JP2009145852A - Automatic focusing device, camera, automatic focusing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数種類のオートフォーカスを行うオートフォーカス装置、カメラおよびオートフォーカス方法に関する。 The present invention relates to an autofocus device, a camera, and an autofocus method that perform a plurality of types of autofocus.
撮影光学系のオートフォーカス(以下「AF」と略すこともある)は、一般に、三角測距方式、伝播時間検出方式などの測距方式と、コントラスト検出方式、位相検出方式などの焦点検出方式に分類される。 In general, the auto-focus (hereinafter sometimes abbreviated as “AF”) of a photographing optical system is a distance measuring method such as a triangular distance measuring method or a propagation time detecting method, and a focus detecting method such as a contrast detecting method or a phase detecting method. being classified.
特許文献1には、外光AFセンサによって測定した被写体までの距離を用いてオートフォーカスを行う外光AF(測距方式)と、CCDセンサから出力される画像信号のコントラストを検出してオートフォーカスを行うコントラスト検出AFとを、温度センサによって検出した温度に応じて使い分ける構成が開示されている。
In
特許文献2には、ユーザの希望しない焦点位置にオートフォーカスされてしまうことを防止するため、手ぶれの発生を検出したときにオートフォーカスブロックの形状を変更する構成が開示されている。
コントラスト検出AFでは、手ぶれが入ると焦点が合い難く、また、手ぶれで合わないのか被写体ぶれで合わないのか切り分けられないので、手ぶれ量が大きいときは影響の少ない外光AFが望ましい。 In contrast detection AF, it is difficult to focus when camera shake occurs, and it is not possible to determine whether camera shake or subject shake does not match. Therefore, external light AF with less influence is desirable when the amount of camera shake is large.
特許文献1に記載の構成は、温度に因る合焦精度への悪影響を防止することができる点において有用であるが、手ぶれに因る合焦精度への影響については考慮されていない。
The configuration described in
特許文献2に記載の構成は、複数種類のオートフォーカスを行う場合に対応していない。 The configuration described in Patent Document 2 does not support a case where a plurality of types of autofocus are performed.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、手ぶれに因る合焦精度への悪影響を防止することができ、高精度のオートフォーカスを実現するオートフォーカス装置、カメラおよびオートフォーカス方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an autofocus device, a camera, and an autofocus method capable of preventing adverse effects on focusing accuracy due to camera shake and realizing high-precision autofocus. The purpose is to provide.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、フォーカスレンズを有する撮影光学系と、被写体までの距離を測定する測距センサと、前記測距センサの測定距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得する第1の合焦位置取得手段と、前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得する第2の合焦位置取得手段と、手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段と、前記手ぶれ量検出手段によって検出される手ぶれ量に基づいて、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置を重み付けして第3の合焦位置を求める合焦位置決定手段と、前記第3の合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ移動手段と、を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
In order to achieve the above object, the invention according to
この発明によれば、手ぶれ量に基づいて、測距に基づく第1の合焦位置および焦点検出に基づく第2の合焦位置が重み付けされて実際にフォーカスレンズを移動させる第3の合焦位置が求められるので、手ぶれに因る合焦精度への悪影響を防止することが可能となり、高精度のオートフォーカスを実現することができる。 According to the present invention, the first in-focus position based on distance measurement and the second in-focus position based on focus detection are weighted based on the amount of camera shake, and the third in-focus position for actually moving the focus lens. Therefore, it is possible to prevent an adverse effect on focusing accuracy due to camera shake, and to realize high-precision autofocus.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記合焦位置決定手段は、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置のいずれかを前記第3の合焦位置として選択することにより前記第3の合焦位置を決定することを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the in-focus position determining means determines either the first in-focus position or the second in-focus position as the third in-focus position. An autofocus device is provided, wherein the third focus position is determined by selecting as a focus position.
この発明によれば、測距に基づく第1の合焦位置および焦点検出に基づく第2の合焦位置のいずれかを選択する構成により、簡易な構成で、オートフォーカスの高精度化を実現できる。 According to the present invention, high accuracy of autofocus can be realized with a simple configuration by selecting either the first focus position based on distance measurement or the second focus position based on focus detection. .
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記合焦位置決定手段は、前記手ぶれ量検出手段によって検出される手ぶれ量の大小に対して、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置に対する重みを連続的に変化させることを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the in-focus position determining unit is configured to detect the first in-focus position with respect to the amount of camera shake detected by the hand-shake amount detecting unit. And an autofocus device characterized in that the weight for the second in-focus position is continuously changed.
この発明によれば、測距に基づく第1の合焦位置に対する重みおよび焦点検出に基づく第2の合焦位置に対する重みが、手ぶれ量の大小に対して連続的に変化するので、第1の合焦位置の信頼性が高い手ぶれ領域と第2の合焦位置の信頼性が高い手ぶれ領域との境界領域の手ぶれに対して、より高精度なオートフォーカスを実現することが可能となる。また、コンティニュアスAFに適用した場合、手ぶれ量が時系列で変化しても、第3の合焦位置が急峻に変化することがないので、オートフォーカスの連続動作がスムーズになる。 According to the present invention, the weight for the first in-focus position based on the distance measurement and the weight for the second in-focus position based on the focus detection continuously change with respect to the amount of camera shake. It is possible to realize more accurate autofocus for a camera shake in a boundary region between a camera shake region with high reliability of the in-focus position and a camera shake region with high reliability of the second focus position. Further, when applied to continuous AF, even if the amount of camera shake changes in time series, the third in-focus position does not change sharply, so that the continuous autofocus operation is smooth.
請求項4に記載の発明は、請求項1または3に記載の発明において、前記合焦位置決定手段は、前記手ぶれ量が大きいほど、前記測距センサの測定距離に対応する前記第1の合焦位置の重みを大きくすることを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or third aspect of the present invention, the in-focus position determining means may be configured such that the greater the amount of camera shake, the first focusing corresponding to the measurement distance of the ranging sensor. An autofocus device characterized by increasing the weight of a focal position is provided.
この発明によれば、手ぶれ量が大きいほど、手ぶれの影響を受け難い第1の合焦位置の重みが大きくなるので、手ぶれに因る合焦精度への悪影響を的確に防止して、高精度のオートフォーカスを実現することができる。 According to the present invention, the greater the amount of camera shake, the greater the weight of the first in-focus position, which is less susceptible to camera shake. Autofocus can be realized.
請求項5に記載の発明は、フォーカスレンズを有する撮影光学系と、被写体までの距離を測定する測距センサと、前記測距センサの測定距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得する第1の合焦位置取得手段と、前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得する第2の合焦位置取得手段と、手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段と、前記手ぶれ量検出手段によって検出される前記手ぶれ量に基づいて、前記測距センサの測距動作のオンオフを切り換えるオンオフ制御手段と、前記測距動作がオン状態であるときには、少なくとも前記第1の合焦位置を用いて前記フォーカスレンズの位置を決定する一方で、前記測距動作がオフ状態であるときには、前記第2の合焦位置のみを用いて前記フォーカスレンズの位置を決定する合焦位置決定手段と、前記合焦位置決定手段で決定された位置に前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ移動手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a photographing optical system having a focus lens, a distance measuring sensor for measuring a distance to a subject, and a first focus position of the focus lens corresponding to a measurement distance of the distance measuring sensor. First focus position acquisition means for acquiring the light, a light receiving element that receives light from the subject via the photographing optical system, and focus detection based on an output signal of the light receiving element to detect the first of the focus lens Based on the amount of camera shake detected by the amount of camera shake detected by the amount of camera shake detected by the amount of camera shake detected by the amount of camera shake detected by the second focus position acquiring means for acquiring the second focus position. On / off control means for switching on / off of the distance measuring operation, and when the distance measuring operation is in the on state, the position of the focus lens is determined using at least the first focus position. When the distance measuring operation is in the OFF state, the focus position determining means for determining the position of the focus lens using only the second focus position, and the position determined by the focus position determining means. There is provided an autofocus device comprising a focus lens moving means for moving the focus lens.
この発明によれば、手ぶれ量に基づいて測距動作のオンオフが切り換えられるとともに、測距動作がオンであるときには、少なくとも第1の合焦位置を用いてフォーカスレンズの位置が決定されるので、測距センサの消費電力を抑えつつ、手ぶれに因る合焦精度への悪影響を防止して、高精度のオートフォーカスを実現することが可能になる。 According to the present invention, the distance measurement operation is switched on / off based on the amount of camera shake, and when the distance measurement operation is on, the position of the focus lens is determined using at least the first focus position. While suppressing the power consumption of the distance measuring sensor, it is possible to prevent an adverse effect on the focusing accuracy due to camera shake and to realize high-precision autofocus.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記オンオフ制御手段は、前記手ぶれ量検出手段によって検出される手ぶれ量に基づいて、前記第2の合焦位置取得手段による焦点検出動作のオンオフを切り換え、前記合焦位置決定手段は、前記焦点検出動作がオフ状態であるときには、前記第1の合焦位置のみを用いて前記フォーカスレンズの位置を決定することを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the on / off control unit is configured to focus the second focus position acquisition unit based on the amount of camera shake detected by the camera shake amount detection unit. ON / OFF of detection operation is switched, and the focus position determination means determines the position of the focus lens using only the first focus position when the focus detection operation is in an OFF state. An autofocus device is provided.
この発明によれば、焦点検出動作の消費電力も抑えることができる。 According to the present invention, the power consumption of the focus detection operation can also be suppressed.
請求項7に記載の発明は、請求項1、3、4のうちいずれか1項に記載の発明において、前記手ぶれ量に基づいて手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段を備え、前記合焦位置決定手段は、前記手ぶれ量が前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正の限界値または制限値を超えているときに、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置を重み付けして前記第3の合焦位置を求めることを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
この発明によれば、手ぶれ補正によりオートフォーカスが高精度化するとともに、手ぶれ補正を行わない条件でも、重み付けによりオートフォーカスの高精度化が実現する。 According to the present invention, the accuracy of autofocus is improved by camera shake correction, and the accuracy of autofocus is increased by weighting even under conditions where camera shake correction is not performed.
請求項8に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記手ぶれ量に基づいて手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段を備え、前記合焦位置決定手段は、前記手ぶれ量が前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正の限界値または制限値を超えているときに、前記測距センサの測定距離に対応する前記第1の合焦位置を選択することを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 2, further comprising camera shake correction means for performing camera shake correction based on the camera shake amount, and the in-focus position determining means has the camera shake correction means for the camera shake correction means. An autofocus device is provided that selects the first in-focus position corresponding to the measurement distance of the distance measuring sensor when the limit value or the limit value of camera shake correction in (1) is exceeded.
この発明によれば、手ぶれ補正によりオートフォーカスが高精度化するとともに、手ぶれ補正を行わない条件でも、第1の合焦位置が選択されることによりオートフォーカスの高精度化が実現する。 According to the present invention, the accuracy of autofocus is improved by camera shake correction, and the accuracy of autofocus is improved by selecting the first in-focus position even under conditions where camera shake correction is not performed.
請求項9に記載の発明は、請求項5または6に記載の発明において、前記手ぶれ量に基づいて手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段を備え、前記オンオフ制御手段は、前記手ぶれ量が前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正の限界値または制限値を示す閾値を超えているときには、前記測距センサの測距動作をオン状態に設定する一方で、前記手ぶれ量が前記閾値を超えていないときには、前記測距センサの測距動作をオフ状態に設定することを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 The invention according to claim 9 is the invention according to claim 5 or 6, further comprising camera shake correction means for performing camera shake correction based on the camera shake amount, and the on / off control means has the camera shake correction means for adjusting the camera shake amount. When the camera shake correction limit value or the threshold value indicating the limit value is exceeded, the distance measuring operation of the distance measuring sensor is set to the on state, and when the camera shake amount does not exceed the threshold value, the measurement is performed. Provided is an autofocus device characterized in that a distance measuring operation of a distance sensor is set to an off state.
この発明によれば、手ぶれ補正によりオートフォーカスが高精度化するとともに、手ぶれ補正を行わない条件でも、第1の合焦位置を用いてオートフォーカスの高精度化を実現することができ、さらに測距動作による消費電力を的確に抑えることができる。 According to the present invention, the accuracy of autofocus is improved by camera shake correction, and the accuracy of autofocus can be increased using the first focus position even under conditions where camera shake correction is not performed. Power consumption due to the distance operation can be accurately suppressed.
請求項10に記載の発明は、請求項1、3、4のうちいずれか1項に記載の発明において、前記手ぶれ量に基づいて手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段を備え、前記手ぶれ補正手段は、手ぶれ補正を制限して過補正を防ぐ補正制限機能を有し、前記合焦位置決定手段は、前記補正制限機能の動作中、前記手ぶれ量検出手段で検出される前記手ぶれ量と前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正量との差分が大きいほど、前記測距センサの測定距離に対応する前記第1の合焦位置の重みを大きくすることを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 A tenth aspect of the invention is the invention of any one of the first, third, and fourth aspects, further comprising a camera shake correction unit that performs a camera shake correction based on the camera shake amount, and the camera shake correction unit includes: A correction limiting function for limiting camera shake correction to prevent overcorrection, and the in-focus position determining unit is configured to detect the camera shake amount detected by the camera shake amount detecting unit and the camera shake correcting unit during operation of the correction limiting function; The autofocus device is characterized in that the weight of the first in-focus position corresponding to the measurement distance of the distance measuring sensor is increased as the difference from the camera shake correction amount at is larger.
この発明によれば、手ぶれの過補正を防ぐ補正制限機能の動作中、手ぶれ量と手ぶれ補正量との差分が大きいほど測距による第1の合焦位置の重みが大きくなるので、オートフォーカスへの手ぶれの影響が防止されて、オートフォーカスに対する補正制限機能の影響がカバーされる。 According to the present invention, during the operation of the correction limiting function for preventing over-correction of camera shake, the greater the difference between the camera shake amount and the camera shake correction amount, the greater the weight of the first in-focus position by distance measurement. The influence of the camera shake is prevented, and the influence of the correction limiting function on the autofocus is covered.
請求項11に記載の発明は、請求項1、3、4、7、10のうちいずれか1項に記載の発明において、前記第1の合焦位置を用いた重み付けを行っていることを表示する表示手段を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
The invention according to claim 11 indicates that, in the invention according to any one of
この発明によれば、測距を利用したオートフォーカスであるか否かをユーザに知らせることができるので、ユーザは、測距を利用したオートフォーカスでよいと判断した場合には、そのまま撮影できる一方で、焦点検出のみによるオートフォーカスを希望する場合には、手ぶれを抑えるなどの措置をとってから撮影することができる。 According to the present invention, since it is possible to notify the user whether or not autofocus using distance measurement is used, if the user determines that autofocus using distance measurement is acceptable, the user can shoot as it is. Thus, when auto-focus only by focus detection is desired, it is possible to take a picture after taking measures such as suppressing camera shake.
請求項12に記載の発明は、請求項2または8に記載の発明において、前記第1合焦位置および前記第2合焦位置のうちでいずれの合焦位置を選択しているかを表示する表示手段を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 A twelfth aspect of the invention is the display according to the second or eighth aspect of the invention, which displays which in-focus position is selected from the first in-focus position and the second in-focus position. There is provided an autofocus device characterized by comprising means.
この発明によれば、測距によるオートフォーカスであるか否かをユーザに知らせることができるので、ユーザは、測距によるオートフォーカスでよいと判断した場合には、そのまま撮影できる一方で、焦点検出によるオートフォーカスを希望する場合には、手ぶれを抑えるなどの措置をとってから撮影することができる。 According to the present invention, since it is possible to notify the user whether or not the autofocus is based on the distance measurement, when the user determines that the autofocus based on the distance measurement is acceptable, the user can shoot as it is, while the focus detection is performed. If you wish to use autofocus, you can take pictures after taking measures such as reducing camera shake.
請求項13に記載の発明は、請求項5、6、9のうちいずれか1項に記載の発明において、前記測距動作がオン状態であるか否かを表示する表示手段を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 The invention described in claim 13 is the invention described in any one of claims 5, 6 and 9, further comprising display means for displaying whether or not the distance measuring operation is in an on state. A featured autofocus device is provided.
