JP2006330394A - Autofocus device - Google Patents

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Toshiaki Maeda
敏彰 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autofocus device capable of shortening a search time of an electronic camera which performs AF processing according to a hill climbing method. <P>SOLUTION: A CPU 9 of the electronic camera decides a search movement range of a focus lens upon the AF processing for obtaining focus evaluation value hysteresis while moving the focus lens in a lens unit 1, as follows. When it holds that present position Np of focus lens ≥ hyperfocal position Op, a range from the present position Np of focus lens up to the close terminal position is set to be the search movement range. When it does not holds that present position Np of focus lens ≥ hyperfocal position Op, a range from the hyperfocal position Op up to the close terminal position is set to be the search movement range. The CPU 9 decides the hyperfocal position Op in accordance with control diaphragm value based on a focal distance of the lens unit 1 and AE calculation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラのオートフォーカス技術に関する。   The present invention relates to a camera autofocus technique.

CCDなどの撮像素子を用いて被写体像を撮像し、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて撮影レンズによる焦点位置の調節状態を検出するカメラの焦点検出方法が知られている。山登り方式と呼ばれる焦点検出方法は、フォーカスレンズを光軸方向に進退駆動させながら、撮像信号の高周波数成分を抽出して得られる焦点評価関数が極大値をとるように合焦位置を検出する。特許文献1には、このような山登り方式における焦点検出時間を短縮する技術が開示されている。特許文献1によれば、撮影開始が指示されたときに撮影レンズが合焦許容範囲内に位置していれば、カメラが撮影レンズの駆動を省略する。   A camera focus detection method is known in which an image of a subject is picked up using an image pickup device such as a CCD, and an adjustment state of a focus position by a taking lens is detected based on an image pickup signal output from the image pickup device. A focus detection method called a hill-climbing method detects a focus position so that a focus evaluation function obtained by extracting a high-frequency component of an imaging signal takes a maximum value while driving the focus lens back and forth in the optical axis direction. Patent Document 1 discloses a technique for shortening the focus detection time in such a hill-climbing method. According to Patent Document 1, if the photographing lens is located within the focus allowable range when an instruction to start photographing is given, the camera omits driving of the photographing lens.

特開2004−354581号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-354581

特許文献1のカメラでは、一度合焦した後で撮影開始が指示されるまでの間に撮影距離(カメラ−被写体間の距離)が変化し、撮影レンズが合焦許容範囲内に位置しなくなると、無限遠位置から至近端位置までの範囲で山登りサーチする必要が生じる。この場合はサーチ時間を短縮できない。   With the camera of Patent Document 1, the shooting distance (the distance between the camera and the subject) changes after focusing once and before the start of shooting is instructed, and the shooting lens is no longer within the focus tolerance range. Therefore, it is necessary to perform a hill-climbing search in the range from the infinity position to the closest end position. In this case, the search time cannot be shortened.

本発明によるオートフォーカス装置は、撮影レンズを通して被写体像を撮像し、撮像信号を出力する撮像素子と、撮影レンズの過焦点距離、およびフォーカス調節の開始が指示された時点におけるフォーカスレンズの位置に基づいてフォーカスレンズのサーチ移動範囲を決定するサーチ移動範囲決定手段と、サーチ移動範囲においてフォーカスレンズを移動するためのレンズ駆動信号を生成するレンズ駆動信号生成手段と、フォーカスレンズの所定の位置ごとに撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段とを備えることを特徴とする。
請求項1に記載のオートフォーカス装置において、サーチ移動範囲決定手段は、(1)フォーカス調節の開始が指示された時点のフォーカスレンズの位置(現在位置とする)に対応する撮影距離が過焦点距離より遠い場合、現在位置と至近端位置との間をサーチ移動範囲とし、(2)現在位置に対応する撮影距離が過焦点距離より近い場合、過焦点位置と至近端位置との間をサーチ移動範囲とするように構成してもよい。
請求項2に記載のオートフォーカス装置において、サーチ移動範囲決定手段は、撮影条件に応じて過焦点距離を変化させ、変化後の過焦点距離とフォーカスレンズの現在位置とに基づいてフォーカスレンズのサーチ移動範囲を決定することもできる。
請求項3に記載のオートフォーカス装置において、
撮影条件は、焦点距離、絞り値、撮影シーン、および被写体輝度の少なくとも1つを含むようにしてもよい。
本発明によるオートフォーカス装置は、撮影レンズを通して被写体像を撮像し、撮像信号を出力する撮像素子と、撮影レンズの過焦点距離に応じて、フォーカスレンズのサーチ移動範囲を決定するサーチ移動範囲決定手段と、サーチ移動範囲においてフォーカスレンズを移動するためのレンズ駆動信号を生成するレンズ駆動信号生成手段と、フォーカスレンズの所定の位置ごとに撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段とを備えることを特徴とする。
An autofocus device according to the present invention is based on an image sensor that captures an image of a subject through a photographic lens and outputs an imaging signal, a hyperfocal distance of the photographic lens, and a position of the focus lens when an instruction to start focus adjustment is given. A search movement range determination means for determining the search movement range of the focus lens, a lens drive signal generation means for generating a lens drive signal for moving the focus lens in the search movement range, and imaging at a predetermined position of the focus lens. Evaluation value calculating means for calculating the integrated value of the signal, and lens position calculating means for calculating the in-focus lens position based on the integrated value by the evaluation value calculating means.
2. The auto-focus device according to claim 1, wherein the search movement range determining means is: (1) an imaging distance corresponding to a focus lens position (current position) at the time when start of focus adjustment is instructed is a hyperfocal distance; When the distance is farther, the search movement range is between the current position and the closest end position. (2) When the shooting distance corresponding to the current position is closer than the hyperfocal distance, the distance between the hyperfocus position and the closest end position is set. You may comprise so that it may become a search movement range.
3. The autofocus device according to claim 2, wherein the search movement range determining means changes the hyperfocal distance according to the photographing condition, and searches for the focus lens based on the changed hyperfocal distance and the current position of the focus lens. The movement range can also be determined.
In the autofocus device according to claim 3,
The shooting condition may include at least one of a focal length, an aperture value, a shooting scene, and subject brightness.
An auto-focus device according to the present invention captures a subject image through a photographic lens and outputs an imaging signal, and a search movement range determination unit that determines a search movement range of the focus lens according to the hyperfocal distance of the photographic lens. A lens driving signal generating unit that generates a lens driving signal for moving the focus lens in the search movement range, an evaluation value calculating unit that calculates an integrated value of the imaging signal for each predetermined position of the focus lens, and an evaluation value Lens position calculating means for calculating a focus lens position based on an integrated value obtained by the calculating means.

