JP2007033735A - Automatic focus adjusting device and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像信号を用いた自動焦点調節技術および該自動焦点調節技術を具備するビデオカメラ等の撮像技術に関するものである。 The present invention relates to an automatic focusing technique using an imaging signal and an imaging technique such as a video camera equipped with the automatic focusing technique.
ビデオカメラ等に具備される自動焦点調節(AF)装置としては、CCD等の撮像素子から得られる撮像信号中の高周波成分を抽出し、この高周波成分が大きくなるようにフォーカシングレンズを駆動して焦点調節行う、いわゆるTV−AF方式が知られている。 As an automatic focus adjustment (AF) device provided in a video camera or the like, a high-frequency component is extracted from an image pickup signal obtained from an image pickup device such as a CCD, and a focusing lens is driven so that the high-frequency component becomes large. A so-called TV-AF system that performs adjustment is known.
従来提案されているTV−AF方式の評価値として、水平ライン毎の評価値のピーク値を垂直方向に積分してラインピーク積分評価値を算出する技術が提案(特許文献1)されている。このラインピーク積分評価値は積分効果によりノイズの少ない安定した値である。したがって、瞬時のノイズの影響を受けにくく、少しの焦点移動で敏感に信号が変化するので、方向判別に最適である。しかし、TV−AF方式では、高輝度被写体に対して合焦しにくいという問題がある。つまり、上記特許文献1に開示されたラインピーク積分評価値では、必ずしも値の大きなレンズ位置が合焦点とならない場合が存在する。詳しくは、通常の被写体では、図2のように、ラインピーク積分評価値が最大となる点が合焦点となる。これに対し、図3のように、焦点調節により長さが変動する点光源のような被写体を撮影した場合、合焦している時(図3(a)の状態)はそれぞれのラインのピーク値は大きいが、被写体像が掛かるライン数が少ない。一方、非合焦の場合(図3(b)の状態)、それぞれのラインのピーク値は小さくなるが、被写体像が掛かるライン数が増えるため、ラインピーク積分評価値が増加してしまう。そのため、図4のように、ラインピーク積分評価値の最大点が合焦点とはならないので、ラインピーク積分評価値が大きくなるように焦点調節を行うと合焦できないという問題が生じる。
As an evaluation value of the conventionally proposed TV-AF method, a technique for calculating a line peak integration evaluation value by integrating the peak value of the evaluation value for each horizontal line in the vertical direction has been proposed (Patent Document 1). This line peak integration evaluation value is a stable value with less noise due to the integration effect. Therefore, it is not easily affected by instantaneous noise, and the signal changes sensitively with a slight focus shift, which is optimal for direction determination. However, the TV-AF method has a problem that it is difficult to focus on a high-luminance subject. That is, in the line peak integral evaluation value disclosed in
また、上記高輝度被写体に対して合焦しにくいという問題を改善する提案として、特許文献2のように、画面内の高輝度部と低輝度部を検出し、高輝度被写体か通常被写体かを判別して合焦制御信号を切り換える技術も提案されている。
しかしながら、上記特許文献2の技術では、高輝度被写体か通常被写体かの判別方法が評価値の生成法と関係がないため、評価値が合焦点で最大とならない場合を正しく判別できないといった課題を有している。さらには、低輝度部を検出しているために画面がある程度明るいと判別できないという課題も有している。 However, the technique disclosed in Patent Document 2 has a problem that the method of determining whether the subject is a high-intensity subject or a normal subject is not related to the method of generating the evaluation value, and thus the case where the evaluation value does not become the maximum at the focal point cannot be correctly determined. is doing. Furthermore, since the low luminance part is detected, there is a problem that it cannot be determined that the screen is bright to some extent.
本発明の目的は、点光源のような高輝度の撮像対象に対する合焦性能を向上させることのできる自動焦点調節装置および撮像装置を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to provide an automatic focusing apparatus and an imaging apparatus that can improve focusing performance for a high-luminance imaging target such as a point light source.
上記目的を達成するために、本発明は、フォーカスレンズの位置に応じた撮像信号に基づき相対的な焦点評価値を得て、該焦点評価値が大きくなるように焦点調節制御を行う自動焦点調節装置において、前記取得した焦点評価値における高輝度部の割合が所定値よりも大きい場合には、前記焦点評価値が小さくなるように焦点調節制御を行う自動焦点調節装置とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention obtains a relative focus evaluation value based on an imaging signal corresponding to the position of the focus lens, and performs automatic focus adjustment to perform focus adjustment control so that the focus evaluation value becomes large. In the apparatus, when the ratio of the high-luminance portion in the acquired focus evaluation value is larger than a predetermined value, the automatic focus adjustment apparatus performs focus adjustment control so that the focus evaluation value becomes small.
