JP2006350188A - Autofocus device - Google Patents

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Daisuke Satani
大助 佐谷
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Nikon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately set a focus area even when switching a focus detection system in a device where a plurality of focus areas are grouped in hybrid AF. <P>SOLUTION: When the group Gr1 is selected, focus detection of the focus areas Ar8 to Ar11 in the group is performed by a phase difference detection system, and a focusing lens is driven based on the result of the focus detection. Before the focusing lens reaches a focusing position, the device is switched to contrast AF. In the contrast AF, a zone Zn1 involving the areas Ar8 to Ar11 becomes the focus area. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、2つの方式で焦点調節が可能なオートフォーカス(自動焦点調節)装置に関する。   The present invention relates to an autofocus (automatic focus adjustment) apparatus capable of focus adjustment by two methods.

カメラの焦点調節手法として、主に一眼レフカメラで採用されている位相差検出方式と、ビデオカメラなどで採用されているコントラスト方式とがある。コントラスト方式は、位相差検出方式と比べて合焦精度が高い反面、合焦までに時間がかかるという欠点がある。そこで、最初は位相差検出方式による焦点調節を行い、合焦レンズが目標位置に達する直前にコントラスト方式に切換えることで、高速かつ高精度のAF制御を実現したカメラがある(例えば、特許文献1)。このように2つの方式で行う焦点調節をハイブリッドAFと呼ぶ。   As a camera focus adjustment method, there are mainly a phase difference detection method adopted in a single-lens reflex camera and a contrast method adopted in a video camera or the like. The contrast method has higher focusing accuracy than the phase difference detection method, but has a drawback that it takes time to focus. Therefore, there is a camera that realizes high-speed and high-precision AF control by performing focus adjustment by a phase difference detection method first and switching to a contrast method immediately before the focusing lens reaches a target position (for example, Patent Document 1). ). The focus adjustment performed by the two methods in this way is called hybrid AF.

特開2004-109690号公報JP 2004-109690 A

上記ハイブリッドAFにおいて、位相差検出方式からコントラスト方式に移行する際、選択エリアが相対的に小さい、あるいは被写体がエリアから外れてしまうなどの状況では適切なAFができなくなるおそれがある。   In the hybrid AF, when shifting from the phase difference detection method to the contrast method, there is a possibility that appropriate AF cannot be performed if the selected area is relatively small or the subject is out of the area.

本発明は、撮影光学系の被写界画面内に設定された複数の焦点検出領域における撮影光学系の焦点調節状態を、互いに異なる方式で検出する第1の焦点検出手段と第2の焦点検出手段と、第1,第2の焦点検出手段の少なくとも一方による焦点調節状態に基づいて撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備えた焦点調節装置において、複数の焦点検出領域の一部をグループとして選択可能な選択手段と、第1の焦点検出手段を使用する際には、選択手段により選択されたグループに属する各焦点検出領域について焦点調節状態を検出するとともに、第2の焦点検出手段を使用する際には、選択されたグループに属する各焦点検出領域を内包する領域について焦点調節状態を検出するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、選択手段により選択されたグループに属する焦点検出領域の一部の焦点検出領域を優先領域として重み付けして第1の焦点検出手段によって焦点調節状態を検出するとともに、第2の焦点検出手段によって焦点調節状態を検出する際には、内包する領域のうち優先領域に対応する部分について検出される焦点調節状態に重み付けを行うことを特徴とする。
The present invention provides a first focus detection means and a second focus detection for detecting a focus adjustment state of a photographing optical system in a plurality of focus detection areas set in a field screen of the photographing optical system by different methods. Part of a plurality of focus detection areas in a focus adjustment apparatus comprising: a means for adjusting a focus of a photographing optical system based on a focus adjustment state by at least one of the first and second focus detection means When the selection means capable of selecting a group as a group and the first focus detection means are used, the focus adjustment state is detected for each focus detection region belonging to the group selected by the selection means, and the second focus detection is performed. When using the means, control means is provided for controlling the focus adjustment state to be detected for an area including each focus detection area belonging to the selected group.
According to the second aspect of the present invention, the first focus detection unit detects the focus adjustment state by weighting a part of the focus detection regions belonging to the group selected by the selection unit as the priority region, and the second focus detection region. When the focus adjustment state is detected by the focus detection means, the focus adjustment state detected for the portion corresponding to the priority region among the included regions is weighted.

