JP2013142882A - 撮像装置、レンズ装置および撮像装置の制御方法 - Google Patents
撮像装置、レンズ装置および撮像装置の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】レンズユニットを着脱可能なカメラユニットにおいて、カメラ制御部は、TVAF信号処理部が撮像信号から生成した焦点調節用評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置にフォーカスレンズを移動させる駆動命令を送信する。レンズ制御部は駆動命令を受信し、像倍率変化量のデータをカメラ制御部に送信する。カメラ制御部は、フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの評価値の変化から検出した合焦方向に該レンズの振動中心を移動させる中心移動を行う際、取得した像倍率変化量のデータを用いて該レンズの振動振幅に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定した場合、中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅未満に制限する駆動方式に変更する。
【選択図】図4
Description
一方、交換レンズシステムの場合、使用するレンズユニットによっては、ウォブリング動作を行う場合に像倍率変化が大きく、撮影画面上でフォーカスレンズの動きによる影響が目立ってしまうことがある。特許文献1には、レンズユニットを交換できる自動焦点調節式ビデオカメラにて、像倍率変化の情報をレンズユニットからカメラユニットに受け渡し、ウォブリング動作時の振動振幅を制限する装置が開示されている。
前記特許文献1では像倍率変化に応じて振動振幅を制限しているため、ウォブリング動作により得られるTVAF評価値の差分が小さくなり、TVAF評価値の生成に係るS/N(信号対ノイズ)比が低下した場合、方向検出精度が下がってしまう。
本発明の目的は、交換レンズ型撮像装置にて像倍率変化の影響が画面上で目立たず、性能低下の少ない自動焦点調節動作の制御を実現することにある。
図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像装置としてビデオカメラの構成例を示すブロック図である。撮像装置は着脱可能なレンズユニット117と、これを装着して使用する本体部としてのカメラユニット118を備える。つまり、レンズユニット117はカメラユニット118に対して着脱自在であり、いわゆる交換レンズシステムを構成している。
被写体からの光は、レンズユニット117内に固定の第1群レンズ101と、可動の第2群レンズ102、絞り103、固定の第3群レンズ104、可動の第4群レンズ105を通してカメラユニット118内の撮像素子106に結像する。第2群レンズ102は変倍動作を行う。また第4群レンズ(以下、フォーカスレンズという)105は、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペンセーション機能とを兼ね備える。
TVAFゲート113は増幅器107からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いる領域の信号のみを通す役目をもつ。TVAF信号処理部114は自動焦点調節制御に必要な信号として、TVAFゲート113を通した信号から高周波成分を抽出し、TVAF評価値信号を生成してカメラ制御部116に出力する評価値生成手段である。TVAF評価値信号は、撮像素子106の出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度(コントラスト状態)を表す。鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するため、TVAF評価値信号の示す値(TVAF評価値)は撮像光学系の焦点状態を表す焦点調節用情報である。図2(A)は、横軸にフォーカスレンズ105の位置をとり、縦軸にTVAF評価値をとって両者の関係を例示したグラフである。TVAF評価値がピークとなるときのフォーカスレンズ105の位置(以下、ピーク位置という)が合焦点に相当する。
制御手段としてのカメラ制御部116は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司る。カメラ制御部116は、撮像画面に対して所定の割合でTVAF枠を設定するようにTVAFゲート113を制御し、TVAF信号処理部114から取得したTVAF評価値に基づいてTVAF制御を行う。カメラ制御部116によるフォーカスレンズ105の駆動命令はレンズ制御部115に送信される。
ズーム駆動部111は第2群レンズ102を駆動し、フォーカス駆動部112はフォーカスレンズ105を駆動する。ズーム駆動部111およびフォーカス駆動部112は、ステッピングモータ、DCモータ、振動型モータまたはボイスコイルモータ等のアクチュエータを用いて構成される。レンズ制御部115は、カメラ制御部116からフォーカスレンズ105の駆動命令を受け取ってフォーカス駆動部112を制御し、フォーカスレンズ105を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。また、レンズ制御部115はフォーカス駆動部112から取得したフォーカスレンズ105の位置情報を、カメラ制御部116に送信する。
図3において、S401で処理が開始し、S402でフォーカスレンズ105を微小間隔で駆動させる、微小駆動動作が行われる。微小駆動動作は、カメラ制御部116がTVAF評価値の変化から検出した合焦方向にフォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う第一のモードに相当する。この動作により合焦判定、すなわち、合焦状態であるか否か、および合焦状態でない場合にはどの方向に合焦点があるかについての方向判定が可能となる。なお、動作説明の詳細については、図4を用いて後述する。S403は、合焦判定ができたか否かについての判断処理であり、合焦判定ができた場合、S408へ進む。また、合焦判定ができていない場合、S404へ進む。S404は、方向判別ができたか否かについての判断処理であり、方向判別ができた場合、S405へ進んで山登り駆動が行われる。また、方向判別ができていない場合、S402に戻る。
