JP2005345948A - Automatic focusing device - Google Patents

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JP2005345948A JP2004168318A JP2004168318A JP2005345948A JP 2005345948 A JP2005345948 A JP 2005345948A JP 2004168318 A JP2004168318 A JP 2004168318A JP 2004168318 A JP2004168318 A JP 2004168318A JP 2005345948 A JP2005345948 A JP 2005345948A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow an automatic focusing device that exerts focus control, based on an image signal, to perform accurate, high-speed focusing operation free from wrong focusing judgement, even in a very blurred state. <P>SOLUTION: The automatic focusing device includes an imaging means for producing an image signal from an optical image of a photographic lens; a first detecting means for detecting high-region components from the image signal and then outputting a first detection result; a second detecting means for detecting the components of a luminance difference from the image signal and then outputting a second detection result; a first information creating means for creating first information from the first detection result and the second detection result; and a control means having a differential calculating means for differentiating the information created by the first information-creating means, and used for controlling the focal point of the optical lens, based on the information created by the first information creating means and the differential calculating means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は画像信号の高周波成分を用いて合焦動作を行うオートフォーカス装置に関するものである。   The present invention relates to an autofocus device that performs a focusing operation using a high-frequency component of an image signal.

従来、画像信号の高周波成分を用いて合焦動作を行うオートフォーカス装置にあっては、画像信号より、領域を指定して画像を取り出し、バンドパスなどのフィルタリング処理を行い、その信号の高周波成分を取り出し、この信号(以降AF評価値と称す)が最大となるところを合焦位置としてオートフォーカス動作を行っている。   Conventionally, in an autofocus device that performs a focusing operation using a high-frequency component of an image signal, an image is extracted from the image signal by specifying a region, subjected to filtering processing such as bandpass, and the high-frequency component of the signal And the autofocus operation is performed with the position where this signal (hereinafter referred to as the AF evaluation value) is maximized.

この方式は合焦検出用の専用のセンサーや光学系を必要としないのでコストやスペース上有利な方式であり、なおかつ撮像用のセンサーを用いて合焦検出動作を行うことから、合焦精度も高く、ビデオカメラなどでは広く用いられている。   This method is advantageous in terms of cost and space because it does not require a dedicated sensor or optical system for focus detection.Furthermore, since the focus detection operation is performed using the image sensor, focusing accuracy is also improved. It is expensive and widely used in video cameras.

このAF評価値の一般的な特性に関して図13および図14を用いて説明する。   The general characteristics of this AF evaluation value will be described with reference to FIGS.

図13および図14はAF評価値およびAF領域内の輝度差を示すグラフであり、図13は反射率が90:2の高コントラストのエッジチャートを用いた場合であり、図14は反射率が90:80の低コントラストのエッジチャートを用いた場合のグラフである。   13 and 14 are graphs showing the AF evaluation value and the luminance difference in the AF area. FIG. 13 shows a case where a high contrast edge chart with a reflectance of 90: 2 is used, and FIG. 14 shows the reflectance. It is a graph at the time of using a 90:80 low contrast edge chart.

各々の図において横軸はディフォーカス量、左縦軸は評価値、右横軸はAF領域内輝度差の最大値であり、(A)はAF評価値、(B)はAF領域内の最大輝度差を表す。   In each figure, the horizontal axis is the defocus amount, the left vertical axis is the evaluation value, the right horizontal axis is the maximum brightness difference in the AF area, (A) is the AF evaluation value, and (B) is the maximum in the AF area. Represents the luminance difference.

AF評価値(A)は横軸のディフォーカス量が0すなわち最もピントが合った状態で最大値を示す。   The AF evaluation value (A) indicates a maximum value when the defocus amount on the horizontal axis is 0, that is, in the most focused state.

一方AF領域内の輝度差(B)はディフォーカス量が大きい領域ではチャートの高輝度部分と低輝度部分が交じり合うので輝度差が小さくなり、ディフォーカス量が小さくなるにつれて像がシャープになっていくので輝度差が大きくなり、最もピントが合った状態で最大値を示す。   On the other hand, the brightness difference (B) in the AF area is small in the area where the defocus amount is large because the high brightness portion and the low brightness portion of the chart are mixed, and the image becomes sharper as the defocus amount is reduced. The brightness difference increases, and the maximum value is shown in the most in-focus state.

これらのグラフに示す様にAF評価値は被写体のコントラストによって異なるので、AF評価値の絶対値のみを用いて合焦近傍にあるか判断する事ができない。   As shown in these graphs, since the AF evaluation value varies depending on the contrast of the subject, it is impossible to determine whether the AF evaluation value is close to the in-focus position using only the absolute value of the AF evaluation value.

しかしながら、これらの図のAF評価値(A)と輝度差(B)の相関関係に着目し、AF評価値(A)を輝度差(B)で割ることにより被写体のコントラストによらず略一定の評価値が得られる事が特開平06−268896号公報により開示されている。   However, paying attention to the correlation between the AF evaluation value (A) and the luminance difference (B) in these figures, the AF evaluation value (A) is divided by the luminance difference (B), so that it is substantially constant regardless of the contrast of the subject. JP-A 06-268896 discloses that an evaluation value can be obtained.

図15および図16は図13および図14のAF評価値(A)を輝度差(B)で割った正規化AF評価値をしめている。これらの図に示す様にAF評価値を輝度差で割ることにより合焦近傍では、被写体のコントラストによらず略一定のAF評価値を得る事ができる。   15 and 16 show normalized AF evaluation values obtained by dividing the AF evaluation values (A) of FIGS. 13 and 14 by the luminance difference (B). As shown in these figures, by dividing the AF evaluation value by the luminance difference, a substantially constant AF evaluation value can be obtained in the vicinity of the focus regardless of the contrast of the subject.

しかしながら上記従来の方式では、基本的にビデオカメラを前提としており、使用する撮像素子のサイズが小さい(対角方向サイズが数mm程度)ために、レンズのテレ端での最大ディフォーカス量(レンズが無限の位置にあって、最至近の被写体の見た場合のディフォーカス量)はせいぜい1mm程度であるために大ボケ状態でのAF動作に特に問題は生じなかったが、昨今の大きな撮像素子(対角方向サイズが20mm以上)を用いたデジタルカメラに適応したばあい、最大ディフォーカス量が桁外れに大きくなり、ディフォーカスの大きな領域(図14および図15の左の領域)では高コントラストな被写体でも輝度差が小さくなり、結果的にAF評価値を輝度差で割った正規化AF評価値が大きくなってしまい、大ボケ状態でも誤って合焦判定をしてしまう問題が生じた。   However, the above conventional method basically assumes a video camera, and the size of the image sensor used is small (the diagonal size is about several millimeters), so the maximum defocus amount (lens at the tele end of the lens) Is at an infinite position, and the defocus amount when the closest subject is viewed) is at most about 1 mm, so there is no particular problem in AF operation in a large blur state. When adapted to a digital camera using a diagonal size (20 mm or more in diagonal direction), the maximum defocus amount is extremely large, and a high defocus area (the left area in FIGS. 14 and 15) has high contrast. Even in the subject, the brightness difference becomes small, and as a result, the normalized AF evaluation value obtained by dividing the AF evaluation value by the brightness difference becomes large. Problems occur that result in the in-focus judgment.

