JP2010186137A - Focus adjustment device and imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent unsuitable lock-on actuation in a focus adjustment device and an imaging apparatus incorporating the focus adjustment device. <P>SOLUTION: The focus adjustment device includes a focus detecting means for detecting a focus adjustment state of an imaging optical system; a focus adjusting means for adjusting the focus of the imaging optical system on the basis of the focus adjustment state detected by the focus detecting means; an imaging means for picking up an image formed by the imaging optical system; a recognizing means for repeatedly recognizing the position of a specific target image within an image picked up by the imaging means; and a control means for inhibiting (S302, S303) a focus adjustment from being made by the focus adjusting means, on the basis of a state when the position of the target image cannot be recognized by the recognizing means (S203). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は焦点調節装置とその焦点調節装置を搭載した撮像装置に関する。   The present invention relates to a focus adjustment device and an imaging apparatus equipped with the focus adjustment device.

狙っている被写体の前を別の被写体が横切った場合や、移動する被写体を追いかけているときにAFエリアから外してしまった場合に、一定時間の間撮影レンズの焦点調節駆動を禁止し(AFロック)、撮影者の意図する被写体を捕捉し続けられるようにした焦点調節装置が知られている。   If another subject crosses in front of the target subject, or if the subject is removed from the AF area while chasing a moving subject, the focus adjustment drive of the taking lens is prohibited for a certain period of time (AF Locking), a focus adjustment device is known that can continue to capture the subject intended by the photographer.

特開2008−113423号公報JP 2008-113423 A

しかしながら、上述した従来の焦点調節装置では、焦点調節機能を動作状態にしたまま別の被写体を撮影するために構図を変えたときに、AFロックの条件を満たすと構図変更後にAFロックが働くことになり、撮影者の意に反して直ちに焦点調節が開始されない場合があるという問題がある。   However, in the conventional focus adjustment apparatus described above, when the composition is changed to shoot another subject while the focus adjustment function is in an operating state, the AF lock works after the composition change if the AF lock condition is satisfied. Therefore, there is a problem that the focus adjustment may not be started immediately contrary to the intention of the photographer.

(1) 請求項1の発明は、結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、焦点検出手段によって検出された焦点調節状態に基づいて結像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、結像光学系による像を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像内の特定の対象の像の位置を繰り返し認識する認識手段と、認識手段によって対象の像の位置を認識できなかったときの状態に基づいて、焦点調節手段による焦点調節を禁止する制御手段とを備える。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の焦点調節装置において、認識手段によって繰り返し認識される対象の像の位置の履歴に基づいて、対象の像が撮像手段によって撮像された画像の範囲内において消失したか、該画像の範囲外へ移動したかを判定する判定手段を備える。
(3) 請求項3の発明は、請求項2に記載の焦点調節装置において、焦点検出手段は焦点調節状態を繰り返し検出し、制御手段は、焦点検出手段によって繰り返し検出される複数の焦点調節状態の履歴に基づいて焦点調節手段による焦点調節を禁止するとともに、判定手段による判定結果に基づいて焦点調節の禁止を無効にする。
(4) 請求項4の発明は、請求項3に記載の焦点調節装置において、制御手段は、判定手段により対象の像が画像の範囲外へ移動したと判定された場合には、焦点調節の禁止を無効とする。
(5) 請求項5の発明は、請求項2〜4のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、判定手段は、認識手段によって繰り返し認識される対象の像の位置のうち、対象の像を認識できなくなる前に認識した対象の像の位置が画像の範囲の端部に位置した場合に、対象の像が画像の範囲外へ移動したと判定する。
(6) 請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、撮像手段は、結像光学系を通過する光束を受光して像に対応する画像信号を出力する複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の配列中に配置され、結像光学系を通過する一対の光束を受光して得られる信号を出力する焦点検出用画素とを有し、焦点検出手段は、焦点検出用画素の出力に基づいて結像光学系の焦点調節状態を検出する。
(7) 請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の焦点調節装置を備えた撮像装置である。
(1) The invention of claim 1 is a focus detection unit that detects a focus adjustment state of the imaging optical system, and a focus adjustment that performs focus adjustment of the imaging optical system based on the focus adjustment state detected by the focus detection unit. Means, an image pickup means for picking up an image by the imaging optical system, a recognition means for repeatedly recognizing the position of an image of a specific target in the image picked up by the image pickup means, and a position of the target image is recognized by the recognition means Control means for prohibiting the focus adjustment by the focus adjustment means based on the state when it was not possible.
(2) According to a second aspect of the present invention, in the focus adjustment apparatus according to the first aspect, the target image is captured by the imaging unit based on the history of the position of the target image repeatedly recognized by the recognition unit. Determination means for determining whether the image has disappeared within the range or moved out of the range of the image.
(3) The invention of claim 3 is the focus adjustment apparatus according to claim 2, wherein the focus detection means repeatedly detects the focus adjustment state, and the control means has a plurality of focus adjustment states that are repeatedly detected by the focus detection means. The focus adjustment by the focus adjustment unit is prohibited based on the history of the above and the focus adjustment prohibition is invalidated based on the determination result by the determination unit.
(4) According to a fourth aspect of the present invention, in the focus adjustment apparatus according to the third aspect, the control means adjusts the focus when the determination means determines that the target image has moved out of the image range. Disable prohibition.
(5) A fifth aspect of the present invention is the focus adjustment apparatus according to any one of the second to fourth aspects, wherein the determination means includes the target image among the positions of the target image repeatedly recognized by the recognition means. When the position of the target image recognized before it becomes unrecognizable is positioned at the end of the image range, it is determined that the target image has moved out of the image range.
(6) A sixth aspect of the present invention is the focus adjustment apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the imaging means receives the light beam passing through the imaging optical system and receives an image signal corresponding to the image. And a focus detection pixel that outputs a signal obtained by receiving a pair of light fluxes that pass through the imaging optical system and is arranged in the array of the plurality of imaging pixels. The focus detection means detects the focus adjustment state of the imaging optical system based on the output of the focus detection pixels.
(7) The invention of claim 7 is an imaging device including the focus adjustment device according to any one of claims 1 to 6.

本発明によれば、異なる対象に対して焦点調節するために、構図変更した場合でも、直ちに焦点調節を開始することができ、撮影者の意図した焦点調節を実現することができる。   According to the present invention, even when the composition is changed in order to adjust the focus on different objects, the focus adjustment can be started immediately, and the focus adjustment intended by the photographer can be realized.