S405では、判別した方向に沿って所定の速度でフォーカスレンズ105の山登り駆動が実行される。山登り駆動は、カメラ制御部116がフォーカスレンズを移動させて評価値のピーク値を探索し、合焦点に対応する位置にフォーカスレンズを移動させる第二のモードに相当する。TVAF評価値と、レンズ制御部115から取得したフォーカスレンズ位置とを関係付けて、フォーカスレンズ105のピーク位置を探索する処理が行われるが、その詳細については図8を用いて後述する。次にS406では、山登り駆動動作中のTVAF評価値がピーク値を示すフォーカスレンズ位置(ピーク位置)に、フォーカスレンズ105を戻すために、カメラ制御部116はレンズ制御部115と通信する。S407でカメラ制御部116は、レンズ制御部115と通信してフォーカスレンズ105の位置情報を取得し、フォーカスレンズ105がピーク位置に戻ったか否かを判定する。フォーカスレンズ105がピーク位置に戻っていると判定された場合、S402へ戻って、再び微小駆動動作が行われる。フォーカスレンズ105がピーク位置に戻っていないと判定された場合にはS406へ戻り、ピーク位置に戻す動作を継続する。
S408でカメラ制御部116はTVAF評価値を取得し、S409では合焦判定されたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ105を移動させるために、レンズ制御部115と通信する。S410でカメラ制御部116はレンズ制御部115からフォーカスレンズ105の位置情報を取得し、フォーカスレンズ105がTVAF制御の合焦点に対応するピーク位置へ移動したか否かを判定する。フォーカスレンズ105が合焦点に対応するピーク位置へ移動していればS411へ進み、移動していなければS408へ戻る。S411でカメラ制御部116は合焦点に対応するピーク位置でフォーカスレンズを停止させ、合焦点におけるTVAF評価値を保持し、S412ではTVAF信号処理部114から新たなTVAF評価値を取得する。S413では、S411で保持したTVAF評価値とS412で取得した最新のTVAF評価値とを比較することにより、TVAF評価値の変動幅が閾値よりも大きいか否かの判定が行われる。TVAF評価値の変動幅が閾値より大きい場合、カメラ制御部116は被写体が変更されたと判断し、S402へ戻って微小駆動動作を再開させる。またTVAF評価値の変動幅が閾値以下の場合、S412へ戻る。
S501で処理が開始し、S502でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、微小駆動の振動振幅および中心移動振幅を演算する。振動振幅とは、ウォブリング動作時にフォーカスレンズ105を振動させて駆動制御を行う場合の振れ幅である。また、中心移動振幅とは、フォーカスレンズ105の振動中心を変更するときの振動中心の移動幅である。像倍率変化が大きい場合、微小駆動の影響による画面上での見え方が問題とならないよう、以下に示す制御の切り替え処理が行われる。S503でカメラ制御部116はレンズ制御部115に対し、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データを送信し、またレンズ制御部115からは焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S512でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化量の閾値thを大きくする。その理由は、被写体像に大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。S504でカメラ制御部116は、S502で決定した振動振幅、中心移動振幅と、S503で取得した焦点深度当たりの像倍率変化データに応じて微小駆動方式の判定を行う。ここで、合焦点近傍にてウォブリング動作をしている様子を図7に示す。詳細な制御の説明は後に譲るが、ウォブリング動作では、常に光軸方向にフォーカスレンズを振動させると共に、振動の中心を合焦方向に移動させることで、合焦点を行き過ぎて戻る動作を繰り返している。この合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近の位置にあるときと最無限の位置にあるときのレンズ位置の差によって生じる像倍率変化量は、焦点深度に対する当該フォーカスレンズ位置の差の比で求めることができる。図7に示されている、至近側の点線と無限遠側の点線との間の領域は、フォーカスレンズが最至近の位置にあるときと最無限の位置にあるときのレンズ位置の差に相当する。
S508でカメラ制御部116は方向判別できたと判断してS511へ進み、処理を終了して山登り駆動へと移行させる。また、S510でカメラ制御部116は合焦判定ができたと判断して、S511へ進んで処理を終了し、再起動判定へと移行させる。
本実施形態では、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が大きい場合、後述の減算方式により、振幅を減算することで中心移動を実現する微小駆動動作が行われる。また、像倍率変化が小さい場合には、後述の加算方式により、振幅を加算することで中心移動を実現する微小駆動動作が行われる。駆動方式を切り替えることで、像倍率変化が大きい場合には微小駆動による画面上での焦点状態の変化の影響を低減することができる。また、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化が小さい場合には、応答性を損なわないAF性能が実現可能となる。
S601で処理が開始し、S602でカメラ制御部116は、現在の変数Modeの値がゼロであるか否かを判定する。Modeは制御状態の違いを0から3で表す内部変数であり、その値がゼロであればS603へ進み、ゼロ以外の場合、S606へ進む。