この発明によれば、測距動作を伴うオートフォーカスであるか否かをユーザに知らせることができるので、ユーザは、測距動作を伴うオートフォーカスでよいと判断した場合には、そのまま撮影できる一方で、測距動作を伴わない焦点検出によるオートフォーカスを希望する場合には、手ぶれを抑えるなどの措置をとってから撮影することができる。 According to the present invention, since it is possible to notify the user whether or not the autofocus is accompanied by the distance measuring operation, when the user determines that the autofocus accompanied by the distance measuring operation is acceptable, the user can shoot as it is. Thus, when auto-focusing by focus detection without a distance measuring operation is desired, photographing can be performed after taking measures such as suppressing camera shake.
請求項14に記載の発明は、請求項1ないし13のいずれか1項に記載の発明において、前記第1の合焦位置取得手段は、三角測量および伝播時間検出のいずれかで前記第1の合焦位置を取得することを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 The invention according to a fourteenth aspect is the invention according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the first in-focus position acquisition means is configured to detect the first focus by either triangulation or propagation time detection. An autofocus device characterized by acquiring a focus position is provided.
請求項15に記載の発明は、請求項1ないし14のいずれか1項に記載の発明において、前記第2の合焦位置取得手段は、コントラスト検出および位相検出のいずれかで前記第2の合焦位置を取得することを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourteenth aspects, the second in-focus position acquisition unit can perform the second alignment by either contrast detection or phase detection. An autofocus device characterized by acquiring a focal position is provided.
請求項16に記載の発明は、請求項1ないし15のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置を備えたことを特徴とするカメラを提供する。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a camera comprising the autofocus device according to any one of the first to fifteenth aspects.
請求項17に記載の発明は、フォーカスレンズを有する撮影光学系と、前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、被写体までの距離を測定する測距センサと、手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段とを用いるオートフォーカス方法であって、前記測距センサによって被写体までの距離を測定し、測定した距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得するステップと、前記撮影光学系を介して被写体からの光を前記受光素子によって受光し、該受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得するステップと、手ぶれ量を検出するステップと、検出された手ぶれ量に基づいて前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置を重み付けして第3の合焦位置を求める合焦位置決定ステップと、前記第3の合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるステップと、を含むことを特徴とするオートフォーカス方法を提供する。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a photographing optical system having a focus lens, a light receiving element that receives light from a subject via the photographing optical system, a distance measuring sensor that measures a distance to the subject, and a camera shake amount. And a camera shake amount detecting means for detecting a step of measuring a distance to a subject by the distance measuring sensor and obtaining a first focus position of the focus lens corresponding to the measured distance. Receiving light from the subject via the photographing optical system by the light receiving element, performing focus detection based on an output signal of the light receiving element, and obtaining a second in-focus position of the focus lens; Detecting the amount of camera shake, and calculating the third focus position by weighting the first focus position and the second focus position based on the detected camera shake amount. It provides a Rugoase position determining step, and moving the focus lens in the third focus position, auto-focus method, which comprises a.
請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、前記合焦位置決定ステップにおいて、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置のいずれかを前記第3の合焦位置として選択することにより前記第3の合焦位置を決定することを特徴とするオートフォーカス方法を提供する。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention of the seventeenth aspect, in the in-focus position determining step, either the first in-focus position or the second in-focus position is set to the third in-focus position. An autofocus method is provided in which the third focus position is determined by selecting as a focus position.
請求項19に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、前記合焦位置決定ステップにおいて、検出された手ぶれ量の大小に対して、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置に対する重みを連続的に変化させることを特徴とするオートフォーカス方法を提供する。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the seventeenth aspect of the present invention, the first in-focus position and the second in-focus position in the in-focus position determining step with respect to the magnitude of the amount of camera shake detected. Provided is an autofocus method characterized by continuously changing a weight for a focal position.
請求項20に記載の発明は、フォーカスレンズを有する撮影光学系と、前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、被写体までの距離を測定する測距センサと、手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段とを用いるオートフォーカス方法であって、フォーカスレンズを有する撮影光学系と、前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、被写体までの距離を測定する測距センサと、手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段とを用いるオートフォーカス方法であって、手ぶれ量を検出するステップと、検出された手ぶれ量に基づいて、前記測距センサの測距動作のオンオフを切り換るステップと、前記測距動作がオン状態であるときに、前記測距センサの測定距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得するステップと、前記焦点検出動作がオン状態であるときに、前記受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得するステップと、前記測距動作がオン状態であるときには、少なくとも前記第1の合焦位置を用いて前記フォーカスレンズの位置を決定する一方で、前記測距動作がオフ状態であるときには、前記第2の合焦位置のみを用いて前記フォーカスレンズの位置を決定するステップと、決定した位置に前記フォーカスレンズを移動させるステップとを含むことを特徴とするオートフォーカス方法を提供する。 According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a photographing optical system having a focus lens, a light receiving element that receives light from a subject through the photographing optical system, a distance measuring sensor that measures a distance to the subject, and a camera shake amount. Is an autofocus method using a camera shake amount detecting means for detecting an image, a photographing optical system having a focus lens, a light receiving element for receiving light from the subject via the photographing optical system, and measuring a distance to the subject An autofocus method using a distance measuring sensor and a camera shake amount detecting means for detecting a camera shake amount, the step of detecting the camera shake amount, and a distance measuring operation of the distance sensor based on the detected camera shake amount The first focusing position of the focus lens corresponding to the measurement distance of the distance measuring sensor when the distance measuring operation is in an on state. Obtaining a second in-focus position of the focus lens by performing focus detection based on an output signal of the light receiving element when the focus detection operation is in an on state; and When the distance operation is on, at least the first focus position is used to determine the position of the focus lens, whereas when the distance measurement operation is off, only the second focus position is determined. And a step of determining the position of the focus lens by using the method, and a step of moving the focus lens to the determined position.
本発明によれば、手ぶれに因る合焦精度への悪影響を防止することができ、高精度のオートフォーカスが実現される。 According to the present invention, it is possible to prevent an adverse effect on focusing accuracy due to camera shake, and to realize high-precision autofocus.
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る第1実施形態から第3実施形態までの撮影装置のハードウエア構成例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the photographing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention.
図1において、撮影装置100は、画像を電子的に記録するデジタルカメラであり、CPU(中央処理装置)10、操作部12、ROM14、SDRAM16、VRAM18、EEPROM20、撮影光学系24、撮像素子30、タイミングジェネレータ32、アナログ信号処理部34、A/Dコンバータ36、画像入力コントローラ38、画像信号処理部40、圧縮/伸張処理部42、メディアコントローラ44、メモリカード46、表示制御部48、モニタ50、AE検出部52、AF検出部54、ストロボ制御部58、ストロボ60、電源制御部62、バッテリ64、外光AFセンサ66、手ぶれ量検出部68等を備えて構成されている。
In FIG. 1, a photographing
CPU10は、撮影装置100の全体の動作を統括制御する制御手段として機能し、操作部12からの入力に基づき所定のプログラムに従って撮影装置100の各部を制御する。また、CPU10は、撮影装置100の制御に必要な各種制御値を算出するための演算処理手段として機能し、所定のプログラムに従って各種演算処理を実行する。撮影装置100の各部は、バス22を介してCPU10と接続されている。
The
ROM14には、このCPU10が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されている。SDRAM16は、CPU10の作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用され、VRAM18は、表示用の画像データ専用の一時記憶領域として利用される。また、EEPROM20には、ユーザ固有の各種設定情報等が格納される。
The
操作部12は、電源ボタン、レリーズボタン、ズームボタン、モード切替スイッチ、メニューボタン、十字ボタン、実行ボタン、取消ボタン等の各種操作手段で構成され、これら操作手段の操作に応じた信号をCPU10に出力する。
The
なお、レリーズボタンは、いわゆる半押しと全押しが可能な二段ストローク式の押下ボタンで構成される。撮影装置100は、このレリーズボタンが半押しされると、自動露出(以下「AE」という場合もある)、オートフォーカス(以下「AF」という場合もある)等の撮影準備の処理を行い、全押しされると、本撮影の処理を行う。
The release button is a two-stroke type push button that can be pressed halfway and fully. When the release button is pressed halfway, the photographing
また、撮影装置100の各種設定は、モニタ50の表示を利用して行われる。すなわち、メニューボタンが押下されると、撮影装置100の各種設定を行うための設定画面がモニタ50に表示される。ユーザは、このモニタ50の画面表示に従い、十字ボタンや実行ボタン、取消ボタンを操作して、撮影装置100の各種設定を行う。
Various settings of the photographing
また、撮影装置100は、画像を撮影する撮影機能に加えて、撮影した画像を再生する再生機能を備えており、この撮影と再生のモードの切り替えが、モード切替スイッチによって行われる。
In addition to the shooting function for shooting an image, the
撮影光学系24は、ズームを行うズームレンズ24zと、焦点合わせを行うフォーカスレンズ24fと、光量調節を行う絞り24iを含んで構成される。
The photographing
ズームレンズ24zは、ズームモータ26zに駆動されて、光軸上を前後移動する。これにより、撮像素子30の受光面上に結像される被写体像が光学的に変倍される。CPU10は、ズームモータドライバ28zを介してズームモータ26zの駆動を制御することにより、ズームレンズ24zの移動を制御し、ズームを制御する。
The
フォーカスレンズ24fは、フォーカスモータ26fに駆動されて、光軸上を前後移動する。これにより、焦点合わせが行われる。CPU10は、フォーカスモータドライバ28fを介してフォーカスモータ26fの駆動を制御することにより、フォーカスレンズ24fの移動を制御し、焦点合わせを行う。
The
絞り24iは、例えば、アイリス絞りで構成され、アイリスモータ26iに駆動されて、その開口量(絞り値)が変化する。CPU10は、アイリスモータドライバ28iを介してアイリスモータ26iの駆動を制御することにより、絞り14iの開口量を制御し、撮像素子30の受光面に入射する被写体光の光量を制御する。
The
撮像素子30は、RGB所定のカラーフィルタ配列のカラーCCDで構成されており、タイミングジェネレータ(TG)32に駆動されて動作する。すなわち、タイミングジェネレータ32から与えられる駆動パルスによって、各画素(フォトセンサ)に蓄積された信号電荷を読み出し、画像信号として出力する。CPU10は、このタイミングジェネレータ32の駆動を制御することにより、撮像素子30の電荷蓄積時間(シャッタスピード)、画像信号の読み出しを制御する。
The
アナログ信号処理部34は、撮像素子30から出力されたアナログの画像信号に対して相関二重サンプリング処理を行い、増幅して出力する。
The analog
A/Dコンバータ36は、アナログ信号処理部34から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して出力する。
The A /
画像入力コントローラ38は、所定容量のラインバッファを内蔵しており、CPU10の制御の下、A/Dコンバータ36から出力された1コマ分の画像信号を取り込んで、SDRAM16に格納する。
The
画像信号処理部40は、CPU10による制御の下、SDRAM16に格納された画像信号を取り込み、所要の信号処理を施して、輝度信号(Y)と色差信号(Cr,Cb)とからなる画像信号(Y/C信号)を生成する。
The image
圧縮/伸張処理部42は、CPU10による制御の下、画像信号(Y/C信号)を取り込み、所定の圧縮処理を施して、圧縮画像データ(例えば、JPEG)を生成する。また、CPU10による制御の下、圧縮画像データを取り込み、所定の伸張処理を施して、非圧縮の画像信号(Y/C信号)を生成する。
The compression /
メディアコントローラ44は、CPU10による制御の下、メモリカード46にデータを読み/書きする。例えば、CPU10からの記録指示に応じて、撮影により得られた画像データをメモリカード46に記録する。また、CPU10からの読み出し指示に応じて、メモリカード46から該当する画像データを読み出す。メモリカード46は、撮影装置本体に設けられたカードスロットに着脱自在に装填される。
The
表示制御部48は、CPU10による制御の下、モニタ50の表示を制御する。すなわち、画像信号(Y/C信号)をVRAM18から取り込み、表示用の信号形式に変換して、モニタ50に出力する。また、その画像信号に所定の文字、図形、記号等の情報をスーパーインポーズして出力する。
The
モニタ50は、例えば、カラーLCDで構成される。このモニタ50は、再生モード時に撮影済み画像の再生表示部として使用されるほか、撮影モード時に撮像素子30で捉えた画像がスルー表示され、電子ファインダとして使用される。
The
AE検出部52は、CPU10による制御の下、SDRAM16に格納されたR、G、Bの画像信号を取り込み、AE制御に必要な積算値を算出する。本実施の形態の撮影装置100では、1画面を複数のエリア(例えば8×8)に分割し、分割したエリアごとにR、G、Bごとの画像信号の積算値を算出する。AE制御時、CPU10は、このAE検出部52から得た積算値に基づいて撮影シーンの明るさを求め、絞り値とシャッタスピードを決定する(例えば、プログラム線図を利用して決定する。)。
The
AF検出部54は、CPU10による制御の下、SDRAM16に格納されたR、G、Bの画像信号を取り込み、AF制御に必要なAF評価値を算出する。このAF検出部54は、G信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカスエリア内の信号を切り出すフォーカスエリア抽出部、及び、そのフォーカスエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、積算部で積算されたフォーカスエリア内の絶対値データをAF評価値としてCPU10に出力する。AF制御時、CPU10は、フォーカスレンズ24fを至近から無限遠に移動させ、小刻みにAF評価値を取得して、そのピーク位置を合焦位置(主要被写体に合焦するフォーカスレンズ24fの位置)として検出する焦点検出処理を行う。そして、検出された合焦位置にフォーカスレンズ24fを移動させる。
The
ストロボ制御部58は、CPU10による制御の下、ストロボ60の発光を制御する。すなわち、CPU10から指示された発光タイミング、発光量でストロボ60を発光させる。
The
ストロボ60は、例えば、キセノン管で構成される。この他、LEDを用いて構成することもできる。
The
電源制御部62は、CPU10からの指令に従い、装置本体に装填されたバッテリ64から撮影装置100の各部への電源の供給を制御する。
The
外光AFセンサ66は、被写体までの距離を測定するためのセンサである。本例では、被写体に対して測距用の光を照射することを要しないパッシブ式であるが、このような場合に本発明は限定されない。被写体に測距用の光(例えば赤外線)を照射するアクティブ式であってもよい。
The external
手ぶれ量検出部68は、手ぶれ量を検出する。例えば、角速度センサを用いて手ぶれ量を検出する。撮像素子30によって得られた画像信号から動きベクトルを検出することにより手ぶれ量を検出するようにしてもよい。
The camera shake
以下では、図1の撮影装置100のオートフォーカス(単に「AF」と記載することもある)について詳説する。
In the following, the autofocus (which may be simply referred to as “AF”) of the photographing
オートフォーカスは、一般に、三角測量方式、伝播時間検出方式などの測距方式と、コントラスト検出方式、位相検出方式などの焦点検出方式とに分類される。本実施形態の撮影装置100は、測距方式のオートフォーカスおよび焦点検出方式のオートフォーカスの2種類のオートフォーカスを用いるハイブリッド型である。測距方式として、パッシブの外光AFセンサ66によって測距を行う三角測量方式のオートフォーカスを行い、焦点検出方式として、撮像素子30によって得られる画像信号のコントラストを検出するコントラスト検出方式を用いている。
The autofocus is generally classified into a distance measurement method such as a triangulation method and a propagation time detection method, and a focus detection method such as a contrast detection method and a phase detection method. The photographing
図2は、第1実施形態に係る撮影装置の一例の要部を示すブロック図である。なお、図1に示した撮影装置100の構成要素と同じ構成要素(撮影光学系24、撮像素子30、外光AFセンサ66、手ぶれ量検出部68)には同じ符号を付してある。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a main part of an example of the photographing apparatus according to the first embodiment. It should be noted that the same constituent elements (imaging
図2において、本実施形態の撮影装置100aは、フォーカスレンズ(図1の24f)を有する撮影光学系24と、撮影光学系24を介して被写体からの光を受光し、撮影光学系24によって形成される像を撮像する撮像素子30(受光素子)と、被写体までの距離を測定する外光AFセンサ66(測距センサ)と、手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出部68と、外光AFセンサ66によって測定される距離に対応するフォーカスレンズ24fの位置(以下「第1合焦位置」という)を取得する第1合焦位置取得部102と、撮像素子30から出力される画像信号に対して所定の信号処理を施す撮像処理部104と、画像信号のコントラストを示すAF評価値を算出するAF評価値算出部106と、AF評価値算出部106によって算出されるAF評価値が極大値となるフォーカスレンズ24fの位置(以下「第2合焦位置」という)を取得する第2合焦位置取得部108と、手ぶれ量検出部68によって検出される手ぶれ量に基づいて、第1合焦位置取得部102によって取得される第1合焦位置および第2合焦位置取得部108によって取得される第2合焦位置のいずれかを選択する選択部110(合焦位置決定手段)と、選択部110によって選択されるフォーカスレンズ24fの位置(第1合焦位置および第2合焦位置のいずれかであり、以下「第3合焦位置」ということもある)に撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させるAF制御部112を含んで構成されている。
In FIG. 2, the photographing apparatus 100 a of the present embodiment is formed by a photographing
例えば、手ぶれ量が大きい撮影では、手ぶれの影響が少ない測距に対応する第1合焦位置が選択され、手ぶれ量が小さい撮影では、画像信号のコントラストに基づく第2合焦位置が選択される。 For example, in shooting with a large amount of camera shake, the first focus position corresponding to distance measurement with little influence of camera shake is selected, and in shooting with a small amount of camera shake, the second focus position based on the contrast of the image signal is selected. .
