JP2011257773A - Imaging device, automatic focus adjustment device and automatic focus adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置等の自動焦点調節に関するものである。 The present invention relates to automatic focus adjustment of an imaging apparatus or the like.
従来より、ビデオカメラの自動焦点調節装置は、焦点信号(焦点評価値)が最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御して自動焦点調節を行う方式(以下、TV−AF方式)が主流である。この方式では、フォーカスレンズを移動させながら、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を表す焦点信号を検出し、その焦点信号が最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a video camera automatic focus adjustment apparatus has mainly used a method (hereinafter referred to as a TV-AF method) that performs automatic focus adjustment by controlling a focus lens position so that a focus signal (focus evaluation value) is maximized. . In this method, while moving the focus lens, a focus signal representing the sharpness of the screen is detected from the video signal obtained by photoelectrically converting the subject image with an image sensor or the like, and the focus signal is maximized. Control the focus lens position.
前記TV―AF方式の焦点信号は、一般にある帯域のバンドパスフィルタにより抽出された映像信号の高周波成分を使用している。通常の被写体像を撮影した場合、図2の実線や点線で示されるように焦点が合ってくるにしたがってその値は大きくなり、レベルが最大になる点が合焦位置となる。 The TV-AF focus signal generally uses a high-frequency component of a video signal extracted by a band-pass filter of a certain band. When a normal subject image is photographed, the value increases as the focus is achieved as indicated by the solid line or dotted line in FIG. 2, and the point at which the level is maximum is the in-focus position.
一方、他の自動焦点調節方式として、銀塩フィルムによる一眼レフカメラに広く使用されている内測位相差検出方式がある。内測位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を2分割し、2分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される信号のずれ量を検出する。すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、撮影レンズのピント方向のずれ量を直接求める。従って、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行えば、ピントずれの量と方向が得られるため、高速な焦点調節動作が可能となっている。 On the other hand, as another automatic focus adjustment method, there is an internal measurement phase difference detection method widely used in a single-lens reflex camera using a silver salt film. In the internal phase difference detection method, the light beam that has passed through the exit pupil of the photographic lens is divided into two, and the divided light beam is received by a set of focus detection sensors, and the output signal is shifted according to the amount of light received. Detect the amount. That is, by detecting the relative positional deviation amount in the beam splitting direction, the deviation amount in the focusing direction of the photographing lens is directly obtained. Therefore, once the accumulation operation is performed by the focus detection sensor, the amount and direction of the focus deviation can be obtained, and thus a high-speed focus adjustment operation is possible.
また、同じ位相差検出方式でも測距センサを撮影レンズとは独立して設ける外測位相差検出方式がある。外測位相差検出方式では、被写体から受光した光束を2分割し、2分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される信号のずれ量を検出する。すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、三角測量から被写体距離を求める。その他、外部測距センサを用いる自動焦点調節方式としては、超音波センサを用いて伝搬速度を測定する方式や、コンパクトカメラによく使用される赤外線センサを用いて三角測量する方式などがある。 Further, there is an external measurement phase difference detection method in which a distance measuring sensor is provided independently of the photographing lens even with the same phase difference detection method. In the external measurement phase difference detection method, a light beam received from an object is divided into two parts, each of the two divided light beams is received by a set of focus detection sensors, and a deviation amount of an output signal is detected according to the received light amount. . That is, the subject distance is obtained from triangulation by detecting the relative positional deviation amount in the beam splitting direction. In addition, as an automatic focus adjustment method using an external distance measuring sensor, there are a method of measuring a propagation speed using an ultrasonic sensor, a method of triangulating using an infrared sensor often used for compact cameras, and the like.
近年では、上記の自動焦点調節方式を組み合わせ、例えば内測位相差検出方式で合焦点近傍までレンズを移動した後、TV―AF方式に移行してピント位置の追い込みを行うような複合型自動焦点調節方式も提案されている(特許文献1)。 In recent years, combining the above auto focus adjustment methods, for example, a compound type auto focus adjustment that moves the lens to the vicinity of the in-focus point by the internal phase difference detection method and then shifts to the TV-AF method to drive the focus position. A method has also been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、上記従来例では次のような問題があった。 However, the conventional example has the following problems.
TV−AF方式は、一般には他の自動焦点調節方式に比べて高い精度で合焦を得ることができるが、その一方で合焦を得るまでに要する時間が他の自動焦点調節方式に比べて長くなる傾向がある。さらに、被写体が低コントラストである場合や暗い状態での撮影時には、TV−AF方式の合焦位置探索が必ずしも正確に行われるとは限らない。このため、合焦位置探索が真の合焦位置に対して誤った方向に対して行われると、合焦を得るまでにより長時間を要してしまう。 In general, the TV-AF method can obtain in-focus with higher accuracy than other auto-focus adjustment methods, but on the other hand, the time required to obtain in-focus is compared with other auto-focus adjustment methods. Tend to be longer. Furthermore, when the subject has a low contrast or when shooting in a dark state, the in-focus position search of the TV-AF method is not always performed accurately. For this reason, if the in-focus position search is performed in the wrong direction with respect to the true in-focus position, a longer time is required until the in-focus state is obtained.