S603でカメラ制御部116は、TVAF評価値を、無限遠側TVAF評価値として保存する。なお、このTVAF評価値は後述するように、Mode値が1の場合に、無限遠側にフォーカスレンズ105が滞留している間に撮像素子106が蓄積した電荷に基づく評価値である。S604では、Mode値に1が加算され、S605へ進んで処理を終了する。なお、Mode値が4になった場合には0に戻る。
S606でカメラ制御部116は、現在のMode値が1であるか否かを判定し、1であればS607へ進み、フォーカスレンズ105を無限遠側に駆動する処理を実行する。また、現在のMode値が1以外の場合にはS612へ処理を進める。S607では、Mode値が0の場合における無限遠側TVAF評価値と、Mode値が2の場合における至近側TVAF評価値とが比較される。至近側TVAF評価値が無限遠側TVAF評価値よりも大きい場合、S608へ進み、至近側TVAF評価値が無限遠側TVAF評価値以下の場合、S609へ進む。
S609でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定し、S611に処理を進める。S611でカメラ制御部116は、前記S608またはS609で決定した駆動振幅に従って無限遠方向へフォーカスレンズ105を駆動させるためにレンズ制御部115に駆動命令を送信する。そしてS604に進む。
S606で現在のMode値が1でないと判定された場合、S612に進み、カメラ制御部116は現在のMode値が2であるか否かを判定する。現在のMode値が2であればS613へ進み、2以外の場合にはS614へ進む。S613でカメラ制御部116は、取り込んだTVAF評価値を至近側TVAF評価値として保存する。このTVAF評価値は、Mode値が3の場合において至近側にフォーカスレンズ105が滞留している間に撮像素子106に蓄積された電荷から作られた映像信号に基づいて算出される。次にS604では、Mode値に1が加算される。その際、Mode値が4になった場合は0に戻る。そしてS605へ進み、処理を終了する。
S615でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅 ― 中心移動振幅」に設定する。すなわち、至近方向への駆動量を減らすことで無限遠方向への中心移動が行われる。これにより微小駆動時の駆動振幅を制限できるので、浅い焦点深度において微小駆動による焦点状態の変化が画面上で見えないように焦点調節制御が可能になる。次のS617でカメラ制御部116はTVAF評価値の履歴情報を消去し、微小駆動動作の中心移動後に取得したTVAF評価値に従って、次の中心移動について判断する。一方、S616でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定する。S616やS617の後でS618に進み、カメラ制御部116はS615またはS616で決定した駆動振幅に従って、フォーカスレンズ105を至近方向へ駆動させるためにレンズ制御部115に駆動命令を送信する。そしてS604に進む。
第1の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷(斜線を付した楕円参照)に対するTVAF評価値EVAは、時刻TAでカメラ制御部116に取り込まれる。次に、第2の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EVBが、時刻TBでカメラ制御部116に取り込まれる。さらに第3の期間中に撮像素子106に蓄積された電荷に対するTVAF評価値EVCが時刻TCでカメラ制御部116に取り込まれる。そして時刻TCの後でTVAF評価値EVA、EVB、EVCの比較処理が行われる。カメラ制御部116は「EVB>EVA」かつ「EVB>EVC」であると判定した場合、振動中心を移動させる駆動制御を行い、この条件を満たさない場合には、振動中心を移動させない。振動中心を移動させた後でカメラ制御部116は、新たな中心位置にてその前後にフォーカスレンズ105を振動させ、TVAF評価値を新たに取得して中心移動の判断を行う。本方式の特徴は、最大駆動振幅が振動振幅に留まり、また中心移動についてもその位置で前後にフォーカスレンズ105を振動させて新たにTVAF評価値を取り込むため、レンズ駆動位置の行き過ぎが少ないことである。合焦点近傍での振動において最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差は、この例では3・Fδ/4になる。
S701で処理が開始し、S702で現在のMode値がゼロでないと判定され、さらにS706で現在のMode値が1であると判定された場合、S707に進む。S707では、無限遠側TVAF評価値(S703参照)と、至近側TVAF評価値(S712参照)が比較される。無限遠側TVAF評価値が至近側TVAF評価値よりも大きい場合、S708へ進み、また、無限遠側TVAF評価値が至近側TVAF評価値以下の場合、S709へ進む。S708でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅 + 中心移動振幅」、つまり中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅以上に設定し、無限遠方向への駆動量を増やすことで無限遠方向への中心移動を行う。またS709でカメラ制御部116は、「駆動振幅 = 振動振幅」に設定する。S708やS709の次に、S710へ処理を進め、カメラ制御部116はS708またはS709で決定した駆動振幅に従ってフォーカスレンズ105を無限遠方向へ駆動するために駆動命令をレンズ制御部115に送信する。そしてS704に進んでMode値に1が加算される。
S901で処理が開始し、S902でカメラ制御部116はTVAF評価値を取得する。S903でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信してフォーカスレンズ105の位置情報を取得する。S904でカメラ制御部116は山登り駆動速度を設定する。なお、焦点深度が浅いときには駆動速度を小さくし、焦点深度が深いときには大きくする設定処理が行われる。これによりボケの変化量が略一定となり、見た目の違和感が無くなる。
