JP2006064855A - Automatic focusing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic focusing device capable of adjusting a focusing position at a high speed while keeping certain precision. <P>SOLUTION: The automatic focusing device is equipped with a line exposure type imaging element (CMOS image sensor) which converts an optical image formed through a focus lens into an image signal, a lens drive section which moves the focus lens along the optical axis, an AF detection section which calculates an AF evaluated value based upon an image signal of an evaluation region previously set in an imaging region obtained by the imaging element, an exposure time calculating means of calculating the shortest exposure time T<SB>exp</SB>such that an exposure period of the evaluation region does not overlap a drive period of the focus lens based upon a time corresponding to the vertical width of the evaluation region and a drive time T<SB>m</SB>of the focus lens needed for one frame of the imaging region, and a control section which controls the imaging element and lens drive section according to the calculated shortest exposure time T<SB>exp</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像装置における自動焦点調節装置に関する。   The present invention relates to an automatic focus adjustment apparatus in an imaging apparatus that images a subject and outputs an image signal.

近年、撮像素子を用いたデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置が広く普及している。それに伴って、多機能化が進んでおり、自動焦点調節装置を備えた撮像装置が存在している。   In recent years, imaging apparatuses such as digital cameras and digital video cameras using an imaging element have been widely used. Along with this, multi-functionalization has progressed, and there are imaging devices equipped with automatic focus adjustment devices.

一般に、自動焦点調節装置による焦点調節は、次のように行われる。まず、撮影レンズを移動させ、電荷蓄積型の撮像素子から出力される画像信号を取得し、得られた画像信号からコントラスト(又は高周波成分)を検出して得られる自動焦点調節評価値(以下、AF(Auto Focus)評価値という。)を算出する。そして、算出されたAF評価値に基づいて適正なレンズ位置(合焦位置)を導き出し、そのレンズ位置まで撮影レンズを移動させ焦点の調節を行う。   In general, the focus adjustment by the automatic focus adjustment device is performed as follows. First, an imaging lens is moved, an image signal output from a charge storage type image sensor is acquired, and an automatic focus adjustment evaluation value (hereinafter, referred to as “detection”) obtained by detecting contrast (or high frequency component) from the obtained image signal. AF (Auto Focus) evaluation value) is calculated. Then, an appropriate lens position (focus position) is derived based on the calculated AF evaluation value, and the photographing lens is moved to that lens position to adjust the focus.

このような自動焦点調節装置の例として、従来、露光フィールドごとに撮影レンズを移動させ、フィールド期間毎に撮像素子の映像出力信号から抽出された合焦度情報のピーク超え検出に基づいて、合焦位置に対応する目標値を演算し、その目標値を基準にして合焦駆動する自動合焦装置が開示されている(特許文献1参照)。   As an example of such an automatic focus adjustment device, conventionally, the photographing lens is moved for each exposure field, and based on the detection of exceeding the peak of the focus degree information extracted from the video output signal of the image sensor for each field period. An automatic focusing device is disclosed that calculates a target value corresponding to a focal position and performs focusing driving based on the target value (see Patent Document 1).

ところが、合焦位置の調節動作はループ制御となっているため追従速度が遅いという欠点がある。そこで、合焦位置を早く検出する自動焦点調節装置として、レンズを無限端と至近端の間で連続的に一方向に移動させながら、設定された露光時間内に相当するレンズの移動範囲において、走査線毎に出力される尖鋭度の最大値を検出し、得られた最大値のピーク値のレンズ位置を合焦位置としてレンズを移動させる自動焦点調節装置が開示されている(特許文献2参照。)
特許第3103579号 特許第3232566号
However, since the adjustment operation of the in-focus position is a loop control, there is a disadvantage that the follow-up speed is slow. Therefore, as an automatic focus adjustment device that detects the in-focus position early, while moving the lens continuously in one direction between the infinity end and the closest end, in the lens movement range corresponding to the set exposure time An automatic focus adjustment device that detects the maximum value of sharpness output for each scanning line and moves the lens with the lens position of the peak value of the obtained maximum value as the focus position is disclosed (Patent Document 2). reference.)
Japanese Patent No. 3103579 Japanese Patent No. 3232566

現在、撮像装置に用いられる撮像素子としてCCD(Charge Coupled Devices)イメージセンサが多く採用されているが、近年のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサのノイズ除去回路等の各種回路の高性能化に伴う感度の向上に伴い、低消費電力化、小型軽量化、システムオンチップ化が可能であるという点でメリットのあるCMOSイメージセンサが採用され始めている。   At present, CCD (Charge Coupled Devices) image sensors are widely used as image sensors used in image pickup devices. However, in recent years, various circuits such as noise removal circuits of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors have been improved. As the sensitivity increases, CMOS image sensors that are advantageous in terms of low power consumption, small size, light weight, and system-on-chip are beginning to be adopted.

CCDイメージセンサは、撮像領域の画素全てが同期間に光電変換し、信号電荷を蓄積する蓄積の同時性を維持するグローバル露光である。したがって、CCDイメージセンサを用いた合焦位置の調節に際しては、CCDイメージセンサ全体で同時に露光が行われた後、同時に露光を終了し、露光の終了と同時に各画素に蓄積された電荷が読み出されるため、各フレームの露光期間が重複することがなく、撮影レンズの駆動と露光とを分けてAF評価を行うことが容易である。   The CCD image sensor is a global exposure that maintains the synchronism of storing signal charges by photoelectrically converting all the pixels in the imaging region during the same period. Therefore, when adjusting the in-focus position using the CCD image sensor, the entire CCD image sensor is exposed at the same time, and then the exposure is completed at the same time. At the end of the exposure, the charge accumulated in each pixel is read out. Therefore, the exposure periods of the frames do not overlap, and it is easy to perform AF evaluation separately for driving of the taking lens and exposure.

一方、COMSイメージセンサは、各走査線に対する画素列の蓄積期間が信号の出力されるタイミングに同期するため、走査線毎に露光開始時刻がずれ、信号電荷の蓄積の同時性を維持することができないライン露光(ローリング・シャッタ)である。したがって、COMSイメージセンサを用いた合焦位置の調節に際しては、走査線毎に露光開始時間に差が生じることとなり、露光時間が長い場合には、前後のフレーム相互間で露光期間が重複してしまう。   On the other hand, in the COMS image sensor, since the accumulation period of the pixel column for each scanning line is synchronized with the signal output timing, the exposure start time is shifted for each scanning line, and the signal charge accumulation can be maintained simultaneously. Line exposure (rolling shutter) is not possible. Therefore, when adjusting the in-focus position using the COMS image sensor, a difference occurs in the exposure start time for each scanning line. When the exposure time is long, the exposure period overlaps between the previous and subsequent frames. End up.

CMOSイメージセンサを用いた撮像装置に特許文献1を適用した場合、露光時間が長い場合には、各フレームの露光期間が重複してしまい、撮影レンズの移動と露光とを分けてAF評価を行うことができない。また、特許文献2の場合は、1フレームの間に無限端から至近端までレンズを移動させて走査線毎にAF評価を行うために1フレームに記憶される画像が一様でないとAF評価を行うことはできず、屋外等の1画面内に複数の被写体が存在する場合には適用することができないので、実用化するのが困難である。   When Patent Document 1 is applied to an imaging apparatus using a CMOS image sensor, if the exposure time is long, the exposure period of each frame overlaps, and the AF evaluation is performed separately for the movement of the photographing lens and the exposure. I can't. In the case of Patent Document 2, since the lens is moved from the infinite end to the closest end during one frame and the AF evaluation is performed for each scanning line, the AF evaluation is performed when the image stored in one frame is not uniform. This is not possible and cannot be applied when there are a plurality of subjects in one screen such as outdoors, so that it is difficult to put it into practical use.

そこで、COMSイメージセンサを用いた合焦位置の調節は、1フレームおき(2フレーム周期)に撮影レンズの移動と露光とを交互に行い、撮影レンズの移動が停止した状態で露光された画像信号を用いてAF評価を行う合焦位置の調節を行うことが考えられる。しかしながら、2フレーム周期でAF評価を行うことになるため、合焦位置の調節完了までに要する処理時間が長くなり、シャッターチャンスを逃してしまうという問題がある。   Therefore, the adjustment of the in-focus position using the COMS image sensor is performed by alternately moving the photographic lens and exposing every other frame (two frame periods), and exposing the image signal while the movement of the photographic lens is stopped. It is conceivable to adjust the in-focus position where AF evaluation is performed using. However, since AF evaluation is performed in a cycle of two frames, there is a problem that a processing time required to complete the adjustment of the in-focus position becomes long and a photo opportunity is missed.

本発明の課題は、一定の精度を保ちつつ高速に合焦位置の調節を行うことが可能な自動焦点調節装置を実現することである。   An object of the present invention is to realize an automatic focus adjustment device capable of adjusting a focus position at high speed while maintaining a certain accuracy.

請求項1に記載の発明は、光軸方向に移動可能に設けられ、被写体の光学像を結像させるための光学手段と、前記光学手段を介して結像された光学像を画像信号に変換するライン露光型の撮像手段と、前記光学手段を光軸方向に移動させる駆動手段と、前記撮像手段により得られた撮像領域に予め設定された評価領域における画像信号に基づいて、前記光学手段の光軸方向位置を評価するための自動焦点調節評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価領域の垂直幅に対応する時間と前記撮像領域の1フレームに要する前記光学手段の駆動時間とに基づいて、前記評価領域での露光期間と前記光学手段の駆動期間とが重複しない最低露光時間を算出する露光時間算出手段と、前記算出された最低露光時間に基づいて前記撮像手段と駆動手段とを制御する制御手段と、を備えた自動焦点調節装置あることを特徴としている。   The invention according to claim 1 is provided so as to be movable in the direction of the optical axis, and optical means for forming an optical image of a subject, and an optical image formed through the optical means is converted into an image signal. Line exposure type imaging means, driving means for moving the optical means in the optical axis direction, and based on image signals in the evaluation area preset in the imaging area obtained by the imaging means, the optical means Evaluation value calculation means for calculating an automatic focus adjustment evaluation value for evaluating the position in the optical axis direction, time corresponding to the vertical width of the evaluation area, and driving time of the optical means required for one frame of the imaging area An exposure time calculation means for calculating a minimum exposure time in which an exposure period in the evaluation region and a drive period of the optical means do not overlap, and the imaging means and the drive means based on the calculated minimum exposure time It is characterized in that an automatic focusing device and a control means for controlling.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の自動焦点調節装置において、前記算出された最低露光時間では露光不足の場合、前記撮像手段から出力された画像信号の増幅調節を行う増幅手段を備えたこと、を特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the automatic focus adjustment apparatus according to the first aspect, when the calculated minimum exposure time is underexposure, the amplification unit performs amplification adjustment of the image signal output from the imaging unit. It is characterized by having.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の自動焦点調節装置において、前記算出された最低露光時間では露光不足の場合、光束量を調節する光量調節手段を備えたこと、を特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the automatic focus adjustment apparatus according to the first or second aspect, further comprising a light amount adjusting means for adjusting a light flux amount when the calculated minimum exposure time is insufficient. It is a feature.