図2に示した本実施形態の撮影装置100aの構成要素と図1に示した構成要素との対応関係について、簡単に説明すると、図2の第1合焦位置取得部102、第2合焦位置取得部108、選択部110およびAF制御部112は主として図1のCPU10によって構成されており、図2の撮像処理部104は主として図1のアナログ信号処理部34およびA/Dコンバータ36によって構成されており、図2のAF評価値算出部106は主として図1のAF検出部54およびCPU10によって構成されている。なお、図2では、図示の便宜上、撮影光学系24を駆動するモータ(図1の26f、26i、26z)、モータドライバ(図1の28f、28i、28z)などを省略して示している。
The correspondence between the components of the imaging apparatus 100a of the present embodiment shown in FIG. 2 and the components shown in FIG. 1 will be briefly described. The first focus
図3は、第1実施形態におけるオートフォーカス処理の一例の流れを示す概略フローチャートである。この処理は、図1のCPU10の統括制御によってプログラムに従い実行される。
FIG. 3 is a schematic flowchart showing a flow of an example of the autofocus process in the first embodiment. This process is executed according to a program by the overall control of the
まず、ステップS2において、外光AFセンサ66によって測定された距離に対応する第1合焦位置を示す第1のAF用データを、第1合焦位置取得部102によって取得する。
First, in step S <b> 2, the first focus
次に、ステップS4において、撮像素子30によって得られた画像信号のコントラストに基づく第2合焦位置を示す第2のAF用データを、第2合焦位置取得部108によって取得する。
Next, in step S <b> 4, the second focus
次に、ステップS6において、手ぶれ量検出部68によって手ぶれ量を検出し、ステップS8において、手ぶれ量が予め決められた閾値よりも大きいか否かを判定する。
Next, in step S6, the camera shake
手ぶれ量検出部68が角速度センサによって構成されている場合、例えば、その角速度センサの出力信号によって得られる動きベクトルの絶対値を、予め決められた閾値と比較する。撮像素子30によって得られた画像信号から動きベクトルを求めて、その動きベクトルの絶対値を、予め決められた閾値を比較してもよい。もちろん、手ぶれ量は周知の他の方法で検出してもよい。
When the camera shake
手ぶれ量が閾値よりも大きいときには、ステップS12において、外光AFセンサ66の測定距離に対応する第1合焦位置を選択する。すなわち、第1合焦位置取得部102から出力される第1のAF用データが選択部110によって選択される。また、モニタ(図1の50)に、外光AFセンサ66の測距による第1の合焦位置を選択している旨のメッセージ(またはアイコン)を表示させる。所定のランプを用いて表示を行ってもよい。
When the amount of camera shake is larger than the threshold value, a first focus position corresponding to the measurement distance of the external
一方で、手ぶれ量が閾値以下であるときには、ステップS14において、画像コントラストに基づく第2合焦位置を選択する。すなわち、第2合焦位置取得部108から出力される第2のAF用データが選択部110によって選択される。画像コントラストに基づく第2の合焦位置を選択している旨のメッセージ(またはアイコン)をモニタ(図1の50)に表示させてもよい。所定のランプを用いて表示を行ってもよい。
On the other hand, when the amount of camera shake is equal to or less than the threshold value, the second focus position based on the image contrast is selected in step S14. That is, the second AF data output from the second in-focus
そして、ステップS16において、選択された合焦位置(第3合焦位置)を用いて、AF制御を行う。すなわち、選択部110によって選択された合焦位置に、撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
In step S16, AF control is performed using the selected focus position (third focus position). That is, the
図4は、第2実施形態に係る撮影装置の一例の要部を示すブロック図である。なお、図2に示した第1実施形態の撮影装置100aの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a main part of an example of an imaging apparatus according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the imaging device 100a of 1st Embodiment shown in FIG. 2, The description is abbreviate | omitted about the content already demonstrated.
本実施形態の撮影装置100bは、手ぶれ量検出部68によって検出される手ぶれ量に基づいて、第1合焦位置取得部102で取得される第1合焦位置および第2合焦位置取得部108で取得される第2合焦位置を重み付けし、重み付けした第1合焦位置および第2合焦位置から実際に撮影光学系24のフォーカスレンズを移動させる位置(第3合焦位置)を求める重み付け制御部120を備える。この重み付け制御部120は、主として図1のCPU10によって構成されている。
The image capturing apparatus 100b according to the present embodiment has a first focus position and a second focus
AF制御部112は、重み付け制御部120によって求められた第3合焦位置に撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
The
図5は、第2実施形態におけるオートフォーカス処理の一例の流れを示す概略フローチャートである。この処理は、図1のCPU10の統括制御によってプログラムに従い実行される。
FIG. 5 is a schematic flowchart showing a flow of an example of autofocus processing in the second embodiment. This process is executed according to a program by the overall control of the
まず、ステップS22において、外光AFセンサ66によって測定された距離に対応する第1合焦位置を示すAF用データを、第1合焦位置取得部102によって取得する。
First, in step S <b> 22, the first focus
次に、ステップS24において、撮像素子30によって得られた画像信号のコントラストに基づく第2合焦位置を示すAF用データを、第2合焦位置取得部108によって取得する。
Next, in step S <b> 24, AF data indicating the second focus position based on the contrast of the image signal obtained by the
次に、ステップS26において、手ぶれ量検出部68によって手ぶれ量を検出する。
Next, in step S26, the camera shake
次に、ステップS28において、手ぶれ量に応じて、測定距離に対応する第1合焦位置を示すAF用データと、画像信号のコントラストに基づく第2合焦位置を示すAF用データの使用割合を制御する。すなわち、第1合焦位置取得部102によって取得された第1合焦位置および第2合焦位置取得部108によって取得された第2合焦位置に対して重み付けを行い、重み付けした第1合焦位置および第2合焦位置から第3の合焦位置を求める。
Next, in step S28, according to the amount of camera shake, the use ratio of the AF data indicating the first focus position corresponding to the measurement distance and the AF data indicating the second focus position based on the contrast of the image signal is set. Control. That is, the first focus position acquired by the first focus
そして、ステップS30において、重み付け制御部120によって求められた第3合焦位置に撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
In step S30, the
なお、第1合焦位置の重みが「0」より大きいとき、すなわち第1合焦位置を用いた重み付けを行っているときには、第1合焦位置を用いた重み付けを行っていることを示すメッセージ(またはアイコン)をモニタ(図1の50)に表示させる。所定のランプを用いて表示を行ってもよい。 When the weight of the first in-focus position is greater than “0”, that is, when weighting is performed using the first in-focus position, a message indicating that weighting is performed using the first in-focus position. (Or icon) is displayed on the monitor (50 in FIG. 1). Display may be performed using a predetermined lamp.
図6(A)は、第2実施形態における重み付けの一例を示す。図6(A)において、横軸は手ぶれ量、縦軸は重み(0〜1)である。符号w1を付した線は、第1合焦位置取得部102から出力される第1合焦位置f1に対する重みを示す。符号w2を付した線は、第2合焦位置取得部108から出力される第2合焦位置f2に対する重みを示す。フォーカスレンズ24fを実際に移動させる第3合焦位置f3は、f3=w1×f1+w2×f2として求められる。
FIG. 6A shows an example of weighting in the second embodiment. In FIG. 6A, the horizontal axis is the amount of camera shake, and the vertical axis is the weight (0 to 1). A line denoted by reference sign w1 indicates a weight for the first in-focus position f1 output from the first in-focus
手ぶれ量がM1以下の範囲では、第1合焦位置f1に対する重みw1が「0」、第2合焦位置f2に対する重みw2が「1」である。したがって、第2合焦位置f2に、フォーカスレンズ24fが移動される。
In the range where the amount of camera shake is less than or equal to M1, the weight w1 for the first focus position f1 is “0” and the weight w2 for the second focus position f2 is “1”. Therefore, the
手ぶれ量がM1よりも大きくM2よりも小さい範囲では、第1合焦位置f1に対する重みw1および第2合焦位置f2に対する重みw2は、ともに、「0」よりも大きく「1」よりも小さい。したがって、第1合焦位置f1と第2合焦位置f2との間の位置に、フォーカスレンズ24fが移動される。
In the range where the amount of camera shake is larger than M1 and smaller than M2, the weight w1 for the first in-focus position f1 and the weight w2 for the second in-focus position f2 are both larger than “0” and smaller than “1”. Accordingly, the
手ぶれ量がM1〜M2の範囲では、手ぶれ量の大小に対して、重みw1、w2が連続的に変化する。もしも手ぶれ量が時系列で変化するときには、その手ぶれ量の変化に応じて重みw1、w2が連続的に変化する。なお、図6(A)では、手ぶれ量の大小に対する重みw1、w2の変化が直線的である場合を例に示しているが、曲線的に変化するようにしてもよい。 In the range of camera shake amounts M1 to M2, the weights w1 and w2 continuously change with respect to the amount of camera shake. If the camera shake amount changes in time series, the weights w1 and w2 continuously change according to the change in the camera shake amount. In FIG. 6A, the case where the weights w1 and w2 change linearly with respect to the amount of camera shake is shown as an example, but may be changed in a curved line.
手ぶれ量がM2以上の範囲では、第1合焦位置f1に対する重みw1が「1」、第2合焦位置f2に対する重みw2が「0」である。したがって、第1合焦位置f1に、フォーカスレンズ24fが移動される。
In a range where the amount of camera shake is M2 or more, the weight w1 for the first focus position f1 is “1”, and the weight w2 for the second focus position f2 is “0”. Accordingly, the
本実施形態の撮影装置100bのオートフォーカスと図2に示した第1実施形態の撮影装置100aのオートフォーカスとを対比して説明する。 The auto focus of the image capturing apparatus 100b of the present embodiment will be described in comparison with the auto focus of the image capturing apparatus 100a of the first embodiment shown in FIG.
図6(B)は、第1実施形態における選択部(図1の110)の動作を、手ぶれ量と重みとの関係で示している。第1実施形態では、図6(B)に示すように、手ぶれ量が閾値Mth以下のときには、第1合焦位置f1に対する重みw1が「0」、第2合焦位置f2に対する重みw2が「1」であり、第2合焦位置f2にフォーカスレンズ24fが移動される。手ぶれ量が閾値Mthよりも大きいときには、第1合焦位置f1に対する重みw1が「1」、第2合焦位置f2に対する重みw2が「0」であり、第1合焦位置f1にフォーカスレンズ24fが移動される。
FIG. 6B shows the operation of the selection unit (110 in FIG. 1) in the first embodiment in relation to the amount of camera shake and the weight. In the first embodiment, as shown in FIG. 6B, when the amount of camera shake is equal to or less than the threshold value Mth, the weight w1 for the first focus position f1 is “0” and the weight w2 for the second focus position f2 is “ 1 ”, and the
これに対して、第2実施形態では、図6(A)に示したように、手ぶれ量がM1〜M2の範囲において、第1合焦位置f1および第2合焦位置f2の両方を使用するとともに、手ぶれ量の大小に対して重みw1、w2を連続的に変化させている。詳細には、検出された手ぶれ量をmとしたとき、M1<m<M2の範囲では、手ぶれ量が大きいほど測距により求めた第1合焦位置f1の割合(重み)を大きくするとともに、手ぶれ量が小さいほど焦点検出により求めた第2合焦位置f2の割合(重み)を大きくして、第3合焦位置を求めている。 On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 6A, both the first in-focus position f1 and the second in-focus position f2 are used in the range of camera shake amounts M1 to M2. At the same time, the weights w1 and w2 are continuously changed with respect to the amount of camera shake. Specifically, when the detected amount of camera shake is m, in the range of M1 <m <M2, the ratio (weight) of the first in-focus position f1 obtained by ranging is increased as the amount of camera shake increases. As the amount of camera shake is smaller, the ratio (weight) of the second focus position f2 obtained by focus detection is increased to obtain the third focus position.
例えば、図6(A)に示した手ぶれ量と重みとの対応関係をテーブル情報として図1のROM14(またはEEPROM20)に記憶しておき、そのテーブル情報をオートフォーカス時に読み出して、オートフォーカスを行う。 For example, the correspondence between the camera shake amount and the weight shown in FIG. 6A is stored as table information in the ROM 14 (or EEPROM 20) in FIG. 1, and the table information is read during autofocus to perform autofocus. .
図7(A)および(B)は、撮像素子30によって得られた画像と手ぶれ量との関係を模式的に示す。図7(A)において、基準となるフレーム71(時系列上のある瞬間に相当する画像)から、時系列上でその次のフレーム72までの、画像上の手ぶれに因る動きベクトルの絶対値が図6(A)の手ぶれ量mに相当する。図7(B)は、フレーム71、72を重ね合わせた様子を示す。
7A and 7B schematically show the relationship between the image obtained by the
なお、撮像素子30によって得られる画像信号から手ぶれ量を求める場合には、その画像信号の解像度によって、手ぶれ量のスケール(画素数)が異なってくる。そこで、本例では、図6(A)における手ぶれ量として、特定方向(例えば撮像素子30の長手方向)における撮像素子30の全体の画素数に対する、動きベクトルの絶対値を示す画素数の比(画素数比、単位は%)を用いている。例えば、M1、M2はともに5%以下である。
When the amount of camera shake is obtained from the image signal obtained by the
図8は、第3実施形態に係る撮影装置の一例の要部を示すブロック図である。なお、図2に示した第1実施形態の撮影装置100aの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a main part of an example of an imaging apparatus according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the imaging device 100a of 1st Embodiment shown in FIG. 2, The description is abbreviate | omitted about the content already demonstrated.
本実施形態の撮影装置100cは、手ぶれ量検出部68によって検出される手ぶれ量に基づいて、第1合焦位置の取得機能および第2合焦位置の取得機能の動作のオンオフを切り換えるオンオフ制御部130と、第1合焦位置の取得機能の動作中に第1合焦位置取得部102によって取得された第1合焦位置および第2合焦位置の取得機能の動作中に第2合焦位置取得部108によって取得された第2合焦位置から、撮影光学系24のフォーカスレンズを実際に移動させる位置(第3合焦位置)を決めるデータ制御部132を備える。このデータ制御部132は、主として図1のCPU10によって構成されている。
The
AF制御部112は、データ制御部132によって決められた第3合焦位置に撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
The
データ制御部132による第3合焦位置の決定には、図6(A)に示したように手ぶれ量がM1よりも大きくM2よりも小さいときには第1合焦位置および第2合焦位置の両方を使用して第3合焦位置を求める態様と、図6(B)に示したように第1合焦位置および第2合焦位置のいずれかを選択する態様とがある。
In determining the third in-focus position by the
図6(A)に示す態様では、オンオフ制御部130は、手ぶれ量がM1以下であるときには第1合焦位置の取得機能をオフに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオンに設定し、手ぶれ量がM1よりも大きくM2よりも小さいときには第1合焦位置の取得機能および第2合焦位置の取得機能の両方をオンに設定し、手ぶれ量がM2以上であるときには第1合焦位置の取得機能をオンに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオフに設定する。 In the aspect shown in FIG. 6A, the on / off control unit 130 sets the first focus position acquisition function to off and sets the second focus position acquisition function to on when the camera shake amount is M1 or less. When the camera shake amount is larger than M1 and smaller than M2, both the first focus position acquisition function and the second focus position acquisition function are set to ON, and when the camera shake amount is M2 or more, the first focus position is set to ON. The focus position acquisition function is set to ON and the second focus position acquisition function is set to OFF.