一実施の形態の一眼レフデジタルカメラの構成を示す横断面図Cross-sectional view showing the configuration of a single-lens reflex digital camera of an embodiment 一実施の形態の焦点調節制御プログラムを示すフローチャートThe flowchart which shows the focus adjustment control program of one Embodiment 追尾ロックオン実行設定サブルーチンを示すフローチャートFlowchart showing tracking lock-on execution setting subroutine AF・追尾ロックオン実行設定サブルーチンを示すフローチャートFlowchart showing AF / tracking lock-on execution setting subroutine 画素が横18個、縦12個に正方配列された測光素子による撮影画面と、撮影画面内の画像追尾結果の追尾被写体領域(図中に斜線のハッチングで示す領域)および複数のAFエリア(図中に破線の矩形で示す領域)を示す図A shooting screen using a photometric element in which pixels are arranged in a square of 18 pixels in a horizontal direction and 12 pixels in a vertical direction, a tracking subject region (a region indicated by hatching in the figure) and a plurality of AF areas (in the drawing) Figure showing the area indicated by the dashed rectangle inside) 参考例の焦点調節制御プログラムを示すフローチャートFlow chart showing a focus adjustment control program of a reference example

撮影画面内に設定された複数の焦点検出エリアにおいて撮影レンズの焦点調節状態(この一実施の形態ではデフォーカス量)を検出し、いずれかのエリアのデフォーカス量に基づいて撮影レンズを合焦駆動する自動焦点調節(AF)機能と、撮影画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像(基準画像)として記憶し、繰り返し撮像される画像の中でテンプレート画像と同一または類似した画像の位置を検索しながら(テンプレートマッチング)追尾対象の被写体を繰り返し認識(追尾)する画像追尾機能とを備え、AF機能と画像追尾機能により撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節装置と、その焦点調節装置を搭載した撮像装置(一眼レフデジタルカメラ)の一実施の形態を説明する。   The focus adjustment state of the photographic lens (in this embodiment, the defocus amount) is detected in a plurality of focus detection areas set in the photographic screen, and the photographic lens is focused based on the defocus amount in one of the areas. The automatic focus adjustment (AF) function to be driven and the image of the subject to be tracked in the photographed image are stored as a template image (reference image). A focus adjustment device that includes an image tracking function that repeatedly recognizes (tracks) a subject to be tracked while searching for a position (template matching), and that adjusts the focus of the photographing lens using the AF function and the image tracking function, and the focus adjustment device One embodiment of an image pickup apparatus (single-lens reflex digital camera) equipped with a camera will be described.

図1は、一実施の形態の一眼レフデジタルカメラの構成を示す横断面図である。撮影レンズ1はフォーカシングレンズ、ズーミングレンズ、絞りなどを備え、撮像面に被写体像を結像させる。クイックリターンミラー2は被写体からの光束を撮像素子6またはファインダーへ選択的に導くミラーであり、中央部はハーフミラーになっている。撮影前は、クイックリターンミラー2が図示のように撮影光路内に設定され、被写体光が反射してファインダーへ導かれるとともに、ハーフミラー部を透過した被写体光の一部がサブミラー7を反射して位相差検出方式の焦点検出部へ導かれる。一方、撮影時には、クイックリターンミラー2は撮影光路から退避され、被写体光が撮像素子6へ導かれる。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a single-lens reflex digital camera according to an embodiment. The photographing lens 1 includes a focusing lens, a zooming lens, a diaphragm, and the like, and forms a subject image on the imaging surface. The quick return mirror 2 is a mirror that selectively guides the light flux from the subject to the image sensor 6 or the viewfinder, and the center portion is a half mirror. Before photographing, the quick return mirror 2 is set in the photographing optical path as shown, the subject light is reflected and guided to the viewfinder, and part of the subject light that has passed through the half mirror part reflects the sub mirror 7. It is guided to the focus detection unit of the phase difference detection method. On the other hand, at the time of shooting, the quick return mirror 2 is retracted from the shooting optical path, and the subject light is guided to the image sensor 6.

ファインダースクリーン3には撮影レンズ1により被写体像が結像され、ペンタプリズム4および接眼レンズ5を介して撮影者に視認される。撮像素子6はCCDから構成され、撮影レンズ1により受光面に結像された被写体像を画像信号に変換して出力する。なお、撮像素子6をCMOSやCIDなどで構成してもよい。また、撮像素子6の前面には、赤外光をカットするための赤外カットフィルターや、画像の折り返しノイズを防止する光学的ローパスフィルターが配置されるが、図1ではこれらの図示を省略する。サブミラー7は、撮影前にクイックリターンミラー2の中央ハーフミラー部を透過した被写体光を反射して焦点検出部へ導く。なお、撮影時にはサブミラー7はクイックリターンミラー2とともに撮影光路から退避される。   A subject image is formed on the finder screen 3 by the photographing lens 1 and is visually recognized by the photographer through the pentaprism 4 and the eyepiece lens 5. The image sensor 6 is composed of a CCD, and converts the subject image formed on the light receiving surface by the photographing lens 1 into an image signal and outputs it. Note that the image sensor 6 may be configured by CMOS, CID, or the like. In addition, an infrared cut filter for cutting infrared light and an optical low-pass filter for preventing image aliasing noise are arranged on the front surface of the image sensor 6, but these are not shown in FIG. 1. . The sub mirror 7 reflects the subject light transmitted through the central half mirror part of the quick return mirror 2 before photographing and guides it to the focus detection part. At the time of shooting, the sub mirror 7 is retracted from the shooting optical path together with the quick return mirror 2.

撮影前にクイックリターンミラー2の中央ハーフミラー部を透過した被写体光の一部は、サブミラー7を介して焦点検出光学系(不図示)へ導かれる。焦点検出光学系は、焦点検出用の被写体光をマスク(不図示)により一対の光束に分離して位相差AF(Auto Focus)検出素子8の一対のCCDラインセンサー(不図示)上に一対の像を再結像させる。位相差AF検出素子8は、撮影レンズ1の焦点調節状態を示す一対の像に応じた焦点検出用信号を出力する。   Part of the subject light transmitted through the central half mirror part of the quick return mirror 2 before photographing is guided to a focus detection optical system (not shown) via the sub mirror 7. The focus detection optical system separates the subject light for focus detection into a pair of light beams by a mask (not shown), and a pair of phase difference AF (Auto Focus) detection elements 8 on a pair of CCD line sensors (not shown). Reimage the image. The phase difference AF detection element 8 outputs a focus detection signal corresponding to a pair of images indicating the focus adjustment state of the photographing lens 1.

一方、撮影前にファインダースクリーン3に結像された被写体像は、ペンタプリズム4および測光レンズ15を介して測光素子16へ導かれ、測光素子16の受光面に被写体像が結像される。測光素子16は、マトリクス状に配列された複数の画素(光電変換素子)(例えば横n個、縦m個の正方配列)を備えている。各画素は3個の部分に分割され、これらの部分にはそれぞれ赤R、緑G、青Bの原色フィルターが設けられている。これにより、各画素ごとに被写体像のRGB信号を出力することができる。測光素子16は被写体像に応じた画像信号を出力し、この画像信号に基づいて後述する画像追尾制御と露出演算制御が行われる。   On the other hand, the subject image formed on the finder screen 3 before photographing is guided to the photometry element 16 via the pentaprism 4 and the photometry lens 15, and the subject image is formed on the light receiving surface of the photometry element 16. The photometry element 16 includes a plurality of pixels (photoelectric conversion elements) arranged in a matrix (for example, a square arrangement of n horizontal and m vertical). Each pixel is divided into three parts, and these parts are provided with primary color filters of red R, green G, and blue B, respectively. As a result, the RGB signal of the subject image can be output for each pixel. The photometry element 16 outputs an image signal corresponding to the subject image, and image tracking control and exposure calculation control, which will be described later, are performed based on the image signal.