また、複合型自動焦点調節方式は、図3(a)に示すように、まず位相差検出方式により合焦位置とされた位置にフォーカスレンズを移動し、焦点信号(評価値)が所定量より大きい場合のみTV―AF方式に変更して合焦位置に停止させる制御が一般的である。これは、他の自動焦点調節方法に比べ、TV−AF方式の方が合焦判別精度が高いことに起因する。そのため、位相差による合焦精度又は被写体測距精度が確実でない場合、TV−AF方式で得られるはずの合焦位置をフォーカスレンズが乗り越えてしまい、一度ジャストピント状態になった後に若干のボケが発生する。そして、TV−AF方式に変更されると、再びジャストピント状態に近づいたり、フォーカスレンズが合焦位置に達する手前で減速した後、再び加速して合焦位置へ移動したりするような、違和感のあるピント変化を持つ映像が撮影されてしまうことになる。図3(b)は、このときのフォーカスレンズの動きの様子を示したものである。 Further, as shown in FIG. 3A, in the composite type automatic focus adjustment method, first, the focus lens is moved to a focus position by the phase difference detection method, and the focus signal (evaluation value) is more than a predetermined amount. Control is generally performed to change to the TV-AF method and stop at the in-focus position only when it is large. This is due to the fact that the TV-AF method has higher focus discrimination accuracy than other automatic focus adjustment methods. Therefore, if the focus accuracy or subject ranging accuracy due to the phase difference is not certain, the focus lens gets over the focus position that should have been obtained by the TV-AF method, and after the focus is once adjusted, there is a slight blur. appear. And when it is changed to the TV-AF system, it feels uncomfortable as it approaches the focus state again or decelerates before the focus lens reaches the in-focus position and then accelerates again to move to the in-focus position. An image with a certain focus change will be shot. FIG. 3B shows how the focus lens moves at this time.
このような課題に対して、上記特許文献1にて提案されている制御方法では、焦点信号情報と位相差センサにより得られた合焦位置情報との比較結果に応じて最適なTV−AFの駆動パラメータを設定する。これにより、TV−AF方式による合焦位置探索の正確性を高めて合焦が得られるまでの時間を短縮し、上記のような違和感のあるピント変化の問題に対応している。
For such a problem, in the control method proposed in
ところが、上記制御方法では、位相差センサにより合焦位置を求めているにも関わらず、フォーカスレンズの駆動にその情報を直接使用することはなく、TV−AFの応答性を向上させるための情報として間接的に使用している。そのため、位相差検出方式のメリットを十分に利用できておらず、合焦時間を短縮するための根本的な解決には至っていない。 However, in the above control method, the information is not directly used for driving the focus lens, although the in-focus position is obtained by the phase difference sensor, and the information for improving the response of the TV-AF. As an indirect use. Therefore, the merit of the phase difference detection method cannot be fully utilized, and the fundamental solution for shortening the focusing time has not been reached.
そこで、本発明は、位相差検出方式などによる合焦位置検出精度が確実でない場合においても、ピント変化の違和感を軽減し、同時に合焦時間の短縮を図ることができるようにすることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the uncomfortable feeling of focus change and simultaneously reduce the focusing time even when the focus position detection accuracy by the phase difference detection method or the like is not certain. To do.