本発明によるオートフォーカス装置では、たとえば、一度合焦した後で撮影距離が変化した場合のサーチ時間を短縮できる。   In the autofocus device according to the present invention, for example, the search time when the shooting distance changes after focusing once can be shortened.

以下、図面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によるオートフォーカス(AF)電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。図1において、電子カメラは、レンズユニット1と、撮像素子2と、アナログ信号処理部3と、A/D変換器4と、デジタル信号処理部5と、EVF処理部6と、D/A変換器7と、EVF(電子ビューファインダー)8と、CPU9と、フォーカスモータ10と、バッファメモリ11と、操作部材12と、記録・再生信号処理回路13とを有し、外部記憶回路14が着脱可能に構成される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining a main configuration of an autofocus (AF) electronic camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an electronic camera includes a lens unit 1, an image sensor 2, an analog signal processing unit 3, an A / D converter 4, a digital signal processing unit 5, an EVF processing unit 6, and a D / A conversion. Device 7, EVF (electronic viewfinder) 8, CPU 9, focus motor 10, buffer memory 11, operation member 12, recording / playback signal processing circuit 13, and external storage circuit 14 is detachable Configured.

レンズユニット1は、不図示のフォーカスレンズを含む。フォーカスレンズは、レンズユニット1を通過した光束による被写体像が撮像素子2の撮像面上に結像するように、焦点位置を調節するレンズである。フォーカスモータ10が不図示のフォーカス制御機構を駆動することにより、フォーカスレンズが光軸方向に進退移動する。フォーカスモータ10は、CPU9から出力されるレンズ駆動信号によって駆動される。   The lens unit 1 includes a focus lens (not shown). The focus lens is a lens that adjusts the focal position so that the subject image formed by the light beam that has passed through the lens unit 1 is formed on the imaging surface of the imaging device 2. When the focus motor 10 drives a focus control mechanism (not shown), the focus lens moves back and forth in the optical axis direction. The focus motor 10 is driven by a lens drive signal output from the CPU 9.

撮像素子2は、たとえば、二次元CCDイメージセンサなどによって構成される。撮像素子2は、撮像面上の被写体像を撮像し、各画素に対応する撮像信号を出力する。撮像素子2から出力される撮像信号は、各画素に入射される光の強さに応じてその信号レベルが異なる。なお、撮像素子2は、CCDの代わりにMOSセンサやCIDなどを用いて構成してもよい。   The image sensor 2 is configured by, for example, a two-dimensional CCD image sensor. The imaging element 2 captures a subject image on the imaging surface and outputs an imaging signal corresponding to each pixel. The image signal output from the image sensor 2 has a different signal level depending on the intensity of light incident on each pixel. Note that the image sensor 2 may be configured using a MOS sensor, a CID, or the like instead of the CCD.

撮像素子2から出力された撮像信号はアナログ信号処理部3に入力される。アナログ信号処理部3はCDS(相関二重サンプリング)回路、AGC回路などを含み、CDS回路で撮像信号のノイズ低減を行い、AGC回路で撮像信号のレベル調整を行う。アナログ信号処理部3で処理された撮像信号は、A/D変換器4によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。   The imaging signal output from the imaging element 2 is input to the analog signal processing unit 3. The analog signal processing unit 3 includes a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC circuit, and the like. The CDS circuit performs noise reduction of the imaging signal, and the AGC circuit adjusts the level of the imaging signal. The imaging signal processed by the analog signal processing unit 3 is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 4.

