JP2017009740A - Imaging apparatus, and auto-focusing control method and program - Google Patents
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Description
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、撮像装置でのオートフォーカス制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera, an autofocus control method in the imaging apparatus, and a program.
コンパクト型デジタルカメラのオートフォーカス(AF)制御には、主にコントラスト検出方式が用いられている。コントラスト検出方式では、撮像素子を用いて生成された画像信号のコントラストに基づいてAF評価値を生成し、生成したAF評価値が最大となるフォーカスレンズの位置を探索する。 A contrast detection method is mainly used for autofocus (AF) control of a compact digital camera. In the contrast detection method, an AF evaluation value is generated based on the contrast of an image signal generated using an image sensor, and a focus lens position where the generated AF evaluation value is maximized is searched.
一方、デジタル一眼レフカメラのAF制御には、主に位相差検出方式が用いられている。位相差検出方式では、撮像レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、AFセンサを構成する一対のラインセンサ上に結像させる。そして、一対のラインセンサで得られた一対の被写体像の相対位置を演算することにより、フォーカスレンズの合焦位置からのずれ量を検出する。 On the other hand, a phase difference detection method is mainly used for AF control of a digital single-lens reflex camera. In the phase difference detection method, a light beam from a subject that has passed through different exit pupil regions of an imaging lens is imaged on a pair of line sensors that constitute an AF sensor. Then, by calculating the relative position of the pair of subject images obtained by the pair of line sensors, the amount of deviation of the focus lens from the in-focus position is detected.
位相差検出方式には、フォーカスレンズを動かさずにAF動作を行うことが可能なため、高速での合焦が可能であるという利点がある。しかし、AFセンサは、撮像画像を出力する撮像素子とは異なる独立した部品であるため、AFセンサ、カメラボディ、レンズ等の取り付け誤差や経年劣化等の様々な要因によって合焦精度が低下するおそれがある。 The phase difference detection method has an advantage that high-speed focusing is possible because the AF operation can be performed without moving the focus lens. However, since the AF sensor is an independent component that is different from the image sensor that outputs the captured image, the focusing accuracy may be reduced due to various factors such as attachment errors of the AF sensor, camera body, lens, etc., and aged deterioration. There is.
また、AFセンサは、一般的に画角内の所定位置にある被写体に対して動作するため、AFの実行可能なエリアは限定される。なお、近年では、撮像用の撮像素子上にAFセンサ(位相差検出画素)を配置した撮像装置も市場に供給されているが、このような撮像装置でも、この問題があることに変わりはない。 Also, since the AF sensor generally operates on a subject at a predetermined position within the angle of view, the area where AF can be performed is limited. In recent years, an imaging device in which an AF sensor (phase difference detection pixel) is arranged on an imaging element for imaging has been supplied to the market. However, such an imaging device still has this problem. .
これに対し、コントラスト検出方式は、実際に出力されることとなる画像を利用してAFを行うため、AF精度を高めることができる。また、画像上のどの位置でもAFを実行することができるため、例えば、人の顔を検知し、検知した顔に優先的にAF動作を行わせる撮像モードに有利である。しかしながら、コントラスト検出方式は、フォーカスレンズを動かしながらAF評価値を求め、求めたAF評価値が結果的に最大であったと判定されるまでフォーカスレンズを動かし続ける必要があるため、合焦速度の点では位相差検出方式に劣る。 On the other hand, since the contrast detection method performs AF using an image that is actually output, the AF accuracy can be improved. In addition, since AF can be executed at any position on the image, for example, it is advantageous in an imaging mode in which a human face is detected and an AF operation is preferentially performed on the detected face. However, in the contrast detection method, it is necessary to obtain the AF evaluation value while moving the focus lens, and to continue moving the focus lens until it is determined that the obtained AF evaluation value is the maximum as a result. Then, it is inferior to the phase difference detection method.
そこで、高精度のAFが可能なコントラスト検出方式と、高速でのAFが可能な位相差検出方式とを組み合わせた、所謂、ハイブリッド方式のAF制御が提案されている。ハイブリッド方式のAF制御では、例えば、位相差検出方式でフォーカスレンズを合焦位置の近傍まで駆動した後、コントラスト検出方式で更に高精度にフォーカスレンズを最適な合焦位置に移動させている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, so-called hybrid AF control is proposed in which a contrast detection method capable of high-precision AF and a phase difference detection method capable of high-speed AF are combined. In the hybrid AF control, for example, after the focus lens is driven to the vicinity of the in-focus position by the phase difference detection method, the focus lens is moved to the optimum in-focus position with higher accuracy by the contrast detection method (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、低照度環境下で撮像を行う場合、上述したいずれのAF方式でも、AF精度が低下する問題や、フォーカスレンズの合焦位置を決定するまでに時間を要するという問題が生じる。このような問題を回避するために、撮像装置の本体或いは外部ストロボには、AFを行い易くするAF補助光を被写体に対して発光する光源を搭載していることが多い。しかし、一般的に、AF補助光はある程度の近距離までしか届かないため、それを超える距離に存在する被写体に対してAFを行うことは容易ではない。 However, when imaging is performed in a low illuminance environment, any of the above-described AF methods has a problem that AF accuracy is lowered and that it takes time to determine the focus position of the focus lens. In order to avoid such a problem, the main body of the imaging apparatus or the external strobe is often equipped with a light source that emits AF auxiliary light for facilitating AF to the subject. However, since AF auxiliary light generally reaches only a short distance, it is not easy to perform AF on a subject existing at a distance exceeding the AF auxiliary light.