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第1の情報を取得する第1の取得手段と、分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出して第2の情報を取得する第2の取得手段と、前記第1の情報及び前記第2の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う焦点調節手段と、を有し、前記焦点調節手段は、前記第1の情報と前記第2の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別するための第1の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまでは前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定するための第2の制御へ移行せず、前記第2の情報を用いずに前記第1の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第1の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第1の制御から前記第2の制御へ移行することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes a first acquisition unit that acquires first information based on a high-frequency component of a video signal obtained from an imaging unit that images a subject, and a divided luminous flux. The second acquisition unit that detects the relative positional deviation amount in the division direction and acquires the second information, and the focus adjustment member is moved using at least one of the first information and the second information. Focus adjustment means for performing focus adjustment, and when the focus adjustment means performs the focus adjustment using the first information and the second information, the first information is maximum. From the start of the first control for determining the moving direction of the focus adjusting member, the position of the focus adjusting member at which the first information is maximized until a predetermined time elapses is determined. The second information is not transferred to the second control. When focus adjustment is performed using the first information without using the first control, the second control is started from the first control even before the predetermined time elapses after the first control is started. It shifts to control of this, It is characterized by the above-mentioned.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動焦点調節装置は、被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第1の情報及び分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づく第2の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記第1の情報と前記第2の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別するための第1の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまでは前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定するための第2の制御へ移行せず、前記第2の情報を用いずに前記第1の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第1の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第1の制御から前記第2の制御へ移行することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the automatic focus adjustment apparatus according to the present invention is configured so that the first information based on the high-frequency component of the video signal obtained from the imaging means for imaging the subject and the relative direction of the split light flux in the split direction An automatic focus adjustment device that performs focus adjustment by moving a focus adjustment member using at least one of the second information based on the target positional deviation amount, using the first information and the second information When performing the focus adjustment, the first information for determining the moving direction of the focus adjustment member that maximizes the first information is started until a predetermined time elapses. When the focus adjustment is performed using the first information without using the second information without shifting to the second control for determining the position of the focus adjustment member where the information of 1 is maximized. After the start of the first control. Wherein the time determined is transferred from the first control even before the lapse of the said second control.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動焦点調節方法は、被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第1の情報及び分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づく第2の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記第1の情報と前記第2の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別するための第1の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまでは前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定するための第2の制御へ移行せず、前記第2の情報を用いずに前記第1の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第1の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第1の制御から前記第2の制御へ移行することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the automatic focus adjustment method according to the present invention includes the first information based on the high-frequency component of the video signal obtained from the imaging means for imaging the subject and the relative direction of the split light flux in the split direction. An automatic focus adjustment method for performing focus adjustment by moving a focus adjustment member using at least one of second information based on a target positional deviation amount, using the first information and the second information. When performing the focus adjustment, the first information for determining the moving direction of the focus adjustment member that maximizes the first information is started until a predetermined time elapses. When the focus adjustment is performed using the first information without using the second information without shifting to the second control for determining the position of the focus adjustment member where the information of 1 is maximized. After the start of the first control. Wherein the time determined is transferred from the first control even before the lapse of the said second control.
本発明によれば、位相差検出方式などによる合焦位置検出精度が確実でない場合においても、ピント変化の違和感を軽減し、同時に合焦時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, even when the focus position detection accuracy by the phase difference detection method or the like is not certain, it is possible to reduce the uncomfortable feeling of focus change and simultaneously reduce the focus time.
本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例1および2に記載の通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as described in Examples 1 and 2 described later.
図1は本発明の実施例1である撮像装置のシステム構成を示す図である。図1において、101は固定の第1群レンズ、102は変倍を行う変倍レンズ、103は絞り、104は固定の第2群レンズ、105は変倍に伴う焦点面の移動補正及びピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ(以下フォーカスレンズ)である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of an imaging apparatus that is
106はCCDなどの撮像素子、107は撮像素子106の出力をサンプリング、ゲイン調整、デジタル化するCDS/AGC/ADコンバータである。108はCDS/AGC/ADコンバータ107からの出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理回路、109はカメラ信号処理回路108の出力信号が表示され、撮影者が画像をモニタするために用いられる表示装置である。
110は磁気テープ、光ディスク、半導体メモリなどが使用される記録装置、111はCDS/AGC/ADコンバータ107の出力信号中より焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すAFゲートである。112はAFゲート111を通過した信号から高周波成分を抽出する焦点信号処理回路である。
Reference numeral 110 denotes a recording device using a magnetic tape, an optical disk, a semiconductor memory, and the like. A focus
113は、焦点信号処理回路112の出力信号に基づいて、後述のフォーカスコンペレンズ駆動源115を制御し、フォーカスレンズ105を駆動するとともに、記録装置110へ画像記録命令を出力するカメラ/AFマイコンである。
A camera /
114は、変倍レンズ102を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含む変倍レンズ駆動源である。
115は、フォーカスレンズ105を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含むフォーカスコンペレンズ駆動源である。
116は、撮影者が外部測距ユニットの使用/非使用モードを切り替える際に操作するメニューボタンおよびズーミングを行うときに操作するズームスイッチを含む外部キーユニット、117は外部測距ユニットである。なお、外部測距ユニット117は、外測位相差検出方式のものとするが、従来の技術にあるような超音波センサ方式、赤外線センサ方式等であっても構わない。
ここで、カメラ/AFマイコン113で行われる複合型の自動焦点調節モードでの制御の概要を図4により説明する。
Here, an outline of the control in the composite type auto focus adjustment mode performed by the camera /
図4において、ステップ401は処理の開始を示す。ステップ402では位相差AFを使用すべきシーン、すなわちパンニングや被写体の移動等による被写体変化後であるかを判別し、そうである場合はステップ403へ、そうでない場合はステップ406へ進む。ステップ403では外部測距ユニット117で位相差演算を行い、被写体距離に相当するフォーカスレンズ位置を算出する。
In FIG. 4, step 401 indicates the start of processing. In step 402, it is determined whether or not the scene in which the phase difference AF is to be used, that is, whether the subject has changed due to panning, movement of the subject, or the like, and if so, proceed to step 403, otherwise proceed to step 406. In step 403, the external
ステップ404ではフォーカスレンズ105をステップ403にて演算された位置まで所定の速度で駆動する。
In step 404, the
ステップ405ではTV−AF制御における微小駆動モードから山登り駆動モードへの移行を禁止する状態に設定する。 In step 405, a state is set in which the transition from the minute driving mode to the hill-climbing driving mode in the TV-AF control is prohibited.