請求項4に記載の発明は、光軸方向に移動可能に設けられ、被写体の光学像を結像させるための光学手段と、前記光学手段を介して結像された光学像を画像信号に変換するライン露光型の撮像手段と、前記光学手段を光軸方向に移動させる駆動手段と、前記撮像手段により得られた撮像領域に予め設定された評価領域における画像信号に基づいて、前記光学手段の光軸方向位置を評価するための自動焦点調節評価値を算出する評価値算出手段と、前記光学手段を光軸方向における一方向に一定速度で移動させながら前記算出手段から算出される自動焦点調節評価値の最大値を検出する第1の評価動作と、前記第1の評価動作から検出された自動焦点調節評価値の最大値に基づいて合焦位置の調節を行う第2の評価動作とを行う制御手段と、を備えた自動焦点調節装置であることを特徴としている。   The invention according to claim 4 is provided so as to be movable in the direction of the optical axis, and optical means for forming an optical image of a subject, and an optical image formed through the optical means is converted into an image signal. Line exposure type imaging means, driving means for moving the optical means in the optical axis direction, and based on image signals in the evaluation area preset in the imaging area obtained by the imaging means, the optical means Evaluation value calculation means for calculating an automatic focus adjustment evaluation value for evaluating the position in the optical axis direction, and automatic focus adjustment calculated from the calculation means while moving the optical means at a constant speed in one direction in the optical axis direction A first evaluation operation for detecting the maximum value of the evaluation value, and a second evaluation operation for adjusting the in-focus position based on the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value detected from the first evaluation operation. Control means to perform, It is characterized in that an automatic focusing device was e.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の自動焦点調節装置において、前記制御手段は、前記第1の評価動作を行う際、前記検出された自動焦点調節評価値の最大値に対する前記自動焦点調節評価領域の上限走査線の露光開始時刻における前記光学手段の位置と、下限走査線の露光終了時刻における前記光学手段の位置とを検出し記憶すること、を特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the automatic focus adjustment apparatus according to the fourth aspect, the control unit performs the first evaluation operation with respect to a maximum value of the detected automatic focus adjustment evaluation value. It is characterized in that the position of the optical means at the exposure start time of the upper limit scanning line in the automatic focus adjustment evaluation region and the position of the optical means at the exposure end time of the lower limit scanning line are detected and stored.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の自動焦点調節装置において、前記制御手段は、前記第2の評価動作を行う際、前記検出された自動焦点調節評価値の最大値に対する前記自動焦点調節評価領域の上限走査線の露光開始時刻における前記光学手段の位置から下限走査線の露光終了時刻における前記光学手段の位置までの距離としての第1距離を算出し、前記第1距離が焦点深度以内である場合、前記第1の評価動作において算出された自動焦点調節評価値の最大値に対する前記光学手段の位置を合焦位置として調節すること、を特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the automatic focus adjustment apparatus according to the fifth aspect, the control unit performs the second evaluation operation with respect to a maximum value of the detected automatic focus adjustment evaluation value. A first distance is calculated as a distance from the position of the optical means at the exposure start time of the upper limit scanning line of the automatic focus adjustment evaluation area to the position of the optical means at the exposure end time of the lower limit scanning line, and the first distance is calculated. If it is within the depth of focus, the position of the optical means with respect to the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value calculated in the first evaluation operation is adjusted as a focus position.

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の自動焦点調節装置において、前記制御手段は、前記第2の評価動作を行う際、前記第1距離が焦点深度以内でない場合、前記光学手段を前記第1の評価動作とは逆方向に2フレーム周期の間隔で移動させ、前記算出手段から算出された自動焦点調節評価値が前記第1の評価動作から算出された自動焦点調節評価値の最大値に基づいて算出される目標値以上となる位置を合焦位置として調節すること、を特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the automatic focus adjustment apparatus according to the sixth aspect, when the control unit performs the second evaluation operation, if the first distance is not within the depth of focus, the optical unit Is moved at intervals of two frame periods in the opposite direction to the first evaluation operation, and the automatic focus adjustment evaluation value calculated from the calculation means is the value of the automatic focus adjustment evaluation value calculated from the first evaluation operation. It is characterized in that a position that is equal to or greater than a target value calculated based on the maximum value is adjusted as a focus position.

請求項1に記載の発明によれば、最低露光時間を算出し設定することによって、評価領域の露光期間中は、前後のフレームの評価領域の露光期間と重複せず、前後のフレームの自動焦点調節価領域の露光期間との間に光学手段を移動させる期間を設けることができるため、評価領域の露光期間中は、光学手段の移動が無い状態で画像信号を得ることができ、一定の精度を保ちつつ高速に合焦位置の調節を行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, by calculating and setting the minimum exposure time, the exposure time of the evaluation frame in the evaluation region does not overlap with the exposure time of the evaluation frame in the previous and subsequent frames. Since a period for moving the optical means can be provided between the exposure period of the adjustment value area, an image signal can be obtained without any movement of the optical means during the exposure period of the evaluation area, and a certain accuracy can be obtained. The focus position can be adjusted at high speed while maintaining the above.

請求項2又は3に記載の発明によれば、請求項1と同様の効果を得られるのは勿論のこと、露光不足を容易な構成で解消することができ、得られる画像信号のコントラストの低下を低減することができる。   According to the second or third aspect of the invention, the same effect as that of the first aspect can be obtained, but also the underexposure can be solved with an easy configuration, and the contrast of the obtained image signal is lowered. Can be reduced.

請求項4に記載の発明によれば、第1の評価動作と第2の評価動作とを行うことにより、合焦位置の目安を検出することができ、合焦位置の目安に基づいて光学手段の位置を調節するため、合焦位置の調節完了までに要する処理時間を短縮することができ、一定の精度を保ちつつ高速に合焦位置の調節を行うことができる。   According to the invention described in claim 4, by performing the first evaluation operation and the second evaluation operation, it is possible to detect the in-focus position standard, and the optical means based on the in-focus position standard. Therefore, the processing time required to complete the adjustment of the in-focus position can be shortened, and the in-focus position can be adjusted at high speed while maintaining a certain accuracy.

請求項5に記載の発明によれば、請求項4と同様の効果を得られるのは勿論のこと、自動焦点調節評価値の最大値に対する光学手段の位置を容易に算出することができる。   According to the fifth aspect of the invention, the same effect as in the fourth aspect can be obtained, and the position of the optical means with respect to the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value can be easily calculated.

請求項6に記載の発明によれば、請求項5と同様の効果を得られるのは勿論のこと、第1距離が焦点深度以内である場合には、光学手段を瞬時に検出された自動焦点調節評価値の最大値に対する光学手段の位置に調節することができる。   According to the sixth aspect of the invention, it is possible to obtain the same effect as that of the fifth aspect. In addition, when the first distance is within the depth of focus, the optical means detects the automatic focus instantaneously. The position of the optical means can be adjusted with respect to the maximum value of the adjustment evaluation value.

請求項7に記載の発明によれば、請求項6と同様の効果を得られるのは勿論のこと、露光期間中に光学手段の移動が無い状態での画像信号に基づいて合焦位置の調節を行うことができ、合焦位置の調節精度を向上させることができる。   According to the seventh aspect of the invention, it is possible to obtain the same effect as that of the sixth aspect. In addition, the focus position is adjusted based on the image signal in a state where there is no movement of the optical means during the exposure period. And the accuracy of adjusting the in-focus position can be improved.

[実施の形態1]
以下、図を参照して本発明の実施の形態1を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図1に、本実施の形態1における自動焦点調節装置Aの概略構成のブロック図を示す。
[Embodiment 1]
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows a block diagram of a schematic configuration of the automatic focusing apparatus A according to the first embodiment.

自動焦点調節装置Aは、撮像光学系1、絞り2、撮像手段としての撮像素子10、タイミング信号発生部20、A/D変換・増幅部30、評価値算出手段としてのAF検波部40、絞り駆動部50、レンズ位置検出部60、駆動手段としてのレンズ駆動部70、及び制御手段としての制御部100を備える。   The automatic focusing apparatus A includes an imaging optical system 1, an aperture 2, an imaging device 10 as an imaging unit, a timing signal generation unit 20, an A / D conversion / amplification unit 30, an AF detection unit 40 as an evaluation value calculation unit, an aperture A drive unit 50, a lens position detection unit 60, a lens drive unit 70 as a drive unit, and a control unit 100 as a control unit are provided.

撮像光学系1は、光軸方向に移動可能に設けられ、被写体の光学像を結像させるための光学手段としてのフォーカスレンズ1aを有している。   The imaging optical system 1 is provided so as to be movable in the optical axis direction, and includes a focus lens 1a as an optical unit for forming an optical image of a subject.

絞り2は、撮像光学系1を透過する光束の量を調節する光量調節手段である。   The diaphragm 2 is a light amount adjusting unit that adjusts the amount of the light beam transmitted through the imaging optical system 1.

撮像素子10は、ライン露光型(ローリング・シャッタ)のCMOSイメージセンサであり、撮像光学系1によって受光面上に結像された被写体の光学像を電気信号に変換し、変換されたアナログの画像信号をA/D変換・増幅部30に出力する。
図2及び3を用いて、撮像素子10の説明をする。
The image sensor 10 is a line exposure type (rolling shutter) CMOS image sensor, which converts an optical image of a subject formed on the light receiving surface by the imaging optical system 1 into an electrical signal, and converts the converted analog image. The signal is output to the A / D converter / amplifier 30.
The image sensor 10 will be described with reference to FIGS.

図2に、撮像素子10の概略構成図を示す。
図2に示すように、撮像素子10は、光電変換部11、読み出し用垂直シフトレジスタ12、リセット用垂直シフトレジスタ13、水平シフトレジスタ14、出力アンプ15を備える。
In FIG. 2, the schematic block diagram of the image pick-up element 10 is shown.
As shown in FIG. 2, the image sensor 10 includes a photoelectric conversion unit 11, a readout vertical shift register 12, a reset vertical shift register 13, a horizontal shift register 14, and an output amplifier 15.

読み出し用シフトレジスタ12は、光電変換部11で光電変換された信号電荷を水平画素列(走査線)毎に読み出すアドレス指定を行う。リセット用直列シフトレジスタ13は、水平画素列(走査線)毎に各画素に蓄積された信号電荷をリセットするためのアドレス指定を行う。水平シフトレジスタ14は、光電変換部11で光電変換された信号電荷を水平画素列毎に水平転送する。   The read shift register 12 performs address designation for reading the signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 11 for each horizontal pixel column (scanning line). The reset serial shift register 13 performs addressing for resetting signal charges accumulated in each pixel for each horizontal pixel column (scanning line). The horizontal shift register 14 horizontally transfers the signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 11 for each horizontal pixel column.

図3に、撮像素子10の一部拡大図を示す。
光電変換部11は、二次元的に配列されている複数の単位画素回路80、読み出し用垂直シフトレジスタ12に接続されている複数の垂直走査線81、リセット用垂直シフトレジスタ13に接続されている複数のリセット走査線82、水平スイッチトランジスタMLを介して水平シフトレジスタ14及び出力信号線84と接続されている垂直信号線83を有している。
FIG. 3 shows a partially enlarged view of the image sensor 10.
The photoelectric conversion unit 11 is connected to a plurality of unit pixel circuits 80 arranged two-dimensionally, a plurality of vertical scanning lines 81 connected to the readout vertical shift register 12, and a reset vertical shift register 13. a plurality of reset scan line 82, and a vertical signal line 83 are connected to the horizontal shift register 14 and the output signal line 84 via the horizontal switch transistor M L.

各単位画素回路80は、フォトダイオードPD、アンプMA、垂直走査線81及び垂直信号線83に接続されている選択トランジスタMS、リセット走査線82に接続されているリセットトランジスタMR等を備える。 Each unit pixel circuit 80 includes a photodiode PD, an amplifier M A , a selection transistor M S connected to the vertical scanning line 81 and the vertical signal line 83, a reset transistor M R connected to the reset scanning line 82, and the like. .

フォトダイオードPDで光電変換された信号電荷は、フォトダイオードPDの電圧変化に置き換えられ、アンプMAで増幅される。そして、読み出し用垂直シフトレジスタ12から垂直走査線81に順次選択パルスが印加されると、選択パルスの印加された垂直走査線81に接続された選択トランジスタMSがONになり、アンプMAで増幅された信号電荷が選択トランジスタMSを介して垂直信号線83に読み出される。そして、水平シフトレジスタ14から水平スイッチトランジスタMLに順次選択パルスが印字されると、垂直信号線83上の信号電荷が、順次出力信号線84に読み出される。
また、リセット用垂直シフトレジスタ13からリセットパルスが各リセット走査線82に印加されると、リセットトランジスタMRがONになり、フォトダイオードPDの信号電荷がリセットされる。
The signal charges photoelectrically converted by the photodiode PD is replaced with the voltage change of the photodiode PD, it is amplified by an amplifier M A. When a selection pulse is sequentially applied from the readout vertical shift register 12 to the vertical scanning line 81, the selection transistor M S connected to the vertical scanning line 81 to which the selection pulse is applied is turned ON, and the amplifier M A The amplified signal charge is read out to the vertical signal line 83 through the selection transistor M S. Then, when sequentially selecting pulse from the horizontal shift register 14 to the horizontal switch transistor M L is printed, the signal charges on the vertical signal line 83 is read out sequentially the output signal line 84.
Further, when the reset pulse from the reset vertical shift register 13 is applied to the reset scan line 82, the reset transistor M R is ON, the signal charge of the photodiode PD is reset.

タイミング信号発生部20は、制御部100から入力される露光時間指示信号STexpに基づいて、撮像素子10の読み出し用垂直シフトレジスタ12、リセット用垂直シフトレジスタ13、水平シフトレジスタ14を駆動する各種タイミング信号を発生し、撮像素子10に出力する。また、各フレームの画像信号を区別するために用いられる読み出しタイミング信号SVを制御部100に出力する。 The timing signal generator 20 drives various readout vertical shift registers 12, reset vertical shift registers 13, and horizontal shift registers 14 of the image sensor 10 based on an exposure time instruction signal S Texp input from the controller 100. A timing signal is generated and output to the image sensor 10. In addition, a read timing signal S V used to distinguish the image signals of each frame is output to the control unit 100.