本発明は、低照度環境下において、AFが可能な距離を延ばすことができ、AF動作を高速且つ高精度に行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can extend the distance at which AF can be performed in a low illumination environment and can perform AF operation at high speed and with high accuracy.
本発明に係る撮像装置は、ストロボ光を被写体に向けて発光するストロボ光発光手段と、オートフォーカスのための補助光を被写体に向けて発光する補助光発光手段と、前記補助光発光手段に前記補助光を発光させてコントラスト検出方式による第1のオートフォーカスを行い、前記第1のオートフォーカスで合焦できなかった場合に、前記ストロボ光発光手段をプリ発光させて位相差検出方式による第2のオートフォーカスを行う制御手段と、を備えることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to the present invention includes a strobe light emitting unit that emits strobe light toward a subject, an auxiliary light emitting unit that emits auxiliary light for autofocus toward the subject, and the auxiliary light emitting unit. The first autofocus is performed by the contrast detection method by emitting the auxiliary light, and when the focus cannot be achieved by the first autofocus, the strobe light emitting means is pre-emitted and the second by the phase difference detection method. And a control means for performing auto-focusing.
本発明によれば、低照度環境下において、AFが可能な距離を延ばすことができ、また、AF動作を高速且つ高精度に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to extend the distance at which AF can be performed in a low illumination environment, and to perform the AF operation at high speed and with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、本発明に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの構成について説明する。なお、本実施形態では、カメラ本体に交換レンズ(レンズ鏡筒)が装着された状態のものをデジタルカメラと称呼するものとする。また、以下の説明での「AF」は、「オートフォーカス」の略である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a configuration of a digital camera as an example of an imaging apparatus according to the present invention will be described. In the present embodiment, a camera with an interchangeable lens (lens barrel) attached to the camera body is referred to as a digital camera. In the following description, “AF” is an abbreviation for “autofocus”.
図1(a)は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを構成するカメラ本体100Aを正面側(被写体側)から見た外観斜視図である。また、図1(b)は、カメラ本体100Aを背面側から見た外観斜視図である。
FIG. 1A is an external perspective view of a
カメラ本体100Aは、通信端子10、クイックリターンミラー12、接眼ファインダ16、表示部28、端子カバー40、ファインダ外表示部43、モード切替スイッチ60及びシャッタボタン61を備える。また、カメラ本体100Aは、内蔵ストロボ65(ストロボ光発光手段)及びAF補助光発光部66(オートフォーカス補助光発光手段)を備える。更に、カメラ本体100Aは、メイン電子ダイヤル71、電源スイッチ72、サブ電子ダイヤル73、十字キー74、SETボタン75、LVボタン76、拡大ボタン77、縮小ボタン78、再生ボタン79、グリップ部90及び蓋202を備える。
The
カメラ本体100Aの背面に設けられている表示部28は、画像や各種情報を表示する液晶パネル等である。ファインダ外表示部43は、カメラ本体100Aの上面に設けられた液晶パネル等であり、ファインダ外表示部43には、シャッタ速度や絞り等の各種設定値が表示される。シャッタボタン61は、撮像指示を行うための操作部材である。モード切替スイッチ60は各種モードを切り替えるための操作部材である。端子カバー40は、外部機器(不図示)とカメラ本体100Aとを接続する接続ケーブル等が接続されるコネクタ(不図示)を保護する。
The
メイン電子ダイヤル71は、シャッタ速度や絞り等の撮像条件(設定値)の変更等を行うための操作部材である。電源スイッチ72は、カメラ本体100Aの電源のオン/オフを切り換える操作部材である。サブ電子ダイヤル73は、選択枠の移動や画像送り等の行うための操作部材である。十字キー74は、上下左右にそれぞれ押し込み可能な操作部材であり、押し込んだ部分に対応付けられた処理や動作が行われる。SETボタン75は、例えば、表示部28に表示された選択項目(アイコン)の決定等に用いられる操作部材である。
The main
LVボタン76は、ライブビュー(以下「LV」と記す)撮像のオン/オフを切り替える操作部材であり、動画撮像モードに設定されている場合には、動画撮像の開始/停止の指示に用いられる。拡大ボタン77は、LV撮像中に表示部28に表示される画像に対して設定可能な拡大モードのオン/オフの切り換えや、拡大モードに設定されている場合の拡大率の変更を行うための操作部材である。また、カメラ本体100Aが再生モードにある場合には、拡大ボタン77の操作により、再生画像を拡大することができる。縮小ボタン78は、拡大表示された再生画像の拡大率を低減させ、また、表示された画像を縮小させる操作部材である。再生ボタン79は、撮像モードと再生モードとを切り替える操作部材である。撮像モード中に再生ボタン79が押下されると、再生モードに移行して、記憶媒体200に記憶された画像のうち最新の画像が表示部28に表示される。
The
クイックリターンミラー12は、後述するシステム制御部50(図2参照)からの指示にしたがってアクチュエータ(不図示)によりアップ/ダウンされる。通信端子10は、カメラ本体100Aが交換レンズ(不図示)と通信を行うための端子であり、交換レンズがカメラ本体100Aのレンズマウントに装着された際に、交換レンズ側の通信端子と電気的に導通する。接眼ファインダ16は、覗き込み型のファインダである。撮影者は、接眼ファインダ16を通してフォーカシングスクリーン13(図2参照)を観察することにより、レンズユニット150を通して得た被写体の光学像の焦点や構図を確認することができる。
The
