
Next, the minute driving operation by the addition method will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the processing from S702 to S705 is the same as S602 to S605 in FIG. 6 is the same as S606 in FIG. 5, and the processing in S711 and S712 in FIG. 6 is the same as S612 and S613 in FIG. Therefore, the processing of S707 to 710 and S713 to 716 that are different from those in FIG. 5 will be mainly described below.
In S701, the process starts. In S702, when it is determined that the current Mode value is not zero, and when it is determined in S706 that the current Mode value is 1, the process proceeds to S707. In S707, the infinity-side TVAF evaluation value (see S703) and the close-side TVAF evaluation value (see S712) are compared. If the infinity-side TVAF evaluation value is larger than the close-side TVAF evaluation value, the process proceeds to S708. If the infinity-side TVAF evaluation value is equal to or less than the close-side TVAF evaluation value, the process proceeds to S709. In step S <b> 708, the
一方、S706で現在のMode値が1以外であると判定された場合には、S711に進み、ここで現在のMode値が2でないと判定された場合、S713に進む。S713では、無限遠側TVAF評価値(S703参照)と至近側TVAF評価値(S712参照)が比較される。至近側TVAF評価値が無限遠側TVAF評価値よりも大きい場合、S714へ進み、至近側TVAF評価値が無限遠側TVAF評価値以下の場合、S715へ進む。S714でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅 + 中心移動振幅」に設定し、至近方向への駆動量を増やすことで至近方向への中心移動を行う。またS715でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定する。S714やS715の後にS716でカメラ制御部116は、S714またはS715で決定した駆動振幅に従って、フォーカスレンズ105を至近方向へ駆動させるために駆動命令をレンズ制御部115に送信する。
On the other hand, if it is determined in S706 that the current Mode value is other than 1, the process proceeds to S711. If it is determined that the current Mode value is not 2, the process proceeds to S713. In S713, the infinity side TVAF evaluation value (see S703) and the near side TVAF evaluation value (see S712) are compared. When the near side TVAF evaluation value is larger than the infinity side TVAF evaluation value, the process proceeds to S714, and when the near side TVAF evaluation value is equal to or less than the infinity side TVAF evaluation value, the process proceeds to S715. In step S <b> 714, the
図7(B)は、上記フォーカスレンズ動作の時間経過を例示する。横軸や縦軸の設定については図7(A)と同様である。TVAF評価値EVA、EVB、EVCは時刻TA、TB、TCでカメラ制御部116にそれぞれ取り込まれる。そして時刻TCの後で、EVA、EVB、EVCの比較処理が行われる。カメラ制御部116は、「EVA>EVB」かつ「EVC>EVB」である場合、振動中心を移動させ、この条件を満たさない場合には振動中心を移動させない。この方式では、最大駆動振幅が「振動振幅+中心移動振幅」になり、また中心移動が連続して行われる。このため、フォーカスレンズ105を同一方向に連続して移動する場合において素早く焦点調節を行える。合焦点近傍での振動において最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差は、この例ではFδになる。
FIG. 7B illustrates the time course of the focus lens operation. The setting of the horizontal axis and the vertical axis is the same as that in FIG. The TVAF evaluation values EV A , EV B , EV C are taken into the
次に、山登り駆動動作について図8および9のフローチャートを参照して説明する。
S901で処理が開始し、S902でカメラ制御部116はTVAF評価値を取得する。S903でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信してフォーカスレンズ105の位置情報を取得する。S904でカメラ制御部116は山登り駆動速度を設定する。なお、焦点深度が浅いときには駆動速度を小さくし、焦点深度が深いときには大きくする設定処理が行われる。これによりボケの変化量が略一定となり、見た目の違和感が無くなる。
S905でカメラ制御部116は、S902で取り込んだTVAF評価値を、前回のTVAF評価値と比較する。今回と前回とでTVAF評価値の差が所定量(閾値)よりも小さいか否かが判定される。今回のTVAF評価値が前回よりも所定量小さい場合、図9のS912へ進み、前回よりも所定量小さくない場合にはS906へ進む。ここで、所定量とはTVAF評価値に係るS/N(信号対ノイズ)比を考慮して決められる判定基準値であり、被写体を固定としてフォーカスレンズ位置を一定とした条件下でTVAF評価値の変動幅以上の値に設定されている。このような設定にしないと、TVAF評価値の変動の影響を受けることになり、正しい方向に山登り駆動を行えないからである。
