JP2006235351A - Autofocus device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ等の撮影装置に用いられるオートフォーカス装置に関する。 The present invention relates to an autofocus device used for a photographing apparatus such as a camera.
従来より、デジタルスチルカメラ等の電子カメラでは、撮影用撮像素子で撮像された画像の鮮鋭度を評価して、その鮮鋭度がピークとなる状態を合焦状態と判断するコントラスト検出方式の焦点検出が知られている。この方式を採用した場合、焦点検出用のセンサーを別途設ける必要がないため、カメラの低コスト化や小型化に有利であるという特徴を有するが、一方で、焦点合わせに時間がかかるという欠点を有している。 Conventionally, an electronic camera such as a digital still camera evaluates the sharpness of an image picked up by a photographing image sensor, and determines a state where the sharpness reaches a peak as a focused state. It has been known. When this method is adopted, there is no need to provide a separate focus detection sensor, which is advantageous for reducing the cost and size of the camera, but on the other hand, it takes the time to focus. Have.
そのため、焦点合わせの高速化を向上させるために、コントラスト検出オートフォーカスと測距装置を用いた外光式オートフォーカスとを備えたハイブリッド式オートフォーカスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。ハイブリッド式オートフォーカスでは、最初に外光式オートフォーカスを行ってフォーカスレンズを合焦点近傍に移動し、次いで合焦点近傍においてコントラスト検出オートフォーカスを行うことにより、焦点合わせの高速化を図っている。 Therefore, in order to improve the speeding up of focusing, a hybrid autofocus including a contrast detection autofocus and an external light autofocus using a distance measuring device has been proposed (for example, see Patent Document 1). . In the hybrid autofocus, first, external light autofocus is performed, the focus lens is moved to the vicinity of the in-focus point, and then contrast detection autofocus is performed in the vicinity of the in-focus point, thereby achieving high-speed focusing.
ところで、外光式オートフォーカスの場合、測距装置により得られた被写体距離をフォーカスレンズ駆動量に変換してフォーカスレンズを移動するため、経時変化や温度変化等による焦点合わせの精度低下を防止するためには、被写体距離と実際に駆動すべきフォーカスレンズ駆動量との関係を正しく校正しておく必要がある。そのため、上述した特許文献1に記載のカメラでは、測距装置が測距した被写体距離に応じたフォーカシング結果とコントラスト検出オートフォーカスによるフォーカシング結果とに基づいて、外光式オートフォーカスのフォーカシング結果を補正するようにしている。
By the way, in the case of external light autofocus, since the subject distance obtained by the distance measuring device is converted into a focus lens drive amount and the focus lens is moved, the accuracy of focusing due to a change with time or a temperature change is prevented. For this purpose, it is necessary to correctly calibrate the relationship between the subject distance and the focus lens drive amount to be actually driven. Therefore, in the camera described in
しかしながら、被写体距離に対するフォーカスレンズ駆動量の変換関係は単純な一次式ではなく二次以上の項も含む多項式であるため、補正係数を求めるには複雑な計算を要することになり、また、一次式等で補正を単純化すると補正精度が落ちてしまうという欠点があった。 However, since the conversion relationship of the focus lens drive amount with respect to the object distance is not a simple linear expression but a polynomial including a quadratic or higher term, a complicated calculation is required to obtain the correction coefficient, and the linear expression If the correction is simplified by such means, there is a drawback that the correction accuracy is lowered.
請求項1の発明は、測距手段により測距された被写体距離に基づく第1の焦点調節動作と、被写体を撮像する撮像素子の撮像信号から算出される焦点評価値に基づく第2の焦点調節動作とを行うことができるオートフォーカス装置に適用され、所定距離の被写体に合焦したときの撮影光学系のフォーカスレンズ駆動量に基づいて得られるバックフォーカス調整量を記憶する記憶手段と、測距手段により検出された被写体距離および記憶手段に記憶されたバックフォーカス調整量に基づいて、第1の焦点調節動作におけるフォーカスレンズ駆動量を算出する駆動量算出手段と、第2の焦点調節動作時のフォーカスレンズ駆動量と駆動量算出手段により算出されたフォーカスレンズ駆動量とが一致するようにバックフォーカス調整量を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のオートフォーカス装置において、補正手段による補正の度に、記憶手段に記憶されたバックフォーカス調整量を補正手段で補正されたバックフォーカス調整量に置き換える置換手段を備えたものである。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のオートフォーカス装置において、第2のオートフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動量と駆動量算出手段により算出されたフォーカスレンズ駆動量との差の大きさが所定量を越える場合には、バックフォーカス調整量の補正を行わないようにしたものである。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、第2の焦点調節動作のみにより撮影光学系の焦点調節動作を行う動作モードを選択する選択手段と、選択手段により動作モードが選択されると、測距手段による被写体距離の検出、駆動量算出手段によるフォーカスレンズ駆動量の算出および補正手段によるバックフォーカス調整量の補正をそれぞれ行わせる制御手段とを備えたものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、装置環境温度を検出する温度検出手段を備え、補正手段は温度検出手段で検出された温度に応じて補正するようにした。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、撮影光学系は焦点距離が可変なズームレンズであって、補正手段は撮影光学系の焦点距離に応じて補正するようにした。
The first focus adjustment operation based on the subject distance measured by the distance measuring means and the second focus adjustment based on the focus evaluation value calculated from the image pickup signal of the image pickup device that picks up the subject. Storage means for storing a back focus adjustment amount obtained based on a focus lens driving amount of a photographing optical system when focused on a subject at a predetermined distance, and a distance measurement A drive amount calculating means for calculating a focus lens drive amount in the first focus adjustment operation based on the subject distance detected by the means and the back focus adjustment amount stored in the storage means; Compensation for correcting the back focus adjustment amount so that the focus lens drive amount matches the focus lens drive amount calculated by the drive amount calculation means. Characterized by comprising a means.