A/D変換・増幅部30は、撮像素子10から入力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するA/D変換手段と、変換された画像信号Siを増幅調整(ゲインアップ)する増幅手段とを有する。なお、撮像素子10から入力されたアナログの画像信号を増幅調整した後、デジタル信号に変換してもよい。 The A / D conversion / amplification unit 30 performs A / D conversion means for converting an analog image signal input from the image sensor 10 into a digital image signal, and performs amplification adjustment (gain increase) on the converted image signal S i. Amplifying means. The analog image signal input from the image sensor 10 may be amplified and adjusted and then converted to a digital signal.

AF検波部40は、撮像素子10により得られA/D変換・増幅部30から入力された画像信号Siに基づいて、後述するAF評価領域からAF評価値(自動焦点調節評価値)を算出し、フレーム毎にAF評価値の算出が完了した場合、AF検波処理完了信号を制御部100出力する。また、制御部100からのAF評価値読み出し信号に基づいて、算出されたAF評価値を示すAF評価値信号SAFを制御部100に出力する。 The AF detection unit 40 calculates an AF evaluation value (automatic focus adjustment evaluation value) from an AF evaluation region, which will be described later, based on the image signal S i obtained by the image sensor 10 and input from the A / D conversion / amplification unit 30. When the calculation of the AF evaluation value is completed for each frame, the AF detection processing completion signal is output to the control unit 100. Further, on the basis of the AF evaluation value signal read from the control unit 100 outputs an AF evaluation value signal S AF indicating the calculated AF evaluation value to the control unit 100.

AF検波部40は、ゲート回路部41、BPF(Band Pass Filter)42、積算部42を備える。ゲート回路部41は、制御部100から入力されるAF評価領域指示信号Swに基づいて画像信号SiからAF評価対象となる領域(評価領域としてのAF評価領域)が設定される。BPF42は、高周波領域の所定の周波数帯域の信号成分を抽出する。積算部43は、BPF42から入力された信号を積分しAF評価値を算出する。 The AF detection unit 40 includes a gate circuit unit 41, a BPF (Band Pass Filter) 42, and an integration unit 42. The gate circuit 41, the region becomes an AF evaluation target from the image signals S i (AF evaluation area as an evaluation region) is set based on the AF evaluation area indication signal S w which is input from the control unit 100. The BPF 42 extracts a signal component in a predetermined frequency band in the high frequency region. The integrating unit 43 integrates the signal input from the BPF 42 and calculates an AF evaluation value.

絞り駆動部50は、制御部100からの信号に基づいて絞り2を駆動させる。   The aperture driving unit 50 drives the aperture 2 based on a signal from the control unit 100.

レンズ位置検出部60は、フォーカスレンズ1aの位置を検出し、検出したレンズ位置信号SPを制御部100へ出力する。 The lens position detection unit 60 detects the position of the focus lens 1 a and outputs the detected lens position signal SP to the control unit 100.

レンズ駆動部70は、制御部100から入力されるレンズ駆動指示信号Sm0に基づいてレンズ駆動用モータ(不図示)を駆動させるレンズ駆動信号Smを出力し、フォーカスレンズ1aを光軸方向に移動させる。 The lens driving unit 70 outputs a lens driving signal S m for driving a lens driving motor (not shown) based on the lens driving instruction signal S m0 input from the control unit 100, and moves the focus lens 1a in the optical axis direction. Move.

レンズ駆動部70は、最小移動距離単位でフォーカスレンズを移動(以下、1ステップ移動という。)させており、例えば、レンズ駆動指示信号Sm0に基づいて、フォーカスレンズ1aを数ステップ移動させる。
なお、レンズ駆動用モータとしては、ステッピングモータやDCモータ等の位置決め精度の高いモータを用いることが好ましい。
The lens driving unit 70 moves the focus lens in units of the minimum moving distance (hereinafter referred to as “one step movement”). For example, the lens driving unit 70 moves the focus lens 1a by several steps based on the lens drive instruction signal S m0 .
As the lens driving motor, it is preferable to use a motor with high positioning accuracy such as a stepping motor or a DC motor.

制御部100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、CPUがROMに格納されたプログラム及びデータを読み出しRAM等に展開して実行することにより、自動焦点調節装置Aの動作全体を統括的に制御する。   The control unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The CPU reads out the program and data stored in the ROM and executes the program and data on the RAM. Thus, the overall operation of the automatic focus adjustment apparatus A is comprehensively controlled.

本実施の形態1の制御部100は、フレーム周期Tf、AF評価領域WAF、1フレームに要するフォーカスレンズ1aの駆動時間(レンズ駆動時間Tm)、読み出しタイミング信号SVに基づいて各フレームの後述するAF上限走査線の露光開始時刻及びAF下限走査線の露光終了時刻の計時を行うタイマ、AF評価領域WAFの露光期間とフォーカスレンズ1aの駆動期間とか重複しないように最低露光時間Texpを算出する露光時間算出手段を有し、算出された最低露光時間Texpをタイミング信号発生回路部20に指示する露光時間指示信号STexpを出力した後、AF評価領域WAF内の画像信号に対してAF評価を行い合焦位置の調節動作を行うためのプログラム及び各種データが予め設定されておりROM内に記憶されている。また、制御部100は、算出された最低露光時間Texpでは露光量が不足する場合には、絞り2を開放側に動作させるよう絞り駆動部50に指示を行ったり、A/D変換・増幅部30での画像信号の増幅調整(ゲインアップ)の指示を行ったりする。 The control unit 100 according to the first embodiment performs each frame based on the frame period T f , the AF evaluation area W AF , the driving time of the focus lens 1 a required for one frame (lens driving time T m ), and the readout timing signal S V. A timer for measuring the exposure start time of the AF upper limit scanning line and the exposure end time of the AF lower limit scanning line, which will be described later, and the minimum exposure time T so as not to overlap the exposure period of the AF evaluation area W AF and the driving period of the focus lens 1a. has an exposure time calculation means for calculating exp, after the minimum exposure time T exp calculated outputs the exposure time indication signal S Texp instructing the timing signal generating circuit 20, an image signal of the AF evaluation area W in the AF A program and various data for performing AF evaluation and adjusting the in-focus position are preset and stored in the ROM. In addition, when the exposure amount is insufficient for the calculated minimum exposure time T exp , the control unit 100 instructs the aperture driving unit 50 to operate the aperture 2 to the open side, or performs A / D conversion / amplification. Instructing the image signal amplification adjustment (gain increase) in the unit 30.

図4に、AF評価領域WAFの一例を示す。
一般に、ユーザが撮りたい被写体は撮像領域としてのフレーム領域WFの中央付近にあるという思想から、AF評価領域WAFは、フレーム領域WF内の中央部に設定されている。
フレーム領域WFは、最上部の走査線(第1走査線LW1)から最下部の走査線(第m走査線LWm)のm列の走査線で囲まれる領域である。
FIG. 4 shows an example of the AF evaluation area WAF .
In general, the idea that the subject the user wants take is near the center of the frame area W F as an imaging area, AF evaluation area W AF is set in the center of the frame area W F.
Frame area W F is a region surrounded by the scanning lines of the m columns of the uppermost scanning line (first scanning line L W1) from the bottom of the scanning line (the m scanning lines L Wm).

AF評価領域WAFは、フレーム領域WFの垂直方向に配列されている複数の走査線列に対して、第1走査線LW1からs番目の第s走査線(AF上限走査線)LWsから第1走査線LW1からe番目の第e走査線(AF下限走査線)LWeまでの垂直方向の範囲と、フレーム領域WFの水方向に配設されている複数の画素に対して水平方向一端部の例えばn番目の画素からx番目の画素までの水平方向の範囲とからなる二次元的な領域である。 AF evaluation area W AF, relative to a plurality of scan lines columns that are arranged in the vertical direction of the frame area W F, s-th from the first scan line L W1 of the s scanning lines (AF upper scanning line) L Ws and vertical ranging e th e scan lines (AF lower scanning lines) L We from the first scan line L W1 from to a plurality of pixels that are arranged in the water direction of the frame area W F This is a two-dimensional region consisting of a horizontal range from, for example, the nth pixel to the xth pixel at one end in the horizontal direction.

制御部100は、AF下限走査線LWeとAF上限走査線LWsとの差分からAF評価領域WAFの垂直幅(垂直走査線数)LAFを例えば下記の(式1)を用いて算出する。 The control unit 100 calculates the vertical width (number of vertical scanning lines) L AF of the AF evaluation area W AF from the difference between the AF lower limit scanning line L We and the AF upper limit scanning line L Ws using, for example, the following (Formula 1). To do.

AF=LWe−LWs (式1) L AF = L We -L Ws (Formula 1)

制御部100は、予め設定されているフレーム周期Tf、AF評価領域WAFから算出されるAF評価領域WAFの垂直幅LAF、フレーム領域WFの垂直走査線総数m、1フレームに要するレンズ駆動時間Tmから、最低露光時間Texpを下記の(式2)を用いて算出する。 Control unit 100, required for the preset frame period T f, AF evaluation area W AF vertical width L AF, vertical scan line the total number m, 1 frame frame area W F calculated from the AF evaluation area W AF From the lens driving time T m , the minimum exposure time Texp is calculated using the following (Formula 2).

(1−LAF/m)×Tf−Tm>Texp (式2) (1- LAF / m) * Tf - Tm > Texp (Formula 2)

図5に、フォーカスレンズ1aの位置とAF評価値との関係を示す。
無限端から至近端の方向(正方向)にフォーカスレンズ1aをレンズ位置P1、P2、・・・・Pmに順次移動させたとき、各レンズ位置でのAF評価領域WAFからAF評価画像F1、F2・・・・Fmが取得され、各レンズ位置に対するAF評価値V1、V2・・・・Vmが算出される。横軸にフォーカスレンズ1aの位置をとり、縦軸にAF評価値をとるとその形状は山状になる。算出されたAF評価値は、得られた画像が鮮明である(合焦度が高い)ほど値が大きくなり、例えば、レンズ位置Pnに対するAF評価画像が最も鮮明な画像である場合、算出されたAF評価値Vnは他のAF評価値よりも大きい数値を示す。
FIG. 5 shows the relationship between the position of the focus lens 1a and the AF evaluation value.
When the focus lens 1a is sequentially moved to the lens positions P 1 , P 2 ,... P m in the direction from the infinite end to the closest end (positive direction), AF from the AF evaluation area WAF at each lens position evaluation image F 1, F 2 ···· F m is obtained, AF evaluation values V 1, V 2 ···· V m is calculated for each lens position. When the position of the focus lens 1a is taken on the horizontal axis and the AF evaluation value is taken on the vertical axis, the shape becomes a mountain shape. The calculated AF evaluation value increases as the obtained image is clearer (the degree of focus is higher). For example, the calculated AF evaluation value is calculated when the AF evaluation image for the lens position Pn is the clearest image. The AF evaluation value V n is a numerical value larger than other AF evaluation values.

制御部100は、複数のレンズ位置毎に算出されたAF評価値から最大値(ピークAF評価値)を検出し、ピークAF評価値に基づいた目標値(目標AF評価値)に対するレンズ位置にフォーカスレンズ1aを調節することにより合焦位置の調節を行う。   The control unit 100 detects the maximum value (peak AF evaluation value) from the AF evaluation values calculated for each of a plurality of lens positions, and focuses on the lens position with respect to the target value (target AF evaluation value) based on the peak AF evaluation value. The focus position is adjusted by adjusting the lens 1a.

制御部100は、ピークAF評価値を検出する場合、例えばフォーカスレンズ1aを一方向(例えば、正方向)に各フレーム間にMステップづつ移動させ、レンズ位置PnのAF評価値Vnからレンズ位置がPn+1のときのAF評価値Vn+1を差分した値が予め定められた閾値よりも大きくなったとき、ピークAF評価値が検出されたと判断する。そして、ピークAF評価値が検出されたと判断したレンズ位置から、フォーカスレンズ1aを逆方向(例えば、至近端から無限端の方向(負方向))に各フレーム間にNステップづつ移動させ、検出されたAF評価値が、目標AF評価値以上となる場合、検出されたAF評価値に対するレンズ位置にフォーカスレンズ1aが調節される。 Control unit 100, when detecting a peak AF evaluation value, for example, the focus lens 1a in one direction (e.g., positive direction) is moved at a time M steps between each frame, the lens from the AF evaluation value V n of the lens position P n When the value obtained by subtracting the AF evaluation value V n + 1 when the position is P n + 1 becomes larger than a predetermined threshold value, it is determined that the peak AF evaluation value is detected. Then, the focus lens 1a is moved in the reverse direction (for example, the direction from the closest end to the infinite end (negative direction)) by N steps between frames from the lens position at which the peak AF evaluation value is determined to be detected. When the AF evaluation value thus obtained is equal to or greater than the target AF evaluation value, the focus lens 1a is adjusted to the lens position with respect to the detected AF evaluation value.

