JP2004309867A - Automatic focusing device for camera - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の技術分野】
本発明は、複数方式で焦点調節が可能なカメラの自動焦点調節装置に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】
従来、電子カメラの自動焦点調節装置における焦点検出方法として、アクティブ三角測距方式とパッシブ方式が知られている。さらにパッシブ方式として、位相差方式、コントラスト方式が知られている。
アクティブ三角測距方式は、例えば赤外線を被写体に対して照射し、その反射光線をPSD等の位置検出素子で受光して受光位置を検出することにより、三角測量の原理で測距を行うものである。この方式は、測距時間が短く、被写体の距離が直接求まるので焦点調節レンズを合焦位置まで一気に繰り出すことが可能なため、焦点調節処理時間が短くて済む。しかしアクティブ三角測距方式は測距精度が低く、また、赤外線の照射面積が小さく、照射方向が決まっているので焦点検出エリアが限定され、しかもいわゆる中抜けを生じやすい。
【0003】
撮影光学系を透過した被写体像を利用する位相差方式は、撮影光学系を通り、所定の焦点検出エリア内に被写体像を形成した被写体光束をいわゆる瞳分割方式により二分割して一対の被写体像をラインセンサ上に投影し、投影された一対の被写体像の位相差を検出してデフォーカス量を求める。そうして、デフォーカス量の絶対値が最小になるように焦点調節レンズを移動させる。この位相差方式は、焦点検出可能な被写体距離範囲が広い。しかし、焦点検出可能な焦点検出エリアが狭く、限定され、予め設定された焦点検出エリア内に対してしか焦点検出ができない。
【0004】
電子カメラにおいて撮像したビデオ信号を利用するコントラスト方式は、同一距離の被写体に対しては、合焦状態におけるビデオ信号の高周波成分が最も多くなるという性質を利用したものである。すなわちこのコントラスト方式は、焦点調節レンズを少しずつ移動させて撮像したビデオ信号の高周波成分を検出し、この高周波成分が最大になるように焦点調節レンズの位置を定めるものであり高精度な合焦が可能である。しかし、焦点調節レンズを少しずつ移動させて撮像しながらコントラストを検出するため、ピーク(合焦点)を決定するのに比較的時間を要し、特に焦点調節レンズが合焦位置から遠い位置にある場合はさらに長時間を要する。
【0005】
そこで、三角測距方式とコントラスト方式を搭載した自動焦点調節装置(特許文献1、特許文献2)と、位相差方式とコントラスト方式を搭載した自動焦点調節装置(特許文献3)が提案されている。
前者の自動焦点調節装置は、先ず三角測距方式で測距して焦点調節レンズを合焦位置に移動させる。その後、この合焦位置を基準にして、コントラスト方式によりコントラストのピークをサーチして、ピーク位置を正確な合焦位置と設定してその正確な合焦位置に移動させる。
後者の自動焦点調節装置は、先ず位相差方式で焦点検出して焦点調節レンズを合焦位置に移動し、その後この位置を基準にして、コントラスト方式によりコントラストのピークを焦点調節レンズをステップ駆動して検出する構成である。
しかしこれらの自動焦点調節装置は、使用者がシャッターチャンスを逃すまいとレリーズボタンを全押ししても、二種類の方式で順番に焦点調節処理するので、焦点調節処理が終了するまでのAFタイムラグが長くなってしまい、シャッタチャンスを逃してしまうことがあった。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−210042号公報
【特許文献2】
特開2001−141984号公報
【特許文献3】
特開平7−43605号公報
【0007】
【発明の目的】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので、撮影状況に応じて焦点検出方式が切り替わる自動焦点調節装置を提供することを目的とする。
【0008】
【発明の概要】
この目的を達成する本発明は、撮影光学系の合焦レンズ位置を異なる方式で検出する複数の焦点検出手段と、前記焦点調節レンズを移動させるレンズ駆動手段と、前記いずれかの焦点検出手段が検出した合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを前記レンズ駆動手段を介して移動させる制御手段と、前記制御手段に各焦点検出手段およびレンズ駆動手段を作動させる第1のスイッチ手段および撮影処理を実行させる第2のスイッチ手段とを備え、前記制御手段は、前記第1のスイッチ手段がオンしたときは、前記一の焦点検出手段を作動させて第一の合焦レンズ位置を検出し、該検出した第一の合焦レンズ位置を基準にして前記他の焦点検出手段を作動させて他の合焦レンズ位置を検出し、該他の合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させ、前記第1のスイッチ手段がオンした後、前記二の焦点検出手段の動作が終了する前であって、所定時間経過前に前記第2のスイッチ手段がオンしたときは、前記一の焦点検出手段が検出した第一の合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させること、に特徴を有する。
この構成によれば、第1のスイッチ手段がオンされてから第2のスイッチ手段が所定時間内にオンされないときは、複数の焦点検出手段が作動して合焦レンズ位置を検出するので、正確に合焦させることが可能になる。さらに、第1のスイッチ手段がオンされてから所定時間経過前に第2のスイッチ手段がオンされると、一の焦点検出手段の検出結果に基づいて合焦処理するので、短時間に合焦させることが可能になる。
前記一の焦点検出手段は処理時間が短いものが好ましく、例えば、被写体光束を受光して焦点検出し、合焦状態となる第一の合焦レンズ位置をパッシブ合焦レンズ位置として検出するパッシブ焦点検出手段とする。前記第二の焦点検出手段は、好ましくは、多少処理時間は長くても精度の高いものが好ましく、例えば、前記撮影光学系によって形成された被写体像のコントラストがピークとなる焦点調節レンズ位置を前記レンズ駆動手段を介して前記焦点調節レンズを移動させながら検出して前記他の合焦レンズ位置をコントラスト合焦レンズ位置とするコントラスト焦点検出手段とする。
【0009】