制御装置18は、不図示のマイクロコンピューターとメモリやA/Dコンバーターなどの周辺部品から構成され、マイクロコンピューターのソフトウエア形態によりカメラに内蔵される機器および撮像素子6、位相差AF検出素子8、測光素子16の制御と各種演算、カメラの各種シーケンス制御などを行う。制御装置18は撮像素子6を制御し、電荷蓄積、撮像画像の読み出し、撮像画像の各種処理、撮像画像の記録および撮像画像の表示などを行う。   The control device 18 includes a microcomputer (not shown) and peripheral components such as a memory and an A / D converter. The control device 18 includes a device built in the camera and an image sensor 6, a phase difference AF detector 8, and the like in the form of a microcomputer software. Control of the photometric element 16 and various calculations, various sequence control of the camera, and the like are performed. The control device 18 controls the image sensor 6 to perform charge accumulation, readout of the captured image, various processing of the captured image, recording of the captured image, display of the captured image, and the like.

また、制御装置18は、AF−CCD制御部9、デフォーカス演算部10、フォーカスエリア位置決定部11、レンズ駆動量演算部12およびレンズ駆動制御部13を備えている。AF−CCD制御部9は位相差AF検出素子8を制御し、撮影画面内の複数のAFエリアに対応して設定されたAF用のCCDラインセンサー(不図示、以下AFセンサーという)の適切なゲインと蓄積時間を制御し、焦点検出を行うAFエリア(フォーカスエリア)で蓄積された電荷信号(焦点検出用信号)の読み出しを行う。デフォーカス演算部10は、AF−CCD制御部9により位相差AF検出素子8から読み出された焦点検出用信号に基づいて、撮影レンズ1の焦点調節状態を示すデフォーカス量を演算する。フォーカスエリア位置決定部11は、撮影画面内の複数のAFエリアの中から撮影レンズ1を合焦させるAFエリアを決定する。なお、この明細書ではシングルポイントAFモードを例に挙げて説明する。レンズ駆動量演算部12は、デフォーカス量の演算結果に基づいてフォーカシングレンズの駆動目標となるレンズ目標位置を演算する。ここで、レンズ目標位置とは、そこにフォーカシングレンズを駆動したらデフォーカス量が0となる位置である。レンズ駆動制御部13はフォーカシングレンズを駆動するアクチュエーターを備え、フォーカシングレンズを目標位置まで駆動して撮影レンズ1の焦点調節を行う。   The control device 18 includes an AF-CCD control unit 9, a defocus calculation unit 10, a focus area position determination unit 11, a lens drive amount calculation unit 12, and a lens drive control unit 13. The AF-CCD control unit 9 controls the phase difference AF detection element 8 to appropriately detect the CCD line sensor for AF (not shown, hereinafter referred to as AF sensor) set corresponding to a plurality of AF areas in the photographing screen. The gain signal and accumulation time are controlled, and the charge signal (focus detection signal) accumulated in the AF area (focus area) where focus detection is performed is read. The defocus calculation unit 10 calculates a defocus amount indicating the focus adjustment state of the photographing lens 1 based on the focus detection signal read from the phase difference AF detection element 8 by the AF-CCD control unit 9. The focus area position determination unit 11 determines an AF area for focusing the photographing lens 1 from a plurality of AF areas in the photographing screen. In this specification, the single point AF mode will be described as an example. The lens driving amount calculation unit 12 calculates a lens target position that is a driving target of the focusing lens based on the calculation result of the defocus amount. Here, the lens target position is a position where the defocus amount becomes 0 when the focusing lens is driven there. The lens drive control unit 13 includes an actuator that drives the focusing lens, and drives the focusing lens to a target position to adjust the focus of the photographing lens 1.

さらに、制御装置18は測光素子16を制御し、測光素子16から被写体像の画像信号を読み出し、この画像信号に基づいて画像追尾制御と露出演算制御を行う。画像追尾制御では、測光素子16により撮像した画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像(基準画像)として記憶し、繰り返し撮像される画像の中で色情報と輝度情報の少なくとも一つを用いてテンプレート画像と同一または類似した被写体認識領域の位置を検索するテンプレートマッチングを行い、被写体領域内のAFエリアを検索して撮影レンズ1の焦点調節を行うためのAFエリア(以下、合焦エリアという)として採用するか否かを判定する。そして、判定結果の合焦エリアで検出されたデフォーカス量に基づいて、撮影レンズ1のフォーカシングレンズ(不図示)を駆動する目標位置を演算する。   Further, the control device 18 controls the photometric element 16, reads out the image signal of the subject image from the photometric element 16, and performs image tracking control and exposure calculation control based on the image signal. In the image tracking control, an image of a subject to be tracked in an image captured by the photometry element 16 is stored as a template image (reference image), and at least one of color information and luminance information is repeatedly captured in the image. An AF area (hereinafter referred to as a focus area) for performing template matching for searching for the position of a subject recognition area that is the same as or similar to the template image and searching for an AF area in the subject area to adjust the focus of the photographic lens 1. It is determined whether or not to adopt. Then, a target position for driving a focusing lens (not shown) of the photographing lens 1 is calculated based on the defocus amount detected in the in-focus area of the determination result.

操作部材17には、AFエリア選択スイッチ、撮影モード選択スイッチ、シャッターボタンの半押しスイッチおよび全押しスイッチなど、カメラを操作するための各種スイッチ類が含まれる。   The operation member 17 includes various switches for operating the camera, such as an AF area selection switch, a shooting mode selection switch, a shutter button half-press switch, and a full-press switch.

ここで、一実施の形態の焦点調節制御を説明する前に、従来の焦点調節制御におけるロックオン機能を参考例として説明する。図6は参考例の焦点調節制御プログラムを示すフローチャートである。なお、この制御プログラムは焦点調節制御を開始して撮影対象の被写体を捕捉した後の制御プログラムである。ステップ1において、位相差AF検出素子8の信号増幅ゲインと蓄積時間を設定して電荷蓄積制御を行う。ステップ2では位相差AF検出素子8からAFエリアの焦点検出信号(電荷蓄積信号)を読み出し、続くステップ3で焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を演算する。   Here, before describing the focus adjustment control of one embodiment, a lock-on function in the conventional focus adjustment control will be described as a reference example. FIG. 6 is a flowchart showing a focus adjustment control program of a reference example. This control program is a control program after the focus adjustment control is started and the subject to be imaged is captured. In step 1, charge accumulation control is performed by setting the signal amplification gain and accumulation time of the phase difference AF detection element 8. In step 2, a focus detection signal (charge accumulation signal) of the AF area is read from the phase difference AF detection element 8, and in step 3 the defocus amount is calculated based on the focus detection signal.

ステップ4において、デフォーカス量の演算結果に基づいて焦点検出可能か否かを判別し、焦点検出可能な場合はステップ5へ進み、不能な場合はステップ8へ進む。焦点検出可能な場合は、ステップ5でデフォーカス量に基づいて合焦位置までのレンズ駆動量を演算する。続くステップ6において、今回の焦点検出で検出されたデフォーカス量を前回の焦点検出で検出されたデフォーカス量と比較し、今回の焦点検出においてAFエリアで捕捉した被写体が前回の焦点検出で捕捉していた被写体と同一のものか否かを判別する。前回と今回の焦点検出で検出されたデフォーカス量がいずれも所定の信頼性を満たし、かつ、前回と今回のデフォーカス量の差が所定値以内であれば同一被写体とし、所定値を越える場合には同一被写体でないとする。前回と今回の焦点検出においてAFエリアで捕捉された被写体が同一の場合はステップ7へ進み、演算結果のレンズ駆動量だけフォーカシングレンズを駆動する。   In step 4, it is determined whether or not the focus can be detected based on the calculation result of the defocus amount. If the focus can be detected, the process proceeds to step 5; If focus detection is possible, the lens drive amount to the in-focus position is calculated based on the defocus amount in step 5. In subsequent step 6, the defocus amount detected in the current focus detection is compared with the defocus amount detected in the previous focus detection, and the subject captured in the AF area in the current focus detection is captured in the previous focus detection. It is determined whether or not the subject is the same as the subject. When the defocus amount detected by the previous and current focus detections satisfies the specified reliability, and the difference between the previous and current defocus amounts is within the predetermined value, the subject is the same and exceeds the predetermined value. Are not the same subject. If the subject captured in the AF area in the previous and current focus detections is the same, the process proceeds to step 7 to drive the focusing lens by the lens drive amount of the calculation result.