According to a second aspect of the present invention, in the autofocus device according to the first aspect, the back focus adjustment amount stored in the storage unit is replaced with the back focus adjustment amount corrected by the correction unit each time correction is performed by the correction unit. Means are provided.
According to a third aspect of the present invention, in the autofocus device according to the first or second aspect, the magnitude of the difference between the focus lens drive amount in the second autofocus and the focus lens drive amount calculated by the drive amount calculation means is small. When the predetermined amount is exceeded, the back focus adjustment amount is not corrected.
According to a fourth aspect of the present invention, in the autofocus device according to any one of the first to third aspects, selection means for selecting an operation mode for performing the focus adjustment operation of the photographing optical system only by the second focus adjustment operation, and selection And a control means for detecting the subject distance by the distance measuring means, calculating the focus lens drive amount by the drive amount calculating means, and correcting the back focus adjustment amount by the correcting means when the operation mode is selected by the means. Is.
According to a fifth aspect of the present invention, in the autofocus device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the autofocus device further comprises a temperature detection means for detecting the device environment temperature, and the correction means corrects according to the temperature detected by the temperature detection means I tried to do it.
According to a sixth aspect of the present invention, in the autofocus device according to any one of the first to fifth aspects, the photographing optical system is a zoom lens having a variable focal length, and the correcting means is in accordance with the focal length of the photographing optical system. I corrected it.
本発明によれば、焦点評価値に基づく第2のオートフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動量と、第1のオートフォーカスにおいて算出されたフォーカスレンズ駆動量とが一致するようにバックフォーカス調整量を補正するようにしたので、第1のオートフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動量を精度良く算出することができる。 According to the present invention, the back focus adjustment amount is corrected so that the focus lens drive amount in the second autofocus based on the focus evaluation value matches the focus lens drive amount calculated in the first autofocus. Therefore, the focus lens drive amount in the first autofocus can be calculated with high accuracy.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態を示す図であり、オートフォーカス装置を搭載したデジタルスチルカメラのブロック図である。なお、図1のブロック図では、発明に関係する構成要素のみを示した。カメラに設けられた撮影レンズ2は、焦点距離が可変なズームレンズ22と、焦点調節を行うためのフォーカスレンズ21とを備えている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a block diagram of a digital still camera equipped with an autofocus device. In the block diagram of FIG. 1, only components related to the invention are shown. The photographing
ズームレンズ22は、ズームレンズ駆動装置3によって光軸方向に駆動される。ズームレンズ22の光軸方向位置は、ズームレンズ位置検出装置4によって検出される。また、フォーカスレンズ21はフォーカスレンズ駆動装置5により光軸方向に駆動され、フォーカスレンズ21の光軸方向位置はフォーカスレンズ位置検出装置6によって検出される。撮像装置7の撮像面上には撮影レンズ2による被写体像が結像されるが、フォーカスレンズ21を駆動して焦点調節を行うことにより焦点の合った被写体像が撮像面上に結像される。撮像装置7にはCCD撮像素子やMOS型撮像素子などが用いられ、撮像装置7から出力された画像信号は制御装置1に入力され、そこで画像データに変換される。
The
本実施の形態のデジタルスチルカメラは、合焦精度の高いコントラスト検出オートフォーカスと合焦動作の速い外光式オートフォーカスとの両方を備えている。そして、撮影モード選択スイッチ13を操作することにより、(a)コントラスト検出オートフォーカスのみを用いたコントラストAF制御モード、(b)外光式オートフォーカスのみを用いた外光式AF制御モード、(c)コントラスト検出オートフォーカスおよび外光式オートフォーカスの両方を用いるハイブリッドAF制御モードのいずれかを選択することができる。