デジタル化された画像信号はデジタル信号処理部5へ入力される。デジタル信号処理部5はガンマ補正回路、輝度信号生成回路、および色差信号生成回路などを含み、入力された画像信号に対してガンマ補正や輪郭強調、ホワイトバランス調整などの所定のデジタル信号処理を行う。バッファメモリ11はフレームメモリとして構成され、デジタル信号処理部5に入力された画像信号を構成するデータを一時的に格納したり、デジタル信号処理部5による処理途中のデータや処理後の画像データを格納する。   The digitized image signal is input to the digital signal processing unit 5. The digital signal processing unit 5 includes a gamma correction circuit, a luminance signal generation circuit, a color difference signal generation circuit, and the like, and performs predetermined digital signal processing such as gamma correction, edge enhancement, and white balance adjustment on the input image signal. . The buffer memory 11 is configured as a frame memory, and temporarily stores the data constituting the image signal input to the digital signal processing unit 5 or stores the data being processed by the digital signal processing unit 5 and the image data after processing. Store.

CPU9はAE演算部、AF演算部などを含み、電子カメラの自動露出(AE)や自動焦点検出(AF)などの各種演算と、カメラ動作のシーケンス制御とを行う。CPU9は、操作部材12から入力される各種操作信号に応じて、電子カメラの焦点検出制御および露出制御などを総括的に管理する。操作部材12は不図示のレリーズスイッチ、モード切換スイッチなどを含む。   The CPU 9 includes an AE calculation unit, an AF calculation unit, and the like, and performs various calculations such as automatic exposure (AE) and automatic focus detection (AF) of the electronic camera, and sequence control of camera operation. The CPU 9 comprehensively manages focus detection control and exposure control of the electronic camera according to various operation signals input from the operation member 12. The operation member 12 includes a release switch, a mode change switch, etc. (not shown).

EVF処理部6は、デジタル信号処理部5から入力される画像信号に基づいてEVF8の表示解像度、表示倍率(電子ズーム倍率)に応じた表示信号を生成し、生成した表示信号をD/A変換器7へ出力する。表示信号は、D/A変換器7によりデジタル信号からアナログ信号に変換される。EVF8は、アナログ化された再生表示信号による再生画像を表示する。   The EVF processing unit 6 generates a display signal corresponding to the display resolution and display magnification (electronic zoom magnification) of the EVF 8 based on the image signal input from the digital signal processing unit 5, and D / A converts the generated display signal. To the device 7. The display signal is converted from a digital signal to an analog signal by the D / A converter 7. The EVF 8 displays a reproduction image based on the analog reproduction display signal.

記録・再生信号処理回路13は、デジタル信号処理部5から出力される所定の記録形式の画像データを外部記憶回路14に記録する。記録・再生信号処理回路13はさらに、外部記憶回路14に記録されている画像データを読出してデジタル信号処理部5へ出力することも可能に構成されている。外部記憶回路14は、たとえばメモリカードによって構成される。   The recording / playback signal processing circuit 13 records image data in a predetermined recording format output from the digital signal processing unit 5 in the external storage circuit 14. The recording / reproducing signal processing circuit 13 is further configured to read out the image data recorded in the external storage circuit 14 and output it to the digital signal processing unit 5. The external storage circuit 14 is constituted by a memory card, for example.

(AF処理)
上述した電子カメラが行うAF処理について説明する。CPU9は、バッファメモリ11に格納されているデジタル信号処理前の画像データのうち、焦点検出用の領域(フォーカスエリア)に対応する画像データから高周波数成分を抽出するフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理後の画像データは、フィルタリング処理前の画像データに比べて、低周波数成分、とくに直流成分が除去されている。
(AF processing)
The AF process performed by the electronic camera described above will be described. The CPU 9 performs a filtering process for extracting high frequency components from image data corresponding to a focus detection area (focus area) among the image data before digital signal processing stored in the buffer memory 11. The image data after the filtering process has a low frequency component, particularly a direct current component, removed compared to the image data before the filtering process.

CPU9はさらに、画像データの高周波数成分による差分を積算するべく、上記フィルタリング後の画像データの絶対値を積算する。この積算値は焦点評価値と呼ばれる。CPU9は、フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら焦点評価値を逐次算出することにより、フォーカスレンズの移動にともなう焦点評価値の変化を示すデータを得る。図2は、レンズユニット1内のフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図2において、横軸はフォーカスレンズの位置であり、縦軸は焦点評価値である。焦点評価値の極大点(左側)に対応するレンズ位置L1は、背景に対するフォーカスレンズの合焦位置である。焦点評価値の極大点(右側)に対応するレンズ位置L0は、人物に対するフォーカスレンズの合焦位置である。   Further, the CPU 9 integrates the absolute values of the filtered image data in order to integrate the differences due to the high frequency components of the image data. This integrated value is called a focus evaluation value. The CPU 9 obtains data indicating a change in the focus evaluation value accompanying the movement of the focus lens by sequentially calculating the focus evaluation value while moving the focus lens in the optical axis direction. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the position of the focus lens in the lens unit 1 and the focus evaluation value. In FIG. 2, the horizontal axis represents the position of the focus lens, and the vertical axis represents the focus evaluation value. The lens position L1 corresponding to the maximum point (left side) of the focus evaluation value is the focus position of the focus lens with respect to the background. The lens position L0 corresponding to the local maximum point (right side) of the focus evaluation value is the focus position of the focus lens with respect to the person.

