JP3914367B2

JP3914367B2 - Automatic focusing device, digital camera, and portable information input device

Info

Publication number: JP3914367B2
Application number: JP2000064200A
Authority: JP
Inventors: 憲昭尾島; 純一篠原; 達敏北島; 彰宏吉田; 茂入沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP2001255453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動合焦装置、デジタルカメラ、および携帯情報入力装置に関し、詳細には、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦで合焦位置の検出を行う自動合焦装置、デジタルカメラ、および携帯情報入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子スチルカメラのＡＦ方式としては、ＣＣＤもしくはフォーカスレンズを光軸方向に駆動しながらＣＣＤに蓄積される輝度信号によりピントのピークを見つけるＣＣＤ−ＡＦ方式か、三角測量方式の自動焦点調節機構が単独で使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＣＣＤ−ＡＦ方式は、図１５に示すように、無限遠から最至近まで、ＣＣＤまたはフォーカスレンズを駆動して、ピントの山を見つける方式であるため、合焦位置を検出するまでに時間がかかるという問題がある。上述の問題を解決するために、ＣＣＤ−ＡＦ方式では、図１６（ａ）に示すように、粗サンプリングを無限遠から最至近まで行って概略の合焦位置を検出し、つづいて、図１６（ｂ）に示すように、概略の合焦位置近傍で細かいサンプリングを行って最終的な合焦位置を検出する方式も提案されている。かかる方式によれば、若干合焦位置の検出時間を短縮できるが、十分とは言えない。
【０００４】
また、ＣＣＤ−ＡＦ方式は、ピントを合わせたいエリアに高輝度な被写体（電球、ろうそくの炎、反射している看板など）があると、ピントの山を発見できず、疑合焦してしまうという問題がある。また、上述の三角測量方式では、至近距離側での測距のパララックスずれが発生しやすく、また、望遠側での性能が低いなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、短時間でかつ高輝度被写体が存在しても正確に合焦位置を検出することが可能な自動合焦装置、デジタルカメラ、および携帯情報入力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、被写体像を所定位置に結像するフォーカスレンズ系を含むレンズ系と、前記レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を無限側から至近側に移動させて被写体のコントラストをサンプリングして合焦位置を検出する第１の合焦位置検出手段と、前記撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出して前記レンズ系の合焦位置を検出する第２の合焦位置検出手段と、前記第１の合焦位置検出手段は、前記第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置の近傍で被写体のコントラストをサンプリングし、前記第１の合焦位置検出手段で前記合焦位置の近傍でサンプリングされた被写体のコントラストが、前記レンズ系の移動開始位置である前記無限側から移動終了位置である前記至近側までの移動に伴って上昇を続けるように変化し、前記レンズ系の移動終了位置で最大となる場合には、前記第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定し、それ以外の位置で前記被写体のコントラストが最大となる場合には、前記被写体のコントラストが最大となる位置を最終的な合焦位置に決定する合焦位置決定手段と、を備えたものである。
【０００７】
上記発明によれば、レンズ系は被写体像を所定位置に結像し、撮像手段はレンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力し、第１の合焦位置検出手段は撮像手段を使用して、レンズ系を無限側から至近側に移動させて被写体のコントラストをサンプリングして合焦位置を検出し、第２の合焦位置検出手段は撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出してレンズ系の合焦位置を検出し、第１の合焦位置検出手段は、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置の近傍で被写体のコントラストをサンプリングし、合焦位置決定手段は第１の合焦位置検出手段で合焦位置の近傍でサンプリングされた被写体のコントラストが、レンズ系の移動開始位置である無限側から移動終了位置である至近側までの移動に伴って上昇を続けるように変化し、レンズ系の移動終了位置で最大となる場合には、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定し、それ以外の位置で被写体のコントラストが最大となる場合には、被写体のコントラストが最大となる位置を最終的な合焦位置に決定する。
【００１０】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記合焦位置決定手段は、前記第１の合焦位置検出手段で検出された被写体のコントラストにピークが無い場合には、前記第２の合焦位置検出手段でサンプリングされた合焦位置を最終的な合焦位置に決定するものである。上記発明によれば、合焦位置決定手段は、第１の合焦位置検出手段でサンプリングされた被写体のコントラストにピークが無い場合には、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定する。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２にかかる発明において、合焦動作を指示するための合焦動作操作部材が操作された場合に、前記第１の合焦位置検出手段と前記第２の合焦位置検出手段とを略同時に動作させるものである。上記発明によれば、合焦動作を指示するための合焦動作操作部材が操作された場合に、第１の合焦位置検出手段と第２の合焦位置検出手段とを略同時に動作させる。
【００１３】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１または請求項２に記載の自動合焦装置において、合焦動作を指示するための合焦動作操作部材の操作に先行して、所定の時間間隔で前記第２の合焦位置検出手段は被写体との距離を測距する測距処理を実行し、前記合焦動作操作部材が操作された場合には、前記第１の合焦位置検出手段は、前記第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置に基づいて合焦位置を検出する動作を実行するものである。上記発明によれば、合焦動作を指示するための合焦動作操作部材の操作に先行して、所定の時間間隔で第２の合焦位置検出手段は被写体との距離を測距する測距処理を実行し、合焦動作操作部材が操作された場合には、第１の合焦位置検出手段は、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置に基づいて合焦位置を検出する動作を実行する。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を適用したものである。上記発明によれば、請求項１〜請求項５のいずれか１つにかかる自動合焦装置をデジタルカメラに適用する。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を適用したものである。上記発明によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を携帯情報入力装置に適用する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる自動合焦装置、デジタルカメラ、および携帯情報端末装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明にかかる自動合焦装置を適用したデジタルカメラの構成図である。同図において、１００はデジタルカメラを示しており、デジタルカメラ１００は、レンズ系１０１、絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２、ＣＣＤ１０３、ＣＤＳ回路１０４、可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、ＩＰＰ１０７、ＤＣＴ１０８、コーダー１０９、ＭＣＣ１１０、ＤＲＡＭ１１１、ＰＣカードインターフェース１１２、ＣＰＵ１２１、表示部１２２、操作部１２３、ＳＧ（制御信号生成）部１２６、ストロボ装置１２７、バッテリ１２８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９、ＥＥＰＲＯＭ１３０、フォーカスドライバ１３１、パルスモータ１３２、ズームドライバ１３３、パルスモータ１３４、モータドライバ１３５、外部ＡＦセンサー１３６を具備して構成されている。また、ＰＣカードインターフェース１１２を介して着脱可能なＰＣカード１５０が接続されている。
【００１８】
レンズユニットは、レンズ系１０１、絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２からなり、メカ機構１０２のメカニカルシャッタは２つのフィールドの同時露光を行う。レンズ系１０１は、例えば、バリフォーカルレンズからなり、フォーカスレンズ系１０１ａとズームレンズ系１０１ｂとで構成されている。
【００１９】
フォーカスドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３２を駆動して、フォーカスレンズ系１０１ａを光軸方向に移動させる。ズームドライバ１３３は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３４を駆動して、ズームレンズ系１０１ｂを光軸方向に移動させる。また、モータドライバ１３５は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従ってメカ機構１０２を駆動し、例えば、絞りの絞り値を設定する。
【００２０】
ＣＣＤ（電荷結合素子）１０３は、レンズユニットを介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１０４は、ＣＣＤ型撮像素子に対する低雑音化のための回路である。
【００２１】
また、ＡＧＣアンプ１０５は、ＣＤＳ回路１０４で相関２重サンプリングされた信号のレベルを補正する。尚、ＡＧＣアンプ１０５のゲインは、ＣＰＵ１２１により、ＣＰＵ１２１が内蔵するＤ／Ａ変換器を介して設定データ（コントロール電圧）がＡＧＣアンプ１０５に設定されることにより設定される。さらにＡ／Ｄ変換器１０６は、ＡＧＣアンプ１０５を介して入力したＣＣＤ１０３からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。すなわち、ＣＣＤ１０３の出力信号は、ＣＤＳ回路１０４およびＡＧＣアンプ１０５を介し、またＡ／Ｄ変換器１０６により、最適なサンプリング周波数（例えば、ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換される。
【００２２】
また、デジタル信号処理部であるＩＰＰ（Image Pre-Processor)１０７、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)１０８、およびコーダー（Huffman Encoder/Decoder)１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データについて、色差（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に分けて各種処理、補正および画像圧縮／伸長のためのデータ処理を施す。ＤＣＴ１０８およびコーダー１０９は、例えばＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換・逆直交変換、並びに、ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。