一方、ステップ4で焦点検出不能と判定された場合、あるいはステップ6で前回と今回の焦点検出におけるAFエリアの被写体が同一でないと判定された場合には、ステップ8で一時的にレンズ駆動を禁止(AFロック)する「ロックオン」を開始するとともに、ロックオン時間の計時を開始する。なお、すでにロックオンが開始されている場合には、ロックオンとロックオン時間の計時を継続する。ステップ9においてロックオン時間が所定時間を超えたか否かを判別し、越えていなければステップ1へ戻って上述した処理を繰り返す。ロックオン時間が所定時間を超えたらステップ10へ進み、レンズ駆動を再開するためにAF制御データの初期化を行う。   On the other hand, if it is determined in step 4 that focus detection is impossible, or if it is determined in step 6 that the subject in the AF area in the previous and current focus detection is not the same, lens driving is temporarily prohibited in step 8. “Lock-on” for (AF lock) is started, and counting of the lock-on time is started. If the lock-on has already started, the lock-on and the lock-on time are continuously counted. In step 9, it is determined whether or not the lock-on time has exceeded a predetermined time. If not, the process returns to step 1 to repeat the above-described processing. When the lock-on time exceeds the predetermined time, the process proceeds to step 10 where AF control data is initialized in order to resume lens driving.

このように、従来の焦点調節制御におけるロックオン機能は、狙っている被写体の前を別の被写体が横切った場合や、移動被写体を追いかけているときに一時的にAFエリアから狙っている被写体を外してしまった場合などに有効な機能であり、狙っている被写体を捕捉し続けることができる。しかしながら、上述した従来のロックオン機能では、焦点検出不能と判定された場合、または前回と今回の焦点検出で検出された被写体が同一でないと判定された場合の、いずれかの条件(ロックオン条件)が満たされるとレンズ駆動を一時的に禁止するロックオンを実行しているため、撮影者が異なる被写体に対して焦点調節するために構図を変えたような場合にも上述したロックオン条件を満たすとロックオン機能が働くことになり、所定時間後にロックオンが解除されるまでの間、撮影者の意に反して焦点調節が開始されないことになる。   As described above, the lock-on function in the conventional focus adjustment control allows the subject that is temporarily aimed from the AF area when another subject crosses the target subject or when chasing a moving subject. This function is effective when the camera has been removed, and can continue to capture the target subject. However, with the above-described conventional lock-on function, any of the conditions (the lock-on condition) when it is determined that the focus detection is impossible or when it is determined that the subject detected by the previous focus detection and the previous focus detection is not the same. If the photographer changes the composition to adjust the focus on a different subject, the above lock-on condition is satisfied. If it is satisfied, the lock-on function will work, and until the lock-on is released after a predetermined time, focus adjustment will not be started against the photographer's will.

このような問題を解決するために、一実施の形態の焦点調節制御では次のようなロックオンを行う。上述した従来の焦点調節制御におけるロックオンは、自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果に基づいて実行または不実行を決定している。これに対し一実施の形態の焦点調節制御におけるロックオンは、上述した自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果と、上述した画像追尾機能による被写体追尾結果とに基づいてロックオンの実行または不実行を決定する。なお、この明細書では自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果に基づくロックオンを“AFロックオン”と呼び、画像追尾機能による被写体追尾結果に基づくロックオンを“追尾ロックオン”と呼ぶ。   In order to solve such a problem, the following lock-on is performed in the focus adjustment control of one embodiment. The lock-on in the above-described conventional focus adjustment control is determined to be executed or not executed based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function. On the other hand, the lock-on in the focus adjustment control according to the embodiment is based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function described above and the subject tracking result by the image tracking function described above. Decide on execution. In this specification, the lock-on based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function is called “AF lock-on”, and the lock-on based on the subject tracking result by the image tracking function is called “tracking lock-on”.

図2は一実施の形態の焦点調節制御プログラムを示すフローチャートである。なお、この制御プログラムは焦点調節制御を開始して撮影対象の被写体を捕捉した後の制御プログラムである。ステップ101において、位相差AF検出素子8の信号増幅ゲインと蓄積時間を設定して電荷蓄積制御を行う。ステップ102では、測光素子10により撮像を行い、撮像画像の中から予め記憶されているテンプレート画像と類似した被写体認識領域を検索し、被写体認識情報すなわち被写体追尾結果を取得する。なお、テンプレート画像は、画像の中から撮影者が最初にAFエリア選択スイッチにより指定した部分の画像を記憶したものである。ステップ103で位相差AF検出素子8からAFエリアの焦点検出信号(電荷蓄積信号)を読み出し、続くステップ104で焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を演算する。   FIG. 2 is a flowchart showing a focus adjustment control program according to an embodiment. This control program is a control program after the focus adjustment control is started and the subject to be imaged is captured. In step 101, charge accumulation control is performed by setting the signal amplification gain and accumulation time of the phase difference AF detection element 8. In step 102, the photometric element 10 captures an image, searches the captured image for a subject recognition area similar to a template image stored in advance, and acquires subject recognition information, that is, subject tracking results. Note that the template image is an image of a portion of the image that is first designated by the photographer using the AF area selection switch. In step 103, the focus detection signal (charge accumulation signal) of the AF area is read from the phase difference AF detection element 8, and in step 104, the defocus amount is calculated based on the focus detection signal.

ステップ105において、デフォーカス量の演算結果に基づいて焦点検出可能か否かを判別し、焦点検出可能な場合はステップ106へ進み、不能な場合はステップ109へ進む。焦点検出可能な場合は、ステップ106でデフォーカス量に基づいて合焦位置までのレンズ駆動量を演算する。ステップ107において、今回の焦点検出で検出されたデフォーカス量を前回の焦点検出で検出されたデフォーカス量と比較し、今回の焦点検出においてAFエリアで捕捉した被写体が前回の焦点検出で捕捉していた被写体と同一のものか否かを判別する。前回と今回の焦点検出で検出されたデフォーカス量がいずれも所定の信頼性を満たし、かつ、前回と今回のデフォーカス量の差が所定値以内であれば同一被写体とする。同一被写体の場合はステップ108へ進み、そうでなければステップ109へ進む。   In step 105, it is determined whether or not focus detection is possible based on the defocus amount calculation result. If focus detection is possible, the process proceeds to step 106. If not, the process proceeds to step 109. If focus detection is possible, the lens drive amount to the in-focus position is calculated based on the defocus amount in step 106. In step 107, the defocus amount detected in the current focus detection is compared with the defocus amount detected in the previous focus detection, and the subject captured in the AF area in the current focus detection is captured in the previous focus detection. It is determined whether or not the subject is the same as the subject. If the defocus amounts detected by the previous and current focus detections satisfy the predetermined reliability and the difference between the previous and current defocus amounts is within a predetermined value, the same subject is selected. If it is the same subject, the process proceeds to step 108; otherwise, the process proceeds to step 109.