CPU9は、このような焦点評価値の演算を、たとえば、フォーカスレンズを∞(無限遠)側から至近側へ向けて移動させながら行う。CPU9が焦点評価値を算出する場合の算出レートは、撮像素子2による撮像時間、CPU9によるフィルタ処理および積算値演算に要する時間によって決定される。したがって、実際に得られる焦点評価値は図2のように連続する線ではなく、算出レートごとの離散データとして得られる。CPU9は、焦点評価値カーブの極大点を含む3点の離散データについて、いわゆる3点内挿演算を行って焦点評価値カーブの極大点に対応するレンズ位置L1およびL0を算出する。算出されるレンズ位置L1およびL0は、それぞれ撮像素子2によって撮像される背景像、人物像のエッジのボケをなくし、画像のコントラストを最大にする(ピントが合う)位置である。   The CPU 9 performs such calculation of the focus evaluation value, for example, while moving the focus lens from the ∞ (infinity) side to the close side. The calculation rate when the CPU 9 calculates the focus evaluation value is determined by the time required for the image capturing time by the image sensor 2, the filtering process by the CPU 9, and the integrated value calculation. Therefore, the focus evaluation value actually obtained is obtained as discrete data for each calculation rate, not a continuous line as shown in FIG. The CPU 9 calculates the lens positions L1 and L0 corresponding to the maximum points of the focus evaluation value curve by performing a so-called three-point interpolation operation on the three points of discrete data including the maximum point of the focus evaluation value curve. The calculated lens positions L1 and L0 are positions at which the blur of the edges of the background image and the person image captured by the image sensor 2 is eliminated and the contrast of the image is maximized (in focus).

本実施形態では、フォーカスレンズをサーチ移動する際の移動範囲を撮影光学系の過焦点距離に応じて決定する。   In the present embodiment, the moving range when the focus lens is moved by search is determined according to the hyperfocal distance of the photographing optical system.

AF電子カメラのCPU9で行われるAF処理の流れについて、図3のフローチャートを参照して説明する。図3による処理は、たとえば、不図示のレリーズスイッチから半押し操作信号(撮影開始を指示する信号)がCPU9に入力されると開始される。つまり、半押し操作信号は、フォーカス調節の開始を指示する信号にも対応する。ステップS1において、CPU9は、フォーカスレンズの現在位置Npを取得してステップS2へ進む。フォーカスレンズの現在位置Npは、たとえば、フォーカス制御機構(不図示)からレンズ位置を示す情報として取得する。   The flow of AF processing performed by the CPU 9 of the AF electronic camera will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing shown in FIG. 3 is started when, for example, a half-press operation signal (signal for instructing to start photographing) is input to the CPU 9 from a release switch (not shown). That is, the half-press operation signal also corresponds to a signal that instructs the start of focus adjustment. In step S1, the CPU 9 acquires the current position Np of the focus lens and proceeds to step S2. The current position Np of the focus lens is acquired as information indicating the lens position from a focus control mechanism (not shown), for example.

ステップS2において、CPU9は、レンズユニット1の過焦点位置Opを取得してステップS3へ進む。過焦点位置Opは、レンズユニット1の過焦点距離に対応するフォーカスレンズの位置である。過焦点距離は、いわゆるパンフォーカス撮影において被写界深度に含まれる撮影距離(カメラから被写体までの距離)のうち、最短の撮影距離である。本説明では、パンフォーカス撮影時に撮像素子2上に尖鋭像を結ぶ(像ぼけが許容錯乱円のサイズより小さい)至近側のフォーカスレンズの位置を過焦点位置Opと呼ぶ。   In step S2, the CPU 9 acquires the hyperfocal position Op of the lens unit 1 and proceeds to step S3. The hyperfocal position Op is the position of the focus lens corresponding to the hyperfocal distance of the lens unit 1. The hyperfocal distance is the shortest shooting distance among shooting distances (distances from the camera to the subject) included in the depth of field in so-called pan focus shooting. In this description, the position of the focus lens on the near side that forms a sharp image on the image sensor 2 during pan-focus imaging (the image blur is smaller than the size of the permissible circle of confusion) is referred to as an overfocus position Op.

過焦点距離はレンズユニット1の焦点距離および絞り値によって異なる。本実施形態では、これら焦点距離および絞りに応じた過焦点位置のデータがあらかじめテーブル化され、CPU9内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。CPU9は、レンズユニット1に含まれるズームレンズ(不図示)の位置情報(焦点距離を示す)、およびAE演算で決定した制御絞り値に応じた過焦点位置データを読み出し、過焦点位置Opとする。   The hyperfocal length varies depending on the focal length of the lens unit 1 and the aperture value. In the present embodiment, the data of the hyperfocal position corresponding to the focal length and the aperture is tabulated in advance and stored in a non-illustrated nonvolatile memory in the CPU 9. The CPU 9 reads out the position information (indicating the focal length) of the zoom lens (not shown) included in the lens unit 1 and the hyperfocal position data corresponding to the control aperture value determined by the AE calculation, and sets it as the overfocal position Op. .