本発明は、好ましくは、被写体光束を受光して焦点検出し、合焦状態となる焦点調節レンズ位置をパッシブ合焦レンズ位置として検出するパッシブ焦点検出手段と、撮影光学系によって形成された被写体像のコントラストがピークとなる焦点調節レンズ位置を検出してコントラスト合焦レンズ位置とするコントラスト焦点検出手段と、前記撮影光学系の焦点調節レンズを移動させるレンズ駆動手段と、前記いずれかの焦点検出手段が検出した合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを前記レンズ駆動手段を介して移動させる制御手段と、前記制御手段に各焦点検出手段およびレンズ駆動手段を作動させる第1のスイッチ手段および撮影処理を実行させる第2のスイッチ手段を備え、前記制御手段は、前記第1のスイッチ手段がオンしたときは、前記パッシブ焦点検出手段を作動させてパッシブ合焦レンズ位置を検出し、該検出したパッシブ合焦レンズ位置を基準にして前記コントラスト焦点検出手段を作動させてコントラスト合焦レンズ位置を検出し、該コントラスト合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させ、前記第1のスイッチ手段がオンした後、前記コントラスト検出手段の動作が終了する前であって、所定時間経過前に前記第2のスイッチ手段がオンしたときは、前記パッシブ焦点検出手段が検出したパッシブ合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させる構成にする。
この構成によれば、第1の操作手段および第2の操作手段が連続的にオンしたときは、パッシブ処理で得られたパッシブ合焦レンズ位置まで焦点調節レンズを移動させて合焦処理を終了するので、第2の操作手段がオンしてから合焦処理が終了するまでの時間が短くなる。しかも、第1の操作手段がオンしてから第2の操作手段がオンするまでの時間が所定時間よりも長い場合は、コントラスト焦点検出手段によって得たコントラスト合焦レンズ位置まで焦点調節レンズを移動させるので、精度の高い合焦処理が可能になる。
【0010】
前記制御手段は、前記第1のスイッチ手段がオンした後、前記コントラスト検出手段の作動中であっても、所定時間経過前に前記第2のスイッチ手段がオンしたときは、前記パッシブ焦点検出手段が検出したパッシブ合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させる。
前記制御手段は、前記第1のスイッチ手段がオンした後、所定時間経過前に前記第2のスイッチ手段がオンしたときに、前記パッシブ検出手段によって有効なパッシブ合焦レンズ位置が得られなかった場合は、前記コントラスト検出手段によってコントラスト合焦レンズ位置を検出してから該コントラスト合焦レンズ位置に焦点調節レンズを移動させる。
実際的には、前記第1のスイッチ手段および第2のスイッチ手段は、カメラのレリーズボタンの半押しおよび全押しでオンするスイッチで構成する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を説明する。図1は、本発明を適用した実施形態として、レンズシャッタ式電子カメラの自動焦点調節装置の回路構成を示している。
この電子カメラは、撮影レンズ11によって形成された被写体像を受光し、被写体像を電気的な画像信号に変換する撮像素子としてのCCD21と、信号処理手段として、CCD21が出力した画像信号を処理するAFE(Analog front end)22、DSP(Digital Signal Processor)23、画像メモリ24およびCPU25を備えている。CPU25には、図示しないカメラボディに装着されたレリーズボタンに連動する測光スイッチSWSおよびレリーズスイッチSWRが接続されている。レリーズボタンが半押しされると測光スイッチSWSがオンし、レリーズボタンが全押しされると、測光スイッチSWSはオン状態を維持してレリーズスイッチSWRがオンする。なお、符号SWMは電源スイッチであって、電源スイッチSWMがオンするとCPU25が起動して、自動焦点処理、撮像処理等、カメラ動作可能な状態になる。
【0012】
撮影レンズ11は焦点調節レンズ12およびレンズシャッタユニット13を備えている。焦点調節レンズ12は光軸に沿って移動自在に形成され、CPU25により焦点調節レンズ用アクチュエータ26を介して移動制御される。レンズシャッタユニット13はシャッタおよび絞りを兼用していて、CPU25により、レンズシャッタ用アクチュエータ27を介してシャッタおよび絞り駆動制御される。
【0013】
CCD21が出力した画像信号は、AFE22で増幅され、サンプリングおよびホールド処理され、A/D変換器によって画素単位でデジタル画像信号に変換されて、DSP23に出力される。DSP23は、入力したデジタル画像信号に、ホワイトバランス調整、ブランキング、クランプ、ガンマ補正などの信号処理を施し、処理後のデジタル画像信号を画像メモリ24に書き込む。なお、通常、この画像メモリ24はキャッシュメモリであり、さらに画像メモリとして図示しない不揮発性メモリカードが着脱可能に形成されている。
【0014】
DSP23は、図示しないが、ハイパスフィルタ、全波検波回路および積分回路として機能するデジタルフィルタを内蔵している。デジタルフィルタは、入力したデジタル画像信号の高周波成分を抽出する。そして、この高周波成分を抽出するとともに、この高周波成分の信号の正及び負の成分を同一方向に揃えて検波し、積分する。この積分した検波信号をコントラストデータとしてCPU25に出力する。
【0015】
CPU25は、焦点調節レンズ12をステップ駆動しながらコントラストデータを入力し、コントラストのピークをサーチする。そうして、ピークが得られた焦点調節レンズ12の位置をコントラスト合焦レンズ位置(他の合焦レンズ位置)と決定して、そのレンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させる。このコントラスト方式による焦点調節レンズ12の移動軌跡を、図2(B)に示した。この場合、撮影レンズ11、CCD21、AFE22、DSP23、CPU25、焦点調節レンズ用アクチュエータ26および焦点調節レンズ12がコントラスト検出手段(他の焦点検出手段)を構成し、機能している。
【0016】
さらにこの電子カメラは、一の焦点検出手段、パッシブ焦点検出手段として、パッシブ焦点検出装置31を備えている。このパッシブ焦点検出装置31は公知の位相差方式のAFモジュールであって、詳細は図示しないが、結像レンズ(パンフォーカス)、セパレータレンズおよびラインセンサを備えて、結像レンズを透過し、セパレータレンズで瞳分割された一対の被写体光束が、ラインセンサ上に一対の被写体像を形成する。ラインセンサは、一対の被写体像を電気的な画像信号に変換してCPU25に出力する。
CPU25は、一対の被写体像の位相差(間隔)を演算し、位相差から被写体までの距離を演算し、さらにその距離の被写体に合焦する焦点調節レンズ12の位置(一の合焦レンズ位置)を演算する。そうして、その位置に焦点調節レンズ12を移動させる(図2(A)参照)。