目標AF評価値は、ピークAF評価値が検出された後、検出されたピークAF評価値と焦点深度とに基づいて算出される。   The target AF evaluation value is calculated based on the detected peak AF evaluation value and the depth of focus after the peak AF evaluation value is detected.

ピークAF評価値が検出された後のフォーカスレンズ1aの駆動ステップ数Nは、最大AF評価値が検出される前の駆動ステップ数Mよりも小さいステップ数であり、Nの値が小さい程、合焦位置の調節精度が向上される。   The number of drive steps N of the focus lens 1a after the peak AF evaluation value is detected is smaller than the number of drive steps M before the maximum AF evaluation value is detected. The focus position adjustment accuracy is improved.

このように調節されたフォーカスレンズ1aのレンズ位置は、ピークAF評価値と判断されたAF評価値に対するレンズ位置の焦点深度以内となり、一定の精度を確保することができる。   The lens position of the focus lens 1a adjusted in this way is within the focal depth of the lens position with respect to the AF evaluation value determined to be the peak AF evaluation value, and a certain accuracy can be ensured.

なお、制御部100は、自動焦点調節装置A固有の制御手段として説明するが、自動焦点調節装置Aが撮像装置等に備えられた場合、撮像装置全体を制御する制御手段に含まれる構成であってもよい。   Although the control unit 100 is described as a control unit unique to the automatic focus adjustment apparatus A, when the automatic focus adjustment apparatus A is provided in an imaging apparatus or the like, the control unit 100 is included in the control unit that controls the entire imaging apparatus. May be.

次に、本実施の形態1の動作を説明する。
以下に説明する動作は、本発明の制御手段である制御部100によって実行される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The operation described below is executed by the control unit 100 which is the control means of the present invention.

図6に、本実施の形態1における最低露光時間Texpの設定動作フローを示す。
制御部100は、自動焦点調節を行う指示が入力された場合、ゲート回路部41にAF評価領域WAFを設定する(ステップS1)。
FIG. 6 shows an operation flow for setting the minimum exposure time T exp in the first embodiment.
Control unit 100, if the instruction to perform automatic focus adjustment is input, sets the AF evaluation area W AF gate circuit 41 (step S1).

制御部100は、ゲート回路部41にAF評価領域WAFを設定した後、最低露光時間Texpを算出する(ステップS2)。 Control unit 100, after setting the AF evaluation area W AF gate circuit 41, calculates the minimum exposure time T exp (step S2).

制御部100は、最低露光時間Texpを算出した後、被写体の明るさを測光し(ステップS3)、適正露光時間Texp0を算出する(ステップS4)。 After calculating the minimum exposure time T exp , the control unit 100 measures the brightness of the subject (step S3) and calculates the appropriate exposure time T exp0 (step S4).

制御部100は、適正露光時間Texp0が最低露光時間Texp以下か否かを判断する(ステップS5)。適正露光時間Texp0よりも最低露光時間Texpが長いと判断した場合(ステップS5;No)、光束量が不足していると判断し、露光不足分を解消するためのゲインアップ量を算出する(ステップS6)。 The control unit 100 determines whether or not the appropriate exposure time T exp0 is equal to or shorter than the minimum exposure time T exp (step S5). When it is determined that the minimum exposure time T exp is longer than the appropriate exposure time T exp0 (step S5; No), it is determined that the light flux amount is insufficient, and a gain increase amount for eliminating the under exposure is calculated. (Step S6).

制御部100は、適正露光時間Texp0が最低露光時間Texp以下と判断した場合(ステップS5;Yes)、ゲインアップ量を「0」(増幅調整無し)とする(ステップS7)。 When determining that the appropriate exposure time T exp0 is equal to or shorter than the minimum exposure time T exp (step S5; Yes), the control unit 100 sets the gain increase amount to “0” (no amplification adjustment) (step S7).

制御部100は、算出されたゲインアップ量に基づいてゲイン調整指示信号SGをA/D変換・増幅部30に出力する(ステップS8)。 The control unit 100 outputs a gain adjustment instruction signal SG to the A / D conversion / amplification unit 30 based on the calculated gain increase amount (step S8).

制御部100は、算出した最低露光時間Texpを指示する露光時間指示信号STexpをタイミング信号発生部20に出力し、最低露光時間Texpを設定させる(ステップS9)。 Control unit 100 outputs an exposure time indication signal S Texp instructing minimum exposure time T exp calculated for the timing signal generator 20, to set the minimum exposure time T exp (step S9).

なお、露光不足の解消方策として、ゲインアップ量を調整する方法について説明したが、絞り2の絞り量を調節して露光不足を解消してもよく、また、ゲインアップ量と絞り量とを調整してもよい。   Although the method for adjusting the gain increase amount has been described as a measure for eliminating the underexposure, the underexposure may be resolved by adjusting the aperture amount of the aperture 2, and the gain increase amount and the aperture amount are adjusted. May be.

図7に、本実施の形態1の合焦位置の調節動作フローを示す。
制御部100は、図6に示す最低露光時間Texpの設定動作終了後、ピークAF評価値を初期化し(ステップS11)、フォーカスレンズ1aの移動方向を正方向に設定する(ステップS12)。
FIG. 7 shows a flow for adjusting the in-focus position according to the first embodiment.
After the setting operation of the minimum exposure time T exp shown in FIG. 6 is completed, the control unit 100 initializes the peak AF evaluation value (step S11) and sets the moving direction of the focus lens 1a to the positive direction (step S12).

制御部100は、読み出しタイミング信号SVに基づくタイマの計時により、AF下限走査線LWeの露光が終了したか否かを判断し(ステップS13)、AF下限走査線LWeの露光が終了されるまで待機する(ステップS13;No)。 The control unit 100 determines whether or not the exposure of the AF lower limit scanning line L We has been completed by measuring the timer based on the read timing signal S V (step S13), and the exposure of the AF lower limit scanning line L We is completed. (Step S13; No).

制御部100は、AF下限走査線LWeの露光が終了されたと判断した場合(ステップS13;Yes)、フォーカスレンズ1aをMステップ移動させる(ステップS14)。 When the control unit 100 determines that the exposure of the AF lower limit scanning line L We has been completed (step S13; Yes), the control unit 100 moves the focus lens 1a by M steps (step S14).

制御部100は、AF検波部40のAF検波処理が完了したか否かを判断するため、AF検波部40からAF検波処理完了信号が入力されたか否かを判断し(ステップS15)、AF検波処理完了信号が入力されるまで待機する(ステップS15;No)。   In order to determine whether or not the AF detection processing of the AF detection unit 40 is completed, the control unit 100 determines whether or not an AF detection processing completion signal is input from the AF detection unit 40 (step S15), and AF detection is performed. Wait until a processing completion signal is input (step S15; No).

制御部100は、AF検波処理完了信号が入力された(AF検波処理完了)と判断した場合(ステップS15;Yes)、AF検波部40からAF評価値を読み出しAF評価値を取得する(ステップS16)。   When it is determined that the AF detection processing completion signal is input (AF detection processing completion) (step S15; Yes), the control unit 100 reads the AF evaluation value from the AF detection unit 40 and acquires the AF evaluation value (step S16). ).

制御部100は、取得したAF評価値がピークAF評価値よりも大きいか否かを判断する(ステップS17)。取得したAF評価値がピークAF評価値よりも大きいと判断した場合(ステップS17;Yes)、取得したAF評価値をピークAF評価値に更新し、ピークAF評価値の更新処理を行う(ステップS18)。   The control unit 100 determines whether or not the acquired AF evaluation value is larger than the peak AF evaluation value (step S17). When it is determined that the acquired AF evaluation value is larger than the peak AF evaluation value (step S17; Yes), the acquired AF evaluation value is updated to the peak AF evaluation value, and the peak AF evaluation value is updated (step S18). ).

制御部100は、取得したAF評価値がピークAF評価値以下と判断した場合(ステップS17;No)又はピークAF評価値の更新処理が完了した後(ステップS18後)、取得したAF評価値がピークAF評価値よりも大きく下降したか否かを判断するため、ピークAF評価値からAF評価値を差分した値が予め設定されている閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップS19)。   When it is determined that the acquired AF evaluation value is equal to or less than the peak AF evaluation value (step S17; No) or after the update process of the peak AF evaluation value is completed (after step S18), the control unit 100 determines that the acquired AF evaluation value is In order to determine whether or not the peak AF evaluation value has dropped significantly, it is determined whether or not a value obtained by subtracting the AF evaluation value from the peak AF evaluation value is greater than a preset threshold value (step S19).

制御部100は、ピークAF評価値からAF評価値を差分した値が予め設定されている閾値以下と判断した場合(ステップS19;No)、ステップS13に戻る。   When the control unit 100 determines that the value obtained by subtracting the AF evaluation value from the peak AF evaluation value is equal to or less than a preset threshold value (step S19; No), the control unit 100 returns to step S13.

制御部100は、ピークAF評価値からAF評価値を差分した値が予め設定されている閾値よりも大きいと判断した場合(ステップS19;Yes)、フォーカスレンズ1aの移動方向を負方向に設定する(ステップS20)。   When the controller 100 determines that the value obtained by subtracting the AF evaluation value from the peak AF evaluation value is larger than a preset threshold value (step S19; Yes), the control unit 100 sets the moving direction of the focus lens 1a to the negative direction. (Step S20).

制御部100は、読み出しタイミング信号SVに基づくタイマの計時により、AF下限走査線LWeの露光が終了したか否かを判断し(ステップS21)。AF下限走査線LWeの露光が終了されるまで待機する(ステップS21;No)。 The control unit 100 determines whether or not the exposure of the AF lower limit scanning line L We has ended by counting the timer based on the read timing signal S V (step S21). Wait until the exposure of the AF lower limit scanning line L We is completed (step S21; No).

制御部100は、AF下限走査線LWeの露光が終了されたと判断した場合(ステップS21;Yes)、フォーカスレンズ1aをNステップ移動させる(ステップS22)。 When the control unit 100 determines that the exposure of the AF lower limit scanning line L We has been completed (step S21; Yes), the control unit 100 moves the focus lens 1a by N steps (step S22).

制御部100は、AF検波部40のAF検波処理が完了したか否かを判断するため、AF検波部40からAF検波処理完了信号が入力されたか否かを判断し(ステップS23)、AF検波処理完了信号が入力されるまで待機する(ステップS23;No)。   In order to determine whether or not the AF detection processing of the AF detection unit 40 is completed, the control unit 100 determines whether or not an AF detection processing completion signal is input from the AF detection unit 40 (step S23), and AF detection is performed. Wait until a processing completion signal is input (step S23; No).

制御部100は、AF検波処理完了信号が入力された(AF検波処理完了)と判断した場合(ステップS23;Yes)、AF検波部40からAF評価値を読み出しAF評価値を取得する(ステップS24)。   When determining that the AF detection processing completion signal has been input (AF detection processing completed) (step S23; Yes), the control unit 100 reads the AF evaluation value from the AF detection unit 40 and acquires the AF evaluation value (step S24). ).

制御部100は、取得したAF評価値が目標AF評価値以上であるか否かを判断する(ステップS25)。取得したAF評価値が目標AF評価値以上でないと判断した場合(ステップS25;No)、ステップS21に戻る。   The control unit 100 determines whether or not the acquired AF evaluation value is greater than or equal to the target AF evaluation value (step S25). When it is determined that the acquired AF evaluation value is not equal to or higher than the target AF evaluation value (step S25; No), the process returns to step S21.

制御部100は、取得したAF評価値が目標AF評価値以上であると判断した場合(ステップS25;Yes)、合焦位置の調節動作を終了する。   When it is determined that the acquired AF evaluation value is equal to or greater than the target AF evaluation value (step S25; Yes), the control unit 100 ends the focus position adjustment operation.