具体的な数値で説明すると、ビデオカメラ用の撮像センサーとして一般的に使われている1/4インチ型の撮像素子では、対角方向がわずか4.5ミリ程度であるためにたとえば135サイズの銀塩カメラ(対角サイズ43mm)で300mm望遠レンズに相当するビデオカメラ用のレンズの焦点距離は、わずか32mm程度である。   In terms of specific numerical values, in a 1/4 inch type image pickup device that is generally used as an image pickup sensor for a video camera, the diagonal direction is only about 4.5 mm. The focal length of a lens for a video camera corresponding to a 300 mm telephoto lens with a silver salt camera (diagonal size 43 mm) is only about 32 mm.

このCCDを用いて被写体の距離を2mとした場合の無限位置からのディフォーカス量を求めると
ディフォーカス量=レンズ焦点距離×被写体距離/(被写体距離−レンズ焦点距離=0.52mm
であり、図15および図16で示す正規化評価値は大ボケ状態でも単調減少する領域であるので、誤って合焦判定してしまう事は生じない。
Using this CCD, the defocus amount from an infinite position when the subject distance is 2 m is obtained. Defocus amount = lens focal length × subject distance / (subject distance−lens focal length = 0.52 mm)
The normalized evaluation values shown in FIG. 15 and FIG. 16 are regions that monotonously decrease even in a large blurred state, so that it is not possible to make an in-focus determination by mistake.

一方、レンズ交換式デジタルSLRで多く用いられているいわゆるAPS−Cサイズと呼ばれている撮像素子の場合は、センサーの縦方向サイズが15mm、横方向サイズが23mm、対角サイズが27mmである。したがって135サイズ(対角線43mm)に対する画面サイズ比は27/42=0.64であるので、135サイズの300mmの望遠レンズは300mm×0.64=192mmに相当する。   On the other hand, in the case of an imaging element called an APS-C size that is often used in interchangeable lens digital SLR, the vertical size of the sensor is 15 mm, the horizontal size is 23 mm, and the diagonal size is 27 mm. . Therefore, since the screen size ratio with respect to the 135 size (diagonal 43 mm) is 27/42 = 0.64, the 135 size 300 mm telephoto lens corresponds to 300 mm × 0.64 = 192 mm.

したがって、撮像レンズの焦点距離200mm、被写体の距離を2mとした場合の無限位置からのディフォーカス量は、
ディフォーカス量=レンズ焦点距離×被写体距離/(被写体距離−レンズ焦点距離)−レンズ焦点距離=22.2mm
となる。
Therefore, when the focal length of the imaging lens is 200 mm and the distance of the subject is 2 m, the defocus amount from the infinite position is
Defocus amount = lens focal length × subject distance / (subject distance−lens focal length) −lens focal length = 22.2 mm
It becomes.

図15および図16で示す正規化評価値のグラフからディフォーカス量22mm時の正規化評価値を見ると、大ボケ状態にもかかわらず増大しており、大ボケ状態にもかかわらず、誤って合焦判定してしまう問題が生じてしまう。   Looking at the normalized evaluation value when the defocus amount is 22 mm from the normalized evaluation value graphs shown in FIGS. 15 and 16, the normalized evaluation value increases regardless of the large blurred state, and erroneously despite the large blurred state. There arises a problem of determining the focus.

また、合焦近傍に着目すると、合焦近傍ではAF評価値が急激に変化するので、ピントのピークを検出するためには、経験的にほぼFδずつレンズを移動させてAF評価値のピークを見つけなければ、ピント精度が悪くなってしまう。   Also, focusing on the vicinity of the focus, the AF evaluation value changes abruptly in the vicinity of the focus. Therefore, in order to detect the focus peak, the lens is moved empirically by approximately Fδ, and the peak of the AF evaluation value is obtained. If you don't find it, the focus accuracy will deteriorate.

例えば焦点距離200mmF値1.8のレンズを使用して、ディフォーカス量22mmの位置から、合焦方向にレンズを駆動して合焦動作をした場合に、δ=33μmとすると、Fδ=33μm×1.8=59.4μmであり、合焦位置に行き着くまでには、0.0594[mm]/22[mm]=370回もレンズを駆動してAF評価値を演算する必要があり、例えば60Hz画像を取り込み、AF評価値を演算した場合に合焦位置に到達するには370×1/60=6.17秒もかかってしまう。   For example, when using a lens with a focal length of 200 mmF value 1.8 and driving the lens in the in-focus direction from a position with a defocus amount of 22 mm, assuming that δ = 33 μm, Fδ = 33 μm × Since 1.8 = 59.4 μm, it is necessary to calculate the AF evaluation value by driving the lens 0.0594 [mm] / 22 [mm] = 370 times before reaching the in-focus position. When a 60 Hz image is captured and the AF evaluation value is calculated, it takes 370 × 1/60 = 6.17 seconds to reach the in-focus position.

本発明は上記に鑑みなされたもので、本発明の目的は、画像信号に基づいて合焦制御を行う自動合焦装置において、大ボケ状態でも誤った合焦判定をする事の生じない正確な、また、高速に合焦動作が可能な自動合焦装置を提供する事である。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an automatic focusing device that performs focusing control based on an image signal, and does not cause an erroneous focusing determination even in a large blurred state. Another object of the present invention is to provide an automatic focusing device capable of high-speed focusing operation.

上記目的を達成するために本発明では、撮影レンズの光学像から画像信号を生成する撮像手段と、前記画像信号から高域成分を検出して第1の検出結果を出力する第1の検出手段と、前記画像信号から輝度差成分を検出して第2の検出結果を出力する第2の検出手段と前記第1の検出結果と前記第2の検出結果から第1の情報を生成する第1の情報生成手段と、前記第1の情報生成手段により生成させた情報を微分する微分演算手段をもち、前記第1の情報生成手段と微分演算手段により生成させた情報にもとづいて前記光学レンズの焦点制御を行う制御手段とを備えた事を特徴とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, an imaging means for generating an image signal from an optical image of a photographing lens, and a first detection means for detecting a high frequency component from the image signal and outputting a first detection result A second detection means for detecting a luminance difference component from the image signal and outputting a second detection result; a first for generating first information from the first detection result and the second detection result; Information generating means and a differential calculating means for differentiating the information generated by the first information generating means, and based on the information generated by the first information generating means and the differential calculating means, the optical lens And a control means for performing focus control.

また、合焦近傍を検知するまでは、レンズを高速で動かし、合焦近傍を検知したらレンズの駆動速度を変更し、正確に合焦動作を行う合焦制御装置を有することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized by having a focusing control device that moves the lens at a high speed until the vicinity of the focus is detected, and changes the lens driving speed when the vicinity of the focus is detected, and performs the focusing operation accurately.