AFエリアにおいて捕捉した前回と今回の被写体が同一である場合は、ステップ108で図3に示す追尾ロックオン実行設定サブルーチンを実行し、上述した画像追尾機能による被写体追尾結果に基づくロックオン、すなわち追尾ロックオンを実行するか否かを設定する。なお、ステップ107でAFエリアにおいて捕捉した前回と今回の被写体が同一であると判定されているので、ここでは上述した自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果に基づくロックオン、すなわちAFロックオンは実行しない。図3に示す追尾ロックオン実行設定処理については詳細を後述する。   If the previous and current subjects captured in the AF area are the same, the tracking lock-on execution setting subroutine shown in FIG. 3 is executed in step 108, and lock-on based on the subject tracking result by the image tracking function described above, that is, tracking is performed. Sets whether to perform lock on. Since it is determined in step 107 that the previous subject and the current subject captured in the AF area are the same, here, lock-on based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function described above, that is, AF lock-on is performed. Does not execute. Details of the tracking lock-on execution setting process shown in FIG. 3 will be described later.

ステップ105で焦点検出不能と判定された場合、あるいはステップ107で前回と今回の焦点検出におけるAFエリアの被写体が同一でないと判定された場合には、ステップ109で図4に示すAF・追尾ロックオン実行設定サブルーチンを実行し、自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果と画像追尾機能による被写体追尾結果とに基づいてロックオンを実行するか否かを設定する。図4に示すAF・追尾ロックオン実行設定処理については詳細を後述する。   If it is determined in step 105 that focus detection is impossible, or if it is determined in step 107 that the subjects in the AF area in the previous and current focus detections are not the same, the AF / tracking lock-on shown in FIG. An execution setting subroutine is executed to set whether or not to perform lock-on based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function and the subject tracking result by the image tracking function. Details of the AF / tracking lock-on execution setting process shown in FIG. 4 will be described later.

AFロックオンまたは追尾ロックオンの実行後、あるいはそれらの不実行後のステップ110において、演算結果のデフォーカス量だけフォーカシングレンズを駆動するか、あるいはスキャン駆動を行う。   In step 110 after execution of AF lock-on or tracking lock-on, or after non-execution thereof, the focusing lens is driven by the defocus amount of the calculation result or scan drive is performed.

図3に示すサブルーチンを参照し、画像追尾機能による被写体追尾結果に基づく追尾ロックオンの実行設定を説明する。ステップ201において、今回の画像追尾の結果、追尾対象の被写体が消失したか否かを判別する。撮影画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像(基準画像)として記憶し、測光素子16により繰り返し撮像される画像の中でテンプレート画像と同一または類似した画像の位置を検索しながら追尾対象の被写体を追尾する画像追尾機能において、撮像された画像の中にテンプレート画像に対する所定の類似条件を満たす画像が検出できない場合には、追尾対象の被写体が消失したとしてステップ202へ進む。   With reference to the subroutine shown in FIG. 3, the tracking lock-on execution setting based on the subject tracking result by the image tracking function will be described. In step 201, it is determined whether or not the subject to be tracked has disappeared as a result of the current image tracking. The image of the subject to be tracked in the captured image is stored as a template image (reference image), and the tracking target is searched while searching for the position of an image that is the same as or similar to the template image among images repeatedly captured by the photometric element 16. In the image tracking function for tracking the subject, if no image satisfying a predetermined similarity condition with respect to the template image cannot be detected in the captured image, the process proceeds to step 202 because the subject to be tracked has disappeared.

一方、今回撮像された画像の中にテンプレート画像に対する所定の類似条件を満たす画像が検出された場合には、追尾対象の被写体が消失していないとしてステップ205へ進む。追尾被写体が消失していないときは、ステップ205で画像追尾結果に基づくロックオン、つまり追尾ロックオンを実行せず、図2のステップ110へリターンする。ステップ201で追尾対象の被写体が消失したと判定された場合には、ステップ202で消失したとされる被写体認識情報の信頼性があるか否かを判別する。信頼性がない場合にはステップ205へ進み、追尾ロックオンを実行せずに図2のステップ110へリターンする。   On the other hand, if an image satisfying a predetermined similarity condition with respect to the template image is detected in the image picked up this time, the process proceeds to step 205 because the subject to be tracked has not disappeared. If the tracking subject has not disappeared, the lock-on based on the image tracking result, that is, the tracking lock-on is not executed in step 205, and the process returns to step 110 in FIG. If it is determined in step 201 that the tracking target subject has disappeared, it is determined in step 202 whether or not the subject recognition information determined to have disappeared is reliable. If there is no reliability, the process proceeds to step 205 and returns to step 110 in FIG. 2 without executing tracking lock-on.

追尾被写体の消失判定に信頼性がある場合はステップ203へ進み、追尾していた被写体が撮影画面内において消失したのか、追尾被写体が撮影画面外へ外れたことにより消失したのかを判別する。撮影者による構図変更にともないそれまで追尾していた被写体が撮影画面外へ外れた場合には、撮影者が新しい被写体を撮影対象として注目しているか、あるいは新しい被写体を探してカメラをターンしている可能性が高く、このような場合にはロックオンをせずに、直ちに撮影者が注目する新しい被写体に対する焦点調節を開始できるのが望ましい。これに対しそれまで追尾していた被写体が撮影画面外へ外れた様子がなく、撮影画面内で消失した場合には、例えば追尾被写体の前を別の被写体が通り過ぎようとしている場合や、撮影者がAFエリアから追尾被写体を外してしまった場合などが考えられ、このような場合にはロックオンを実行して追尾被写体を捕捉し続けられるようにするのが望ましい。   If the tracking subject disappearance determination is reliable, the process proceeds to step 203, and it is determined whether the tracked subject has disappeared in the shooting screen or whether the tracking subject has disappeared because the tracking subject has left the shooting screen. If the subject that was being tracked is off the shooting screen due to the composition change by the photographer, the photographer is paying attention to the new subject as a subject to be photographed, or the camera is turned to find a new subject. In such a case, it is desirable that the focus adjustment for the new subject that the photographer pays attention can be started immediately without locking on. On the other hand, if the subject that has been tracked does not appear to have gone out of the shooting screen and has disappeared within the shooting screen, for example, when another subject is about to pass in front of the tracking subject, The tracking subject may be removed from the AF area. In such a case, it is desirable that lock-on is executed so that the tracking subject can be continuously captured.