同じく上記目的を達成するために、本発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の自動焦点調節装置を具備した撮像装置とするものである。
Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides an image pickup apparatus including the automatic focusing apparatus according to any one of
本発明によれば、高輝度の撮像対象に対する合焦性能を向上させることができる自動焦点調節装置または撮像装置を提供できるものである。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic focus adjustment apparatus or an imaging apparatus capable of improving the focusing performance for a high-luminance imaging target.
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in the following examples.
図1は本発明の実施例に係わるビデオカメラの回路構成を示すブロック図である。図1において、焦点調節用のフォーカスレンズ101はモータドライバ127により駆動されるレンズ駆動用モータ128によって光軸方向に移動させられる。フォーカスレンズ101を通った光は撮像素子であるCCD102の撮像面上に結像される。撮像素子102で光電変換された信号は、CDS/AGC103によりサンプルホールドされ、かつ、最適なゲインで増幅される。CDS/AGC103からのアナログ信号はA/D変換器104でデジタル信号に変換される。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a video camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a focus
「Y積分評価値の生成」
A/D変換器104からの信号はカメラ信号処理回路105によりTV信号のフォーマットに信号処理され、輝度信号YがAF評価値(焦点評価値)生成のために出力される。カメラ信号処理回路105からの輝度信号Yはガンマ回路106によりガンマカーブでガンマ変換され、低輝度成分が強調されて高輝度成分が抑圧される。ガンマ回路106でガンマ変換された輝度信号Yは水平積分回路107に入力され、ここで水平ラインごとの積分値が検出されると共に、後述の枠生成回路125で設定されるAF枠内での水平ライン毎のY積分値が求められる。水平積分回路107からの信号は垂直積分回路108によりAF枠内で垂直方向に加算され、Y積分評価値が生成される。
"Generation of Y integral evaluation value"
The signal from the A /
「Yピーク評価値の生成」
また、上記ガンマ回路106でガンマ変換された輝度信号Yはラインピークホールド回路109により水平ラインごとのピーク値が検出され、AF枠内で水平ライン毎のYピーク値が求められる。ラインピークホールド回路109からの出力は垂直ピークホールド回路110によりAF枠内で垂直方向にピークホールドされ、Yピークホールド評価値が生成される。
"Generation of Y peak evaluation value"
The luminance signal Y gamma-converted by the
「Max−Min評価値の生成」
また、上記ガンマ回路106でガンマ変換された輝度信号Yはライン最大値ホールド回路111及びライン最小値ホールド回路112によりAF枠内の1ラインそれぞれについて最大値(Max)及び最小値(Min)がホールドされる。これらホールドされたMax及びMinは1ライン毎に引算器113へと入力され、(Max−Min)なる減算が行われて、垂直ピークホールド回路114に入力される。垂直ピークホールド回路114では、AF枠内で垂直方向にピークホールドされてMax−Min評価値が生成される。
"Generation of Max-Min evaluation value"
The luminance signal Y gamma-converted by the
「TEピーク評価値、TEラインピーク積分評価値の生成」
また、上記ガンマ回路106でガンマ変換された輝度信号Yは、BPF(バンドパスフィルタ)115によって所定の周波数成分が抽出される。そして、BPF115からのTE(Top Evaluate)信号は水平ラインごとのピーク値を検出するためのラインピークホールド回路116へと入力される。ラインピークホールド回路116では、AF枠内での水平ライン毎のTEピーク値が求められる。このTEピーク値は、垂直ピークホールド回路117によりAF枠内で垂直方向にピークホールドされ、TEピーク評価値が生成される。また、TEピーク値は垂直積分回路121によりAF枠内で垂直方向に加算され、TEラインピーク積分評価値が生成される。
"Generation of TE peak evaluation value and TE line peak integration evaluation value"
A predetermined frequency component is extracted from the luminance signal Y that has been gamma-converted by the
「TEラインピーク積分評価値Hiの生成」
上記ラインピークホールド回路109からの水平ライン毎のYピーク値は、制御マイコン126により所定のスレショルド値(th)が設定された比較器118に入力される。また、比較器118には(Max−Min)が入力されている。比較器118にてYピーク値及び(Max−Min)のレベルと所定スレショルド値とが比較される。Yピーク値及び(Max−Min)のレベルが所定スレショルド値より大きいラインのTEピーク値のみ、垂直積分回路120に入力するように切換スイッチ119により切り換えられる。そして、垂直積分回路120によりAF枠内で垂直方向に加算され、TEラインピーク積分評価値Hiが生成される。
"Generation of TE line peak integral evaluation value Hi"