ステップ406では山登り駆動への移行が禁止されている状態であるかを判別し、そうである場合はステップ407へ、そうでない場合はステップ409へ進む。 In step 406, it is determined whether or not the transition to hill-climbing driving is prohibited. If so, the process proceeds to step 407, and if not, the process proceeds to step 409.
ステップ407ではステップ405で山登り駆動への移行が禁止されてから予め定められた所定時間が経過しているかを判別し、そうである場合はステップ408へ、そうでない場合はステップ409へ進む。 In step 407, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the transition to the hill-climbing drive is prohibited in step 405. If so, the process proceeds to step 408, and if not, the process proceeds to step 409.
ステップ408では山登り駆動への移行を禁止する状態を解除する。ステップ409ではTV−AF制御を行う。ここでの詳細な動作は図5で説明する。 In step 408, the state prohibiting the transition to hill-climbing driving is canceled. In step 409, TV-AF control is performed. The detailed operation here will be described with reference to FIG.
続いて、図5を用いてTV−AF制御について説明する。図5において、ステップ501は処理の開始を示す。ステップ502では焦点信号処理回路112内より焦点信号を取得するための測距枠の位置と大きさを設定する。
Next, TV-AF control will be described with reference to FIG. In FIG. 5, step 501 indicates the start of processing. In step 502, the position and size of a distance measuring frame for acquiring a focus signal from the focus
ステップ503では焦点信号処理回路112内のフィルタ係数を設定し、抽出特性の異なる複数のバンドパスフィルタを構築する。抽出特性とはバンドパスフィルタの周波数特性であり、ここでの設定とは焦点信号処理回路112内のバンドパスフィルタの設定値を変更することを意味する。
In
ステップ504では焦点信号処理回路112より焦点信号を取得する。ここで取得した焦点信号は所定比率で加算したのち、以降の焦点調節制御に使用される。ここでの詳細な動作は後述する。
In step 504, the focus signal is acquired from the focus
ステップ505では微小駆動モードであるかを判別し、そうである場合はステップ506以降の微小駆動処理へ、そうでない場合はステップ513へ進む。 In step 505, it is determined whether or not the mode is the minute drive mode. If yes, the process proceeds to step 506 and subsequent minute drive processes. If not, the process proceeds to step 513.
ステップ506では微小駆動動作を行い、フォーカスレンズを所定の振幅で駆動し、合焦しているか、あるいはどちらの方向に合焦点が存在するかを判別する。ここでの詳細な動作は図6で説明する。 In step 506, a minute driving operation is performed to drive the focus lens with a predetermined amplitude to determine whether the focus lens is in focus or in which direction the focus is present. The detailed operation here will be described with reference to FIG.
ステップ507では合焦判定ができたかどうかを判別し、そうである場合はステップ511へ、そうでない場合はステップ508へ進む。 In step 507, it is determined whether or not the focus is determined. If yes, the process proceeds to step 511. If not, the process proceeds to step 508.
ステップ508ではステップ506の微小駆動動作で方向判別ができたどうかを判別し、そうである場合はステップ509へ進み、そうでない場合はステップ502へ戻り、微小駆動モードを継続する。 In step 508, it is determined whether or not the direction can be determined by the minute driving operation in step 506. If so, the process proceeds to step 509. If not, the process returns to step 502 to continue the minute driving mode.
ステップ509ではステップ405で山登り駆動への移行が禁止されている状態であるかどうかを判別する。移行禁止状態でない場合はステップ510へ進み、山登り駆動動作への移行を行い、移行禁止状態である場合はステップ502へ戻り、微小駆動モードを継続する。 In step 509, it is determined in step 405 whether or not the transition to hill-climbing driving is prohibited. If it is not in the transition prohibition state, the process proceeds to step 510 to shift to the hill-climbing drive operation. If it is in the transition prohibition state, the process returns to step 502 to continue the minute drive mode.