【0017】
図2(A)、(B)に、レンズ位置とコントラストとの関係を曲線で示し、パッシブAFによって得たパッシブ合焦レンズ位置を白抜き丸で示し、コントラストAFによって得たコントラスト合焦レンズ位置を黒丸で示した。通常、正確な合焦位置においてコントラストが最も高くなるので、コントラスト合焦レンズ位置の方が精度が高く、パッシブ合焦レンズ位置は正確な合焦位置から少しずれている。
【0018】
そこで本実施形態では、測光スイッチSWSオン後、レリーズスイッチSWRがオンするタイミングによって、パッシブAF結果とコントラストAF処理、結果を使い分けることにより、AF精度の高さと、AFタイムラグの短さを両立させている。測光スイッチSWSおよびレリーズスイッチSWRがオンされるタイミングとAF処理動作との関係を、図3(A)を参照して説明する。
【0019】
(1)測光スイッチSWSがオンした後、パッシブAF処理開始からレンズ位置を決定するまでに要する時間(パッシブAF処理時間T)経過前にレリーズスイッチSWRがオンした場合(図3(A)の(1))
パッシブAFによって合焦位置を決定し、このパッシブAF合焦レンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させて合焦制御処理を終了する。 ここでパッシブAF処理時間Tは、例えば、標準的な室内でパッシブ測距装置31により人物に対してパッシブ合焦レンズ位置を求めるまで(焦点調節レンズ12の起動直前)に要する時間。
【0020】
(2)測光スイッチSWSがオンした後、コントラストAF処理開始後、所定時間t経過前にレリーズスイッチSWRがオンした場合(図3(A)の(2))先ずパッシブ位相差検出方式によってパッシブAF合焦レンズ位置を決定し、この合焦レンズ位置より所定量遠距離側の位置をコントラストAF開始位置と決定し、このコントラストAF開始位置に焦点調節レンズ12を移動させる。
このコントラストAF開始位置から至近側に焦点調節レンズ12をステップ移動させてコントラストのピークをサーチするコントラストAF処理を開始する。このサーチ処理中であって、所定時間t経過前にレリーズスイッチSWRがオンすると、コントラストAF処理を中止し、パッシブAF合焦レンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させて、合焦制御処理を終了する。
【0021】
(3)測光スイッチSWSがオンした後、コントラストAF処理開始後、測光スイッチSWSがオンしてから所定時間t経過後にレリーズスイッチSWRがオンした場合(図3(A)の(3))
先ず条件(2)と同様に、パッシブ位相差検出方式によってパッシブAF合焦レンズ位置を決定し、この合焦レンズ位置より所定量遠距離側の位置をコントラストAF開始位置と決定し、このコントラストAF開始位置に焦点調節レンズ12を移動させる。
このコントラストAF開始位置から至近側に焦点調節レンズ12をステップ移動させてコントラストのピークをサーチするコントラストAF処理を開始する。ピークを検出したら、そのピークが得られたレンズ位置をコントラストAF合焦レンズ位置としてこのレンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させて、合焦制御処理を終了する。
【0022】
以上の通りこの実施形態では、測光スイッチSWSおよびレリーズスイッチSWRが連続的にオンした場合、つまりレリーズボタンが一気に押し込まれた場合は、パッシブAF処理によってのみ合焦位置を得て、そのパッシブAF合焦レンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させて合焦制御処理を終了するので、短時間で合焦制御処理が終了し、露光を開始させることができる。
【0023】
なお、この条件(1)、(2)において、有効なパッシブAF合焦レンズ位置が得られなかった場合は、本実施形態ではコントラストAF処理を継続させてピークを検出し、そのピークが得られたレンズ位置をコントラストAF合焦レンズ位置としてこのレンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させて、合焦制御処理を終了する。この処理により、コントラストAF処理による合焦状態での撮影が可能になる。
【0024】
一方、測光スイッチSWSのみのオンが継続している場合、つまりレリーズボタンが半押しされているときは、パッシブAF処理によって短時間でコントラストAF開始位置を求め、このコントラストAF開始位置からコントラストサーチを開始してコントラストピーク位置を求めてその位置に焦点調節レンズ12を移動させるので、精度の高い合焦処理を可能にしている。
【0025】
この実施形態では、所定時間tを、パッシブAF処理によって焦点調節レンズ12をパッシブAF合焦レンズ位置まで移動終了するのに要する時間と一致させているが、この時間は、被写体輝度、被写体までの距離によって変動するものでもあり、所定時間tはこの時間に限定されない。所定時間tは例えば、標準的な室内でパッシブ測距装置31により人物に対してパッシブ合焦レンズ位置を求め、そのレンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させるのに要する時間を実測して設定できる。
【0026】
図3(B)には、パッシブAF処理時間Tが所定時間tよりも長い場合のレリーズボタンとAF処理との関係を示している。例えば、暗い室内、夜間撮影などの場合が該当する。
この実施形態では、所定時間t経過する前にレリーズボタンが全押し、つまりレリーズスイッチSWRがオンしたときは、パッシブAF処理で求めたパッシブAF合焦レンズ位置まで焦点調節レンズ12を移動し(I)、所定時間t経過後にレリーズスイッチSWRがオンしたときは、コントラストAF処理を最後まで実行して求めたコントラストAF合焦レンズ位置まで焦点調節レンズ12を移動させて合焦処理を終了させる(II、III)。
【0027】
この電子カメラのパッシブ測距による焦点調節動作およびコントラスト検出による焦点調節動作について、さらに図4〜図7を参照して説明する。図4は電源スイッチSWMがONしたときに入るメイン処理に関するフローチャートである。この実施例は、測光スイッチSWSがオンした後、合焦制御処理が終了すると、測光スイッチSWSがオンしている間はその合焦状態を維持するいわゆるAFロックモードである。またこのフローチャートには、本発明の要旨に関する処理のみ記載してある。
【0028】