図6(B)に示す態様では、オンオフ制御部130は、手ぶれ量がMth以下であるときには第1合焦位置の取得機能をオフに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオンに設定し、手ぶれ量がMthよりも大きいときには第1合焦位置の取得機能をオンに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオフに設定する。 In the aspect shown in FIG. 6B, the on / off control unit 130 sets the first focus position acquisition function to off and sets the second focus position acquisition function to on when the camera shake amount is equal to or less than Mth. When the amount of camera shake is larger than Mth, the first focus position acquisition function is set to ON and the second focus position acquisition function is set to OFF.
オンオフ制御部130は、第1合焦位置の取得機能のオンオフとして、検出された手ぶれ量に基づいて、外光AFセンサ66の測距動作のオンオフを行う。例えば、外光AFセンサ66に対する電力供給を行うか電力供給を停止するかを切り換える。なお、被写体に光を照射して測距を行うアクティブ式の場合には、被写体に対する光の照射のオンオフを切り換えるようにしてもよい。
The on / off control unit 130 turns on / off the distance measuring operation of the external
オンオフ制御部130は、第2合焦位置の取得機能のオンオフとして、検出された手ぶれ量に基づいて、AF評価値算出部106の焦点検出動作のオンオフを行う。本実施形態では、撮像素子30によって得られた画像信号のコントラスト検出によって焦点を検出しており、コントラスト検出動作のオンオフを行う。コントラスト検出のオフ状態では、コントラスト検出のためのフォーカスレンズ24fの小刻みの移動は行われない。スルー画表示を行わない場合には、撮像素子30に対する電力供給を行うか電力供給を停止するかを切り換えるようにしてもよい。
The on / off control unit 130 turns on / off the focus detection operation of the AF evaluation
図9は、第3実施形態におけるオートフォーカス処理の一例の流れを示す概略フローチャートである。この処理は、図1のCPU10の統括制御によってプログラムに従い実行される。
FIG. 9 is a schematic flowchart showing a flow of an example of the autofocus process in the third embodiment. This process is executed according to a program by the overall control of the
まず、ステップS42において、手ぶれ量検出部68によって、手ぶれ量を検出する。
First, in step S42, the camera shake
次に、ステップS44において、手ぶれ量が予め決められた閾値よりも大きいか否かを判定する。 Next, in step S44, it is determined whether or not the amount of camera shake is larger than a predetermined threshold value.
手ぶれ量が閾値よりも大きいときには、ステップS46において、外光AFセンサ66の距離測定機能をオン状態に設定するとともに、AF評価値算出部106のコントラスト検出機能をオフ状態に設定し、ステップS48において、外光AFセンサ66によって測定された距離に対応するAF用データ(第1合焦位置を示す)を取得する。
When the amount of camera shake is larger than the threshold value, in step S46, the distance measurement function of the external
モニタ(図1の50)に、外光AFセンサ66の測距動作がオン状態であることを示すメッセージ(またはアイコン)を表示させる。所定のランプを用いて表示を行ってもよい。
A message (or icon) indicating that the distance measuring operation of the external
一方で、手ぶれ量が閾値以下であるときには、ステップS50において、外光AFセンサ66の距離測定機能をオフ状態に設定するとともに、AF評価値算出部106のコントラスト検出機能をオン状態に設定し、ステップS52において、画像信号のコントラストを示すAF評価値に基づくAF用データ(第2合焦位置を示す)を取得する。
On the other hand, when the amount of camera shake is equal to or less than the threshold value, in step S50, the distance measurement function of the external
コントラスト検出機能(焦点検出動作)がオン状態であることを示すメッセージ(またはアイコン)をモニタ(図1の50)に表示させてもよい。所定のランプを用いて表示を行ってもよい。 A message (or icon) indicating that the contrast detection function (focus detection operation) is on may be displayed on the monitor (50 in FIG. 1). Display may be performed using a predetermined lamp.
そして、ステップS54において、データ制御部132によって選択された第3合焦位置に、撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
In step S54, the
図10は、本発明に係る第4実施形態から第6実施形態までの撮影装置のハードウエア構成例を示すブロック図である。図10において、図1の撮影装置100と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容は、その説明を省略する。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the photographing apparatus according to the fourth to sixth embodiments of the present invention. In FIG. 10, the same components as those of the
図10に示す撮影装置1000は、光学式の手ぶれ補正を行う手ぶれ補正部200を備える。手ぶれ補正部200は、撮影光学系24内の防振レンズ24cを移動させる手ぶれ補正機構201と、手ぶれ補正機構201を制御して防振レンズ24cの移動を行うことにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正制御部202を含んで構成されている。防振レンズ24c、手ぶれ補正機構201および手ぶれ補正制御部202の詳細は、後に説明する。
An
手ぶれ補正部200は、手ぶれ量検出部68で検出された手ぶれ量に基づいて、手ぶれ補正量を算出する。本例では、手ぶれ量検出部68が本撮影装置1000の角速度(特に撮影光学系24の角速度)を検出し、その角速度に基づく防振レンズ24cの移動量を算出する。ただし、防振レンズ24cは、その可動範囲内で移動させる必要がある。防振レンズ24cの可動範囲内では、手ぶれ量相当のレンズ移動量(角速度から算出されたレンズ移動量である)で防振レンズ24cを移動させることができる。
The camera
また、本例の手ぶれ補正部200は、手ぶれ補正を制限して過補正を防ぐ補正制限機能を有する。補正制限機能では、手ぶれに対応する防振レンズ24cの移動先が機構上の可動範囲内であっても、過補正防止のために制限された可動範囲の外である場合には、実際のレンズ移動量(手ぶれ補正量である)を小さくするか、あるいは防振レンズ24cの移動を停止させる。例えば、撮影装置1000がパンニング中であるときには、過補正とならないように、補正制限を行っている。
Further, the camera
なお、防振レンズ24cの移動により手ぶれ補正を行う態様を例に本発明を説明するが、本発明は、撮像素子30の移動により手ぶれ補正を行う態様や、画像処理により手ぶれ補正を行う態様(いわゆる電子式)も含む。
The present invention will be described by way of an example in which camera shake correction is performed by moving the
図11は、第4実施形態に係る撮影装置1000aの一例の要部を示すブロック図である。なお、図4に示した第2実施形態の撮影装置100bの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a main part of an example of the
図11において、重み付け制御部140は、手ぶれ量検出部68で検出される手ぶれ量と、手ぶれ補正部200での手ぶれ補正量とに基づいて、第1合焦位置取得部102で取得される第1合焦位置および第2合焦位置取得部108で取得される第2合焦位置を重み付けして、第3合焦位置を求める。第1実施形態および第2実施形態で既に説明したように、第1合焦位置は、外光AFセンサ66(測距センサ)の測定距離に対応する合焦位置であり、第2合焦位置は、撮像素子30の出力信号(画像信号)を用いた焦点検出により取得された合焦位置である。重み付け制御部140は、第1合焦位置および第2合焦位置を重み付けして、撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを実際に移動させる位置(第3合焦位置)を求める。重み付け制御部140は、主として図10のCPU10によって構成されている。
In FIG. 11, the
本例の重み付け制御部140は、手ぶれ量が手ぶれ補正部200での手ぶれ補正の限界値または制限値を示す閾値を超えているときには、第1合焦位置および第2合焦位置の重み付けを行って第3合焦位置を求める一方で、手ぶれ量が前記閾値を超えていないときには、第2合焦位置を第3合焦位置とする。本例において、手ぶれ補正の限界値は、防振レンズ24cの最大可動範囲(以下「動作範囲」という)を示す。また、手ぶれ補正の制限値は、防振レンズ24cの移動が制限されているときの防振レンズ24cの可動範囲(以下「制限範囲」という)を示す。
The
図12は、第4実施形態におけるオートフォーカス処理の一例の流れを示す概略フローチャートである。この処理は、図10のCPU10の統括制御によってプログラムに従い実行される。
FIG. 12 is a schematic flowchart showing a flow of an example of autofocus processing in the fourth embodiment. This process is executed according to a program by the overall control of the
ステップS62およびS64は、第2実施形態でのステップS22およびS24と同じである。 Steps S62 and S64 are the same as steps S22 and S24 in the second embodiment.
ステップS66において、手ぶれ量検出部68から手ぶれ量を取得するとともに、手ぶれ補正部200から手ぶれ補正量を取得する。例えば、手ぶれ量は、角速度から求めた防振レンズ24cのレンズ移動量であり、手ぶれ補正量は、手ぶれ補正部200で決定された現実のレンズ移動量である。
In
次に、ステップS68において、第1合焦位置および第2合焦位置に対して重み付けを行い、重み付けした第1合焦位置および第2合焦位置から第3の合焦位置を求める。このような重み付けは、手ぶれ量が手ぶれ補正部200での手ぶれ補正の限界値または制限値を示す閾値を超えたとき行い、手ぶれ量が前記閾値を超えていないときには焦点検出による第2合焦位置のみを用いることが、好ましい。
Next, in step S68, the first in-focus position and the second in-focus position are weighted, and the third in-focus position is obtained from the weighted first in-focus position and second in-focus position. Such weighting is performed when the amount of camera shake exceeds a threshold value indicating the limit value or limit value of camera shake correction in the camera
そして、ステップS70において、第3合焦位置に撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
In step S70, the
補正制限機能の動作中、例えば、図6(A)に示す重み付けを行う。補正制限機能の動作中では、手ぶれ補正の制限値(限界値よりも小さい値)が設定されている。手ぶれ量mがM1以下のときには、防振レンズ24cを手ぶれ量分移動させるが、手ぶれ量mがM1を超えるときには、過補正を防ぐために手ぶれ補正量(現実のレンズ移動量である)を手ぶれ量(角速度に基づいて算出されたレンズ移動量である)よりも小さくする。M1は、過補正防止用の補正制限を行うか否かの境界を示す制限値を用いる。M2は、防振レンズ24cの最大可動範囲を示す限界値を用いる。図13は、手ぶれ量mと手ぶれ補正量cとの差分d(=m−c)と、重みw1、w2との対応関係を示す。補正制限機能の動作中、差分dが大きいほど、外光AFセンサ66の測定距離に対応する第1合焦位置の重みw1を大きくする一方で、画像信号を用いた焦点検出による第2合焦位置の重みw2を小さくする。すなわち、手ぶれ量が大きいときには、過補正を防ぐために手ぶれ量よりも手ぶれ補正量を小さくするとともに、手ぶれ量が大きいほど第1合焦位置の重みw1を大きくして、オートフォーカスを行う。
During the operation of the correction limiting function, for example, the weighting shown in FIG. During the operation of the correction limit function, a camera shake correction limit value (a value smaller than the limit value) is set. When the amount of camera shake m is equal to or less than M1, the
また、補正制限機能の非動作中、例えば、図6(B)に示す重み付けを行う。閾値Mthとして、手ぶれ量の限界値を用いる。この場合、手ぶれ量が限界値以下であるときには、第1合焦位置に対する重みw1を「0」とし、第2合焦位置に対する重みw2を「1」とする。その一方で、手ぶれ量が限界値を超えたときには、第1合焦位置に対する重みw1を「1」とし、第2合焦位置に対する重みw2を「0」とする。すなわち、手ぶれ量が限界値を超えたときには、第1合焦位置を用いてオートフォーカスを行う。 Further, for example, weighting shown in FIG. 6B is performed while the correction limiting function is not operating. As the threshold value Mth, a limit value of the amount of camera shake is used. In this case, when the amount of camera shake is equal to or less than the limit value, the weight w1 for the first focus position is set to “0”, and the weight w2 for the second focus position is set to “1”. On the other hand, when the amount of camera shake exceeds the limit value, the weight w1 for the first focus position is set to “1”, and the weight w2 for the second focus position is set to “0”. That is, when the amount of camera shake exceeds the limit value, autofocus is performed using the first focus position.
なお、図6(A)および(B)を用いて、手ぶれ量が手ぶれ補正の限界値を超えたときにw1=1とする場合を例に説明したが、手ぶれ補正の限界値を超えたときw1を1以下の範囲内で連続的に変化させるようにしてもよい。 6A and 6B, the case where w1 = 1 is set when the amount of camera shake exceeds the limit value of camera shake correction has been described as an example. However, when the limit value of camera shake correction is exceeded. You may make it change w1 continuously within the range of 1 or less.
図14は、第5実施形態に係る撮影装置1000bの一例の要部を示すブロック図である。なお、図11に示した第4実施形態の撮影装置1000aの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a main part of an example of an
本実施形態の撮影装置1000bは、手ぶれ量検出部68で検出された手ぶれ量と、手ぶれ補正部200での手ぶれ補正量の限界値および制限値とを比較して、第1合焦位置および第2合焦位置のいずれかを選択する選択部150(合焦位置決定手段)を備える。選択部150は、主として図10のCPU10によって構成されている。
The
本例の選択部150は、手ぶれ量が手ぶれ補正部200での手ぶれ補正の限界値または制限値を示す閾値を超えているときには、外光AFセンサ66の測定距離に対応する第1合焦位置を選択する一方で、手ぶれ量が前記閾値を超えていないときには、画像信号を用いた焦点検出による第2合焦位置を選択する。
The
第5実施形態におけるオートフォーカス処理の流れを、図3のフローチャートを用いて説明する。以下では、過補正防止用の補正制限機能の動作中であり、手ぶれ補正の制限値(限界値よりも小さい値)が設定されているものとして説明する。 The flow of autofocus processing in the fifth embodiment will be described using the flowchart of FIG. In the following description, it is assumed that the correction limit function for preventing overcorrection is in operation and that a limit value for camera shake correction (a value smaller than the limit value) is set.
ステップS2〜S6は、第1実施形態と同じである。 Steps S2 to S6 are the same as in the first embodiment.
本例の選択部150は、手ぶれ量検出部68で検出された手ぶれ量と、手ぶれ補正量の制限値とを比較し(ステップS8)、手ぶれ量検出部68で検出された手ぶれ量が手ぶれ補正量の制限値を超えているときには、第1合焦位置を選択し(ステップS12)、手ぶれ量が手ぶれ補正量の制限値以下であるときには、第2合焦位置を選択する(ステップS14)、そして、選択部150によって選択された合焦位置に、撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる(ステップS16)。
The
なお、過補正防止用の補正制限機能が動作していない状態では、本例の選択部150は、手ぶれ量と手ぶれ補正量の限界値とを比較する。
Note that, in a state where the correction limiting function for preventing overcorrection is not operating, the
図15は、第6実施形態に係る撮影装置1000cの一例の要部を示すブロック図である。なお、図11に示した第4実施形態の撮影装置1000aの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a main part of an example of the
本実施形態の撮影装置1000cは、第1合焦位置の取得機能および第2合焦位置の取得機能の動作のオンオフを切り換えるオンオフ制御部160と、第1合焦位置および第2合焦位置から、撮影光学系24のフォーカスレンズを実際に移動させる位置(第3合焦位置)を決めるデータ制御部162を備える。データ制御部162は、主として図10のCPU10によって構成されている。AF制御部112は、データ制御部162によって決められた第3合焦位置に撮影光学系24のフォーカスレンズ24fを移動させる。
The
本例では、オンオフ制御部160は、手ぶれ量が手ぶれ補正部200での手ぶれ補正の限界値または制限値を示す閾値を超えているときには、第1合焦位置の取得機能(測距動作)をオン状態に設定する一方で、手ぶれ量が前記閾値を超えていないときには、第1合焦位置の取得機能をオフ状態に設定する。
In this example, when the amount of camera shake exceeds the limit value or the limit value indicating the camera shake correction value in the camera
第3合焦位置の決定は、図6(A)に示したように、手ぶれ量がM1〜M2の場合に第1合焦位置および第2合焦位置の両方を使用して第3合焦位置を求める態様と、図6(B)に示したように、第1合焦位置および第2合焦位置のいずれかを選択する態様とがある。 As shown in FIG. 6A, the third in-focus position is determined by using both the first in-focus position and the second in-focus position when the amount of camera shake is M1 to M2. There are a mode for obtaining the position and a mode for selecting one of the first focus position and the second focus position as shown in FIG.