本発明によれば、複数の焦点検出領域の一部をグループとして選択可能とし、第1の焦点検出手段を使用する際には、選択されたグループに属する各焦点検出領域について焦点調節状態を検出するとともに、第2の焦点検出手段を使用する際には、選択されたグループに属する各焦点検出領域を内包する領域について焦点調節状態を検出するようにしたので、ピントを合わせるべき被写体が当初のフォーカスエリアから外れてしまった場合でもその被写体にピントを合わせることが可能となる。   According to the present invention, a part of a plurality of focus detection areas can be selected as a group, and when using the first focus detection means, the focus adjustment state is detected for each focus detection area belonging to the selected group. At the same time, when the second focus detection means is used, the focus adjustment state is detected for the area including each focus detection area belonging to the selected group. Even when the subject is out of the focus area, the subject can be focused.

図1〜図5により本発明の一実施の形態を説明する。
図1は本実施形態におけるデジタルカメラシステムの構成図である。撮影レンズ10は、合焦レンズ12を含む複数のレンズ群11〜13から成る。撮影レンズ10を透過した被写体光束は、一部がメインミラー21で反射され、ファインダ光学系22に導かれる。メインミラー21を透過した光束の一部はサブミラー23で反射され、焦点検出装置24に導かれる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a digital camera system in the present embodiment. The photographing lens 10 includes a plurality of lens groups 11 to 13 including a focusing lens 12. Part of the subject luminous flux that has passed through the photographing lens 10 is reflected by the main mirror 21 and guided to the finder optical system 22. A part of the light beam transmitted through the main mirror 21 is reflected by the sub mirror 23 and guided to the focus detection device 24.

ミラー21,23の後部にはCCDまたはCMOS等の撮像素子25が設けられ、ミラーがアップすると、撮像素子25による撮像が可能となる。撮像素子25は、撮影レンズ10の透過光束を受光して光電変換し、電気的画像信号を出力する。画像信号は、画像処理回路26にて種々の処理(A/D変換を含む)が施された後、デジタル画像データとして不図示の記録媒体に記録される。   An imaging element 25 such as a CCD or CMOS is provided at the rear of the mirrors 21 and 23. When the mirror is raised, imaging by the imaging element 25 becomes possible. The image sensor 25 receives the light beam transmitted through the photographing lens 10 and photoelectrically converts it to output an electrical image signal. The image signal is subjected to various processes (including A / D conversion) by the image processing circuit 26 and then recorded as digital image data on a recording medium (not shown).

次に、本実施形態における自動焦点調節制御について説明する。
図2は撮影画面にフォーカスエリアを重ね合わせて示す図である。図示の如く11個のフォーカスエリアAr1〜Ar11が設定され、選択されたいずれかのエリアの焦点調節状態に基づいて合焦レンズ12が駆動される。エリアの選択は、撮影者が手動操作によって行ってもよいし、カメラが自動的に決定してもよい。
Next, automatic focus adjustment control in this embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram showing the focus area superimposed on the shooting screen. As shown in the drawing, eleven focus areas Ar1 to Ar11 are set, and the focusing lens 12 is driven based on the focus adjustment state of any selected area. The area may be selected manually by the photographer or automatically determined by the camera.

また本実施形態では、11個のフォーカスエリアを図2(b)〜(h)に示す複数のエリアで構成するエリア群(グループ)Gr1〜Gr7のようにグループ分けし、いずれかのグループを選択できるようになっている。図1のグループ選択部29は、撮影者の操作に応じていずれかのグループを選択し、選択情報を後述する演算部24cおよび画像処理部26に送る。以下、このモードをグループ選択モードと呼び、選択されたグループを選択グループと呼ぶ。   In this embodiment, eleven focus areas are grouped as a group of areas Gr1 to Gr7 composed of a plurality of areas shown in FIGS. 2B to 2H, and one of the groups is selected. It can be done. The group selection unit 29 in FIG. 1 selects any group according to the operation of the photographer, and sends selection information to the calculation unit 24c and the image processing unit 26 described later. Hereinafter, this mode is referred to as a group selection mode, and the selected group is referred to as a selection group.

