JP2015099208A - Camera unit and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To further shorten the time required for searching for a best focus position.SOLUTION: A camera unit comprises: a center position focusing part (5) setting a focus position of an optical element part (3) to each of the inside of an infinity side area and the inside of a macro side area; and a focus evaluation value comparison part (6) comparing a focus evaluation value when a focus position of the optical element part (3) is set in the infinity side area with a focus evaluation value when the focus position of the optical element part (3) is set in the macro side area. A focusable range is updated to one of the infinity side area and the macro side area that corresponds to the larger value of the focus evaluation values.

Description

本発明は、携帯電話機等に搭載されるカメラユニットおよび電子機器に関する。特に、本発明は、撮像素子および焦点調整用光学素子を有しており、撮像素子の出力信号から算出した焦点評価値が最大となるように、焦点調整用光学素子により焦点調整を行うカメラユニット、およびこのカメラユニットを備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a camera unit and an electronic device mounted on a mobile phone or the like. In particular, the present invention includes an image sensor and a focus adjustment optical element, and performs a focus adjustment by the focus adjustment optical element so that a focus evaluation value calculated from an output signal of the image sensor is maximized. And an electronic device including the camera unit.

近年、カメラモジュールを備えたカメラユニットは、多種多様な製品に組み込まれている。携帯電話機、ノートパソコン等といった小型の電子機器にカメラユニットを実装する場合、カメラユニット自体の小型化および省電力化が強く要求される。   In recent years, camera units equipped with camera modules have been incorporated into a wide variety of products. When a camera unit is mounted on a small electronic device such as a mobile phone or a laptop computer, there is a strong demand for downsizing and power saving of the camera unit itself.

カメラユニットには、光学系の焦点距離および焦点位置を変化させる焦点調整機能が組み込まれる場合がある。   The camera unit may incorporate a focus adjustment function that changes the focal length and the focal position of the optical system.

従来、焦点調整機能としては、撮像素子に集光するレンズユニットを移動させる方式が広く用いられている。このレンズユニットを移動させる方式として、磁力によってレンズユニットを上下に移動させるボイスコイルモータ方式、圧電素子であるピエゾ素子を駆動させることによってレンズユニットを移動させる方式等が挙げられる。   Conventionally, as a focus adjustment function, a method of moving a lens unit that focuses light on an image sensor has been widely used. As a method for moving the lens unit, there are a voice coil motor method for moving the lens unit up and down by magnetic force, a method for moving the lens unit by driving a piezoelectric element that is a piezoelectric element, and the like.

レンズユニットを移動させる方式では、レンズユニットを駆動させる機構が必要であり、この機構の構成が複雑である。また、同方式では、焦点調整のためにレンズユニットを移動させる必要がある。このため、同方式には、焦点調整に時間がかかり、かつ比較的消費電力が大きいという欠点がある。また、同方式によって焦点調整を行うカメラユニットは総じて、耐衝撃性が低くなるという欠点もある。   In the method of moving the lens unit, a mechanism for driving the lens unit is required, and the structure of this mechanism is complicated. In this method, it is necessary to move the lens unit for focus adjustment. For this reason, this method has the disadvantages that it takes time to adjust the focus and that the power consumption is relatively large. In addition, the camera unit that performs focus adjustment by the same method has a drawback that the impact resistance is generally lowered.

また、レンズユニットを移動させる方式の場合、撮像素子の出力信号から撮像画像のコントラストに対応する高周波成分を抽出し、この高周波成分が最大となるレンズ位置にレンズユニットを移動させる原理が知られている。この原理は山登りAF(Auto Focus)と呼ばれており、特に、この高周波成分は一般に焦点評価値と呼ばれている。   In the case of the method of moving the lens unit, the principle of extracting a high-frequency component corresponding to the contrast of the captured image from the output signal of the image sensor and moving the lens unit to the lens position where the high-frequency component is maximum is known. Yes. This principle is called hill-climbing AF (Auto Focus). In particular, this high frequency component is generally called a focus evaluation value.

具体的に、山登りAFでは、レンズユニットを、その駆動領域内の全域に徐々に移動させ、それぞれのレンズ位置について焦点評価値を取得する。換言すれば、レンズユニットを最も被写体側の位置(無限遠位置)から最も撮像素子側の位置(マクロ位置)まで移動させる。そして、取得した各焦点評価値から最大のものを選択し、その最大の焦点評価値が得られるレンズ位置に、レンズユニットを移動させる。   Specifically, in hill-climbing AF, the lens unit is gradually moved over the entire drive area, and focus evaluation values are acquired for the respective lens positions. In other words, the lens unit is moved from the position closest to the subject (infinite position) to the position closest to the image sensor (macro position). Then, a maximum one is selected from the acquired focus evaluation values, and the lens unit is moved to a lens position where the maximum focus evaluation value is obtained.

山登りAFでは、レンズユニットの移動可能範囲全体に亘って、一定の間隔毎に焦点評価値を取得する必要がある。このため、最良の焦点位置の探索精度を高めるためには、該一定の間隔をより小さくする必要がある。該一定の間隔を小さくすると、焦点評価値の総取得時間が長くなり、最良の焦点位置の探索に長い時間を要するという欠点がある。   In hill-climbing AF, it is necessary to acquire focus evaluation values at regular intervals over the entire movable range of the lens unit. For this reason, in order to improve the search accuracy of the best focus position, it is necessary to make the constant interval smaller. If the fixed interval is reduced, the total acquisition time of the focus evaluation value becomes long, and there is a disadvantage that it takes a long time to search for the best focus position.

ところで、近年、カメラユニットの焦点調整機能として、レンズユニットの上部または内部に設けた焦点調整用光学素子を駆動させる方式が注目されている。   By the way, in recent years, attention has been paid to a method of driving a focus adjustment optical element provided on or in the lens unit as a focus adjustment function of the camera unit.

特許文献1には、屈折率を変化させることにより焦点位置を調整することが可能な液晶光学素子が開示されている。この液晶光学素子は、液晶光学素子に印加する駆動電圧を変化させることによって、液晶光学素子内の屈折率分布が変化し、可変焦点レンズとして機能する。   Patent Document 1 discloses a liquid crystal optical element capable of adjusting a focal position by changing a refractive index. The liquid crystal optical element functions as a variable focus lens by changing the refractive index distribution in the liquid crystal optical element by changing the drive voltage applied to the liquid crystal optical element.

特許文献2には、液体レンズの具体的な構成が開示されている。   Patent Document 2 discloses a specific configuration of a liquid lens.

特許文献3には、第1の層とポリマー層とから構成され、第1の層に配置された圧電素子に電圧が印加されることで第1の層およびポリマー層の形状を変化させ、該形状の変化によって屈折率を変化させることにより、焦点位置を調整する可変焦点レンズが開示されている。   Patent Document 3 includes a first layer and a polymer layer, and changes the shape of the first layer and the polymer layer by applying a voltage to a piezoelectric element arranged in the first layer, A variable focus lens that adjusts a focal position by changing a refractive index by changing a shape is disclosed.

特許文献1〜3に開示されているレンズは一般に、固定焦点のカメラユニットのレンズバレル上面に配置される。該レンズに電圧を印加し、該レンズの屈折率を変化させることによって、カメラユニットとしての焦点位置を調整することができる。これにより、カメラユニットに、可変焦点の機能を持たせることができる。   The lenses disclosed in Patent Documents 1 to 3 are generally arranged on the upper surface of a lens barrel of a fixed focus camera unit. By applying a voltage to the lens and changing the refractive index of the lens, the focal position of the camera unit can be adjusted. Thereby, the camera unit can have a variable focus function.

特許文献1〜3に開示されているレンズを焦点調整用光学素子として用いることにより、最良の焦点位置の探索に要する時間を短縮することが可能となる。なぜなら、焦点調整用光学素子を物理的に移動させる必要はないので、光学素子(レンズ)の移動が不要となるためである。   By using the lenses disclosed in Patent Documents 1 to 3 as focus adjustment optical elements, it is possible to shorten the time required for searching for the best focus position. This is because it is not necessary to physically move the focus adjustment optical element, and therefore, it is not necessary to move the optical element (lens).