電源スイッチSWMがオンすると、先ずハードおよびソフトについて初期化処理をし(S11)、電源スイッチSWMがオンしていることを条件に、測光スイッチSWSのチェック処理以下のループ処理を繰り返す(S13;YES、S15〜S21、S13)。電源スイッチSWMがオフしたときは、電源オフ処理を実行して処理を終了する(S13;NO、S23)。
【0029】
電源スイッチSWMがオンしている間は、以下のループ処理を繰り返す。先ず、測光スイッチSWSの状態をチェックしてオフからオンに変化するのを待つ(S15)。測光スイッチSWSがオフからオンすると(S15;YES)、合焦制御処理を実行して焦点調節レンズ12を合焦位置まで移動させ(S17)。レリーズスイッチSWRがオンしたかどうかをチェックする(S19)。レリーズスイッチSWRがオンしていれば撮像処理を実行してS13に戻り(S19;YES、S21、S13)、レリーズスイッチSWRがオンしていなければそのままS13に戻る(S19;NO、S13)。
測光スイッチSWSがオフからオンしていない場合は、合焦制御処理をスキップしてレリーズスイッチSWRのチェック処理に飛ぶ(S15;NO、S19)。
【0030】
次に、レリーズボタンが半押しされて測光スイッチSWSがオフからオンになったときにS17で実行される合焦制御処理について、さらに図5に示したフローチャートを参照して説明する。
【0031】
CPU25は、先ず、フラグf_p_or_conに“0”をセットする(S31)。このフラグf_p_or_conは、測光スイッチSWSオン後、所定時間t内にレリーズスイッチSWRオンによる割込みがあったか否かを識別するフラグであって、割込みが無い場合は“0”、割込みがあった場合は“1”がセットされる。なお、レリーズスイッチSWRオンによる割込みは優先度が高いハード割り込みである。
【0032】
続いて、レリーズタイマをスタートさせ(S33)、パッシブAF処理を実行して被写体の距離を求め、焦点調節レンズ12の位置(パッシブAF合焦レンズ位置)を演算する(S35)。そうして、パッシブAF処理で有効測距値が得られ、かつフラグf_p_or_conが“1”であるかどうかをチェックする(S37)。
【0033】
有効測距値が得られ、かつフラグf_p_or_conが“1”の場合は、パッシブ結果によるレンズ繰出し処理、つまり、パッシブAF処理で得られたパッシブAF合焦レンズ位置まで焦点調節レンズ12を移動させる(S37;YES、S43)。ここでフラグf_p_or_conが“1”の場合は、所定時間t経過前にレリーズスイッチSWRオンによる割込みがあった場合、つまり条件(1)の場合が該当する。
このように、レリーズボタンが一気に押し込まれ、パッシブAFによって有効測距値(パッシブAF合焦レンズ位置)が得られた場合は、パッシブAF処理で得られたパッシブAF合焦レンズ位置まで焦点調節レンズ12を移動させて合焦処理を終了するので、AFタイムラグが短くなる。
【0034】
有効測距値が得られなかった場合、またはフラグf_p_or_conが“1”でなかった場合は(S37;NO)、レンズ繰出し処理を実行し(S39)、コントラストAF処理を実行してコントラストAF処理で検出したコントラストAF合焦レンズ位置まで焦点調節レンズ12を移動させて(S41)リターンする。
【0035】
S37においてフラグf_p_or_conが“1”でなかった場合とは、例えば、所定時間t経過前にレリーズスイッチSWRオンによる割込みがなかった場合であって、条件(2)または条件(3)が該当する。この場合はレンズ繰出し処理(S39)において、パッシブAF処理で得たパッシブAF合焦レンズ位置から所定量無限遠側のコントラストAF開始位置に焦点調節レンズ12を移動させる。
【0036】
S37において有効測距値が得られなかった場合とは、例えば被写体が低コントラストであった場合、繰り返し模様であった場合等、位相差検出できなかった場合、または無効な位相差、被写体の距離を検出した場合である。この場合はレンズ繰出し処理(S39)において、焦点調節レンズ12を初期位置(無限遠合焦位置)に移動させる。S37において有効測距値が得られなかった場合は、レリーズスイッチSWRの割込みタイミングにかかわらずコントラストAF処理を実行するので、精度の高い合焦処理が可能になる。
【0037】
S41で実行するコントラストAF処理について、さらに図6を参照して説明する。この処理に入るときは、S41の処理により、焦点調節レンズ12はコントラストAF開始位置、または無限遠合焦位置に移動している。この処理に入ると、CCD21を駆動して撮像し、DSP23からコントラストデータを入力するとともに、焦点調節レンズ12の位置を記憶する(S51)。次に、有効測距値が得られていて、かつフラグf_p_or_conが“1”であるかどうかをチェックする(S53)。
【0038】
有効測距値が得られ、かつフラグf_p_or_conが“1”の場合は、パッシブ結果によるレンズ繰出し処理、つまり、パッシブAF処理で得られたレンズ位置まで焦点調節レンズ12を移動させる(S53;YES、S61)。ここでフラグf_p_or_conが“1”の場合は、パッシブAF処理後、所定時間t経過前にレリーズスイッチSWRオンによる割込みがあった場合で、条件(2)が該当する。
【0039】
有効測距値が得られないか、フラグf_p_or_conが“1”でない場合は(S53;NO)、最大のコントラスト量が得られたかどうかをチェックする(S55)。最大のコントラスト量が得られていない場合は焦点調節レンズ12を1ステップ分移動させてS51に戻る(S55;NO、S57、S51)。以上のS51〜57のループ処理を、コントラストのピークが得られるまで、またはフラグf_p_or_conが“1”になるまで繰り返す。ここで、フラグf_p_or_conが“1”でない場合は、所定時間t経過前にレリーズスイッチSWRオンによる割込みがない場合であって、条件(3)が該当する。
最大のコントラスト量が得られたときは、最大のコントラスト量(コントラストのピーク)が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ12を移動させてリターンする(S55;YES、S59、RETURN)。
【0040】
また、本実施形態では、S33〜S39、S51〜S57の間にレリーズスイッチSWRオンによる割込みを許可している。この割り込み処理を、図7に示したフローチャートを参照して説明する。
レリーズスイッチSWRによる割込みが入ると、まずレリーズタイマが所定時間t未満であるかどうかをチェックする(S71)。未満であれば、フラグf_p_or_conに“1”をセットしてリターンする(S71;YES、S73)。未満でなければ、フラグf_p_or_conに“0”をセットしてリターンする(S71;NO、S75)。
【0041】
【発明の効果】