図8に、本実施の形態1のタイミングチャートの一例を示す。
なお、フレーム周期Tfは、読み出しタイミング信号SVの立下り時刻から次の立下り時刻までの期間であり、レンズ駆動信号Sm、各走査線の電荷蓄積信号、画像信号Si、AF評価値信号SAFは、模式的に示したものである。
FIG. 8 shows an example of a timing chart of the first embodiment.
The frame period T f is a period from the falling time of the readout timing signal S V to the next falling time, and the lens driving signal S m , the charge accumulation signal of each scanning line, the image signal S i , and the AF evaluation. The value signal SAF is schematically shown.

時刻t1のとき、初期レンズ位置P0に対するAF下限走査線LWeの露光が終了され、時刻t1から時刻t2のとき、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aがMステップ移動される(例えば、フォーカスレンズ1aが初期レンズ位置P0からMステップ移動したレンズ位置Paに移動される。)。
時刻t2のとき、レンズ位置Paに対するAF上限走査線LWsの露光が開始される。
At time t1, the exposure of the AF lower limit scanning line L We with respect to the initial lens position P 0 is completed, and from time t1 to time t2, the focus lens 1a is moved M steps by the lens drive signal S m (for example, focus) lens 1a is moved from the initial lens position P 0 to the lens position P a moved M step.).
At time t2, the exposure of the AF upper scanning line L Ws to the lens position P a is started.

また、フォーカスレンズ1aがMステップ移動開始された後(時刻t1後)、初期レンズ位置P0でのAF評価値V0が取得され、取得されたAF評価値V0に基づいてピークAF評価値の検出動作が行われる。 Further, after the focus lens 1a is started M step movement (after time t1), is obtained AF evaluation value V 0 is the initial lens position P 0, the peak AF evaluation value based on the AF evaluation value V 0 obtained Detection operation is performed.

時刻t2から時刻t3は、レンズ位置Paに対するAF評価領域WAFのAF上限走査線LWsからAF下限走査線LWeが露光される。 Time Time t3 to t2, the lens position P a AF evaluation area W AF lower scanning lines from AF upper scanning line L Ws of AF L We respect is exposed.

時刻t3とき、レンズ位置Paに対するAF下限走査線LWeの露光が終了され、時刻t3から時刻t4は、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aがMステップ移動される(例えば、フォーカスレンズ1aがレンズ位置PaからMステップ移動したレンズ位置Pbに移動される。)。 When the time t3, the exposure of the AF lower scanning line L We with respect to the lens position P a is terminated, from time t3 to time t4, the focus lens 1a is moved M-step by the lens driving signal S m (e.g., focus lens 1a is It is moved from the lens position P a to the lens position P b that has been moved M steps).

また、フォーカスレンズ1aがMステップ移動開始された後(時刻t3後)、レンズ位置PaでのAF評価値Vaが取得され、取得されたAF評価値Vaに基づいてピークAF評価値の検出動作が行われる。
このように、上記動作を繰り返しながらピークAF評価値の検出動作が行われる。
Further, after the focus lens 1a is started M step movement (after time t3), it is acquired AF evaluation value V a of the lens position P a is the peak AF evaluation value based on the obtained AF evaluation value V a A detection operation is performed.
Thus, the peak AF evaluation value detection operation is performed while repeating the above operation.

時刻t11のとき、レンズ位置Pn-Mに対するAF下限走査線LWeの露光が終了され、時刻t11から時刻t12のとき、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aがMステップ移動される(例えば、フォーカスレンズ1aがレンズ位置Pn-MからMステップ移動したレンズ位置Pnに移動される。)。
時刻t12のとき、レンズ位置Pnに対するAF上限走査線LWsの露光が開始される。
At time t11, the exposure of the AF lower limit scanning line L We to the lens position P nM is finished, and from time t11 to time t12, the focus lens 1a is moved M steps by the lens drive signal S m (for example, the focus lens). 1a is moved to the lens position P n which has moved M steps from the lens position P nM .)
At time t12, exposure of the AF upper limit scanning line L Ws with respect to the lens position P n is started.

フォーカスレンズ1aがMステップ移動開始された後(時刻t11後)、レンズ位置Pn-MでのAF評価値Vn-Mが取得され、取得されたAF評価値Vn-Mに基づいてピークAF評価値の検出動作が行われる。 After the focus lens 1a is started M step movement (after time t11), the acquired AF evaluation value V nM at the lens position P nM, detection operation of the peak AF evaluation value based on the obtained AF evaluation value V nM Is done.

時刻t12から時刻t13は、レンズ位置Pnに対するAF評価領域WAFのAF上限走査線LWsからAF下限走査線LWeが露光される。 From time t12 to time t13, the AF lower limit scanning line L We is exposed from the AF upper limit scanning line L Ws of the AF evaluation area W AF with respect to the lens position P n .

時刻t13とき、レンズ位置Pnに対するAF下限走査線LWeの露光が終了され、時刻t13から時刻t14は、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aがMステップ移動される(例えば、フォーカスレンズ1aがレンズ位置PnからMステップ移動したレンズ位置Pn+Mに移動される。)。 At time t13, the exposure of the AF lower limit scanning line L We with respect to the lens position P n is completed, and the focus lens 1a is moved M steps by the lens drive signal S m from time t13 to time t14 (for example, the focus lens 1a is moved). is moved from the lens position P n in the M-step movement and lens position P n + M.).

また、フォーカスレンズ1aがMステップ移動開始された後(時刻t13後)、レンズ位置PnでのAF評価値Vnが取得され、取得されたAF評価値Vnに基づいてピークAF評価値の検出動作が行われる。取得されたAF評価値VnがピークAF評価値と判断された場合、レンズ移動方向が負方向に設定される。 Further, after the focus lens 1a is started M step movement (time after t13), the acquired AF evaluation value V n at the lens position P n, the peak AF evaluation value based on the obtained AF evaluation value V n A detection operation is performed. When the acquired AF evaluation value V n is determined to be the peak AF evaluation value, the lens moving direction is set to the negative direction.

レンズ移動方向が負方向に設定された後は、フォーカスレンズ1aが負方向にNステップづつ移動され、検出されたAF評価値が目標AF評価値以上である場合、検出されたAF評価値に対するレンズ位置にフォーカスレンズ1aが調節される以外は、略同様であるため、タイミングチャートは省略する。   After the lens movement direction is set to the negative direction, the focus lens 1a is moved N steps in the negative direction, and when the detected AF evaluation value is equal to or greater than the target AF evaluation value, the lens corresponding to the detected AF evaluation value The timing chart is omitted because it is substantially the same except that the focus lens 1a is adjusted to the position.

このように、最低露光時間Texpを算出し設定することによって、AF評価領域WAFの露光期間中は、前後のフレームのAF評価領域WAFの露光期間と重複せず、前後のフレームのAF評価領域WAFの露光期間との間にレンズを移動させる期間を設けることができるため、AF評価領域WAFの露光期間中は、フォーカスレンズ1aの移動が無い状態で画像信号を得ることができ、一定の精度を保ちつつ高速に合焦位置の調節を行うことができる。 Thus, by setting calculates the minimum exposure time T exp, during the exposure period of the AF evaluation area W AF does not overlap with the AF evaluation area W exposure period of AF before and after the frame, the front and rear frame AF it is possible to provide a period for moving the lens between the exposure period evaluation region W AF, during the exposure period of the AF evaluation area W AF can obtain an image signal in a state the mobile is not the focus lens 1a The focus position can be adjusted at high speed while maintaining a certain accuracy.

[実施の形態2]
以下、図を参照して本発明の実施の形態2を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図9に、本実施の形態2における自動焦点調節装置Bの概略構成のブロック図を示す。
本実施の形態2における自動焦点調節装置Bの構成において、実施の形態1を同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明する。具体的には、実施の形態1における制御部100が、制御部200となる。
[Embodiment 2]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the configuration will be described.
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the automatic focusing apparatus B according to the second embodiment.
In the configuration of the automatic focus adjustment apparatus B according to the second embodiment, the same reference numerals are given to the same portions as those in the first embodiment, and detailed description will be omitted, and only different portions will be described. Specifically, the control unit 100 in the first embodiment is the control unit 200.

制御部200は、CPUやROM、RAM等を備え、CPUがROMに格納されたプログラム及びデータを読み出し、RAM等に展開して実行することにより、自動焦点調節装置Bの動作全体を統括的に制御する。   The control unit 200 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and the CPU reads out programs and data stored in the ROM, develops them in the RAM, and executes them, whereby the overall operation of the automatic focus adjustment device B is comprehensively performed. Control.

本実施の形態2の制御部200は、フレーム周期Tf、評価領域としてのAF評価領域WAF、読み出しタイミング信号SVに基づいて各フレームのAF上限走査線LWsの露光開始時刻及びAF下限走査線LWeの露光終了時刻等の計時を行うタイマ、フォーカスレンズ1aを一方向に一定速度で移動させながら自動焦点調節評価値の最大値としてのピークAF評価値を検出する第1の評価動作と、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値に基づいてフォーカスレンズ1aのレンズ位置(合焦位置)を調節する第2の評価動作とを行うためのプログラム及び各種データが予め設定されておりROM内に記憶されている。 The control unit 200 according to the second embodiment performs exposure start time and AF lower limit of the AF upper limit scanning line L Ws of each frame based on the frame period T f , the AF evaluation area W AF as the evaluation area, and the readout timing signal S V. A timer for measuring the exposure end time of the scanning line L We , a first evaluation operation for detecting the peak AF evaluation value as the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value while moving the focus lens 1a at a constant speed in one direction And a program and various data for performing the second evaluation operation for adjusting the lens position (focus position) of the focus lens 1a based on the peak AF evaluation value detected from the first evaluation operation are preset. Stored in the ROM.

第1の評価動作は、フォーカスレンズ1aを無限端と至近端との間で一方向(例えば、正方向。)に一定速度で移動させながら複数のフレームの画像信号を取得しつつ各フレームのAF評価領域WAFに対してAF評価値を算出し、算出された複数のAF評価値からピークAF評価値が検出されるまでフォーカスレンズ1aを移動させる。 In the first evaluation operation, the focus lens 1a is moved in one direction (for example, the positive direction) between the infinite end and the close end at a constant speed while acquiring image signals of a plurality of frames. An AF evaluation value is calculated for the AF evaluation area W AF , and the focus lens 1a is moved until a peak AF evaluation value is detected from the calculated plurality of AF evaluation values.

また第1の評価動作では、各フレームのAF評価領域WAFのAF上限走査線LWsの露光開始時刻におけるフォーカスレンズ1aのレンズ位置(上限レンズ位置)とAF下限走査線LWeの露光終了時刻におけるフォーカスレンズ1aのレンズ位置(下限レンズ位置)の検出及び記憶処理が行われ、検出されたピークAF評価値に対するAF評価領域WAFのAF上限走査線LWsの露光開始時刻におけるフォーカスレンズ1aのレンズ位置(ピーク上限レンズ位置)とAF下限走査線LWeの露光終了時刻におけるフォーカスレンズ1aのレンズ位置(ピーク下限レンズ位置)とを記憶する。 In the first evaluation operation, the lens position (upper limit lens position) of the focus lens 1a and the exposure end time of the AF lower limit scanning line L We at the exposure start time of the AF upper limit scanning line L Ws in the AF evaluation area W AF of each frame. The lens position (lower limit lens position) of the focus lens 1a is detected and stored, and the focus lens 1a is detected at the exposure start time of the AF upper limit scanning line L Ws of the AF evaluation area W AF with respect to the detected peak AF evaluation value. The lens position (peak upper limit lens position) and the lens position (peak lower limit lens position) of the focus lens 1a at the exposure end time of the AF lower limit scanning line L We are stored.

第1の評価動作では、各フレームの露光期間中にフォーカスレンズ1aが移動しているためAF評価領域WAFのAF上限走査線LWsとAF下限走査線LWeとではレンズ位置が異なるが、第1の評価動作で算出される各AF評価値に対するレンズ位置は、算出されるAF評価値の上限レンズ位置と下限レンズ位置との中間位置に近似することができる。 In the first evaluation operation, since the focus lens 1a is moved during the exposure period of each frame, the lens position is different between the AF upper limit scanning line L Ws and the AF lower limit scanning line L We in the AF evaluation area W AF . The lens position for each AF evaluation value calculated in the first evaluation operation can be approximated to an intermediate position between the upper limit lens position and the lower limit lens position of the calculated AF evaluation value.

第2の評価動作は、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値のピーク上限レンズ位置からピーク下限レンズ位置までの距離としての第1距離が焦点深度以内である場合、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値に対するレンズ位置(ピークレンズ位置)にフォーカスレンズ1aを調節する。   The second evaluation operation is performed when the first distance as the distance from the peak upper limit lens position to the peak lower limit lens position of the peak AF evaluation value detected from the first evaluation operation is within the depth of focus. The focus lens 1a is adjusted to the lens position (peak lens position) with respect to the peak AF evaluation value detected from the operation.