Next, the hill-climbing driving operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In step S901, the process starts. In step S902, the
In step S905, the
S906はフォーカスレンズ105が無限端に到達したか否かの判定処理である。無限端とは、設計上決められたフォーカスレンズ105の可動範囲にて最も無限遠寄りの端位置である。フォーカスレンズ105が無限端に到達していればS907へ進み、到達していなければS908へ進む。
S908はフォーカスレンズ105が至近端に到達したか否かの判定処理である。至近端とは、設計上決められたフォーカスレンズ105の可動範囲にて最も至近寄りの端位置である。フォーカスレンズ105が至近端に到達していればS909へ進み、到達していなければ図9のS910へ進む。S907や909では、駆動方向がそれぞれ反転した端を記憶するためのフラグがセットされる。S907で無限端フラグがセットされ、S909で至近端フラグがセットされた後、図9のS914へ進む。S914でフォーカスレンズ105はその駆動方向が逆方向に反転して山登り駆動を続ける。
S910でカメラ制御部116は、前回と同じ順方向にてS904で決定した速度でフォーカスレンズ105の山登り駆動を行うことを決定する。S911でカメラ制御部116は、決定した駆動命令をレンズ制御部115に送信した後、S902へ戻って処理を続ける。
S906 is processing for determining whether or not the
S908 is processing for determining whether or not the
In S910, the
S912は、TVAF評価値がピークを越えて減少しているか否かの判定処理である。TVAF評価値がピークを越えて減少していない場合、S913へ進む。また、フォーカスレンズ105がピーク位置を越え、TVAF評価値が減少している場合、S915へ進んで山登り駆動を終了する。そして、S916へ進んで一連の処理を終了させ、微小駆動動作へ移行する。S913では、TVAF評価値が所定回数に亘って連続して減少しているか否かについて判定される。所定回数の連続した減少が判定された場合、S914へ進み、それ以外の場合、S910へ進む。
S914でカメラ制御部116は、前回とは逆方向にS904で決定した速度でフォーカスレンズ105の山登り駆動を行うことを決定する。そしてS911の処理に進み、S914で決定した駆動命令がレンズ制御部115に送信される。
S912 is a process for determining whether or not the TVAF evaluation value has decreased beyond the peak. If the TVAF evaluation value has not decreased beyond the peak, the process proceeds to S913. On the other hand, if the
In step S914, the
図10は、山登り駆動動作時のフォーカスレンズ105の動きを例示する。図中のAではTVAF評価値がピーク値を越えて減少しているので、カメラ制御部116はレンズ位置が合焦点に対応するピーク位置を通過したと判断して山登り駆動動作を終了させ、微小駆動動作に移行させる。一方、Bではピーク値が見つからないままTVAF評価値が減少しているので、カメラ制御部116は駆動方向を反転させ、山登り駆動動作を続行する。
以上説明したように、「再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定」を繰り返しながら、フォーカスレンズ105が移動する。そして、撮像装置はTVAF評価値が常にピーク値となるように焦点調節制御を行って、合焦状態を維持する。
第1実施形態によれば、交換レンズシステムにおいて、カメラユニットはレンズユニットから像倍率変化量を示すデータを受け取り、該データに応じて微小駆動の駆動方式を切り替える。これにより、像倍率変化が目立たず性能低下を抑えた自動焦点調節動作を実現できる。
FIG. 10 illustrates the movement of the
As described above, the
According to the first embodiment, in the interchangeable lens system, the camera unit receives data indicating the amount of change in image magnification from the lens unit, and switches the driving method of minute driving according to the data. Thereby, it is possible to realize an automatic focus adjustment operation in which a change in image magnification is not noticeable and performance degradation is suppressed.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態に係る撮像装置の構成は図1に示した第1実施形態の場合と同様である。よって第2実施形態に係る構成要素については、第1実施形態で使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略し、以下では相違点を説明する。なお、このような説明の省略の仕方は後述する別の実施形態にも適用する。
図11は、第2実施形態に係るカメラ制御部116が行うAF制御のうち、微小駆動動作の制御を説明するフローチャートであり、第1実施形態の場合の図4に相当する。それ以外の動作は図3、6、8、9で説明した通りである。
S1101で処理が開始し、S1102でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。S1103でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信し、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データをレンズ制御部115に送信する。また、カメラ制御部116はレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを取得する。S1112でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、被写体像が大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Therefore, about the component which concerns on 2nd Embodiment, the detailed description is abbreviate | omitted by using the code | symbol used in 1st Embodiment, and a difference is demonstrated below. Note that such a way of omitting the description also applies to another embodiment to be described later.