グループが選択されると、その選択グループに属するフォーカスエリアのみが焦点検出の対象となる。例えば図2(b)のグループGr1が選択された場合は、4エリアAr8〜Ar11に対して焦点検出がなされ、それらの検出結果から所定のアルゴリズムに基づいていずれかのエリアが選択され、その選択エリアの焦点検出結果に基づいて焦点調節が行われる。   When a group is selected, only focus areas belonging to the selected group are targets for focus detection. For example, when the group Gr1 in FIG. 2B is selected, focus detection is performed on the four areas Ar8 to Ar11, and any area is selected from the detection results based on a predetermined algorithm, and the selection is performed. Focus adjustment is performed based on the focus detection result of the area.

焦点調節は、位相差検出方式およびコントラスト方式によるハイブリッドAFである。図1の焦点検出装置24は位相差検出方式のもので、フォーカスエリアに対して設けられる一対のラインセンサ24aと、入射光束を各一対に分割して各ラインセンサ24a上に再結像させる再結像光学系24bと、ラインセンサ24aの出力(焦点検出信号)に基づいてピントずれ量に相当するデフォーカス量をエリア毎に演算する演算部24cとを有する。図3に示すように、本実施形態では、11個のフォーカスエリアAr1〜Ar11の各々に対応して一対のラインセンサ24aが設けられる。   The focus adjustment is a hybrid AF based on a phase difference detection method and a contrast method. The focus detection device 24 in FIG. 1 is of a phase difference detection type, and includes a pair of line sensors 24a provided for the focus area and a re-image that divides the incident light beam into pairs and re-images on the line sensors 24a. The imaging optical system 24b and a calculation unit 24c that calculates the defocus amount corresponding to the focus shift amount for each area based on the output (focus detection signal) of the line sensor 24a. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a pair of line sensors 24a is provided corresponding to each of the eleven focus areas Ar1 to Ar11.

演算部24cは、演算したデフォーカス量に基づいて、合焦レンズ12を合焦位置にもたらすためのレンズ駆動信号を演算し、これをレンズ駆動部28に送る。レンズ駆動部28は、フォーカスモータやモータ駆動回路などから成り、レンズ駆動信号に基づいて合焦レンズ12を光軸方向に駆動し、焦点調節を行う。   The calculation unit 24 c calculates a lens drive signal for bringing the focusing lens 12 to the in-focus position based on the calculated defocus amount, and sends this to the lens drive unit 28. The lens driving unit 28 includes a focus motor, a motor driving circuit, and the like, and drives the focusing lens 12 in the optical axis direction based on a lens driving signal to perform focus adjustment.

一方、コントラスト方式の焦点調節(以下、コントラストAF)は、像のボケの程度とコントラストとの間に相関があることに着目し、焦点が合ったときに像のコントラストが最大になることを利用して焦点合わせを行うものである。このため撮像素子25によって撮像された画像信号を取得し、その画像信号の高周波成分の大小によりコントラストの大小を評価する。評価値演算部27は、撮像によって得られた画像信号のうちフォーカスエリアに対応する部分の信号からデジタルフィルタによって所定帯域の高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分の絶対値を積分し、これを焦点評価値とする。   On the other hand, contrast-based focus adjustment (hereinafter referred to as contrast AF) focuses on the fact that there is a correlation between the degree of image blur and contrast, and uses that the contrast of the image is maximized when it is in focus. Focusing. For this reason, the image signal imaged by the image sensor 25 is acquired, and the magnitude of the contrast is evaluated by the magnitude of the high frequency component of the image signal. The evaluation value calculation unit 27 extracts a high-frequency component of a predetermined band from a signal corresponding to the focus area from the image signal obtained by imaging, and integrates the absolute value of the extracted high-frequency component. Focus evaluation value.

焦点評価値は、像のコントラスト、換言すれば合焦レンズ12の焦点調節状態に応じて変化する量であり、合焦してコントラストが最大となったときに最大値(ピーク値)となる。そこで、焦点評価値がピークとなるレンズ位置を求め、その位置に合焦レンズ12をもたらすことで、フォーカスエリア内の被写体に合焦させることができる。   The focus evaluation value is an amount that changes in accordance with the contrast of the image, in other words, the focus adjustment state of the focusing lens 12, and becomes the maximum value (peak value) when the contrast becomes maximum after focusing. Therefore, by obtaining a lens position where the focus evaluation value reaches a peak and bringing the focusing lens 12 to that position, it is possible to focus on the subject in the focus area.