特開2006−145957号公報(2006年6月8日公開)JP 2006-145957 A (released on June 8, 2006) 特表2009−525501号公報(2009年7月9日公表)Special table 2009-525501 gazette (announced July 9, 2009) 特許第5244806号公報(2013年7月24日発行)Japanese Patent No. 5244806 (issued July 24, 2013)

しかしながら、特許文献1〜3には、焦点評価値が最大となる焦点調整用光学素子の屈折率を探索する原理についての言及がない。焦点評価値が最大となる焦点調整用光学素子の屈折率を探索する時間を短縮することで、最良の焦点位置の探索に要する時間をさらに短縮する余地がある。   However, Patent Documents 1 to 3 do not mention the principle of searching for the refractive index of the focus adjustment optical element that maximizes the focus evaluation value. There is room for further shortening the time required for searching for the best focus position by reducing the time for searching for the refractive index of the focus adjustment optical element that maximizes the focus evaluation value.

本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、最良の焦点位置の探索に要する時間をさらに短縮することを可能とするカメラユニットおよび電子機器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a camera unit and an electronic apparatus that can further reduce the time required for searching for the best focal position. .

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラユニットは、1枚または複数枚のレンズを含むレンズ部と、焦点位置が調整可能である焦点調整用光学素子とを有しており、入射された光を集光する光学素子部と、上記光学素子部により集光された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する撮像素子とを備えているカメラユニットであって、上記撮像素子の出力信号から得られた撮像画像のコントラストに対応する高周波成分である焦点評価値が最大となるように、上記光学素子部の焦点位置を設定する合焦部と、上記合焦部が上記光学素子部の焦点位置として設定可能な合焦可能範囲を、被写体側の領域である無限遠側領域と、上記焦点調整用光学素子側の領域であるマクロ側領域とに分割し、該無限遠側領域内および該マクロ側領域内のそれぞれに上記光学素子部の焦点位置を設定する特定位置合焦部と、上記特定位置合焦部が上記光学素子部の焦点位置を上記無限遠側領域内に設定したときの上記焦点評価値と、上記特定位置合焦部が上記光学素子部の焦点位置を上記マクロ側領域内に設定したときの上記焦点評価値とを比較する焦点評価値比較部とを備えており、上記合焦可能範囲は、上記焦点評価値比較部により比較された各焦点評価値のうち大きいほうに対応する、上記無限遠側領域と上記マクロ側領域とのいずれか一方へと更新されることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a camera unit according to one aspect of the present invention includes a lens unit including one or more lenses and a focus adjustment optical element whose focus position is adjustable. The camera unit includes an optical element unit that condenses incident light, and an image sensor that receives light collected by the optical element unit and outputs a signal corresponding to the received light. A focusing unit that sets a focal position of the optical element unit so that a focus evaluation value that is a high-frequency component corresponding to the contrast of the captured image obtained from the output signal of the imaging element is maximized, and the focusing unit. The focusable range that can be set as the focal position of the optical element unit by the focusing unit is divided into an infinite region that is the subject side region and a macro side region that is the focus adjustment optical element side region. In the infinity region and the A specific position focusing unit for setting the focal position of the optical element unit in each of the black side regions, and the specific position focusing unit when the focal position of the optical element unit is set in the infinity side region A focus evaluation value comparing unit that compares the focus evaluation value with the focus evaluation value when the specific position focusing unit sets the focal position of the optical element unit in the macro side region; The focusable range is updated to one of the infinity side region and the macro side region corresponding to the larger one of the focus evaluation values compared by the focus evaluation value comparison unit. It is characterized by.

本発明の一態様によれば、最良の焦点位置の探索に要する時間をさらに短縮することが可能となる。   According to one aspect of the present invention, it is possible to further reduce the time required for searching for the best focus position.

本発明の実施の形態に係るカメラユニットの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the camera unit which concerns on embodiment of this invention. 上記カメラユニットの俯瞰図である。It is an overhead view of the camera unit. 光学素子部の焦点位置と焦点評価値との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the focus position of an optical element part, and a focus evaluation value. 1次無限遠側領域と1次マクロ側領域との分割の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the division | segmentation into a primary infinity side area | region and a primary macro side area | region. 2次無限遠側領域と2次マクロ側領域との分割の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the division | segmentation into a secondary infinity side area | region and a secondary macro side area | region. 3次無限遠側領域と3次マクロ側領域との分割の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the division | segmentation into a tertiary infinity side area | region and a tertiary macro side area | region. 本発明の実施の形態に係る焦点探索方法と従来技術に係る焦点探索方法との性能を比較するグラフである。It is a graph which compares the performance of the focus search method which concerns on embodiment of this invention, and the focus search method which concerns on a prior art.

〔発明の要旨〕
本発明に係るカメラユニットは、被写体を撮像素子に結像するための1枚または複数枚のレンズと、光学素子部の光軸上の焦点位置を調整する焦点調整用光学素子とを備えている。焦点調整用光学素子は、レンズの上部または少なくとも1枚のレンズの内部に配置されている。焦点調整用光学素子を備えたカメラユニットは、各レンズの位置を移動させることなく、焦点調整用光学素子の屈折率を変更することにより、光学素子部の焦点位置を変更することが可能である。従って、従来のボイスコイルモータ方式およびピエゾ素子を用いた方式に比べ、十分高速に、カメラユニットとしての最良の焦点位置を探索することができる。この利点を用いて、焦点評価値を用いて光学素子部の焦点位置を設定する際の、従来の山登りAFに替わる新規の技術(2点焦点評価値比較法)を提案する。この技術により、最良の焦点位置の探索に要する時間をさらに短縮することが可能となる。
[Summary of the Invention]
A camera unit according to the present invention includes one or a plurality of lenses for forming an image of a subject on an image sensor, and a focus adjusting optical element for adjusting a focal position on the optical axis of the optical element section. . The focus adjustment optical element is arranged on the upper part of the lens or inside at least one lens. A camera unit including a focus adjustment optical element can change the focus position of the optical element unit by changing the refractive index of the focus adjustment optical element without moving the position of each lens. . Therefore, the best focus position as a camera unit can be searched at a sufficiently high speed as compared with the conventional voice coil motor system and the system using the piezoelectric element. Using this advantage, a new technique (two-point focus evaluation value comparison method) is proposed in place of the conventional hill-climbing AF when the focus position of the optical element unit is set using the focus evaluation value. This technique makes it possible to further reduce the time required for searching for the best focus position.

山登りAFでは、最良の焦点位置を探索する際、各レンズ(レンズユニット)を最も被写体側の位置(無限遠位置)から最も撮像素子側の位置(マクロ位置)まで移動させ、移動範囲内において一定の間隔毎に焦点評価値を取得する。一方、焦点調整用光学素子を用いた場合、光学素子部の焦点位置を高速移動させることができるため、山登りAFより高速な、最良の焦点位置の探索を実現することができる。   In hill-climbing AF, when searching for the best focus position, each lens (lens unit) is moved from the position closest to the subject (infinity position) to the position closest to the image sensor (macro position), and is constant within the movement range. A focus evaluation value is acquired at every interval. On the other hand, when the focus adjustment optical element is used, the focus position of the optical element section can be moved at a high speed, so that the search for the best focus position faster than the hill-climbing AF can be realized.