また第2の評価動作は、第1距離が焦点深度以内ではない場合、第1の評価動作においてフォーカスレンズ1aが停止された時点から第1の評価動作とは逆方向(例えば、負方向。)にフォーカスレンズ1aを2フレーム周期の間隔でNステップづつ移動させ画像信号を取得し、各フレームのAF評価領域WAFに対して取得されたAF評価値が目標値としての目標AF評価値以上となる場合、取得されたAF評価値に対するレンズ位置にフォーカスレンズ1aが調節される。 Further, in the second evaluation operation, when the first distance is not within the depth of focus, the first evaluation operation starts in the reverse direction (for example, the negative direction) from the time when the focus lens 1a is stopped in the first evaluation operation. the focus lens 1a of the acquired image signals by moving N step by step at intervals of two frame periods, the target AF evaluation value or more as the AF evaluation area W has been AF evaluation value is the target value obtained for AF of each frame In this case, the focus lens 1a is adjusted to the lens position with respect to the acquired AF evaluation value.

目標AF評価値は、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値と焦点深度とに基づいて算出される。   The target AF evaluation value is calculated based on the peak AF evaluation value and the depth of focus detected from the first evaluation operation.

このように調節されたフォーカスレンズ1aのレンズ位置は、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値に対するレンズ位置の焦点深度以内となり、一定の精度を確保することができる。   The lens position of the focus lens 1a adjusted in this way is within the focal depth of the lens position with respect to the peak AF evaluation value detected from the first evaluation operation, and a certain accuracy can be ensured.

AF評価領域WAFの概念及びフォーカスレンズ1aの位置とAF評価値の関係は、実施の形態1と同様であるため、図示及び説明は省略する。 Since the concept of the AF evaluation area W AF and the relationship between the position of the focus lens 1a and the AF evaluation value are the same as those in the first embodiment, illustration and description are omitted.

なお、制御部200は、自動焦点調節装置B固有の制御手段として説明するが、自動焦点調節装置Bが撮像装置等に備えられた場合、撮像装置全体を制御する制御手段に含まれる構成であってもよい。   The control unit 200 will be described as a control unit unique to the automatic focus adjustment device B. However, when the automatic focus adjustment device B is provided in an imaging device or the like, the control unit 200 is included in the control unit that controls the entire imaging device. May be.

次に、本実施の形態2の動作を説明する。
以下に説明する動作は、本発明の制御手段である制御部200によって実行される。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
The operation described below is executed by the control unit 200 which is the control means of the present invention.

図10に、本実施の形態2における第1の評価動作の動作フローを示す。
制御部200は、自動焦点調節を行う指示があった場合、ピークAF評価値、ピーク上限レンズ位置、ピーク下限レンズ位置の値を初期化し(ステップS31)、フォーカスレンズ1aを一方向(例えば、正方向)に一定速度で移動させるようレンズ駆動指示信号Sm0をレンズ駆動部70に出力する(ステップS32)。
FIG. 10 shows an operation flow of the first evaluation operation in the second embodiment.
When instructed to perform automatic focus adjustment, the control unit 200 initializes the peak AF evaluation value, the peak upper limit lens position, and the peak lower limit lens position (step S31), and moves the focus lens 1a in one direction (for example, normal The lens driving instruction signal S m0 is output to the lens driving unit 70 so as to move at a constant speed in the direction (step S32).

制御部200は、各フレームの上限レンズ位置及び下限レンズ位置を検出し、RAM内に記憶する(ステップS33)。
なお、ステップS33は、割り込み処理等で処理される。
The control unit 200 detects the upper limit lens position and the lower limit lens position of each frame and stores them in the RAM (step S33).
Note that step S33 is processed by an interrupt process or the like.

制御部200は、AF検波部40のAF検波処理が完了したか否かを判断するため、AF検波部40からAF検波処理完了信号が入力されたか否かを判断し(ステップS34)、AF検波処理完了信号が入力されるまで待機する(ステップS34;No)。   The control unit 200 determines whether or not an AF detection processing completion signal is input from the AF detection unit 40 in order to determine whether or not the AF detection processing of the AF detection unit 40 is completed (step S34), and AF detection is performed. Wait until a processing completion signal is input (step S34; No).

制御部200は、AF検波処理完了信号が入力された(AF検波処理完了)と判断した場合(ステップS34;Yes)、AF検波部40から入力されるAF評価値信号SAFからAF評価値を取得する(ステップS35)。 Control unit 200, AF detection processing completion signal is inputted when it is determined that (AF detection processing completed) (step S34; Yes), the AF evaluation value from the AF evaluation value signal S AF inputted from the AF detection unit 40 Obtain (step S35).

制御部200は、取得したAF評価値がピークAF評価値よりも大きいか否かを判断する(ステップS36)。取得したAF評価値がピークAF評価値よりも大きいと判断した場合(ステップS36;Yes)、取得したAF評価値をピークAF評価値に更新し、取得したAF評価値に対する上限レンズ位置及び下限レンズ位置をピーク上限レンズ位置及びピーク下限レンズ位置として更新する更新処理を行う(ステップS37)。   The control unit 200 determines whether or not the acquired AF evaluation value is larger than the peak AF evaluation value (step S36). When it is determined that the acquired AF evaluation value is larger than the peak AF evaluation value (step S36; Yes), the acquired AF evaluation value is updated to the peak AF evaluation value, and the upper limit lens position and the lower limit lens with respect to the acquired AF evaluation value Update processing for updating the position as the peak upper limit lens position and the peak lower limit lens position is performed (step S37).

制御部200は、取得したAF評価値がピークAF評価値以下と判断した場合(ステップS36;No)又はピークAF評価値、ピーク上限レンズ位置及びピーク下限レンズ位置の更新処理が完了した後(ステップS37後)、取得したAF評価値がピークAF評価値よりも大きく下降したか否かを判断するため、ピークAF評価値からAF評価値を差分した値が予め設定されている閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップS38)。   When it is determined that the acquired AF evaluation value is equal to or less than the peak AF evaluation value (step S36; No), the control unit 200 completes the update processing of the peak AF evaluation value, the peak upper limit lens position, and the peak lower limit lens position (step S36). After S37), whether or not the value obtained by subtracting the AF evaluation value from the peak AF evaluation value is greater than a preset threshold value in order to determine whether or not the acquired AF evaluation value has fallen greatly than the peak AF evaluation value It is determined whether or not (step S38).

制御部200は、ピークAF評価値からAF評価値を差分した値が予め設定されている閾値以下と判断した場合(ステップS38;No)、ステップS33に戻る。   When it is determined that the value obtained by subtracting the AF evaluation value from the peak AF evaluation value is equal to or less than a preset threshold value (step S38; No), the control unit 200 returns to step S33.

制御部200は、ピークAF評価値からAF評価値を差分した値が予め設定されている閾値よりも大きいと判断した場合(ステップS38;Yes)、フォーカスレンズ1aの移動を停止させ(ステップS39)、第1の評価動作を終了させる。   If the control unit 200 determines that the value obtained by subtracting the AF evaluation value from the peak AF evaluation value is larger than a preset threshold value (step S38; Yes), the control unit 200 stops the movement of the focus lens 1a (step S39). Then, the first evaluation operation is terminated.

図11に、本実施の形態2における第2の評価動作の動作フローを示す。
制御部200は、第1の評価動作から検出されたピーク上限レンズ位置及びピーク下限レンズ位置とを読み出す(ステップS41)。
FIG. 11 shows an operation flow of the second evaluation operation in the second embodiment.
The control unit 200 reads the peak upper limit lens position and the peak lower limit lens position detected from the first evaluation operation (step S41).

制御部200は、読み出したピーク上限レンズ位置とピーク下限レンズ位置から、第1距離を算出する(ステップS42)。   The control unit 200 calculates the first distance from the read peak upper limit lens position and peak lower limit lens position (step S42).

制御部200は、算出された第1距離が焦点深度以内であるか否かを判断する(ステップS43)。   The control unit 200 determines whether or not the calculated first distance is within the depth of focus (step S43).

制御部200は、第1距離が焦点深度以内であると判断した場合(ステップS43;Yes)、読み出したピーク上限レンズ位置とピーク下限レンズ位置とから、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値のピークレンズ位置を算出し(ステップS44)、算出したピークレンズ位置にフォーカスレンズ1aを移動させ(ステップS45)、合焦位置の調節を終了する。   When the control unit 200 determines that the first distance is within the depth of focus (step S43; Yes), the peak AF detected from the first evaluation operation from the read peak upper limit lens position and peak lower limit lens position. The peak lens position of the evaluation value is calculated (step S44), the focus lens 1a is moved to the calculated peak lens position (step S45), and the adjustment of the focus position is ended.

制御部200は、第1距離が焦点深度以内でないと判断した場合(ステップS43;No)、フォーカスレンズ1aの移動方向を第1の評価動作とは逆の方向(例えば、負方向。)に設定する(ステップS46)。   When the control unit 200 determines that the first distance is not within the depth of focus (step S43; No), the moving direction of the focus lens 1a is set in a direction opposite to the first evaluation operation (for example, a negative direction). (Step S46).

制御部200は、読み出しタイミング信号SVが立ち下がったか否かを判断し(ステップS47)、読み出しタイミング信号SVが立ち下がるまで待機する(ステップS47;No)。 The controller 200 determines whether or not the read timing signal S V has fallen (step S47), and waits until the read timing signal S V falls (step S47; No).

制御部200は、読み出しタイミング信号SVが立ち下がったと判断した場合(ステップS47;Yes)、フォーカスレンズ1aが負方向にNステップ移動されるようレンズ駆動指示信号Sm0をレンズ駆動部70に出力する(ステップS48)。 When the control unit 200 determines that the readout timing signal S V has fallen (step S47; Yes), the lens driving instruction signal S m0 is output to the lens driving unit 70 so that the focus lens 1a is moved N steps in the negative direction. (Step S48).

その後、制御部200は、再度、読み出しタイミング信号SVが立ち下がったか否かを判断し(ステップS49)、読み出しタイミング信号が立ち下がるまで待機する(ステップS49;No)。 Thereafter, the control unit 200 again determines whether fall of the read timing signal S V (step S49), and waits until the read timing signal falls (Step S49; No).

制御部200は、読み出しタイミング信号SVが立ち下がったと判断した場合(ステップS49;Yes)、AF検波部40のAF検波処理が完了したか否かを判断するため、AF検波部40からAF検波処理完了信号が入力されたか否かを判断し(ステップS50)、AF検波処理完了信号が入力されるのを待機する(ステップS50;No)。 When the control unit 200 determines that the read timing signal SV has fallen (step S49; Yes), the AF detection unit 40 performs AF detection to determine whether or not the AF detection processing of the AF detection unit 40 has been completed. It is determined whether or not a processing completion signal has been input (step S50), and the system waits for an AF detection processing completion signal to be input (step S50; No).

制御部200は、AF検波処理完了信号が入力された(AF検波処理完了)と判断した場合(ステップS50;Yes)、AF検波部40から入力されるAF評価値信号SAFからAF評価値を取得する(ステップS51)。 Control unit 200, AF detection processing completion signal is inputted when it is determined that (AF detection processing completed) (step S50; Yes), the AF evaluation value from the AF evaluation value signal S AF inputted from the AF detection unit 40 Obtain (step S51).

制御部200は、取得したAF評価値が目標AF評価値以上であるか否かを判断する(ステップS52)。取得したAF評価値が目標AF評価値以上でないと判断した場合(ステップS52;No)、ステップS47に戻る。   The control unit 200 determines whether or not the acquired AF evaluation value is greater than or equal to the target AF evaluation value (step S52). When it is determined that the acquired AF evaluation value is not equal to or higher than the target AF evaluation value (step S52; No), the process returns to step S47.

制御部200は、取得したAF評価値が目標AF評価値以上であると判断した場合(ステップS52;Yes)、合焦位置の調節動作を終了する。   When it is determined that the acquired AF evaluation value is equal to or greater than the target AF evaluation value (step S52; Yes), the control unit 200 ends the focus position adjustment operation.

このように、第1の評価動作においてフォーカスレンズ1aを移動させつつ複数のフレームの画像信号を取得して光学像に対するピークAF評価値を検出し、第2の評価動作において検出されたピークAF評価値に基づいてフォーカスレンズ1aの位置を調節する。   As described above, the peak AF evaluation value for the optical image is detected by acquiring the image signals of a plurality of frames while moving the focus lens 1a in the first evaluation operation, and the peak AF evaluation detected in the second evaluation operation is detected. The position of the focus lens 1a is adjusted based on the value.