図4は合焦レンズ12の位置に応じた焦点評価値の変位を示す図である。ピーク位置(合焦点)を見つけだす手法として、山登り方式が知られている。山登り方式では、合焦レンズ12を移動させながら所定のサンプリングピッチごとに焦点評価値を演算し、演算のたびにその焦点評価値を前回サンプリング時の同評価値(記憶値)と比較する。今回の評価値が前回の評価値よりも増加していれば、ピークに近づいていることになるので、同方向に合焦レンズ12を移動させつつサンプリングを続ける。今回の評価値が前回の評価値よりも減少していれば、ピークから遠ざかっていることになるので、逆方向に合焦レンズ12を移動させる。かかる動作を繰り返すことで、最終的にピーク位置(山の頂上)に合焦レンズ12をもたらすことができる。   FIG. 4 is a diagram showing the displacement of the focus evaluation value according to the position of the focusing lens 12. A hill-climbing method is known as a method for finding the peak position (focusing point). In the hill-climbing method, a focus evaluation value is calculated for each predetermined sampling pitch while moving the focusing lens 12, and the focus evaluation value is compared with the same evaluation value (stored value) at the previous sampling each time the calculation is performed. If the current evaluation value is higher than the previous evaluation value, the peak is approaching, and sampling is continued while moving the focusing lens 12 in the same direction. If the current evaluation value is smaller than the previous evaluation value, the focus lens 12 is moved in the opposite direction because it is far from the peak. By repeating this operation, the focusing lens 12 can be finally brought to the peak position (the peak of the mountain).

このようにコントラストAFは、撮像素子25によって実際に撮像された画像信号を用いて焦点調節を行うため、合焦精度が高い反面、ピーク位置を探すのに時間がかかる。特に当初のレンズ位置がピーク位置から離れていると、麓から山登りを開始しなければならず、合焦までに多大な時間を要する。これに対して上述した位相差検出方式は、撮像素子25とは異なる位置に配置された焦点検出装置24cで焦点検出を行うため、コントラスト方式と比べて合焦精度は低いが、焦点検出結果から合焦レンズの目標位置を事前に把握できるため、高速で合焦レンズを目標位置にもたらすことができる。
以上の点に鑑み、本実施形態では、上記2方式を用いたハイブリッドAFを行うことで焦点調節における精度と速度の両立を図る。以下、具体的に説明する。
As described above, the contrast AF performs focus adjustment using the image signal actually captured by the image sensor 25. Therefore, while focusing accuracy is high, it takes time to find the peak position. In particular, when the initial lens position is far from the peak position, it is necessary to start mountain climbing from the foot, and it takes a lot of time to focus. On the other hand, the phase difference detection method described above performs focus detection with the focus detection device 24c arranged at a position different from that of the image sensor 25. Therefore, the focus detection accuracy is lower than that of the contrast method. Since the target position of the focusing lens can be grasped in advance, the focusing lens can be brought to the target position at high speed.
In view of the above points, in the present embodiment, hybrid AF using the above two methods is performed to achieve both accuracy and speed in focus adjustment. This will be specifically described below.

図5はグループ選択モードにおける焦点調節制御を示し、これは演算部24c,画像処理部26,評価値演算部27などによって実行されるものである。フォーカスエリアのグループは既に選択されているものとする。   FIG. 5 shows focus adjustment control in the group selection mode, which is executed by the calculation unit 24c, the image processing unit 26, the evaluation value calculation unit 27, and the like. It is assumed that the focus area group has already been selected.