光学素子部の焦点位置として設定可能な位置の範囲を示す合焦可能範囲を、被写体側と焦点調整用光学素子側(撮像素子側)とに分割し、各側の特定位置にて焦点評価値を取得する。そして、各側の特定位置にて取得した焦点評価値を比較し、大きいほうの焦点評価値に対応する側のみを新たな合焦可能範囲とするように、合焦可能範囲を更新する。さらに、更新後の合焦可能範囲に対して、上記と同様の要領にて合焦可能範囲を更新する。該合焦可能範囲の更新を繰り返し、光学素子部の焦点位置として設定可能な位置の範囲を十分狭めた後、探索を行うことによって、探索時間を大幅に短縮することができる。   The focusable range indicating the range of positions that can be set as the focus position of the optical element section is divided into the subject side and the focus adjustment optical element side (imaging element side), and focus evaluation values at specific positions on each side To get. Then, the focus evaluation values acquired at the specific positions on each side are compared, and the focusable range is updated so that only the side corresponding to the larger focus evaluation value is set as a new focusable range. Further, the focusable range is updated in the same manner as described above with respect to the focusable range after the update. By repeatedly updating the focusable range and sufficiently narrowing the range of positions that can be set as the focal position of the optical element unit, the search time can be greatly reduced by performing a search.

〔実施の形態〕
図1は、本実施の形態に係るカメラユニット1の概略構成を示すブロック図である。
Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a camera unit 1 according to the present embodiment.

図2は、カメラユニット1の俯瞰図である。   FIG. 2 is an overhead view of the camera unit 1.

カメラユニット1は、被写体2を撮像する機能を有している、AFカメラユニットである。   The camera unit 1 is an AF camera unit having a function of imaging the subject 2.

図1に示すとおり、カメラユニット1は、カメラモジュール10、アナログフロントエンド14、カメラ信号処理部15、記録メディア16、表示部17、AF評価値演算回路18、システムコントローラ19、およびAFユニット制御ドライバ(合焦部)20を備えている。   As shown in FIG. 1, the camera unit 1 includes a camera module 10, an analog front end 14, a camera signal processing unit 15, a recording medium 16, a display unit 17, an AF evaluation value calculation circuit 18, a system controller 19, and an AF unit control driver. (Focusing part) 20 is provided.

また、カメラモジュール10は、焦点調整用AFユニット(焦点調整用光学素子)11、レンズユニット(レンズ部)12、および固体撮像素子(撮像素子)13を備えている。焦点調整用AFユニット11およびレンズユニット12は、カメラユニット1の光学素子部3を構成している。   The camera module 10 also includes a focus adjustment AF unit (focus adjustment optical element) 11, a lens unit (lens unit) 12, and a solid-state image pickup element (image pickup element) 13. The focus adjustment AF unit 11 and the lens unit 12 constitute an optical element unit 3 of the camera unit 1.

また、システムコントローラ19は、合焦位置特定部(合焦部)4、中心位置合焦部(特定位置合焦部)5、および焦点評価値比較部6を備えている。   Further, the system controller 19 includes an in-focus position specifying unit (in-focus unit) 4, a center position in-focus unit (specific position in-focus unit) 5, and a focus evaluation value comparison unit 6.

なお、アナログフロントエンド14は、CDS(相関二重サンプリング)回路、AGC(自動利得制御)回路、およびADC(アナログ−デジタル変換)回路を備えている。   The analog front end 14 includes a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC (automatic gain control) circuit, and an ADC (analog-digital conversion) circuit.

図2に示すとおり、カメラユニット1は、焦点調整用AFユニット11、ホルダー22、基板23、および電極24を備えた構造である。   As shown in FIG. 2, the camera unit 1 has a structure including a focus adjustment AF unit 11, a holder 22, a substrate 23, and an electrode 24.

カメラユニット1において、レンズユニット12は、ホルダー22の内部に配置されており、複数枚のレンズからなっている。レンズユニット12(レンズユニット12を構成する各レンズ)は、カメラユニット1に相対的に固定されている。なお、複数枚のレンズからなるレンズユニット12の代わりに、1枚のレンズを用いてもよい。   In the camera unit 1, the lens unit 12 is disposed inside the holder 22 and includes a plurality of lenses. The lens unit 12 (each lens constituting the lens unit 12) is relatively fixed to the camera unit 1. Note that one lens may be used instead of the lens unit 12 including a plurality of lenses.

固体撮像素子13は、基板23の上面に配置される。   The solid-state image sensor 13 is disposed on the upper surface of the substrate 23.

焦点調整用AFユニット11は、電極24により基板23と電気的に接続され、電極24から電圧が供給される。電極24から焦点調整用AFユニット11に供給される電圧を制御することによって、焦点調整用AFユニット11の屈折率を調整し、焦点調整用AFユニット11の焦点位置を制御することが可能である。つまり、焦点調整用AFユニット11は、カメラユニット1に相対的に固定されているが、焦点位置が調整可能である。   The focus adjustment AF unit 11 is electrically connected to the substrate 23 by the electrode 24, and a voltage is supplied from the electrode 24. By controlling the voltage supplied from the electrode 24 to the focus adjustment AF unit 11, it is possible to adjust the refractive index of the focus adjustment AF unit 11 and control the focus position of the focus adjustment AF unit 11. . That is, the focus adjustment AF unit 11 is relatively fixed to the camera unit 1, but the focus position can be adjusted.

以下、焦点調整用AFユニット11およびレンズユニット12の総称を、光学素子部3とする。   Hereinafter, the generic name of the focus adjustment AF unit 11 and the lens unit 12 is referred to as an optical element unit 3.

被写体2からの光は、光学素子部3に入射される。光学素子部3は、入射された光を集光する。   Light from the subject 2 enters the optical element unit 3. The optical element unit 3 collects the incident light.

固体撮像素子13は、光学素子部3により集光された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する。固体撮像素子13は、集積回路化された光電変換素子であり、主にCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)型、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)型等が挙げられる。被写体2の像が固体撮像素子13上に結像され、結像された像の光の強弱に応じて、固体撮像素子13の画素毎に信号電荷が蓄積される。   The solid-state imaging device 13 receives the light collected by the optical element unit 3 and outputs a signal corresponding to the received light. The solid-state imaging device 13 is an integrated circuit photoelectric conversion device, and mainly includes a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type, a CCD (Charge Coupled Device) type, and the like. . An image of the subject 2 is formed on the solid-state image sensor 13, and signal charges are accumulated for each pixel of the solid-state image sensor 13 in accordance with the intensity of the light of the formed image.

固体撮像素子13の各画素に蓄積された信号電荷は、映像出力信号として、アナログフロントエンド14に入力される。アナログフロントエンド14は、入力された信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。   The signal charges accumulated in each pixel of the solid-state imaging device 13 are input to the analog front end 14 as a video output signal. The analog front end 14 converts the input signal from an analog signal to a digital signal and outputs the converted signal.

アナログフロントエンド14から出力されたデジタル信号は、カメラ信号処理部15に入力される。カメラ信号処理部15は、入力された信号に対して各種の信号処理を行い、この信号を予め指定された形式の画像データに変換する。該画像データは、記録メディア16に保存される。また、カメラユニット1では、該画像データに基づいて、画像として被写体2の像を表示部17に表示させることも可能である。   The digital signal output from the analog front end 14 is input to the camera signal processing unit 15. The camera signal processing unit 15 performs various types of signal processing on the input signal, and converts this signal into image data in a predesignated format. The image data is stored in the recording medium 16. Further, the camera unit 1 can display an image of the subject 2 on the display unit 17 as an image based on the image data.

また、アナログフロントエンド14から出力されたデジタル信号は、AF評価値演算回路18に入力される。AF評価値演算回路18は、入力されたデジタル信号から、カメラユニット1の撮像画像のコントラストに対応する高周波成分を抽出する。この抽出した高周波成分は、焦点評価値であり、被写体2に対する光学素子部3の焦点位置の良し悪しの指標となる。すなわち、焦点評価値が大きい程、光学素子部3のピントが被写体2に対して高精度に合っており、光学素子部3の焦点位置がより相応しい位置にあると言える。焦点評価値は、固体撮像素子13の出力信号から得られたものであると言える。   The digital signal output from the analog front end 14 is input to the AF evaluation value calculation circuit 18. The AF evaluation value calculation circuit 18 extracts a high frequency component corresponding to the contrast of the captured image of the camera unit 1 from the input digital signal. The extracted high-frequency component is a focus evaluation value, and serves as an index of whether the focus position of the optical element unit 3 with respect to the subject 2 is good or bad. That is, it can be said that the larger the focus evaluation value, the higher the accuracy of the focus of the optical element unit 3 with respect to the subject 2 and the more suitable the focus position of the optical element unit 3. It can be said that the focus evaluation value is obtained from the output signal of the solid-state image sensor 13.