The digital still camera of this embodiment includes both a contrast detection autofocus with high focusing accuracy and an external light autofocus with a fast focusing operation. Then, by operating the shooting
制御装置1のコントラスト評価値演算部100では、AFエリア内の画像データの空間周波数から所定の高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値を積算することによりコントラスト評価値が算出される。コントラスト検出オートフォーカスにおいては、このコントラスト評価値がピークとなる合焦レンズ位置にフォーカスレンズ21を駆動することにより焦点合わせが行われる。12はレリーズボタン(不図示)の半押しでオンする半押しスイッチであり、半押しスイッチ12をオンするとAF動作が開始される。
The contrast evaluation
測距装置9は公知のパッシブ測距やアクティブ測距を行う外光AF方式の測距装置であり、制御装置1の指令により受光レンズ8を通して被写体光を受光し、被写体までの距離に相当する測距データを制御装置1に出力する。制御装置1の距離成分算出部101では、取得した測距データに基づいて被写体距離を算出し、さらに算出された被写体距離をフォーカスレンズ21の駆動量に変換する。10はカメラ内部の温度を検出する温度検出装置である。カメラ制御プログラムや、カメラ制御に必要な調整値等は記憶装置11に記憶される。
The
《バックフォーカス成分に関する補正の説明》
外光式オートフォーカスでは、まず、測距装置9の測距データに基づいて算出された被写体距離を、所定の変換式によりフォーカスレンズ21の駆動量DA(以下では、この駆動量を距離成分と呼ぶ)に変換する。この距離成分は無限遠の被写体に焦点が合うレンズ位置からの駆動量であって、フォーカスレンズ21の基準レンズ位置からの駆動量である繰り出し量DTは、無限遠の被写体に焦点が合う位置までの繰り出し量DB(以下では、この繰り出し量をバックフォーカス成分と呼ぶ)と上記距離成分DAとを合計したものである。
<< Explanation of correction for back focus component >>
In the external light autofocus, first, the subject distance calculated based on the distance measurement data of the
バックフォーカス成分は、部品の寸法誤差や組み立て誤差等によりカメラ毎に異なる。そのため、カメラ出荷段階の検査調整工程においてカメラ毎に調整が行われる。例えば、撮影レンズ2の焦点距離を最小のfminに設定して所定の距離(例えば、無限遠)の被写体に対して焦点が合う位置にフォーカスレンズ21を駆動し、そのときの駆動量DB(fmin,T0)をバックフォーカス調整量の初期値として記憶装置11に記憶しておく。T0は検査時の温度である。このバックフォーカス調整量が、検査時のカメラ状態(焦点距離fmin、温度T0)におけるバックフォーカス成分DBに相当する。
The back focus component varies from camera to camera due to component dimensional errors and assembly errors. Therefore, adjustment is performed for each camera in the inspection adjustment process at the time of camera shipment. For example, the focal length of the
なお、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)は焦点距離fminの場合の値であって、この値は撮影レンズ2の焦点距離fに応じて変化する。そこで、検査によって実測された値DB(fmin,T0)に基づいて焦点距離毎の値DB(f,T)を算出し、それらをテーブルとして記憶しても良いし、値DB(fmin,T0)と焦点距離に関する補正係数α(f)とを記憶するようにしても良い。その場合、DB(f,T0)はそれらの積DB(fmin,T0)・α(f)で表される。以下では、補正係数α(f)を用いる場合を例に説明する。
Note that the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) is a value in the case of the focal length fmin, and this value changes according to the focal length f of the photographing
また、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)はカメラの温度Tに依存して変化するので、温度T0を基準とした温度補正係数β(ΔT)を温度T0とともに記憶装置11に予め記憶しておく。ただし、ΔT=T−T0である。すなわち、出荷時のカメラにおいては、焦点距離fおよび温度Tでのバックフォーカス成分DBは、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)を用いて次式(1)のように表される。検査時の条件f=fmin、T=T0ではα(fmin)=1およびβ(ΔT=0)=1であって、上述したようにDB=DB(fmin,T0)となる。
DB=DB(fmin,T0)・α(f)・β(ΔT) …(1)
Further, since the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) changes depending on the temperature T of the camera, the temperature correction coefficient β (ΔT) based on the temperature T0 is stored in advance in the
DB = DB (fmin, T0) · α (f) · β (ΔT) (1)
ところで、バックフォーカス成分DBはカメラ温度Tだけではなく部品相互の位置関係の経時変化によっても変化する。そこで、本実施の形態では、外光式オートフォーカスで算出されるフォーカスレンズ繰り出し量とコントラスト検出によりオートフォーカスしたときのフォーカスレンズ繰り出し量とが一致するように、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)を補正するようにした。 By the way, the back focus component DB changes not only with the camera temperature T but also with the temporal change in the positional relationship between components. Therefore, in this embodiment, the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) is set so that the focus lens extension amount calculated by the external light autofocus and the focus lens extension amount when autofocusing is performed by contrast detection match. ) Was corrected.