蓋202は、半導体メモリカード等の記憶媒体200を格納するスロットを保護する部材である。グリップ部90は、撮影者(操作者)がカメラ本体100Aを保持するための部位であり、カメラ本体100Aを被写体に対して構える際に右手で握り易い形状に設計されている。なお、内蔵ストロボ65とAF補助光発光部66については、図2及び図3を参照して後述するが、図1には、内蔵ストロボ65がカメラ本体100A内に収納された状態が示されている。
The
図2は、デジタルカメラ100の概略構成を示すブロック図である。なお、図2のブロック図に示す要素のうち、図1を参照して説明したカメラ本体100Aの要素と同じ要素については、同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
デジタルカメラ100は、カメラ本体100Aにレンズユニット150が装着されることにより構成されており、レンズユニット150はカメラ本体100Aに対して着脱可能となっている。
The
レンズユニット150は、絞り1、絞り駆動回路2、AF駆動回路3、レンズシステム制御回路4、通信端子6及びレンズ103を備える。レンズ103は、複数枚のレンズで構成されるが、ここでは簡略化して1枚のレンズのみで示している。通信端子6は、レンズユニット150をカメラ本体100Aに装着したときにカメラ本体100Aに設けられた通信端子10と導通し、レンズシステム制御回路4とカメラ本体100Aに設けられたシステム制御部50との間の通信を可能とする。レンズシステム制御回路4は、システム制御部50の制御下で、絞り駆動回路2及びAF駆動回路3を制御する。絞り駆動回路2は、絞り1を駆動する。AF駆動回路3は、レンズ103を光軸方向に移動させる。
The
カメラ本体100Aは、焦点検出部11、クイックリターンミラー12、フォーカシングスクリーン13、ペンタプリズム14、メモリ制御部15、AEセンサ17、撮像部22、A/D変換器23、画像処理部24、表示部28及びシステム制御部50を備える。また、カメラ本体100Aは、メモリ32、D/A変換器19、ファインダ内表示部41、ファインダ内表示部駆動回路42、ファインダ外表示部43、ファインダ外表示部駆動回路44、システムメモリ52、システムタイマ53及び不揮発性メモリ56を備える。更に、カメラ本体100Aは、モード切替スイッチ60、シャッタ101、シャッタボタン61、操作部70、電源部30、電源制御部80、通信部54、姿勢検知部55、内蔵ストロボ65、AF補助光発光部66及び記憶媒体I/F18を備える。
The
AEセンサ17は、レンズユニット150を通した被写体の輝度を測光する測光手段であり、システム制御部50は、AEセンサ17の測光結果に基づいて撮像環境が低照度か否かを判定することができる。
The
焦点検出部11は、システム制御部50にデフォーカス量情報を出力するAFセンサである。システム制御部50は、焦点検出部11から取得したデフォーカス量情報に基づいてレンズユニット150を制御し、位相差検出方式のAF処理を行う。クイックリターンミラー12は、レンズ103から入射した光束の導光先を接眼ファインダ16と撮像部22とで切り替える。なお、クイックリターンミラー12の中央部は光の一部を透過可能なハーフミラーとなっており、光束の一部を焦点検出部11に入射させる。
The focus detection unit 11 is an AF sensor that outputs defocus amount information to the
撮影者は、ペンタプリズム14と接眼ファインダ16を介してフォーカシングスクリーン13を観察することにより、レンズユニット150を通して得た被写体の光学像の焦点や構図を確認することができる。シャッタ101は、具体的にはフォーカルプレーンシャッタであり、システム制御部50により動作制御されて、撮像部22の露光時間を制御する。撮像部22は、レンズユニット150を通して得た被写体の光学像を電気信号に変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。A/D変換器23は、撮像部22から出力されるアナログ信号をデジタル信号である画像データに変換する。
The photographer can confirm the focus and composition of the optical image of the subject obtained through the
画像処理部24は、A/D変換器23から送信された画像データ又はメモリ制御部15から送られてきた画像データに対して、画素補間や縮小等のリサイズ処理、色変換処理等を行い、また、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。システム制御部50は、画像処理部24による演算結果に基づいて露光制御や測距制御を行い、これにより、TTL方式のAF処理、AE(自動露出)処理、EF(ストロボプリ発光)処理等が行われる。画像処理部24は更に、撮像した画像データを用いた演算処理の結果に基づいて、TTL方式のAWB(オートホワイトバランス)処理を行う。
The image processing unit 24 performs resizing processing such as pixel interpolation and reduction, color conversion processing, and the like on the image data transmitted from the A /
A/D変換器23から出力される画像データは、画像処理部24及びメモリ制御部15を介して、或いはメモリ制御部15のみを介してメモリ32に書き込まれる。メモリ32は、A/D変換器23から出力される画像データや、表示部28に表示するための画像データを格納する。なお、メモリ32は、画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。
The image data output from the A /
D/A変換器19は、メモリ32に格納されている画像表示用データをアナログ信号に変換して表示部28に供給し、これにより表示部28に画像が表示される。なお、撮像時にA/D変換器23により一度A/D変換してメモリ32に蓄積したデジタル信号をD/A変換器19においてアナログ変換し、表示部28に逐次転送することにより、LV表示が行うことができる。
The D /
ファインダ内表示部41には、ファインダ内表示部駆動回路42により、AF枠(AF対象の測距点を示す枠)や、カメラ本体100A及びレンズユニット150の設定状態を示すアイコン等が表示される。ファインダ外表示部駆動回路44は、ファインダ外表示部43を駆動する。不揮発性メモリ56は、電気的に消去/記憶が可能なメモリであり、例えば、EEPROM等が用いられる。不揮発性メモリ56には、システム制御部50の動作用の定数や、デジタルカメラ100で実行される各種の処理や動作を実現するためのプログラム等が格納(記憶)されている。
In the finder display unit 41, the finder display unit driving circuit 42 displays an AF frame (a frame indicating the AF target AF point), icons indicating the setting states of the
システム制御部50は、不揮発性メモリ56に記憶されたプログラムをシステムメモリ52に読み出すことにより、デジタルカメラ100の全体的な制御を行う。システムメモリ52は、具体的にはRAMであり、システムメモリ52には、システム制御部50の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ56から読み出したプログラム等が展開される。なお、システム制御部50は、メモリ32、D/A変換器19、表示部28等を制御することにより表示制御を行う。システムタイマ53は、システム制御部50が各種の制御に用いる時間を供給し、また、内蔵された時計の時間を計測する。
The