追尾被写体が撮影画面内で消失したか、あるいは追尾被写体が撮影画面外へ外れたかの判定は、次のようにして行う。図5は、画素が横18個、縦12個に正方配列された測光素子16による撮影画面と、撮影画面内の画像追尾結果の追尾被写体領域(図中に斜線のハッチングで示す領域)および複数のAFエリア(図中に破線の矩形で示す領域)を示す。基本的には、前回の画像追尾処理において追尾被写体領域の基準となる座標(x0,y0)が撮影画面の端でない位置にあって、今回の画像追尾処理において追尾被写体が消失した場合には、撮影画面内における消失とする。一方、前回の画像追尾処理において追尾被写体領域の基準となる座標(x0,y0)が撮影画面の端の位置にあって、今回の画像追尾処理において追尾被写体が消失した場合には、撮影者による構図変更にともなう撮影画面外への消失とする。   Whether the tracking subject has disappeared in the shooting screen or whether the tracking subject has moved out of the shooting screen is determined as follows. FIG. 5 shows a shooting screen by the photometry element 16 in which pixels are arranged in a square of 18 pixels in a horizontal direction and 12 pixels in a vertical direction, a tracking subject region (a region indicated by hatching in the drawing) of the image tracking result in the shooting screen, and a plurality of pixels. AF area (area indicated by a broken-line rectangle in the figure). Basically, when the coordinate (x0, y0) that is the reference of the tracking subject area in the previous image tracking process is not at the end of the shooting screen, and the tracking subject disappears in the current image tracking process, Assume disappearance in the shooting screen. On the other hand, if the coordinate (x0, y0) that is the reference of the tracking subject area in the previous image tracking process is at the end position of the shooting screen and the tracking subject disappears in the current image tracking process, the photographer It is assumed that it disappears outside the shooting screen due to composition change.

別の判定方法として、追尾被写体領域の基準となる座標(x0,y0)の代わりに、追尾被写体領域(図5に斜線で示すハッチング領域)のいずれかの外辺を基準にしてもよい。つまり、前回の画像追尾処理において追尾被写体領域のいずれかの外辺が撮影画面の端でない位置にあって、今回の画像追尾処理において追尾被写体が消失した場合には、撮影画面内における消失とする。一方、前回の画像追尾処理において追尾被写体領域のいずれかの外辺が撮影画面の端の位置にあって、今回の画像追尾処理において追尾被写体が消失した場合には、撮影者による構図変更にともなう撮影画面外への消失とする。   As another determination method, instead of the coordinates (x0, y0) serving as the reference of the tracking subject area, any outer side of the tracking subject area (hatched area indicated by hatching in FIG. 5) may be used as a reference. In other words, if any of the outer sides of the tracking subject area is not at the end of the shooting screen in the previous image tracking process and the tracking subject disappears in the current image tracking process, it is regarded as disappearance in the shooting screen. . On the other hand, if the outer periphery of one of the tracking subject areas is located at the edge of the shooting screen in the previous image tracking process and the tracking subject disappears in the current image tracking process, the photographer changes the composition. It is assumed to disappear outside the shooting screen.

追尾被写体の撮影画面内での消失か撮影画面外への消失かの判定に際しては、撮影者が構図変更を行うときのターン速度と、画像追尾演算の繰り返し時間間隔が重要なファクターになる。そこで、毎回の画像追尾処理における追尾被写体領域の撮影画面内の位置の移動履歴を考慮して判定を行うようにしてもよい。例えば、画像追尾演算の繰り返し時間間隔が所定時間よりも短く、つまり画像追尾演算サイクルが速く、かつ、撮影画面内における追尾被写体領域の移動速度が所定速度より速い場合には、上述した前回と今回の被写体追尾結果に基づいて判定を行う。しかし、画像追尾演算サイクルが遅く、かつ撮影画面内における追尾被写体領域の移動速度が速い場合には、前々回、前回および今回の被写体追尾結果に基づいて判定を行う。   When determining whether the tracking subject disappears in the shooting screen or disappears from the shooting screen, the turn speed when the photographer changes the composition and the repetition time interval of the image tracking calculation are important factors. Therefore, the determination may be performed in consideration of the movement history of the position of the tracking subject area in the shooting screen in each image tracking process. For example, when the image tracking calculation repetition time interval is shorter than a predetermined time, that is, when the image tracking calculation cycle is fast and the moving speed of the tracking subject area in the shooting screen is higher than the predetermined speed, the previous time and the current time described above are used. Judgment is performed based on the subject tracking result. However, when the image tracking calculation cycle is slow and the moving speed of the tracking subject area in the shooting screen is high, the determination is performed based on the previous and current subject tracking results.

後者の場合には、例えば、被写体追尾領域の基準点または外辺の撮影画面内の動きに注目し、前々回と前回は撮影画面の端でない位置にあったのに今回追尾被写体の消失が発生した場合には、撮影画面内での消失とし、基準点または外辺が前々回は撮影画面の端でない位置にあり、前回は撮影画面の端まで移動し、今回追尾被写体の消失が発生した場合には、撮影画面外への消失とする。また、基準点または外辺が前々回は撮影画面の端の位置にあったが、前回はそれらが撮影画面の端でない位置で検出され、今回追尾被写体の消失が発生した場合には、撮影画面内での消失とする。   In the latter case, for example, paying attention to the movement of the reference point or outer periphery of the subject tracking area in the shooting screen, the previous tracking subject disappeared this time even though it was at a position that was not the end of the shooting screen the previous time and the previous time. In this case, if the reference point or the outer edge is at a position that is not the end of the shooting screen, the previous time it moved to the end of the shooting screen, and the tracking subject disappeared this time , And disappearing outside the shooting screen. Also, if the reference point or the outer edge was at the edge of the shooting screen last time, but it was detected at a position other than the edge of the shooting screen last time, and the tracking subject disappears this time, And disappear.

なお、撮影画面の端とする位置は、撮影画面の端にある1画素分の位置としてよいし、撮影画面の端にある複数の画素が占める帯状の領域としてもよい。また、撮影画面内の消失か撮影画面外への消失かの判定方法は上述した方法に限定されず、種々のファクターを考慮したさらに長い期間の追尾被写体領域の移動履歴に基づいて判定するなど、多くの判定方法を採用することができる。   Note that the position as the end of the shooting screen may be a position corresponding to one pixel at the end of the shooting screen, or may be a band-like region occupied by a plurality of pixels at the end of the shooting screen. Further, the determination method of disappearance in the shooting screen or disappearance outside the shooting screen is not limited to the above-described method, and determination based on the movement history of the tracking subject area for a longer period considering various factors, etc. Many determination methods can be employed.

ステップ203で追尾被写体が撮影画面内で消失したと判定された場合はステップ206へ進む。この場合、自動焦点調節(AF)機能による前回と今回の焦点検出結果に基づいてAFエリアにおける被写体は同一と判定されているのでAFロックオンは実行されない。しかし、画像追尾機能による今回までの被写体追尾結果に基づいて追尾被写体が撮影画面内で消失したと判定されたのであるから追尾ロックオンを実行し、所定時間のレンズ駆動を禁止する。その後、図2のステップ110へリターンする。   If it is determined in step 203 that the tracking subject has disappeared in the shooting screen, the process proceeds to step 206. In this case, since the subject in the AF area is determined to be the same based on the previous and current focus detection results by the automatic focus adjustment (AF) function, AF lock-on is not executed. However, since it is determined that the tracking subject has disappeared in the shooting screen based on the subject tracking result up to this time by the image tracking function, tracking lock-on is executed and lens driving for a predetermined time is prohibited. Thereafter, the process returns to step 110 in FIG.