補正されたバックフォーカス調整量をDBC(fmin,T0)と表すと、予め記憶装置11に記憶されていたバックフォーカス調整量DB(fmin,T0)は補正されたバックフォーカス調整量DBC(fmin,T0)に書き換えられる。そして、次回の外光式オートフォーカスからは、式(1)に代えて、補正されたバックフォーカス調整量DBC(fmin,T0)を用いた式(1)’によりバックフォーカス成分DBを算出する。補正後は、フォーカスレンズ21の繰り出し量DTは次式(2)により算出されることになる。
DB=DBC(fmin,T0)・α(f)・β(ΔT) …(1)’
DT=DA+DBC(fmin,T0)・α(fmin)・β(ΔT) …(2)
When the corrected back focus adjustment amount is expressed as DBC (fmin, T0), the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) stored in the
DB = DBC (fmin, T0) · α (f) · β (ΔT) (1) ′
DT = DA + DBC (fmin, T0) · α (fmin) · β (ΔT) (2)
なお、補正係数α(f)を用いないでバックフォーカス調整量を焦点距離毎にテーブルとして記憶する場合には、複数の焦点距離f1,f2,f3,…,に対応したバックフォーカス調整量DB(f1,T0),DB(f2,T0),DB(f3,T0),…,が記憶装置11に記憶される。そして、焦点距離f1の時にDT,DT0が取得されたならば、それらに基づいて焦点距離f1に関するバックフォーカス調整量DB(f1,T0)をDBC(f1,T0)と補正する。
When the back focus adjustment amount is stored as a table for each focal length without using the correction coefficient α (f), the back focus adjustment amount DB (corresponding to a plurality of focal lengths f1, f2, f3,... f1, T0), DB (f2, T0), DB (f3, T0),... are stored in the
図2は、レリーズボタンの半押しによるAF動作の一連の処理を示すフローチャートである。上述したバックフォーカス成分の補正は、AF動作中に行われる。カメラの電源がオンされている状態でレリーズボタンが半押しされると図1の半押しスイッチ12がオンされ、図2の半押し処理が開始される。ステップS201では、撮影モード選択スイッチ13により上述したコントラストAF制御モードが選択されているか否かを判定する。ステップS201でコントラストAF制御モードが選択されていると判定されると図3のステップS300へ進み、選択されていないと判定されるとステップS202へ進む。
FIG. 2 is a flowchart showing a series of processes of the AF operation by half-pressing the release button. The above-described back focus component correction is performed during the AF operation. When the release button is half-pressed while the camera is turned on, the half-
ステップS202では、撮影モード選択スイッチ13により外光式AF制御モードが選択されているか否かを判定する。ステップS202で外光式AF制御モードが選択されていると判定されると図4のステップS400へ進み、選択されていないと判定されると、すなわちハイブリッドAF制御モードが選択されている場合には図5のステップS500へ進む。
In step S202, it is determined whether the external light AF control mode is selected by the shooting
(コントラストAF制御モード選択の場合)
図3のステップS300に進んだ場合には、ステップS300において測距処理を実行する。すなわち、制御装置1は、受光レンズ8を介して受光した被写体光に基づく測距データを測距装置9から取得する。そして、距離成分算出部101は測距データに基づいて被写体距離を算出する。ステップS301では、ステップS300の測距処理によって被写体距離が求められたか否かを判定する。ステップS301で被写体距離が得られなかったと判定された場合にはステップS308へ進み、周知のコントラスト検出オートフォーカスによりフォーカスレンズ21をコントラスト評価値がピークとなる位置へ駆動して焦点合わせを行い、一連の半押し処理を終了する。この場合、被写体距離が取得されないので、後述するバックフォーカス調整量の補正処理は行われない。
(When contrast AF control mode is selected)
When the process proceeds to step S300 in FIG. 3, a ranging process is executed in step S300. That is, the
一方、ステップS301で被写体距離が得られたと判定されるとステップS302へ進む。ステップS302では、距離成分算出部101において被写体距離をフォーカスレンズ21の駆動量に変換して距離成分DAを算出する。ステップS303では、撮影レンズ2の焦点距離fと、温度検出装置10で検出された温度Tと、記憶装置11に記憶されているバックフォーカス調整量とに基づいて、式(1)または式(1)’によりバックフォーカス成分DBを算出する。ここで、バックフォーカス調整量として初期値DB(fmin,T0)が記憶されている場合には式(1)を用い、バックフォーカス調整量として後述する補正された値DBC(fmin,T0)が記憶されている場合には式(1)’を用いる。
On the other hand, if it is determined in step S301 that the subject distance has been obtained, the process proceeds to step S302. In step S302, the distance
ステップS304では、ステップS02で求めた距離成分DAとステップS303で求めたバックフォーカス成分DBとを合計して、フォーカスレンズ21のトータルの駆動量であるフォーカスレンズ繰り出し量DTを算出する。続くステップS305では、周知のコントラスト検出オートフォーカスによりフォーカスレンズ21をコントラスト評価値がピークとなる位置へ駆動し、焦点合わせを行う。
In step S304, the distance component DA obtained in step S02 and the back focus component DB obtained in step S303 are summed to calculate a focus lens extension amount DT which is a total driving amount of the
ステップS306では、ステップS305で行われたコントラスト検出オートフォーカスにおけるフォーカスレンズ繰り出し量DT0とステップS304で算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTとの差ΔDT=DT−DT0を求め、その大きさ|ΔDT|が所定値a以下か否かを判定する。この処理は、外光式オートフォーカスで算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに信頼性が有るか否かを判定するものである。「|ΔDT|>a」と判定された場合には、ステップS304で算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに信頼性が無いと判断し、バックフォーカス調整量の補正処理を行うステップS307をスキップして一連の半押し処理を終了する。 In step S306, a difference ΔDT = DT−DT0 between the focus lens extension amount DT0 and the focus lens extension amount DT calculated in step S304 in the contrast detection autofocus performed in step S305 is obtained, and the magnitude | ΔDT | It is determined whether or not it is equal to or less than a predetermined value a. This process determines whether or not the focus lens extension amount DT calculated by the external light autofocus is reliable. If “| ΔDT |> a” is determined, it is determined that the focus lens feed amount DT calculated in step S304 is not reliable, and step S307 for correcting the back focus adjustment amount is skipped. A series of half-press processes is terminated.