モード切替スイッチ60、シャッタボタン61及び操作部70は、システム制御部50へ各種の動作指示を入力するための操作手段である。モード切替スイッチ60は、システム制御部50の動作モードを、例えば、静止画撮像モード、動画撮像モード、再生モードの間で切り換える。静止画撮像モードには、オート撮像モード、マニュアルモード、絞り優先モード(Avモード)、シャッタ速度優先モード(Tvモード)、各種のシーン別撮像モード等がある。
The
シャッタボタン61は、第1シャッタスイッチSW1及び第2シャッタスイッチSW2を有する。第1シャッタスイッチSW1は、カメラ本体100Aに設けられたシャッタボタン61の操作途中(半押しの状態)でオンし、これによりシステム制御部50は、AF処理、AE処理、AWB処理、EF処理等の撮像準備動作を開始する。第2シャッタスイッチSW2は、シャッタボタン61の操作完了(全押しの状態)でオンし、これによりシステム制御部50は、撮像部22からの信号読み出しから記憶媒体200への撮像データの書き込みまでの一連の撮像処理動作を行う。
The
内蔵ストロボ65は、キセノン管等から構成され、システム制御部50からの指示に基づいてAF処理時やEF処理時に発光する。図3(a)は、内蔵ストロボ65がカメラ本体100Aに収納されている状態を示す斜視図であり、図3(b)は、内蔵ストロボ65がカメラ本体100Aからポップアップした状態を示す斜視図である。内蔵ストロボ65は、通常は、図3(a)に示すようにカメラ本体100Aに収納されている。AEセンサ17や画像処理部24から出力された信号に基づいて、ストロボ発光が必要であるとシステム制御部50が判定した場合に、システム制御部50は内蔵ストロボ65を図3(b)に示すようにポップアップさせて、発光可能な状態とする。AF補助光発光部66は、LED等からなり、AF処理時にシステム制御部50からの指示に基づいて発光する。
The built-in
操作部70は、図1を参照して説明したメイン電子ダイヤル71、電源スイッチ72、サブ電子ダイヤル73、十字キー74、SETボタン75、LVボタン76、拡大ボタン77、縮小ボタン78及び再生ボタン79を含む。
The
電源制御部80は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電ブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されており、電池の装着の有無や装着された電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部80は、検出結果及びシステム制御部50からの指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記憶媒体200を含む各部へ供給する。電源部30は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、NiCd電池やNiMH電池、リチウムイオン電池等の二次電池、或いは、ACアダプタ等である。
The power
記憶媒体I/F18は、半導体メモリカードやハードディスク等の記憶媒体200とシステム制御部50との間の通信を可能とするインタフェースである。通信部54は、無線又は有線ケーブルによって外部機器(不図示)とシステム制御部50との通信を可能にする。これにより、外部機器とデジタルカメラ100との間で映像信号や音声信号の送受信が可能となる。
The storage medium I / F 18 is an interface that enables communication between the
姿勢検知部55は、具体的には、加速度センサやジャイロセンサ等であって、重力方向に対するデジタルカメラ100の姿勢を検知する。システム制御部50は、姿勢検知部55が検知した姿勢に基づいて、撮像部22で撮像された画像がデジタルカメラ100を横に構えて撮像された画像であるか縦に構えて撮像された画像なのかを判別する。また、システム制御部50は、姿勢検知部55が検知した姿勢に応じた姿勢情報を撮像画像の画像データに付加し、或いは、姿勢検知部55が検知した姿勢に応じて撮像画像を回転して記憶媒体200に記憶する。
Specifically, the
次に、デジタルカメラ100で実行されるオートフォーカス制御方法について説明する。図4は、デジタルカメラ100によるAF制御のフローチャートである。図4のフローチャートに示す各処理は、システム制御部50が、不揮発性メモリ56に記憶されたプログラムをシステムメモリ52に読み出し、デジタルカメラ100を構成する各部の動作を制御することにより実現される。
Next, an autofocus control method executed by the
システム制御部50は、撮影者がシャッタボタン61を半押しすることにより第1シャッタスイッチSW1がオンしたことを検知すると、ステップS401において撮像準備動作を開始する。ステップS401では、撮像準備動作の1つとしてAE処理が行われる。
When the photographer detects that the first shutter switch SW1 is turned on by half-pressing the
続くステップS402においてシステム制御部50は、ステップS401でのAE処理の結果に基づいて(AEセンサ17や画像処理部24から出力された画像信号に基づいて)、低照度環境下(撮像環境が低照度である)か否かを判定する。例えば、AEセンサ17が検出した輝度が所定の閾値以下である場合や画像処理部24から出力された画像信号において所定の画素値以下の画素の割合が所定値以上の場合に、低照度環境下であると判定することができる。なお、デジタルカメラ100によるLV撮像を行っている場合には、ステップS401とステップS402の順序は逆でもよい。システム制御部50は、低照度環境下ではない場合(S402でNO)、処理をステップS403へ進め、低照度環境下である場合(S402でYES)、処理をステップS404へ進める。
In subsequent step S402, based on the result of the AE process in step S401 (based on the image signal output from the
ステップS403においてシステム制御部50は、通常のAF処理を行う。なお、通常のAF処理には、周知のコントラスト検出方式或いは位相差検出方式を用いることができ、特に限定されるものではない。一方、ステップS404においてシステム制御部50は、低照度環境下でのAF処理を行う。ステップS404の低照度環境下でのAF処理の詳細については、図5のフローチャートを参照して後述する。
In step S403, the
ステップS403又はステップS404により被写体に対する合焦状態になると、撮影者は、シャッタボタン61を全押しするか、又は、シャッタボタン61を戻して被写体を変更し、再びシャッタボタン61を半押しすることが予想される。そこで、本実施形態では、ステップS403,S404に続くステップS405においてシステム制御部50は、第2シャッタスイッチSW2がオンしたか否かを判定する。システム制御部50は、第2シャッタスイッチSW2がオンした場合(S405でYES)、処理をステップS406へ進め、一定時間が経過しても第2シャッタスイッチSW2がオンしない場合(S405でNO)、処理をステップS401へ戻す。
When the subject is brought into focus in step S403 or step S404, the photographer can either fully press the
ステップS406においてシステム制御部50は、撮像部22からの信号読み出しから記憶媒体200へ画像データを書き込むまでの一連の撮像処理動作を行う。この撮像処理の終了により本処理は終了となる。
In step S <b> 406, the
図5は、ステップS404の低照度環境下でのAF処理の第1の例のフローチャートである。ステップS501においてシステム制御部50は、AF補助光発光部66へ発光指令を送信する。これにより、AF補助光発光部66は、AF補助光を発光させる。なお、AF補助光の発光は、後のステップS503における消光指示があるまで継続して行われる。