【００２３】
さらに、ＭＣＣ（Memory Card Controller）１１０は、圧縮処理された画像を一旦蓄えてＰＣカードインターフェース１１２を介してＰＣカード１５０への記録、或いはＰＣカード１５０からの読み出しを行う。
【００２４】
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として使用して、操作部１２３からの操作、或いは図示しないリモコン等の外部動作操作に従い、上記デジタルカメラ内部の全動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２１は、撮像動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作や、ＡＦ動作等の制御を行う。
【００２５】
また、カメラ電源はバッテリ１２８、例えば、ＮｉＣｄ、ニッケル水素、リチウム電池等から、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９に入力され、当該デジタルカメラ内部に供給される。
【００２６】
表示部１２２は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＥＬ等で実現されており、撮影したデジタル画像データや、伸長処理された記録画像データ、設定画面等の表示を行う。操作部１２３は、撮影操作を行うためのレリーズキー、ズームレンズ系１０１ｂのズーム位置を設定するためのズームキー、機能選択およびその他の各種設定を外部から行うためのボタン等を備えている。ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされてＲＬ−１がＯＮとなるとＡＦ動作等を実行し、また、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると撮影動作を実行する。ＥＥＰＲＯＭ１３０には、ＣＰＵ１２１がデジタルカメラの動作を制御する際に使用する調整データ等が書き込まれている。
【００２７】
上記したデジタルカメラ１００（ＣＰＵ１２１）は、被写体を撮像して得られる画像データをＰＣカード１５０に記録する記録モードと、ＰＣカード１５０に記録された画像データを表示する表示モードと、撮像した画像データを表示部１２２に直接表示するモニタリングモード等を備えている。
【００２８】
図２は、上記ＩＰＰ１０７の具体的構成の一例を示す図である。ＩＰＰ１０７は、図２に示す如く、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データをＲ・Ｇ・Ｂの各色成分に分離する色分離部１０７１と、分離されたＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補間する信号補間部１０７２と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データの黒レベルを調整するペデスタル調整部１０７３と、Ｒ、Ｂの各画像データの白レベルを調整するホワイトバランス調整部１０７４と、ＣＰＵ１２１により設定されたゲインでＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補正するデジタルゲイン調整部１０７５と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データのγ変換を行うガンマ変換部１０７６と、ＲＧＢの画像データを色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに分離するマトリクス部１０７７と、色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに基づいてビデオ信号を作成し表示部１２２に出力するビデオ信号処理部１０７８と、を備えている。
【００２９】
更に、ＩＰＰ１０７は、ペデスタル調整部１０７３によるペデスタル調整後の画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０７９と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）の所定周波数成分のみを通過させるＢＰＦ１０８０と、ＢＰＦ１０８０を通過した輝度データ（Ｙ）の積分値をＡＦ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＦ評価値回路１０８１と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）に応じたデジタルカウント値をＡＥ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＥ評価値回路１０８２と、ホワイトバランス調整部１０７４による調整後のＲ・Ｇ・Ｂの各画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０８３と、Ｙ演算部１０８３で検出した各色の輝度データ（Ｙ）をそれぞれカウントして各色のＡＷＢ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＷＢ評価値回路１０８４と、ＣＰＵ１２１とのインターフェースであるＣＰＵＩ／Ｆ１０８５と、及びＤＣＴ１０８とのインターフェースであるＤＣＴＩ／Ｆ１０８６等を備えている。
【００３０】
図１の外部ＡＦセンサー１３６は、パッシブ方式の測距センサーからなり、被写体の距離を測距するためのものである。図３は、外部ＡＦセンサーの概略構成を示す図である。外部ＡＦセンサー１３６は、レンズ１５１と、フォトセンサーアレイ１５２ａ（左側）、１５２ｂ（右側）と、演算回路（不図示）を備えている。図３および図４を参照して外部ＡＦセンサー１３６の測距原理を説明する。図３において、被写体までの距離をｄ、レンズ１５１とフォトセンサーアレイ１５２ａ（左側）、１５２ｂ（右側）との距離をｆ、フォトセンサーアレイ１５２ａ（左側）、１５２ｂ（右側）に入力する光の幅をそれぞれ、Ｘ１、Ｘ２、光の入射されるフォトセンサーアレイ１５２ａ、１５２ｂ間の距離をＢとすると、外部ＡＦセンサー１３６の前面から被写体までの距離ｄは、三角測量により、ｄ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）で算出できる。図４は、左右のフォトセンサーアレイの被写体像を示しており、演算回路は、各フォトセンサーアレイの被写体像の光量を積分し、左右センサーデータのずれを演算することで、被写体の距離ｄを算出し、ＣＰＵ１２１に出力する。
【００３１】
本明細書において、外部ＡＦセンサー１３６を使用して合焦位置を検出する動作を外部ＡＦといい、ＣＣＤ１０３を使用して合焦位置を検出する場合をＣＣＤ−ＡＦ（内部ＡＦ）という。ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ１０１ａを移動して、ＣＣＤ１０３から出力される画像信号に応じた被写体のコントラストを示すＡＦ評価値をサンプリングし、ＡＦ評価値のピーク位置を合焦位置とする山登りサーボ方式を使用する。外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを使用してＡＦを行うことをハイブリットＡＦという。
【００３２】
つぎに、上記構成のデジタルカメラのＡＦに関する動作例（動作例１、動作例２）を説明する。動作例１はＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦを略同時に実行する場合の動作例を示し、動作例２はＣＣＤ−ＡＦに先行して外部ＡＦを実行する場合の動作例を示す。
【００３３】
（動作例１）
デジタルカメラのＡＦに関する動作例１を図５〜図７を参照して説明する。図５は、ＣＰＵ１２１の制御により実行されるデジタルカメラのＡＦに関する動作例１を説明するためのフローチャートである。
【００３４】
図５において、まず、ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１がＯＮとなったか否かを判断する（ステップＳ１）。レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１がＯＮされた場合には、ＣＰＵ１２１は、フォーカスレンズ系１０１ａをＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に設定する（ステップＳ２）。ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）としては、例えば、レンズ系１０１の現ポジションを使用することができる。通常、同一の条件で連続して撮影する頻度が高いと考えられるからである。
【００３５】
そして、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを略同時にスタートさせる（ステップＳ３）。外部ＡＦでは、外部ＡＦセンサー１３６により、測距処理が行われ、被写体との距離の測定が行われて合焦位置の検出が行われる。また、ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置の近傍で移動させて、ＡＦ評価値を取得し、合焦位置の検出が行われる。
【００３６】
この後、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦが終了したか否かを判断し（ステップＳ４）、外部ＡＦが終了した場合には、外部ＡＦの距離測定結果が、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離と所定値以上異なるか否かを判断する（ステップＳ５）。この判断の結果、外部ＡＦの距離測定結果が、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離と所定値以上異ならない場合には、ステップＳ８に移行する。他方、外部ＡＦの距離測定結果が、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離と所定値以上異なる場合には、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦを中断して、外部ＡＦセンサー１３６で測定された距離に対応する位置を新たな基準位置とし、当該基準位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動する（ステップＳ６）。つづいて、当該基準位置の近傍でＣＣＤ−ＡＦを再実行する（ステップＳ７）。
【００３７】
ステップＳ８では、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦが終了したか否かを判断し、ＣＣＤ−ＡＦが終了した場合には、ＣＣＤ−ＡＦのＡＦ評価値のサンプリング結果（被写体のコントラストの状態）に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦで検出された合焦位置から最終的な合焦位置を決定する。
【００３８】
ここで、ＣＣＤ−ＡＦのＡＦ評価値のサンプリング結果（被写体のコントラストの状態）に基づいて、最終的な合焦位置の決定方法を説明する。
【００３９】
図６〜図９は最終的な合焦位置の決定方法を説明するための説明図であり、ＣＣＤ−ＡＦでサンプリングされた被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）の一例を示している。図６〜図９において、横軸はレンズ繰り出し量（レンズ位置）、縦軸は被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）を示している。また、サンプリング幅は被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）を検出する範囲を示している。
【００４０】
図６は至近側から無限側の間に被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がある場合を示す。図７は被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がない場合を示す。図８は被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、至近側で最大となる場合を示す。図９は被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、無限側で最大となる場合を示す。