一方、ステップS306で「|ΔDT|≦a」と判定された場合には、ステップS304で算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに信頼性が有ると判断されるので、ステップS307へ進んでバックフォーカス調整量の補正処理を行う。ここでは、カメラ出荷後に初めてバックフォーカス調整量の補正処理が行われる場合、すなわち記憶装置11にバックフォーカス調整量としてDB(fmin,T0)が記憶されている場合について説明する。
On the other hand, if “| ΔDT | ≦ a” is determined in step S306, it is determined that the focus lens feed amount DT calculated in step S304 is reliable, so the process proceeds to step S307 to adjust the back focus. Amount correction processing is performed. Here, a case where the back focus adjustment amount correction process is performed for the first time after camera shipment, that is, a case where DB (fmin, T0) is stored as the back focus adjustment amount in the
ステップS307では、(a)ステップS305のコントラスト検出オートフォーカスにおける実際に焦点が合った状態でのフォーカスレンズ繰り出し量DT0、(b)ステップS304の外光式オートフォーカスで算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DT、および(c)半押し処理時の温度Tと上述した検査時温度T0との差ΔT=T−T0に基づいて、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)を補正する。 In step S307, (a) the focus lens extension amount DT0 when the focus is actually in focus in the contrast detection autofocus in step S305, and (b) the focus lens extension amount DT calculated by the external light autofocus in step S304. And (c) The back focus adjustment amount DB (fmin, T0) is corrected based on the difference ΔT = T−T0 between the temperature T during the half-pressing process and the above-described inspection temperature T0.
DTは次式(3)で計算されるが、例えば経時変化等により、実際のフォーカスレンズ繰り出し量DT0に対してずれている場合がある。そこで、外光式による算出値DTが実測された値DT0と等しくなるように、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)を補正する。補正後のバックフォーカス調整量をDBC(fmin,T0)とする。すなわち、補正後のバックフォーカス調整量DBC(fmin,T0)は次式(4)を満たすように設定される。よって、補正後のバックフォーカス調整量DBC(fmin,T0)は次式(5)で算出される。
DT=DA+DB(fmin,T0)・α(f)・β(ΔT) …(3)
DT0=DA+DBC(fmin,T0)・α(f)・β(ΔT) …(4)
DBC(fmin,T0)=(DT0−DA)/{α(f)・β(ΔT)} …(5)
Although DT is calculated by the following equation (3), it may deviate from the actual focus lens feed amount DT0 due to, for example, a change over time. Therefore, the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) is corrected so that the calculated value DT by the external light formula is equal to the actually measured value DT0. The corrected back focus adjustment amount is DBC (fmin, T0). That is, the corrected back focus adjustment amount DBC (fmin, T0) is set so as to satisfy the following equation (4). Therefore, the corrected back focus adjustment amount DBC (fmin, T0) is calculated by the following equation (5).
DT = DA + DB (fmin, T0) · α (f) · β (ΔT) (3)
DT0 = DA + DBC (fmin, T0) · α (f) · β (ΔT) (4)
DBC (fmin, T0) = (DT0−DA) / {α (f) · β (ΔT)} (5)
記憶装置11に記憶されているバックフォーカス調整量DB(fmin,To)は、算出された補正後のバックフォーカス調整量DBC(fmin,To)と置き換えられ、一連の半押し処理を終了する。次に半押し処理が行われ、ステップS303でバックフォーカス成分DBを算出する際には、記憶装置11に記憶されている補正後のバックフォーカス調整量DBC(fmin,To)と上述した式(1)’とを用いて演算を行う。
The back focus adjustment amount DB (fmin, To) stored in the
上述した例では、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)をDBC(fmin,T0)へと補正したが、バックフォーカス調整量DB(fmin,T0)自他を補正する代わりに補正係数hを導入しても良い。すなわち、補正係数hを次式(6)で算出し、補正後のバックフォーカス調整量をDB(fmin,T0)・hとする。補正係数hは記憶装置11に記憶される。この場合には、記憶されているバックフォーカス調整量DB(fmin,T0)は書き換えられず、その補正係数hのみが補正の度に書き換えられる。
h=(DT0−DA)/{DB(fmin,T0)・α(f)・β(ΔT)} …(6)
In the above-described example, the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) is corrected to DBC (fmin, T0). However, instead of correcting the back focus adjustment amount DB (fmin, T0) itself, a correction coefficient h is introduced. You may do it. That is, the correction coefficient h is calculated by the following equation (6), and the corrected back focus adjustment amount is DB (fmin, T0) · h. The correction coefficient h is stored in the
h = (DT0−DA) / {DB (fmin, T0) · α (f) · β (ΔT)} (6)
なお、図3では外光式オートフォーカスによるフォーカスレンズ繰り出し量DTの算出に関するステップS300からステップS304までの処理と、ステップS305のコントラスト検出オートフォーカス処理とを同期処理として記述しているが、これらは非同期処理としてもかまわない。すなわち、コントラスト検出オートフォーカスそのものは、測距に関する一連の処理が終わるのを待っていなくても良く、ステップS307の処理までに両方の情報DT,DT0が揃っていれば良い。 In FIG. 3, the processing from step S300 to step S304 related to the calculation of the focus lens extension amount DT by external light autofocus and the contrast detection autofocus processing in step S305 are described as synchronization processing. Asynchronous processing is also acceptable. That is, the contrast detection autofocus itself does not have to wait for a series of processes related to distance measurement to end, and it is sufficient that both pieces of information DT and DT0 are prepared before the process of step S307.