ステップS3において、CPU9は現在位置Np≧過焦点位置Opが成立するか否かを判定する。CPU9は、Np≧Opが成立する場合にステップS3を肯定判定してステップS4へ進み、Np≧Opが成立しない場合にはステップS3を否定判定してステップS5へ進む。ステップS4へ進む場合はフォーカスレンズの現在位置Npに対応する撮影距離が過焦点距離より遠い場合(被写界深度内)であり、ステップS5へ進む場合はフォーカスレンズの現在位置Npに対応する撮影距離が過焦点距離より近い場合(被写界深度外)である。   In step S3, the CPU 9 determines whether or not the current position Np ≧ the hyperfocal position Op is established. If Np ≧ Op is established, the CPU 9 makes an affirmative decision in step S3 and proceeds to step S4. If Np ≧ Op is not established, the CPU 9 makes a negative decision in step S3 and proceeds to step S5. When the process proceeds to step S4, the photographing distance corresponding to the current position Np of the focus lens is farther than the hyperfocal distance (within the depth of field), and when the process proceeds to step S5, the photographing corresponding to the current position Np of the focus lens is performed. This is the case when the distance is closer than the hyperfocal distance (outside the depth of field).

ステップS4において、CPU9はAFサーチ開始位置St_Pを現在位置Npに、AFサーチ終了位置Stp_Pを至近端の位置に、それぞれ設定してステップS7へ進む。この場合は、AFサーチ開始位置St_Pまでフォーカスレンズを移動させる必要がない。   In step S4, the CPU 9 sets the AF search start position St_P to the current position Np, and sets the AF search end position Stp_P to the closest end position, and proceeds to step S7. In this case, it is not necessary to move the focus lens to the AF search start position St_P.

ステップS5において、CPU9はAFサーチ開始位置St_Pを過焦点位置Opに、AFサーチ終了位置Stp_Pを至近端の位置に、それぞれ設定してステップS6へ進む。ステップS6において、CPU9は、フォーカスモータ10に駆動信号を出力し、フォーカスレンズ(不図示)をAFサーチ開始位置St_P(この場合は過焦点位置Op)へ移動させてステップS7へ進む。   In step S5, the CPU 9 sets the AF search start position St_P to the hyperfocal position Op and the AF search end position Stp_P to the closest end position, and proceeds to step S6. In step S6, the CPU 9 outputs a drive signal to the focus motor 10, moves the focus lens (not shown) to the AF search start position St_P (in this case, the hyperfocal position Op), and proceeds to step S7.

ステップS7において、CPU9は以下のように山登り方式AF処理を行う。図4は、図3のステップS4からステップS7へ進む場合のAF処理の経過時間(横軸)およびフォーカスレンズ位置(縦軸)の関係を示す図である。図4において、タイミングt11からタイミングt12まで(区間ア)は、フォーカスレンズの移動は停止されている。フォーカスレンズの停止位置(現在位置Np)は、前回のAF処理で得られた合焦レンズ位置である。   In step S7, the CPU 9 performs a hill climbing AF process as follows. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the elapsed time (horizontal axis) of the AF process and the focus lens position (vertical axis) when the process proceeds from step S4 to step S7 in FIG. In FIG. 4, the movement of the focus lens is stopped from timing t11 to timing t12 (section a). The stop position (current position Np) of the focus lens is the focus lens position obtained by the previous AF process.

図4のタイミングt12において、所定のレンズ移動速度となるようにフォーカスモータ10の駆動が開始され、フォーカスレンズが至近側へ移動を始める(サーチ移動開始)。AFサーチ開始位置St_PからAFサーチ終了位置Stp_Pまでのフォーカスレンズの移動時間は、レンズ移動速度によって決定される。レンズ移動速度を遅くすると焦点評価値のプロット数が多くなり、レンズ移動速度を速くするとプロット数が少なくなる。レンズ移動速度は、図2の焦点評価値カーブの一つの「山」を構成するプロット数が少なくとも3点以上になるように設定するのが好ましい。なお、図4においてレンズ位置が階段状に示されているが、直線状に移動させても構わない。   At timing t12 in FIG. 4, driving of the focus motor 10 is started so as to reach a predetermined lens moving speed, and the focus lens starts moving toward the closest side (search movement start). The moving time of the focus lens from the AF search start position St_P to the AF search end position Stp_P is determined by the lens moving speed. When the lens moving speed is slowed down, the number of plots of focus evaluation values increases, and when the lens moving speed is fastened, the number of plots decreases. The lens moving speed is preferably set so that the number of plots constituting one “mountain” of the focus evaluation value curve in FIG. In FIG. 4, the lens positions are shown stepwise, but they may be moved linearly.

CPU9は所定時間ごとに焦点評価値を算出し、算出した焦点評価値をフォーカスレンズの位置を示す情報に関連づけて履歴データとして内部メモリに記憶する。CPU9は、フォーカスレンズの位置がAFサーチ終了位置Stp_Pに達するまで、フォーカスレンズを駆動するとともに焦点評価値の算出、記憶を繰り返す。これにより、フォーカスレンズがAFサーチ開始位置St_PからAFサーチ終了位置Stp_Pまで移動する間(図4のタイミングt12からタイミングt13まで(区間イ))に、焦点評価値カーブを表す複数の焦点評価値が得られる。   The CPU 9 calculates a focus evaluation value every predetermined time, and stores the calculated focus evaluation value in the internal memory as history data in association with information indicating the position of the focus lens. The CPU 9 drives the focus lens and repeats calculation and storage of the focus evaluation value until the position of the focus lens reaches the AF search end position Stp_P. As a result, while the focus lens moves from the AF search start position St_P to the AF search end position Stp_P (from timing t12 to timing t13 (section a) in FIG. 4), a plurality of focus evaluation values representing the focus evaluation value curve are obtained. can get.