補正制限機能の動作中、例えば、図6(A)に示す重み付けを行う。補正制限機能の動作中では、手ぶれ補正の制限値(限界値よりも小さい値)が設定されている。M1は、過補正防止用の補正制限を行うか否かの境界を示す制限値を用いる。M2は、防振レンズ24cの最大可動範囲を示す限界値を用いる。オンオフ制御部160は、手ぶれ量がM1(制限値)以下のときには、第1合焦位置の取得機能をオフに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオンに設定する。手ぶれ量がM1(制限値)よりも大きくM2(限界値)よりも小さいときには、第1合焦位置の取得機能および第2合焦位置の取得機能の両方をオンに設定する。手ぶれ量がM2(限界値)以上であるときには、第1合焦位置の取得機能をオンに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオフに設定する。
During the operation of the correction limiting function, for example, the weighting shown in FIG. During the operation of the correction limit function, a camera shake correction limit value (a value smaller than the limit value) is set. M1 uses a limit value indicating a boundary of whether or not to perform correction limitation for preventing overcorrection. M2 uses a limit value indicating the maximum movable range of the vibration-
また、補正制限機能の非動作中、例えば、図6(B)に示す重み付けを行う。閾値Mthとして、手ぶれ量の限界値を用いる。オンオフ制御部160は、Mth(限界値)以下であるときには、第1合焦位置の取得機能をオフに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオンに設定する。手ぶれ量がMth(限界値)よりも大きいときには、第1合焦位置の取得機能をオンに設定するとともに第2合焦位置の取得機能をオフに設定する。 Further, for example, weighting shown in FIG. 6B is performed while the correction limiting function is not operating. As the threshold value Mth, a limit value of the amount of camera shake is used. When it is equal to or less than Mth (limit value), the on / off control unit 160 sets the first focus position acquisition function to off and sets the second focus position acquisition function to on. When the amount of camera shake is larger than Mth (limit value), the first focus position acquisition function is set to on and the second focus position acquisition function is set to off.
なお、第1実施形態から第6実施形態までにおいて、モニタ50への表示の態様には各種ある。第1合焦位置および第2合焦位置のうちでいずれの合焦位置を選択しているかを表示する態様、第1合焦位置を用いた重み付けを行っているか否かを表示する態様、測距動作がオン状態であるか否かを表示する態様などがある。
In the first to sixth embodiments, there are various display modes on the
前述の第1実施形態から第6実施形態までの説明において、測距方式のオートフォーカスの一例として、パッシブの外光によって測距を行う三角測量方式を用い、焦点検出方式のオートフォーカスの一例として、画像信号を用いてコントラストを検出するコントラスト検出方式を用いた場合を例に説明したが、このような場合に本発明は特に限定されない。 In the description from the first embodiment to the sixth embodiment, a triangulation method that performs distance measurement using passive external light is used as an example of a ranging autofocus, and an example of a focus detection autofocus. The case of using the contrast detection method for detecting the contrast using the image signal has been described as an example, but the present invention is not particularly limited to such a case.
測距方式のオートフォーカスには、カメラ側から光などの照射を要しないパッシブ方式と、カメラから被写体に向けて光などを照射するアクティブ方式とがある。パッシブ方式の場合、例えば、前述のように三角測量と同じ原理で測距してオートフォーカスを行う(パッシブの三角測量方式)。アクティブ方式の場合、例えば、赤外線を被写体に照射し、被写体に反射してカメラに戻って来た時間で測距してオートフォーカスを行う(アクティブの伝播時間検出方式)。光ではなく、音波を用いて測距を行ってもよい。もちろん、これら以外の方法で測距を行ってもよい。 Ranging autofocus includes a passive method that does not require light irradiation from the camera side and an active method that irradiates light from the camera toward the subject. In the case of the passive method, for example, as described above, distance measurement is performed based on the same principle as triangulation, and autofocus is performed (passive triangulation method). In the case of the active method, for example, the subject is irradiated with infrared rays, and the distance is measured by the time it returns to the camera after being reflected by the subject, and autofocus is performed (active propagation time detection method). Ranging may be performed using sound waves instead of light. Of course, the distance may be measured by methods other than these.
焦点検出方式のオートフォーカスには、前述のように撮像素子から出力された画像信号のコントラストを検出してオートフォーカスを行なうコントラスト検出方式以外に、撮影光学系を介して被写体からの光を受光した受光素子での像の位相を比較して焦点を検出する位相検出方式がある。もちろん、これら以外の方法で焦点検出を行ってもよい。位相検出方式では、受光素子として、例えば、センサを列状に配列したセンサアレイを用いる。2つのセンサアレイに撮影光学系による空中像を再結像させて、2つセンサアレイの出力信号を比較する。 For focus detection autofocus, in addition to the contrast detection method that detects the contrast of the image signal output from the image sensor and performs autofocus as described above, light from the subject is received via the imaging optical system. There is a phase detection method in which the focus is detected by comparing the phase of an image on a light receiving element. Of course, focus detection may be performed by methods other than these. In the phase detection method, for example, a sensor array in which sensors are arranged in a row is used as a light receiving element. An aerial image by the imaging optical system is re-imaged on the two sensor arrays, and the output signals of the two sensor arrays are compared.
焦点検出方式のオートフォーカスとして位相検出方式を用いた場合、測距方式で取得した合焦位置(第1合焦位置)と位相検出方式で取得した合焦位置(第2合焦位置)とから、撮影光学系のフォーカスレンズを実際に移動する合焦位置(第3合焦位置)を求める。第1合焦位置および第2合焦位置のいずれかを選択して第3合焦位置としてもよい。 When the phase detection method is used as the autofocus of the focus detection method, the focus position (first focus position) acquired by the distance measurement method and the focus position (second focus position) acquired by the phase detection method are used. Then, a focus position (third focus position) for actually moving the focus lens of the photographing optical system is obtained. Either the first focusing position or the second focusing position may be selected as the third focusing position.
また、本発明に係るオートフォーカスは、連続的にオートフォーカスを行うコンティニュアスAFに適用できることは、もちろんである。 Of course, the autofocus according to the present invention can be applied to continuous AF that performs continuous autofocus.
<手ぶれ補正部>
以下では、図10の手ぶれ補正部200の具体例について、説明する。
<Image stabilization unit>
A specific example of the camera
図10において、撮影装置100は、操作部12によって、手ぶれ補正オンモードと手ぶれ補正オフモードとをユーザが切り替えることが可能である。本例では、操作部12に手ぶれ補正オンモードが指示入力された場合、手ぶれ補正制御部202が手ぶれ補正機構201を制御することにより、いわゆる光学式の手ぶれ補正を行う。手ぶれ補正オンモードでは、手ぶれがキャンセルされるように、撮影光学系24の防振レンズ24cを移動させる制御を行う。手ぶれ補正オフモードでは、撮影光学系24の防振レンズ24cを停止する制御を行う。
In FIG. 10, the user can switch the camera shake correction on mode and the camera shake correction off mode with the
図16は、撮影光学系24の構造例の概略を示す断面図である。本例の撮影光学系24は、その光軸24aに沿って、被写体側から、固定レンズ24s、ズームレンズ24z、防振レンズ24c、絞り24i、フォーカスレンズ24fの順に配置されている。
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the photographic
撮影光学系24の光軸24a上に、撮像素子30としてのCCD(Charge Coupled Device)が配置されており、レンズ群(24s、24z、24c、24f)を通して撮像素子30の受光面に入射した光による被写体像を、電気信号(アナログの画像信号)に変換する。
A CCD (Charge Coupled Device) as the
手ぶれが発生すると、1フレーム内で被写体像がCCD30上で動くために、CCD30からは、ぼけた画像の電気信号が発生する。この手ぶれの発生を検出するために、カメラボディ、又は、撮影光学系24を有するレンズアセンブリ内に、水平方向(X方向)の角速度センサ(ジャイロセンサ)250(図20参照)及び垂直方向(Y方向)の角速度センサ(図示せず)が設けられている。これらの角速度センサは、それぞれ撮影装置1000のX方向及びY方向の角速度を表す信号を出力する。また、角加速度を表す信号を出力するジャイロセンサを用いてもよい。
When camera shake occurs, the subject image moves on the
手ぶれが発生していないときは、防振レンズ24cの光軸が、撮影光学系24の光軸24aに一致している。X方向の角速度センサ250及び/又はY方向の角速度センサにより手ぶれが検出されると、防振レンズ24cは、手ぶれの大きさと方向に応じて、撮影光学系24の光軸24aと直交する方向に移動する。これにより、CCD30上に形成される画像がほぼ停止した状態となり、シャープな画像を表す信号が撮像素子30から出力される。
When camera shake does not occur, the optical axis of the vibration-
次に、手ぶれ補正機構201について説明する。
Next, the camera
図17は手ぶれ補正機構201を示す分解斜視図であり、図18はカバーが取り外されている状態の手ぶれ補正機構201の正面図である。また、図19は手ぶれ補正機構201の要部断面図である。
FIG. 17 is an exploded perspective view showing the camera
図17及び図18において、レンズ収納体315は、防振レンズ24cを含むレンズを収納している構造体である。図示を省略したが、防振レンズ24c以外のレンズ(図16の24s、24z、24f)もレンズ収納体315に収納されている。レンズ収納体315は、撮影装置1000の筐体に固定されている。レンズ収納体315には、X方向に延びたメインガイド軸316と、Y方向に延びたメインガイド軸317とが設けられており、また、X方向に移動可能なXスライダ318と、Y方向に移動可能なYスライダ319とが収納されている。Xスライダ318及びYスライダ319は、平面から見た形がほぼL字形をしている。
17 and 18, the
Xスライダ318には、一対の軸孔318aが形成されており、これらの軸孔318aがメインガイド軸316にスライダブリに嵌まっている。同様に、Yスライダ319の一対の軸孔319aは、メインガイド軸317にスライダブリに嵌まっている。
A pair of shaft holes 318a are formed in the
また、Xスライダ318には、一対の軸孔318bが形成されている。この軸孔318bは、Y方向の延びたサブガイド軸320にスライダブリに嵌まっている。Yスライダ319の一対の軸孔319bは、X方向の延びたサブガイド軸321にスライダブリに嵌まっている。
The
Xスライダ318には、偏平なリング状のコイル322が取り付けられている。同様に、Yスライダ319にもコイル323が取り付けられている。コイル322との間にX方向の電磁力を発生するために、永久磁石326を内側に取り付けたヨーク325がレンズ収納体315に取り付けられている。尚、コイル323と間にY方向の電磁力を発生するためのヨーク及び永久磁石は、図では省略してある。
A flat ring-shaped
レンズホルダ330は、防振レンズ24cを保持している。このレンズホルダ330には、一対の穴330aが形成されており、これらにX方向の延びたサブガイド軸321の両端が嵌合され、そしてサブガイド軸321が動かないように接着剤などで固定されている。同様に、一対の穴330bにサブガイド軸320がしっかりと保持されている。
The
スライダ318、319を隠すように、レンズホルダ330にカバー332が配置されている。このカバー332は、レンズ収納体315のステップ315aに載せられている。カバー332の内面には、2個の永久磁石333、334が取り付けられている。永久磁石333はヨーク325に対面し、永久磁石334は別のヨーク(図示せず)に対面する。
A
図19に示すように、コイル322の両側には、永久磁石326、333が位置しており、また、ヨーク325の折り曲片325aがコイル322内に入り込んでいる。コイル322を通電すると、コイル322に発生した磁界と、永久磁石326、333の磁界により電磁力が発生する。この電磁力は、コイル322の電流の向きに応じて、+X方向又は−X方向に作用し、Xスライダ318を+X方向又は−X方向に移動する。同様に、コイル323に通電すると、コイル323に発生した磁界と、図示しない永久磁石及び永久磁石334の磁界から発生した電磁力により、Yスライダ319を+Y方向又は−Y方向に移動する。
As shown in FIG. 19,
また、レンズ収納体315の穴315b、315cには、Xホール素子340、Yホール素子341が収納されている。Xホール素子340は、Xスライダ318の下面に埋め込まれた小さな磁石342の磁界に応答して電圧を発生する。この電圧は、Xスライダ318のX方向での位置に対応している。また、Yホール素子341も、Yスライダ319の下面に埋め込まれた磁石343の磁界に応答して電圧を発生し、この電圧はYスライダ319のY方向での位置に対応している。
In addition, the
各ホール素子340、341は、防振レンズ24cの位置に応じて、例えば0〜5Vの電圧範囲の信号を発生する。各ホール素子340、341の出力信号が2.5V(基準電圧)のときには、Xスライダ318はX基準位置に位置し、Yスライダ319がY基準位置に位置している。この状態では、防振レンズ24cの光軸が撮影光学系24の光軸24aに一致している。
Each
次に、手ぶれ補正機構201の作用について説明する。
Next, the operation of the camera
撮影準備のために撮影装置1000の電源をONにすると、手ぶれ補正制御部(図10の202)は、基準電圧(2.5V)を制御目標値信号とする。そして、手ぶれ補正制御部202は、各ホール素子340、341の出力信号が制御目標値信号である基準電圧に到達するように、コイル322、323に供給する電流の向き及び大きさをフィードバック制御する。このフィードバック制御により、Xスライダ318はX基準位置に向けて移動され、Yスライダ319はY基準位置に向けて移動される。スライダ318、319が基準位置にセットされると、防振レンズ24cの光軸が撮影光学系24の光軸24aに一致する。手ぶれ補正オフモードでは、手ぶれがあっても、制御目標値信号は基準電圧に保たれる。これにより、レンズホルダ330は手ぶれがあっても、停止したままとなる。
When the power of the photographing
手ぶれ補正オンモードでは、手ぶれに応じて防振レンズ24cがレンズホルダ330とともに移動する。X方向の手ぶれはX方向の角速度センサ250で検知され、またY方向の手ぶれはY方向の角速度センサで検知される。手ぶれが発生すると、各角速度センサは角速度信号を発生する。各角速度センサの角速度信号は個別に積分され、X方向とY方向の角度信号にそれぞれ変換される。この角度信号は、この角度(振れ角)に相当する像ぶれを補正するための防振レンズ24cの直線移動に相当したレンズ変位量信号に変換される。得られたレンズ変位量信号は、基準電圧(2.5V)に加算されて、制御目標値信号となる。
In the camera shake correction on mode, the
ここで、レンズ変位量信号は、手ぶれの方向に応じて正負の符号を有するため、制御目標値信号は、基準電圧(2.5V)を中心にして変化する。 Here, since the lens displacement amount signal has a positive or negative sign according to the direction of camera shake, the control target value signal changes around the reference voltage (2.5 V).