ステップ203で追尾被写体が撮影画面外へ消失したと判定された場合はステップ204へ進み、撮影レンズ1のズーミングレンズの焦点距離fが300mm以上になっているか否かを判別する。望遠のレンズの方が像面移動範囲が大きくぼけやすいため、構図変更を行った際にAF機能における焦点検出範囲を超えたりロックオン条件にかかりやすく、望遠撮影時にはロックオンを実行しないようにする。焦点距離fが300mm以上の場合はステップ205へ進み、追尾ロックオンを実行せず、図2のステップ110へリターンする。図2のステップ110では演算結果のレンズ駆動量にしたがって直ちに撮影レンズ1のフォーカシングレンズを駆動する。一方、焦点距離fが300mm未満のときはステップ206へ進み、追尾ロックオンを実行し、所定時間のレンズ駆動を禁止する。その後、図2のステップ110へリターンする。   If it is determined in step 203 that the tracking subject has disappeared outside the shooting screen, the process proceeds to step 204, where it is determined whether the focal length f of the zoom lens of the shooting lens 1 is 300 mm or more. The telephoto lens has a larger range of movement on the image plane, so when changing the composition, the focus detection range in the AF function is easily exceeded and lock-on conditions are easily applied. Do not execute lock-on during telephoto shooting. . If the focal length f is 300 mm or more, the process proceeds to step 205, tracking lock-on is not executed, and the process returns to step 110 in FIG. In step 110 of FIG. 2, the focusing lens of the photographing lens 1 is immediately driven according to the lens driving amount of the calculation result. On the other hand, when the focal length f is less than 300 mm, the process proceeds to step 206, tracking lock-on is executed, and lens driving for a predetermined time is prohibited. Thereafter, the process returns to step 110 in FIG.

次に図4に示すサブルーチンを参照し、自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果に基づくAFロックオンと、画像追尾機能による被写体追尾結果に基づく追尾ロックオンの実行設定を説明する。なお、ステップ201〜204の処理については図3で説明した処理と同様であるから説明を省略する。   Next, with reference to a subroutine shown in FIG. 4, execution setting of AF lock-on based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function and tracking lock-on based on the subject tracking result by the image tracking function will be described. Note that the processing in steps 201 to 204 is the same as the processing described in FIG.

自動焦点調節(AF)機能による焦点検出の結果、焦点検出不能と判定されるか(図2のステップ105)、あるいは焦点検出可能であっても前回と今回の焦点検出におけるAFエリアの被写体が同一でない、もしくは同一判定の信頼性がないと判定された(図2のステップ107)場合であって、さらに画像追尾機能による被写体追尾の結果、追尾被写体の消失がないか、あるいは消失したとされる被写体認識情報の信頼性がない場合には、ステップ301でAFロックオンを実行する。この場合には所定時間の間、レンズ駆動を禁止した後、図2のステップ110へリターンする。   As a result of focus detection by the automatic focus adjustment (AF) function, is it determined that focus detection is impossible (step 105 in FIG. 2), or even if focus detection is possible, the subject in the AF area in the previous and current focus detection is the same 2 or when it is determined that the same determination is not reliable (step 107 in FIG. 2), and as a result of subject tracking by the image tracking function, the tracking subject is not lost or lost. If the subject recognition information is not reliable, AF lock-on is executed in step 301. In this case, after lens driving is prohibited for a predetermined time, the process returns to step 110 in FIG.

自動焦点調節(AF)機能による焦点検出の結果、焦点検出不能と判定されるか(図2のステップ105)、あるいは焦点検出可能であっても前回と今回の焦点検出におけるAFエリアの被写体が同一でない、もしくは同一判定の信頼性がないと判定された(図2のステップ107)場合であって、さらに画像追尾機能による被写体追尾の結果、追尾被写体の撮影画面外への消失が判定された場合には、撮影者による構図変更が行われたと判断してステップ302でAFロックオンも追尾ロックオンも実行しない。従来の焦点調節制御におけるロックオンでは、自動焦点調節(AF)機能による焦点検出のロックオン条件を満たしているのでロックオンを掛けている。しかし、画像追尾機能による被写体追尾の結果、追尾被写体の撮影画面外への消失が確認されたので、この一実施の形態では撮影者による構図変更があったと判断し、ロックオンを行わない。続くステップ304において、撮影者による構図変更があったので自動焦点調節機能をいったんリセットして再開する必要があり、そのために撮影レンズ1のスキャン駆動を実行し、新しい被写体をサーチする。   As a result of focus detection by the automatic focus adjustment (AF) function, is it determined that focus detection is impossible (step 105 in FIG. 2), or even if focus detection is possible, the subject in the AF area in the previous and current focus detection is the same Or when it is determined that the same determination is not reliable (step 107 in FIG. 2), and it is determined that the tracking subject disappears from the shooting screen as a result of subject tracking by the image tracking function. In step 302, it is determined that the composition has been changed by the photographer, and neither AF lock-on nor tracking lock-on is executed in step 302. In the lock-on in the conventional focus adjustment control, the lock-on is applied because the lock-on condition for focus detection by the automatic focus adjustment (AF) function is satisfied. However, as a result of subject tracking by the image tracking function, it has been confirmed that the tracking subject has disappeared outside the shooting screen. Therefore, in this embodiment, it is determined that the composition has been changed by the photographer, and lock-on is not performed. In subsequent step 304, since the photographer has changed the composition, it is necessary to reset and restart the automatic focus adjustment function. For this purpose, scan driving of the photographing lens 1 is executed to search for a new subject.

自動焦点調節(AF)機能による焦点検出の結果、焦点検出不能と判定されるか(図2のステップ105)、あるいは焦点検出可能であっても前回と今回の焦点検出におけるAFエリアの被写体が同一でない、もしくは同一判定の信頼性がないと判定された(図2のステップ107)場合であって、さらに画像追尾機能による被写体追尾の結果、追尾被写体の撮影画面内での消失が判定された場合には、ステップ303でAFロックオンと追尾ロックオンを実行する。この場合、自動焦点調節(AF)機能による焦点検出のロックオン条件と、画像追尾機能による被写体追尾結果のロックオン条件とをともに満たしており、所定時間の間、レンズ駆動を禁止した後、図2のステップ110へリターンする。   As a result of focus detection by the automatic focus adjustment (AF) function, is it determined that focus detection is impossible (step 105 in FIG. 2), or even if focus detection is possible, the subject in the AF area in the previous and current focus detection is the same Or when it is determined that the same determination is not reliable (step 107 in FIG. 2), and further, as a result of subject tracking by the image tracking function, the disappearance of the tracking subject in the shooting screen is determined. In step 303, AF lock-on and tracking lock-on are executed. In this case, both the focus detection lock-on condition by the automatic focus adjustment (AF) function and the subject tracking result lock-on condition by the image tracking function are satisfied, and after the lens driving is prohibited for a predetermined time, Return to step 110 of step 2.

なお、上述した一実施の形態では一眼レフデジタルカメラを例に挙げて説明したが、本願発明は、撮影画面内に設定された複数の焦点検出エリアにおいて撮影レンズの焦点調節状態を検出し、いずれかのエリアのデフォーカス量に基づいて撮影レンズを合焦駆動する自動焦点調節(AF)機能と、撮影画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像(基準画像)として記憶し、繰り返し撮像される画像の中でテンプレート画像と同一または類似した画像の位置を検索しながら(テンプレートマッチング)追尾対象の被写体を追尾する画像追尾機能とを備え、AF機能と画像追尾機能により撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節装置と、その焦点調節装置を搭載した撮像装置であればどのような種類の焦点調節装置および撮像装置に適用することができる。   In the above-described embodiment, a single-lens reflex digital camera has been described as an example. However, the present invention detects a focus adjustment state of a photographing lens in a plurality of focus detection areas set in a photographing screen. An automatic focus adjustment (AF) function that drives the photographic lens to focus based on the defocus amount of the area, and the image of the subject to be tracked in the photographic image is stored as a template image (reference image), and repeated imaging is performed. The image tracking function that tracks the subject to be tracked while searching for the position of the image that is the same or similar to the template image (template matching) in the captured image, and the focus adjustment of the taking lens by the AF function and the image tracking function Suitable for any kind of focus adjustment device and image pickup device as long as the focus adjustment device performs the image adjustment and the image pickup device equipped with the focus adjustment device. It can be.