FIG. 11 is a flowchart for explaining the control of the minute driving operation in the AF control performed by the
In step S1101, the process starts. In step S1102, the
S1104でカメラ制御部116は、S1102で決定した振動振幅、中心移動振幅と、S1103で取得した焦点深度当たりの像倍率変化データに応じて微小駆動方式の判定を行う。ここで、合焦近傍でのウォブリング動作の様子を図7に示す。この図の合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化は、焦点深度に対する上記レンズ位置の差の比で求められる。本実施形態では、第1の駆動方式(以下、「振動レス微小駆動」という)と、第2の駆動方式とを切り替える。つまり、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値より大きく、微小駆動による見え方が問題となる場合、S1106へ進み、振動レス微小駆動が行われる。振動レス微小駆動の詳細は図12で後述する。一方、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値以下であって微小駆動による見え方が問題とならない場合、S1105へ進む。S1105では前述の加算方式による微小駆動が行われる。なお、本実施形態では第2の駆動方式として加算方式を採用するが、仕様によっては前記減算方式でも構わない。このように合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値より大きいか否かに応じて駆動方式の切り替えが行われる。これにより、像倍率変化が大きい場合に、画面に影響する焦点状態変化を抑えることができる。ただし、この場合、片側方向へのフォーカスレンズ移動によるTVAF評価値の変化しか得られないため、両方向にフォーカスレンズ105を振動させる場合に比べ、方向判別の確実性は低い。一方、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が小さい場合には、振動により前後両方向でのTVAF評価値の変化を取得できるので、より確実なAF制御を実現できる。
S1105およびS1106の後でS1107に進む。S1107ないし1111の処理は、図4のS507ないし511でそれぞれ説明した処理と同様であり、よってそれらの詳細な説明は省略する。
In step S <b> 1104, the
It progresses to S1107 after S1105 and S1106. The processing of S1107 to 1111 is the same as the processing described in S507 to 511 of FIG. 4, and thus detailed description thereof is omitted.
次に、振動レス微小駆動動作について図12を参照して説明する。
S1201で処理が開始し、S1202でカメラ制御部116はTVAFゲート113を制御してTVAF枠を設定し、TVAF信号処理部114からTVAF評価値を取得する。S1203でカメラ制御部116は、S1202で取り込んだTVAF評価値を前回のTVAF評価値と比較する。今回のTVAF評価値が前回のTVAF評価値より大きい場合、S1204へ進み、今回のTVAF評価値が前回のTVAF評価値以下である場合、S1205へ進む。S1204でカメラ制御部116は前回と同じ順方向に所定量だけフォーカスレンズ105を駆動するための駆動命令をレンズ制御部115に送信する。一方、S1205でカメラ制御部116は前回とは逆方向に所定量だけフォーカスレンズ105を駆動するための駆動命令をレンズ制御部115に送信する。S1204およびS1205の後、S1206のリターン処理に進む。
Next, a vibration-less minute driving operation will be described with reference to FIG.