AF評価値演算回路18にて得られた焦点評価値は、システムコントローラ19に取り込まれる。ここからは、システムコントローラ19の動作について説明する。   The focus evaluation value obtained by the AF evaluation value calculation circuit 18 is taken into the system controller 19. From here, the operation of the system controller 19 will be described.

合焦位置特定部4は、焦点調整用AFユニット11の焦点位置を調整し、焦点評価値が最大となるように、光学素子部3の焦点位置を設定する。合焦位置特定部4は、AF評価値演算回路18にて得られた複数の(すなわち、光学素子部3の焦点位置の複数ポイントから得られた)焦点評価値から最大のものを選択し、選択した焦点評価値に対応する光学素子部3の焦点位置を特定する。そして、合焦位置特定部4は、この特定した焦点位置を示す信号をAFユニット制御ドライバ20に供給する。   The in-focus position specifying unit 4 adjusts the focus position of the focus adjustment AF unit 11 and sets the focus position of the optical element unit 3 so that the focus evaluation value is maximized. The in-focus position specifying unit 4 selects the maximum one from a plurality of focus evaluation values obtained from the AF evaluation value calculation circuit 18 (that is, obtained from a plurality of points at the focal position of the optical element unit 3), The focus position of the optical element unit 3 corresponding to the selected focus evaluation value is specified. Then, the focus position specifying unit 4 supplies a signal indicating the specified focus position to the AF unit control driver 20.

なお、AFユニット制御ドライバ20は、合焦位置特定部4から供給された上記特定した焦点位置を示す信号を電圧に変換し、焦点調整用AFユニット11に供給する。焦点調整用AFユニット11は、AFユニット制御ドライバ20から供給された電圧値に応じて屈折率が変化し、焦点位置が変化する。   The AF unit control driver 20 converts the signal indicating the specified focus position supplied from the focus position specifying unit 4 into a voltage and supplies the voltage to the focus adjustment AF unit 11. In the focus adjustment AF unit 11, the refractive index changes according to the voltage value supplied from the AF unit control driver 20, and the focus position changes.

中心位置合焦部5は、光学素子部3の焦点位置として設定可能な位置の範囲を示す合焦可能範囲を、無限遠側領域とマクロ側領域とに分割する。ここで、無限遠側領域とは、合焦可能範囲内であって、最も被写体2側の位置から所定位置までの領域である。一方、マクロ側領域とは、合焦可能範囲内であって、該所定位置から最も焦点調整用AFユニット11側(すなわち、固体撮像素子13側)の位置までの領域である。ここで、該所定位置の一例としては、最も被写体2側の位置と最も焦点調整用AFユニット11側の位置との中間が挙げられるが、これに限定されない。   The center position focusing unit 5 divides a focusable range indicating a range of positions that can be set as a focal position of the optical element unit 3 into an infinitely far side region and a macro side region. Here, the infinity-side region is a region within the focusable range and from the position closest to the subject 2 to a predetermined position. On the other hand, the macro side region is a region within the focusable range and from the predetermined position to the position closest to the focus adjustment AF unit 11 side (that is, the solid-state imaging device 13 side). Here, an example of the predetermined position includes an intermediate position between the position closest to the subject 2 and the position closest to the focus adjustment AF unit 11, but is not limited thereto.

さらに、中心位置合焦部5は、無限遠側領域の中心位置(特定位置)とマクロ側領域の中心位置(特定位置)とのそれぞれに光学素子部3の焦点位置を設定する。すなわち、中心位置合焦部5は、光学素子部3の焦点位置が無限遠側領域の中心位置であることを示す信号と、光学素子部3の焦点位置がマクロ側領域の中心位置であることを示す信号とを、逐次AFユニット制御ドライバ20に供給する。このとき、AFユニット制御ドライバ20は、中心位置合焦部5から供給された上記の各信号を電圧に変換し、焦点調整用AFユニット11に供給する。   Further, the center position focusing unit 5 sets the focal position of the optical element unit 3 at each of the center position (specific position) of the infinity side region and the center position (specific position) of the macro side region. That is, the center position focusing section 5 has a signal indicating that the focal position of the optical element section 3 is the center position of the infinity side area and the focal position of the optical element section 3 is the center position of the macro side area. Are sequentially supplied to the AF unit control driver 20. At this time, the AF unit control driver 20 converts each signal supplied from the center position focusing unit 5 into a voltage and supplies it to the focus adjustment AF unit 11.

焦点評価値比較部6は、中心位置合焦部5が光学素子部3の焦点位置を無限遠側領域の中心位置に設定したときの焦点評価値と、中心位置合焦部5が光学素子部3の焦点位置をマクロ側領域の中心位置に設定したときの焦点評価値とを比較する。換言すれば、焦点評価値比較部6は、光学素子部3の焦点位置が無限遠側領域の中心位置であるときの焦点評価値と、光学素子部3の焦点位置がマクロ側領域の中心位置であるときの焦点評価値とを比較する。AF評価値演算回路18から、これらの各焦点評価値を取得すれば、焦点評価値比較部6による比較は容易である。   The focus evaluation value comparison unit 6 includes a focus evaluation value when the center position focusing unit 5 sets the focus position of the optical element unit 3 to the center position of the infinity side region, and the center position focusing unit 5 includes the optical element unit. The focus evaluation value when the focus position of 3 is set to the center position of the macro side region is compared. In other words, the focus evaluation value comparison unit 6 determines the focus evaluation value when the focus position of the optical element unit 3 is the center position of the infinity side region and the focus position of the optical element unit 3 is the center position of the macro side region. Is compared with the focus evaluation value. If each of these focus evaluation values is acquired from the AF evaluation value calculation circuit 18, the comparison by the focus evaluation value comparison unit 6 is easy.

また、合焦位置特定部4はさらに、焦点評価値比較部6により比較された各焦点評価値のうち大きいほうに対応する、無限遠側領域とマクロ側領域とのいずれか一方のみを新たな合焦可能範囲とするように、合焦可能範囲を更新する。   Further, the in-focus position specifying unit 4 further updates only one of the infinity side region and the macro side region corresponding to the larger one of the focus evaluation values compared by the focus evaluation value comparison unit 6. The focusable range is updated so that the focusable range.

つまり、焦点評価値比較部6による比較の結果、光学素子部3の焦点位置を無限遠側領域の中心位置に設定したときの焦点評価値のほうが大きければ、合焦可能範囲は、無限遠側領域およびマクロ側領域から無限遠側領域のみへと更新される。すなわち、このとき、合焦位置特定部4は、無限遠側領域内においては上述した光学素子部3の焦点位置の特定を行うが、マクロ側領域内においてはこの特定を行わない。   That is, as a result of the comparison by the focus evaluation value comparison unit 6, if the focus evaluation value when the focus position of the optical element unit 3 is set to the center position of the infinity side region is larger, the focusable range is the infinity side. The area and macro side area are updated only to the infinity side area. That is, at this time, the in-focus position specifying unit 4 specifies the above-described focal position of the optical element unit 3 in the infinity side region, but does not specify this in the macro side region.

反対に、焦点評価値比較部6による比較の結果、光学素子部3の焦点位置をマクロ側領域の中心位置に設定したときの焦点評価値のほうが大きければ、合焦可能範囲は、無限遠側領域およびマクロ側領域からマクロ側領域のみへと更新される。すなわち、このとき、合焦位置特定部4は、マクロ側領域内においては上述した光学素子部3の焦点位置の特定を行うが、無限遠側領域内においてはこの特定を行わない。   On the contrary, if the focus evaluation value when the focus position of the optical element unit 3 is set to the center position of the macro side region is larger as a result of the comparison by the focus evaluation value comparison unit 6, the focusable range is the infinity side. The area and macro side area are updated only to the macro side area. That is, at this time, the focus position specifying unit 4 specifies the above-described focal position of the optical element unit 3 in the macro side region, but does not specify this in the infinity side region.