S905でカメラ制御部116は、S902で取り込んだTVAF評価値を、前回のTVAF評価値と比較する。今回と前回とでTVAF評価値の差が所定量(閾値)よりも小さいか否かが判定される。今回のTVAF評価値が前回よりも所定量小さい場合、図9のS912へ進み、前回よりも所定量小さくない場合にはS906へ進む。ここで、所定量とはTVAF評価値に係るS/N(信号対ノイズ)比を考慮して決められる判定基準値であり、被写体を固定としてフォーカスレンズ位置を一定とした条件下でTVAF評価値の変動幅以上の値に設定されている。このような設定にしないと、TVAF評価値の変動の影響を受けることになり、正しい方向に山登り駆動を行えないからである。
S908はフォーカスレンズ105が至近端に到達したか否かの判定処理である。至近端とは、設計上決められたフォーカスレンズ105の可動範囲にて最も至近寄りの端位置である。フォーカスレンズ105が至近端に到達していればS909へ進み、到達していなければ図9のS910へ進む。S907や909では、駆動方向がそれぞれ反転した端を記憶するためのフラグがセットされる。S907で無限端フラグがセットされ、S909で至近端フラグがセットされた後、図9のS914へ進む。S914でフォーカスレンズ105はその駆動方向が逆方向に反転して山登り駆動を続ける。
S910でカメラ制御部116は、前回と同じ順方向にてS904で決定した速度でフォーカスレンズ105の山登り駆動を行うことを決定する。S911でカメラ制御部116は、決定した駆動命令をレンズ制御部115に送信した後、S902へ戻って処理を続ける。
S914でカメラ制御部116は、前回とは逆方向にS904で決定した速度でフォーカスレンズ105の山登り駆動を行うことを決定する。そしてS911の処理に進み、S914で決定した駆動命令がレンズ制御部115に送信される。
以上説明したように、「再起動判定→微小駆動→山登り駆動→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105が移動する。そして、撮像装置はTVAF評価値が常にピーク値となるように焦点調節制御を行って、合焦状態を維持する。
第1実施形態によれば、交換レンズシステムにおいて、カメラユニットはレンズユニットから像倍率変化量を示すデータを受け取り、該データに応じて微小駆動の駆動方式を切り替える。これにより、像倍率変化が目立たず性能低下を抑えた自動焦点調節動作を実現できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態に係る撮像装置の構成は図1に示した第1実施形態の場合と同様である。よって第2実施形態に係る構成要素については、第1実施形態で使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略し、以下では相違点を説明する。なお、このような説明の省略の仕方は後述する別の実施形態にも適用する。
図11は、第2実施形態に係るカメラ制御部116が行うAF制御のうち、微小駆動動作の制御を説明するフローチャートであり、第1実施形態の場合の図4に相当する。それ以外の動作は図3、6、8、9で説明した通りである。
S1101で処理が開始し、S1102でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。S1103でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信し、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データをレンズ制御部115に送信する。また、カメラ制御部116はレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを取得する。S1112でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、被写体像が大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。
S1105およびS1106の後でS1107に進む。S1107ないし1111の処理は、図4のS507ないし511でそれぞれ説明した処理と同様であり、よってそれらの詳細な説明は省略する。
S1201で処理が開始し、S1202でカメラ制御部116はTVAFゲート113を制御してTVAF枠を設定し、TVAF信号処理部114からTVAF評価値を取得する。S1203でカメラ制御部116は、S1202で取り込んだTVAF評価値を前回のTVAF評価値と比較する。今回のTVAF評価値が前回のTVAF評価値より大きい場合、S1204へ進み、今回のTVAF評価値が前回のTVAF評価値以下である場合、S1205へ進む。S1204でカメラ制御部116は前回と同じ順方向に所定量だけフォーカスレンズ105を駆動するための駆動命令をレンズ制御部115に送信する。一方、S1205でカメラ制御部116は前回とは逆方向に所定量だけフォーカスレンズ105を駆動するための駆動命令をレンズ制御部115に送信する。S1204およびS1205の後、S1206のリターン処理に進む。
第2実施形態では、前記第1実施形態の効果に加えて、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差に対する像倍率変化量が閾値より大きい場合に振動レス微小駆動に切り替える。これにより、像倍率変化の影響が目立たないAF動作を実現できる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
第3実施形態のカメラ制御部116が行うTVAF制御について、図14および15を参照して説明する。なお、図14および15は、第1実施形態にて説明した図3に対応し、図16は図4に対応する。それ以外は第1実施形態の場合と同じである。