In step S1201, the process starts. In step S1202, the
図13は、上記フォーカスレンズ動作の時間経過を例示し、横軸に時間を示し、縦軸にフォーカスレンズ位置を示す。第1の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EVAが時刻TAで取り込まれ、第2の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EVBが時刻TBで取り込まれる。時刻TBの後、カメラ制御部116はTVAF評価値EVAとEVBを比較し、EVA<EVBであればそのまま順方向にフォーカスレンズ105を移動させ、またEVA>EVBであれば逆方向にフォーカスレンズ105を移動させる。ここで、フォーカスレンズ105の駆動量については、1回の移動でのフォーカスの動きによって画面上での撮像変化が視認できない程度の量であり、焦点深度に基づいて決定される。本方式では、フォーカスレンズ105を振動させることなく、片側方向への移動させたときのTVAF評価値の変化しか得られないため、両方向にフォーカスレンズ105を振動させる場合に比べて方向判別の確実性は低い。また、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差は変わらないが、フォーカスレンズ105を振動させないため、像倍率変化が目立ち難いという利点がある。
第2実施形態では、前記第1実施形態の効果に加えて、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値より大きい場合に振動レス微小駆動に切り替える。これにより、像倍率変化の影響が目立たないAF動作を実現できる。
FIG. 13 illustrates the time course of the focus lens operation, with the horizontal axis indicating time and the vertical axis indicating the focus lens position. TVAF evaluation values EV A for electric charge accumulated in the
In the second embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the image magnification change amount with respect to the difference in position between when the focus lens is closest and infinite when vibration occurs in the vicinity of the in-focus point is more than the threshold value. If it is large, switch to vibration-less micro drive. Thereby, it is possible to realize an AF operation in which the influence of the image magnification change is not noticeable.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
第3実施形態のカメラ制御部116が行うTVAF制御について、図14および15を参照して説明する。なお、図14および15は、第1実施形態にて説明した図3に対応し、図16は図4に対応する。それ以外は第1実施形態の場合と同じである。
図14のS1401で処理が開始し、S1402でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。S1403でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信し、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データをレンズ制御部115に送信し、またレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S1424でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、被写体像が大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
TVAF control performed by the
Processing starts in S1401 of FIG. 14, and in S1402, the
S1404でカメラ制御部116は、S1402で決定した振動振幅、中心移動振幅、およびS1403で取得した焦点深度当たりの像倍率変化データに応じて駆動方式の判定を行う。合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量は、焦点深度に対するフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差の比で求められる。カメラ制御部116は合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値より大きい場合、S1405に処理を進める。また合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値以下の場合、S1408に処理を進める。
S1405で第一のモードとしての微小駆動動作が行われる。次に合焦判定が行われ、合焦状態であるか否か、および合焦でない場合にはどちらの方向に合焦点があるかについて判定処理が実行される。つまり、S1406にてカメラ制御部116は、合焦判定ができたか否かを判断し、合焦判定ができた場合、S1414へ進む。また、合焦判定ができていないと判定された場合にはS1407へ進む。S1407にてカメラ制御部116は、方向判別ができたか否かを判断する。方向判定ができた場合、S1408へ進み、カメラ制御部116は第二のモードとしての山登り駆動を行う。また、S1407で方向判定ができていない場合、S1405に戻る。S1408にてカメラ制御部116は、S1405で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動で移動させる駆動制御を行う。その際、TVAF評価値と、レンズ制御部115から取得したフォーカスレンズ位置とを関係付けて、TVAF評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置(ピーク位置)を探索する。
In step S <b> 1404, the
In S1405, the minute driving operation as the first mode is performed. Next, an in-focus determination is performed, and a determination process is executed as to whether or not the in-focus state is in effect, and in which direction the in-focus is in the in-focus state. That is, in S1406, the
図15のS1409でカメラ制御部116は、山登り駆動動作中のピーク位置にフォーカスレンズ105を移動させるための駆動命令をレンズ制御部115に送信する。S1410でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信し、フォーカスレンズ105の位置情報を取得する。カメラ制御部116はフォーカスレンズ105がピーク位置に戻ったか否かを判定し、ピーク位置に戻っている場合、S1411へ進み、戻っていない場合にはS1409へ戻る。S1411でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。
次のS1412でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信して撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データを送信し、またレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S1425でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、TVAF評価値が小さく、被写体像に大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。S1413でカメラ制御部116は、振動振幅、中心移動量および焦点深度当たりの像倍率変化データから像倍率変化が閾値より大きいか否かを判定する。合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値以下である場合、図14のS1405へ戻り、微小駆動動作が行われる。また合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値を超える場合、S1417へ進み、カメラ制御部116はフォーカスレンズ105を停止させる。つまり、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値より大きい場合には微小駆動が禁止される。
In S1409 of FIG. 15, the
In the next S1412, the
次に、図14のS1406からS1414に進む場合の、合焦停止および再起動判定処理について説明する。
S1414でカメラ制御部116はTVAF評価値を取得した後、S1415では合焦判定されたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ105を移動させる駆動命令をレンズ制御部115に送信する。S1416でカメラ制御部116は、レンズ制御部115からフォーカスレンズ105の位置情報を受信し、TVAF評価値に基づき合焦点に対応するピーク位置へフォーカスレンズ105が移動したか否かを判定する。フォーカスレンズ105がピーク位置に移動していると判定された場合、図15のS1417へ進むが、そうでない場合にはS1414へ戻る。S1417でカメラ制御部116は合焦点に対応するピーク位置でフォーカスレンズを停止させ、合焦点におけるTVAF評価値を保持し、S1418では新たなTVAF評価値を取得する。S1419でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて振動振幅および中心移動振幅を算出する。
S1420でカメラ制御部116は、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データをレンズ制御部115に送信し、またレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S1426でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、TVAF評価値が小さく、被写体像に大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。S1421は、振動振幅、中心移動量および焦点深度当たりの像倍率変化データから像倍率変化が大きいか否かを判定する処理である。合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値よりも大きい場合、S1422へ進む。また合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値以下の場合、S1423へ進む。
Next, focusing stop and restart determination processing when the process proceeds from S1406 to S1414 in FIG. 14 will be described.