FIG. 5 is a flowchart of a first example of AF processing in a low illumination environment in step S404. In step S <b> 501, the
続くステップS502においてシステム制御部50は、コントラスト検出方式によるAF処理(第1のオートフォーカス)を行う。コントラスト検出方式には周知の方法を用いることができ、一般的には、レンズ103の位置を変えながら、画像処理部24は、撮像画像データからコントラスト情報を算出し、AF評価値としてシステム制御部50へ送信する。そして、システム制御部50は、画像処理部24から受信したAF評価値が最大となるレンズ103の位置を特定し、その位置を合焦位置とする。続いて、ステップS503において、システム制御部50は、AF補助光発光部66へ消光指令を送信する。これにより、AF補助光発光部66はAF補助光を消光させる。
In subsequent step S502, the
次いで、ステップS504においてシステム制御部50は、ステップS502において合焦位置を特定することができたか否かを判定する。システム制御部50は、合焦位置を特定することができた場合(S504でYES)、本処理を終了させる。これにより、処理はステップS405へ進められることになる。なお、ステップS504の判定結果が「YES」となる場合とは、被写体がAF補助光の到達可能距離よりも近い位置に存在し、被写体に対して十分に光を照射することができたことによってコントラスト検出方式によるAF処理に成功した場合である。
Next, in step S504, the
一方、システム制御部50は、合焦位置を特定することができなかった場合(S504でNO)、処理をステップS505へ進める。ステップS504の判定結果が「NO」となる場合とは、被写体がAF補助光の到達可能距離より遠い位置に存在するために、被写体に対して十分に光を照射できず、コントラスト検出方式によるAF処理が失敗した場合である。そこで、ステップS505においてシステム制御部50は、内蔵ストロボ65へ発光指令を送信し、内蔵ストロボ65をプリ発光(本撮像時の本発光より先に発光する予備発光)させる。そして、続くステップS506においてシステム制御部50は、位相差検出方式によるAF処理(第2のオートフォーカス)を行う。
On the other hand, if the in-focus position cannot be specified (NO in S504), the
その後、ステップS507においてシステム制御部50は、内蔵ストロボ65へ消光指令を送信する。これにより、内蔵ストロボ65は消光する。なお、ストロボプリ発光では、発光時間が短いため、ストロボプリ発光と、位相差検出方式によるAF処理での焦点検出部11によるデフォーカス量情報の算出は、システム制御部50によって同期して行われる。ステップS507の処理により、本処理は終了となる。
Thereafter, in step S507, the
ところで、ステップS502とステップS506の両方でAF処理に失敗する場合があり、その場合には、被写体がAF補助光とストロボ光の到達可能距離より遠い位置に存在し、被写体に対して十分に光を照射できないためにAF処理ができないと考えられる。この場合には、表示部28に、例えば「合焦不可」等の表示を行うようにしてもよい。
By the way, AF processing may fail in both step S502 and step S506. In this case, the subject exists at a position farther than the reachable distance between the AF auxiliary light and the strobe light, and the subject is sufficiently light. It is considered that AF processing cannot be performed because of no irradiation. In this case, a display such as “impossible focus” may be displayed on the
以上の説明の通りに、低照度環境下でのAF処理の第1の例では、低照度の撮像環境においてAF補助光が到達しない距離に被写体が存在していても、ストロボプリ発光によって被写体を明るく照らしてAF処理を行うことができる。これは、一般的に、ストロボ光の方がAF補助光よりも遠くに到達することができるという特性を利用しているためである。また、コントラスト検出方式を優先的に行っているため、近距離に被写体が存在した場合には、通常のコントラスト検出方式によるAF処理と比べて、処理時間に差はない。つまり、タイムラグはない。更に、既に説明した通り、コントラスト検出方式は、高精度にレンズ103の合焦位置を特定することができ、上記第1の例ではコントラスト検出方式を優先的に行っているため、近距離に被写体が存在した場合に安定して高精度なAF処理が可能となる。
As described above, in the first example of the AF processing in the low illumination environment, even if the subject exists at a distance where the AF auxiliary light does not reach in the low illumination environment, the subject is detected by the flash pre-flash. The AF process can be performed with bright illumination. This is because the strobe light generally uses the characteristic that it can reach farther than the AF auxiliary light. In addition, since the contrast detection method is preferentially performed, there is no difference in processing time when an object is present at a short distance compared to AF processing by a normal contrast detection method. In other words, there is no time lag. Furthermore, as already described, the contrast detection method can specify the in-focus position of the