【００４１】
図６に示すように、至近側から無限側の間に被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がある場合には、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦの当該ピーク位置を最終的な合焦位置と決定する。
【００４２】
また、図７に示すように、被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がない場合には、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦで検出された合焦位置を最終の合焦位置と決定する。
【００４３】
また、図８に示すように、被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、フォーカスレンズが移動している方向（スキャン方向）である至近側まで上昇し続ける場合には、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦで検出された合焦位置を最終の合焦位置と決定する。至近側で被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が上昇し続ける場合は、ＣＣＤ−ＡＦの結果が擬合焦であると考えられるので、ＣＣＤ−ＡＦの結果ではなく外部ＡＦの結果を使用する。
【００４４】
また、図９に示すように、被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、フォーカスレンズが移動開始側（スキャン開始側）である無限側で最大となり以降下降し続ける場合には、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦの当該最大となる位置（レンズ位置）を最終的な合焦位置に決定する。無限側で被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が最大となり以降下降し続ける場合には、ＣＣＤ−ＡＦの結果が擬合焦ではないと考えられるので、上述した至近側から無限側の間に被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がある場合と同様に、外部ＡＦの結果ではなくＣＣＤ−ＡＦの結果を使用する。
【００４５】
ＣＰＵ１２１は、以上の如くして決定した合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ９）。その後、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると、撮影動作を行い、被写体の画像データを取り込み、ＰＣカード１５０に記録する。
【００４６】
図１０は第１の動作例における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。同図（ａ）は、外部ＡＦの距離測定結果とＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合のタイミングを示す。同図（ｂ）は、外部ＡＦの距離測定結果とＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離とが所定値以上異なり、ＣＣＤ−ＡＦを中断して、外部ＡＦセンサー１３６で測定された距離に対応する位置を新たな基準位置とし、再度ＣＣＤ−ＡＦを実行した場合（▲２▼）を示している。
【００４７】
（動作例２）
デジタルカメラのＡＦに関する動作例２を図１１〜図１４を参照して説明する。図１１は、ＣＰＵ１２１の制御により実行されるデジタルカメラのＡＦに関する動作例２を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
図１１において、まず、電源が投入されると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦ実行タイミングであるか否かを判断し（ステップＳ２２）、この判断の結果、外部ＡＦの実行タイミングでない場合には、ステップＳ２４に移行する。他方、外部ＡＦ実行タイミングであれば、外部ＡＦによる測距処理を実行して（ステップＳ２３）、外部ＡＦセンサー１３６は被写体との距離を測距して、ステップＳ２４に移行する。
【００４９】
ステップＳ２４では、ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１キーがＯＮされたか否かを判断する。ＲＬ−１がＯＮでない場合には、ステップＳ２２に戻り、ＲＬ−１がＯＮされるまで、外部ＡＦの実行タイミングで、外部ＡＦ測距処理が行われる。他方、ステップＳ２４で、ＲＬ−１がＯＮされた場合には、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦの測距結果に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する（ステップＳ２５）。
【００５０】
ここで、外部ＡＦの測距結果に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する方法を説明する。例えば、外部ＡＦの過去２点の測距結果から基準位置を予測する方法を使用することができる。これによれば、被写体が、近づいてくるか、遠ざかっているか、また、止まっているかを判断することが可能となる。
【００５１】
図１２は外部ＡＦの直近の過去２点の距離測定結果からＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する場合を説明するための説明図を示す。同図において、Ｌｃｃｄは予測される被写体距離（ＣＣＤ−ＡＦの基準位置）、Ｌ２はレリーズ操作直前の外部ＡＦによる被写体距離、Ｌ１はＬ２よりさらに１回前の外部ＡＦによる被写体距離、ｔ１はコンティニュアス外部ＡＦの間隔、ｔ２はレリーズ操作直前の外部ＡＦからレリーズまでの時間を示す。予測される被写体距離（ＣＣＤ−ＡＦの基準位置）Ｌｃｃｄは、下式により算出する。そして、算出された予測される被写体距離Ｌｃｃｄに対応するレンズ系の位置をＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）と決定する。
【００５２】
Ｌｃｃｄ＝Ｌ２＋ｔ２×（Ｌ２−Ｌ１）／ｔ１
例えば、ｔ１＝ｔ２とした場合に、過去２回が２ｍ、３ｍの場合には、次は４ｍ、他方、過去２回が４ｍ、３ｍの場合には、次は２ｍと予測される。よって、それぞれ４ｍ前後、２ｍ前後に対応するレンズ系の位置でＣＣＤ−ＡＦを実施することになる。
【００５３】
なお、ここでは、過去２点からＣＣＤ−ＡＦの基準位置を決定することにしたが、過去３点もしくはそれ以上の時系列データを用いることにしても良い。これにより、より細かい動体予測が可能となる。例えば、過去３点からＣＣＤ−ＡＦの基準位置を決定する場合は、被写体が、近づいてくるか、遠ざかっているか、止まっているか、前後に揺れているかを判断することも可能となる。例えば、１回目と２回目、２回目と３回目の被写体距離を比較することにより、被写体移動の加速度成分も検出可能である。この場合、２次曲線で近似する方法や（上から落ちてくる被写体とか）、三角関数で近似する方法（ブランコに乗っている被写体とか）等を使用することができる。
【００５４】
そして、ＣＰＵ１２１は、算出したＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ２６）。つづいて、ＣＰＵ１２１は、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置に移動した後、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを同時にスタートさせる（ステップＳ２７）。外部ＡＦでは、外部ＡＦセンサー１３６により、被写体との距離の測定が行われ合焦位置の検出が行われる。また、ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置の近傍で移動させて、ＡＦ評価値を取得し、合焦位置の検出が行われる。
【００５５】
ステップＳ２８では、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦが終了したか否かを判断し、ＣＣＤ−ＡＦが終了した場合には、ＣＣＤ−ＡＦのＡＦ評価値のサンプリング結果（被写体のコントラストの状態）に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦで検出された合焦位置から最終的な合焦位置を決定する（ステップＳ２９）。ＣＣＤ−ＡＦのＡＦ評価値のサンプリング結果（被写体のコントラストの状態）に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦで検出された合焦位置から最終的な合焦位置を決定する方法は動作例１と同様であるのでその説明は省略する。
【００５６】
この後、ＣＰＵ１２１は、決定した合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ３０）。その後、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると、撮影動作を行い、被写体の画像データを取り込み、ＰＣカード１５０に記録する。
【００５７】
図１３を参照して、第２の動作例における、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明する。図１３は第２の動作例における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。同図の（ａ）は、外部ＡＦの実行タイミングでレリーズが押された場合、（ｂ）は、外部ＡＦの休止中にレリーズが押された場合、（ｃ）は、外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合（その１）、（ｄ）は、外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合（その２）のタイミングを示す。
【００５８】
同図（ａ）に示すように、外部ＡＦの実行タイミングでレリーズが押された場合には、レリーズのＯＮのタイミングで外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを実行する。また、同図（ｂ）に示すように、外部ＡＦ休止中にレリーズが押された場合には、外部ＡＦの休止を終了して、レリーズのＯＮのタイミングで外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを実行する。外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合には、同図（ｃ）に示すタイミングと、同図（ｄ）に示すタイミングが考えられ、いずれのタイミングを使用することにしても良い。
【００５９】
外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合には、同図（ｃ）に示すように、レリーズの時点で外部ＡＦ▲３▼を中止し、再駆動することにしても良い。この場合は、外部ＡＦ▲３▼のデータは取得しないで、外部ＡＦの▲４▼のデータとＣＣＤ−ＡＦとの結果に基づいて、最終的な合焦位置を判断することになる。
【００６０】
また、外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合には、同図（ｄ）に示すように、レリーズの時点でも外部ＡＦ▲３▼を中断せず、外部ＡＦ▲３▼のデータとＣＣＤ−ＡＦとの結果に基づいて、最終的な合焦位置を判断することになる。通常は、外部ＡＦ作動時間は０．１秒以下であるため、（ｄ）の方式でも実使用上問題は無い。ただし、被写体が低輝度時等の場合は、外部ＡＦでも０．１秒前後の時間がかかるため、（ｃ）の方式の方が確実である。
【００６１】