In step S <b> 1414, the
In step S <b> 1420, the
S1422でカメラ制御部116はS1417で保持したTVAF評価値と、S1418で取得した最新のTVAF評価値を比較し、両者の差分量を算出することでTVAF評価値の変化量を求め、第1閾値th1よりも大きいか否かを判定する。TVAF評価値の変化量が第1閾値th1(所定値)よりも大きい場合、カメラ制御部116は被写体が変更されたと判断して、図14のS1408へ戻り、山登り駆動動作を行う。また、TVAF評価値の変化量が第1閾値以下の場合には、S1418へ戻る。
S1423でカメラ制御部116は、S1417で保持したTVAF評価値とS1418で取得した最新のTVAF評価値を比較し、両者の差分量を算出することでTVAF評価値の変化量を求め、第2閾値th2よりも大きいか否かを判定する。TVAF評価値の変化量が第2閾値th2(所定値)より大きい場合、カメラ制御部116は被写体が変更されたと判断して、図14のS1405へ戻り、微小駆動動作を行う。また、TVAF評価値の変化量が第2閾値以下の場合、S1418へ戻る。ここで、第1閾値および第2閾値は「th1>th2」の関係に設定されている。つまり、像倍率変化が大きい時には確実に被写体が変わった場合にのみ山登り駆動動作が行われるのに対し、像倍率変化が小さい時は少しでも被写体が変わった可能性がある場合に微小駆動動作が行われる。これにより像倍率変化が大きい時には、微小駆動を禁止するとともに再起動の頻度を減らすことができ、不用意にフォーカスレンズ105が動いて像倍率変化が目立つことがないようにすることができる。
In step S <b> 1422, the
In step S <b> 1423, the
次に、微小駆動動作について図16で説明する。
S1501で処理が開始し、S1502でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。S1503でカメラ制御部116は、加算方式による微小駆動を行う。なお、仕様によっては、減算方式による微小駆動を採用しても構わない。S1504ないし1508の処理は、図4のS507ないし511の処理とそれぞれ同様であり、よってそれらの説明を省略する。
第3実施形態によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、像倍率変化が大きい場合に微小駆動を禁止するとともに再起動の頻度を減らすことで、像倍率変化の影響が目立たないAF動作を実現できる。
Next, the minute driving operation will be described with reference to FIG.
In step S1501, the process starts, and in step S1502, the
According to the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, when the image magnification change is large, the minute drive is prohibited and the frequency of restart is reduced, so that the influence of the image magnification change is not noticeable. Operation can be realized.