The Y peak value for each horizontal line from the line
「高ラインカウントの生成」
同様に、上記水平ライン毎のYピーク値及び(Max−Min)は、制御マイコン126により所定のスレショルド値が設定された比較器118に入力され、ここでYピーク値及び(Max−Min)のレベルと所定スレショルド値とが比較される。そして、Yピーク値及び(Max−Min)のレベルが所定スレショルド値より大きいラインがカウンタ122に入力され、ここでカウントされて、高ラインカウント(高輝度、高コントラストのラインカウントを意味する)が生成される。
Generate high line count
Similarly, the Y peak value and (Max−Min) for each horizontal line are input to the
「低ラインカウントの生成」
水平ライン毎の(Max−Min)は、後述の制御マイコン126により所定のスレショルド値が設定された比較器123に入力される。そして、ここで(Max−Min)のレベルと所定スレショルド値とが比較され、所定スレショルド値より小さいラインがカウンタ124でカウントされて、低ラインカウント(低コントラストのラインカウントを意味する)が生成される。
“Generating Low Line Count”
(Max-Min) for each horizontal line is input to a
図3のように、焦点調節により長さが変動する点光源のような被写体を撮影した場合、図3(b)のように非合焦になると、それぞれのラインのピーク値は小さいが、被写体像が掛かるライン数が多い。これに対し、図3(a)のように合焦している時は、それぞれのラインのピーク値は大きくなるが、被写体像が掛かるライン数が少なくなるのでラインピーク積分評価値は減少してしまい、図4のように、ラインピーク積分評価値の最大点が合焦点にならない。このため、ラインピーク積分評価値を大きくなるように焦点調節を行うと、合焦させることができない。 As shown in FIG. 3, when a subject such as a point light source whose length fluctuates due to focus adjustment is photographed, when the subject is out of focus as shown in FIG. 3B, the peak value of each line is small. There are many lines on which the image is applied. On the other hand, when focusing is performed as shown in FIG. 3A, the peak value of each line increases, but the number of lines on which the subject image is applied decreases, so the line peak integral evaluation value decreases. Thus, as shown in FIG. 4, the maximum point of the line peak integral evaluation value does not become the focal point. For this reason, when focus adjustment is performed so as to increase the line peak integral evaluation value, focusing cannot be performed.
しかし、図5のように、点光源以外の被写体がある場合には、点光源の被写体像が掛かるライン数が減っても、代わりに点光源以外の被写体によりそのラインのTEピーク値が得られる。そのため、点光源の被写体像が掛かるライン数の変動による影響が小さく、TEラインピーク積分評価値は合焦点で最大になる。 However, as shown in FIG. 5, when there is a subject other than the point light source, even if the number of lines on which the subject image of the point light source is reduced, the TE peak value of that line can be obtained by the subject other than the point light source instead. . For this reason, the influence of fluctuations in the number of lines on which the subject image of the point light source is applied is small, and the TE line peak integral evaluation value is maximized at the focal point.
ここで、上記TEラインピーク積分評価値とTEラインピーク積分評価値Hiを比較することにより、TEラインピーク積分評価値が高輝度のラインによる成分のみか(点光源被写体のみか)、それ以外の成分を含むか(点光源以外の被写体があるか)を予測できる。 Here, by comparing the TE line peak integration evaluation value with the TE line peak integration evaluation value Hi, it is determined whether the TE line peak integration evaluation value is only a component due to a high-luminance line (only a point light source subject) or not. Whether a component is included (whether there is a subject other than a point light source) can be predicted.