なお、上記ステップＳ２８において、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異なる場合には、図１４に示すように、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を変えて、再度ＣＣＤ−ＡＦを行うことにしても良い。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態においては、動作例１では、レリーズキーが半押しされてＲＬ−１がＯＮとなると、ＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦを略同時に実行することとしたので、外部ＡＦを実行した後に、外部ＡＦの結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に比して、ＡＦ時間を短縮することが可能となる。
【００６３】
また、本実施の形態においては、動作例２では、電源のＯＮがなされると、レリーズキーの押下に先行して、すなわち、レリーズキーが押下されない状態においても、所定の間隔で外部ＡＦで測距処理を行い、レリーズキーが押下された場合には、外部ＡＦの測距結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを行う場合の基準位置を算出して、当該基準位置の近傍でＣＣＤ−ＡＦを行うこととしたので、レリーズキーが押下された後に、外部ＡＦを実行し、その後、外部ＡＦの結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に比して、ＡＦ時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、最終的な合焦位置を検出する場合に、ＣＣＤ−ＡＦでサンプリングされた被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）の状態に応じて、ＣＣＤ−ＡＦの合焦結果または外部ＡＦの合焦結果を選択して、最終的な合焦位置を決定することとしたので、高輝度被写体が存在しても正確に合焦位置を検出することが可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態においては、至近側から無限側の間に被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がある場合には、ＣＣＤ−ＡＦの当該ピーク位置を最終的な合焦位置と決定することとしたので、より正確な合焦位置の検出が可能となる。
【００６６】
また、本実施の形態においては、ＣＣＤ−ＡＦで検出された被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がない場合には、外部ＡＦで検出された合焦位置を最終の合焦位置と決定することとしたので、ＣＣＤ−ＡＦで被写体のコントラストのピーク位置を検出できない場合でも、正確な合焦位置の検出が可能となる。
【００６７】
また、本実施の形態においては、ＣＣＤ−ＡＦで検出された被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、至近側で最大となる場合には、外部ＡＦで検出された合焦位置を最終の合焦位置と決定することとしたので、至近側に高輝度被写体がある場合でも正確な合焦位置の検出が可能となる。
【００６８】
また、本実施の形態においては、ＣＣＤ−ＡＦで検出された被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が無限側で最大となる場合には、ＣＣＤ−ＡＦの当該最大となる位置を最終的な合焦位置に決定することとしたので、無限側に高輝度被写体がある場合でも正確な合焦位置の検出が可能となる。
【００６９】
また、本実施の形態では、外部ＡＦセンサーとして、パッシブ方式の測距センサーを使用することとしたので、小型化、低コスト化、処理の簡略化が可能となる。
【００７０】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実行可能である。例えば、本実施の形態においては、本発明にかかる自動合焦装置をデジタルカメラに適用した例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＰＤＡ等の携帯情報入力装置等にも適用可能である。要は、画像を入力する際にＡＦを行う全ての装置に適用可能である。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１にかかる自動合焦装置によれば、レンズ系は被写体像を所定位置に結像し、撮像手段はレンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力し、第１の合焦位置検出手段は撮像手段を使用して、レンズ系を無限側から至近側に移動させて被写体のコントラストをサンプリングして合焦位置を検出し、第２の合焦位置検出手段は撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出してレンズ系の合焦位置を検出し、第１の合焦位置検出手段は、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置の近傍で被写体のコントラストをサンプリングし、合焦位置決定手段は第１の合焦位置検出手段で合焦位置の近傍でサンプリングされた被写体のコントラストが、レンズ系の移動開始位置である無限側から移動終了位置である至近側までの移動に伴って上昇を続けるように変化し、レンズ系の移動終了位置で最大となる場合には、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定し、それ以外の位置で被写体のコントラストが最大となる場合には、被写体のコントラストが最大となる位置を最終的な合焦位置に決定することとしたので、短時間でかつ高輝度被写体が存在しても正確に合焦位置を検出することが可能な自動合焦装置を提供することができるという効果を奏する。
【００７４】
また、請求項２にかかる自動合焦装置によれば、請求項１にかかる自動合焦装置において、合焦位置決定手段は、第１の合焦位置検出手段でサンプリングされた被写体のコントラストにピークが無い場合には、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定することとしたので、請求項１にかかる自動合焦装置の効果に加えて、第１の合焦位置検出手段で被写体のコントラストのピークを検出できない場合でも、正確な合焦位置の検出が可能となる。
【００７６】
また、請求項３にかかる自動合焦装置によれば、請求項１または請求項２にかかる自動合焦装置において、合焦動作を指示するための合焦動作操作部材が操作された場合に、第１の合焦位置検出手段と第２の合焦位置検出手段とを略同時に動作させることとしたので、請求項１または請求項２にかかる自動合焦装置の効果に加えて、より高速に合焦位置の検出が可能となる。
【００７７】
また、請求項４にかかる自動合焦装置によれば、請求項１または請求項２にかかる自動合焦装置において、合焦動作を指示するための合焦動作操作部材の操作に先行して、所定の時間間隔で第２の合焦位置検出手段は被写体との距離を測距する測距処理を実行し、合焦動作操作部材が操作された場合には、第１の合焦位置検出手段は、第２の合焦位置検出手段で検出された合焦位置に基づいて合焦位置を検出する動作を実行することとしたので、請求項１または請求項２にかかる自動合焦装置の効果に加えて、より高速に合焦位置の検出が可能となる。
【００７８】
また、請求項５にかかるデジタルカメラによれば、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を適用することとしたので、短時間でかつ高輝度被写体が存在しても正確に合焦位置を検出することが可能なデジタルカメラを提供することができるという効果を奏する。
【００７９】
また、請求項６にかかる携帯情報入力装置によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を適用することとしたので、短時間でかつ高輝度被写体が存在しても正確に合焦位置を検出することが可能な携帯情報入力装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの構成図である。
【図２】図１のＩＰＰの具体的構成の一例を示す図である。
【図３】図１の外部ＡＦセンサーの概略構成を示す図である。
【図４】外部ＡＦセンサーの測距原理を説明するための説明図である。
【図５】ＡＦに関する第１の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図６】至近側から無限側の間に被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がある場合を示す図である。
【図７】被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）にピーク（極大）がない場合を示す図である。
【図８】被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、至近側で最大となる場合を示す図である。
【図９】被写体のコントラスト（ＡＦ評価値）が、無限側で最大となる場合を示す図である。
【図１０】第１の動作例における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。
【図１１】ＡＦに関する第２の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】外部ＡＦの直近の過去２点の距離測定結果からＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する場合を説明するための説明図である。
【図１３】第２の動作例における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。
【図１４】第２の動作例における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。
【図１５】従来のＣＣＤ−ＡＦ方式を説明するための説明図である。
【図１６】従来のＣＣＤ−ＡＦ方式を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１００デジタルカメラ
１０１レンズ系
１０１ａフォーカスレンズ系
１０１ｂズームレンズ系
１０２オートフォーカス等を含むメカ機構
１０３ＣＣＤ（電荷結合素子）
１０４ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路
１０５可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）
１０６Ａ／Ｄ変換器
１０７ＩＰＰ（Image Pre-Processor)
１０８ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)
１０９コーダー（Huffman Encoder/Decoder)
１１０ＭＣＣ（Memory Card Controller）
１１１ＲＡＭ（内部メモリ）
１１２ＰＣカードインターフェース
１２１ＣＰＵ
１２２表示部
１２３操作部
１２６ＳＧ部
１２７ストロボ
１２８バッテリ
１２９ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３０ＥＥＰＲＯＭ
１３１フォーカスドライバ
１３２パルスモータ
１３３ズームドライバ
１３４パルスモータ
１３５モータドライバ
１３６外部ＡＦセンサー
１５０ＰＣカード
１５１レンズ
１５２フォトセンサーアレイ
１０７１色分離部
１０７２信号補間部
１０７３ペデスタル調整部
１０７４ホワイトバランス調整部
１０７５デジタルゲイン調整部
１０７６ γ変換部
１０７７マトリクス部
１０７８ビデオ信号処理部
１０７９Ｙ演算部
１０８０ＢＰＦ
１０８１ＡＦ評価値回路
１０８２ＡＥ評価値回路
１０８３Ｙ演算部
１０８４ＡＷＢ評価値回路
１０８５ＣＰＵＩ／Ｆ
１０８６ＤＣＴＩ／Ｆ
１０７５ｒ、１０７５ｇ、１０７５ｂ乗算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic focusing device, a digital camera, and a portable information input device, and more specifically, an automatic focusing device, a digital camera, and a portable information input device that detect an in-focus position with an external AF and a CCD-AF. About.