図12に、本実施の形態2の第1の評価動作のタイミングチャートの一例を示す。
なお、フレーム周期Tfは、読み出しタイミング信号SVの立下り時刻から次の立下り時刻までの期間であり、レンズ駆動信号Sm、各走査線の電荷蓄積信号、画像信号Si、AF評価値信号SAFは、模式的に示したものである。
FIG. 12 shows an example of a timing chart of the first evaluation operation of the second embodiment.
The frame period T f is a period from the falling time of the readout timing signal S V to the next falling time, and the lens driving signal S m , the charge accumulation signal of each scanning line, the image signal S i , and the AF evaluation. The value signal SAF is schematically shown.

時刻t21のとき、レンズ駆動信号Smに基づいてフォーカスレンズ1aが一方向(例えば、正方向。)に一定速度で移動開始される。また、読み出しタイミング信号SVが立下がり、AF上限走査線LWsの露光開始時刻及びAF下限走査線LWeの露光終了時刻の計時が開始される。 At time t21, the focus lens 1a on the basis of the lens driving signal S m is in one direction (e.g., positive direction.) Begins moving at a constant speed. The read timing signal S V falls, counting the exposure start time and the AF lower scanning line L We exposure end time of AF upper scanning line L Ws is started.

時刻t22のとき、AF上限走査線LWsの露光が開始され、上限レンズ位置の検出及び記憶処理が行われる。 At time t22, exposure of the AF upper limit scanning line L Ws is started, and the upper limit lens position is detected and stored.

時刻t24のとき、AF下限走査線LWeの露光が終了され、下限レンズ位置の検出及び記憶処理が行われる。 At time t24, the exposure of the AF lower scanning line L We are terminated, detecting and storing processing of the lower lens position is performed.

時刻t21から時刻t23の1フレーム周期Tfの期間を第1フレーム期間とした場合、第1フレーム期間に対するAF評価値は、図12に示すV1となる。 When the period of one frame period T f from time t21 to time t23 is the first frame period, the AF evaluation value for the first frame period is V 1 shown in FIG.

時刻t25とき、AF検波部40からAF評価値V1が取得される。このように、フォーカスレンズ1aが一定速度で一方向に移動されながら各フレームのAF評価値が算出され、ピークAF評価値の検出動作が行われる。 At time t25, the AF evaluation value V 1 is acquired from the AF detector 40. Thus, the AF evaluation value of each frame is calculated while the focus lens 1a is moved in one direction at a constant speed, and the peak AF evaluation value is detected.

時刻t31のとき、読み出しタイミング信号SVが立下がり、AF上限走査線LWsの露光開始時刻及びAF下限走査線LWeの露光終了時刻の計時が開始される。 At time t31, the read timing signal S V falls, counting the exposure start time and the AF lower scanning line L We exposure end time of AF upper scanning line L Ws is started.

時刻t32のとき、AF上限走査線LWsの露光が開始され、上限レンズ位置の検出及び記憶処理が行われる。 At time t32, exposure of the AF upper limit scanning line L Ws is started, and the upper limit lens position is detected and stored.

時刻t35のとき、AF下限走査線LWeの露光が終了され、下限レンズ位置の検出及び記憶処理が行われる。 At time t35, the exposure of the AF lower scanning line L We are terminated, detecting and storing processing of the lower lens position is performed.

時刻t31から時刻t33の1フレーム周期Tfの期間を第nフレーム期間とした場合、第nフレーム期間に対するAF評価値は、図12に示すVnとなる。
時刻t36のとき、AF検波部40からAF評価値Vnが取得される。
If the period of one frame cycle T f of the time t33 from the time t31 to the n-th frame period, AF evaluation values with respect to the n-th frame period becomes V n shown in FIG. 12.
At time t36, the AF evaluation value V n is acquired from the AF detector 40.

例えば、AF評価値VnがピークAF評価値より大きい場合、AF評価値VnがピークAF評価値に更新され、AF評価値Vnに対する上限レンズ位置及び下限レンズ位置がピーク上限レンズ位置及びピーク下限レンズ位置として更新される。
更新処理が行われたピークAF評価値からAF評価値Vnを差分した値は「0」となり、予め設定されている閾値以下となるため、次のフレーム(第n+1フレーム)におけるピークAF評価値の検出動作が行われる。
For example, when the AF evaluation value V n is larger than the peak AF evaluation value, the AF evaluation value V n is updated to the peak AF evaluation value, and the upper limit lens position and the lower limit lens position with respect to the AF evaluation value V n are the peak upper limit lens position and the peak. Updated as the lower limit lens position.
A value obtained by subtracting the AF evaluation value V n from the peak AF evaluation value subjected to the update process is “0”, which is equal to or less than a preset threshold value. Therefore, the peak AF evaluation value in the next frame (n + 1 frame) Detection operation is performed.

時刻t37とき、第n+1フレーム期間に対するAF評価値Vn+1が取得される。 At time t37, the AF evaluation value V n + 1 for the (n + 1) th frame period is acquired.

時刻t38のとき、ピークAF評価値からAF評価値Vn+1を差分した値が予め設定されている閾値よりも大きいと判断され、フォーカスレンズ1aの移動が停止された時刻であり、第1の評価動作が終了される。 At time t38, it is determined that a value obtained by subtracting the AF evaluation value V n + 1 from the peak AF evaluation value is larger than a preset threshold, and the movement of the focus lens 1a is stopped. The evaluation operation is terminated.

第1の評価動作では、ピークAF評価値としてAF評価値Vn、ピーク上限レンズ位置として時刻t32に対するフォーカスレンズ1aの位置、ピーク下限レンズ位置として時刻t35に対するフォーカスレンズ1aの位置が検出される。
このとき、第1距離は、時刻t32から時刻t35までのフォーカスレンズ1aの移動距離として算出できる。また、ピークレンズ位置は、時刻t32から時刻t35間の中間時刻t34に対するレンズ位置として近似することができる。
In the first evaluation operation, the AF evaluation value V n is detected as the peak AF evaluation value, the position of the focus lens 1a with respect to time t32 as the peak upper limit lens position, and the position of the focus lens 1a with respect to time t35 as the peak lower limit lens position.
At this time, the first distance can be calculated as the moving distance of the focus lens 1a from time t32 to time t35. Further, the peak lens position can be approximated as a lens position with respect to an intermediate time t34 between time t32 and time t35.

第2の評価動作において、算出された第1距離が焦点深度以内である場合、ピークレンズ位置としての時刻t34に対するレンズ位置にフォーカスレンズ1aが移動される。   In the second evaluation operation, when the calculated first distance is within the focal depth, the focus lens 1a is moved to the lens position with respect to time t34 as the peak lens position.

図13に、本実施の形態2の第2の評価動作のタイミングチャートの一例を示す。
図13に示すタイミングチャートは、算出された第1距離が焦点深度よりも大きい場合に行われる動作のタイミングチャートの一例である。
また、第1の評価動作においてフォーカスレンズ1aが停止したレンズ位置をPA0とする。
FIG. 13 shows an example of a timing chart of the second evaluation operation of the second embodiment.
The timing chart shown in FIG. 13 is an example of a timing chart of operations performed when the calculated first distance is larger than the focal depth.
In addition, the lens position where the focus lens 1a is stopped in the first evaluation operation is set as PA0 .

なお、フレーム周期Tfは、読み出しタイミング信号SVの立下り時刻から次の立下り時刻までの期間であり、レンズ駆動信号Sm、各走査線の電荷蓄積信号、画像信号Si、AF評価値信号SAFは、模式的に示したものである。 The frame period T f is a period from the falling time of the readout timing signal S V to the next falling time, and the lens driving signal S m , the charge accumulation signal of each scanning line, the image signal S i , and the AF evaluation. The value signal SAF is schematically shown.

時刻t41のとき、読み出しタイミング信号SVが立下がり、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aがレンズ位置PA0から負方向にNステップ移動開始される。 At time t41, the readout timing signal S V falls, and the focus lens 1a starts to move N steps from the lens position P A0 in the negative direction by the lens driving signal S m .

時刻t42のとき、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aの移動が終了される(例えば、フォーカスレンズ1aがレンズ位置PA0からNステップ移動したレンズ位置PA1に移動される。)。 At time t42, the movement of the focus lens 1a is terminated by a lens drive signal S m (e.g., moved focus lens 1a from the lens position P A0 to the lens position P A1 moved N steps.).

時刻t43のとき、読み出しタイミング信号SVが立下がる。このとき、フォーカスレンズ1aは移動されず、レンズ位置PA1に停止された状態である。 At time t43, the read timing signal S V falls. At this time, the focus lens 1a is not moved and is stopped at the lens position PA1 .

読み出しタイミング信号SVが立下がった後(時刻t43後)、時刻t44のとき、レンズ位置PA1でのAF評価値VA1が取得され、取得されたAF評価値VA1と目標AF評価値との比較動作が行われる。 After the read timing signal S V drops falling (after time t43), at time t44, the AF evaluation value V A1 of the lens position P A1 is obtained, and the AF evaluation value V A1 acquired the target AF evaluation value The comparison operation is performed.

例えば、AF評価値VA1が目標AF評価値以上ではない場合、読み出しタイミング信号SVが立下がるのを待機する。 For example, if the AF evaluation value V A1 is not the target AF evaluation value or more, to wait for the read timing signal S V falls.

時刻t45のとき、読み出しタイミング信号SVが立下がり、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aがレンズ位置Pbから負方向にNステップ移動開始される。 At time t45, the read timing signal S V falls, the focus lens 1a by the lens driving signal S m is initiated N step movement from the lens position P b in the negative direction.

時刻t46のとき、レンズ駆動信号Smによりフォーカスレンズ1aの移動が終了される(例えば、フォーカスレンズ1aがレンズ位置PA1からNステップ移動したレンズ位置PA2に移動される。)。 At time t46, the movement of the focus lens 1a is terminated by a lens drive signal S m (e.g., moved focus lens 1a from the lens position P A1 to the lens position P A2 has moved N steps.).

時刻t45から時刻t46は、露光期間中にフォーカスレンズ1aが移動されている。   From time t45 to time t46, the focus lens 1a is moved during the exposure period.

時刻t41から時刻t45の期間は、フレーム周期Tfの2周期分に相当しており、レンズ位置PA1に対するAF評価値VA1を2回取得することができるが、時刻t45から時刻t46において、露光期間中にフォーカスレンズ1aが移動されているため、後半のフレーム周期Tfに対するAF評価値は評価精度が低くなる。そのため、一点鎖線で囲まれた前半のフレーム周期の電荷蓄積信号に基づくレンズ位置PA1の有効画像信号から算出されたAF評価値のみAF評価に有効な値となり、後半のフレーム周期の電荷蓄積信号に基づくレンズ位置PA1の無効画像信号から算出されるAF評価値は取得しない。したがって、2フレーム周期毎にAF評価値が取得される。 The period from time t41 to time t45 corresponds to two periods of the frame period Tf , and the AF evaluation value V A1 for the lens position P A1 can be acquired twice. From time t45 to time t46, Since the focus lens 1a is moved during the exposure period, the AF evaluation value for the latter frame period Tf has a low evaluation accuracy. Therefore, only the AF evaluation value calculated from the effective image signal at the lens position P A1 based on the charge accumulation signal of the first half frame period surrounded by the one-dot chain line is an effective value for AF evaluation, and the charge accumulation signal of the second half frame period The AF evaluation value calculated from the invalid image signal at the lens position P A1 based on is not acquired. Accordingly, an AF evaluation value is acquired every two frame periods.

時刻t47のとき、読み出しタイミング信号SVが立下がる。このとき、フォーカスレンズ1aは移動されず、レンズ位置PA2に停止されている。 At time t47, the read timing signal S V falls. At this time, the focus lens 1a is not moved and is stopped at the lens position PA2 .

読み出しタイミング信号SVが立下がった後(時刻t47後)、時刻t48のとき、レンズ位置PA2でのAF評価値VA2が取得され、取得されたAF評価値VA2と目標AF評価値との比較動作が行われる。 After the read timing signal S V drops falling (after time t47), at time t48, is obtained AF evaluation value V A2 of the lens position P A2 has the acquired AF evaluation value V A2 and the target AF evaluation value The comparison operation is performed.

例えば、AF評価値VA2が目標AF評価値以上である場合、合焦位置の調節動作が終了される。即ち、AF評価値VA2に対するレンズ位置PA2の位置にフォーカスレンズ1aが調節される。 For example, when the AF evaluation value V A2 is equal to or greater than the target AF evaluation value, the focus position adjustment operation is terminated. That is, the focus lens 1a is adjusted to the lens position P A2 with respect to the AF evaluation value V A2 .