点光源被写体のTEラインピーク積分評価値Hiの様子を示したのが、図6(a)である。この図6(a)によれば、非合焦時はYピークレベルも低下するので、TEラインピーク積分評価値Hiは例えば至近や無限ではほとんど零で、合焦点に近づくにつれて大きくなり、TEラインピーク積分評価値に占める割合も増えてくる。したがって、この比率により、高輝度のラインによる成分が大きく(点光源被写体のみ)、合焦点でTEラインピーク積分評価値の比率が小さくことにより被写体の合焦近傍かどうかを判別することができる。 FIG. 6A shows a state of the TE line peak integral evaluation value Hi of the point light source subject. According to FIG. 6 (a), since the Y peak level also decreases during out-of-focus, the TE line peak integrated evaluation value Hi is almost zero at, for example, the nearest or infinity, and increases as it approaches the in-focus point. The percentage of peak integrated evaluation value also increases. Therefore, by this ratio, it is possible to determine whether or not the subject is in focus by reducing the ratio of the TE line peak integral evaluation value at the focal point, with a large component due to the high-luminance line (only the point light source subject).
さらに、上記TEラインピーク積分評価値とTEラインピーク積分評価値Hi及び高ラインカウントと低ラインカウントにより、被写体が高輝度でそれ以外の被写体はいない点光源被写体のみかを、以下の点で判別する。 Further, by the TE line peak integration evaluation value, the TE line peak integration evaluation value Hi, the high line count, and the low line count, it is determined whether the subject is only a point light source subject with high brightness and no other subjects as follows. To do.
1)TEラインピーク積分評価値に対するTEラインピーク積分評価値Hiの比率が大きく(=評価値に対する高輝度、高コントラスト部の影響度が大きく)、
全てのライン数に対して、
2)高ラインカウントと低ラインカウントを加算した割合が大きく(=高輝度被写体の面積変動の影響を受けにくい、点光源以外の被写体が無く)、
3)低ラインカウントが所定値以上(=高輝度被写体の面積変動の影響を受けやすいラインが多い)である。
1) The ratio of the TE line peak integral evaluation value Hi to the TE line peak integral evaluation value is large (= the influence of the high luminance and high contrast portions on the evaluation value is large)
For all line numbers
2) The ratio of the high line count and the low line count is large (= no subject other than the point light source that is not easily affected by the area variation of the high brightness subject)
3) The low line count is equal to or greater than a predetermined value (= there are many lines that are easily affected by the area variation of the high-luminance subject).
また、図6(b)のように、点光源被写体は特に合焦点近傍で高輝度、高コントラストであるので、Yピーク評価値、Max−Min評価値が所定値より大きいかを判別する。これにより、ラインピーク積分評価値が凹(極小)になっている被写体の合焦点近傍(凹の部分)かどうかの判別を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 6B, since the point light source subject has high luminance and high contrast particularly near the in-focus point, it is determined whether the Y peak evaluation value and the Max-Min evaluation value are larger than predetermined values. Thereby, it is possible to determine whether or not the line peak integral evaluation value is in the vicinity of the in-focus point (concave portion) of the subject that is concave (minimum).
枠生成回路125は、制御マイコン126により設定された画面内の所定の位置にAF枠(焦点検出領域)用のゲート信号を生成する。ゲート信号は、水平積分回路107、垂直積分回路108,120,121及びラインピークホールド回路109,116に入力される。さらに、ライン最大値ホールド回路111、ライン最小値ホールド回路112、垂直ピークホールド110,114,117及びカウンタ122,124に入力される。そして、上記各AF評価値がAF枠内のY信号で生成されるようにタイミング信号が入力される。
The
制御マイコン126は、枠生成回路125に画面内の所定の位置を指定するとともに、上記の各回路及びカウンタそれぞれからAF評価値を取り込み、これらAF評価値を基にモータドライバ127を介してモータ128を駆動する。これにより、フォーカスレンズ101が光軸方向に移動して、AF制御が行われる。
The
次に、制御マイコン126で行われる上記AF制御について、図7〜図12を用いて詳しく説明する。