(作用)
これにより大きなサイズの撮像素子に望遠系レンズを装着した際に発生する大ディフォーカス状態でも誤った合焦判定をする事の生じない正確な自動合焦装置を実現するとともに、合焦近傍を検知するまでは、高速でレンズを駆動し、合焦近傍を検知したらレンズ駆動速度を変更して、正確にAF合焦させることにより、高速に合焦動作を行う事ができる。
(Function)
This realizes an accurate automatic focusing device that does not make an erroneous focus determination even in the large defocus state that occurs when a telephoto lens is attached to a large image sensor, and detects the vicinity of the focus Until this time, the lens is driven at a high speed, and when the vicinity of the focus is detected, the lens drive speed is changed, and the AF is accurately focused, whereby the focusing operation can be performed at a high speed.

以上説明した様に本発明によれば、撮影レンズの光学像から画像信号を生成する撮像手段と、前記画像信号から高域成分を検出して第1の検出結果を出力する第1の検出手段と、前記画像信号から輝度差成分を検出して第2の検出結果を出力する第2の検出手段と前記第1の検出結果と前記第2の検出結果から第1の情報を生成する第1の情報生成手段と、前記第1の情報生成手段により生成させた情報を微分する微分演算手段をもち、前記第1の情報生成手段と微分演算手段により生成させた情報にもとづいて前記光学レンズの焦点制御を行う制御手段とを備えた事を特徴とする。   As described above, according to the present invention, the imaging means for generating the image signal from the optical image of the photographing lens, and the first detection means for detecting the high frequency component from the image signal and outputting the first detection result. A second detection means for detecting a luminance difference component from the image signal and outputting a second detection result; a first for generating first information from the first detection result and the second detection result; Information generating means and a differential calculating means for differentiating the information generated by the first information generating means, and based on the information generated by the first information generating means and the differential calculating means, the optical lens And a control means for performing focus control.

また、合焦近傍を検知するまでは、レンズを高速で動かし、合焦近傍を検知したらレンズの駆動速度を変更し、正確に合焦動作を行う合焦制御装置により、大きなサイズの撮像素子に望遠系レンズを装着した際に発生する大ディフォーカス状態でも誤った合焦判定をする事の生じない正確な自動合焦装置を実現する事ができた。   Moreover, until the vicinity of the focus is detected, the lens is moved at a high speed, and when the vicinity of the focus is detected, the driving speed of the lens is changed, and the focus control device that performs the focus operation accurately enables a large-size image sensor. It was possible to realize an accurate automatic focusing device that does not cause an erroneous focus determination even in a large defocus state that occurs when a telephoto lens is mounted.

(第1の実施形態)
以下図面を参照して本発明の第1の実施形態の詳細を説明する。
(First embodiment)
Details of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明を電子カメラに適用して実施したカメラシステムの全体の構成を示すブロック図である。同図において、1は撮影レンズ、2は光量を調節する絞り、3は撮像素子であるCCD、4はCCDの画像信号を増幅するアンプ、5は撮像素子3の画像出力をデジタルデータに変換するA/Dコンバータ、6はデジタル化された画像信号から、領域を指定してAF評価値を演算したり、各画素情報から色合成を行い、ガンマ処理などを行った後に圧縮画像を作成する画像信号処理回路であり、7は画像信号処理回路の出力を、LCDモニタ8に表示するためのLCD駆動回路である。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a camera system implemented by applying the present invention to an electronic camera. In the figure, 1 is a photographic lens, 2 is a diaphragm for adjusting the amount of light, 3 is a CCD as an image sensor, 4 is an amplifier for amplifying the image signal of the CCD, and 5 is for converting the image output of the image sensor 3 into digital data. An A / D converter 6 designates an area from a digitized image signal, calculates an AF evaluation value, performs color composition from each pixel information, performs gamma processing, and creates a compressed image. A signal processing circuit 7 is an LCD driving circuit for displaying the output of the image signal processing circuit on the LCD monitor 8.

9は撮像レンズ1を光軸方向に駆動し、フォーカシングする為のフォーカシングモータであり、10はフォーカシングモータ9を駆動するための駆動回路であり、11は絞り2を駆動するための絞り駆動モータであり、12は絞り駆動モータ11を駆動するための駆動回路である。なお、本例ではフォーカシングモータおよび絞り駆動モータはステッピングモータで構成しているので、初期位置出しを行えば、フォーカシングレンズの位置または絞りの位置は絶対位置として管理できる。13は撮像素子であるCCD3を駆動するためのCCD駆動回路であり、14は撮像した画像を保存するためのメモリである。15はAF動作および全体の動作を制御するマイコンである。16はレンズ位置検知SWであり、17は至近端パターン、18は無限端パターンであり、レンズの位置決めとともに範囲外への移動を抑制する。   Reference numeral 9 denotes a focusing motor for driving the imaging lens 1 in the optical axis direction for focusing. Reference numeral 10 denotes a driving circuit for driving the focusing motor 9. Reference numeral 11 denotes an aperture driving motor for driving the diaphragm 2. Reference numeral 12 denotes a drive circuit for driving the aperture drive motor 11. In this example, the focusing motor and the aperture drive motor are composed of stepping motors. Therefore, if the initial position is determined, the position of the focusing lens or the position of the aperture can be managed as an absolute position. Reference numeral 13 denotes a CCD drive circuit for driving the CCD 3 which is an image pickup device, and reference numeral 14 denotes a memory for storing the taken image. A microcomputer 15 controls the AF operation and the entire operation. Reference numeral 16 denotes a lens position detection SW, 17 is a close end pattern, and 18 is an infinite end pattern, which suppresses movement outside the range as the lens is positioned.

次に図2は画像信号処理回路6の中のAF評価信号の生成部を示すブロック図である。同図に於いて61はゲート回路、62は全画像信号の中からAF領域として設定された領域の画像信号を取り出す為のタイミングジェネレータ、63は公知のデジタルローパスフィルタ、64は公知のハイパスフィルタで、シフトレジスタによるディレイ回路65と減算回路66から構成される。67は公知の絶対値回路で、68は画像信号1ライン中の中から生成されたAF評価値の最大値ホールド回路で、69は画像信号1ライン中の最大輝度ホールド回路で、70は画像信号1ライン中の最小輝度ホールド回路で、71は画像信号の中のAF演算エリアの各ラインの評価値最大値、最大輝度、最小輝度を保存するAFメモリであり、保存された情報をマイコン15に出力する。   Next, FIG. 2 is a block diagram showing an AF evaluation signal generator in the image signal processing circuit 6. In the figure, 61 is a gate circuit, 62 is a timing generator for extracting an image signal of an area set as an AF area from all image signals, 63 is a known digital low-pass filter, and 64 is a known high-pass filter. The delay circuit 65 includes a shift register and a subtraction circuit 66. 67 is a known absolute value circuit, 68 is a maximum value hold circuit for an AF evaluation value generated from one line of the image signal, 69 is a maximum luminance hold circuit for one line of the image signal, and 70 is an image signal. A minimum luminance hold circuit in one line, 71 is an AF memory for storing the evaluation value maximum value, maximum luminance, and minimum luminance of each line in the AF calculation area in the image signal. Output.