[0002]
[Prior art]
As an AF method for a conventional electronic still camera, a CCD-AF method for finding a focus peak by a luminance signal accumulated in the CCD while driving a CCD or a focus lens in the optical axis direction, or a triangulation type automatic focus adjustment mechanism Was used alone.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 15, the CCD-AF system is a system in which the CCD or focus lens is driven from infinity to the closest position to find the focus peak, and therefore it takes time to detect the in-focus position. There is a problem that it takes. In order to solve the above-described problem, in the CCD-AF system, as shown in FIG. 16A, rough sampling is performed from infinity to the nearest position to detect the approximate focus position, and then FIG. As shown in b), a method for detecting the final in-focus position by performing fine sampling near the approximate in-focus position has been proposed. According to such a method, the detection time of the in-focus position can be slightly shortened, but it cannot be said to be sufficient.
[0004]
Also, in the CCD-AF system, if there is a high-luminance subject (light bulb, candle flame, reflecting signboard, etc.) in the area you want to focus on, you will not be able to find the focus mountain and will be in doubt. There is a problem . Ma In addition, the above-described triangulation method has a problem that a parallax shift in distance measurement on the close distance side is likely to occur, and performance on the telephoto side is low.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and an automatic focusing apparatus, a digital camera, and a portable information input capable of accurately detecting a focusing position in a short time even when a high-luminance subject is present An object is to provide an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is configured to capture a subject image input through the lens system including a lens system including a focus lens system that forms a subject image at a predetermined position. An imaging means for outputting image data and a first in-focus position detection for detecting the in-focus position by sampling the contrast of the subject by moving the lens system from the infinite side to the close side using the imaging means And a second focus position detection means for detecting a focus position of the lens system by detecting a distance to the subject using a photoelectric conversion means different from the imaging means, The first focus position detection means samples the contrast of the subject in the vicinity of the focus position detected by the second focus position detection means; In the first focus position detection means Near the in-focus position The contrast of the sampled subject changes so as to continue to increase with the movement from the infinite side, which is the movement start position of the lens system, to the close side, which is the movement end position, and the movement end position of the lens system If the focus position detected by the second focus position detection means is determined as the final focus position, and the contrast of the subject is maximized at other positions. Comprises a focus position determining means for determining a position where the contrast of the subject is maximized as a final focus position.
[0007]
According to the above invention, the lens system forms a subject image at a predetermined position, the imaging unit images the subject image input through the lens system, outputs image data, and the first in-focus position detection unit. Uses the imaging means to move the lens system from the infinity side to the close side to sample the contrast of the subject to detect the in-focus position, and the second in-focus position detecting means is a photoelectric conversion different from the imaging means. To detect the in-focus position of the lens system by detecting the distance to the subject, The first focus position detection means samples the contrast of the subject in the vicinity of the focus position detected by the second focus position detection means, The in-focus position determining means is the first in-focus position detecting means. Near the in-focus position The contrast of the sampled subject changes so as to continue to increase with the movement from the infinity side, which is the movement start position of the lens system, to the close side, which is the movement end position, and becomes the maximum at the movement end position of the lens system. In this case, when the in-focus position detected by the second in-focus position detecting unit is determined as the final in-focus position, and the contrast of the subject is maximized at other positions, the contrast of the subject is The maximum position is determined as the final focus position.
[0010]
Claims 2 In the invention according to claim 1, in the invention according to claim 1, the in-focus position determining unit has the second in-focus position when the contrast of the subject detected by the first in-focus position detecting unit has no peak. The focus position sampled by the focus position detection means is determined as the final focus position. According to the above-described invention, the focus position determination unit determines the focus detected by the second focus position detection unit when there is no peak in the contrast of the subject sampled by the first focus position detection unit. The position is determined as the final focus position.
[0012]
Claims 3 The invention according to claim 1 is directed to claim 1. Or claim 2 In the invention according to Focusing operation For instructing Focusing operation When the operation member is operated, the first focus position detection means and the second focus position detection means are operated substantially simultaneously. According to the above invention, Focusing operation For instructing Focusing operation When the operation member is operated, the first focus position detection means and the second focus position detection means are operated substantially simultaneously.
[0013]
Claims 4 The invention according to claim 1 is directed to claim 1. Or claim 2 In the automatic focusing device described in Focusing operation For instructing Focusing operation Prior to the operation of the operation member, the second focus position detection means executes a distance measurement process for measuring the distance from the subject at a predetermined time interval, Focusing operation When the operation member is operated, the first focus position detection means detects the focus position detected by the second focus position detection means. On the basis of the An operation for detecting the in-focus position is executed. According to the above invention, Focusing operation For instructing Focusing operation Prior to the operation of the operation member, the second focus position detection means performs a distance measurement process for measuring the distance to the subject at a predetermined time interval, Focusing operation When the operation member is operated, the first focus position detection means detects the focus position detected by the second focus position detection means. On the basis of the An operation for detecting the in-focus position is executed.
[0014]
Claims 5 The invention according to claim 1 to claim 1 4 The automatic focusing device according to any one of the above is applied. According to the invention, claims 1 to claim 5 The automatic focusing device according to any one of the above is applied to a digital camera.
[0015]
Claims 6 The invention according to claim 1 to claim 1 4 The automatic focusing device according to any one of the above is applied. According to the invention, claims 1 to claim 4 The automatic focusing device according to any one of the above is applied to a portable information input device.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an automatic focusing device, a digital camera, and a portable information terminal device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 is a block diagram of a digital camera to which an automatic focusing device according to the present invention is applied. In the figure, reference numeral 100 denotes a digital camera. The digital camera 100 includes a lens system 101, a mechanical mechanism 102 including an aperture / filter unit, a CCD 103, a CDS circuit 104, a variable gain amplifier (AGC amplifier) 105, an A / A D converter 106, IPP 107, DCT 108, coder 109, MCC 110, DRAM 111, PC card interface 112, CPU 121, display unit 122, operation unit 123, SG (control signal generation) unit 126, strobe device 127, battery 128, DC-DC A converter 129, an EEPROM 130, a focus driver 131, a pulse motor 132, a zoom driver 133, a pulse motor 134, a motor driver 135, and an external AF sensor 136 are provided. A detachable PC card 150 is connected via the PC card interface 112.