ステップ511では合焦時の焦点信号状態をメモリに格納した後、ステップ512へ進み、再起動判定モードへ移行する。 In step 511, the focus signal state at the time of in-focus is stored in the memory, and then the process proceeds to step 512 to shift to the restart determination mode.
ステップ513では山登り駆動モードであるかどうかを判別し、そうである場合はステップ514以降の山登り駆動処理へ、そうでない場合はステップ518へ進む。 In step 513, it is determined whether or not the hill-climbing drive mode is selected.
ステップ514では焦点信号が大きくなる方向へ所定の速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動する。ここでの詳細な動作は図7で説明する。
In step 514, the
ステップ515ではステップ514の山登り駆動で焦点信号のピーク位置が発見されたかどうかを判別し、ピーク位置が発見された場合はステップ516へ進み、そうでない場合はステップ502へ戻り、山登り駆動動作を継続する。 In step 515, it is determined whether or not the peak position of the focus signal has been found by the hill-climbing drive in step 514. If the peak position is found, the process proceeds to step 516. If not, the process returns to step 502 to continue the hill-climbing drive operation. To do.
ステップ516では焦点信号がピークとなったフォーカスレンズ位置を目標位置に設定した後、ステップ517へ進み、停止モードへ移行する。 In step 516, the focus lens position at which the focus signal has reached its peak is set as the target position, and then the process proceeds to step 517 to shift to the stop mode.
ステップ518では停止モードであるかを判別し、そうである場合はステップ519以降の停止処理へ、そうでない場合はステップ521へ進む。 In step 518, it is determined whether the mode is the stop mode. If so, the process proceeds to a stop process after step 519, and if not, the process proceeds to step 521.
ステップ519ではフォーカスレンズ105が焦点信号のピークとなる位置に戻ったかどうかを判別し、そうである場合はステップ520へ進み、微小駆動モードへの移行を行い、そうでない場合はステップ502へ戻り、停止モードを継続する。
In step 519, it is determined whether or not the
ステップ521以降の動作は再起動判定モードの動作である。ステップ521ではステップ511で保持した焦点信号と現在の焦点信号を比較し、そのレベルの変動が大きいかどうかを判別する。焦点信号が大きく変動していればステップ522へ進み、微小駆動モードへの移行を行い、そうでなければ再起動せず、そのまま停止し、ステップ502へ戻る。 The operations after step 521 are operations in the restart determination mode. In step 521, the focus signal held in step 511 is compared with the current focus signal to determine whether or not the level fluctuation is large. If the focus signal fluctuates greatly, the process proceeds to step 522, and the mode is shifted to the minute drive mode. If not, the process is not restarted and is stopped as it is, and the process returns to step 502.
次に、図6を用いて微小駆動動作について説明する。図6において、ステップ601は処理の開始を示している。ステップ602では垂直同期信号に同期したルーチン処理回数を計数するカウンタの現在値を判別し、0であればステップ603のフォーカスレンズ105が至近側にある場合の処理へ進み、それ以外であればステップ604へ進む。
Next, the minute driving operation will be described with reference to FIG. In FIG. 6, step 601 indicates the start of processing. In step 602, the current value of the counter that counts the number of routine processes synchronized with the vertical synchronizing signal is determined. If 0, the process proceeds to the process in step 603 when the
ステップ603では、フォーカスレンズ位置が至近側にある場合の処理として、焦点信号を保持する。ここでの焦点信号は、後述のステップ611でフォーカスレンズ位置が無限側にあるときに撮像素子106に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。
In step 603, the focus signal is held as processing when the focus lens position is on the close side. The focus signal here is based on a video signal generated from charges accumulated in the
ステップ604では現在のカウンタを判別し、1であればステップ605以降のフォーカスレンズ105を無限側へ駆動する処理に進み、それ以外であればステップ612へ進む。
In step 604, the current counter is determined. If it is 1, the process proceeds to the process of driving the
ステップ605では振動振幅、中心移動振幅を演算する。これらの振幅は焦点深度内に設定されるのが一般的である。 In step 605, the vibration amplitude and the center movement amplitude are calculated. These amplitudes are generally set within the depth of focus.
ステップ606ではステップ603で保持した至近側の焦点信号レベルと後述のステップ611で保持した無限側の焦点信号レベルを比較し、後者が大きい場合はステップ607へ、前者が大きい場合はステップ608へ進む。 In step 606, the focus signal level on the near side held in step 603 is compared with the focus signal level on the infinite side held in step 611, which will be described later. If the latter is large, the process proceeds to step 607, and if the former is large, the process proceeds to step 608. .