(外光式AF制御モード選択の場合)
次に、図2のステップS202において外光式AF制御モードが選択されていると判定されて、図4のステップS400に進んだ場合について説明する。ステップS400では図3のステップS300と同様の測距処理が実行され、測距データに基づいて被写体距離が算出される。ステップS401では、ステップS400の測距処理によって被写体距離が求められたか否かを判定し、被写体距離が得られた場合にはステップS402へ進み、被写体距離が得られなかった場合にはステップS406へ進む。
(When external light AF control mode is selected)
Next, a case will be described in which it is determined in step S202 in FIG. 2 that the external light AF control mode is selected and the process proceeds to step S400 in FIG. In step S400, a distance measurement process similar to that in step S300 in FIG. 3 is executed, and the subject distance is calculated based on the distance measurement data. In step S401, it is determined whether or not the subject distance has been obtained by the distance measuring process in step S400. If the subject distance is obtained, the process proceeds to step S402. If the subject distance cannot be obtained, the process proceeds to step S406. move on.
ステップS401からステップS406へ進んだ場合には、被写体距離が得られず外光式AFにより焦点合わせが行えないので、外光式AF制御モードであってもコントラスト検出オートフォーカスにより焦点合わせを行う。そして、一連の半押し処理を終了する。 When the process proceeds from step S401 to step S406, since the subject distance cannot be obtained and focusing cannot be performed by the external light AF, focusing is performed by contrast detection autofocus even in the external light AF control mode. Then, a series of half-press processes are completed.
一方、ステップS401からステップS402へ進んだ場合には、図3のステップS302,S303,S304の各処理と同様の処理を、ステップS402〜S404において順に実行する。すなわち、ステップS402で被写体距離を距離成分DAに変換し、ステップS403で式(1)’または式(1)によりバックフォーカス成分DBを算出し、ステップS404でフォーカスレンズ繰り出し量DT=DA+DBを算出する。 On the other hand, when the process proceeds from step S401 to step S402, the same processes as those in steps S302, S303, and S304 in FIG. 3 are executed in order in steps S402 to S404. That is, the subject distance is converted into the distance component DA in step S402, the back focus component DB is calculated by equation (1) ′ or equation (1) in step S403, and the focus lens extension amount DT = DA + DB is calculated in step S404. .
ステップS405では、ステップ404で算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに基づいてフォーカスレンズ駆動装置5を制御し、外光式オートフォーカスによる焦点合わせを行い、一連の半押し処理を終了する。このように、外光式AF制御モードでは、測距に基づくフォーカスレンズ繰り出し量DTの算出またはコントラスト検出オートフォーカスによるレンズ駆動のいずれか一方しか行われないため、記憶装置11に記憶されているバックフォーカス調整量の補正は行われない。
In step S405, the focus
(ハイブリッドAF制御モード選択の場合)
図2のステップS202において外光式AF制御モードが選択されていない場合、すなわちハイブリッドAF制御モードが選択されていると判定されて、図45のステップS500に進んだ場合について説明する。ステップS500では図3のステップS300と同様の測距処理が実行され、測距データに基づいて被写体距離が算出される。ステップS501では、ステップS500の測距処理によって被写体距離が求められたか否かを判定し、被写体距離が得られた場合にはステップS502へ進み、被写体距離が得られなかった場合にはステップS509へ進む。
(When hybrid AF control mode is selected)
The case where the external light AF control mode is not selected in step S202 of FIG. 2, that is, the case where it is determined that the hybrid AF control mode is selected and the process proceeds to step S500 of FIG. 45 will be described. In step S500, a distance measurement process similar to that in step S300 in FIG. 3 is executed, and the subject distance is calculated based on the distance measurement data. In step S501, it is determined whether or not the subject distance has been obtained by the distance measuring process in step S500. If the subject distance is obtained, the process proceeds to step S502. If the subject distance cannot be obtained, the process proceeds to step S509. move on.
ステップS501からステップS509へ進んだ場合には、被写体距離が得られず外光式AFにより焦点合わせが行えないので、コントラスト検出オートフォーカスにより焦点合わせを行う。そして、一連の半押し処理を終了する。 When the process proceeds from step S501 to step S509, the subject distance cannot be obtained, and focusing cannot be performed by the external light AF, and focusing is performed by contrast detection autofocus. Then, a series of half-press processes are completed.