図14のS1401で処理が開始し、S1402でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。S1403でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信し、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データをレンズ制御部115に送信し、またレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S1424でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、被写体像が大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。
S1405で第一のモードとしての微小駆動動作が行われる。次に合焦判定が行われ、合焦状態であるか否か、および合焦でない場合にはどちらの方向に合焦点があるかについて判定処理が実行される。つまり、S1406にてカメラ制御部116は、合焦判定ができたか否かを判断し、合焦判定ができた場合、S1414へ進む。また、合焦判定ができていないと判定された場合にはS1407へ進む。S1407にてカメラ制御部116は、方向判別ができたか否かを判断する。方向判定ができた場合、S1408へ進み、カメラ制御部116は第二のモードとしての山登り駆動を行う。また、S1407で方向判定ができていない場合、S1405に戻る。S1408にてカメラ制御部116は、S1405で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動で移動させる駆動制御を行う。その際、TVAF評価値と、レンズ制御部115から取得したフォーカスレンズ位置とを関係付けて、TVAF評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置(ピーク位置)を探索する。
次のS1412でカメラ制御部116はレンズ制御部115と通信して撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データを送信し、またレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S1425でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、TVAF評価値が小さく、被写体像に大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。S1413でカメラ制御部116は、振動振幅、中心移動量および焦点深度当たりの像倍率変化データから像倍率変化が閾値より大きいか否かを判定する。合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値以下である場合、図14のS1405へ戻り、微小駆動動作が行われる。また合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値を超える場合、S1417へ進み、カメラ制御部116はフォーカスレンズ105を停止させる。つまり、合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値より大きい場合には微小駆動が禁止される。
S1414でカメラ制御部116はTVAF評価値を取得した後、S1415では合焦判定されたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ105を移動させる駆動命令をレンズ制御部115に送信する。S1416でカメラ制御部116は、レンズ制御部115からフォーカスレンズ105の位置情報を受信し、TVAF評価値に基づき合焦点に対応するピーク位置へフォーカスレンズ105が移動したか否かを判定する。フォーカスレンズ105がピーク位置に移動していると判定された場合、図15のS1417へ進むが、そうでない場合にはS1414へ戻る。S1417でカメラ制御部116は合焦点に対応するピーク位置でフォーカスレンズを停止させ、合焦点におけるTVAF評価値を保持し、S1418では新たなTVAF評価値を取得する。S1419でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて振動振幅および中心移動振幅を算出する。
S1420でカメラ制御部116は、撮像素子106の画素ピッチ等から決まる許容錯乱円径データをレンズ制御部115に送信し、またレンズ制御部115から焦点深度当たりの像倍率変化データを受信する。S1426でカメラ制御部116は、TVAF評価値が小さい時には予め決められた像倍率変化の閾値thを大きくする。その理由は、TVAF評価値が小さく、被写体像に大きな暈けが生じている(合焦度が低い)時には、像倍率変化は問題とならないからである。S1421は、振動振幅、中心移動量および焦点深度当たりの像倍率変化データから像倍率変化が大きいか否かを判定する処理である。合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値よりも大きい場合、S1422へ進む。また合焦点近傍での振動においてフォーカスレンズが最至近にあるときと最無限にあるときの位置の差によって生じる像倍率変化量が閾値以下の場合、S1423へ進む。
S1423でカメラ制御部116は、S1417で保持したTVAF評価値とS1418で取得した最新のTVAF評価値を比較し、両者の差分量を算出することでTVAF評価値の変化量を求め、第2閾値th2よりも大きいか否かを判定する。TVAF評価値の変化量が第2閾値th2(所定値)より大きい場合、カメラ制御部116は被写体が変更されたと判断して、図14のS1405へ戻り、微小駆動動作を行う。また、TVAF評価値の変化量が第2閾値以下の場合、S1418へ戻る。ここで、第1閾値および第2閾値は「th1>th2」の関係に設定されている。つまり、像倍率変化が大きい時には確実に被写体が変わった場合にのみ山登り駆動動作が行われるのに対し、像倍率変化が小さい時は少しでも被写体が変わった可能性がある場合に微小駆動動作が行われる。これにより像倍率変化が大きい時には、微小駆動を禁止するとともに再起動の頻度を減らすことができ、不用意にフォーカスレンズ105が動いて像倍率変化が目立つことがないようにすることができる。