レリーズボタンの半押し操作がなされるとこのプログラムが起動され、まず位相差検出方式による焦点調節が行われる。すなわち、選択グループ内の全フォーカスエリアに対して焦点検出装置24による焦点検出を行い(ステップS1)、その結果から各エリアのデフォーカス量を演算する(ステップS2)。そして、これらのデフォーカス量から所定のアルゴリズムに基づいて特定のエリアを選択し(ステップS3)、その選択エリアのデフォーカス量に基づいて合焦レンズ12の移動量および移動方向を演算し(ステップS4)、合焦レンズ12の駆動を開始する(ステップS5)。例えば至近優先のアルゴリズムであれば、選択グループ内のフォーカスエリアのデフォーカス量を比較して最至近の被写体が存在するエリアを求め、そのエリアのデフォーカス量に基づいて合焦レンズ12を駆動する。   When the release button is half-pressed, this program is started, and focus adjustment is first performed using a phase difference detection method. That is, focus detection is performed by the focus detection device 24 on all focus areas in the selected group (step S1), and the defocus amount of each area is calculated from the result (step S2). Then, a specific area is selected from these defocus amounts based on a predetermined algorithm (step S3), and the moving amount and moving direction of the focusing lens 12 are calculated based on the defocus amount of the selected area (step S3). S4) The driving of the focusing lens 12 is started (step S5). For example, in the close priority algorithm, the defocus amount of the focus area in the selected group is compared to determine the area where the closest subject exists, and the focusing lens 12 is driven based on the defocus amount of the area. .

レンズ駆動開始後、被写体が被写界深度内に入るまで位相差検出方式による焦点調節を行う。被写界深度は、撮影レンズ10の情報(焦点距離や絞り値)と測距データからから予め演算によって求めておき、レンズ位置がその範囲内になるまでレンズ駆動を続ける。なお、デフォーカス量が予め決められた一定値以内になるまでレンズ駆動を続けるようにしてもよい。   After starting the lens drive, focus adjustment is performed by the phase difference detection method until the subject enters the depth of field. The depth of field is calculated in advance from information (focal length and aperture value) of the photographing lens 10 and distance measurement data, and the lens driving is continued until the lens position falls within the range. The lens driving may be continued until the defocus amount falls within a predetermined value.

その後、レリーズボタンが全押し操作されるまで待ち(ステップS7)、全押し操作されるとミラー21,23をアップさせる(ステップS8)。これによって撮像素子25による撮像が可能な状態となるので、コントラスト方式(山登り方式)の焦点調節を開始する。まず撮像素子25による撮像を行い(ステップS9)、フォーカスゾーンに相当する部分の画像信号を得る(ステップS10)。   Thereafter, the process waits until the release button is fully pressed (step S7). When the release button is fully pressed, the mirrors 21 and 23 are raised (step S8). As a result, imaging by the image sensor 25 becomes possible, and contrast adjustment (mountain climbing) focus adjustment is started. First, an image is picked up by the image pickup element 25 (step S9), and an image signal corresponding to the focus zone is obtained (step S10).

ここでいうフォーカスゾーンとは、コントラストAFにおける焦点評価値を演算する領域を意味する。つまり本実施形態では、コントラストAFにおいては位相差検出方式においてデフォーカス量を検出したフォーカスエリアのグループ(選択グループ)をそのまま引き継ぐのではなく、図2において破線で囲まれたような選択エリア内の各フォーカスエリアを内包するゾーンZn1〜Zn7・・・として設定し直してこの領域内の画像信号に基づいて焦点評価値を求めるものである。フォーカスゾーンは、当該選択グループに属するフォーカスエリア(位相差検出方式におけるエリア)を全て含み、かつそれ以外のフォーカスエリアを含まない単一の部分領域となる。例えば選択グループが、エリアAr8〜Ar11で構成されるグループGr1(図2(b))であれば、T字状の部分領域Zn1がフォーカスゾーンとなる。また選択グループが、エリアAr3,Ar5〜Ar7,Ar9から構成されるグループGr2(図2(c))であれば、十字状の部分領域Zn2がフォーカスゾーンとなる。   The focus zone here means an area for calculating a focus evaluation value in contrast AF. That is, in the present embodiment, in contrast AF, the focus area group (selected group) in which the defocus amount is detected in the phase difference detection method is not taken over as it is, but in the selection area as surrounded by a broken line in FIG. .. Are reset as zones Zn1 to Zn7... Containing each focus area, and a focus evaluation value is obtained based on an image signal in this area. The focus zone is a single partial area that includes all focus areas (areas in the phase difference detection method) belonging to the selected group and does not include other focus areas. For example, if the selected group is a group Gr1 (FIG. 2B) composed of areas Ar8 to Ar11, the T-shaped partial region Zn1 becomes the focus zone. If the selected group is a group Gr2 (FIG. 2C) composed of areas Ar3, Ar5 to Ar7, Ar9, the cross-shaped partial region Zn2 becomes the focus zone.