[0018]
The lens unit includes a mechanical mechanism 102 including a lens system 101, an aperture / filter unit, and the like. A mechanical shutter of the mechanical mechanism 102 performs simultaneous exposure of two fields. The lens system 101 is composed of, for example, a varifocal lens, and includes a focus lens system 101a and a zoom lens system 101b.
[0019]
The focus driver 131 drives the pulse motor 132 according to the control signal supplied from the CPU 121 to move the focus lens system 101a in the optical axis direction. The zoom driver 133 drives the pulse motor 134 according to the control signal supplied from the CPU 121 to move the zoom lens system 101b in the optical axis direction. Further, the motor driver 135 drives the mechanical mechanism 102 in accordance with a control signal supplied from the CPU 121, and sets, for example, an aperture value of the aperture.
[0020]
A CCD (charge coupled device) 103 converts an image input via the lens unit into an electrical signal (analog image data). A CDS (correlated double sampling) circuit 104 is a circuit for reducing noise in the CCD type image pickup device.
[0021]
In addition, the AGC amplifier 105 corrects the level of the signal that has been correlated and sampled by the CDS circuit 104. The gain of the AGC amplifier 105 is set by the CPU 121 when setting data (control voltage) is set in the AGC amplifier 105 via a D / A converter built in the CPU 121. Further, the A / D converter 106 converts analog image data from the CCD 103 input via the AGC amplifier 105 into digital image data. That is, the output signal of the CCD 103 is converted into a digital signal through the CDS circuit 104 and the AGC amplifier 105 and by the A / D converter 106 at an optimum sampling frequency (for example, an integer multiple of the subcarrier frequency of the NTSC signal). Is done.
[0022]
Further, an IPP (Image Pre-Processor) 107, a DCT (Discrete Cosine Transform) 108, and a coder (Huffman Encoder / Decoder) 109, which are digital signal processing units, are provided for digital image data input from the A / D converter 106. Various processing, correction, and data processing for image compression / decompression are performed separately for color differences (Cb, Cr) and luminance (Y). The DCT 108 and the coder 109 perform, for example, orthogonal transformation / inverse orthogonal transformation, which is a JPEG-compliant image compression / decompression process, and Huffman coding / decoding, which is a JPEG-compliant image compression / decompression process.
[0023]
Further, an MCC (Memory Card Controller) 110 temporarily stores the compressed image and records it on the PC card 150 or reads it from the PC card 150 via the PC card interface 112.
[0024]
The CPU 121 uses the RAM as a work area according to a program stored in the ROM, and controls all operations inside the digital camera according to an operation from the operation unit 123 or an external operation operation such as a remote controller (not shown). Specifically, the CPU 121 controls an imaging operation, an automatic exposure (AE) operation, an automatic white balance (AWB) adjustment operation, an AF operation, and the like.
[0025]
Camera power is input from a battery 128, such as NiCd, nickel metal hydride, or a lithium battery, to the DC-DC converter 129 and supplied into the digital camera.
[0026]
The display unit 122 is implemented by an LCD, LED, EL, or the like, and displays captured digital image data, decompressed recorded image data, a setting screen, and the like. The operation unit 123 includes a release key for performing a photographing operation, a zoom key for setting the zoom position of the zoom lens system 101b, buttons for performing function selection and other various settings from the outside, and the like. The CPU 121 executes an AF operation or the like when the release key is pressed halfway and RL-1 is turned on, and performs a shooting operation when the release key is fully pressed and RL-2 is turned on. In the EEPROM 130, adjustment data and the like used when the CPU 121 controls the operation of the digital camera are written.
[0027]
The above-described digital camera 100 (CPU 121) includes a recording mode in which image data obtained by imaging a subject is recorded on the PC card 150, a display mode in which image data recorded on the PC card 150 is displayed, and captured image data. Is provided directly on the display unit 122.
[0028]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the IPP 107. As shown in FIG. 2, the IPP 107 includes a color separation unit 1071 that separates digital image data input from the A / D converter 106 into R, G, and B color components, and separated R, G, and B images. A signal interpolation unit 1072 that interpolates data, a pedestal adjustment unit 1073 that adjusts the black level of each of the R, G, and B image data, and a white balance adjustment unit 1074 that adjusts the white level of each of the R and B image data , A digital gain adjustment unit 1075 that corrects R, G, and B image data with a gain set by the CPU 121, a gamma conversion unit 1076 that performs γ conversion of the R, G, and B image data, and an RGB image A matrix unit 1077 for separating data into color difference signals (Cb, Cr) and luminance signals (Y), and a video signal based on the color difference signals (Cb, Cr) and luminance signals (Y). A video signal processing unit 1078 to be output to the display unit 122, and a.
[0029]
Further, the IPP 107 passes through only a Y calculating unit 1079 that detects luminance data (Y) of image data after pedestal adjustment by the pedestal adjusting unit 1073, and a predetermined frequency component of the luminance data (Y) detected by the Y calculating unit 1079. The BPF 1080 to be output, the AF evaluation value circuit 1081 that outputs the integrated value of the luminance data (Y) that has passed through the BPF 1080 to the CPU 121 as an AF evaluation value, and the digital count value corresponding to the luminance data (Y) detected by the Y calculation unit 1079 AE evaluation value circuit 1082 that outputs to the CPU 121 as an AE evaluation value, a Y calculation unit 1083 that detects luminance data (Y) of each of the R, G, and B image data after adjustment by the white balance adjustment unit 1074, and Y The luminance data (Y) of each color detected by the calculation unit 1083 is counted, and the AWB of each color is counted. And AWB evaluation value circuit 1084 outputs the CPU 121 as a value, and a CPUI / F1085 is an interface with the CPU 121, and the DCTI / F1086 such an interface with the DCT108.
[0030]
The external AF sensor 136 in FIG. 1 is composed of a passive distance measuring sensor, and is used to measure the distance of the subject. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the external AF sensor. The external AF sensor 136 includes a lens 151, photosensor arrays 152a (left side) and 152b (right side), and an arithmetic circuit (not shown). The principle of distance measurement of the external AF sensor 136 will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, the distance to the subject is d, the distance between the lens 151 and the photo sensor arrays 152a (left side) and 152b (right side) is f, and the width of light input to the photo sensor arrays 152a (left side) and 152b (right side). , X1 and X2, and the distance between the photosensor arrays 152a and 152b on which light is incident is B, the distance d from the front surface of the external AF sensor 136 to the subject is obtained by triangulation by d = B · f / It can be calculated by (X1 + X2). FIG. 4 shows the subject images of the left and right photosensor arrays, and the arithmetic circuit integrates the light amounts of the subject images of the respective photosensor arrays and calculates the deviation of the left and right sensor data, thereby calculating the subject distance d. Calculate and output to the CPU 121.
[0031]
In this specification, the operation of detecting the in-focus position using the external AF sensor 136 is referred to as external AF, and the case of detecting the in-focus position using the CCD 103 is referred to as CCD-AF (internal AF). In the CCD-AF, the focus lens 101a is moved, the AF evaluation value indicating the contrast of the subject corresponding to the image signal output from the CCD 103 is sampled, and the hill-climbing servo system using the peak position of the AF evaluation value as the in-focus position. Is used. Performing AF using external AF and CCD-AF is called hybrid AF.
[0032]
Next, an operation example (operation example 1 and operation example 2) related to AF of the digital camera having the above configuration will be described. The operation example 1 shows an operation example when the CCD-AF and the external AF are executed substantially simultaneously, and the operation example 2 shows an operation example when the external AF is executed prior to the CCD-AF.
[0033]
(Operation example 1)
An operation example 1 relating to AF of a digital camera will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation example 1 related to AF of the digital camera executed under the control of the CPU 121.
[0034]
In FIG. 5, first, the CPU 121 determines whether or not the release key is half-pressed and RL-1 is turned on (step S1). When the release key is pressed halfway and RL-1 is turned on, the CPU 121 sets the focus lens system 101a to the CCD-AF start position (reference position) (step S2). As the start position (reference position) of the CCD-AF, for example, the current position of the lens system 101 can be used. This is because it is usually considered that the frequency of continuous shooting under the same conditions is high.