以上の通り本発明によれば、第1のスイッチをオンし、その後第2のスイッチをオンする場合は、先ず、短時間で合焦処理できるパッシブ位相差方式により決定した合焦レンズ位置に基づいてコントラスト方式により精密な合焦レンズ位置を決定してその合焦レンズ位置に焦点調節レンズを移動させるので、精度の高い合焦処理が可能になり、第1のスイッチおよび第2のスイッチを続けてオンしたときは、短時間で終了するパッシブ位相差方式により決定した合焦レンズ位置に焦点調節レンズ位置を移動させるので、AFタイムラグが短くなり、シャッタチャンスを逃すことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態であるレンズシャッタ式電子カメラの自動焦点調節装置の回路構成をブロックで示す図である。
【図2】同電子カメラにおいて、パッシブAF結果による合焦位置とコントラストとの関係をグラフで示した図である。
【図3】同電子カメラにおいて、コントラストAFによるレンズ移動軌跡と合焦位置との関係をグラフで示した図である。
【図4】同電子カメラのメイン処理の要部をフローチャートで示す図である。
【図5】同メイン処理における合焦制御処理をフローチャートで示す図である。
【図6】同合焦制御処理におけるコントラストAF処理をフローチャートで示す図である。
【図7】同合焦制御処理、コントラストAF処理におけるレリーズスイッチオンによる割り込み処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
11 撮影レンズ
12 焦点調節レンズ
13 レンズシャッタユニット
21 CCD
22 AFE
23 DSP
24 画像メモリ
25 CPU
26 焦点調節レンズ用アクチュエータ
27 レンズシャッタ用アクチュエータ
31 パッシブ焦点検出装置
f_p_or_con フラグ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic focus adjustment device for a camera capable of performing focus adjustment by a plurality of methods.
[0002]
[Prior art and its problems]
2. Description of the Related Art Conventionally, an active triangulation method and a passive method are known as focus detection methods in an automatic focus adjustment device of an electronic camera. Further, a phase difference method and a contrast method are known as passive methods.
The active triangulation method measures the distance based on the principle of triangulation by, for example, irradiating an infrared ray to a subject and receiving the reflected light beam with a position detecting element such as a PSD to detect a light receiving position. is there. In this method, since the distance measurement time is short and the distance to the subject is directly obtained, the focus adjustment lens can be extended to the in-focus position at a stretch, so that the focus adjustment processing time is short. However, the active triangulation method has a low ranging accuracy, a small irradiation area of infrared rays, and a fixed irradiation direction, so that a focus detection area is limited, and so-called hollow holes are easily generated.
[0003]
The phase difference method that uses a subject image transmitted through a photographing optical system is a method in which a subject light beam that passes through a photographing optical system and forms a subject image in a predetermined focus detection area is divided into two by a so-called pupil division method to form a pair of subject images. Is projected onto a line sensor, and the phase difference between the pair of projected subject images is detected to determine the defocus amount. Then, the focusing lens is moved so that the absolute value of the defocus amount becomes minimum. This phase difference method has a wide subject distance range in which focus detection is possible. However, the focus detection area in which focus detection is possible is narrow and limited, and focus detection can be performed only in a preset focus detection area.