また、ステップS404でストロボプリ発光を行った場合に、コントラスト検出方式ではなく位相差検出方式を使用しているため、ステップS504で内蔵ストロボ65を本発光させて撮像を行う場合に、本発光への影響を抑制することができる。その理由は、以下の通りである。即ち、ストロボ光を発光させてコントラスト検出方式によるAF処理を行う場合には、レンズ位置を変えながら繰り返される撮像の度に連続したストロボ発光が必要となる。ここで、ストロボ発光を行うためには電荷をチャージする必要があり、連続してストロボプリ発光を行うと、チャージ時間によるタイムラグ発生や発光量の低下が生じ、プリ発光及び本発光に影響が出る。これに対して、位相差検出方式は、1回の焦点検出でAF処理が可能であるため、このような問題は生じ難い。したがって、本発光の際にタイムラグを発生させることなく、必要十分な発光量を確保することができる。 In addition, when the strobe pre-flash is performed in step S404, the phase difference detection method is used instead of the contrast detection method. The influence of can be suppressed. The reason is as follows. In other words, when performing AF processing using a contrast detection method by emitting strobe light, continuous strobe light emission is required for each repeated imaging while changing the lens position. Here, in order to perform strobe light emission, it is necessary to charge an electric charge, and if strobe pre-light emission is performed continuously, a time lag occurs due to the charging time and a light emission amount is reduced, which affects pre-light emission and main light emission. . On the other hand, since the phase difference detection method can perform AF processing with one focus detection, such a problem hardly occurs. Therefore, a necessary and sufficient amount of light emission can be ensured without causing a time lag during the main light emission.
加えて、LEDによるAF補助光の発光をキセノン管によるストロボ発光よりも優先的に行うため、省電力化の効果も得られる。また、近距離に人間等の被写体がある場合に光量の多いストロボ光をAF処理のために照射してしまうと、人間は不快な眩しさを感じてしまう。しかし、上記第1の例では、ストロボプリ発光を行うのは被写体が近距離にない場合であるため、このような問題の発生を回避することができる。 In addition, since the AF auxiliary light emitted from the LED is given priority over the strobe light emitted from the xenon tube, an effect of power saving can be obtained. Further, if a strobe light with a large amount of light is irradiated for AF processing when there is a subject such as a human at a short distance, the human will feel unpleasant glare. However, in the first example, strobe pre-emission is performed when the subject is not at a short distance, so occurrence of such a problem can be avoided.
次に、ステップS404の低照度環境下でのAF処理の第2の例について説明する。図6は、ステップS404の低照度環境下でのAF処理の第2の例のフローチャートである。図6のステップS602〜S605,S607〜S609はそれぞれ、図5のステップS501〜504,S505〜507と同じ処理であるので、ここでの説明を省略し、ステップS601,S606の処理内容について、以下に説明する。 Next, a second example of the AF process in the low illuminance environment in step S404 will be described. FIG. 6 is a flowchart of a second example of the AF process in the low illumination environment in step S404. Steps S602 to S605 and S607 to S609 in FIG. 6 are the same processes as steps S501 to S504 and S505 to 507 in FIG. 5, respectively, so that the description thereof will be omitted and the processing contents of steps S601 and S606 will be described below. Explained.
ステップS601においてシステム制御部50は、レンズユニット150を制御し、フォーカス位置(ピントが合う位置)がAF補助光の最大到達点となるように、レンズ103の位置を変更する。これにより、ステップS601による変更後のフォーカス位置が、後のステップS603でのコントスト検出方式によるAF処理の開始位置(初期位置)となる。したがって、ステップS603においてシステム制御部50は、ステップS601で設定された初期位置から徐々にフォーカス位置をカメラ本体100A側へ近付けて、AF評価値を取得する。このような処理を行う理由について、図7を参照して説明する。
In step S601, the
図7は、被写体がカメラ本体100Aから近距離に存在する場合と中距離に存在する場合のそれぞれのAF評価値を比較して示す模式図である。AF評価値は、被写体に対してピントが合った(合焦状態となった)位置で最大となるため、コントスト検出方式では、フォーカス位置を変えながらAF評価値を算出して、AF評価値の最大点を探索する。そのため、探索回数が多くなると、ピントが合うまでに長い時間を要することになる。そこで、第2の例では、AF評価値が最大となるフォーカス位置の探索回数を低減することによって、AF処理の高速化を図る。
FIG. 7 is a schematic diagram showing comparison between AF evaluation values when the subject is present at a short distance from the
図7上段には、被写体が近距離、つまり、AF補助光の到達可能距離の範囲内に存在する場合のAF評価値が示されている。その下には、中距離、つまり、ストロボプリ発光の到達可能距離の範囲内、且つ、AF補助光の到達可能距離の範囲外に存在する場合のAF評価値が示されている。 The upper part of FIG. 7 shows the AF evaluation value when the subject is in a short distance, that is, within the reachable distance of the AF auxiliary light. Below that, AF evaluation values are shown when the distance is within the reach of the intermediate distance, that is, the reachable distance of the strobe pre-light emission and outside the reachable distance of the AF auxiliary light.