一方、ステップS501からステップS502へ進んだ場合には、図4のステップS402,S403,S404,S405の各処理と同様の処理を、ステップS502〜S505において順に実行する。すなわち、ステップS502で被写体距離を距離成分DAに変換し、ステップS503で式(1)’または式(1)によりバックフォーカス成分DBを算出し、ステップS504でフォーカスレンズ繰り出し量DT=DA+DBを算出する。そして、ステップS505において、ステップ504で算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに基づいてフォーカスレンズ駆動装置5を制御し、外光式オートフォーカスによる焦点合わせを行う。
On the other hand, when the process proceeds from step S501 to step S502, the same processes as those in steps S402, S403, S404, and S405 in FIG. 4 are sequentially executed in steps S502 to S505. That is, the subject distance is converted into the distance component DA in step S502, the back focus component DB is calculated by equation (1) ′ or equation (1) in step S503, and the focus lens feed amount DT = DA + DB is calculated in step S504. . In step S505, the focus
さらに、ステップS506へ進んで、コントラスト検出オートフォーカスにより焦点合わせを行う。このように、ハイブリッドAF制御モードでは、最初に外光式オートフォーカスで合焦位置近傍までフォーカスレンズ21を移動し、さらに、スキャン範囲を移動したレンズ位置を含む狭い範囲に限定し、その範囲でコントラスト検出オートフォーカスを行う用にしている。その結果、高精度な焦点合わせをより高速に行うことができる。
In step S506, focusing is performed by contrast detection autofocus. Thus, in the hybrid AF control mode, the
上述したように、本実施の形態ではDT0およびDTが算出される毎にバックフォーカス調整量DBC(fmin,T0)が補正されるため、カメラに経時変化が生じた場合でも精度低下を招くことなくコントラスト検出オートフォーカスを行うことができる。そのため、ステップS506におけるスキャン範囲を従来のハイブリッドAFの場合よりも狭く設定することができ、ハイブリッドAF動作をより高速にすることができる。 As described above, in this embodiment, the back focus adjustment amount DBC (fmin, T0) is corrected every time DT0 and DT are calculated, so that even when the camera changes with time, accuracy is not reduced. Contrast detection autofocus can be performed. Therefore, the scan range in step S506 can be set narrower than in the case of the conventional hybrid AF, and the hybrid AF operation can be made faster.
続くステップS507およびS508では、図3の対応するステップS306およびS307と同様の処理を行う。すなわち、ステップS507では、ステップS506におけるフォーカスレンズ繰り出し量DT0とステップS504で算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTとの差の大きさ|ΔDT|が、所定値a以下か否かを判定する。そして、「|ΔDT|>a」と判定された場合には、算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに信頼性が無いと判断してバックフォーカス調整量の補正処理を行うステップS508をスキップし、一連の半押し処理を終了する。 In subsequent steps S507 and S508, processing similar to that in corresponding steps S306 and S307 in FIG. 3 is performed. That is, in step S507, it is determined whether the magnitude | ΔDT | of the difference between the focus lens extension amount DT0 in step S506 and the focus lens extension amount DT calculated in step S504 is equal to or less than a predetermined value a. If it is determined that “| ΔDT |> a”, it is determined that the calculated focus lens extension amount DT is not reliable, and step S508 for correcting the back focus adjustment amount is skipped. End the half-press process.
一方、ステップS507で「|ΔDT|≦a」と判定された場合には、算出されたフォーカスレンズ繰り出し量DTに信頼性が有ると判断してステップS508へ進み、バックフォーカス調整量の補正処理を行う。補正処理は上述したステップS307の場合と同様なので、ここでは説明を省略する。補正されたバックフォーカス調整量DBC(fmin,T0)が算出されたならば、記憶装置11に記憶されているバックフォーカス調整量DB(fmin,To)を算出された新しいバックフォーカス調整量DBC(fmin,To)と書き換え、一連の半押し処理を終了する。
On the other hand, if “| ΔDT | ≦ a” is determined in step S507, it is determined that the calculated focus lens extension amount DT is reliable, and the process proceeds to step S508 to perform back focus adjustment amount correction processing. Do. The correction process is the same as that in step S307 described above, and a description thereof is omitted here. If the corrected back focus adjustment amount DBC (fmin, T0) is calculated, the new back focus adjustment amount DBC (fmin) calculated from the back focus adjustment amount DB (fmin, To) stored in the
上述した本実施の形態は、以下のような効果を奏することができる。
(a)外光式オートフォーカスによるフォーカスレンズ駆動量DTとコントラスト検出オートフォーカスによるフォーカスレンズ駆動量DT0とが取得される度に、バックフォーカス調整量を補正するようにしたので、経時変化等に起因する外光式オートフォーカスの精度低下を防止することができる。
(b)コントラストAF制御モードであっても測距を並行して行うようにしたので、バックフォーカス調整量の補正頻度が高くなり、記憶装置11のバックフォーカス調整量が適正値から大きくずれてしまうのを防止できる。
(c)「|ΔDT|>a」の場合にはバックフォーカス調整量の補正を行わないようにしたので、不適切な補正が発生するのを防止できる。
The above-described embodiment can provide the following effects.
(A) The back focus adjustment amount is corrected every time the focus lens drive amount DT by the external light autofocus and the focus lens drive amount DT0 by the contrast detection autofocus are acquired. It is possible to prevent a decrease in accuracy of the external light autofocus.
(B) Since the distance measurement is performed in parallel even in the contrast AF control mode, the correction frequency of the back focus adjustment amount increases, and the back focus adjustment amount of the
(C) In the case of “| ΔDT |> a”, since the back focus adjustment amount is not corrected, it is possible to prevent inappropriate correction from occurring.