[0004]
The contrast method using a video signal captured by an electronic camera utilizes the property that the high-frequency component of the video signal in a focused state is the largest for subjects at the same distance. That is, the contrast method detects the high-frequency component of a video signal captured by moving the focusing lens little by little, and determines the position of the focusing lens so that the high-frequency component is maximized. Is possible. However, since contrast is detected while moving the focus adjustment lens little by little while imaging, it takes a relatively long time to determine the peak (focus point), and especially the focus adjustment lens is located far from the in-focus position. In that case, it takes more time.
[0005]
Therefore, an automatic focus adjustment device equipped with a triangulation method and a contrast method (
In the former automatic focus adjustment device, first, the distance is measured by a triangular distance measurement method, and the focus adjustment lens is moved to a focus position. Thereafter, a contrast peak is searched for by the contrast method based on the in-focus position, the peak position is set as an accurate in-focus position, and the peak is moved to the accurate in-focus position.
The latter automatic focus adjustment device first detects the focus by the phase difference method, moves the focus adjustment lens to the in-focus position, and then, based on this position, drives the focus adjustment lens stepwise to the contrast peak by the contrast method. This is a configuration for detecting by detecting.
However, these automatic focus adjustment devices perform focus adjustment processing sequentially in two types even if the user fully presses the release button to avoid missing a photo opportunity, so the AF time lag until the focus adjustment processing is completed. Was too long to miss a photo opportunity.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-210042 [Patent Document 2]
JP 2001-141984 A [Patent Document 3]
JP-A-7-43605
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-described conventional technology, and has as its object to provide an automatic focus adjustment device in which a focus detection method is switched according to a shooting situation.
[0008]
Summary of the Invention
In order to achieve this object, the present invention includes a plurality of focus detecting means for detecting a focusing lens position of a photographing optical system by different methods, a lens driving means for moving the focusing lens, and any one of the focus detecting means. A control means for moving the focus adjusting lens to the detected focus lens position via the lens driving means; a first switch means for operating the focus detection means and the lens driving means; And second control means for operating the one focus detection means to detect a first focus lens position when the first switch means is turned on. The other focus detecting means is operated to detect another focus lens position based on the obtained first focus lens position, and the focus adjustment lens is moved to the other focus lens position. When the second switch is turned on before the operation of the second focus detector is completed after the first switch is turned on and before a predetermined time has elapsed, the one focus detection is performed. Moving the focusing lens to the first focusing lens position detected by the means.
According to this configuration, when the second switch is not turned on within a predetermined time after the first switch is turned on, a plurality of focus detecting means operate to detect the in-focus lens position. Can be focused. Further, if the second switch is turned on before a predetermined time elapses after the first switch is turned on, the focusing process is performed based on the detection result of one focus detecting means, so that the focusing is performed in a short time. It becomes possible to do.
The one focus detecting means preferably has a short processing time. For example, a passive focus which receives a light beam of a subject, detects a focus, and detects a first focus lens position where a focus state is achieved as a passive focus lens position. Detecting means. Preferably, the second focus detection means preferably has high accuracy even if the processing time is somewhat longer, for example, the focus adjustment lens position at which the contrast of the subject image formed by the photographing optical system has a peak. Contrast focus detecting means for detecting the focus adjusting lens while moving it via a lens driving means and setting the other focus lens position as a contrast focus lens position.
[0009]
The present invention preferably provides passive focus detection means for receiving a subject light beam, detecting a focus, and detecting a focus adjusting lens position in a focused state as a passive focusing lens position, and a subject image formed by a photographing optical system. Contrast focus detecting means for detecting a focus adjusting lens position at which the contrast of the image reaches a peak and setting the position as a contrast focusing lens position; lens driving means for moving a focus adjusting lens of the photographing optical system; and any one of the focus detecting means Control means for moving the focus adjustment lens to the focus lens position detected by the control means via the lens driving means; and first control means for operating the focus detection means and the lens driving means and the photographing processing by the control means. The second switch means to be executed, wherein the control means, when the first switch means is turned on, Activating the passive focus detection means to detect a passive focus lens position, operating the contrast focus detection means based on the detected passive focus lens position to detect a contrast focus lens position, After the focus adjustment lens is moved to a focusing lens position and the first switch is turned on, before the operation of the contrast detector is completed, and before the predetermined time elapses, the second switch is turned on. When turned on, the focus adjusting lens is moved to the passive focusing lens position detected by the passive focus detecting means.
According to this configuration, when the first operating means and the second operating means are continuously turned on, the focus adjusting lens is moved to the passive focusing lens position obtained by the passive processing, and the focusing processing is completed. Therefore, the time from when the second operation means is turned on to when the focusing process is completed is shortened. In addition, when the time from when the first operating means is turned on to when the second operating means is turned on is longer than a predetermined time, the focus adjusting lens is moved to the position of the contrast focusing lens obtained by the contrast focus detecting means. Therefore, highly accurate focusing processing can be performed.
[0010]
The control means may control the passive focus detection means when the second switch means is turned on before a predetermined time has elapsed, even if the contrast detection means is operating after the first switch means is turned on. Moves the focus adjustment lens to the detected passive focusing lens position.
When the second switch is turned on a predetermined time after the first switch is turned on after the first switch is turned on, an effective passive focusing lens position cannot be obtained by the passive detector. In this case, the position of the focusing lens is detected by the contrast detecting means, and then the focusing lens is moved to the position of the focusing lens.
Practically, the first switch means and the second switch means are constituted by switches which are turned on by half-pressing and fully-pressing the release button of the camera.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of an automatic focusing device of a lens shutter type electronic camera as an embodiment to which the present invention is applied.