このように、第1の評価動作では、ピークAF評価値を検出することによって合焦位置の目安を設定することができる。
そして、第2の評価動作では、第1の評価動作から検出されたピークAF評価値に基づいて、第1距離が焦点深度以内である場合には、瞬時に検出されたピークAF評価値に対するピークレンズ位置にフォーカスレンズ1aを調節することができ、第1距離が焦点深度よりも大きい場合には、2フレーム周期でフォーカスレンズ1aを移動させ、2フレーム周期毎に検出されたAF評価値が目標AF評価値以上となるレンズ位置にフォーカスレンズ1aを調節するため、露光期間中にフォーカスレンズ1aの移動が無い状態での画像信号に基づいて合焦位置の調節を行うことができる。
As described above, in the first evaluation operation, the standard of the focus position can be set by detecting the peak AF evaluation value.
In the second evaluation operation, based on the peak AF evaluation value detected from the first evaluation operation, when the first distance is within the focal depth, the peak with respect to the peak AF evaluation value detected instantaneously When the focus lens 1a can be adjusted to the lens position and the first distance is larger than the depth of focus, the focus lens 1a is moved in a two-frame cycle, and the AF evaluation value detected every two frame cycles is the target. Since the focus lens 1a is adjusted to a lens position that is equal to or higher than the AF evaluation value, the focus position can be adjusted based on an image signal in a state where the focus lens 1a does not move during the exposure period.

従って、第1の評価動作と第2の評価動作とを行うことにより、合焦位置の目安に基づいてフォーカスレンズ1aの位置を調節するため、合焦位置の調節完了までに要する処理時間を短縮することができ、一定の精度を保ちつつ高速に合焦位置の調節を行うことができる。   Therefore, by performing the first evaluation operation and the second evaluation operation, the position of the focus lens 1a is adjusted based on the focus position guideline, so the processing time required to complete the adjustment of the focus position is shortened. The focus position can be adjusted at high speed while maintaining a certain accuracy.

また、本発明は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   Further, the present invention is not limited to the contents of the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

本実施の形態1における自動焦点調節装置Aの概略構成のブロック図である。1 is a block diagram of a schematic configuration of an automatic focus adjustment apparatus A according to Embodiment 1. FIG. 撮像素子10の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image sensor 10. 撮像素子10の一部拡大図である。1 is a partially enlarged view of an image sensor 10. AF評価領域WAFの一例である。It is an example of AF evaluation area | region WAF . フォーカスレンズ1aの位置とAF評価値の関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between a position of a focus lens 1a and an AF evaluation value. 本実施の形態1における露光時間Texpの調節動作フロー図である。FIG. 10 is a flow chart for adjusting the exposure time T exp in the first embodiment. 本実施の形態1の焦点調節動作フロー図である。FIG. 6 is a flowchart of a focus adjustment operation according to the first embodiment. 本実施の形態1のタイミングチャートの一例である。3 is an example of a timing chart of the first embodiment. 本実施の形態2における自動焦点調節装置Bの概略構成のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a schematic configuration of an automatic focus adjustment apparatus B in the second embodiment. 本実施の形態2における第1の評価動作の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the 1st evaluation operation | movement in this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2における第2の評価動作の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the 2nd evaluation operation | movement in this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2の第1の評価動作のタイミングチャートの一例である。It is an example of the timing chart of the 1st evaluation operation | movement of this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2の第2の評価動作のタイミングチャートの一例である。It is an example of the timing chart of the 2nd evaluation operation | movement of this Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像光学系
1a フォーカスレンズ
2 絞り
10 撮像素子
11 光電変換部
12 読み出し用垂直シフトレジスタ
13 リセット用垂直シフトレジスタ
14 水平シフトレジスタ
15 出力アンプ
20 タイミング信号発生回路部
30 A/D変換・増幅部
40 AF検波部
41 ゲート回路部
42 BPF
43 積算部
50 絞り駆動部
60 レンズ位置検出部
70 レンズ駆動部
80 単位画素回路
81 垂直走査線
82 リセット走査線
83 垂直信号線
84 出力信号線
100、200 制御部
A、B 自動焦点調節装置
AF AF評価領域WAFの垂直幅(垂直走査線数)
W1 第1走査線
We AF下限走査線
Wm 第m走査線
Ws AF上限走査線
m フレーム領域WFの走査線総数
アンプ
水平スイッチトランジスタ
リセットトランジスタ
選択トランジスタ
PD フォトダイオード
AF AF評価値信号
G ゲイン調整指示信号
i 画像信号
m レンズ駆動信号
m0 レンズ駆動指示信号
P レンズ位置信号
V 読み出しタイミング信号
W AF評価領域指示信号
exp 最低露光時間
exp0 適正露光時間
m レンズ駆動時間
f フレーム周期
AF AF評価領域
F フレーム領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pick-up optical system 1a Focus lens 2 Aperture 10 Image pick-up element 11 Photoelectric conversion part 12 Reading vertical shift register 13 Reset vertical shift register 14 Horizontal shift register 15 Output amplifier 20 Timing signal generation circuit part 30 A / D conversion and amplification part 40 AF detector 41 Gate circuit 42 BPF
43 Accumulating unit 50 Aperture driving unit 60 Lens position detecting unit 70 Lens driving unit 80 Unit pixel circuit 81 Vertical scanning line 82 Reset scanning line 83 Vertical signal line 84 Output signal line 100, 200 Control unit A, B Automatic focus adjustment device L AF AF evaluation area W AF vertical width (number of vertical scanning lines)
L W1 first scan line L We AF lower scanning line L Wm first m scanning lines L Ws total scanning lines of the AF upper scanning line m frame area W F M A amplifier M L horizontal switch transistor M R reset transistor M S selection transistor PD Photodiode S AF AF evaluation value signal S G gain adjustment instruction signal S i image signal S m lens drive signal S m0 lens drive instruction signal S P lens position signal S V readout timing signal S W AF evaluation area instruction signal T exp minimum exposure Time T exp0 Proper exposure time T m Lens drive time T f Frame period W AF AF evaluation area W F frame area

Claims (7)

光軸方向に移動可能に設けられ、被写体の光学像を結像させるための光学手段と、
前記光学手段を介して結像された光学像を画像信号に変換するライン露光型の撮像手段と、
前記光学手段を光軸方向に移動させる駆動手段と、
前記撮像手段により得られた撮像領域に予め設定された評価領域における画像信号に基づいて、前記光学手段の光軸方向位置を評価するための自動焦点調節評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価領域の垂直幅に対応する時間と前記撮像領域の1フレームに要する前記光学手段の駆動時間とに基づいて、前記評価領域での露光期間と前記光学手段の駆動期間とが重複しない最低露光時間を算出する露光時間算出手段と、
前記算出された最低露光時間に基づいて前記撮像手段と駆動手段とを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
Optical means provided so as to be movable in the direction of the optical axis, and for forming an optical image of a subject;
A line exposure type imaging means for converting an optical image formed through the optical means into an image signal;
Drive means for moving the optical means in the direction of the optical axis;
Evaluation value calculation means for calculating an automatic focus adjustment evaluation value for evaluating the position in the optical axis direction of the optical means based on an image signal in an evaluation area set in advance in the imaging area obtained by the imaging means;
Based on the time corresponding to the vertical width of the evaluation area and the driving time of the optical means required for one frame of the imaging area, the minimum exposure in which the exposure period in the evaluation area and the driving period of the optical means do not overlap Exposure time calculating means for calculating time;
Control means for controlling the imaging means and drive means based on the calculated minimum exposure time;
An automatic focusing apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載の自動焦点調節装置において、
前記算出された最低露光時間では露光不足の場合、前記撮像手段から出力された画像信号の増幅調節を行う増幅手段を備えたこと、
を特徴とする自動焦点調節装置。
The automatic focusing apparatus according to claim 1, wherein
An amplifying unit that adjusts the amplification of the image signal output from the imaging unit when the calculated minimum exposure time is underexposure;
Automatic focusing device characterized by.
請求項1又は2に記載の自動焦点調節装置において、
前記算出された最低露光時間では露光不足の場合、光束量を調節する光量調節手段を備えたこと、
を特徴とする自動焦点調節装置。
The automatic focusing apparatus according to claim 1 or 2,
A light amount adjusting means for adjusting the amount of light flux when the calculated minimum exposure time is insufficient for exposure;
Automatic focusing device characterized by.
光軸方向に移動可能に設けられ、被写体の光学像を結像させるための光学手段と、
前記光学手段を介して結像された光学像を画像信号に変換するライン露光型の撮像手段と、
前記光学手段を光軸方向に移動させる駆動手段と、
前記撮像手段により得られた撮像領域に予め設定された評価領域における画像信号に基づいて、前記光学手段の光軸方向位置を評価するための自動焦点調節評価値を算出する評価値算出手段と、
前記光学手段を光軸方向における一方向に一定速度で移動させながら前記算出手段から算出される自動焦点調節評価値の最大値を検出する第1の評価動作と、前記第1の評価動作から検出された自動焦点調節評価値の最大値に基づいて合焦位置の調節を行う第2の評価動作とを行う制御手段と、
を備えたこと、
を特徴とする自動焦点調節装置。
Optical means provided so as to be movable in the direction of the optical axis, and for forming an optical image of a subject;
Line exposure type imaging means for converting an optical image formed through the optical means into an image signal;
Driving means for moving the optical means in the optical axis direction;
Evaluation value calculation means for calculating an automatic focus adjustment evaluation value for evaluating the position in the optical axis direction of the optical means based on an image signal in an evaluation area set in advance in the imaging area obtained by the imaging means;
A first evaluation operation for detecting the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value calculated from the calculation means while moving the optical means at a constant speed in one direction in the optical axis direction, and detection from the first evaluation operation. Control means for performing a second evaluation operation for adjusting the in-focus position based on the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value,
Having
Automatic focusing device characterized by.
請求項4に記載の自動焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記第1の評価動作を行う際、
前記検出された自動焦点調節評価値の最大値に対する前記自動焦点調節評価領域の上限走査線の露光開始時刻における前記光学手段の位置と、下限走査線の露光終了時刻における前記光学手段の位置とを検出し記憶すること、
を特徴とする自動焦点調節装置。
The automatic focusing apparatus according to claim 4, wherein
When the control means performs the first evaluation operation,
The position of the optical means at the exposure start time of the upper limit scanning line of the automatic focus adjustment evaluation area with respect to the detected maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value, and the position of the optical means at the exposure end time of the lower limit scan line. Detecting and memorizing,
Automatic focusing device characterized by.
請求項5に記載の自動焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記第2の評価動作を行う際、
前記検出された自動焦点調節評価値の最大値に対する前記自動焦点調節評価領域の上限走査線の露光開始時刻における前記光学手段の位置から下限走査線の露光終了時刻における前記光学手段の位置までの距離としての第1距離を算出し、前記第1距離が焦点深度以内である場合、前記第1の評価動作において算出された自動焦点調節評価値の最大値に対する前記光学手段の位置を合焦位置として調節すること、
を特徴とする自動焦点調節装置。
The automatic focusing apparatus according to claim 5, wherein
When the control means performs the second evaluation operation,
The distance from the position of the optical means at the exposure start time of the upper limit scanning line of the automatic focus adjustment evaluation area to the position of the optical means at the exposure end time of the lower limit scanning line with respect to the detected maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value When the first distance is calculated and the first distance is within the depth of focus, the position of the optical means with respect to the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value calculated in the first evaluation operation is set as the in-focus position. Adjusting,
Automatic focusing device characterized by.
請求項6に記載の自動焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記第2の評価動作を行う際、
前記第1距離が焦点深度以内でない場合、前記光学手段を前記第1の評価動作とは逆方向に2フレーム周期の間隔で移動させ、前記算出手段から算出された自動焦点調節評価値が前記第1の評価動作から算出された自動焦点調節評価値の最大値に基づいて算出される目標値以上となる位置を合焦位置として調節すること、
を特徴とする自動焦点調節装置。
The automatic focusing apparatus according to claim 6, wherein
When the control means performs the second evaluation operation,
If the first distance is not within the depth of focus, the optical means is moved in the opposite direction to the first evaluation operation at intervals of two frame periods, and the automatic focus adjustment evaluation value calculated from the calculation means is Adjusting a position that is equal to or greater than a target value calculated based on the maximum value of the automatic focus adjustment evaluation value calculated from the evaluation operation of 1 as a focus position;
Automatic focusing device characterized by.
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