またフォーカスゾーン相当部分の画像信号を得るには、例えばCMOSなどのアドレス読み出し型の撮像素子であれば、ゾーン相当部分のアドレスを指定して読み出し、A/D変換すればよい。またCCDなどの逐次読み出し型の撮像素子であれば、ゾーン相当部分の信号のみをA/D変換し、残りは読み捨てにすればよい。いずれにしても画像全体を扱う必要がなく、ゾーン相当部分の信号のみでよいため、処理を短時間で行える。   In order to obtain an image signal corresponding to the focus zone, for example, in the case of an address reading type image pickup device such as a CMOS, the address corresponding to the zone may be designated and read and A / D converted. In the case of a sequential readout type imaging device such as a CCD, only the signal corresponding to the zone is A / D converted, and the rest is discarded. In any case, it is not necessary to handle the entire image, and only the signal corresponding to the zone is required, so that the processing can be performed in a short time.

次に、抽出したフォーカスゾーンの画像信号の焦点評価値を演算し(ステップS11)、これを前回の評価値と比較することで合焦レンズ12の移動方向を決定し、その方向に所定ピッチだけレンズ駆動する(ステップS12)。評価値の演算もゾーン相当部分の信号のみが対象なので、演算時間を短縮できる。   Next, the focus evaluation value of the image signal of the extracted focus zone is calculated (step S11), and this is compared with the previous evaluation value to determine the moving direction of the focusing lens 12, and only a predetermined pitch in that direction is determined. The lens is driven (step S12). Since the calculation of the evaluation value applies only to the signal corresponding to the zone, the calculation time can be shortened.

上記ステップS9〜S12の処理は、合焦レンズ12がピーク位置に達するまで繰り返し行われ、ピーク位置に達すると、合焦と判断して撮影を行い、画像データを記録媒体に記録する(ステップS13→S14)。   The processes in steps S9 to S12 are repeated until the focusing lens 12 reaches the peak position. When the focusing lens 12 reaches the peak position, it is determined that the focusing lens 12 is in focus and shooting is performed, and image data is recorded on the recording medium (step S13). → S14).

上述したように本実施形態では、最初に位相差検出方式による焦点調節を行っているので、コントラストAFの開始時には既に合焦レンズ12は合焦位置近傍(山の頂上付近)にある。したがって、ピーク位置に合焦レンズ12をもたらすまでのレンズ駆動範囲を最小限に短くでき、それだけ焦点評価値の演算回数や比較回数を減らすことができる。したがって、合焦までに要する時間を大幅に短縮できる。また最終的にコントラストAFで合焦させるため、合焦精度も高い。   As described above, in this embodiment, since focus adjustment is first performed by the phase difference detection method, the focusing lens 12 is already in the vicinity of the in-focus position (near the top of the mountain) at the start of contrast AF. Therefore, the lens driving range until the focusing lens 12 is brought to the peak position can be shortened to the minimum, and the number of focus evaluation value calculations and comparisons can be reduced accordingly. Therefore, the time required for focusing can be greatly reduced. Further, since focusing is finally performed by contrast AF, focusing accuracy is high.

加えて本実施形態では、コントラストAFにおけるフォーカスゾーンを、選択グループ内のフォーカスエリアを内包する、すなわいこれらを全て含み、かつ他のエリアを含まない単一の(離数的ではない)部分領域としたので、レンズ駆動中に被写体がエリアから逸脱した場合でもゾーン内には存在する被写体にピントを合わせることが可能となり、被写体の移動あるいはカメラの動きによるピンぼけ防止に大いに貢献する。   In addition, in the present embodiment, the focus zone in the contrast AF includes the focus area in the selected group, that is, includes all of these and does not include other areas. Since it is an area, it is possible to focus on a subject existing in the zone even when the subject deviates from the area while the lens is being driven, which greatly contributes to prevention of blurring due to movement of the subject or camera movement.