タイミングt13において、フォーカスモータ10の駆動が停止され、フォーカスレンズが至近端で停止する(サーチ移動終了)。CPU9は、サーチ移動処理で得られた焦点評価値履歴を用いて合焦位置を計算する。合焦位置の計算は、図2のように焦点評価値履歴カーブの極大値に対応するレンズ位置を算出する。複数の極大値を有する場合、たとえば、カメラにAF動作モードが至近優先モードに設定されていれば、CPU9は至近側のレンズ位置を優先して算出する(図2の例ではレンズ位置L0)。   At timing t13, the drive of the focus motor 10 is stopped, and the focus lens stops at the closest end (search movement end). The CPU 9 calculates the in-focus position using the focus evaluation value history obtained by the search movement process. The in-focus position is calculated by calculating the lens position corresponding to the maximum value of the focus evaluation value history curve as shown in FIG. In the case of having a plurality of maximum values, for example, if the AF operation mode is set to the closest priority mode for the camera, the CPU 9 preferentially calculates the closest lens position (in the example of FIG. 2, the lens position L0).

CPU9はレンズ位置L0を目標レンズ位置としてフォーカスモータ10にレンズ駆動信号を出力し、フォーカスレンズを目標レンズ位置へ高速移動させる。図4のタイミングt13からタイミング14まで(区間ウ)は、高速移動期間に対応する。   The CPU 9 outputs a lens driving signal to the focus motor 10 with the lens position L0 as the target lens position, and moves the focus lens to the target lens position at high speed. From timing t13 to timing 14 (section c) in FIG. 4 corresponds to a high-speed movement period.

タイミングt14からタイミングt15まで(区間エ)は反転処理が行われる。CPU9は、フォーカスレンズを一旦目標レンズ位置より所定量無限遠側まで駆動してから停止させ、フォーカスレンズの移動方向をサーチ移動時の移動方向と同一方向へ反転させて、低速で目標レンズ位置まで移動させる。これにより、フォーカス制御機構が有するギヤなどの遊びに起因するガタ詰めが行われ、バックラッシュの影響を抑えて目標レンズ位置に対するフォーカスレンズの停止精度が向上する。   The inversion process is performed from timing t14 to timing t15 (section d). The CPU 9 once drives the focus lens from the target lens position to the infinity side by a predetermined amount and then stops, reverses the moving direction of the focus lens in the same direction as the moving direction during the search movement, and reaches the target lens position at a low speed. Move. As a result, backlash caused by play of gears and the like included in the focus control mechanism is performed, and the influence of backlash is suppressed and the stop accuracy of the focus lens with respect to the target lens position is improved.

CPU9は、以上のようにフォーカスレンズを合焦レンズ位置L0に停止させると、図3によるAF処理を終了する。   When the CPU 9 stops the focus lens at the focusing lens position L0 as described above, the AF process in FIG.

図5は、図3のステップS6からステップS7へ進む場合のAF処理の経過時間(横軸)およびフォーカスレンズ位置(縦軸)の関係を示す図である。図5において、タイミングt20からタイミングt22まで(区間カ、区間キ)は、図3のステップS6に対応する。すなわち、区間カでは、フォーカスレンズが現在位置Npから過焦点位置Opへ高速で移動される。区間キでは反転処理が行われる。フォーカスレンズは一旦過焦点位置Opより所定量無限遠側まで移動されてから停止し、フォーカスレンズの移動方向がサーチ移動時の移動方向と同一方向へ反転された後、低速で過焦点位置Opまで移動される。上述したように、移動方向の反転によるガタ詰めによって過焦点位置Opに対するフォーカスレンズの停止精度が向上する。   FIG. 5 is a diagram showing a relationship between the elapsed time (horizontal axis) of the AF process and the focus lens position (vertical axis) when the process proceeds from step S6 to step S7 in FIG. In FIG. 5, the period from the timing t20 to the timing t22 (section K, section K) corresponds to step S6 in FIG. That is, in the interval K, the focus lens is moved from the current position Np to the hyperfocal position Op at high speed. Inversion is performed in the interval key. The focus lens is temporarily moved from the hyperfocal position Op to the infinity side by a predetermined amount and then stopped. After the direction of movement of the focus lens is reversed in the same direction as the search movement, the focus lens is moved to the hyperfocal position Op at a low speed. Moved. As described above, the accuracy of stopping the focus lens with respect to the hyperfocal position Op is improved by the backlash due to the reversal of the moving direction.

タイミングt22からタイミングt23まで(区間ク)のフォーカスレンズ移動は、図3の区間イと同様であるので説明を省略する。   The movement of the focus lens from timing t22 to timing t23 (section k) is the same as that in section a in FIG.

タイミングt23からタイミングt24まで(区間ケ)のフォーカスレンズ移動は、図3の区間ウと同様であるので説明を省略する。   The movement of the focus lens from the timing t23 to the timing t24 (interval) is the same as that in the interval c in FIG.

タイミングt24からタイミングt25まで(区間コ)のフォーカスレンズ移動は、図3の区間エと同様であるので説明を省略する。   The focus lens movement from the timing t24 to the timing t25 (section E) is the same as that in the section D in FIG.