次に図3および図4を用いて撮像素子3のAF領域を説明する。   Next, the AF area of the image sensor 3 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3の20は撮像素子3の全撮像領域で、21はAF領域を示す。この領域は大きさ、位置を限定する必要はないが、あまり広くすると小さい被写体で背景に引かれやすくなるので、本実施例では全画面の中心の、上下左右ともに全画面サイズのそれぞれ1/4程度の領域をAF領域にしている。   3 in FIG. 3 is the entire imaging area of the imaging device 3, and 21 is the AF area. Although it is not necessary to limit the size and position of this area, if it is too wide, it becomes easy to be drawn on the background with a small subject. A certain area is set as an AF area.

図4は図3のAF領域21を拡大して示したものであり、所定の画素サイズで2次元に構成されており、本例では横方向1ライン毎にAF処理を行っている。   FIG. 4 is an enlarged view of the AF area 21 of FIG. 3, which is two-dimensionally configured with a predetermined pixel size. In this example, AF processing is performed for each horizontal line.

この撮像素子の出力は、センサーの一番上のラインの左側の画素からアンプ4で増幅されてA/Dコンバータ5でデジタル信号に変換された後に画像信号処理回路の中のA/D入力端子信号からゲート回路60に入力される。この際タイミングジェネレータ61は画面のAF領域を指定して、必要な領域になるとゲート回路60を開き後方のローパスフィルター63に画像信号を伝達する。そして1ラインのAF領域の取り込みが終わると、再びゲート回路60を閉じて、AF評価値最大値ホールド回路68、最大輝度ホールド回路69、最小輝度ホールド回路70のホールドされた各データをAFメモリ71に転送させる。したがってAFメモリ71にはAF領域の各ラインのAF評価値最大値、最大輝度、最小輝度が保存される。   The output of the image sensor is amplified by the amplifier 4 from the pixel on the left side of the top line of the sensor and converted into a digital signal by the A / D converter 5 and then the A / D input terminal in the image signal processing circuit. A signal is input to the gate circuit 60. At this time, the timing generator 61 designates the AF area of the screen, and when it becomes a necessary area, the gate circuit 60 is opened and the image signal is transmitted to the rear low pass filter 63. When the capture of the AF area for one line is completed, the gate circuit 60 is closed again, and each data held by the AF evaluation value maximum value hold circuit 68, the maximum luminance hold circuit 69, and the minimum luminance hold circuit 70 is stored in the AF memory 71. To be transferred. Therefore, the AF memory 71 stores the AF evaluation value maximum value, maximum luminance, and minimum luminance of each line in the AF area.

次に図5および図6はマイコン15にプログラムされたAF制御フローのフローチャートを示す。   Next, FIGS. 5 and 6 show flowcharts of an AF control flow programmed in the microcomputer 15.

不図示のAF開始ボタンをオンすると、AFの初期化処理として、各メモリデータを初期化する(S100)。至近端SW16および無限端SW17を読み込み、レンズが至近端に行き当たっていたらS102に分岐し、無限端に突き当たっていたらS103に分岐し、突き当たり状態でなければS106に分岐する(S101)。至近端に突き当たった場合は、フォーカシングモータ駆動中の場合はフォーカシングモータの駆動を停止し、モータの駆動方向を無限方向に変更するとともに、駆動方向反転回数のカウンターである反転カウントを1増加する(S102)。無限端に突き当たった場合は、フォーカシングモータ駆動中の場合はフォーカシングモータの駆動を停止し、モータの駆動方向を至近方向に変更するとともに、駆動方向反転回数のカウンターである反転カウントを1増加する(S103)。無限端に突き当たった場合で、反転回数が2回以上の場合は、AF動作を終了させるためにS105に進み、2回未満の場合はS106に進む(S104)。反転回数が2回以上の場合、すなわち至近方向から無限方向に全域サーチしても合焦できない場合は、モニタ用LCD8に合焦不能表示を出してAF動作を終了する(S105)。   When an unillustrated AF start button is turned on, each memory data is initialized as an AF initialization process (S100). The close end SW16 and the infinite end SW17 are read, and if the lens has come to the close end, the process branches to S102. If the lens hits the infinite end, the process branches to S103, and if it is not in the contact state, the process branches to S106 (S101). When it hits the nearest end, when the focusing motor is being driven, the driving of the focusing motor is stopped, the driving direction of the motor is changed to the infinite direction, and the inversion count that is a counter of the number of inversions in the driving direction is incremented by one. (S102). When it hits the infinite end, when the focusing motor is being driven, the driving of the focusing motor is stopped, the driving direction of the motor is changed to the closest direction, and the inversion count that is a counter of the number of inversions in the driving direction is incremented by 1 ( S103). If it hits the infinite end and the number of inversions is 2 or more, the process proceeds to S105 to end the AF operation, and if it is less than 2 times, the process proceeds to S106 (S104). If the number of inversions is 2 or more, that is, if in-focus cannot be achieved even if the entire area is searched from the closest direction to the infinite direction, an in-focus indication is displayed on the monitor LCD 8 and the AF operation is terminated (S105).

一方AF動作を続行する場合は、画像信号処理回路6のAFメモリ70からAF領域全ラインの最大評価値、最大輝度、最小輝度を読み込む(S106)。次に各ライン毎にAF評価値最大値を最大輝度と最小輝度の差で割りAF正規化処理を行い、演算された各ラインの正規化評価値を加算し、AFエリアの画素ライン数で割ったものを今回の正規化評価値とする。(S108)。次にS106で求めたAF評価値をフォーカスレンズ駆動量を基準にして1回微分する。すなわち、今回のAF評価値から、前回のAF評価値を減算し、今回のレンズ位置から前回のレンズ位置を減算したもので除算する。   On the other hand, when the AF operation is continued, the maximum evaluation value, the maximum luminance, and the minimum luminance of all the lines in the AF area are read from the AF memory 70 of the image signal processing circuit 6 (S106). Next, the AF evaluation value maximum value is divided by the difference between the maximum luminance and the minimum luminance for each line, AF normalization processing is performed, the calculated normalization evaluation values of each line are added, and the result is divided by the number of pixel lines in the AF area. This is the normalized evaluation value for this time. (S108). Next, the AF evaluation value obtained in S106 is differentiated once based on the focus lens driving amount. That is, the previous AF evaluation value is subtracted from the current AF evaluation value, and the current lens position is subtracted from the previous lens position.

図7はこの微分したAF評価値を示す図である。図7の(A)は前述したAF評価値を輝度差で除算した、正規化したAF評価値であり、(B)はこのAF評価値を1回微分した信号である。   FIG. 7 is a diagram showing the differentiated AF evaluation value. 7A shows a normalized AF evaluation value obtained by dividing the above-described AF evaluation value by a luminance difference, and FIG. 7B shows a signal obtained by differentiating the AF evaluation value once.