105 フォーカスレンズ
106 撮像素子
112 フォーカス駆動部
114 TVAF信号処理部
115 レンズ制御部
116 カメラ制御部
117 レンズユニット
118 カメラユニット
DESCRIPTION OF
Claims (23)
撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段と、
前記フォーカスレンズを振動させるために、前記レンズ装置に振動中心、振動の振幅に対応する情報を送信する送信手段と、
前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段であって、所定の振幅で光軸方向に前記フォーカスレンズを振動させるウォブリング動作を制御指示可能なカメラ制御手段と、
前記レンズ装置から、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量に対応するデータを取得する取得手段とを備え、
前記カメラ制御手段は、前記ウォブリング動作により前記評価値が増加する第1の方向を判定し、判定した前記第1の方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる際、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が第2の変化量よりも大きく第1の変化量以下のときは第1のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させ、前記第2の変化量以下のときは第2のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させるように制御し、さらに、前記第1の変化量よりも大きいときは前記振動中心の移動を制限するように制御し、
前記第1のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と逆方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より小さくなり、前記第2のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と対応する方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より大きくなることを特徴とする撮像装置。 An imaging device capable of communicating with a lens device having a focus lens,
Signal processing means for generating an evaluation value for focus adjustment from an image pickup signal by the image pickup device;
Transmitting means for transmitting information corresponding to the vibration center and vibration amplitude to the lens device to vibrate the focus lens;
Camera control means for transmitting a drive command for moving the focus lens to a position corresponding to a focal point detected using the evaluation value to the lens device, wherein the focus lens has a predetermined amplitude in the optical axis direction. Camera control means capable of instructing control of a wobbling operation that vibrates,
Acquisition means for acquiring data corresponding to the amount of change in image magnification with respect to the amount of movement of the focus lens from the lens device;
The camera control unit determines a first direction in which the evaluation value increases due to the wobbling operation, and moves the focus lens vibration center in the determined first direction with respect to a movement amount of the focus lens. When the image magnification change amount is larger than the second change amount and less than or equal to the first change amount, the vibration center is moved in the first direction in the first mode, and when less than the second change amount. Control to move the vibration center in the first direction in the second mode, and further control to limit the movement of the vibration center when larger than the first change amount,
In the first mode, the amount of movement when the focus lens moves in the direction opposite to the first direction is smaller than the predetermined amplitude. In the second mode, the focus lens is moved to the first mode. An image pickup apparatus, wherein an amount of movement when moving in a direction corresponding to one direction is greater than the predetermined amplitude.
前記合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が前記閾値以下であると判定した場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる駆動制御を行うことを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 When the camera control unit determines that the image magnification change amount with respect to the movement amount of the focus lens in the vicinity of the in-focus point is larger than a threshold value, the camera control unit moves the focus lens without vibrating in the optical axis direction. The focus direction is detected from the change in the evaluation value, the drive direction of the focus lens is determined, and drive control is performed.
When it is determined that the image magnification change amount with respect to the movement amount of the focus lens in the vicinity of the in-focus point is equal to or less than the threshold value, the in-focus direction is determined from the change in the evaluation value when the focus lens is vibrated in the optical axis direction. 6. The image pickup apparatus according to claim 3, wherein a drive control is performed to move the vibration center of the focus lens in the detected in-focus direction.
前記撮像装置へ、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量に対応するデータを周期的に送信する送信手段と、
前記カメラ制御手段から前記フォーカスレンズの振動中心、振動の振幅に対応する情報を周期的に受信し、該受信した振動中心、振動の振幅に対応する情報に基づいて前記フォーカスレンズを振動させるレンズ制御手段とを備え、
前記カメラ制御手段が、前記ウォブリング動作により前記評価値が増加する第1の方向を判定し、判定した前記第1の方向に前記レンズ制御手段が前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる際、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が第2の変化量よりも大きく第1の変化量以下のときは第1のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させ、前記第2の変化量以下のときは第2のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させるように制御し、さらに、前記第1の変化量よりも大きいときは前記振動中心の移動を制限するように制御し、
前記第1のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と逆方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より小さくなり、前記第2のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と対応する方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より大きくなることを特徴とするレンズ装置。 Signal processing means for generating an evaluation value for focus adjustment from an image pickup signal from the image pickup device, and a drive command for moving the focus lens to a position corresponding to the in-focus point detected using the evaluation value are transmitted to the lens apparatus. A camera control unit that is capable of communicating with an imaging apparatus having a camera control unit capable of instructing control of a wobbling operation that vibrates the focus lens in a direction of an optical axis with a predetermined amplitude;
Transmission means for periodically transmitting data corresponding to an image magnification change amount with respect to a movement amount of the focus lens to the imaging device;
Lens control for periodically receiving information corresponding to the vibration center and vibration amplitude of the focus lens from the camera control means, and causing the focus lens to vibrate based on the received information corresponding to the vibration center and vibration amplitude Means and
When the camera control unit determines a first direction in which the evaluation value increases due to the wobbling operation, and the lens control unit moves the vibration center of the focus lens in the determined first direction, the focus control unit When the image magnification change amount with respect to the lens movement amount is larger than the second change amount and not more than the first change amount, the vibration center is moved in the first direction in the first mode, and the second change is performed. Control is made so that the vibration center is moved in the first direction in the second mode when the amount is less than the amount , and further, movement of the vibration center is restricted when the amount is larger than the first change amount. Control
In the first mode, the amount of movement when the focus lens moves in the direction opposite to the first direction is smaller than the predetermined amplitude. In the second mode, the focus lens is moved to the first mode. A lens apparatus, wherein a movement amount when moving in a direction corresponding to the direction of 1 is larger than the predetermined amplitude.