〔合焦可能範囲の更新の詳細〕
図3は、光学素子部3の焦点位置と焦点評価値との関係の一例を示すグラフである。
[Details of updating the focusable range]
FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the focus position of the optical element unit 3 and the focus evaluation value.

図3に示すグラフにおいて、横軸は光学素子部3の焦点位置を示しており、縦軸は焦点評価値を示している。図中infは、無限遠側を示しており、無限遠側は被写体2側に相当するものとする。図中macroは、マクロ側を示しており、マクロ側は焦点調整用AFユニット11側に相当するものとする。   In the graph shown in FIG. 3, the horizontal axis indicates the focal position of the optical element unit 3, and the vertical axis indicates the focus evaluation value. In the drawing, inf indicates the infinity side, and the infinity side corresponds to the subject 2 side. In the drawing, macro indicates the macro side, and the macro side corresponds to the focus adjustment AF unit 11 side.

図3中「エリア0」は、光学素子部3における初期の合焦可能範囲、すなわち、合焦可能範囲の更新による制限が何ら与えられていない合焦可能範囲である。「エリア0」は例えば、カメラユニット1に設けられた状態の光学素子部3がとり得る全ての焦点位置の範囲に等しい。   “Area 0” in FIG. 3 is an initial in-focusable range in the optical element unit 3, that is, an in-focusable range to which no restriction is given by updating the in-focusable range. “Area 0” is, for example, equal to the range of all focal positions that can be taken by the optical element unit 3 provided in the camera unit 1.

図3に示すグラフにおいて、P1〜P15は「エリア0」内におけるサンプリング点を示している。なお、サンプリング点P1〜P15は好ましくは、「エリア0」内において一定の間隔に設定されている。一方、図3に示すグラフにおいて、F1〜F15は、それぞれ、サンプリング点P1〜P15における焦点評価値を示している。   In the graph shown in FIG. 3, P1 to P15 indicate sampling points in “area 0”. Note that the sampling points P1 to P15 are preferably set at regular intervals in “area 0”. On the other hand, in the graph shown in FIG. 3, F1 to F15 indicate focus evaluation values at sampling points P1 to P15, respectively.

図3に示す例では、サンプリング点P9における焦点評価値F9が最大となっている。つまり、このときの光学素子部3の最良の焦点位置(合焦位置)はサンプリング点P9であり、このサンプリング点P9に光学素子部3の実際の焦点位置を設定する。   In the example shown in FIG. 3, the focus evaluation value F9 at the sampling point P9 is the maximum. That is, the best focal position (focus position) of the optical element unit 3 at this time is the sampling point P9, and the actual focal position of the optical element unit 3 is set at the sampling point P9.

図4は、1次無限遠側領域と1次マクロ側領域との分割の一例を示すグラフである。   FIG. 4 is a graph showing an example of the division into the primary infinity side region and the primary macro side region.

なお、本願明細書において“n次(ただしnは自然数)”とは、中心位置合焦部5および焦点評価値比較部6が、上述した一連の動作(上記の各動作)をn回行うことを示している。   In the present specification, “n-order (where n is a natural number)” means that the center position focusing unit 5 and the focus evaluation value comparison unit 6 perform the above-described series of operations (the above-described operations) n times. Is shown.

まず、中心位置合焦部5は、初期の合焦可能範囲「エリア0」を、1次無限遠側領域「エリア1」と1次マクロ側領域「エリア2」とに分割する。そして、中心位置合焦部5により、「エリア1」の中心位置に相当するサンプリング点P4と、「エリア2」の中心位置に相当するサンプリング点P12とに、光学素子部3の焦点位置を設定する。   First, the center position focusing unit 5 divides the initial focusable range “area 0” into a primary infinity side area “area 1” and a primary macro side area “area 2”. Then, the focal position of the optical element unit 3 is set to the sampling point P4 corresponding to the center position of “area 1” and the sampling point P12 corresponding to the center position of “area 2” by the center position focusing unit 5. To do.

焦点評価値比較部6は、サンプリング点P4の焦点評価値F4と、サンプリング点P12の焦点評価値F12とを比較する。図4に示すグラフから明らかであるとおり、焦点評価値F4より焦点評価値F12のほうが大きい。   The focus evaluation value comparison unit 6 compares the focus evaluation value F4 at the sampling point P4 with the focus evaluation value F12 at the sampling point P12. As is clear from the graph shown in FIG. 4, the focus evaluation value F12 is larger than the focus evaluation value F4.

上記焦点評価値比較部6による比較結果を受け、合焦位置特定部4は、焦点評価値F12が得られるサンプリング点P12を含む領域、すなわち「エリア2」のみを、「エリア0」に替わる新たな合焦可能範囲とする。これは、合焦位置特定部4が、焦点評価値F12に対応する「エリア2」のみを新たな合焦可能範囲とするように、合焦可能範囲を更新することであると解釈することができる。   In response to the comparison result by the focus evaluation value comparison unit 6, the focus position specifying unit 4 replaces only the area including the sampling point P12 from which the focus evaluation value F12 is obtained, that is, “area 2” with “area 0”. The focusable range is set. This can be interpreted as the focus position specifying unit 4 updating the focusable range so that only “area 2” corresponding to the focus evaluation value F12 is set as a new focusable range. it can.

「エリア2」は、1次合焦可能範囲、すなわち、合焦可能範囲が1回更新された後の合焦可能範囲である。   “Area 2” is a primary focusable range, that is, a focusable range after the focusable range is updated once.

図5は、2次無限遠側領域と2次マクロ側領域との分割の一例を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing an example of the division into the secondary infinity side region and the secondary macro side region.

中心位置合焦部5は、1次合焦可能範囲「エリア2」を、2次無限遠側領域「エリア3」と2次マクロ側領域「エリア4」とに分割する。そして、中心位置合焦部5により、「エリア3」の中心位置に相当するサンプリング点P10と、「エリア4」の中心位置に相当するサンプリング点P14とに、光学素子部3の焦点位置を設定する。   The center position focusing unit 5 divides the primary focusable range “area 2” into a secondary infinity side area “area 3” and a secondary macro side area “area 4”. Then, the focal position of the optical element unit 3 is set to the sampling point P10 corresponding to the center position of “area 3” and the sampling point P14 corresponding to the center position of “area 4” by the center position focusing unit 5. To do.

焦点評価値比較部6は、サンプリング点P10の焦点評価値F10と、サンプリング点P14の焦点評価値F14とを比較する。図5に示すグラフから明らかであるとおり、焦点評価値F14より焦点評価値F10のほうが大きい。   The focus evaluation value comparison unit 6 compares the focus evaluation value F10 at the sampling point P10 with the focus evaluation value F14 at the sampling point P14. As is clear from the graph shown in FIG. 5, the focus evaluation value F10 is larger than the focus evaluation value F14.

上記焦点評価値比較部6による比較結果を受け、合焦位置特定部4は、焦点評価値F10が得られるサンプリング点P10を含む領域、すなわち「エリア3」のみを、「エリア2」に替わる新たな合焦可能範囲とする。これは、合焦位置特定部4が、焦点評価値F10に対応する「エリア3」のみを新たな合焦可能範囲とするように、合焦可能範囲を更新することであると解釈することができる。   In response to the comparison result by the focus evaluation value comparison unit 6, the focus position specifying unit 4 replaces only the area including the sampling point P10 from which the focus evaluation value F10 is obtained, that is, “area 3” with “area 2”. The focusable range is set. This can be interpreted as the focus position specifying unit 4 updating the focusable range so that only “area 3” corresponding to the focus evaluation value F10 is set as a new focusable range. it can.