この1次微分信号はAF評価値の変化が大きければ大きいほど大きな値として、検出されるので、ディフォーカス量の大きい領域(図7の左側でディフォーカス量が15mm以上の領域)で、正規化したAF評価値(A)がなだらかに持ち上がっている様な領域でもほとんど微分信号は発生せず、合焦近傍領域で急激に微分信号が発生する。したがって、この微分信号を検出していれば合焦近傍にきた事を容易に検出することができる。   Since this primary differential signal is detected as a larger value as the change in the AF evaluation value is larger, normalization is performed in a region where the defocus amount is large (a region where the defocus amount is 15 mm or more on the left side in FIG. 7). Even in a region where the AF evaluation value (A) is gently raised, a differential signal is hardly generated, and a differential signal is suddenly generated in a region near the focus. Therefore, if this differential signal is detected, it is possible to easily detect that it is in the vicinity of the in-focus state.

また、図8は図7の合焦近傍部分を拡大したものである。同図に於いて(A)、(B)、(C)は図7と同一である。この1次微分信号(B)の傾きが0の点(P0)または(P1)はAF評価値(A)の変曲点をしめす。つまり上に凸から下に凸に切り替わるポイントであり、AF評価値(A)としては合焦点のきわめて近傍を示す。1次微分信号(B)が0となる点(P2)はAF評価値(A)が変曲点をしめし、合焦点をあらわす。   FIG. 8 is an enlarged view of the in-focus vicinity portion of FIG. In the figure, (A), (B) and (C) are the same as those in FIG. The point (P0) or (P1) where the slope of the primary differential signal (B) is 0 indicates the inflection point of the AF evaluation value (A). In other words, this is a point at which the projection changes from upward to downward, and the AF evaluation value (A) indicates the very vicinity of the focal point. The point (P2) at which the primary differential signal (B) becomes 0 indicates that the AF evaluation value (A) is an inflection point and indicates a focal point.

次に、AF評価値の微分処理が終わると、AF処理回数カウンターであるAFカウントを1増加させる(S109)。   Next, when the AF evaluation value differentiation process is completed, the AF count, which is an AF process number counter, is incremented by 1 (S109).

AFカウントが2回未満の場合すなわちAF処理をまだ1回しかしていない場合は、AF評価値の比較ができないのでS120に分岐し、2回以上の場合はS111に分岐する(S110)。   If the AF count is less than 2, that is, if the AF process has only been performed once, the AF evaluation values cannot be compared, so the process branches to S120, and if it is 2 times or more, the process branches to S111 (S110).

今回の正規化評価値とMAX評価値を比較し、今回のAF評価値のほうが大きい場合はS112に分岐し、小さい場合はS114に分岐する(S112)。今回の正規化評価値をMAX評価として保存し、そのときのレンズ位置をMAXレンズ位置として保存する。なお、前述した様に本実施例ではフォーカシングモータをステッピングモータで構成したので、電源投入時に無限端SWに突き当たるまで駆動して初期位置決めをすれば、以降レンズの絶対位置はステッピングモータの駆動ステップ数として表させるので、この駆動ステップをフォーカシングレンズの位置として記憶する(S113)。評価値増加カウントが所定値nMAX未満であればS115に分岐し、nMAX以上であればS116に分岐する(S114)。評価値増加カウントを1増加する(S115)。評価値減少カウントが0より大きければS116に分岐し、0以上であればS118に分岐する(S116)。評価値減少カウントを1減少する(S117)。   The current normalized evaluation value and the MAX evaluation value are compared. If the current AF evaluation value is larger, the process branches to S112, and if smaller, the process branches to S114 (S112). The current normalized evaluation value is stored as a MAX evaluation, and the lens position at that time is stored as a MAX lens position. As described above, since the focusing motor is composed of a stepping motor in the present embodiment, if the lens is driven until it hits the infinite end SW when the power is turned on and the initial positioning is performed, the absolute position of the lens is the number of driving steps of the stepping motor thereafter. This driving step is stored as the position of the focusing lens (S113). If the evaluation value increase count is less than the predetermined value nMAX, the process branches to S115, and if it is greater than or equal to nMAX, the process branches to S116 (S114). The evaluation value increase count is increased by 1 (S115). If the evaluation value decrease count is greater than 0, the process branches to S116, and if it is greater than 0, the process branches to S118 (S116). The evaluation value decrease count is decreased by 1 (S117).

S108で求めた1次微分信号の変曲点を検出した場合には、AFモードを合焦近傍モードにする(S119)。   When the inflection point of the first-order differential signal obtained in S108 is detected, the AF mode is set to the near focus mode (S119).

正規化評価値に応じて駆動速度を決定する。すなわち評価値が小さい場合は合焦より遠いので早く合焦させるために、画像取り込み間の駆動速度を早く、評価値が大きい場合は合焦近傍であるので、精度良く合焦させるために駆動速度を遅くする(S120)。   The driving speed is determined according to the normalized evaluation value. In other words, when the evaluation value is small, it is far from the in-focus state, so that the drive speed during image capture is fast, and when the evaluation value is large, the drive speed is close to the in-focus state. (S120).

設定された駆動速度にしたがってフォーカシングモータ9の駆動速度制御を行いステップ102に戻り合焦するまでこの動作を繰り返す(S121)。   The driving speed of the focusing motor 9 is controlled in accordance with the set driving speed, and the operation returns to step 102 and this operation is repeated until in-focus (S121).

次にステップ111からの分岐で今回の評価値が前回の評価値より減少した場合の処理を説明する。評価値減少カウントが所定値nMINよりも小さければS123に分岐し、nMIN以上であればS124に分岐する(S122)。評価値減少カウントを1増加する(S123)。評価値増加カウントが0より大きければS125に分岐し0以下であればS126に分岐する(S124)。評価値増加カウントを1減少させる(S125)。   Next, processing when the current evaluation value is decreased from the previous evaluation value in the branch from step 111 will be described. If the evaluation value decrease count is smaller than the predetermined value nMIN, the process branches to S123, and if it is equal to or greater than nMIN, the process branches to S124 (S122). The evaluation value decrease count is increased by 1 (S123). If the evaluation value increase count is greater than 0, the process branches to S125, and if it is less than 0, the process branches to S126 (S124). The evaluation value increase count is decreased by 1 (S125).

AFモードがサーチモードの場合はS127に分岐し、AFモードが合焦近傍モードの時はS129に分岐する(S126)。評価値減少カウントは所定値TH3以上の場合はS128に分岐し、TH3より小さい場合はS120に分岐し、通常の駆動処理を繰り返す(S127)。所定回数TH3以上評価値が減少した場合は、合焦方向から遠ざかっているのでフォーカシングの方向を反転するために、駆動中のモータを停止させて、駆動方向を逆方向に設定し、評価値減少カウントと評価値増加カウントを0にリセットする(S128)。一方S126からの分岐でAFモードが合焦近傍モードの場合は評価値減少カウントが所定値TH2以上の場合、すなわち所定回数評価値が減少すれば、ピントのピークを確実に通り越した事になるので、S130に分岐し、所定値TH2以下の場合はS120に分岐し、通常の駆動処理を繰り返す(S129)。   If the AF mode is the search mode, the process branches to S127. If the AF mode is the near focus mode, the process branches to S129 (S126). If the evaluation value decrease count is equal to or greater than the predetermined value TH3, the process branches to S128. If the evaluation value decrease count is smaller than TH3, the process branches to S120, and the normal drive process is repeated (S127). If the evaluation value decreases for a predetermined number of times TH3 or more, it is far from the in-focus direction. Therefore, in order to reverse the focusing direction, the driving motor is stopped and the driving direction is set in the opposite direction, and the evaluation value decreases. The count and the evaluation value increase count are reset to 0 (S128). On the other hand, if the AF mode is the near focus mode at the branch from S126, if the evaluation value decrease count is equal to or greater than the predetermined value TH2, that is, if the evaluation value decreases a predetermined number of times, the focus peak is surely passed. The process branches to S130, and if it is equal to or smaller than the predetermined value TH2, the process branches to S120, and the normal driving process is repeated (S129).