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)山登り方式のAF処理を行う電子カメラは、フォーカスレンズを移動させながら焦点評価値履歴を得るAF処理時のフォーカスレンズのサーチ移動範囲を以下のように決定する。フォーカスレンズの現在位置Np≧過焦点位置Opが成立する場合、現在位置Npから至近端位置までをサーチ移動範囲とするので、被写界深度に含まれている撮影距離のうち、現在位置Npに対応する撮影距離よりも遠方に対するサーチ移動を省略できる。これにより、無限遠位置から至近端位置までの全域をサーチ移動範囲とする場合に比べてAF処理に要する時間を短縮できる。加えて、フォーカスレンズをAFサーチ開始位置まで移動する時間が不要なので、AF処理時間がさらに短くなる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) An electronic camera that performs hill-climbing AF processing determines a focus lens search movement range during AF processing for obtaining a focus evaluation value history while moving the focus lens as follows. When the current position Np of the focus lens is equal to or greater than the hyperfocal position Op, the search movement range is from the current position Np to the closest end position, so the current position Np is within the shooting distance included in the depth of field. It is possible to omit a search movement farther than the shooting distance corresponding to. As a result, the time required for the AF processing can be shortened as compared with the case where the entire region from the infinity position to the close end position is set as the search movement range. In addition, since the time for moving the focus lens to the AF search start position is unnecessary, the AF processing time is further shortened.

(2)電子カメラは、現在位置Np≧過焦点位置Opが成立しない場合、過焦点位置Opから至近端位置までをサーチ移動範囲とするので、過焦点位置Opに対応する撮影距離よりも遠方に対するサーチ移動を省略した上で、前回のAF処理時から撮影距離が長く変化している場合(とくに前回の撮影距離が過焦点距離より短い場合)にも必ず主要被写体にピント合わせができるようにサーチ移動範囲が決定される。また、レンズユニット1の焦点距離およびAE演算による制御絞り値に応じて過焦点位置Op(AFサーチ開始位置)を得るようにしたので、フォーカスレンズのサーチ移動範囲が必要最小限となるように、サーチ移動範囲を適切に決定できる。この結果、無限遠位置から至近端位置までの全域をサーチ移動範囲とする場合に比べて、AF処理に要する時間を短縮できる。 (2) When the current position Np ≧ the hyperfocal position Op is not established, the electronic camera uses the search movement range from the hyperfocal position Op to the closest end position, so that it is farther than the shooting distance corresponding to the hyperfocal position Op. To avoid focusing on the main subject and always focus on the main subject even when the shooting distance has changed since the previous AF process (especially when the previous shooting distance is shorter than the hyperfocal distance). A search movement range is determined. Further, since the hyperfocal position Op (AF search start position) is obtained according to the focal length of the lens unit 1 and the control aperture value obtained by the AE calculation, the search movement range of the focus lens is minimized. The search movement range can be determined appropriately. As a result, the time required for the AF process can be shortened compared to the case where the entire region from the infinity position to the close end position is set as the search movement range.

(変形例)
フォーカスレンズの現在位置Np≧過焦点位置Opが成立する場合にも、過焦点位置Opから至近端位置までをサーチ移動範囲としてもよい。この場合、現在位置Npから過焦点位置Opまでを高速でフォーカスレンズを移動すれば、さらにAF処理時間を短縮できる。このように、サーチ移動する際の移動範囲を常に撮影光学系の過焦点距離に応じて決定してもよい。
(Modification)
Even when the current position Np of the focus lens is equal to or greater than the overfocus position Op, the search movement range from the overfocus position Op to the closest end position may be used. In this case, if the focus lens is moved at high speed from the current position Np to the hyperfocal position Op, the AF processing time can be further shortened. As described above, the moving range for the search movement may always be determined according to the hyperfocal distance of the photographing optical system.

本実施形態では、サーチ移動時のフォーカスレンズ移動方向を無限遠側から至近側へ移動する向きとしたが、至近側から無限遠側へ移動させるようにしてもよい。この場合、ガタ詰めのために反転させる向きも、上述した実施形態と逆方向にする。   In this embodiment, the focus lens moving direction during the search movement is set to move from the infinity side to the close side, but it may be moved from the close side to the infinity side. In this case, the direction to be reversed for backlashing is also opposite to that in the above-described embodiment.

また、被写界深度内に至近端が含まれる(焦点深度内に至近端位置が含まれる)場合に、サーチ移動時のフォーカスレンズ移動方向を至近側から無限遠側へ移動させるようにするとよい。   Also, when the near end is included in the depth of field (the close end position is included in the depth of focus), the focus lens moving direction during the search movement is moved from the close side to the infinity side. Good.

上述した説明では、過焦点位置Opをレンズユニット1の焦点距離およびAE演算による制御絞り値に応じて異ならせる例を説明したが、電子カメラに設定されている撮影シーンモード(たとえば、ポートレート撮影モード、風景撮影モードなど)別に過焦点位置Opに重み付けを行ったり、被写体輝度に応じて過焦点位置Opに重み付けを行ったりする構成にしてもよい。過焦点位置Opを撮影条件(焦点距離、絞り値、撮影シーンモード、輝度など)に応じて変化させることにより、サーチ移動範囲を撮影条件に合わせて適切に決定できる。   In the above description, the example in which the hyperfocal position Op is varied according to the focal length of the lens unit 1 and the control aperture value by the AE calculation has been described. However, the shooting scene mode (for example, portrait shooting) set in the electronic camera has been described. It may be configured such that the hyperfocal position Op is weighted according to the mode, landscape shooting mode, etc., or the hyperfocal position Op is weighted according to the subject brightness. By changing the hyperfocal position Op according to the shooting conditions (focal length, aperture value, shooting scene mode, brightness, etc.), the search movement range can be appropriately determined according to the shooting conditions.