ステップ607では振動振幅と中心移動振幅を加算し、駆動振幅を求める。ステップ608では振動振幅を駆動振幅とする。ステップ609ではステップ607またはステップ608で求めた駆動振幅を用い、無限方向へ駆動する。 In step 607, the vibration amplitude and the center movement amplitude are added to obtain the drive amplitude. In step 608, the vibration amplitude is set as the drive amplitude. In step 609, the drive amplitude obtained in step 607 or step 608 is used to drive in an infinite direction.
ステップ610では現在のカウンタを判別し、2であればステップ611のフォーカスレンズ105が無限側にある場合の処理に進み、それ以外であればステップ612へ進む。
In step 610, the current counter is determined. If the current counter is 2, the process proceeds to step 611 when the
ステップ611ではフォーカスレンズ位置が無限側にある場合の処理として、焦点信号を保持する。ここでの焦点信号は、ステップ603でフォーカスレンズ位置が至近側にあるときに撮像素子106に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。
In step 611, the focus signal is held as processing when the focus lens position is on the infinity side. The focus signal here is based on the video signal generated from the charge accumulated in the
ステップ612では振動振幅、中心移動振幅を演算する。これらの振幅は焦点深度内に設定されるのが一般的である。 In step 612, the vibration amplitude and the center movement amplitude are calculated. These amplitudes are generally set within the depth of focus.
ステップ613ではステップ611で保持した無限側の焦点信号レベルとステップ603で保持した至近側の焦点信号レベルを比較し、後者が大きい場合はステップ614へ、前者が大きい場合はステップ615へ進む。 In step 613, the focus signal level on the infinite side held in step 611 is compared with the focus signal level on the near side held in step 603. If the latter is large, the process proceeds to step 614, and if the former is large, the process proceeds to step 615.
ステップ614では振動振幅と中心移動振幅を加算し、駆動振幅を求める。ステップ615では振動振幅を駆動振幅とする。ステップ616ではステップ614またはステップ615で求めた駆動振幅を用い、至近方向へ駆動する。 In step 614, the vibration amplitude and the center movement amplitude are added to obtain the drive amplitude. In step 615, the vibration amplitude is set as the drive amplitude. In step 616, the drive amplitude obtained in step 614 or 615 is used to drive in the closest direction.
ステップ617では所定回数連続して同一方向に合焦点が存在しているかを判別し、そうである場合はステップ620へ、そうでない場合はステップ618へ進む。 In step 617, it is determined whether or not the focal point exists in the same direction for a predetermined number of times. If so, the process proceeds to step 620, and if not, the process proceeds to step 618.
ステップ618ではフォーカスレンズ105が所定回数同一エリアで往復しているかを判別し、そうである場合はステップ619へ、そうでない場合はステップ621へ進む。ステップ619では合焦判定できたと判断する。ステップ620では方向判別できたと判断する。
In step 618, it is determined whether the
ステップ621ではカウンタが3であれば0にクリアし、その他の値であれば+1をカウンタを加算してステップ622へ進む。ステップ622は処理の終了を示す。 In step 621, if the counter is 3, the counter is cleared to 0, and if it is any other value, +1 is added to the counter and the process proceeds to step 622. Step 622 indicates the end of the process.
この微小駆動におけるフォーカスレンズ動作の時間経過を図8に示す。同図上部は映像信号の垂直同期信号であり、図8(b)の横軸は時間、縦軸はフォーカスレンズ位置を表している。ラベルAの時刻に撮像素子106に蓄積された電荷に対する焦点信号EVAは時刻TAでカメラ/AFマイコン113に取り込まれる。そして、ラベルBの時刻に撮像素子106に蓄積された電荷に対する焦点信号EVBは時刻TBでカメラ/AFマイコン113に取り込まれる。時刻TCでは焦点信号EVAとEVBを比較し、EVBが大きい場合のみ振動中心を移動する。なお、ここでのフォーカスレンズ105の移動は焦点深度を基準とし、画面で認識できない移動量に設定する。
The time course of the focus lens operation in this minute driving is shown in FIG. The upper part of the figure is a vertical synchronizing signal of the video signal, the horizontal axis of FIG. 8B represents time, and the vertical axis represents the focus lens position. The focus signal EVA for the electric charge accumulated in the
続いて、図7を用いて山登り駆動動作について説明する。図7において、ステップ701は処理の開始を示す。ステップ702では焦点信号のレベルが前回のものより増加しているかを判別して、そうである場合はステップ703へ、そうでない場合はステップ704へ進む。 Subsequently, the hill-climbing driving operation will be described with reference to FIG. In FIG. 7, step 701 indicates the start of processing. In step 702, it is determined whether or not the level of the focus signal has increased from the previous level. If so, the process proceeds to step 703, and if not, the process proceeds to step 704.