合焦位置への駆動の為のために、現在のフォーカス位置とS113で記憶した評価値最大時のフォーカス位置の差をフォーカス駆動量として求める(S130)。   For driving to the in-focus position, a difference between the current focus position and the focus position at the maximum evaluation value stored in S113 is obtained as a focus drive amount (S130).

フォーカス駆動を停止、駆動方向を反転してS130で求めたフォーカス駆動量でフォーカス駆動を行う(S131)。液晶モニタ8に合焦表示を出して、AF動作を終了する(S132)。   The focus drive is stopped, the drive direction is reversed, and focus drive is performed with the focus drive amount obtained in S130 (S131). The focus display is displayed on the liquid crystal monitor 8, and the AF operation is terminated (S132).

以上の動作を実行することにより、AF評価値信号から1次微分信号を作成し、この1次微分信号の変化を検出することで、合焦近傍を検出することで、大ディフォーカスの状態からも高速かつ確実に被写体にピントを合わせる事ができる。   By executing the above operation, a primary differential signal is created from the AF evaluation value signal, and a change in the primary differential signal is detected to detect the vicinity of the in-focus state. Can focus on the subject quickly and reliably.

(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態を説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第1の実施形態ではAF評価値の1次微分信号を用いて合焦近傍を検出したが、第2の実施形態では、AF評価値信号を2次微分することにより生成した情報をもとにより確実なAF動作を行えるようにしたものである。   In the first embodiment, the in-focus vicinity is detected using the primary differential signal of the AF evaluation value. However, in the second embodiment, based on the information generated by performing the secondary differentiation of the AF evaluation value signal. A reliable AF operation can be performed.

ハードウェア的な実施形態は第1の実施形態と同一であるので、ソフトウェアの動作のみ説明する。   Since the hardware embodiment is the same as the first embodiment, only the operation of the software will be described.

図9および図10はマイコン15にプログラムされた第2の実施形態におけるAF制御フローのフローチャートを示す。   9 and 10 show a flowchart of the AF control flow in the second embodiment programmed in the microcomputer 15.

不図示のAF開始ボタンをオンすると、AFの初期化処理として、各メモリデータを初期化する(S200)。至近端SW16および無限端SW17を読み込み、レンズが至近端に行き当たっていたらS202に分岐し、無限端に突き当たっていたらS203に分岐し、突き当たり状態でなければS206に分岐する(S201)。至近端に突き当たった場合は、フォーカシングモータ駆動中の場合はフォーカシングモータの駆動を停止し、モータの駆動方向を無限方向に変更するとともに、駆動方向反転回数のカウンターである反転カウントを1増加する(S202)。無限端に突き当たった場合は、フォーカシングモータ駆動中の場合はフォーカシングモータの駆動を停止し、モータの駆動方向を至近方向に変更するとともに、駆動方向反転回数のカウンターである反転カウントを1増加する(S203)。無限端に突き当たった場合で、反転回数が2回以上の場合は、AF動作を終了させるためにS205に進む、2回未満の場合はS206に進む(S204)。反転回数が2回以上の場合、すなわち至近方向から無限方向に全域サーチしても合焦できない場合は、モニタ用LCD8に合焦不能表示を出してAF動作を終了する(S205)。   When an unillustrated AF start button is turned on, each memory data is initialized as an AF initialization process (S200). The closest end SW16 and the infinite end SW17 are read, and if the lens is in contact with the close end, the process branches to S202. If the lens is in contact with the infinite end, the process branches to S203, and if not, the process branches to S206 (S201). When it hits the nearest end, when the focusing motor is being driven, the driving of the focusing motor is stopped, the driving direction of the motor is changed to the infinite direction, and the inversion count that is a counter of the number of inversions in the driving direction is incremented by one. (S202). When it hits the infinite end, when the focusing motor is being driven, the driving of the focusing motor is stopped, the driving direction of the motor is changed to the closest direction, and the inversion count that is a counter of the number of inversions in the driving direction is incremented by 1 ( S203). If it hits the infinite end and the number of inversions is 2 or more, the process proceeds to S205 to end the AF operation, and if it is less than 2 times, the process proceeds to S206 (S204). If the number of inversions is 2 or more, that is, if in-focus cannot be achieved even if the entire area is searched from the closest direction to the infinite direction, an in-focus indication is displayed on the monitor LCD 8 and the AF operation is terminated (S205).

一方AF動作を続行する場合は、画像信号処理回路6のAFメモリ70からAF領域全ラインの最大評価値、最大輝度、最小輝度を読み込む(S206)。次に各ライン毎にAF評価値最大値を最大輝度と最小輝度の差で割りAF正規化処理を行い、演算された各ラインの正規化評価値を加算し、AFエリアの画素ライン数で割ったものを今回の正規化評価値とする(S208)。次にS206で求めたAF評価値をフォーカスレンズ駆動量を基準にして1回微分する。すなわち、今回のAF評価値から、前回のAF評価値を減算し、今回のレンズ位置から前回のレンズ位置を減算したもので除算する。   On the other hand, when the AF operation is continued, the maximum evaluation value, maximum luminance, and minimum luminance of all the lines in the AF area are read from the AF memory 70 of the image signal processing circuit 6 (S206). Next, the AF evaluation value maximum value is divided by the difference between the maximum luminance and the minimum luminance for each line, AF normalization processing is performed, the calculated normalization evaluation values of each line are added, and the result is divided by the number of pixel lines in the AF area. The normalized evaluation value for this time is used (S208). Next, the AF evaluation value obtained in S206 is differentiated once based on the focus lens driving amount. That is, the previous AF evaluation value is subtracted from the current AF evaluation value, and the current lens position is subtracted from the previous lens position.

図11はこの微分したAF評価値を示す図である。図11の(A)は前述したAF評価値を輝度差で除算した、正規化したAF評価値であり、(B)はこのAF評価値を1回微分した信号である。(C)はAF評価値を2回微分したものである。すなわち1回微分した1次微分信号(B)をもう1回微分したものである。   FIG. 11 is a diagram showing the differentiated AF evaluation value. (A) in FIG. 11 is a normalized AF evaluation value obtained by dividing the above-described AF evaluation value by the luminance difference, and (B) is a signal obtained by differentiating the AF evaluation value once. (C) is obtained by differentiating the AF evaluation value twice. That is, it is obtained by differentiating the primary differential signal (B) differentiated once more.