Next, the AF control performed by the
図7はAF制御のメイン動作を示すフローチャートであり、以下これにしたがって説明する。制御マイコン126は、ステップS701からAF制御を開始し、まずステップS702にて、微小駆動動作を行い、合焦か否か、および、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。詳細は図8を用いて後述する。次のステップS703では、上記ステップS702で合焦と判別できたか否かを判別し、合焦と判別できている場合は後述のステップS709以降の処理へ進む。一方、合焦と判別できていない場合はステップS703からステップS704へ進む。そして、このステップS704では、上記ステップS702で合焦点の方向判別ができているか否かを調べ、合焦点の方向判別ができていない場合はステップS702へ戻り、微小駆動動作を継続する。合焦点の方向判別ができている場合はステップS704からステップS705へ進む。
FIG. 7 is a flowchart showing the main operation of AF control, which will be described below. The
ステップS705では、制御マイコン126は、合焦点の方向判別ができている場合であるので、TEラインピーク積分評価値が大きくなる方向へ高速でフォーカスレンズ101をいわゆる山登り駆動する。詳細な動作は図10を用いて後述する。次のステップS706では、上記ステップS705でTEラインピーク積分評価値がピークを越えたと判別できたか否かを判別し、ピークを越えたと判別できた場合はステップS707へ進む。TEラインピーク積分評価値のピークを越えた事を判別できなかった場合はステップS706からステップS705へ戻り、ステップS706でピークを越えたと判別できるまで山登り駆動を継続する。
In step S705, since the in-focus direction can be determined, the
ステップS707では、制御マイコン126は、山登り駆動中のTEラインピーク積分評価値がピーク(頂点)となるレンズ位置にフォーカスレンズ101を戻す。そして、次のステップS708にて、上記ステップS707でフォーカスレンズ101がピークのレンズ位置に戻ったか否かを判別し、ピークのレンズ位置に戻った場合はステップS702へ戻り、再び微小駆動動作を行う。フォーカスレンズ101がピークのレンズ位置に戻っていない場合はステップS707へ戻り、ステップS708でピークのレンズ位置に戻ったことを判別できるまでピークに戻す動作を継続する。
In step S707, the
次に、上記ステップS703で合焦と判別でき、ステップS709へ進んだ以降の合焦動作について説明する。 Next, the focusing operation after the step S703 can be determined to be in-focus and the process proceeds to step S709.
ステップS709では、制御マイコン126は、AF評価値(TEピーク評価値)を保持する。そして、次のステップS710にて、最新の各種AF評価値を取得する。続くステップS711では、上記ステップS709で保持したTEピーク評価値と上記ステップS710で新たに取得したTEピーク評価値とを比較する。その結果、所定レベル以上差があれば(AF評価値変動大であれば)再起動と判別し、ステップS702へ戻り、微小駆動動作を再開する。一方、ステップS711で再起動と判別しなかった場合はステップS712へ進み、フォーカスレンズ101を停止してステップS710へ戻り、再起動判別を継続する。
In step S709, the
次に、図7のステップS702にて実行される微小駆動の動作について、図8のフローチャートにより説明する。 Next, the fine driving operation executed in step S702 of FIG. 7 will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS801より微小駆動を開始し、まずステップS802では、最新の各種AF評価値を取得する。そして、次のステップS803にて、上記ステップS802で取り込んだTEラインピーク積分評価値が前回のTEラインピーク積分評価値より大きいか否かを判別する。その結果、TEラインピーク積分評価値が前回のTEラインピーク積分評価値よりも大きい場合はステップS804へ進み、前回の順方向に所定量フォーカスレンズ101を駆動する。一方、TEラインピーク積分評価値が前回のTEラインピーク積分評価値より小さければステップS805へ進み、前回とは逆方向に所定量フォーカスレンズ101を駆動する。
In step S801, minute driving is started. First, in step S802, the latest various AF evaluation values are acquired. Then, in the next step S803, it is determined whether or not the TE line peak integral evaluation value taken in step S802 is larger than the previous TE line peak integral evaluation value. As a result, if the TE line peak integral evaluation value is larger than the previous TE line peak integral evaluation value, the process proceeds to step S804, and the
次のステップS806では、所定回数連続して合焦方向と判別できる方向が同一であるか否かを判別し、所定回数連続して同一方向に進んでいればステップS807へ進む。ここでは方向判別できたとして、次のステップS810でこの微小駆動の動作を終了して、メインルーチンへリターンする。 In the next step S806, it is determined whether or not the direction that can be discriminated as the in-focus direction is the same for a predetermined number of times, and the process proceeds to step S807 if the direction has continued in the same direction for a predetermined number of times. Here, it is assumed that the direction can be discriminated, and in the next step S810, the micro-driving operation is terminated, and the process returns to the main routine.