This electronic camera receives a subject image formed by the photographing
[0012]
The taking
[0013]
The image signal output from the
[0014]
Although not shown, the
[0015]
The
[0016]
The electronic camera further includes a passive
The
[0017]
2 (A) and 2 (B), the relationship between the lens position and the contrast is shown by a curve, the passive focusing lens position obtained by passive AF is shown by an open circle, and the contrast focusing lens position obtained by contrast AF is shown. Are indicated by black circles. Normally, the contrast is highest at an accurate focusing position, so that the contrast focusing lens position has higher accuracy, and the passive focusing lens position is slightly shifted from the accurate focusing position.
[0018]
Therefore, in this embodiment, the passive AF result and the contrast AF process are selectively used depending on the timing at which the release switch SWR is turned on after the photometry switch SWS is turned on, thereby achieving both high AF accuracy and short AF time lag. I have. The relationship between the timing at which the photometric switch SWS and the release switch SWR are turned on and the AF processing operation will be described with reference to FIG.
[0019]
(1) When the release switch SWR is turned on before the time (passive AF processing time T) required from the start of the passive AF processing to the determination of the lens position after the photometry switch SWS is turned on ((A) in FIG. 1))
The in-focus position is determined by the passive AF, the
[0020]
(2) When the release switch SWR is turned on before the predetermined time t elapses after the start of the contrast AF process after the photometry switch SWS is turned on ((2) in FIG. 3A), first, the passive AF is performed by the passive phase difference detection method. The position of the focusing lens is determined, a position that is a predetermined distance away from the focusing lens position is determined as the contrast AF start position, and the focusing
Contrast AF processing for searching for a contrast peak by moving the
[0021]
(3) After the light metering switch SWS is turned on, after the contrast AF process is started, and when the release switch SWR is turned on a predetermined time t has elapsed since the light metering switch SWS was turned on ((3) in FIG. 3A).
First, similarly to the condition (2), the position of the passive AF focusing lens is determined by the passive phase difference detection method, and a position a predetermined distance away from the focusing lens position is determined as the contrast AF start position. The focusing
Contrast AF processing for searching for a contrast peak by moving the
[0022]
As described above, in this embodiment, when the photometry switch SWS and the release switch SWR are continuously turned on, that is, when the release button is pressed all at once, the in-focus position is obtained only by the passive AF processing, and the passive AF Since the focus control process is completed by moving the
[0023]
If an effective passive AF focusing lens position cannot be obtained under the conditions (1) and (2), the present embodiment continues the contrast AF processing to detect a peak, and obtains the peak. Then, the
[0024]
On the other hand, when only the photometry switch SWS continues to be turned on, that is, when the release button is half-pressed, the contrast AF start position is obtained in a short time by the passive AF process, and the contrast search is performed from this contrast AF start position. Since the contrast peak position is obtained at the start and the
[0025]
In this embodiment, the predetermined time t is made to coincide with the time required to complete the movement of the
[0026]
FIG. 3B shows a relationship between the release button and the AF processing when the passive AF processing time T is longer than the predetermined time t. For example, a dark room, night photography, and the like are applicable.
In this embodiment, when the release button is fully pressed before the predetermined time t has elapsed, that is, when the release switch SWR is turned on, the
[0027]
The focus adjustment operation based on passive distance measurement and the focus adjustment operation based on contrast detection of the electronic camera will be further described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart relating to main processing which is executed when the power switch SWM is turned on. This embodiment is a so-called AF lock mode in which, when the focusing control process is completed after the photometry switch SWS is turned on, the in-focus state is maintained while the photometry switch SWS is on. Also, in this flowchart, only the processing relating to the gist of the present invention is described.
[0028]
When the power switch SWM is turned on, first, initialization processing is performed for hardware and software (S11), and on condition that the power switch SWM is turned on, the loop processing following the check processing of the photometric switch SWS is repeated (S13; YES). , S15 to S21, S13). When the power switch SWM is turned off, a power-off process is executed and the process ends (S13; NO, S23).
[0029]
While the power switch SWM is on, the following loop processing is repeated. First, the state of the photometric switch SWS is checked, and the change from OFF to ON is waited (S15). When the photometric switch SWS is turned on from off (S15; YES), a focusing control process is executed to move the focusing
If the photometric switch SWS is not turned on from off, the focusing control process is skipped and the process jumps to the release switch SWR check process (S15; NO, S19).
[0030]
Next, the focusing control process executed in S17 when the release button is half-pressed and the photometric switch SWS is turned on from off will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0031]
First, the
[0032]
Subsequently, the release timer is started (S33), passive AF processing is executed, the distance to the subject is obtained, and the position of the focus adjustment lens 12 (passive AF focusing lens position) is calculated (S35). Then, it is checked whether or not an effective distance measurement value is obtained by the passive AF process and the flag f_p_or_con is "1" (S37).