ステップ703ではフォーカスレンズ105を前回と同じ方向に所定の速度で山登り駆動し、ステップ707へ進む。
In step 703, the
ステップ704では焦点信号がピークを越えて減少している場合はステップ706へ、それ以外の要因で減少している場合はステップ705へ進む。 In step 704, if the focus signal has decreased beyond the peak, the process proceeds to step 706. If the focus signal has decreased due to other factors, the process proceeds to step 705.
ステップ705ではフォーカスレンズ105を前回と逆の方向に所定の速度で山登り駆動し、ステップ707へ進む。ステップ706ではピーク位置を発見したと判断する。ステップ707は処理の終了を示す。
In step 705, the
上記山登り駆動動作のフォーカスレンズ105の動きを示したものが図9である。図9において、フォーカスレンズ105がAのように駆動されている場合は焦点信号が増加しているため、同じ方向への山登り駆動を継続する。ここで、フォーカスレンズ105をBの範囲で駆動すると、焦点信号はピーク位置を越えて減少する。このとき、合焦点が存在するとして山登り駆動動作を終了し、フォーカスレンズ105をピーク位置まで戻した後、微小駆動動作に移行する。一方、Cのようにピーク位置を越えずに焦点信号が減少した場合は駆動すべき方向を間違えたものとして反転し、山登り駆動動作を継続する。
FIG. 9 shows the movement of the
このように、TV−AF方式による焦点調節制御では、図3(c)に示すように、位相差AF使用後の所定時間はその制御応答性を低下させることにより、再起動判定→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点信号が常に最大となるように合焦状態を維持する。その結果、複合型自動焦点調節装置において、位相差による被写体測距精度が確実でない場合においても、ピント変化の問題を軽減し、ユーザーに違和感のない焦点調節動作を提供することと同時に、合焦時間の短縮を図ることができる。 In this way, in the focus adjustment control by the TV-AF method, as shown in FIG. 3C, the predetermined time after the use of the phase difference AF decreases its control responsiveness, thereby restart determination → micro drive → The focus lens is moved while repeating the restart determination. Thus, the in-focus state is maintained so that the focus signal is always maximized. As a result, even when the subject ranging accuracy due to the phase difference is not certain in the composite automatic focus adjustment device, the focus change operation is reduced and the focus adjustment operation that does not give the user a sense of incongruity is provided. Time can be shortened.
図10は本発明の実施例2である撮像装置のシステム構成を示す図である。実施例1と構成要素が同一の説明は省略する。図1に示す実施例1では、外部測距ユニット117を用いたが、実施例2においては、TTL位相差検出方式の焦点検出装置を用いている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a system configuration of an imaging apparatus that is
図10において、1001は固定の第1群レンズ、1002は変倍を行う変倍レンズ、1003は変倍に伴う焦点面の移動補正及びピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ(以下フォーカスレンズ)である。1004は焦点検出のための光分割を行うハーフプリズム、1005は絞り、1006は結像レンズ、1007は撮像素子である。
In FIG. 10,
1008はサブミラー、1009は焦点検出のための結像レンズ、1010は位相差検出方式のAFセンサ、1011はAF回路である。
1012は撮像素子1007の出力をサンプリング、ゲイン調整、デジタル化するCDS/AGC/ADコンバータ、1013はCDS/AGC/ADコンバータ1012からの出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理回路である。
1014はカメラ信号処理回路1013の出力信号が表示され、撮影者が画像をモニタするために用いられる表示装置、1015は磁気テープ、光ディスク、半導体メモリなどが使用される記録装置である。1016はCDS/AGC/ADコンバータ1012の出力信号中より焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すAFゲート、1017はAFゲート1016を通過した信号から高周波成分を抽出する焦点信号処理回路である。
A
1018は、焦点信号処理回路1017の出力信号に基づいて、後述のフォーカスコンペレンズ駆動源1020を制御し、フォーカスレンズ1003を駆動するカメラ/AFマイコンである。カメラ/AFマイコン1018は、同時に、記録装置1015へ画像記録命令を出力し、さらにAF回路1011を介したAFセンサ1010の出力から、ずれ量、ずれ方向を検出する役割を担う。
1019は変倍レンズ1002を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含む変倍レンズ駆動源、1020はフォーカスレンズ1003を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含むフォーカスレンズ駆動源である。1021は撮影者が位相差AFの使用/非使用モードを切り替える際に操作するメニューボタンおよびズーミングを行うときに操作するズームスイッチを含む外部キーユニットである。
動画撮影中、絞り1005は特定のモードを除き常に作動しているため、このような構成の撮像装置の場合、ハーフプリズム1004による入力光の分割は絞り1005の手前で行う必要がある。
During moving image shooting, the
実施例2においても、実施例1で説明した焦点調節制御のアルゴリズムの適用が可能である。したがって、本実施例2の特徴を表すフローチャートは図4、図5、図6、図7と共通であり、同図における説明はそちらに譲る。 Also in the second embodiment, the focus adjustment control algorithm described in the first embodiment can be applied. Therefore, the flowcharts representing the features of the second embodiment are common to those in FIGS. 4, 5, 6, and 7, and the description in the drawings will be left to them.