また、上記ステップS860で所定回数連続して同一方向に進んでいなければステップS808へ進む。そして、ステップS808では、所定回数フォーカスレンズ101が所定範囲で往復を繰り返しているかを判別する。所定範囲で往復を繰り返している場合はステップS809へ進み、ここでは合焦判別できたとして、次のステップS810でこの微小駆動の動作を終了して、メインルーチンへリターンする。
If the process does not proceed in the same direction for a predetermined number of times in step S860, the process proceeds to step S808. In step S808, it is determined whether the
上記ステップS808にて所定回数フォーカスレンズ101が所定範囲で往復を繰り返していないと判別した場合はステップS810へ進み、この微小駆動の動作を終了してメインルーチンへリターンする。
If it is determined in step S808 that the
上記フォーカスレンズ101の駆動時のレンズ位置と時間経過を示したのが、図9である。図9において、Aの間にCCD102に蓄積された電荷に対する評価値Aが、TAで取り込まれ、Bの間にCCD102に蓄積された電荷に対する評価値Bが、TBで取り込まれる。TBでは、評価値A,Bを比較し、A<Bであればそのまま順方向に移動し、一方、A>Bであれば逆方向にする。ここで、フォーカスレンズ101の駆動量は、一回の移動でフォーカスの動きが撮像信号をTV画面等で見て分からないような量を焦点深度を基に決定する。
FIG. 9 shows the lens position and time passage when the
次に、図7のステップS705にて実行される山登り駆動の動作について、図10のフローチャートにより説明する。 Next, the hill-climbing drive operation executed in step S705 of FIG. 7 will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS1001より山登り動作を開始し、まずステップS1002では、最新の各種AF評価値を取得する。そして、次のステップS1003にて、上記ステップS1002で取り込んだTEラインピーク積分評価値が前回のTEラインピーク積分評価値より大きいか否かを判別する。その結果、大きい場合はステップS1004へ進み、ここでは前回の順方向に所定の速度でフォーカスレンズ101を駆動し、次のステップS1008でこの山登り駆動の動作を終了して、メインルーチンへリターンする。
In step S1001, the mountain climbing operation is started. First, in step S1002, the latest various AF evaluation values are acquired. In the next step S1003, it is determined whether or not the TE line peak integral evaluation value taken in step S1002 is larger than the previous TE line peak integral evaluation value. As a result, if larger, the process proceeds to step S1004. Here, the
また、上記ステップS1002で取り込んだTEラインピーク積分評価値が前回のTEラインピーク積分評価値より小さいと判別した場合はステップS1003からステップS1005へ進む。そして、このステップS1005では、TEラインピーク積分評価値がピークを越えて減少しているかを判別する。その結果、減少していればステップS1006へ進み、ここではピークを越えたとして、次のステップS1008でこの山登り駆動を終了し、メインルーチンへ戻る。 If it is determined that the TE line peak integral evaluation value taken in step S1002 is smaller than the previous TE line peak integral evaluation value, the process proceeds from step S1003 to step S1005. In step S1005, it is determined whether the TE line peak integral evaluation value decreases beyond the peak. As a result, if it has decreased, the process proceeds to step S1006. Here, it is assumed that the peak has been exceeded, and in this next step S1008, this hill-climbing drive is terminated, and the process returns to the main routine.
上記ステップS1005でTEラインピーク積分評価値がピークを越えて減少していないと判別した場合はステップS1007へ進み、前回と逆方向に所定の速度でフォーカスレンズ101を駆動する。そして、ステップS1008でこの山登り駆動を終了し、メインルーチンへ戻る。
If it is determined in step S1005 that the TE line peak integral evaluation value has not decreased beyond the peak, the process proceeds to step S1007, and the
上記フォーカスレンズ101の駆動時のレンズ位置と時間経過を示したのが、図11である。ここで、実線Aはピークを越えて減少しているので合焦点があるとして山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する、一方、点線Bはピークが無く減少しているので方向を間違えたものとして反転し、山登り駆動を続ける。なお、一定時間あたりの移動量は上記の微小駆動よりも大きな移動量となる。
FIG. 11 shows the lens position and time passage when the
以上説明したように、制御マイコン126は、再起動判別→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判別を繰り返しながらフォーカスレンズ101を移動させ、TEラインピーク積分評価値が大きくなるように制御している。
As described above, the
次に、図7のステップS710、図8のステップS802、および、図10のステップS1002でのAF評価値取得の動作の詳細について、図12のフローチャートを用いて説明する。 Next, details of the AF evaluation value acquisition operation in step S710 in FIG. 7, step S802 in FIG. 8, and step S1002 in FIG. 10 will be described using the flowchart in FIG.
ステップS1201よりAF評価値取得を開始し、まずステップS1202にて、各種AF評価値を取り込む。このAF評価値は、点光源被写体の合焦点近傍かどうかの判別に用いられる。 In step S1201, AF evaluation value acquisition is started. First, in step S1202, various AF evaluation values are captured. This AF evaluation value is used to determine whether or not the point light source subject is in the vicinity of the focal point.