[0035]
Then, the CPU 121 starts external AF and CCD-AF almost simultaneously (step S3). In the external AF, the external AF sensor 136 performs distance measurement processing, measures the distance to the subject, and detects the in-focus position. In the CCD-AF, the focus lens system 101a is moved in the vicinity of the reference position, the AF evaluation value is acquired, and the focus position is detected.
[0036]
Thereafter, the CPU 121 determines whether or not the external AF is finished (step S4). When the external AF is finished, the distance measurement result of the external AF is set to the start position (reference position) of the CCD-AF. It is determined whether or not the corresponding shooting distance differs by a predetermined value or more (step S5). As a result of this determination, if the distance measurement result of the external AF does not differ from the shooting distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF by a predetermined value or more, the process proceeds to step S8. On the other hand, if the distance measurement result of the external AF is different from the shooting distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF by a predetermined value or more, the CPU 121 interrupts the CCD-AF and uses the external AF sensor 136. The position corresponding to the measured distance is set as a new reference position, and the focus lens system 101a is moved to the reference position (step S6). Subsequently, the CCD-AF is re-executed near the reference position (step S7).
[0037]
In step S8, the CPU 121 determines whether or not the CCD-AF has ended. If the CCD-AF has ended, the CPU 121 determines based on the sampling result of the AF evaluation value of the CCD-AF (the state of contrast of the subject). The final focus position is determined from the focus positions detected by the CCD-AF and the external AF.
[0038]
Here, a final in-focus position determination method will be described based on the sampling result of the AF evaluation value of the CCD-AF (the state of contrast of the subject).
[0039]
6 to 9 are explanatory diagrams for explaining a final method of determining the in-focus position, and show an example of the contrast (AF evaluation value) of the subject sampled by the CCD-AF. 6 to 9, the horizontal axis represents the lens extension amount (lens position), and the vertical axis represents the contrast of the subject (AF evaluation value). The sampling width indicates the range in which the contrast (AF evaluation value) of the subject is detected.
[0040]
FIG. 6 shows a case where there is a peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the subject between the closest side and the infinite side. FIG. 7 shows a case where there is no peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the subject. FIG. 8 shows a case where the contrast (AF evaluation value) of the subject is maximized on the close side. FIG. 9 shows a case where the contrast (AF evaluation value) of the subject is maximized on the infinity side.
[0041]
As shown in FIG. 6, when there is a peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the subject between the closest side and the infinity side, the CPU 121 finally focuses the peak position of the CCD-AF. Determine with position.
[0042]
Also, as shown in FIG. 7, when there is no peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the subject, the CPU 121 determines the focus position detected by the external AF as the final focus position.
[0043]
Also, as shown in FIG. 8, the contrast (AF evaluation value) of the subject is The direction in which the focus lens is moving (scan direction) Near side Continue to rise In this case, the CPU 121 determines the focus position detected by the external AF as the final focus position. The subject's contrast (AF evaluation value) If it continues to rise, the CCD-AF result is considered to be pseudo-focused, The external AF result is used instead of the CCD-AF result.
[0044]
Further, as shown in FIG. 9, the contrast (AF evaluation value) of the subject is The focus lens is on the movement start side (scan start side) Maximum on infinity side Will continue to fall In this case, the CPU 121 determines the maximum position (lens position) of the CCD-AF as the final focus position. Subject contrast (AF evaluation value) is maximum at infinity Will continue to fall in case of, Since it is considered that the result of CCD-AF is not pseudo-focusing, as in the case where there is a peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the object between the close side and the infinite side described above, The CCD-AF result is used instead of the external AF result.
[0045]
The CPU 121 moves the focus lens system 101a to the in-focus position determined as described above (step S9). Thereafter, when the release key is fully pressed and RL-2 is turned on, a photographing operation is performed, and the image data of the subject is captured and recorded in the PC card 150.
[0046]
FIG. 10 is a timing chart for explaining execution timings of the external AF and the CCD-AF in the first operation example. FIG. 6A shows the timing when the distance measurement result of the external AF and the shooting distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF differ by a predetermined value or more. In FIG. 6B, the distance measurement result of the external AF and the shooting distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF are different from each other by a predetermined value, and the CCD-AF is interrupted and measured by the external AF sensor 136. The case where the position corresponding to the determined distance is set as a new reference position and CCD-AF is executed again ((2)) is shown.
[0047]
(Operation example 2)
An operation example 2 relating to AF of the digital camera will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a flowchart for explaining an operation example 2 regarding AF of the digital camera executed under the control of the CPU 121.
[0048]
In FIG. 11, first, when the power is turned on (step S21), the CPU 121 determines whether or not it is the external AF execution timing (step S22). Proceeds to step S24. On the other hand, if the external AF execution timing is reached, distance measurement processing by external AF is executed (step S23), the external AF sensor 136 measures the distance to the subject, and the process proceeds to step S24.
[0049]
In step S24, the CPU 121 determines whether or not the release key is pressed halfway and the RL-1 key is turned on. If RL-1 is not ON, the process returns to step S22, and external AF distance measurement processing is performed at the external AF execution timing until RL-1 is turned ON. On the other hand, if RL-1 is turned on in step S24, the CPU 121 calculates the start position (reference position) of the CCD-AF based on the distance measurement result of the external AF (step S25).
[0050]
Here, a method for calculating the start position (reference position) of the CCD-AF based on the distance measurement result of the external AF will be described. For example, a method of predicting the reference position from the distance measurement results of the past two points of the external AF can be used. This makes it possible to determine whether the subject is approaching, moving away, or stopped.
[0051]
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a case where the CCD-AF start position (reference position) is calculated from the distance measurement results of the last two points of the external AF. In this figure, Lccd is the predicted subject distance (CCD-AF reference position), L2 is the subject distance by the external AF immediately before the release operation, L1 is the subject distance by the external AF one time before L2, and t1 is the continuity. The interval between the numeric external AF and t2 indicates the time from the external AF to the release immediately before the release operation. The predicted subject distance (CCD-AF reference position) Lccd is calculated by the following equation. Then, the lens system position corresponding to the calculated predicted subject distance Lccd is determined as the start position (reference position) of the CCD-AF.
[0052]
Lccd = L2 + t2 × (L2-L1) / t1
For example, when t1 = t2, if the past two times are 2 m and 3 m, the next is predicted to be 4 m, while if the past two times is 4 m and 3 m, the next is predicted to be 2 m. Therefore, CCD-AF is performed at the position of the lens system corresponding to around 4 m and around 2 m, respectively.
[0053]
Here, the reference position of the CCD-AF is determined from the past two points, but time series data of the past three points or more may be used. Thereby, a finer moving object prediction becomes possible. For example, when determining the CCD-AF reference position from the past three points, it is possible to determine whether the subject is approaching, moving away, stopped, or swinging back and forth. For example, by comparing the first, second, second, and third subject distances, the acceleration component of the subject movement can also be detected. In this case, a method of approximating with a quadratic curve (such as a subject falling from above), a method of approximating with a trigonometric function (such as a subject on a swing), or the like can be used.
[0054]
Then, the CPU 121 moves the focus lens system 101a to the calculated CCD-AF start position (reference position) (step S26). Subsequently, after moving the focus lens system 101a to the reference position, the CPU 121 starts the external AF and the CCD-AF simultaneously (step S27). In the external AF, the external AF sensor 136 measures the distance to the subject and detects the focus position. In the CCD-AF, the focus lens system 101a is moved in the vicinity of the reference position, the AF evaluation value is acquired, and the focus position is detected.
[0055]
In step S28, the CPU 121 determines whether or not the CCD-AF has ended. When the CCD-AF has ended, the CPU 121 determines based on the sampling result of the AF evaluation value of the CCD-AF (the state of the contrast of the subject). The final focus position is determined from the focus positions detected by the CCD-AF and the external AF (step S29). The method for determining the final focus position from the focus positions detected by the CCD-AF and the external AF based on the sampling result of the AF evaluation value of the CCD-AF (the state of the contrast of the subject) is Since it is the same, the description is omitted.