コントラスト検出方式を用いる区間は、AF補助光の到達可能距離の範囲内である。したがって、AF補助光の最大到達点を、コントラスト検出方式によるフォーカス位置の探索を開始するための初期位置Sに設定する。 The section using the contrast detection method is within the reachable range of the AF auxiliary light. Therefore, the maximum reaching point of the AF auxiliary light is set to the initial position S for starting the search for the focus position by the contrast detection method.
被写体が、近距離に存在する場合には、フォーカス位置を初期位置Sからカメラ本体100A側へ移動させるにしたがってAF評価値は大きくなる傾向が現れることになる。しかし、被写体が近距離になく、中距離に存在する場合には、フォーカス位置を初期位置Sからカメラ本体100A側へ近付けるにしたがってAF評価値は小さくなるか又は略一定になる傾向がある。よって、これらの傾向に基づき、初期位置Sから一定範囲での探索を数回行っただけで、被写体が近距離に存在するか否かを判定することができる。
When the subject is present at a short distance, the AF evaluation value tends to increase as the focus position is moved from the initial position S toward the
そこで、第2の例では、システム制御部50は、近距離に被写体がなく、合焦不可と判定することができた時点で探索を打ち切って、ステップS603の処理を終了させる。よって、冗長な探索が行われることがなくなるため、AF処理の高速化が可能となる。なお、被写体が近距離に存在するか否かの判定方法は、初期位置Sからの数点のAF評価値をh1,h2,…としたとき、h1>h2>…であれば、近距離でないと判定することができる。これに対して、所定の十分に小さい閾値kを設定し、h1,h2,…<kであれば、近距離でないと判定することもできる。判定方法は、これらの例に制限されず、複数のAF評価値からAF補助光の到達可能距離の範囲内に被写体が存在するか否かを判定できれば、どのような方法を用いても構わない。
Therefore, in the second example, the
次に、ステップS606の処理について説明する。ステップS606においてシステム制御部50は、後のステップS608で位相差検出方式によるフォーカス位置の探索を開始するための初期位置を、ストロボプリ発光の到達可能距離の範囲内、且つ、AF補助光の到達可能距離の範囲外に設定する。
Next, the process of step S606 will be described. In step S606, the
ステップS606での初期位置の設定可能範囲は図7に範囲Lで示されており、ステップS606での初期位置をこのように設定する理由は、次の通りである。即ち、一般的に、位相差検出方式でAF処理を行う場合に、フォーカス位置が被写体から大きくずれていると(所謂、ピンボケ状態であると)、AF処理の信頼性が低下する。ここで、ステップS601〜S605において、被写体が範囲L内又はより遠距離に存在することが分かっているため、フォーカス位置を範囲L内に設定することで、大きくピントがぼけることがなくなり、AF処理の信頼性を高めることができる。 The settable range of the initial position in step S606 is indicated by a range L in FIG. 7, and the reason for setting the initial position in step S606 in this way is as follows. That is, in general, when AF processing is performed using the phase difference detection method, if the focus position is greatly deviated from the subject (so-called out-of-focus state), the reliability of the AF processing decreases. Here, in steps S601 to S605, since it is known that the subject exists within the range L or at a longer distance, setting the focus position within the range L prevents the image from being greatly out of focus, and AF processing Can improve the reliability.
ステップS606で設定される初期位置は、範囲L内であればどこでもよいが、範囲Lの中点とすることが望ましい。しかし、これに限られず、ステップS603で得られたAF評価値からフォーカス位置を決定してもよい。例えば、被写体が、範囲L内でカメラ本体100A側にあれば、AF評価値は、ステップS601で設定された初期位置Sから減少する傾向となると推測される。一方、被写体が、範囲L内で遠景側にあれば、AF評価値は、初期位置Sから略一定になると推測される。つまり、数点のAF評価値が略一定か否かによって被写体位置の存在確率を推測することができ、その結果に基づいてより好ましい初期位置を設定することができる。
The initial position set in step S606 may be anywhere as long as it is within the range L, but is preferably the midpoint of the range L. However, the present invention is not limited to this, and the focus position may be determined from the AF evaluation value obtained in step S603. For example, if the subject is on the
以上のように、低照度環境下でのAF処理の第2の例では、コントラスト検出方式での探索時間を削減し、また、位相差検出方式での信頼性を高めることができる。 As described above, in the second example of AF processing in a low illumination environment, the search time in the contrast detection method can be reduced, and the reliability in the phase difference detection method can be increased.