なお、1回のコントラストAFではピーク位置を見つけられないことがある。この場合、再度のコントラストAFを行うが、その際のレンズ駆動範囲は、位相差検出方式の焦点検出結果によって演算された合焦位置の前後領域とする。そして、この前後領域の幅は、上記合焦位置(距離)と撮影レンズ20の情報(焦点距離や絞り値)とで決まる深度範囲に限定する。ピーク位置がこの範囲内に存在する可能性が最も高いからである。これにより再度のコントラストAFにおける時間の短縮が図れる。   Note that the peak position may not be found by one contrast AF. In this case, the contrast AF is performed again, and the lens driving range at that time is set to a region before and after the in-focus position calculated from the focus detection result of the phase difference detection method. The width of the front and rear region is limited to a depth range determined by the focus position (distance) and information (focal length and aperture value) of the photographing lens 20. This is because the peak position is most likely to be within this range. As a result, the time required for another contrast AF can be shortened.

ここで、選択グループ内のフォーカスエリアのうちいずれかを優先エリアに設定できるようにしてもよい。図6はその例を示し、太線で示したエリアが優先エリアである。優先エリアは撮影者が自由に設定できる。焦点調節開始が指令されると(例えば、半押し操作がなされると)、位相差検出方式により選択グループ内の優先エリアに対して重み付けして焦点検出を行い、焦点検出が可能であればその焦点検出結果に基づいて合焦レンズを駆動する。コントラストAFに移行後は、フォーカスゾーンに関する画像信号のうち優先エリアに相当する画像信号に同様の重み付けを行って焦点評価値を演算し、これに基づいてレンズ駆動を行って合焦させる。   Here, any of the focus areas in the selected group may be set as the priority area. FIG. 6 shows an example thereof, and the area indicated by the bold line is the priority area. The priority area can be freely set by the photographer. When the start of focus adjustment is commanded (for example, when a half-press operation is performed), the focus detection is performed by weighting the priority areas in the selected group using the phase difference detection method, and if focus detection is possible, The focusing lens is driven based on the focus detection result. After shifting to contrast AF, the image signal corresponding to the priority area among the image signals related to the focus zone is weighted in the same manner to calculate the focus evaluation value, and based on this, the lens is driven to focus.

一方、優先エリアにおいて位相差検出方式の焦点検出が不能であった場合は、当該選択グループ内の他のエリアを選択エリアとして焦点検出およびレンズ駆動を行う。この場合は、コントラストAFに移行後は、上述したフォーカスゾーンに相当する画像信号全体から焦点評価値を演算し、レンズ駆動を行う。   On the other hand, when focus detection by the phase difference detection method is impossible in the priority area, focus detection and lens driving are performed using another area in the selected group as the selection area. In this case, after shifting to contrast AF, a focus evaluation value is calculated from the entire image signal corresponding to the above-described focus zone, and lens driving is performed.

このように優先エリアを設定することで、レンズ駆動中に優先エリア外に主要被写体以外の物体が入り込んでも、それに影響されることなく優先エリア内の物体(主要被写体)にピントを合わせることができる。   By setting the priority area in this way, even if an object other than the main subject enters the outside of the priority area during lens driving, the object (main subject) in the priority area can be focused without being affected by it. .

また、優先エリアを選択する場合においても、1回のコントラストAFでピーク位置を見つけられない場合に再度のコントラストAFを行うが、その際のレンズ駆動範囲は、優先エリアに対する位相差検出方式の焦点検出結果によって演算された合焦位置の前後領域(深度範囲内)とする。   Even when the priority area is selected, when the peak position cannot be found by one contrast AF, the contrast AF is performed again. The lens driving range at that time is the focus of the phase difference detection method for the priority area. A region before and after the in-focus position calculated from the detection result (within a depth range) is used.

さらに、コントラストAFでピーク位置を見つけられない場合の措置としては、優先エリアに隣接する幾つかのフォーカスエリアの焦点検出結果から各エリアに対する深度情報を演算し、そのうちの最大値(遠側被写界深度の最大値)から最小値(近側被写界深度の最大値)との間を再度のコントラストAFのレンズ駆動範囲とすることが考えられる。この間にピントを合わせるべき被写体が存在する可能性が極めて高いからである。このようにコントラストAFのレンズ駆動範囲を限定することで、合焦までの時間を短縮することができる。   Furthermore, as a measure when the peak position cannot be found by contrast AF, the depth information for each area is calculated from the focus detection results of several focus areas adjacent to the priority area, and the maximum value (far side subject) is calculated. It is conceivable that a range between the maximum value of the depth of field) and the minimum value (maximum value of the near-side depth of field) is set as the contrast AF lens driving range again. This is because there is a very high possibility that a subject to be focused exists during this time. By limiting the lens driving range of contrast AF in this way, the time until focusing can be shortened.