電子カメラに限らず、銀塩カメラやカメラ付き電子機器の焦点検出装置に本発明を適用してもよい。   You may apply this invention not only to an electronic camera but to the focus detection apparatus of a silver salt camera and an electronic device with a camera.

以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。   The above description is merely an example, and the interpretation of the invention is not limited to the correspondence between the components of the above-described embodiment and the components of the present invention.

本発明の一実施の形態によるオートフォーカス電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the principal part structure of the autofocus electronic camera by one embodiment of this invention. フォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the position of a focus lens, and a focus evaluation value. CPUで行われるAF処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of AF processing performed by CPU. AF処理の経過時間およびフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the elapsed time of AF process, and a focus lens position. AF処理の経過時間およびフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the elapsed time of AF process, and a focus lens position.

符号の説明Explanation of symbols

1…レンズユニット
2…撮像素子
9…CPU
10…フォーカスモータ
11…バッファメモリ
12…操作部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens unit 2 ... Image pick-up element 9 ... CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Focus motor 11 ... Buffer memory 12 ... Operation member

Claims (5)

撮影レンズを通して被写体像を撮像し、撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮影レンズの過焦点距離、およびフォーカス調節の開始が指示された時点におけるフォーカスレンズの位置に基づいて、前記フォーカスレンズのサーチ移動範囲を決定するサーチ移動範囲決定手段と、
前記サーチ移動範囲において前記フォーカスレンズを移動するためのレンズ駆動信号を生成するレンズ駆動信号生成手段と、
前記フォーカスレンズの所定の位置ごとに前記撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、
前記評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス装置。
An image sensor that captures a subject image through a taking lens and outputs an image signal;
A search movement range determining means for determining a search movement range of the focus lens based on a hyperfocal distance of the photographing lens and a position of the focus lens at a time when start of focus adjustment is instructed;
Lens driving signal generating means for generating a lens driving signal for moving the focus lens in the search movement range;
Evaluation value calculating means for calculating an integrated value of the imaging signal for each predetermined position of the focus lens;
An autofocus device comprising: lens position calculation means for calculating a focus lens position based on an integrated value obtained by the evaluation value calculation means.
請求項1に記載のオートフォーカス装置において、
前記サーチ移動範囲決定手段は、(1)フォーカス調節の開始が指示された時点の前記フォーカスレンズの位置(現在位置とする)に対応する撮影距離が過焦点距離より遠い場合、前記現在位置と至近端位置との間を前記サーチ移動範囲とし、(2)前記現在位置に対応する撮影距離が過焦点距離より近い場合、前記過焦点位置と前記至近端位置との間を前記サーチ移動範囲とする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,
The search movement range determining means is (1) when the shooting distance corresponding to the position of the focus lens (current position) at the time when the start of focus adjustment is instructed is farther than the hyperfocal distance, The search movement range between the near end position and (2) when the shooting distance corresponding to the current position is closer than the hyperfocal distance, the search movement range between the hyperfocal position and the near end position. An autofocus device characterized by that.
請求項2に記載のオートフォーカス装置において、
前記サーチ移動範囲決定手段は、撮影条件に応じて前記過焦点距離を変化させ、変化後の過焦点距離と前記フォーカスレンズの現在位置とに基づいて前記フォーカスレンズのサーチ移動範囲を決定することを特徴とするオートフォーカス装置。
The autofocus device according to claim 2,
The search movement range determining means changes the hyperfocal distance according to a shooting condition, and determines the search movement range of the focus lens based on the changed hyperfocal distance and the current position of the focus lens. Features an autofocus device.
請求項3に記載のオートフォーカス装置において、
前記撮影条件は、焦点距離、絞り値、撮影シーン、および被写体輝度の少なくとも1つを含むことを特徴とするオートフォーカス装置。
In the autofocus device according to claim 3,
The autofocus device, wherein the photographing condition includes at least one of a focal length, an aperture value, a photographing scene, and a subject luminance.
撮影レンズを通して被写体像を撮像し、撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮影レンズの過焦点距離に応じて、前記フォーカスレンズのサーチ移動範囲を決定するサーチ移動範囲決定手段と、
前記サーチ移動範囲において前記フォーカスレンズを移動するためのレンズ駆動信号を生成するレンズ駆動信号生成手段と、
前記フォーカスレンズの所定の位置ごとに前記撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、
前記評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス装置。
An image sensor that captures a subject image through a taking lens and outputs an image signal;
Search movement range determining means for determining a search movement range of the focus lens according to the hyperfocal distance of the photographing lens;
Lens driving signal generating means for generating a lens driving signal for moving the focus lens in the search movement range;
Evaluation value calculating means for calculating an integrated value of the imaging signal for each predetermined position of the focus lens;
An autofocus device comprising: lens position calculation means for calculating a focus lens position based on an integrated value obtained by the evaluation value calculation means.
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