なお、AF補助光とストロボ光のそれぞれの到達可能距離は、例えば、次の方法で計測することができる。即ち、所定の反射率を持つグレー色の板(例えば、反射率が18%の標準反射板)を被写体として、デジタルカメラ100から徐々に離しながらAF補助光又はストロボ発光を用いた撮像を行い、反射光が所定の輝度となったときのカメラと板の距離を到達距離とする。ここで、所定の輝度とは、それぞれのAF方式を精度よく実行することができる最低の輝度である。到達距離の計測方法は、これに限られず、AF処理が可能となる十分な明るさが確保できる被写体とデジタルカメラ100の距離が決定できれば、いずれの方法でもよい。こうして決定されたAF補助光とストロボ光のそれぞれの到達可能距離は、例えば、システムメモリ52に記憶しておくことができる。
The reachable distances of the AF auxiliary light and the strobe light can be measured by, for example, the following method. Specifically, a gray plate having a predetermined reflectance (for example, a standard reflector having a reflectance of 18%) is used as a subject, and imaging using AF auxiliary light or strobe light emission is performed while gradually moving away from the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. Furthermore, each embodiment mentioned above shows only one embodiment of this invention, and it is also possible to combine each embodiment suitably.
例えば、上記実施形態では、撮像装置としてデジタルカメラ100を取り上げたが、これに限らず、デジタルビデオカメラや、カメラ機能(撮像素子を用いて映像を取得する撮像機能)とAF補助光の発光機能を有する各種の電子機器であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、図2のブロック図において、デジタルカメラ100は、焦点検出部11を撮像部22とは別位置に配置しているが、焦点検出部11は撮像部22の内部に組み込まれていてもよい。これにより、独立した焦点検出部11を持つ必要がなくなるため、デジタルカメラ100の小型化を図ることができる。また、所謂、像面位相差検出方式のAF処理が可能となり、LV撮像中のAF処理の高速化を図ることができる。
In the block diagram of FIG. 2, the
更に、上記実施形態では、カメラ本体100Aに内蔵されたAF補助光発光部66でAF補助光を発光させてコントラスト検出方式によるAF処理を行い、また、内蔵ストロボ65をプリ発光させて位相差検出方式によるAF処理を行った。これに代えて、外部ストロボをカメラ本体100Aに装着し、外部ストロボと、外部ストロボに付属しているAF補助光発光部を使用して、同様にAF処理を行ってもよい。一般的に、カメラ本体100Aに内蔵された光源より外部光源の方が発光量が大きいため、外部ストロボを用いることによって、より遠くの被写体に対するAF処理が可能になる。
Furthermore, in the above embodiment, the AF auxiliary
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
4 レンズシステム制御回路
11 焦点検出部
17 AEセンサ
22 撮像部
24 画像処理部
50 システム制御部
65 内蔵ストロボ
66 AF補助光発光部
100 デジタルカメラ
100A カメラ本体
103 レンズ
150 レンズユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Lens system control circuit 11
Claims (7)
オートフォーカスのための補助光を被写体に向けて発光する補助光発光手段と、
前記補助光発光手段に前記補助光を発光させてコントラスト検出方式による第1のオートフォーカスを行い、前記第1のオートフォーカスで合焦できなかった場合に、前記ストロボ光発光手段をプリ発光させて位相差検出方式による第2のオートフォーカスを行う制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 Strobe light emitting means for emitting strobe light toward the subject;
Auxiliary light emitting means for emitting auxiliary light for autofocus toward the subject;
The auxiliary light emitting means emits the auxiliary light to perform first autofocus by a contrast detection method, and when the first autofocus cannot be focused, the strobe light emitting means is pre-lighted. An image pickup apparatus comprising: control means for performing second autofocus by a phase difference detection method.
前記測光手段による測光結果に基づき低照度環境下での撮像か否かを判定する判定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判定手段が前記低照度環境下での撮像であると判定した場合に、前記第1のオートフォーカスを行い、前記第1のオートフォーカスで合焦できなかった場合に前記第2のオートフォーカスを行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 A metering means for metering the brightness of the subject;
Determination means for determining whether or not the image is taken in a low illuminance environment based on a photometric result by the photometric means,
The control unit performs the first autofocus when the determination unit determines that the imaging is performed in the low illumination environment, and performs the first autofocus when the focus cannot be achieved with the first autofocus. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein autofocus of 2 is performed.
被写体の輝度を測光する測光ステップと、
前記測光ステップによる測光結果に基づき、低照度環境下での撮像か否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記低照度環境下での撮像であると判定された場合に、前記補助光発光手段に前記補助光を発光させてコントラスト検出方式による第1のオートフォーカスを行う第1のオートフォーカスステップと、
前記第1のオートフォーカスステップで合焦できなかった場合に、前記ストロボ光発光手段をプリ発光させて位相差検出方式による第2のオートフォーカスを行う第2のオートフォーカスステップと、を有することを特徴とするオートフォーカス制御方法。 An autofocus control method executed by an imaging apparatus including a strobe light emitting unit that emits strobe light toward a subject and an auxiliary light emitting unit that emits auxiliary light for autofocus toward the subject,
A metering step for metering the brightness of the subject;
A determination step for determining whether or not the image is taken in a low illuminance environment based on the photometric result of the photometric step;
A first autofocus that performs a first autofocus by a contrast detection method by causing the auxiliary light emitting means to emit the auxiliary light when it is determined in the determination step that the image is taken in the low illumination environment; Steps,
A second autofocus step for performing second autofocus by a phase difference detection method by pre-flashing the strobe light emitting means when focusing cannot be achieved in the first autofocus step. A characteristic autofocus control method.
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