S1501で処理が開始し、S1502でカメラ制御部116は、絞りやズーム位置等から決まる焦点深度に応じて、振動振幅および中心移動振幅を算出する。S1503でカメラ制御部116は、加算方式による微小駆動を行う。なお、仕様によっては、減算方式による微小駆動を採用しても構わない。S1504ないし1508の処理は、図4のS507ないし511の処理とそれぞれ同様であり、よってそれらの説明を省略する。
第3実施形態によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、像倍率変化が大きい場合に微小駆動を禁止するとともに再起動の頻度を減らすことで、像倍率変化の影響が目立たないAF動作を実現できる。
106 撮像素子
112 フォーカス駆動部
114 TVAF信号処理部
115 レンズ制御部
116 カメラ制御部
117 レンズユニット
118 カメラユニット
Claims (14)
- フォーカスレンズを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段と、
前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段を備え、
前記カメラ制御手段は、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う際、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得し、当該像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズの振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定した場合、中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅未満に制限する第1の駆動方式に変更することを特徴とする撮像装置。 - 前記カメラ制御手段は、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う際、前記レンズ装置から取得した像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズの振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍でのレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値以下であると判定した場合、中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅以上に設定する第2の駆動方式に変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記カメラ制御手段は、前記第1の駆動方式に変更した場合、振動時の振幅から前記振動中心の移動幅である中心移動振幅を減算し、また前記第2の駆動方式に変更した場合、振動時の振幅に前記中心移動振幅を加算する処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- フォーカスレンズを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段と、
前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段を備え、
前記カメラ制御手段は、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う際、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得し、当該像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズの振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定した場合、合焦点近傍での像倍率変化量を抑えるように中心移動量を制限することを特徴とする撮像装置。 - フォーカスレンズを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段と、
前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段を備え、
前記カメラ制御手段は、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得し、当該像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズを振動させるための振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定した場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させることなく移動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出して当該フォーカスレンズの駆動方向を決定して駆動制御を行い、
合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値以下であると判定した場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる駆動制御を行うことを特徴とする撮像装置。 - 前記カメラ制御手段は、合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きい場合、合焦判定の後で前記フォーカスレンズを合焦点に対応する位置へ移動させる制御を行ってから、前記評価値を前記信号処理手段から取得し、当該評価値と前回に取得した前記評価値との差分量が閾値以下であると判定した場合、前記フォーカスレンズの振動または移動を禁止することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記カメラ制御手段は、前記レンズ装置に許容錯乱円のデータを送信し、当該許容錯乱円のデータに基づいて演算された、焦点深度当たりの像倍率変化量を示すデータを前記レンズ装置から受信することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- フォーカスレンズを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段と、