上述したように、本発明は、測距によるオートフォーカスと、コントラスト検出オートフォーカスのように実際にフォーカスレンズ駆動量が得られるオートフォーカスとを備えるフォーカス装置であれば、様々な構成のフォーカス装置に適用することができる。 As described above, the present invention can be applied to various types of focus devices as long as the focus device includes autofocus by distance measurement and autofocus that can actually obtain the focus lens driving amount, such as contrast detection autofocus. Can be applied.
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、測距装置9および距離成分算出部101は測距手段を、外光式オートフォーカスは第1の焦点調節動作を、コントラスト検出オートフォーカスは第2の焦点調節動作を、制御装置1は駆動量算出手段、補正手段、置換手段および制御手段を、撮影モード選択スイッチ13は選択手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the
1 制御装置
2 撮影レンズ
3 ズームレンズ駆動装置
4 ズームレンズ位置検出装置
5 フォーカスレンズ駆動装置
6 フォーカスレンズ位置検出装置
7 撮像装置
8 受光レンズ
9 測距装置
10 温度検出装置
11 記憶装置
12 半押しスイッチ
13 撮影モード選択スイッチ
21 フォーカスレンズ
22 ズームレンズ
100 コントラスト評価値演算部
101 距離成分算出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
所定距離の被写体に合焦したときの前記撮影光学系のフォーカスレンズ駆動量に基づいて得られるバックフォーカス調整量を記憶する記憶手段と、
前記測距手段により検出された被写体距離および前記記憶手段に記憶されたバックフォーカス調整量に基づいて、前記第1の焦点調節動作におけるフォーカスレンズ駆動量を算出する駆動量算出手段と、
前記第2の焦点調節動作時のフォーカスレンズ駆動量と前記駆動量算出手段により算出されたフォーカスレンズ駆動量とが一致するように前記バックフォーカス調整量を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。 The first focus adjustment operation based on the subject distance measured by the distance measuring means and the second focus adjustment operation based on the focus evaluation value calculated from the imaging signal of the image sensor that images the subject can be performed. In autofocus device,
Storage means for storing a back focus adjustment amount obtained based on a focus lens drive amount of the photographing optical system when focusing on a subject at a predetermined distance;
A drive amount calculating means for calculating a focus lens drive amount in the first focus adjustment operation based on the subject distance detected by the distance measuring means and the back focus adjustment amount stored in the storage means;
And a correction unit that corrects the back focus adjustment amount so that the focus lens drive amount during the second focus adjustment operation matches the focus lens drive amount calculated by the drive amount calculation unit. Autofocus device.
前記補正手段による補正の度に、前記記憶手段に記憶されたバックフォーカス調整量を前記補正手段で補正されたバックフォーカス調整量に置き換える置換手段を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus device according to claim 1,
An autofocus device comprising a replacement unit that replaces the back focus adjustment amount stored in the storage unit with the back focus adjustment amount corrected by the correction unit each time correction is performed by the correction unit.
前記補正手段は、前記第2のオートフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動量と前記駆動量算出手段により算出されたフォーカスレンズ駆動量との差の大きさが所定量を越える場合には、前記バックフォーカス調整量の補正を行わないことを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus device according to claim 1 or 2,
The correction unit is configured to adjust the back focus adjustment amount when the magnitude of the difference between the focus lens drive amount in the second autofocus and the focus lens drive amount calculated by the drive amount calculation unit exceeds a predetermined amount. The autofocus device is characterized in that no correction is performed.
前記第2の焦点調節動作のみにより前記撮影光学系の焦点調節動作を行う動作モードを選択する選択手段と、
前記選択手段により前記動作モードが選択されると、前記測距手段による被写体距離の検出、前記駆動量算出手段によるフォーカスレンズ駆動量の算出および前記補正手段によるバックフォーカス調整量の補正をそれぞれ行わせる制御手段とを備えたことを特徴とオートフォーカス装置。 In the autofocus device according to any one of claims 1 to 3,
Selection means for selecting an operation mode for performing the focus adjustment operation of the photographing optical system only by the second focus adjustment operation;
When the operation mode is selected by the selection unit, the distance measurement unit detects the subject distance, the drive amount calculation unit calculates the focus lens drive amount, and the correction unit corrects the back focus adjustment amount. And an autofocus device characterized by comprising control means.
装置環境温度を検出する温度検出手段を備え、
前記補正手段は前記温度検出手段で検出された温度に応じて補正することを特徴とするオートフォーカス装置。 In the autofocus device according to any one of claims 1 to 4,
Equipped with temperature detection means for detecting the device ambient temperature,
The auto-focus device according to claim 1, wherein the correction means corrects the temperature according to the temperature detected by the temperature detection means.
前記撮影光学系は焦点距離が可変なズームレンズであって、
前記補正手段は前記撮影光学系の焦点距離に応じて補正することを特徴とするオートフォーカス装置。 In the autofocus device according to any one of claims 1 to 5,
The photographing optical system is a zoom lens having a variable focal length,
The auto-focus device according to claim 1, wherein the correction unit corrects the correction according to a focal length of the photographing optical system.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2005-02-25 JP JP2005051328A patent/JP2006235351A/en active Pending
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