[0033]
When the effective distance measurement value is obtained and the flag f_p_or_con is “1”, the lens adjustment processing based on the passive result, that is, the
As described above, when the release button is pressed all at once and an effective distance measurement value (passive AF focusing lens position) is obtained by the passive AF, the focus adjusting lens is moved to the passive AF focusing lens position obtained by the passive AF processing. Since the focusing process is completed by moving the
[0034]
If an effective distance measurement value cannot be obtained, or if the flag f_p_or_con is not “1” (S37; NO), a lens extension process is performed (S39), a contrast AF process is performed, and a contrast AF process is performed. The
[0035]
The case where the flag f_p_or_con is not “1” in S37 is, for example, a case where there is no interruption due to the release switch SWR being turned on before the predetermined time t has elapsed, and corresponds to the condition (2) or the condition (3). In this case, in the lens extension process (S39), the
[0036]
The case where the effective distance measurement value was not obtained in S37 means that the phase difference could not be detected, for example, when the subject had a low contrast, a repetitive pattern, or the like, or an invalid phase difference or the subject distance Is detected. In this case, in the lens extension process (S39), the
[0037]
The contrast AF process executed in S41 will be further described with reference to FIG. When entering this process, the
[0038]
If an effective distance measurement value is obtained and the flag f_p_or_con is “1”, the lens adjustment processing based on the passive result, that is, the
[0039]
If an effective distance measurement value cannot be obtained or the flag f_p_or_con is not "1"(S53; NO), it is checked whether or not the maximum contrast amount has been obtained (S55). If the maximum contrast amount has not been obtained, the
When the maximum contrast amount is obtained, the focusing
[0040]
Further, in the present embodiment, the interruption due to the release switch SWR being turned on is permitted between S33 to S39 and S51 to S57. This interrupt processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When an interrupt by the release switch SWR is input, first, it is checked whether the release timer is less than a predetermined time t (S71). If it is less than 1, the flag f_p_or_con is set to “1” and the process returns (S71; YES, S73). If not, the flag f_p_or_con is set to “0” and the process returns (S71; NO, S75).
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the first switch is turned on and then the second switch is turned on, first, based on the focusing lens position determined by the passive phase difference method capable of performing focusing in a short time. The precise focusing lens position is determined by the contrast method, and the focusing lens is moved to the focusing lens position, so that the focusing processing with high precision can be performed, and the first switch and the second switch are continuously operated. When it is turned on, the focus adjustment lens position is moved to the focusing lens position determined by the passive phase difference method that is completed in a short time, so that the AF time lag is shortened, and the chance of taking a shutter is not missed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an automatic focusing apparatus of a lens shutter type electronic camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a focus position and a contrast based on a passive AF result in the electronic camera.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a lens movement locus and an in-focus position by contrast AF in the electronic camera.
FIG. 4 is a flowchart showing a main part of a main process of the electronic camera in a flowchart.
FIG. 5 is a flowchart showing a focusing control process in the main process.
FIG. 6 is a flowchart showing a contrast AF process in the focusing control process.
FIG. 7 is a flowchart showing an interruption process by turning on a release switch in the focusing control process and the contrast AF process.
[Explanation of symbols]
11
22 AFE
23 DSP
24
26 Actuator for
Claims (6)
前記制御手段は、前記第1のスイッチ手段がオンしたときは、前記一の焦点検出手段を作動させて第一の合焦レンズ位置を検出し、該検出した第一の合焦レンズ位置を基準にして前記他の焦点検出手段を作動させて他の合焦レンズ位置を検出し、該他の合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させ、
前記第1のスイッチ手段がオンした後、前記二の焦点検出手段の動作が終了する前であって、所定時間経過前に前記第2のスイッチ手段がオンしたときは、前記一の焦点検出手段が検出した第一の合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させること、を特徴とするカメラの自動焦点調節装置。A plurality of focus detection means for detecting the focus lens position of the photographing optical system in different ways; a lens drive means for moving the focus adjustment lens; and the focus control means for detecting the focus lens position detected by any one of the focus detection means. Control means for moving the adjusting lens via the lens driving means; first switch means for operating the focus detection means and the lens driving means; and second switch means for executing a photographing process. ,
When the first switch means is turned on, the control means operates the one focus detection means to detect a first focus lens position, and uses the detected first focus lens position as a reference. Activating the other focus detection means to detect another focus lens position, move the focus adjustment lens to the other focus lens position,
When the second switch is turned on after the first switch is turned on and before the operation of the second focus detector is completed, and before the predetermined time elapses, the one focus detector is turned on. Moving the focus adjustment lens to the first focus lens position detected by the camera.
前記制御手段は、前記第1のスイッチ手段がオンしたときは、前記パッシブ焦点検出手段を作動させてパッシブ合焦レンズ位置を検出し、該検出したパッシブ合焦レンズ位置を基準にして前記コントラスト焦点検出手段を作動させてコントラスト合焦レンズ位置を検出し、該コントラスト合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させ、
前記第1のスイッチ手段がオンした後、前記コントラスト検出手段の動作が終了する前であって、所定時間経過前に前記第2のスイッチ手段がオンしたときは、前記パッシブ焦点検出手段が検出したパッシブ合焦レンズ位置に前記焦点調節レンズを移動させること、を特徴とするカメラの自動焦点調節装置。Passive focus detection means for receiving a subject light beam to detect a focus and detecting a focus adjusting lens position at which a focused state is obtained as a passive focusing lens position, and a focus at which the contrast of the subject image formed by the photographing optical system has a peak A contrast focus detection unit that detects an adjustment lens position while moving the focus adjustment lens via a lens drive unit and sets a contrast focus lens position, and a lens drive unit that moves a focus adjustment lens of the imaging optical system; Control means for moving the focus adjusting lens to the focus lens position detected by any one of the focus detection means via the lens driving means; and a first means for causing the control means to operate each focus detection means and lens driving means. Switch means and a second switch means for executing a photographing process,
The control means, when the first switch means is turned on, activates the passive focus detection means to detect a passive focus lens position, and based on the detected passive focus lens position, controls the contrast focus position. Activating the detecting means to detect the position of the contrast focusing lens, moving the focusing lens to the position of the contrast focusing lens,
When the second switch is turned on after the first switch is turned on and before the operation of the contrast detector is completed and before a predetermined time has elapsed, the passive focus detector detects the signal. An automatic focusing device for a camera, wherein the focusing lens is moved to a position of a passive focusing lens.
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2003
- 2003-04-08 JP JP2003104384A patent/JP2004309867A/en not_active Withdrawn
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