「エリア3」は、2次合焦可能範囲、すなわち、合焦可能範囲が2回更新された後の合焦可能範囲である。   “Area 3” is a secondary focusable range, that is, a focusable range after the focusable range is updated twice.

図6は、3次無限遠側領域と3次マクロ側領域との分割の一例を示すグラフである。   FIG. 6 is a graph showing an example of division into the third-order infinity side region and the third-order macro side region.

中心位置合焦部5は、2次合焦可能範囲「エリア3」を、3次無限遠側領域「エリア5」と3次マクロ側領域「エリア6」とに分割する。そして、中心位置合焦部5により、「エリア5」の中心位置に相当するサンプリング点P9と、「エリア6」の中心位置に相当するサンプリング点P11とに、光学素子部3の焦点位置を設定する。   The center position focusing unit 5 divides the secondary focusable range “area 3” into a tertiary infinity side area “area 5” and a tertiary macro side area “area 6”. Then, the focal position of the optical element unit 3 is set to the sampling point P9 corresponding to the center position of “area 5” and the sampling point P11 corresponding to the center position of “area 6” by the center position focusing unit 5. To do.

焦点評価値比較部6は、サンプリング点P9の焦点評価値F9と、サンプリング点P11の焦点評価値F11とを比較する。図6に示すグラフから明らかであるとおり、焦点評価値F11より焦点評価値F9のほうが大きい。   The focus evaluation value comparison unit 6 compares the focus evaluation value F9 at the sampling point P9 with the focus evaluation value F11 at the sampling point P11. As is clear from the graph shown in FIG. 6, the focus evaluation value F9 is larger than the focus evaluation value F11.

上記焦点評価値比較部6による比較結果を受け、合焦位置特定部4は、焦点評価値F9が得られるサンプリング点P9を含む領域、すなわち「エリア5」のみを、「エリア3」に替わる新たな合焦可能範囲とする。これは、合焦位置特定部4が、焦点評価値F9に対応する「エリア5」のみを新たな合焦可能範囲とするように、合焦可能範囲を更新することであると解釈することができる。   In response to the comparison result by the focus evaluation value comparison unit 6, the focus position specifying unit 4 replaces only the area including the sampling point P9 from which the focus evaluation value F9 is obtained, that is, “area 5” with “area 3”. The focusable range is set. This can be interpreted as the focus position specifying unit 4 updating the focusable range so that only “area 5” corresponding to the focus evaluation value F9 is set as a new focusable range. it can.

「エリア5」は、3次合焦可能範囲、すなわち、合焦可能範囲が3回更新された後の合焦可能範囲である。「エリア5」は、「エリア0」に比べて大幅に狭い領域である。かつ、「エリア5」は、焦点評価値F1〜F15のうち最大である焦点評価値F9が得られるサンプリング点P9を含んでいる。「エリア5」のみで光学素子部3の最良の焦点位置(合焦位置)を探索することにより、「エリア0」全体で同探索を行う場合に比べ、探索時間を大幅に短縮することができる。   “Area 5” is a tertiary focusable range, that is, a focusable range after the focusable range is updated three times. “Area 5” is a significantly narrower area than “Area 0”. In addition, “area 5” includes a sampling point P9 at which the maximum focus evaluation value F9 among the focus evaluation values F1 to F15 is obtained. By searching for the best focus position (in-focus position) of the optical element unit 3 using only “Area 5”, the search time can be significantly reduced compared to the case where the same search is performed for “Area 0” as a whole. .

図3〜図6を参照して説明したとおり、中心位置合焦部5および焦点評価値比較部6が、各動作(特定位置合焦部による光学素子部の焦点位置の設定、および、焦点評価値比較部による焦点評価値の比較)を複数回行い、合焦位置特定部4は、中心位置合焦部5および焦点評価値比較部6が1回動作する度に、新たな合焦可能範囲を設定するのが好ましい。   As described with reference to FIGS. 3 to 6, the center position focusing unit 5 and the focus evaluation value comparison unit 6 perform each operation (setting of the focus position of the optical element unit by the specific position focusing unit and focus evaluation). Comparison of the focus evaluation values by the value comparison unit) is performed a plurality of times, and the in-focus position specifying unit 4 causes a new in-focusable range each time the center position in-focus unit 5 and the focus evaluation value comparison unit 6 operate once. Is preferably set.

特に、サンプリング点P1〜P15のうちサンプリング点P9のみが含まれるように「エリア5」が設定されれば、もはや光学素子部3の最良の焦点位置(合焦位置)はサンプリング点P9であることは明らかとなる。この場合、焦点評価値の取得数は、焦点評価値F4、F9、F10、F11、F12、およびF14の計6点となり、同分解能にて焦点評価値F1〜F15を全て取得する場合の40%となる。   In particular, if “area 5” is set so that only sampling point P9 is included among sampling points P1 to P15, the best focal position (focusing position) of optical element unit 3 is no longer sampling point P9. Becomes clear. In this case, the number of focus evaluation values acquired is a total of six focus evaluation values F4, F9, F10, F11, F12, and F14, which is 40% of the case where all the focus evaluation values F1 to F15 are acquired with the same resolution. It becomes.

合焦可能範囲をL、探索時の分解能をr、焦点評価値の取得数をmとする。全てのサンプリング点にて焦点評価値を取得する方式では、
m=L/r
となる。
Assume that the focusable range is L, the resolution at the time of search is r, and the number of acquired focus evaluation values is m. In the method of acquiring focus evaluation values at all sampling points,
m = L / r
It becomes.

一方、図3〜図6に示す方式では、
r=L/2
m=log(L/r)
となる。
On the other hand, in the method shown in FIGS.
r = L / 2 m
m = log 2 (L / r)
It becomes.

例として、合焦可能範囲L=3メートル、探索時の分解能r=0.05メートルの場合を考える。全てのサンプリング点にて焦点評価値を取得する方式では、
m=3/0.05=60
となり、焦点評価値の取得数が60となる。
As an example, let us consider a case where the focusable range L is 3 meters and the resolution r at the time of search is 0.05 meters. In the method of acquiring focus evaluation values at all sampling points,
m = 3 / 0.05 = 60
Thus, the number of acquired focus evaluation values is 60.

一方、図3〜図6に示す方式では、
m=log(3/0.05)=5.90
となり、焦点評価値の取得数が最小で6となる。図3〜図6に示す方式における焦点評価値の取得数は、全てのサンプリング点にて焦点評価値を取得する方式における焦点評価値の取得数の10%となる。
On the other hand, in the method shown in FIGS.
m = log 2 (3 / 0.05) = 5.90
Thus, the number of acquired focus evaluation values is 6 at a minimum. The number of acquired focus evaluation values in the methods shown in FIGS. 3 to 6 is 10% of the acquired number of focus evaluation values in the method of acquiring focus evaluation values at all sampling points.

図7は、実施の形態に係る焦点探索方法と従来技術に係る焦点探索方法との性能を比較するグラフである。前者は、カメラユニット1の焦点探索方法、すなわち、図3〜図6に示す方式である。後者は、従来のカメラユニットの焦点探索方法、すなわち、全てのサンプリング点にて焦点評価値を取得する方式である。   FIG. 7 is a graph comparing the performance of the focus search method according to the embodiment and the focus search method according to the prior art. The former is the focus searching method of the camera unit 1, that is, the method shown in FIGS. The latter is a conventional camera unit focus search method, that is, a method of acquiring focus evaluation values at all sampling points.

図7には、合焦可能範囲が3メートルである場合の結果を示している。図7に示すグラフにおいて、横軸は探索時の分解能を示しており、縦軸は最小の焦点評価値の取得数を示している。   FIG. 7 shows the result when the focusable range is 3 meters. In the graph shown in FIG. 7, the horizontal axis indicates the resolution at the time of search, and the vertical axis indicates the number of acquisitions of the minimum focus evaluation value.