次のステップS1203では、TEラインピーク積分評価値とTEラインピーク積分評価値Hiを比較し、TEラインピーク積分評価値Hi(TEラインピーク積分評価値の高輝度のライン)による成分が大きいか否かを判別する。その結果、TEラインピーク積分評価値に対するTEラインピーク積分評価値Hiの比率が大きい(評価値に対する高輝度、高コントラスト部の影響度が大きい)場合はステップS1204へ進む。一方、大きくない場合はステップS1208へ進み、このAF評価値取得の動作を終了して、メインルーチンへ戻る。 In the next step S1203, the TE line peak integral evaluation value and the TE line peak integral evaluation value Hi are compared, and whether or not the component due to the TE line peak integral evaluation value Hi (a high brightness line of the TE line peak integral evaluation value) is large. Is determined. As a result, if the ratio of the TE line peak integral evaluation value Hi to the TE line peak integral evaluation value is large (the influence of the high luminance and high contrast portion on the evaluation value is large), the process proceeds to step S1204. On the other hand, if not, the process proceeds to step S1208, the AF evaluation value acquisition operation is terminated, and the process returns to the main routine.
ステップS1204では、高ラインカウントと低ラインカウントを加算した割合が大きいか否か、つまり高輝度被写体の面積変動の影響を受けにくい、点光源以外の被写体が無い状態であるか否かを判別する。その結果、点光源以外の被写体が無い場合はステップS1204へ進む。一方、点光源以外の被写体がある場合はステップS1208へ進み、このAF評価値取得の動作を終了し、メインルーチンへ戻る。 In step S1204, it is determined whether or not the ratio of the high line count and the low line count is large, that is, whether or not there is no subject other than the point light source that is not easily affected by the area variation of the high brightness subject. . As a result, if there is no subject other than the point light source, the process proceeds to step S1204. On the other hand, if there is a subject other than the point light source, the process advances to step S1208 to end the AF evaluation value acquisition operation and return to the main routine.
ステップS1205では、低ラインカウントが所定のスレショルド値(th)以上で、高輝度被写体の面積変動の影響を受けやすいラインが多いかを判別し、その結果、高輝度被写体の面積変動の影響を受けやすいラインが多い場合はステップS1205へ進む。一方、高輝度被写体の面積変動の影響を受けやすいラインが多くない場合はステップS1208へ進み、このAF評価値取得の動作を終了し、メインルーチンへ戻る。 In step S1205, it is determined whether the low line count is equal to or greater than the predetermined threshold value (th) and there are many lines that are susceptible to the area variation of the high brightness subject, and as a result, the area is affected by the area variation of the high brightness subject. If there are many easy lines, the process advances to step S1205. On the other hand, if there are not many lines that are susceptible to the area variation of the high-luminance subject, the process proceeds to step S1208, the AF evaluation value acquisition operation is terminated, and the process returns to the main routine.
ステップS1206では、点光源被写体は特に合焦点近傍で高輝度、高コントラストであるので、Yピーク評価値、Max−Min評価値が所定のスレショルド値より大きいか否かを判別する。その結果、Yピーク評価値、Max−Min評価値が所定のスレショルド値より大きい場合、つまり点光源のみと判別した場合はステップS1207へ進む。一方、点光源のみでないと判別した場合はステップS1208へ進み、このAF評価値取得の動作を終了し、メインルーチンへ戻る。 In step S1206, since the point light source subject has high brightness and high contrast particularly near the in-focus point, it is determined whether or not the Y peak evaluation value and the Max-Min evaluation value are larger than a predetermined threshold value. As a result, if the Y peak evaluation value and the Max-Min evaluation value are larger than the predetermined threshold value, that is, if it is determined that only the point light source is present, the process proceeds to step S1207. On the other hand, if it is determined that it is not only the point light source, the process proceeds to step S1208, the AF evaluation value acquisition operation is terminated, and the process returns to the main routine.
上記のステップS1203〜S1206の各判別により、TEラインピーク積分評価値が凹になっている被写体の合焦点近傍(凹の部分)かどうかの判別を行っている。 By each determination in the above steps S1203 to S1206, it is determined whether or not the TE line peak integral evaluation value is near the in-focus point (concave portion) of the subject having a concave shape.