前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段を備え、
前記カメラ制御手段は、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う第一のモードと、前記フォーカスレンズを移動させて評価値のピーク値を探索して合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させる第二のモードとを有し、
前記レンズ装置から取得した像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズの振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍での前記フォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定した場合、前記第一のモードを禁止することを特徴とする撮像装置。 - 前記カメラ制御手段は、合焦点でフォーカスレンズを停止させた後、前記評価値の変動幅が所定値より大きい場合に前記フォーカスレンズの駆動を再開させ、
前記レンズ装置から取得した像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズの振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍でのフォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定した場合、当該像倍率変化量が前記閾値以下の場合と比較して前記所定値を大きくすることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 前記カメラ制御手段は、被写体像の合焦度に応じて像倍率変化による焦点調節制御の切り替えのための前記閾値を変更することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置に着脱可能なレンズ装置であって、
フォーカスレンズと、
前記カメラ制御手段の送信する前記駆動命令を受信して前記フォーカスレンズの駆動を制御するとともに、像倍率変化量を示すデータを前記カメラ制御手段に送信するレンズ制御手段とを有することを特徴とするレンズ装置。 - 前記レンズ制御手段は、前記カメラ制御手段から許容錯乱円のデータを受信し、当該許容錯乱円のデータに基づいて、焦点深度当たりの像倍率変化量を示すデータを演算して前記カメラ制御手段に送信することを特徴とする請求項11に記載のレンズ装置。
- フォーカスレンズを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記撮像装置に設けた信号処理手段で撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する評価値生成ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御ステップと
を有し、
前記カメラ制御ステップはさらに、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる中心移動を行う際、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得する取得ステップと、
前記像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズの振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍でのフォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにて前記振動振幅に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定された場合、中心移動時の駆動振幅を振動時の振幅未満に制限するステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - フォーカスレンズを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記撮像装置に設けた信号処理手段で撮像素子による撮像信号から焦点調節用の評価値を生成する評価値生成ステップと、
前記撮像装置に設けたカメラ制御手段により、前記評価値を用いて検出した合焦点に対応する位置に前記フォーカスレンズを移動させるための駆動命令を前記レンズ装置に送信するカメラ制御ステップと
を有し、
前記カメラ制御ステップはさらに、前記レンズ装置から像倍率変化量を示すデータを取得する取得ステップと、
前記像倍率変化量を示すデータおよび前記フォーカスレンズを振動させるための振動振幅、中心移動量を用いて、合焦点近傍でのフォーカスレンズの移動量に対する像倍率変化量が閾値より大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにて前記振動振幅に対する像倍率変化量が閾値より大きいと判定された場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させることなく移動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出して当該フォーカスレンズの駆動方向を決定して駆動制御を行うステップと、
前記判定ステップにて前記振動振幅に対する像倍率変化量が閾値以下であると判定された場合、前記フォーカスレンズを光軸方向に振動させたときの前記評価値の変化から合焦方向を検出するとともに、検出した合焦方向に前記フォーカスレンズの振動中心を移動させる駆動制御を行うステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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