この1次微分信号はAF評価値の変化が大きければ大きいほど値として、検出されるので、ディフォーカス量の大きい領域(図11の左側でディフォーカス量が15mm以上の領域)で、正規化したAF評価値(A)がなだらかに持ち上がっている様な領域でもほとんど微分信号は発生せず、合焦近傍領域で急激に微分信号が発生する。したがって、この微分信号を検出していれば合焦近傍にきた事を容易に検出することができる。   Since this primary differential signal is detected as a larger change in the AF evaluation value, it is normalized in a region where the defocus amount is large (region where the defocus amount is 15 mm or more on the left side in FIG. 11). Even in a region where the AF evaluation value (A) is gently raised, a differential signal is hardly generated, and a differential signal is rapidly generated in a region near the focus. Therefore, if this differential signal is detected, it is possible to easily detect that it is in the vicinity of the in-focus state.

また、図12は図11の合焦近傍部分を拡大したものである。同図に於いて(A)、(B)、(C)は図11と同一である。この1次微分信号(B)の傾きが0の点(P0)または(P1)はAF評価値(A)の変曲点をしめす。つまり上に凸から下に凸に切り替わるポイントであり、AF評価値(A)としては合焦点のきわめて近傍を示す、1次微分信号(B)が0となる点(P2)はAF評価値(A)が変曲点をしめし、合焦点をあらわす。   FIG. 12 is an enlarged view of the in-focus vicinity portion of FIG. In the figure, (A), (B), and (C) are the same as those in FIG. The point (P0) or (P1) where the slope of the primary differential signal (B) is 0 indicates the inflection point of the AF evaluation value (A). In other words, it is a point that switches from convex upward to convex downward, and as the AF evaluation value (A), the point (P2) where the primary differential signal (B) indicating the very vicinity of the focal point is 0 is the AF evaluation value ( A) shows the inflection point and shows the focal point.

次に2次微分信号(C)の変曲点(P3)および(P4)は1次微分信号(B)の変曲点を示す。   Next, inflection points (P3) and (P4) of the secondary differential signal (C) indicate inflection points of the primary differential signal (B).

そして(P3)および(P4)はそれぞれ1次微分信号(B)の変曲点(P0)および(P2)より合焦点を基準にして、外側に位置していることがわかる。   It can be seen that (P3) and (P4) are located outside the inflection points (P0) and (P2) of the primary differential signal (B) with reference to the focal point.

したがって、2次分信号の変曲点を検出する事により、1次微分の変曲点を検出するよりもさらに速い時点で合焦近傍にきた事を検出することができる。   Accordingly, by detecting the inflection point of the secondary signal, it is possible to detect that the in-focus vicinity has been reached at a point faster than the detection of the inflection point of the first derivative.

次に、AF評価値の微分処理が終わると、AF処理回数カウントであるAFカウントを1増加させる(S209)。   Next, when the AF evaluation value differentiation process ends, the AF count, which is the AF process count, is incremented by 1 (S209).

AFカウントが2回未満の場合すなわちAF処理をまだ1回しかしていない場合は、AF評価値の比較ができないのでS220に分岐し、2回以上の場合はS211に分岐する(S210)。   If the AF count is less than 2, that is, if the AF process has only been performed once, the AF evaluation values cannot be compared, so the process branches to S220, and if it is 2 times or more, the process branches to S211 (S210).

今回の正規化評価値とMAX評価値を比較し、今回のAF評価値のほうが大きい場合はS212に分岐し、小さい場合はS214に分岐する(S212)。今回の正規化評価値をMAX評価値として保存し、そのときのレンズ位置をMAXレンズ位置として保存する。なお、前述した様に本実施例ではフォーカシングモータをステッピングモータで構成したので、電源投入時に無限端SWに突き当たるまで駆動して初期位置決めをすれば、以降レンズの絶対位置はステッピングモータの駆動ステップ数として表せるので、この駆動ステップをフォーカシングレンズの位置として記憶する(S213)。評価値増加カウントが所定値nMAX未満であればS215に分岐し、nMAX以上であればS216に分岐する(S214)。評価値増加カウントを1増加する(S215)。評価値減少カウントが0より大きければS216に分岐し、0以上であればS218に分岐する(S216)。評価値減少カウントを1減少する(S217)。   The current normalized evaluation value and the MAX evaluation value are compared. If the current AF evaluation value is larger, the process branches to S212, and if smaller, the process branches to S214 (S212). The current normalized evaluation value is stored as a MAX evaluation value, and the lens position at that time is stored as a MAX lens position. As described above, since the focusing motor is composed of a stepping motor in the present embodiment, if the lens is driven until it hits the infinite end SW when the power is turned on and the initial positioning is performed, the absolute position of the lens is the number of driving steps of the stepping motor thereafter. This driving step is stored as the position of the focusing lens (S213). If the evaluation value increase count is less than the predetermined value nMAX, the process branches to S215, and if it is greater than nMAX, the process branches to S216 (S214). The evaluation value increase count is increased by 1 (S215). If the evaluation value decrease count is greater than 0, the process branches to S216, and if it is greater than 0, the process branches to S218 (S216). The evaluation value decrease count is decreased by 1 (S217).

S208で求めた2次微分信号の変曲点を検出した場合は、AFモードを合焦近傍モードにする(S219)。   When the inflection point of the secondary differential signal obtained in S208 is detected, the AF mode is set to the near focus mode (S219).

正規化評価値に応じて駆動速度を決定する。すなわち評価値が小さい場合は合焦より遠いので早く合焦させるために、画像取り込み間の駆動速度を早く、評価値が大きい場合は合焦近傍であるので、精度良く合焦させるために駆動速度を遅くする(S220)。   The driving speed is determined according to the normalized evaluation value. In other words, when the evaluation value is small, it is far from the in-focus state, so that the drive speed during image capture is fast, and when the evaluation value is large, the drive speed is close to the in-focus state. (S220).

設定された駆動速度にしたがってフォーカシングモータ9の駆動速度制御を行いS202に戻り合焦するまでこの動作を繰り返す(S221)。   The driving speed of the focusing motor 9 is controlled according to the set driving speed, and the operation returns to S202 and this operation is repeated until in-focus (S221).

次にS211からの分岐で今回の評価値が前回の評価値より減少した場合の処理を説明する。評価値減少カウントが所定値nMINよりも小さければS223に分岐し、nMIN以上であればS224に分岐する(S222)。評価値減少カウントを1増加する(S223)。評価値増加カウントが0より大きければS225に分岐し0以下であればS226に分岐する(S224)。評価値増加カウントを1減少させる(S225)。   Next, processing when the current evaluation value has decreased from the previous evaluation value in the branch from S211 will be described. If the evaluation value decrease count is smaller than the predetermined value nMIN, the process branches to S223, and if it is equal to or greater than nMIN, the process branches to S224 (S222). The evaluation value decrease count is increased by 1 (S223). If the evaluation value increase count is greater than 0, the process branches to S225, and if it is 0 or less, the process branches to S226 (S224). The evaluation value increase count is decreased by 1 (S225).