従来のカメラユニットの焦点探索方法では、探索時の分解能が小さくなると、探索時の分解能と反比例の関係となるように、焦点評価値の取得数が大きくなる。探索時の分解能が0.1メートルである場合、焦点評価値の取得数は30となり、探索時の分解能が0.01メートルである場合、焦点評価値の取得数は300となる。   In the conventional camera unit focus search method, when the search resolution decreases, the number of acquired focus evaluation values increases so as to be inversely proportional to the search resolution. When the resolution at the time of search is 0.1 meter, the number of acquisition of the focus evaluation value is 30, and when the resolution at the time of search is 0.01 meter, the number of acquisition of the focus evaluation value is 300.

一方、カメラユニット1の焦点探索方法では、探索時の分解能が0.1メートルである場合、焦点評価値の取得数は12となり、探索時の分解能が0.01メートルである場合、焦点評価値の取得数は15となる。探索時の分解能が0.01メートルである場合、カメラユニット1の焦点探索方法における焦点評価値の取得数は、従来のカメラユニットの焦点探索方法の5%にまで削減することができる。カメラユニット1の焦点探索方法は、探索時の分解能が小さい程、焦点評価値の取得数の削減効果が大きい。   On the other hand, in the focus search method of the camera unit 1, when the resolution at the time of search is 0.1 meter, the number of acquisition of focus evaluation values is 12, and when the resolution at the time of search is 0.01 meters, the focus evaluation value The number of acquisitions is 15. When the resolution at the time of search is 0.01 meter, the number of acquired focus evaluation values in the focus search method of the camera unit 1 can be reduced to 5% of the focus search method of the conventional camera unit. The focus searching method of the camera unit 1 has a greater effect of reducing the number of acquired focus evaluation values as the resolution at the time of searching is smaller.

カメラユニット1は、焦点位置の探索速度が速いので、高速なAF機能を有していると言える。   Since the camera unit 1 has a high focus position search speed, it can be said that the camera unit 1 has a high-speed AF function.

〔付記事項〕
カメラユニット1に係る所定位置、すなわち、合焦可能範囲を無限遠側領域とマクロ側領域とに分割する位置は、最も被写体2側の位置と最も焦点調整用AFユニット11側の位置との中間に限定されない。すなわち、該所定位置は、合焦可能範囲内であり、かつ、無限遠側領域およびマクロ側領域の両方がサンプリング点P1〜P15の少なくとも1つを有していれば、いずれの位置であってもよい。
[Additional Notes]
The predetermined position related to the camera unit 1, that is, the position where the focusable range is divided into the infinity side region and the macro side region is an intermediate position between the position closest to the subject 2 and the position closest to the focus adjustment AF unit 11. It is not limited to. That is, the predetermined position is within a focusable range, and any position is provided as long as both the infinity side region and the macro side region have at least one of the sampling points P1 to P15. Also good.

上述した実施の形態では、無限遠側領域の中心位置で焦点評価値を取得する例を示したが、無限遠側領域内の該中心位置を外れた位置で焦点評価値を取得してもよい。同様に、上述した実施の形態では、マクロ側領域の中心位置で焦点評価値を取得する例を示したが、マクロ側領域内の該中心位置を外れた位置で焦点評価値を取得してもよい。これは、中心位置合焦部5が設定する光学素子部3の焦点位置は、無限遠側領域内の任意の1箇所およびマクロ側領域内の任意の1箇所でさえあればよいということを示している。ただし、無限遠側領域にて焦点評価値を取得する条件と、マクロ側領域にて焦点評価値を取得する条件とをできるだけ同じにするため、無限遠側領域およびマクロ側領域の両方において、その中心位置の焦点評価値を取得するのが好ましい。   In the above-described embodiment, an example is shown in which the focus evaluation value is acquired at the center position of the infinity side region. However, the focus evaluation value may be acquired at a position outside the center position in the infinity side region. . Similarly, in the above-described embodiment, an example in which the focus evaluation value is acquired at the center position of the macro side region has been described, but the focus evaluation value may be acquired at a position outside the center position in the macro side region. Good. This indicates that the focal position of the optical element unit 3 set by the center position focusing unit 5 need only be one arbitrary position in the infinity side region and one arbitrary point in the macro side region. ing. However, in order to make the condition for acquiring the focus evaluation value in the infinity side region and the condition for acquiring the focus evaluation value in the macro side region as similar as possible, It is preferable to acquire the focus evaluation value at the center position.

カメラユニット1の焦点調整用AFユニット11は、レンズユニット12の上部に配置されていてもよいし、レンズユニット12を構成するレンズのうち1枚の内部に配置されていてもよい。   The focus adjustment AF unit 11 of the camera unit 1 may be disposed on the upper part of the lens unit 12 or may be disposed inside one of the lenses constituting the lens unit 12.

カメラユニット1を備えた電子機器も、本発明の範疇に含まれる。該電子機器としては、デジタルカメラ、携帯電話機、スマートフォン、ノート型PC、タブレット端末、電子書籍リーダー、PDA(Personal Digital Assistants)、またはテレビジョン等が挙げられる。   An electronic device including the camera unit 1 is also included in the scope of the present invention. Examples of the electronic device include a digital camera, a mobile phone, a smartphone, a notebook PC, a tablet terminal, an electronic book reader, a PDA (Personal Digital Assistants), or a television.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係るカメラユニットは、1枚または複数枚のレンズを含むレンズ部(レンズユニット12)と、焦点位置が調整可能である焦点調整用光学素子(焦点調整用AFユニット11)とを有しており、入射された光を集光する光学素子部と、上記光学素子部により集光された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する撮像素子(固体撮像素子13)とを備えているカメラユニットであって、上記撮像素子の出力信号から得られた撮像画像のコントラストに対応する高周波成分である焦点評価値が最大となるように、上記光学素子部の焦点位置を設定する合焦部(合焦位置特定部4およびAFユニット制御ドライバ20)と、上記合焦部が上記光学素子部の焦点位置として設定可能な合焦可能範囲を、被写体側の領域である無限遠側領域と、上記焦点調整用光学素子側の領域であるマクロ側領域とに分割し、該無限遠側領域内および該マクロ側領域内のそれぞれに上記光学素子部の焦点位置を設定する特定位置合焦部(中心位置合焦部5)と、上記特定位置合焦部が上記光学素子部の焦点位置を上記無限遠側領域内に設定したときの上記焦点評価値と、上記特定位置合焦部が上記光学素子部の焦点位置を上記マクロ側領域内に設定したときの上記焦点評価値とを比較する焦点評価値比較部とを備えており、上記合焦可能範囲は、上記焦点評価値比較部により比較された各焦点評価値のうち大きいほうに対応する、上記無限遠側領域と上記マクロ側領域とのいずれか一方へと更新される。
[Summary]
A camera unit according to aspect 1 of the present invention includes a lens unit (lens unit 12) including one or a plurality of lenses, a focus adjustment optical element (focus adjustment AF unit 11) whose focus position is adjustable, and the like. And an image sensor (solid-state image sensor 13) that receives the light collected by the optical element unit and outputs a signal corresponding to the received light. ), And the focus position of the optical element unit so that the focus evaluation value, which is a high-frequency component corresponding to the contrast of the captured image obtained from the output signal of the image sensor, is maximized. The focus area (focus position specifying section 4 and AF unit control driver 20) for setting the focus range that can be set as the focal position of the optical element section by the focus section is the area on the subject side Nothing A specification for dividing the far-side region and the macro-side region that is the region on the optical element for focus adjustment, and setting the focal position of the optical element unit in each of the infinity-side region and the macro-side region The focus evaluation value when the position focus section (center position focus section 5) and the specific position focus section set the focus position of the optical element section in the infinity side region, and the specific position focus A focus evaluation value comparing unit that compares the focus evaluation value when the focus unit sets the focus position of the optical element unit in the macro side region, and the focusable range is the focus evaluation value The focus evaluation value compared by the value comparison unit is updated to one of the infinity side region and the macro side region corresponding to the larger one.