例えば、+X方向に手ぶれが発生すると、それを補正するためのレンズ変位量信号が基準電圧に加算されて、制御目標値信号が算出される。次に、X方向のホール素子340の出力信号が制御目標値信号となるように、コイル322の電流の向き及び大きさが決められる。このコイル322の通電により発生した磁界と、永久磁石326、333の磁界とにより、−X方向の電磁力がコイル322に作用する。この電磁力により、Xスライダ318は、メインガイド軸316に沿って−X方向に移動する。また、Xスライダ318はサブガイド軸320を介してレンズホルダ330に連結されているため、Xスライダ318は、レンズホルダ330を−X方向に押す。
For example, when camera shake occurs in the + X direction, a lens displacement amount signal for correcting the camera shake is added to the reference voltage, and a control target value signal is calculated. Next, the direction and magnitude of the current of the
ここで、レンズホルダ330に固定されたサブガイド軸321は、Yスライダ319の軸孔319bにガイドされる。これにより、Xスライダ318とレンズホルダ330は、メインガイド軸316及びYスライダ319の一対の軸孔319aにガイドされながら一緒に移動する。
Here, the
Xスライダ318が、制御目標値信号に対応したレンズ位置まで移動すると、X方向のホール素子340の出力信号が制御目標値信号に一致する。これにより、CCD30上に形成される画像は殆ど移動しない。したがって、CCD30からは、鮮明な画像の電気信号が発生する。
When the
手ぶれが停止すると、レンズ変位量信号は徐々に0に戻るように制御され、その結果、制御目標値信号は基準電圧(2.5V)となり、X方向のホール素子340の出力信号が基準電圧に戻るように、コイル322の電流の向き及び大きさが決定される。これにより、Xスライダ318がX基準位置に向けて徐々に移動する。Xスライダ318がX基準位置に戻った後は、このX基準位置に維持されるように、コイル322の電流の向きと大きさが制御される。レンズホルダ330は、Xスライダ318と一緒に戻るから、防振レンズ24cの光軸が撮影光学系24の光軸24aに一致した状態となる。
When the camera shake is stopped, the lens displacement amount signal is controlled to gradually return to 0. As a result, the control target value signal becomes the reference voltage (2.5 V), and the output signal of the
−X方向の手ぶれが発生すると、手ぶれの大きさに応じた値を持ったプラスのレンズ変位量信号が基準電圧に加算され、制御目標値信号が算出される。X方向のホール素子340の出力信号が制御目標値信号になるように、コイル322の電流の向き及び大きさが決められる。このコイル322の通電により、Xスライダ318は、メインガイド軸316に沿って+X方向に移動する。−X方向の手ぶれがなくなると、Xスライダ318はX基準位置に徐々に戻し、そして、Xスライダ318をX基準位置に維持する。このときには、防振レンズ24cの光軸は撮影光学系24の光軸24aに一致している。
When camera shake in the −X direction occurs, a positive lens displacement signal having a value corresponding to the magnitude of camera shake is added to the reference voltage, and a control target value signal is calculated. The direction and magnitude of the current of the
Y方向の手ぶれに対しても同様である。このY方向の手ぶれに対しては、コイル323によってYスライダ319をY方向に移動する。このときにサブガイド軸321を介してレンズホルダ330がY方向に押される。Yスライダ319は、メインガイド軸317にガイドされ、レンズホルダ330のサブガイド軸320は、Xスライダ318の軸孔318bにガイドされる。レンズホルダ330が、Yスライダ319と一緒にY方向に移動すると、Y方向の手ぶれによる画像の移動が防止され、CCD30上に形成される画像はほぼ停止する。Y方向の手ぶれがなくなると、Yスライダ319は、Y基準位置に徐々に戻される。
The same applies to camera shake in the Y direction. In response to camera shake in the Y direction, the
実際の手ぶれは、X方向とY方向の両方で発生するため、レンズホルダ330がX方向とY方向の両方へ同時に移動する。
Since actual camera shake occurs in both the X direction and the Y direction, the
次に、手ぶれ補正制御部202について説明する。
Next, the camera shake
図20は主として図10に示した手ぶれ補正制御部202の内部構成の実施の形態を示すブロック図である。尚、手ぶれ補正制御部202は、水平方向(X方向)の手ぶれ補正制御部と、垂直方向(Y方向)の手ぶれ補正制御部の2系統を有するが、図20上では、説明を簡単にするためにX方向の手ぶれ補正制御部のみを示している。
FIG. 20 is a block diagram mainly showing an embodiment of the internal configuration of the camera shake
図20において、X方向の角速度センサ250は、撮影装置1000の水平方向(X方向)の角速度を検出し、検出した角速度に対応する角速度信号(電圧信号)をアナログのハイパスフィルタ(HPF)204に出力する。HPF204は、入力する角速度信号の直流成分を除去し、これをアナログアンプ206を介してAD変換器208に出力する。
In FIG. 20, an X-direction
AD変換器208は入力するアナログの角速度信号をデジタルの角速度信号に変換し、これをデジタルのHPF210に出力する。HPF210は、DC(基準値)を検出するローパスフィルタ(LPF)210Aと、減算器210Bとから構成されており、減算器210Bは、角速度信号からLPF210Aにて検出された基準値を減算する。これにより、手ぶれとは見なせない低い周波数の角速度信号を除去する。
The
デジタルのHPF210から出力された角速度信号は、積分回路212によって積分され、ここで角度(振れ角)信号に変換される。
The angular velocity signal output from the
即ち、積分回路212は、まず入力する角速度信号A1を積分して角度信号An+1に変換する。この積分には次式が使われる。
That is, the
[数1]
An+1=(A1−An)×α+An
ここで、αは係数であり、Anはレジスタから読み出した前回の積分値である。
[Equation 1]
A n + 1 = (A 1 −A n ) × α + A n
Here, α is a coefficient, and An is the previous integrated value read from the register.
上記積分により、手ぶれによって発生した光学系の傾き角度が算出される。得られた角度信号An+1は、積分リミッタ214に送られる。この積分リミッタ214は、傾き角度がリミット角度を越えた場合には、越えた部分がカットされる。したがって、角度信号An+1の最大値は、リミット角度である。
By the above integration, the tilt angle of the optical system caused by camera shake is calculated. The obtained angle signal An + 1 is sent to the
尚、積分リミッタ214のリミット角度(振れ角の上限値及び下限値の各制限値)は、コントローラ240から与えられるが、この制限値の詳細については後述する。
The limit angle of the integration limiter 214 (restriction values of the upper limit value and the lower limit value of the swing angle) is given from the
積分リミッタ214から出力される角度信号は、位相補償回路216に加えられる。位相補償回路216は、上記演算等によって実際の角度よりも遅れた角度信号の遅れ補償を行う。
The angle signal output from the
位相補償された角度信号は、制御目標値演算回路218に加えられ、ここで、撮影装置1000の手ぶれに伴う像振れを補正するための防振レンズ24cの移動すべきX方向のレンズ位置を示す制御目標値に変換される。
The angle-compensated angle signal is applied to the control target
制御目標値演算回路218によって演算された制御目標値は、制御目標値リミッタ220に加えられる。制御目標値リミッタ220には、コントローラ240によって防振レンズ24cの動作範囲の上限値及び下限値を示す各限界値が設定されており、制御目標値リミッタ220は、入力する制御目標値が、予め設定された動作範囲を越えないように制御目標値を制限する。
The control target value calculated by the control target
尚、防振レンズ24cの動作範囲の限界値は、手ぶれ補正機構201が機械的に接触する限界値(メカ限界)よりも所定量だけ内側の位置である。
The limit value of the operating range of the
制御目標値リミッタ220から出力された制御目標値は、減算器222の正入力に加えられる。減算器222に負入力には、防振レンズ24cの現在位置を示すレンズ位置信号が加えられており、減算器222は、制御目標値とレンズ位置信号(現在位置)との差分を求め、この差分を防振レンズ24cの操作量として出力する。
The control target value output from the control
防振レンズ24cの現在位置は、ホール素子340によって検出されるようになっている。即ち、ホール素子340は、防振レンズ24cのレンズ位置に対応する検出信号(電圧信号)を出力し、この検出信号をアンプ224を介してAD変換器226に出力する。AD変換器226は入力するレンズ位置を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、これを防振レンズ24cの現在位置を示すレンズ位置信号として減算器222に負入力に出力する。
The current position of the
減算器222から出力された操作量は、位相補償回路228によって位相補償された後、モータドライバ230に加えられる。モータドライバ230は、入力する操作量に対応してパルス幅変調(PWM)した駆動信号を生成し、この駆動信号を、図17に示したコイル322(ボイスコイルモータ(VCM))に出力する。
The operation amount output from the
これにより、防振レンズ24cは、操作量に対応した移動量だけX方向に駆動され、撮影装置のX方向の手ぶれによる像振れが生じないように制御される。尚、X方向の手ぶれと同様に、Y方向の手ぶれも補正される。
As a result, the
コントローラ240は、積分回路212、積分リミッタ214及び制御目標値リミッタ220を制御するもので、積分回路212から積分結果(角度信号)を入力し、AD変換器226から防振レンズ24cのレンズ位置信号を入力し、動作範囲設定部242からは動作範囲を示す上限値及び下限値を示す信号を入力し、CPU10(図10参照)からは撮影装置1000の動作状態に関する信号(撮影動作、手ぶれON/OFFモード等の信号)を入力する。
The
動作範囲設定部242は、防振レンズ24cの動作範囲の上限値及び下限値を示す各限界値が設定され、コントローラ240は、ここで設定された動作範囲の限界値を制御目標値リミッタ220に設定する。尚、制御目標値リミッタ220に設定される動作範囲の限界値は、コントローラ240からの指令によらず、予め固定値として設定してもよい。
The operation
また、コントローラ240は、CPU10から手ぶれ補正オフモードを示す信号を入力すると、積分回路212の積分値(角度)を0にリセットするとともに、積分回路212での積分動作を停止(又は0を積分)させる。これにより、防振レンズ24cの動作範囲の中心位置を0とした場合、制御目標値は0となり、防振レンズ24cは、その動作範囲の中心位置で停止した状態となる。
When the
一方、コントローラ240は、CPU10から手ぶれ補正オンモードを示す信号を入力すると、積分回路212での積分動作を可能にする。また、CPU10は、二段ストロークの半押し時にONするスイッチS1と、全押し時にONするスイッチS2の信号をコントローラ240に出力する。
On the other hand, when the
コントローラ240は、手ぶれ補正オンモードにおいては、積分回路212での積分動作を可能にするが、スイッチS1のON、スイッチS2のON以外の期間では、積分結果(角度)をわずかに小さくする値に補正し、防振レンズ24cを光学中心に徐々に戻すようにする。これにより、防振精度は低下するが、防振動作ができなくなることを回避することができる。一方、スイッチS1のON、又はスイッチS2のONの期間では、積分結果(角度)を補正する処理を行わないようにし、この期間での防振精度を上げる。
The
更に、コントローラ240は、積分回路212によって算出される現在の振れ角、及びホール素子340等によって検出される防振レンズ24cの現在のレンズ位置に基づいて、積分リミッタ214の上限値及び下限値の各制限値を変更する。尚、積分リミッタ214の制限値を変更する制御の詳細については後述する。
Further, the
<手ぶれ補正方法>
図21は手ぶれ補正方法の第1の態様を示す概念図である。
<Image stabilization method>
FIG. 21 is a conceptual diagram showing a first mode of a camera shake correction method.
図21は時間とともに変化する防振レンズ24cの移動位置の一例を示しており、防振レンズ24cの動作範囲の中心(撮影レンズ、防振レンズ24cの光学中心)から一方向側に移動している場合に関して示している。
FIG. 21 shows an example of the moving position of the
図21において、+Aは、防振レンズ24cのメカ限界の上限値を示し、+Bは、メカ限界の内側の動作範囲の上限値を示し、+Cは、防振レンズ24cの動作を一時的に制限する制限範囲の上限値を示している。尚、図示していないが、これらの上限値とは対称の位置に、動作範囲及び制限範囲を規定する下限値(−B,−C)が設定されている。
In FIG. 21, + A indicates the upper limit value of the mechanical limit of the
いま、撮影装置1000の手ぶれとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出されると、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ24cは時間経過とともに一方向(図21上で防振レンズ24cの動作範囲の中心からプラス方向)に移動させられる。尚、パンニング動作は、動いている被写体を追いかけるカメラ操作であるため、パンニング判定には、焦点距離や被写体距離等のカメラの撮影条件を考慮するようにしてもよい。
If a shake in one direction close to a panning operation, a tilting operation, or the like is detected as a camera shake of the
そして、防振レンズ24cの位置が制限範囲の上限値(+C)に到達すると、防振レンズ24cの移動は上限値(+C)を越えないように制限させられる。防振レンズ24cの移動が制限範囲によって制限された状態で、一定の条件が成立すると、その制限が解除される。
When the position of the
ここで、一定の条件としては、一方向の振れが所定時間連続した場合、防振レンズ24cの移動すべき位置が所定時間連続して制限範囲を越えている場合、防振レンズ24cの移動すべき位置が制限範囲を所定の閾値以上越えている場合、最新の一定期間の防振レンズ24cの移動すべき位置の平均値が制限範囲を越えている場合等が考えられる。
Here, as a constant condition, when the shake in one direction is continued for a predetermined time, the position where the
いま、時刻t1において、一定の条件が成立したと判定されると、初期設定された制限範囲が拡大されるようにその上限値Cを変更する。この第1の態様では、制限範囲の上限値Cを動作範囲の上限値(+B)と同じ上限値(+C’)に変更する。これにより、移動が制限されていた防振レンズ24cは動作可能となり、パンニング動作等に近い一方向の振れが継続していると、その振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ24cは再び一方向に移動する。
If it is determined that a certain condition is satisfied at time t1, the upper limit value C is changed so that the initially set limit range is expanded. In the first aspect, the upper limit value C of the limit range is changed to the same upper limit value (+ C ′) as the upper limit value (+ B) of the operation range. As a result, the
その後、時刻t2において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、手ぶれが検出されると、その手ぶれに伴う像振れを防止するために、防振レンズ24cは振動させられる。
Thereafter, at time t2, when the shake in one direction close to the panning operation or the like is finished and the camera shake is detected, the
ここで、上記と同様な状況において、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ24cは、一点鎖線で示すように移動し、時刻t2には、動作範囲の上限値(+B)に到達する。従って、時刻t2において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、手ぶれが検出されても、防振レンズ24cは、動作範囲に制限されて適正に振動させることができないという問題がある。
Here, in the same situation as described above, when the restriction range is not provided, the vibration-
また、制限範囲を設けた場合には、制限範囲を設けない場合に比べて、図21上で、距離Lだけ防振レンズ24cを、光学的性能の高い光学中心に近い位置で振動させることができる利点がある。
Further, when the limit range is provided, the vibration-
一方、制限範囲の上限値(+C)を上限値(+C’)に変更した後、制御目標値又は防振レンズ24cの位置が初期設定された制限範囲(制限値±C)内に入り、一定の条件が成立すると、変更した制限範囲の上限値(+C’)を初期設定された制限範囲の上限値(+C)に戻す。例えば、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲の上限値(+C)よりも十分に内側(適正な手ぶれ補正が可能な位置)に入ると、変更された制限範囲の上限値(+C’)を初期設定された制限範囲の上限値(+C)に戻す。
On the other hand, after the upper limit value (+ C) of the limit range is changed to the upper limit value (+ C ′), the control target value or the position of the
尚、現在の制限目標値としては、最新の一定期間内の制限目標値の平均値を使用してもよい。 As the current limit target value, an average value of the latest limit target values within a certain period may be used.
また、図21に示した例では、時刻t2において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、この時点t2から手ぶれに伴う像振れを防止する場合について説明したが、制限範囲の上限値(+C)を、動作範囲の上限値(+B)と同じ上限値(+C’)に変更した場合には、防振レンズ24cをその上限値(+C’)まで移動させることができることは言うまでもない。更に、最終的に防振レンズ24cが動作範囲の上限値(+B)と同じ上限値(+C’)に到達するまでの時間は、制限範囲を設けない場合に比べて長くなり、その長くなった分だけ、適正に手ぶれ補正をかけられる時間を延ばすことができる。
In the example shown in FIG. 21, a case has been described in which one-way shake close to a panning operation or the like is completed at time t2, and image blur due to camera shake is prevented from time t2. Needless to say, when (+ C) is changed to the same upper limit value (+ C ′) as the upper limit value (+ B) of the operation range, the vibration-
図22は本発明に係る手ぶれ補正方法の第1の態様における手ぶれ補正処理を示すフローチャートである。 FIG. 22 is a flowchart showing camera shake correction processing in the first embodiment of the camera shake correction method according to the present invention.
撮影装置1000が手ぶれ補正オンモードに切り替えられると、図20に示した角速度センサ250、積分回路212等により撮影装置1000の手ぶれによる角度(振れ角)を検出する(ステップS110)。この検出された撮影装置1000の振れに基づいて手ぶれ補正機構201を介して防振レンズ24cを駆動するための制御目標値を算出する(ステップS112)。
When the
続いて、ステップS112で算出された制御目標値が、制限範囲内か否かを判別する(ステップS114)。尚、制限範囲は、図21に示したように制限値(±C)によって初期設定された制限範囲と、動作範囲の限界値(±B)に対応する制限値(±C’)に変更された制限範囲とがある。 Subsequently, it is determined whether or not the control target value calculated in step S112 is within the limit range (step S114). The limit range is changed to a limit range (± C ′) corresponding to the limit range (± B) initially set by the limit value (± C) and the limit value (± B) of the operation range as shown in FIG. There is a limited range.
制御目標値が、制限範囲内にある場合には、その制限範囲が初期設定された制限範囲から変更されているか否かを判別する(ステップS116)。制限範囲が変更されていない場合(初期設定された制限範囲の場合)には、制御目標値に基づいて手ぶれ補正機構を介して防振レンズ24cを駆動し、これにより像振れを補正する(ステップS118)。
If the control target value is within the limit range, it is determined whether or not the limit range has been changed from the initially set limit range (step S116). When the limit range is not changed (in the case of the initially set limit range), the
一方、ステップS114において、制御目標値が制限範囲を越えたことが判別されると、ステップS120に遷移させる。ステップS120では、制御目標値が制限範囲に入るように制御目標値を制限する。 On the other hand, if it is determined in step S114 that the control target value has exceeded the limit range, the process proceeds to step S120. In step S120, the control target value is limited so that the control target value falls within the limit range.