以上では、半押し操作で位相差検出方式による焦点検出およびそれに基づく焦点調節を行い、全押し操作でコントラストAFを行うようにしたが、ミラーアップなしに撮像が可能なカメラであれば、半押し操作中にコントラストAFに移行してもよい。   In the above, the focus detection by the phase difference detection method and the focus adjustment based on the phase difference detection method are performed by half-pressing operation, and contrast AF is performed by full-pressing operation. You may shift to contrast AF during operation.

一実施形態におけるカメラシステムの構成図。The block diagram of the camera system in one Embodiment. フォーカスエリアのグループ分け、およびコントラストAFにおけるフォーカスゾーンを説明する図。The figure explaining the focus zone in grouping of a focus area and contrast AF. 焦点検出用イメージセンサの配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the image sensor for focus detection. レンズ位置と焦点評価値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a lens position and a focus evaluation value. 焦点調節制御の一例を示すフローチャート。6 is a flowchart illustrating an example of focus adjustment control. フォーカスゾーン内に優先エリアを設定した例を示す図。The figure which shows the example which set the priority area in the focus zone.

符号の説明Explanation of symbols

10 撮影レンズ
25 撮像素子
24 焦点検出装置
26 画像処理回路
27 評価値演算部
28 レンズ駆動部
29 グループ選択部
Ar1〜Ar11 フォーカスエリア
Zn1〜Zn7 フォーカスゾーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Shooting lens 25 Image pick-up element 24 Focus detection apparatus 26 Image processing circuit 27 Evaluation value calculation part 28 Lens drive part 29 Group selection part Ar1-Ar11 Focus area Zn1-Zn7 Focus zone

Claims (2)

撮影光学系の被写界画面内に設定された複数の焦点検出領域における前記撮影光学系の焦点調節状態を、互いに異なる方式で検出する第1の焦点検出手段と第2の焦点検出手段と、前記第1,第2の焦点検出手段の少なくとも一方による焦点調節状態に基づいて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備えた焦点調節装置において、
前記複数の焦点検出領域の一部をグループとして選択可能な選択手段と、
前記第1の焦点検出手段を使用する際には、前記選択手段により選択されたグループに属する各焦点検出領域について前記焦点調節状態を検出するとともに、前記第2の焦点検出手段を使用する際には、前記選択されたグループに属する各焦点検出領域を内包する領域について前記焦点調節状態を検出するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする焦点調節装置。
A first focus detection means and a second focus detection means for detecting a focus adjustment state of the photographing optical system in a plurality of focus detection areas set in a field screen of the photographing optical system by different methods; A focus adjusting apparatus comprising: a focus adjusting unit that performs focus adjustment of the photographing optical system based on a focus adjustment state by at least one of the first and second focus detection units;
Selection means capable of selecting a part of the plurality of focus detection areas as a group;
When using the first focus detection means, the focus adjustment state is detected for each focus detection region belonging to the group selected by the selection means, and when the second focus detection means is used. And a control means for controlling to detect the focus adjustment state for an area including each focus detection area belonging to the selected group.
前記制御手段は、前記選択手段により選択されたグループに属する焦点検出領域の一部の焦点検出領域を優先領域として重み付けして前記第1の焦点検出手段によって前記焦点調節状態を検出するとともに、前記第2の焦点検出手段によって前記焦点調節状態を検出する際には、前記内包する領域のうち前記優先領域に対応する部分について検出される焦点調節状態に前記重み付けを行うことを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。   The control means weights a part of the focus detection areas of the focus detection area belonging to the group selected by the selection means as a priority area, detects the focus adjustment state by the first focus detection means, and The weighting is performed on a focus adjustment state detected for a portion corresponding to the priority area in the included area when the focus adjustment state is detected by a second focus detection unit. The focus adjusting apparatus according to 1.
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