上述した一実施の形態では露出制御に用いる測光素子16により撮像した画像を用いて画像追尾機能を実現する例を示したが、画像取得用の撮像素子6により撮像した画像を用いて画像追尾機能を実現してもよい。また、画像追尾機能に用いる撮像素子には、撮像用画素の配列中に撮影レンズを通る一対の光束を受光する焦点検出用画素が配列され、画像信号と焦点検出信号とを出力する撮像素子を用いてもよい。この場合には、上述した位相差AF検出素子8と焦点検出光学系(不図示)が不要となる。   In the above-described embodiment, the example in which the image tracking function is realized using the image captured by the photometric element 16 used for exposure control has been described. However, the image tracking function is performed using the image captured by the image capturing element 6 for image acquisition. May be realized. In addition, the image sensor used for the image tracking function includes an image sensor that outputs an image signal and a focus detection signal, in which focus detection pixels that receive a pair of light beams passing through the photographing lens are arranged in the array of the image pickup pixels. It may be used. In this case, the phase difference AF detection element 8 and the focus detection optical system (not shown) described above are not necessary.

なお、上述した実施の形態とそれらの変形例において、実施の形態と変形例とのあらゆる組み合わせが可能である。   In the above-described embodiments and their modifications, all combinations of the embodiments and the modifications are possible.

上述した実施の形態とその変形例によれば、注目している被写体の消失の仕方によって撮影者による構図変更なのか、または注目している被写体の前に他の被写体が入ったり横切ったりしたか、撮影者がAFエリアから注目している被写体を外してしまったのかを判別し、構図変更の場合には自動焦点調節(AF)機能による焦点検出結果に基づくロックオン条件が満たされていてもロックオンを禁止するようにした。これにより、被写体の横切りやAFエリア外しの場合には、確実にロックオンを掛けて注目している被写体を確実に捕捉し続けることができる上に、構図変更の場合には直ちにレンズ駆動を開始することができ、撮影者の意図したレンズ動作を実現することができる。   According to the above-described embodiment and its modification, is the composition changed by the photographer depending on how the subject of interest disappears, or has another subject entered or crossed in front of the subject of interest? It is determined whether the photographer has removed the subject of interest from the AF area, and in the case of composition change, even if the lock-on condition based on the focus detection result by the automatic focus adjustment (AF) function is satisfied Lock-on is prohibited. As a result, when the subject is crossed or the AF area is removed, it is possible to reliably lock on and continue to capture the subject of interest, and in the case of a composition change, lens driving is started immediately. The lens operation intended by the photographer can be realized.

1;撮影レンズ、8;位相差AF検出素子、10;デフォーカス演算部、12;レンズ駆動量演算部、13;レンズ駆動制御部、16;測光素子、18;制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Shooting lens, 8; Phase difference AF detection element, 10; Defocus calculation part, 12; Lens drive amount calculation part, 13; Lens drive control part, 16; Photometry element, 18;

Claims (7)

結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段によって検出された前記焦点調節状態に基づいて前記結像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記結像光学系による像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像内の特定の対象の像の位置を繰り返し認識する認識手段と、
前記認識手段によって前記対象の像の位置を認識できなかったときの状態に基づいて、前記焦点調節手段による焦点調節を禁止する制御手段とを備えることを特徴とする焦点調節装置。
Focus detection means for detecting the focus adjustment state of the imaging optical system;
Focus adjusting means for adjusting the focus of the imaging optical system based on the focus adjustment state detected by the focus detecting means;
Imaging means for capturing an image by the imaging optical system;
A recognizing unit that repeatedly recognizes a position of an image of a specific target in an image captured by the imaging unit;
A focus adjustment apparatus comprising: control means for prohibiting focus adjustment by the focus adjustment means based on a state when the position of the target image cannot be recognized by the recognition means.
請求項1に記載の焦点調節装置において、
前記認識手段によって繰り返し認識される前記対象の像の位置の履歴に基づいて、前記対象の像が前記撮像手段によって撮像された画像の範囲内において消失したか、該画像の範囲外へ移動したかを判定する判定手段を備えることを特徴とする焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to claim 1,
Whether the target image has disappeared within the range of the image captured by the imaging unit or moved out of the range of the image based on the history of the position of the target image that is repeatedly recognized by the recognition unit A focus adjustment apparatus comprising a determination unit that determines whether or not.
請求項2に記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出手段は、前記焦点調節状態を繰り返し検出し、
前記制御手段は、前記焦点検出手段によって繰り返し検出される複数の前記焦点調節状態の履歴に基づいて前記焦点調節手段による焦点調節を禁止するとともに、前記判定手段による判定結果に基づいて前記焦点調節の禁止を無効にすることを特徴とする焦点調節装置。
The focusing apparatus according to claim 2, wherein
The focus detection means repeatedly detects the focus adjustment state,
The control unit prohibits the focus adjustment by the focus adjustment unit based on a plurality of the history of the focus adjustment state repeatedly detected by the focus detection unit, and performs the focus adjustment based on the determination result by the determination unit. A focusing device characterized by invalidating the prohibition.
請求項3に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記判定手段により前記対象の像が前記画像の範囲外へ移動したと判定された場合には、前記焦点調節の禁止を無効とすることを特徴とする焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to claim 3.
The focus adjustment apparatus, wherein the control unit invalidates the prohibition of the focus adjustment when the determination unit determines that the target image has moved out of the range of the image.
請求項2〜4のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記判定手段は、前記認識手段によって繰り返し認識される前記対象の像の位置のうち、前記対象の像を認識できなくなる前に認識した前記対象の像の位置が前記画像の範囲の端部に位置した場合に、前記対象の像が前記画像の範囲外へ移動したと判定することを特徴とする焦点調節装置。
In the focus adjustment apparatus as described in any one of Claims 2-4,
The determination unit is configured such that, among the positions of the target image repeatedly recognized by the recognition unit, the position of the target image recognized before the target image cannot be recognized is positioned at an end of the range of the image. In this case, it is determined that the target image has moved out of the range of the image.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記撮像手段は、前記結像光学系を通過する光束を受光して前記像に対応する画像信号を出力する複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の配列中に配置され、前記結像光学系を通過する一対の光束を受光して得られる信号を出力する焦点検出用画素とを有し、
前記焦点検出手段は、前記焦点検出用画素の出力に基づいて前記結像光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする焦点調節装置。
In the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The imaging means is arranged in a plurality of imaging pixels that receive a light beam passing through the imaging optical system and output an image signal corresponding to the image, and an array of the imaging pixels. A focus detection pixel that outputs a signal obtained by receiving a pair of light beams passing through the image optical system;
The focus adjustment device, wherein the focus detection unit detects a focus adjustment state of the imaging optical system based on an output of the focus detection pixel.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の焦点調節装置を備えることを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising the focus adjustment apparatus according to claim 1.
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