上記ステップS1206で点光源のみと判別してステップS1207へ進むと、ここではTEラインピーク積分評価値のデータサイズの最大値(例えば12bitなら、111111111111(2進)=4095(10進))から、実際のTEラインピーク積分評価値を引いた値を新たにTEラインピーク積分評価値とする。 When it is determined that only the point light source is determined in step S1206 and the process proceeds to step S1207, the maximum data size of the TE line peak integral evaluation value (eg, 111111111111 (binary) = 4095 (decimal) if 12 bits) is obtained here. A value obtained by subtracting the actual TE line peak integration evaluation value is newly set as the TE line peak integration evaluation value.
TEラインピーク積分評価値
=TEラインピーク積分評価値のデータサイズの最大値
−TEラインピーク積分評価値
上記ステップS127での置き換え後のTEラインピーク積分評価値を、評価値が大きくなるようにAF制御を行うプログラムに入力すれば、置き換え前のTEラインピーク積分評価値が小さくなるようにAF制御されることになる。これにより、プログラムの変更を最小にすることができ、ROMの節減ができる。もちろん、評価値が小さくなるようにAF制御するプログラムを独立に入力し、プログラムを切り換えることでも、本発明の動作を実現することができる。
TE line peak integral evaluation value
= Maximum value of TE line peak integral evaluation value data size
-TE line peak integral evaluation value If the TE line peak integral evaluation value after replacement in step S127 is input to a program that performs AF control so that the evaluation value becomes large, the TE line peak integral evaluation value before replacement is The AF control is performed so as to decrease. As a result, program changes can be minimized and ROM can be saved. Of course, the operation of the present invention can also be realized by independently inputting a program for AF control so that the evaluation value becomes small and switching the programs.
以上のように、TEラインピーク積分評価値に対するTEラインピーク積分評価値Hiの比率が大きい場合に、高ラインカウントと低ラインカウントの割合を求めることで、点光源被写体の合焦点近傍を検出することができる。 As described above, when the ratio of the TE line peak integral evaluation value Hi to the TE line peak integral evaluation value is large, the vicinity of the focal point of the point light source subject is detected by obtaining the ratio of the high line count and the low line count. be able to.
さらに、低ラインカウントが所定のスレショルド値より大きいか否かや、Yピーク評価値、Max−Min評価値が所定のスレショルド値より大きいか否かを判別することにより、点光源被写体の合焦点近傍である検出精度を向上させることができる。 Further, by determining whether the low line count is larger than a predetermined threshold value, and whether the Y peak evaluation value and the Max-Min evaluation value are larger than a predetermined threshold value, the vicinity of the focal point of the point light source subject is determined. It is possible to improve the detection accuracy.
以上のようにして点光源の合焦点近傍と判別できた場合は、TEラインピーク積分評価値が小さく(極小)なるようにフォーカスレンズ101の駆動を行うことで、合焦点でTEラインピーク積分評価値が小さくなるような、例えば点光源のみの被写体であっても合焦させることができる自動焦点調節装置及び該自動焦点調節装置を具備するビデオカメラ等の撮像装置とすることができる。
When it can be determined that the point light source is in the vicinity of the focal point as described above, the TE line peak integral evaluation value at the focal point is driven by driving the
101 フォーカスレンズ
102 CCD
103 CDS/AGC
105 カメラ信号処理回路
106 ガンマ回路
107 水平積分回路
108 垂直積分回路
109 ラインピークホールド回路
110 垂直ピークホールド回路
111 ライン最大値ホールド回路
112 ライン最小値ホールド回路
113 引き算器
114 垂直ピークホールド回路
115 BPF
116 ラインピークホールド回路
117 垂直ピークホールド回路
118 比較器
119 切換スイッチ
120 垂直積分回路
121 垂直積分回路
122 カウンタ
123 比較器
124 カウンタ
125 枠生成回路
126 制御マイコン
127 モータドライバ
128 モータ
101
103 CDS / AGC
105 Camera
116 Line
Claims (6)
前記取得した焦点評価値における高輝度部の割合が所定値よりも大きい場合には、前記焦点評価値が小さくなるように焦点調節制御を行うことを特徴とする自動焦点調節装置。 In an automatic focus adjustment device that obtains a relative focus evaluation value based on an imaging signal corresponding to the position of the focus lens and performs focus adjustment control so that the focus evaluation value becomes large.
An automatic focus adjustment apparatus that performs focus adjustment control so that the focus evaluation value becomes smaller when a ratio of a high luminance portion in the acquired focus evaluation value is larger than a predetermined value.
An imaging apparatus comprising the automatic focus adjustment apparatus according to claim 1.
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