前記合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が前記閾値以下であると判定した場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる駆動制御を行うことを特徴とする請求項13から15のいずれか1項に記載のレンズ装置。 When the camera control unit determines that the image magnification change amount with respect to the movement amount of the focus lens in the vicinity of the in-focus point is larger than a threshold value, the camera control unit moves the focus lens without vibrating in the optical axis direction. The focus direction is detected from the change in the evaluation value, the drive direction of the focus lens is determined, and drive control is performed.
When it is determined that the image magnification change amount with respect to the movement amount of the focus lens in the vicinity of the in-focus point is equal to or less than the threshold value, the in-focus direction is determined from the change in the evaluation value when the focus lens is vibrated in the optical axis direction. The lens apparatus according to claim 13, wherein a drive control for moving the vibration center of the focus lens in the detected in-focus direction is performed.
前記撮像装置に設けた信号処理手段で撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する評価値生成ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段であって、所定の振幅で光軸方向に前記フォーカスレンズを振動させるウォブリング動作を制御指示可能なカメラ制御手段により、前記フォーカスレンズを振動させるために、前記レンズ装置に振動中心、振動の振幅に対応する情報を送信する送信ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記レンズ装置から、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量に対応するデータを取得する取得ステップと、
を有し、
前記カメラ制御ステップはさらに、前記ウォブリング動作により前記評価値が増加する第1の方向を判定するステップと、判定した前記第1の方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる際、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が第2の変化量よりも大きく第1の変化量以下のときは第1のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させ、前記第2の変化量以下のときは第2のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させるように制御し、さらに、前記第1の変化量よりも大きいときは前記振動中心の移動を制限するように制御するステップを有し、
前記第1のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と逆方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より小さくなり、前記第2のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と対応する方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より大きくなることを特徴とする撮像装置の制御方法。 A control method executed by an imaging device capable of communicating with a lens device including a focus lens,
An evaluation value generating step of generating an evaluation value for focus adjustment from an image pickup signal by an image pickup device by a signal processing means provided in the image pickup apparatus;
Camera control means provided in the imaging device, wherein the lens is used to vibrate the focus lens by camera control means capable of instructing control of a wobbling operation for vibrating the focus lens in the optical axis direction with a predetermined amplitude. A transmission step of transmitting information corresponding to the vibration center and vibration amplitude to the device;
A camera control step of transmitting, to the lens apparatus, a drive command for moving the focus lens to a position corresponding to a focal point detected using the evaluation value by a camera control unit provided in the imaging apparatus;
An acquisition step of acquiring data corresponding to an image magnification change amount with respect to a movement amount of the focus lens from the lens device by a camera control unit provided in the imaging device;
Have
The camera control step further includes a step of determining a first direction in which the evaluation value increases due to the wobbling operation, and when moving the vibration center of the focus lens in the determined first direction, When the amount of change in image magnification relative to the amount of movement is greater than the second amount of change and less than or equal to the first amount of change, the vibration center is moved in the first direction in the first mode and less than or equal to the second amount of change. In this case, control is performed to move the vibration center in the first direction in the second mode, and further control is performed to limit the movement of the vibration center when the change is larger than the first change amount. Has steps,
In the first mode, the amount of movement when the focus lens moves in the direction opposite to the first direction is smaller than the predetermined amplitude. In the second mode, the focus lens is moved to the first mode. A method for controlling an imaging apparatus, characterized in that a movement amount when moving in a direction corresponding to a direction of 1 is larger than the predetermined amplitude.