上記の構成によれば、光学素子部の焦点位置として設定可能な位置の範囲を狭めた後、探索を行うことによって、探索時間を短縮することができる。   According to said structure, after narrowing the range of the position which can be set as a focus position of an optical element part, search time can be shortened by performing a search.

本発明の態様2に係るカメラユニットは、上記態様1において、上記合焦可能範囲は、上記特定位置合焦部による上記光学素子部の焦点位置の設定、および、上記焦点評価値比較部による上記焦点評価値の比較が行われる度に更新される。   The camera unit according to Aspect 2 of the present invention is the camera unit according to Aspect 1, wherein the focusable range is the setting of the focal position of the optical element unit by the specific position focusing unit and the focus evaluation value comparing unit. Updated every time the focus evaluation value is compared.

上記の構成によれば、合焦可能範囲の更新を繰り返すことにより光学素子部の焦点位置として設定可能な位置の範囲を十分狭めた後、探索を行うことによって、探索時間を大幅に短縮することができる。   According to the above configuration, the search time can be significantly shortened by performing a search after sufficiently narrowing the range of positions that can be set as the focal position of the optical element unit by repeatedly updating the focusable range. Can do.

本発明の態様3に係るカメラユニットは、上記態様1または2において、上記焦点調整用光学素子は、上記レンズ部の上部に配置されている。   In the camera unit according to aspect 3 of the present invention, in the aspect 1 or 2, the optical element for focus adjustment is disposed above the lens unit.

本発明の態様4に係るカメラユニットは、上記態様1または2において、上記焦点調整用光学素子は、上記1枚のレンズの内部、または上記複数枚のレンズのいずれかの内部に配置されている。   In the camera unit according to aspect 4 of the present invention, in the aspect 1 or 2, the focus adjustment optical element is disposed inside the one lens or any one of the plurality of lenses. .

本発明の態様5に係るカメラユニットは、上記態様1から4のいずれかにおいて、上記合焦部は、上記焦点調整用光学素子に供給する電圧を制御することによって、上記焦点調整用光学素子の焦点位置を調整する。   The camera unit according to Aspect 5 of the present invention is the camera unit according to any one of Aspects 1 to 4, wherein the focusing unit controls a voltage supplied to the focus adjustment optical element, thereby controlling the focus adjustment optical element. Adjust the focus position.

本発明の態様6に係る電子機器は、上記態様1から5のいずれかのカメラユニットを備えている。   An electronic apparatus according to an aspect 6 of the present invention includes the camera unit according to any one of the above aspects 1 to 5.

上記の構成によれば、上記態様1から5のいずれかのカメラユニットと同様の効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the camera unit in any one of the said aspects 1-5.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

本発明は、携帯電話機等に搭載されるカメラユニットおよび電子機器に利用することができる。特に、本発明は、撮像素子および焦点調整用光学素子を有しており、撮像素子の出力信号から算出した焦点評価値が最大となるように、焦点調整用光学素子により焦点調整を行うカメラユニット、およびこのカメラユニットを備えた電子機器に利用することができる。   The present invention can be used for a camera unit and an electronic device mounted on a mobile phone or the like. In particular, the present invention includes an image sensor and a focus adjustment optical element, and performs a focus adjustment by the focus adjustment optical element so that a focus evaluation value calculated from an output signal of the image sensor is maximized. And an electronic device equipped with this camera unit.

1 カメラユニット
2 被写体
3 光学素子部
4 合焦位置特定部(合焦部)
5 中心位置合焦部(特定位置合焦部)
6 焦点評価値比較部
10 カメラモジュール
11 焦点調整用AFユニット(焦点調整用光学素子)
12 レンズユニット(レンズ部)
13 固体撮像素子(撮像素子)
14 アナログフロントエンド
15 カメラ信号処理部
16 記録メディア
17 表示部
18 AF評価値演算回路
19 システムコントローラ
20 AFユニット制御ドライバ(合焦部)
F1〜F15 焦点評価値
P1〜P15 サンプリング点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera unit 2 Subject 3 Optical element part 4 Focus position specific | specification part (focusing part)
5 Center position focusing part (specific position focusing part)
6 Focus Evaluation Value Comparison Unit 10 Camera Module 11 Focus Adjustment AF Unit (Focus Adjustment Optical Element)
12 Lens unit (lens part)
13 Solid-state imaging device (imaging device)
14 Analog Front End 15 Camera Signal Processing Unit 16 Recording Medium 17 Display Unit 18 AF Evaluation Value Calculation Circuit 19 System Controller 20 AF Unit Control Driver (Focus Unit)
F1 to F15 Focus evaluation values P1 to P15 Sampling points

Claims (5)

1枚または複数枚のレンズを含むレンズ部と、焦点位置が調整可能である焦点調整用光学素子とを有しており、入射された光を集光する光学素子部と、
上記光学素子部により集光された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する撮像素子とを備えているカメラユニットであって、
上記撮像素子の出力信号から得られた撮像画像のコントラストに対応する高周波成分である焦点評価値が最大となるように、上記光学素子部の焦点位置を設定する合焦部と、
上記合焦部が上記光学素子部の焦点位置として設定可能な合焦可能範囲を、被写体側の領域である無限遠側領域と、上記焦点調整用光学素子側の領域であるマクロ側領域とに分割し、該無限遠側領域内および該マクロ側領域内のそれぞれに上記光学素子部の焦点位置を設定する特定位置合焦部と、
上記特定位置合焦部が上記光学素子部の焦点位置を上記無限遠側領域内に設定したときの上記焦点評価値と、上記特定位置合焦部が上記光学素子部の焦点位置を上記マクロ側領域内に設定したときの上記焦点評価値とを比較する焦点評価値比較部とを備えており、
上記合焦可能範囲は、上記焦点評価値比較部により比較された各焦点評価値のうち大きいほうに対応する、上記無限遠側領域と上記マクロ側領域とのいずれか一方へと更新されることを特徴とするカメラユニット。
An optical element unit that includes a lens unit including one or a plurality of lenses, and a focus adjustment optical element whose focus position is adjustable, and condenses incident light;
A camera unit including an image sensor that receives light collected by the optical element unit and outputs a signal corresponding to the received light;
A focusing unit that sets a focal position of the optical element unit so that a focus evaluation value that is a high-frequency component corresponding to a contrast of a captured image obtained from an output signal of the imaging element is maximized;
The focusable range that can be set as the focal position of the optical element unit by the focusing unit is divided into an infinity side region that is a subject side region and a macro side region that is a region on the focus adjustment optical element side. A specific position focusing unit that divides and sets the focal position of the optical element unit in each of the infinity side region and the macro side region;
The focus evaluation value when the specific position focusing unit sets the focal position of the optical element unit in the infinity side region, and the specific position focusing unit sets the focal position of the optical element unit to the macro side. A focus evaluation value comparison unit that compares the focus evaluation value when set in the region,
The focusable range is updated to one of the infinity side region and the macro side region corresponding to the larger one of the focus evaluation values compared by the focus evaluation value comparison unit. A camera unit characterized by
上記合焦可能範囲は、上記特定位置合焦部による上記光学素子部の焦点位置の設定、および、上記焦点評価値比較部による上記焦点評価値の比較が行われる度に更新されることを特徴とする請求項1に記載のカメラユニット。   The focusable range is updated each time the focus position of the optical element unit is set by the specific position focusing unit and the focus evaluation value is compared by the focus evaluation value comparison unit. The camera unit according to claim 1. 上記焦点調整用光学素子は、上記レンズ部の上部に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラユニット。   The camera unit according to claim 1, wherein the focus adjustment optical element is disposed on an upper portion of the lens unit. 上記焦点調整用光学素子は、上記1枚のレンズの内部、または上記複数枚のレンズのいずれかの内部に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラユニット。   3. The camera unit according to claim 1, wherein the focus adjustment optical element is arranged inside the one lens or any one of the plurality of lenses. 4. 請求項1から4のいずれか1項に記載のカメラユニットを備えていることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the camera unit according to claim 1.
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