AFモードがサーチモードの場合はS227に分岐し、AFモードが合焦近傍モードの時はS229に分岐する(S226)。評価値減少カウントは所定値TH3以上の場合はS228に分岐し、TH3より小さい場合はS220に分岐し、通常の駆動処理を繰り返す(S227)。所定回数TH3以上評価値が減少した場合は、合焦方向から遠ざかっているのでフォーカシングの方向を反転するために、駆動中のモータを停止させて、駆動方向を逆方向に設定し、評価値減少カウントと評価値増加カウントを0にリセットする(S128)。一方S226からの分岐でAFモードが合焦近傍モードの場合は評価値減少カウントが所定値TH2以上の場合、すなわち所定数評価値が減少すれば、ピントのピークを確実に通り越した事になるので、ステップ230に分岐し、所定値TH2以下の場合はS220に分岐し、通常の駆動処理を繰り返す(S229)。   If the AF mode is the search mode, the process branches to S227. If the AF mode is the near focus mode, the process branches to S229 (S226). If the evaluation value decrease count is greater than or equal to the predetermined value TH3, the process branches to S228. If the evaluation value decrease count is less than TH3, the process branches to S220, and the normal driving process is repeated (S227). If the evaluation value decreases for a predetermined number of times TH3 or more, it is far from the in-focus direction. Therefore, in order to reverse the focusing direction, the driving motor is stopped and the driving direction is set in the opposite direction, and the evaluation value decreases. The count and the evaluation value increase count are reset to 0 (S128). On the other hand, when the AF mode is the near focus mode at the branch from S226, if the evaluation value decrease count is equal to or greater than the predetermined value TH2, that is, if the predetermined number of evaluation values decreases, the focus peak is surely passed. The process branches to step 230, and if it is equal to or smaller than the predetermined value TH2, the process branches to S220, and the normal driving process is repeated (S229).

合焦位置への駆動の為のために、現在のフォーカス位置とS213で記憶した評価値最大時のフォーカス位置の差をフォーカス駆動量として求める(S230)。   For driving to the in-focus position, the difference between the current focus position and the focus position at the maximum evaluation value stored in S213 is obtained as the focus drive amount (S230).

フォーカス駆動を停止し、駆動方向を反転してS230で求めたフォーカス駆動量でフォーカス駆動を行う(S231)。液晶モニタ8に合焦表示を出して、AF動作を終了する(S232)。   The focus drive is stopped, the drive direction is reversed, and focus drive is performed with the focus drive amount obtained in S230 (S231). The focus display is displayed on the liquid crystal monitor 8, and the AF operation is terminated (S232).

以上の動作を実行することにより、AF評価値信号から2次微分信号を作成し、この2次微分信号の変化を検出することで、合焦近傍を検出することで、大ディフォーカスの状態からも高速かつ確実に被写体にピントを合わせる事ができる。   By executing the above operation, a secondary differential signal is created from the AF evaluation value signal, and a change in the secondary differential signal is detected to detect the vicinity of the in-focus state. Can focus on the subject quickly and reliably.

以上の実施例において、画像信号処理回路6が第1および第2の検出結果を出力する検出手段に相当し、マイコン15が第1、第2、および微分情報生成手段に相当し、マイコン15と駆動回路10が焦点制御を行う制御手段に相当する。   In the above embodiment, the image signal processing circuit 6 corresponds to detection means for outputting the first and second detection results, the microcomputer 15 corresponds to first, second, and differential information generation means, The drive circuit 10 corresponds to control means for performing focus control.

本発明を実施したオートフォーカス装置のブロック図Block diagram of an autofocus device embodying the present invention 本発明の第1の実施形態に係るAF評価値発生回路のブロック図1 is a block diagram of an AF evaluation value generation circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像素子のAF領域を説明する図2A and 2B illustrate an AF area of the image sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像素子のAF領域の詳細を説明する図The figure explaining the detail of AF area | region of the image pick-up element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the camera which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the camera which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施例に係るAF評価値の1次微分信号を示す図The figure which shows the 1st derivative signal of AF evaluation value based on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係るAF評価値の1次微分信号を示す図The figure which shows the 1st differential signal of AF evaluation value based on 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the camera which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the camera which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施例に係るAF評価値の1次微分信号を示す図The figure which shows the 1st differential signal of AF evaluation value based on 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係るAF評価値の1次微分信号を示す図The figure which shows the 1st differential signal of AF evaluation value based on 2nd Example of this invention. ディフォーカス量に対するAF評価値情報を説明する図The figure explaining AF evaluation value information with respect to the defocus amount ディフォーカス量に対するAF評価値情報を説明する図The figure explaining AF evaluation value information with respect to the defocus amount 従来例のディフォーカス量に対する正規化されたAF評価値情報を説明する図The figure explaining AF evaluation value information normalized with respect to the amount of defocus of a prior art example 従来例のディフォーカス量に対する正規化されたAF評価値情報を説明する図The figure explaining AF evaluation value information normalized with respect to the amount of defocus of a prior art example

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像レンズ
2 絞り
3 撮像素子
4 アンプ
5 A/Dコンバータ
6 画像信号処理回路
7 CCD駆動回路
8 モニタ液晶
9,11 モータ
15 マイコン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pickup lens 2 Aperture 3 Image pick-up element 4 Amplifier 5 A / D converter 6 Image signal processing circuit 7 CCD drive circuit 8 Monitor liquid crystal 9, 11 Motor 15 Microcomputer

Claims (4)

撮影レンズの光学像から画像信号を生成する撮像手段と、
前記画像信号から高域成分を検出して第1の検出結果を出力する第1の検出手段と、
前記画像信号から輝度差成分を検出して第2の検出結果を出力する第2の検出手段と前記第1の検出結果と前記第2の検出結果から第1の情報を生成する第1の情報生成手段と、
前記第1の情報生成手段により生成させた情報を微分する微分演算手段をもち、
前記第1の情報生成手段と微分演算手段により生成させた情報にもとづいて前記光学レンズの焦点制御を行う制御手段とを備えた事を特徴とする自動合焦制御装置。
Imaging means for generating an image signal from the optical image of the taking lens;
First detection means for detecting a high frequency component from the image signal and outputting a first detection result;
Second detection means for detecting a luminance difference component from the image signal and outputting a second detection result, and first information for generating first information from the first detection result and the second detection result Generating means;
Having differential operation means for differentiating the information generated by the first information generation means;
An automatic focusing control device comprising: a control unit that performs focus control of the optical lens based on information generated by the first information generation unit and the differential calculation unit.
前記第1の情報生成手段は、前記第1の検出結果を前記第2の検出結果で除算して求める事を特徴とする請求項1記載の自動合焦制御装置。   2. The automatic focusing control device according to claim 1, wherein the first information generation means obtains the first detection result by dividing the first detection result by the second detection result. 前記微分演算手段は前記第1の情報生成手段の出力の1次微分情報を生成する事を特徴とする請求項1記載の自動合焦制御装置。   2. The automatic focusing control device according to claim 1, wherein the differential calculation means generates primary differential information output from the first information generation means. 前記微分演算手段は前記第1の情報生成手段の出力の2次微分情報を生成する事を特徴とする請求項1記載の自動合焦制御装置。   2. The automatic focusing control device according to claim 1, wherein the differential calculation means generates secondary differential information output from the first information generation means.
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