このように、TV−AF方式による焦点調節制御では、位相差AF使用後の所定時間はその制御応答性を低下させることにより、再起動判定→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点信号が常に最大となるように合焦状態を維持する。その結果、複合型自動焦点調節装置において、位相差による合焦精度が確実でない場合においても、ピント変化の問題を軽減し、ユーザーに違和感のない焦点調節動作を提供することと同時に、合焦時間の短縮を図ることができる。 As described above, in the focus adjustment control by the TV-AF method, the focus lens is moved while repeating the restart determination → the minute drive → the restart determination by reducing the control responsiveness for a predetermined time after using the phase difference AF. Let Thus, the in-focus state is maintained so that the focus signal is always maximized. As a result, even when the focusing accuracy due to the phase difference is not certain in the composite automatic focusing device, the focus change time can be reduced while reducing the focus change problem and providing the user with a feeling of incongruity. Can be shortened.
101 固定の第1群レンズ
102 変倍レンズ
103 絞り
104 固定の第2群レンズ
105 フォーカスコンペレンズ
106 撮像素子
107 CDS/AGC/ADコンバータ、
108 カメラ信号処理回路
109 表示装置
110 記録装置
111 AFゲート
112 焦点信号処理回路
113 カメラ/AFマイコン
114 変倍レンズ駆動源
115 フォーカスコンペレンズ駆動源
116 外部キーユニット
117 外部測距ユニット
1010 AFセンサ
1011 AF回路
DESCRIPTION OF
108 Camera
Claims (8)
分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出して第2の情報を取得する第2の取得手段と、
前記第1の情報及び前記第2の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う焦点調節手段と、を有し、
前記焦点調節手段は、前記第1の情報と前記第2の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別するための第1の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまでは前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定するための第2の制御へ移行せず、前記第2の情報を用いずに前記第1の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第1の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第1の制御から前記第2の制御へ移行することを特徴とする撮像装置。 First acquisition means for acquiring first information based on a high-frequency component of a video signal obtained from an imaging means for imaging a subject;
Second acquisition means for acquiring a second information by detecting a relative positional deviation amount in the split direction of the split luminous flux;
A focus adjustment unit that performs focus adjustment by moving a focus adjustment member using at least one of the first information and the second information,
The focus adjustment unit is configured to determine a moving direction of the focus adjustment member that maximizes the first information when performing the focus adjustment using the first information and the second information. The first control is not shifted to the second control for determining the position of the focus adjustment member until the predetermined time elapses after the first control is started, and the first control is performed. When focus adjustment is performed using the first information without using the information of 2, the first control is started even after the predetermined time has elapsed since the first control was started. An image pickup apparatus that shifts to the second control.
前記第1の情報と前記第2の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別するための第1の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまでは前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定するための第2の制御へ移行せず、前記第2の情報を用いずに前記第1の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第1の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第1の制御から前記第2の制御へ移行することを特徴とする自動焦点調節装置。 A focus adjustment member is formed using at least one of first information based on a high-frequency component of a video signal obtained from an imaging unit that images a subject and second information based on a relative positional deviation amount in the split direction of the divided light flux. An automatic focusing device that moves and adjusts the focus,
When focus adjustment is performed using the first information and the second information, the first control for determining the moving direction of the focus adjustment member that maximizes the first information is started. Until a predetermined time elapses, the second information for determining the position of the focus adjustment member at which the first information is maximized is not transferred, and the second information is not used. When performing the focus adjustment using the first information, the first control is changed to the second control even after the predetermined time has elapsed since the start of the first control. An automatic focusing device characterized by shifting.
前記第1の情報と前記第2の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別するための第1の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまでは前記第1の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定するための第2の制御へ移行せず、前記第2の情報を用いずに前記第1の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第1の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第1の制御から前記第2の制御へ移行することを特徴とする自動焦点調節方法。 A focus adjustment member is formed using at least one of first information based on a high-frequency component of a video signal obtained from an imaging unit that images a subject and second information based on a relative positional deviation amount in the split direction of the divided light flux. An automatic focusing method that moves and adjusts the focus,
When focus adjustment is performed using the first information and the second information, the first control for determining the moving direction of the focus adjustment member that maximizes the first information is started. Until a predetermined time elapses, the second information for determining the position of the focus adjustment member at which the first information is maximized is not transferred, and the second information is not used. When performing the focus adjustment using the first information, the first control is changed to the second control even after the predetermined time has elapsed since the start of the first control. An automatic focusing method characterized by shifting.
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