ここで、制限範囲の設定(制限範囲の上限値及び下限値の設定)は、図20に示した積分リミッタ214のリミット値を設定することによって行っている。即ち、制御目標値は、撮影装置1000の振れ角に対応しており、防振レンズ24cの移動範囲を制限する制限範囲も角度範囲によって設定することができる。上記ステップS120の処理は、積分リミッタ214によって積分結果(振れ角)を制限することにより、その後、振れ角から変換される制御目標値を制限するようにしている。
Here, the setting of the limit range (setting of the upper limit value and the lower limit value of the limit range) is performed by setting the limit value of the
続いて、制御目標値が制限されている状態で、一定の条件が検出されたか否かを判別する(ステップS122)。例えば、パンニング動作等に近い一方向の振れが所定時間連続した場合等を検出し、一定条件が検出された場合には、ステップS124に遷移し、一定条件が検出されない場合には、ステップS118に遷移する。 Subsequently, it is determined whether or not a certain condition is detected in a state where the control target value is limited (step S122). For example, when a case where a one-way shake close to a panning operation or the like continues for a predetermined time is detected, and a certain condition is detected, the process proceeds to step S124. Transition.
ステップS124では、図21に示した初期設定された制限範囲(制限値±C)を、動作範囲(限界値±B)と同じ制限範囲(制限値±C’)に変更する。この制限範囲の変更も図20に示した積分リミッタ214のリミット値を設定することによって行っている。また、これらの積分リミッタ214のリミット値の設定は、コントローラ240からの指令によって行われる。
In step S124, the initially set limit range (limit value ± C) shown in FIG. 21 is changed to the same limit range (limit value ± C ′) as the operation range (limit value ± B). This limit range is also changed by setting the limit value of the
一方、ステップS116において、制限範囲が初期設定された範囲から変更されていると判別されると、ステップS126に遷移する。ステップS126では、変更された制限範囲(制限値±C’)を変更前の制限範囲(制限値±C)に復帰させる条件が成立したか否かを判別する。例えば、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲の制限値よりも十分に内側(適正な手ぶれ補正が可能な位置)に入った場合、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲に入っている状態が一定時間継続している場合等を判別する。 On the other hand, if it is determined in step S116 that the limit range has been changed from the initially set range, the process proceeds to step S126. In step S126, it is determined whether or not a condition for returning the changed limit range (limit value ± C ') to the limit range before the change (limit value ± C) is satisfied. For example, if the current control target value is well inside the limit value of the initially set limit range (position where proper camera shake correction is possible), the current control target value is set to the default limit A case where the state in the range continues for a certain time is determined.
ステップS126で制限範囲(制限値±C’)を初期設定された制限範囲(制限値±C)に復帰させる条件が成立したことが判別されると、ステップS128に遷移し、ここで、現在の制限範囲(制限値±C’)を、初期設定された制限範囲(制限値±C)に戻す。 When it is determined in step S126 that the condition for returning the limit range (limit value ± C ′) to the initially set limit range (limit value ± C) is established, the process proceeds to step S128, where The limit range (limit value ± C ′) is returned to the initially set limit range (limit value ± C).
尚、第1の態様における制限範囲の変更(及び復帰)の条件は、この実施の形態に限定されない。 The conditions for changing (and returning) the restriction range in the first aspect are not limited to this embodiment.
図23は手ぶれ補正方法の第2の態様を示す概念図である。 FIG. 23 is a conceptual diagram showing a second aspect of the camera shake correction method.
図23は、図21と同様に時間とともに変化する防振レンズ24cの移動位置の一例を示しており、防振レンズ24cの動作範囲の中心から一方向側に移動している場合に関して示している。
FIG. 23 shows an example of the moving position of the
図23において、撮影装置1000の手ぶれとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出されると、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ24cは時間経過とともに一方向(図23上で防振レンズ24cの動作範囲の中心からプラス方向)に移動させられる。
In FIG. 23, when a shake in one direction close to a panning operation, a tilting operation, or the like is detected as a camera shake of the photographing
そして、防振レンズ24cの位置が制限範囲の上限値(+C)に到達すると、防振レンズ24cの移動は上限値(+C)を越えないように制限させられる。防振レンズ24cの移動が制限範囲によって制限された状態で、パンニング動作、チルティング動作等に近い一方向の振れが検出され(時刻t1)、その後、一方向の振れ検出が終了すると(時刻t2)、制限範囲(制限値±C)を拡大した制限範囲(制限値±C’)に変更し、これにより時刻t2から直ちに適正な手ぶれ補正ができるようにしている。
When the position of the
即ち、時刻t2において、初期設定された制限範囲を維持すると、この制限範囲(上限値+C)の制限により、マイナス方向の振れ補正しかできないという問題がある。また、制御目標値は徐々に光学系の光学中心に戻すように生成され、これにより防振レンズ24cの振動中心は、光学中心に戻されるように制御されるが、防振レンズ24cが制限端から光学中心にある程度戻るまでには時間がかかり、この間の手ぶれ補正は適正に行うことができない。特に、操作部12のレリーズボタンの押下時に適正な手ぶれ補正が行われないと、ぼけた画像が撮影されることになる。
In other words, if the initially set limit range is maintained at time t2, there is a problem that only the shake correction in the negative direction can be performed due to the limit of the limit range (upper limit value + C). Further, the control target value is generated so as to gradually return to the optical center of the optical system, whereby the vibration center of the
そこで、第2の態様では、初期設定された制限範囲(制限値±C)によって防振レンズ24cの移動範囲を制限するが、上記のようにパンニング動作等の終了が検出されると、直ちに適正な手ぶれ補正ができるように、初期設定された制限範囲(制限値±C)を制限範囲(制限±C’)に広げるようにしている。尚、レリーズボタンの押下時(スイッチS1のON、又はスイッチS2のON時)に、防振レンズ24cが制限範囲(制限値±C)の端付近に位置している場合には、その制限範囲(制限値±C)を制限範囲(制限値±C’)に広げるようにしてもよい。
Therefore, in the second mode, the movement range of the
また、初期設定された制限範囲(制限値±C)によって防振レンズ24cの移動範囲を制限することにより、防振レンズ24cを、光学的性能の高い光学中心に近い位置で振動させることができる利点がある。
Further, by restricting the movement range of the
一方、上記と同様な状況において、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ24cは、一点鎖線で示すように移動し、時刻t2には、動作範囲の上限値(+B)に到達する。従って、時刻t2において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、手ぶれが検出されても、防振レンズ24cは、動作範囲に制限されて適正に振動させることができないという問題がある。また、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ24cが、光学的性能の低い光学中心から離れた動作範囲の限界近傍で動作するという問題がある。
On the other hand, in the same situation as described above, when the restriction range is not provided, the vibration-
尚、この第2の態様における手ぶれ補正処理は、第1の態様と同様に行われる(図22のフローチャート参照)。ただし、第1の態様と第2の態様とは、制限範囲を変更する条件や、変更する制限範囲が異なっている。 Note that the camera shake correction processing in the second mode is performed in the same manner as in the first mode (see the flowchart of FIG. 22). However, the 1st mode and the 2nd mode differ in the conditions which change a restriction range, and the restriction range which changes.
図24は手ぶれ補正方法の第3の態様を示す概念図である。 FIG. 24 is a conceptual diagram showing a third aspect of the camera shake correction method.
図24は、図21と同様に時間とともに変化する防振レンズ24cの移動位置の一例を示しており、防振レンズ24cの動作範囲の中心から一方向側に移動している場合に関して示している。
FIG. 24 shows an example of the moving position of the
図24において、撮影装置1000の手ぶれとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出されると、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ24cは時間経過とともに一方向(図24上で防振レンズ24cの動作範囲の中心からプラス方向)に移動させられる。
In FIG. 24, when a shake in one direction close to a panning operation, a tilting operation, or the like is detected as a camera shake of the photographing
そして、防振レンズ24cの位置が制限範囲の上限値(+C)に到達すると、防振レンズ24cの移動は上限値(+C)を越えないように制限させられるとともに、初期設定された制限範囲の上限値(+C)に、一定の拡大値を加算し、この加算した上限値(+C’)を有する制限範囲を、次回の制限範囲にする。即ち、現在の制限目標値が現在の制御範囲を超えた場合には、次回の制御範囲を一定値だけ拡大する。尚、現在の制限目標値としては、最新の一定期間内の制限目標値の平均値を使用してもよい。
When the position of the
これにより、パンニング動作等に近い一方向の振れが連続して検出されると、制限範囲(上限値+C’)は、徐々に拡大される。 As a result, when a shake in one direction close to a panning operation or the like is continuously detected, the limit range (upper limit value + C ′) is gradually expanded.
図24に示すように、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ24cは、一点鎖線で示すように移動し、時刻t2には、動作範囲の上限値(+B)に到達するが、第3の態様のように徐々に拡大する制限範囲を設定することにより、時刻t2においても動作範囲の限界付近には到達せず、防振レンズ24cを、より光学的性能の高い光学中心に近い位置で振動させることができる。
As shown in FIG. 24, when the restriction range is not provided, the
尚、図24上において、時刻t1から時刻t2の間で徐々に拡大される制限範囲の傾きは、加算する拡大値の大きさによって決定される。拡大値が大きすぎる場合には、防振レンズ24cが動作範囲の限界付近に移動しやすくなり、一方、拡大値が小さすぎる場合には、時刻t1から時刻t2の間での手ぶれ補正の制限を大きく受けるため、手ぶれ補正の精度が低下する。したがって、拡大値の大きさは、これらの事情を鑑みて適正な値に設定する必要がある。
In FIG. 24, the slope of the limit range that is gradually expanded between time t1 and time t2 is determined by the size of the added value to be added. If the enlargement value is too large, the vibration-
一方、現在の制限範囲の上限値(+C’)に対して、制御目標値又は防振レンズ24cの現在位置が、上限値(+C’)よりも一定値(例えば、上記拡大値)以上小さい場合には、上限値(+C’)から一定の縮小値(拡大値と同じ大きさでもよいし、異なっていてもよい)を減算し、これを次回の制限範囲とする。これにより、変更した制限範囲を初期設定した制限範囲に徐々に戻すことができる。
On the other hand, when the control target value or the current position of the
尚、図24に示した例では、時刻t2において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、この時点t2から手ぶれに伴う像振れを防止する場合について説明したが、制限範囲の上限値(+C)を、最終的には動作範囲の上限値(+B)まで変更できるようにしたため、防振レンズ24cを動作範囲の上限値(+B)まで移動させることができることは言うまでもない。更に、最終的に防振レンズ24cが動作範囲の上限値(+B)に到達するまでの時間は、制限範囲を設けない場合に比べて長くなり、その長くなった分だけ、適正に手ぶれ補正をかけられる時間を延ばすことができる。
In the example shown in FIG. 24, the case has been described in which the shake in one direction close to the panning operation or the like is completed at time t2, and the image shake due to the camera shake is prevented from this time t2. Since (+ C) can be finally changed to the upper limit value (+ B) of the operating range, it goes without saying that the
図25は手ぶれ補正方法の第3の態様における手ぶれ補正処理を示すフローチャートである。尚、図22に示したフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。 FIG. 25 is a flowchart showing camera shake correction processing in the third mode of the camera shake correction method. Note that the same step numbers are assigned to portions common to the flowchart shown in FIG. 22, and a detailed description thereof is omitted.
図25に示す第3の態様の手ぶれ補正処理は、図22に示したステップS122、S124、及びステップS126、S128の処理の代わりに、それぞれステップS130、及びステップS132の処理を行う点で相違する。 The camera shake correction process of the third mode shown in FIG. 25 is different in that the processes of steps S130 and S132 are performed instead of the processes of steps S122 and S124 and steps S126 and S128 shown in FIG. .
即ち、第1の態様では、制御目標値が初期設定された制限範囲を越え、かつ一定条件(パンニング動作に近い一方向の振れ等)が検出された場合に、初期設定された制限範囲を拡大するようにしているが、第3の態様では、ステップS130に示すように、一定の条件の検出等は行わず、現在の制限範囲の制限値を所定量(一定の拡大値)だけ拡大し、これを次回の制限範囲に設定するようにしている。 That is, in the first aspect, when the control target value exceeds the initially set limit range and a certain condition (such as a one-way shake close to panning operation) is detected, the initially set limit range is expanded. However, in the third mode, as shown in step S130, the detection of a certain condition is not performed, the limit value of the current limit range is expanded by a predetermined amount (a constant expansion value), This is set to the next limit range.
同様に、制限範囲を戻す場合も、ステップS132に示すように、制限範囲を戻すための条件の検出を行わず、現在の制限範囲の制限値を所定量(一定の縮小値)だけ縮小し、これを次回の制限範囲に設定するようにしている。 Similarly, when returning the limit range, as shown in step S132, the limit value of the current limit range is reduced by a predetermined amount (a constant reduction value) without detecting the condition for returning the limit range, This is set to the next limit range.
第3の態様では、現在の制御目標値が現在の制限範囲を越えると、一定の拡大値ずつ拡大し、また、現在の制御目標値が現在の制限範囲よりも下回った場合には、一定の縮小値ずつ縮小して初期設定された制限範囲に戻すようにしたが、第3の態様の変形例では、現在の制御目標値が現在の制限範囲の制限値を越える場合には、その超過量(現在の制御目標値と制限値との差分)を算出し、この差分に対応した値を現在の制限値に加算し、この加算した値を次回の制限値にするようにしている。 In the third aspect, when the current control target value exceeds the current limit range, the current control target value is increased by a certain expansion value, and when the current control target value falls below the current limit range, the constant value is constant. Although the reduction value is reduced and returned to the initially set limit range, in the modification of the third aspect, when the current control target value exceeds the limit value of the current limit range, the excess amount (A difference between the current control target value and the limit value) is calculated, a value corresponding to this difference is added to the current limit value, and this added value is set as the next limit value.
同様に、現在の制御目標値が現在の制限範囲の制限値を下回った場合には、その下回った量(現在の制御目標値と制限値との差分)を算出し、この差分に対応した値を現在の制限値から減算し、この減算した値を次回の制限値にするようにしている。 Similarly, if the current control target value falls below the limit value of the current limit range, the amount below that (the difference between the current control target value and the limit value) is calculated, and the value corresponding to this difference Is subtracted from the current limit value, and this subtracted value is used as the next limit value.
尚、現在の制御目標値(振れに相当)としては、最新の一定期間内に検出された振れの平均値を使用してもよい。また、前記算出した差分に対応した値としては、例えば、前記差分に対して1よりも小さい値を乗算した値とすることができる。 As the current control target value (corresponding to the shake), the average value of the shake detected within the latest fixed period may be used. Further, the value corresponding to the calculated difference can be, for example, a value obtained by multiplying the difference by a value smaller than 1.
この第3の態様の変形例における手ぶれ補正処理は、第3の態様と同様に行われる(図25のフローチャート参照)。ただし、ステップS130、S132の所定量の代わりに、現在の制御目標値と制限値との差分に対応した値を使用する点で相違する。 The camera shake correction process in the modified example of the third aspect is performed in the same manner as in the third aspect (see the flowchart of FIG. 25). However, the difference is that a value corresponding to the difference between the current control target value and the limit value is used instead of the predetermined amount in steps S130 and S132.
図26は手ぶれ補正方法の第4の態様を示す概念図である。 FIG. 26 is a conceptual diagram showing a fourth aspect of the camera shake correction method.
図26に示す第4の実施の形態は、図23に示した第2の態様と、図24に示した第3の態様とを合体させたものである。 The fourth embodiment shown in FIG. 26 is a combination of the second mode shown in FIG. 23 and the third mode shown in FIG.
即ち、撮影装置1000の手ぶれとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出され、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ24cを時間経過とともに一方向に移動させる。そして、防振レンズ24cの位置が、時刻t1に制限範囲の上限値(+C)に到達すると、その後、制限範囲を徐々に拡大する。以上の制限範囲の制御は、第3の実施の形態と同様である。
That is, as a camera shake of the photographing
一方、パンニング動作等の一方向の振れ検出の終了時、又は操作部12のレリーズボタンの押下時(時刻t2)に、現在の制限範囲を一定量ΔX(図26上では、プラス方向の手ぶれ補正も適正に行うことができる値)だけ拡大し、これにより時刻t2から直ちに適正な手ぶれ補正ができるようにしている。この制限範囲の制御は、第2の実施の形態と同様である。
On the other hand, at the end of one-way shake detection such as panning operation or when the release button of the
尚、図26に示した例では、時刻t2において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、この時点t2から手ぶれに伴う像振れを防止する場合について説明したが、制限範囲の上限値(+C)を、最終的には動作範囲の上限値(+B)まで変更できるようにしたため、防振レンズ24cを動作範囲の上限値(+B)まで移動させることができることは言うまでもない。更に、最終的に防振レンズ24cが動作範囲の上限値(+B)に到達するまでの時間は、制限範囲を設けない場合に比べて長くなり、その長くなった分だけ、適正に手ぶれ補正をかけられる時間を延ばすことができる。
In the example shown in FIG. 26, the case where the shake in one direction close to the panning operation or the like ends at time t2 and the image shake due to the camera shake is prevented from time t2 has been described. Since (+ C) can be finally changed to the upper limit value (+ B) of the operating range, it goes without saying that the
手ぶれ補正方法の第1の態様から第4の態様は、本発明を簡略に説明するため、焦点距離が変わらない場合を例に説明したが、以下では、焦点距離が変更される場合について説明する。 In the first to fourth aspects of the camera shake correction method, the case where the focal length does not change has been described as an example in order to explain the present invention in a simplified manner. However, the case where the focal length is changed will be described below. .