前記撮像装置に設けた信号処理手段で撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記フォーカスレンズを振動させるために、前記レンズ装置に振動中心、振動の振幅に対応する情報を送信する送信ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得する取得ステップと、
を有し、
前記カメラ制御ステップはさらに、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得する取得ステップと、
前記像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズを振動させるための振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍でのフォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにて前記振動振幅に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定された場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させることなく移動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出して当該フォーカスレンズの駆動方向を決定して駆動制御を行うステップと、
前記判定ステップにて前記振動振幅に対する像倍率変化量が閾値以下であると判定された場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる駆動制御を行うステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 A control method executed by an imaging device capable of communicating with a lens device including a focus lens,
A signal processing step of generating an evaluation value for focus adjustment from an image pickup signal by an image pickup device by a signal processing unit provided in the image pickup apparatus;
A transmission step of transmitting information corresponding to the vibration center and vibration amplitude to the lens device in order to vibrate the focus lens by the camera control means provided in the imaging device;
A camera control step of transmitting, to the lens apparatus, a drive command for moving the focus lens to a position corresponding to a focal point detected using the evaluation value by a camera control unit provided in the imaging apparatus;
An acquisition step of acquiring data indicating an image magnification change amount from the lens device by a camera control unit provided in the imaging device;
Have
The camera control step further includes an acquisition step of acquiring data indicating an image magnification change amount from the lens device;
Whether the image magnification change amount with respect to the focus lens movement amount in the vicinity of the in-focus point is larger than a threshold value using the data indicating the image magnification change amount, the vibration amplitude for vibrating the focus lens, and the center movement amount. A determination step for determining;
If it is determined in the determination step that the image magnification change amount with respect to the vibration amplitude is larger than a threshold value, the focus direction is determined from the change in the evaluation value when the focus lens is moved without vibrating in the optical axis direction. Detecting and determining the drive direction of the focus lens to perform drive control;
When it is determined in the determination step that the image magnification change amount with respect to the vibration amplitude is equal to or less than a threshold value, the in-focus direction is detected from the change in the evaluation value when the focus lens is vibrated in the optical axis direction. A control method for an image pickup apparatus, comprising a step of performing drive control for moving the vibration center of the focus lens in the detected in-focus direction.
前記レンズ装置に設けられた送信手段により、前記カメラ制御手段へ、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量に対応するデータを周期的に送信する送信ステップと、
前記レンズ装置に設けられたレンズ制御手段により、前記カメラ制御手段から前記フォーカスレンズの振動中心、振動の振幅に対応する情報を周期的に受信し、該受信した振動中心、振動の振幅に対応する情報に基づいて前記フォーカスレンズを振動させるレンズ制御ステップと、
を有し、
前記レンズ制御ステップでは、前記カメラ制御手段が、前記ウォブリング動作により前記評価値が増加する第1の方向を判定し、判定した前記第1の方向に前記レンズ制御手段が前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる際、前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が第2の変化量よりも大きく第1の変化量以下のときは第1のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させ、前記第2の変化量以下のときは第2のモードで前記第1の方向へ前記振動中心を移動させるように制御し、さらに、前記第1の変化量よりも大きいときは前記振動中心の移動を制限するように制御するステップを有し、
前記第1のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と逆方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より小さくなり、前記第2のモードにおいては、前記フォーカスレンズが前記第1の方向と対応する方向に移動する際の移動量が前記所定の振幅より大きくなることを特徴とするレンズ装置の制御方法。 Signal processing means for generating an evaluation value for focus adjustment from an image pickup signal from the image pickup device, and a drive command for moving the focus lens to a position corresponding to the in-focus point detected using the evaluation value are transmitted to the lens apparatus. A camera control means, comprising: a camera control means capable of instructing control of a wobbling operation that vibrates the focus lens in a direction of an optical axis with a predetermined amplitude.
A transmission step of periodically transmitting data corresponding to an image magnification change amount with respect to a movement amount of the focus lens to the camera control unit by a transmission unit provided in the lens apparatus;
The lens control means provided in the lens apparatus periodically receives information corresponding to the vibration center and vibration amplitude of the focus lens from the camera control means, and corresponds to the received vibration center and vibration amplitude. A lens control step of vibrating the focus lens based on the information;
Have
In the lens control step, the camera control means determines a first direction in which the evaluation value increases due to the wobbling operation, and the lens control means determines the vibration center of the focus lens in the determined first direction. When moving, if the amount of change in image magnification relative to the amount of movement of the focus lens is greater than the second change amount and less than or equal to the first change amount, the vibration center is moved in the first direction in the first mode. The vibration center is controlled to move in the first direction in the second mode when the change amount is less than or equal to the second change amount , and when the change amount is greater than the first change amount, the vibration center is controlled. Having a step of controlling to limit movement;
In the first mode, the amount of movement when the focus lens moves in the direction opposite to the first direction is smaller than the predetermined amplitude. In the second mode, the focus lens is moved to the first mode. A method of controlling a lens device, wherein a movement amount when moving in a direction corresponding to a direction of 1 is larger than the predetermined amplitude.
An imaging system comprising the imaging device according to claim 1 and the lens device according to claim 9.
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