図20において、制御目標値演算回路218は、位相補償回路216から入力する振れ角を示す角度信号と、CPU10から入力する現在の撮影光学系24の焦点距離情報とに基づいて制御目標値を演算する。
In FIG. 20, a control target
即ち、制御目標値演算回路218は、入力する角度信号と、焦点距離情報に基づいて図示しないメモリから読み出されたメカ係数γとを乗算し、振れを補正するための防振レンズ24cの変位量(制御目標値)を算出する。
That is, the control target
メカ係数γは、撮影光学系24の焦点距離に応じた値となっており、焦点距離が大きいほどメカ係数γの値が大きい。実際には、メカ係数γは、焦点距離の外に、コイル322、323の変換効率などを考慮して決められている。各焦点距離におけるメカ係数γとしては、例えば、図27に示す数値が用いられる。このメカ係数γにより、同じ手ぶれであっても、焦点距離が長いときは、焦点距離が短いときに比べて、防振レンズ24cの移動量が大きくなるように制御目標値が算出される。
The mechanical coefficient γ is a value corresponding to the focal length of the photographing
次に、コントローラ240によって初期設定される積分リミッタ214のリミット角度及び変更されるリミット角度について説明する。
Next, the limit angle of the
いま、撮影光学系24のズームレンズ24zが望遠端(テレ端)に位置している状態で、防振レンズ24cを、図21等に示した防振レンズ24cの動作範囲の限界値(±B)に移動させた場合に、像ぶれの補正が可能な最大角度が、±βとすると、コントローラ240は、この最大角度(±β)を積分リミッタ214に初期設定する。この初期設定されるリミット角度は、撮影光学系24の焦点距離に関係なく、一定の値である。
Now, in a state where the
このようにして撮影光学系24の焦点距離に関係なく、一定のリミット角度を設定することにより、リミット角度と、焦点距離に応じたメカ係数γとの乗算値に基づいて初期設定される制限範囲の制限値(±C)は、結果的に、最大の焦点距離(又はこれに対応するメカ係数γ)と現在の焦点距離(又はこれに対応するメカ係数γ)との比と、動作範囲の限界値(±B)とを乗算して得られる値となる。
In this way, by setting a fixed limit angle regardless of the focal length of the photographic
ところで、図21等に示した制限範囲は、防振レンズ24cの移動を一時的に制限する範囲であるが、積分リミッタ214に初期設定するリミット角度を、上記の角度(±β)に設定すると、撮影レンズ11がテレ端の場合の制限範囲の制限値(±C)は、防振レンズ24cの移動可能な動作範囲の限界値(±B)と一致し、これ以上拡大することはできない。
Incidentally, the limit range shown in FIG. 21 and the like is a range that temporarily limits the movement of the
従って、撮影光学系24のズーム連図24zがテレ端以外の焦点距離の場合に、制限範囲を拡大することができる。
Therefore, when the
また、本発明では、初期設定された制限範囲を変更できるようにしたが、撮影光学系24のズーム倍率が低い程、変更できる範囲を広くすることができる。
In the present invention, the initially set limit range can be changed. However, the lower the zoom magnification of the photographing
即ち、コントローラ240は、CPU10から現在の撮影光学系24の焦点距離情報を入力しており、積分リミッタ214の初期設定されたリミット角度を変更する場合には、現在の撮影レンズ11の焦点距離に応じて変更する。
That is, the
例えば、撮影光学系24のズーム倍率が6倍(テレ端の焦点距離とワイド端の焦点距離との比が6)の場合、撮影光学系24がワイド端のときの制限範囲(±C)は、動作範囲の約6分の1となり、初期設定された制限範囲は、約6まで拡大することができる。
For example, when the zoom magnification of the photographing
従って、積分リミッタ214に初期設定するリミット角度(±β)が、例えば、±0.5°の場合には、撮影レンズ11がワイド端のときには、リミット角度を6倍の角度(±3°)まで変更することができる。
Therefore, when the limit angle (± β) that is initially set in the
以上、図21、図23、図24、図26を用いた手ぶれ補正の第1〜第4の態様の説明において、防振レンズ24cの「移動量」は、防振レンズ24cの動作中心を基準にして正(+)方向または逆方向(−)方向の移動量として説明した。一方で、図6および図13を用いたオートフォーカスの第4〜第6実施形態の説明において、「手ぶれ量」および「手ぶれ補正量」は、防振レンズ24cの動作中心からの移動量の絶対値として説明した。すなわち、「限界値」という用語は、「動作範囲上限値」および「動作範囲下限値」の絶対値に対応し、「制限値」という用語は、「制限範囲上限値」および「制限範囲下限値」の絶対値に対応する。
As described above, in the description of the first to fourth modes of camera shake correction using FIGS. 21, 23, 24, and 26, the “movement amount” of the
なお、補正制限機能は、図21〜図27を用いて説明した態様には、特に限定されない。「限界値」によって示される「動作範囲」(防振レンズ24cの最大可動範囲である)、および、「制限値」によって示される「制限範囲」(制限された防振レンズ24cの可動範囲である)は、適宜定めてもよい。
The correction limiting function is not particularly limited to the mode described with reference to FIGS. An “operation range” indicated by the “limit value” (which is the maximum movable range of the
また、防振レンズ24cを移動させて像振れを補正する場合について説明したが、これに限らず、例えば、CCD、CMOS等のイメージセンサを光軸と直交する方向に移動させて像ぶれを補正するようにしてよい。手ぶれ補正量の「限界値」および「制限値」は、各態様において適宜定められる。
Further, the case where the image stabilization is corrected by moving the
本発明は、デジタルデータとして画像を記録するデジタルカメラに適用する場合に特に限定されず、フイルムに画像を記録するいわゆる銀塩カメラに適用してもよいことは、もちろんである。携帯電話などのカメラ付きのあらゆる携帯端末に適用できる。 The present invention is not particularly limited when applied to a digital camera that records an image as digital data, and may of course be applied to a so-called silver salt camera that records an image on a film. It can be applied to any mobile terminal with a camera such as a mobile phone.
なお、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、適宜組み合わせて実施してもよく、また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。 Note that the present invention is not limited to the examples described in the present specification and the examples illustrated in the drawings, and may be implemented in combination as appropriate, and various designs may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, changes and improvements may be made.
1…カメラ、10…CPU、30…撮像素子、24…撮影光学系、24c…防振レンズ、24f…フォーカスレンズ、66…外光AFセンサ(測距センサ)、68…手ぶれ量検出部、102…第1合焦位置取得部、106…AF評価値算出部、108…第2合焦位置取得部、110…選択部(合焦位置決定手段)、112…AF制御部(フォーカスレンズ移動手段)、120、140…重み付け制御部(合焦位置決定手段)、130…オンオフ制御部、132、152…データ制御部(合焦位置決定手段)、200…手ぶれ補正部、201・・・手ぶれ補正機構、202手ぶれ補正制御部
DESCRIPTION OF
Claims (20)
被写体までの距離を測定する測距センサと、
前記測距センサの測定距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得する第1の合焦位置取得手段と、
前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得する第2の合焦位置取得手段と、
手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段と、
前記手ぶれ量検出手段によって検出される手ぶれ量に基づいて、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置を重み付けして第3の合焦位置を求める合焦位置決定手段と、
前記第3の合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ移動手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。 A photographing optical system having a focus lens;
A distance measuring sensor that measures the distance to the subject;
First focus position acquisition means for acquiring a first focus position of the focus lens corresponding to a measurement distance of the distance measuring sensor;
A light receiving element that receives light from the subject via the photographing optical system;
Second focus position acquisition means for performing focus detection based on an output signal of the light receiving element to acquire a second focus position of the focus lens;
Camera shake amount detecting means for detecting the amount of camera shake;
A focus position determining unit that obtains a third focus position by weighting the first focus position and the second focus position based on a camera shake amount detected by the camera shake amount detection unit;
Focus lens moving means for moving the focus lens to the third in-focus position;
An autofocus device characterized by comprising:
被写体までの距離を測定する測距センサと、
前記測距センサの測定距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得する第1の合焦位置取得手段と、
前記撮影光学系を介して被写体からの光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得する第2の合焦位置取得手段と、
手ぶれ量を検出する手ぶれ量検出手段と、
前記手ぶれ量検出手段によって検出される前記手ぶれ量に基づいて、前記測距センサの測距動作のオンオフを切り換えるオンオフ制御手段と、
前記測距動作がオン状態であるときには、少なくとも前記第1の合焦位置を用いて前記フォーカスレンズの位置を決定する一方で、前記測距動作がオフ状態であるときには、前記第2の合焦位置のみを用いて前記フォーカスレンズの位置を決定する合焦位置決定手段と、
前記合焦位置決定手段で決定された位置に前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ移動手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。 A photographing optical system having a focus lens;
A distance measuring sensor that measures the distance to the subject;
First focus position acquisition means for acquiring a first focus position of the focus lens corresponding to a measurement distance of the distance measuring sensor;
A light receiving element that receives light from the subject via the photographing optical system;
Second focus position acquisition means for performing focus detection based on an output signal of the light receiving element to acquire a second focus position of the focus lens;
Camera shake amount detecting means for detecting the amount of camera shake;
On / off control means for switching on / off of the distance measuring operation of the distance measuring sensor based on the amount of camera shake detected by the camera shake amount detecting means;
When the ranging operation is in the on state, the focus lens position is determined using at least the first focusing position, while when the ranging operation is in the off state, the second focusing is performed. Focusing position determining means for determining the position of the focus lens using only the position;
A focus lens moving means for moving the focus lens to a position determined by the in-focus position determining means;
An autofocus device characterized by comprising:
前記合焦位置決定手段は、前記焦点検出動作がオフ状態であるときには、前記第1の合焦位置のみを用いて前記フォーカスレンズの位置を決定することを特徴とする請求項5に記載のオートフォーカス装置。 The on / off control means switches on / off of the focus detection operation by the second focus position acquisition means based on the camera shake amount detected by the camera shake amount detection means,
6. The auto according to claim 5, wherein the focus position determining unit determines the position of the focus lens using only the first focus position when the focus detection operation is in an off state. Focus device.
前記合焦位置決定手段は、前記手ぶれ量が前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正の限界値または制限値を超えているときに、前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置を重み付けして前記第3の合焦位置を求めることを特徴とする請求項1、3、4のうちいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。 Comprising an image stabilization unit for performing image stabilization based on the amount of image stabilization;
The in-focus position determining unit weights the first in-focus position and the second in-focus position when the amount of camera shake exceeds a limit value or a limit value of camera shake correction in the image stabilization unit. The autofocus device according to claim 1, wherein the third in-focus position is obtained.
前記合焦位置決定手段は、前記手ぶれ量が前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正の限界値または制限値を超えているときに、前記測距センサの測定距離に対応する前記第1の合焦位置を選択することを特徴とする請求項2に記載のオートフォーカス装置。 Comprising an image stabilization unit for performing image stabilization based on the amount of image stabilization;
The in-focus position determining unit is configured to determine the first in-focus position corresponding to the measurement distance of the distance measuring sensor when the amount of camera shake exceeds a limit value or a limit value of camera shake correction in the camera shake correction unit. The autofocus device according to claim 2, wherein the autofocus device is selected.
前記オンオフ制御手段は、前記手ぶれ量が前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正の限界値または制限値を示す閾値を超えているときには、前記測距センサの測距動作をオン状態に設定する一方で、前記手ぶれ量が前記閾値を超えていないときには、前記測距センサの測距動作をオフ状態に設定することを特徴とする請求項5または6に記載のオートフォーカス装置。 Comprising an image stabilization unit for performing image stabilization based on the amount of image stabilization;
The on / off control means sets the distance measurement operation of the distance measurement sensor to an on state when the amount of camera shake exceeds a threshold value indicating a limit value or a limit value of camera shake correction in the camera shake correction means, The autofocus device according to claim 5 or 6, wherein when the amount of camera shake does not exceed the threshold value, the distance measuring operation of the distance measuring sensor is set to an off state.
前記手ぶれ補正手段は、手ぶれ補正を制限して過補正を防ぐ補正制限機能を有し、
前記合焦位置決定手段は、前記補正制限機能の動作中、前記手ぶれ量検出手段で検出される前記手ぶれ量と前記手ぶれ補正手段での手ぶれ補正量との差分が大きいほど、前記測距センサの測定距離に対応する前記第1の合焦位置の重みを大きくすることを特徴とする請求項1、3、4のうちいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。 Comprising an image stabilization unit for performing image stabilization based on the amount of image stabilization;
The camera shake correction means has a correction limiting function that limits camera shake correction and prevents overcorrection,
The in-focus position determination unit is configured to increase the difference between the camera shake amount detected by the camera shake amount detection unit and the camera shake correction amount by the camera shake correction unit during the operation of the correction restriction function. 5. The autofocus device according to claim 1, wherein a weight of the first in-focus position corresponding to a measurement distance is increased.
前記測距センサによって被写体までの距離を測定し、測定した距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得するステップと、
前記撮影光学系を介して被写体からの光を前記受光素子によって受光し、該受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得するステップと、
手ぶれ量を検出するステップと、
検出された手ぶれ量に基づいて前記第1の合焦位置および前記第2の合焦位置を重み付けして第3の合焦位置を求める合焦位置決定ステップと、
前記第3の合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるステップと、
を含むことを特徴とするオートフォーカス方法。 A photographing optical system having a focus lens; a light receiving element that receives light from the subject via the photographing optical system; a distance measuring sensor that measures a distance to the subject; and a camera shake amount detecting unit that detects a camera shake amount. An autofocus method to be used,
Measuring a distance to a subject by the distance measuring sensor, and obtaining a first in-focus position of the focus lens corresponding to the measured distance;
Receiving light from a subject via the photographing optical system by the light receiving element, performing focus detection based on an output signal of the light receiving element, and obtaining a second in-focus position of the focus lens;
Detecting the amount of camera shake;
An in-focus position determining step for obtaining a third in-focus position by weighting the first in-focus position and the second in-focus position based on the detected amount of camera shake;
Moving the focus lens to the third in-focus position;
Including an autofocus method.
手ぶれ量を検出するステップと、
検出された手ぶれ量に基づいて、前記測距センサの測距動作のオンオフを切り換るステップと、
前記測距動作がオン状態であるときに、前記測距センサの測定距離に対応する前記フォーカスレンズの第1の合焦位置を取得するステップと、
前記焦点検出動作がオン状態であるときに、前記受光素子の出力信号に基づいて焦点検出を行って前記フォーカスレンズの第2の合焦位置を取得するステップと、
前記測距動作がオン状態であるときには、少なくとも前記第1の合焦位置を用いて前記フォーカスレンズの位置を決定する一方で、前記測距動作がオフ状態であるときには、前記第2の合焦位置のみを用いて前記フォーカスレンズの位置を決定するステップと、
決定した位置に前記フォーカスレンズを移動させるステップと、
を含むことを特徴とするオートフォーカス方法。 A photographing optical system having a focus lens; a light receiving element that receives light from the subject via the photographing optical system; a distance measuring sensor that measures a distance to the subject; and a camera shake amount detecting unit that detects a camera shake amount. An autofocus method to be used,
Detecting the amount of camera shake;
Switching on / off of the distance measuring operation of the distance sensor based on the detected amount of camera shake;
Obtaining a first in-focus position of the focus lens corresponding to a measurement distance of the distance measurement sensor when the distance measurement operation is in an on state;
Obtaining a second focus position of the focus lens by performing focus detection based on an output signal of the light receiving element when the focus detection operation is in an on state;
When the ranging operation is in the on state, the focus lens position is determined using at least the first focusing position, while when the ranging operation is in the off state, the second focusing is performed. Determining the position of the focus lens using only the position;
Moving the focus lens to the determined position;
Including an autofocus method.
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