[0056]
Thereafter, the CPU 121 moves the focus lens system 101a to the determined focus position (step S30). Thereafter, when the release key is fully pressed and RL-2 is turned on, a shooting operation is performed, and image data of the subject is captured and recorded in the PC card 150.
[0057]
With reference to FIG. 13, the execution timing of the external AF and the CCD-AF in the second operation example will be described. FIG. 13 is a timing chart for explaining execution timings of the external AF and the CCD-AF in the second operation example. (A) in the figure is when the release is pressed at the execution timing of the external AF, (b) is when the release is pressed during the pause of the external AF, and (c) is the release during the external AF operation. When (1) is pressed, (d) shows the timing when the release is pressed during external AF operation (2).
[0058]
As shown in FIG. 6A, when the release is pressed at the external AF execution timing, the external AF and the CCD-AF are executed at the release ON timing. Also, as shown in FIG. 5B, when the release is pressed while the external AF is stopped, the external AF is stopped and the external AF and CCD-AF are executed at the release ON timing. . When the release is pressed during the external AF operation, the timing shown in FIG. 10C and the timing shown in FIG. 10D are considered, and any timing may be used.
[0059]
When the release is pressed during the external AF operation, the external AF (3) may be stopped at the time of release and re-driven as shown in FIG. In this case, the data of the external AF (3) is not acquired, and the final focus position is determined based on the data of the external AF (4) and the result of the CCD-AF.
[0060]
If the release button is pressed during the external AF operation, as shown in FIG. 4D, the external AF (3) is not interrupted even at the time of release, and the external AF (3) data and the CCD- The final in-focus position is determined based on the result of AF. Usually, since the external AF operation time is 0.1 second or less, there is no problem in practical use even in the method (d). However, when the subject is at a low luminance, the method of (c) is more reliable because it takes about 0.1 seconds even with external AF.
[0061]
If the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF differ by a predetermined value or more in step S28, as shown in FIG. The CCD-AF may be performed again by changing the start position (reference position) of the CCD-AF.
[0062]
As described above, in this embodiment, in the operation example 1, when the release key is pressed halfway and RL-1 is turned on, the CCD-AF and the external AF are executed substantially simultaneously. After executing AF, it is possible to shorten the AF time as compared with the case where CCD-AF is executed based on the result of external AF.
[0063]
In the present embodiment, in the operation example 2, when the power is turned on, the external AF is measured at a predetermined interval even before the release key is pressed, that is, even when the release key is not pressed. When a distance process is performed and the release key is pressed, a reference position for performing the CCD-AF is calculated based on the distance measurement result of the external AF, and the CCD-AF is performed in the vicinity of the reference position. Therefore, the AF time can be shortened as compared with the case where the external AF is executed after the release key is pressed and then the CCD-AF is executed based on the result of the external AF.
[0064]
Further, in the present embodiment, when the final focus position is detected, the focus result of the CCD-AF or the contrast of the subject sampled by the CCD-AF (AF evaluation value) Since the final focus position is determined by selecting the focus result of the external AF, the focus position can be accurately detected even when a high-luminance subject exists.
[0065]
Further, in the present embodiment, when there is a peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the subject between the closest side and the infinite side, the peak position of the CCD-AF is determined as the final in-focus position. Therefore, it is possible to detect the in-focus position more accurately.
[0066]
In this embodiment, when there is no peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of the object detected by the CCD-AF, the focus position detected by the external AF is set as the final focus position. Therefore, even when the peak position of the contrast of the subject cannot be detected by the CCD-AF, it is possible to accurately detect the in-focus position.
[0067]
In this embodiment, when the contrast (AF evaluation value) of the object detected by the CCD-AF is maximum on the close side, the focus position detected by the external AF is used as the final focus. Since the position is determined, it is possible to accurately detect the in-focus position even when there is a high brightness subject on the close side.
[0068]
In the present embodiment, when the contrast (AF evaluation value) of the object detected by the CCD-AF is maximum on the infinite side, the maximum position of the CCD-AF is finally focused. Since the position is determined, it is possible to accurately detect the in-focus position even when there is a high brightness subject on the infinite side.
[0069]
In the present embodiment, since a passive distance measuring sensor is used as the external AF sensor, it is possible to reduce the size, reduce the cost, and simplify the processing.
[0070]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and executed without changing the gist of the invention. For example, in the present embodiment, an example in which the automatic focusing device according to the present invention is applied to a digital camera has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a portable information input device such as a PDA. Applicable. In short, the present invention can be applied to all apparatuses that perform AF when inputting an image.
[0071]
【The invention's effect】
According to the automatic focusing device of the first aspect, the lens system forms a subject image at a predetermined position, and the imaging means captures the subject image input through the lens system and outputs image data. The first focus position detection means uses an imaging means to move the lens system from the infinity side to the closest side, sample the contrast of the subject to detect the focus position, and the second focus position detection means Using a photoelectric conversion means different from the imaging means, the distance to the subject is detected to detect the in-focus position of the lens system, The first focus position detection means samples the contrast of the subject in the vicinity of the focus position detected by the second focus position detection means, The in-focus position determining means is the first in-focus position detecting means. Near the in-focus position The contrast of the sampled subject changes so as to continue to increase with the movement from the infinity side, which is the movement start position of the lens system, to the close side, which is the movement end position, and becomes the maximum at the movement end position of the lens system. In this case, when the in-focus position detected by the second in-focus position detector is determined as the final in-focus position, and the contrast of the subject is maximized at other positions, the contrast of the subject is Since the maximum position is determined as the final focusing position, an automatic focusing device capable of accurately detecting the focusing position in a short time even when a high-luminance subject exists is provided. There is an effect that can be.
[0074]
Claims 2 According to the automatic focusing apparatus according to claim 1, in the automatic focusing apparatus according to claim 1, when the focus position determination unit has no peak in the contrast of the subject sampled by the first focus position detection unit. Since the in-focus position detected by the second in-focus position detecting means is determined as the final in-focus position, in addition to the effect of the automatic focusing device according to claim 1, the first in-focus position is determined. Even when the focus position detection means cannot detect the contrast peak of the subject, it is possible to accurately detect the focus position.
[0076]
Claims 3 According to the automatic focusing device according to claim 1, Or claim 2 In the automatic focusing device according to Focusing operation For instructing Focusing operation When the operation member is operated, the first in-focus position detecting unit and the second in-focus position detecting unit are operated substantially simultaneously. Or claim 2 In addition to the effect of the automatic focusing device according to the above, it becomes possible to detect the focusing position at a higher speed.
[0077]
Claims 4 According to the automatic focusing device according to claim 1, Or claim 2 In the automatic focusing device according to Focusing operation For instructing Focusing operation Prior to the operation of the operation member, the second focus position detection means performs a distance measurement process for measuring the distance to the subject at a predetermined time interval, Focusing operation When the operation member is operated, the first focus position detection means detects the focus position detected by the second focus position detection means. On the basis of the Since the operation of detecting the in-focus position is executed, the claim 1 Or claim 2 In addition to the effect of the automatic focusing device according to the above, it becomes possible to detect the focusing position at a higher speed.
[0078]
Claims 5 According to the digital camera according to claim 1 to claim 1. 4 Since the automatic focusing device according to any one of the above is applied, it is possible to provide a digital camera capable of accurately detecting a focusing position in a short time even when a high-luminance subject is present. There is an effect that can be done.
[0079]
Claims 6 According to the portable information input device according to claim 1, claims 1 to 4 Since the automatic focusing device according to any one of the above is applied, a portable information input device capable of accurately detecting a focusing position in a short time even when a high-luminance subject exists is provided. There is an effect that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a digital camera according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the IPP in FIG. 1;
3 is a diagram showing a schematic configuration of the external AF sensor of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a distance measuring principle of an external AF sensor.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a first operation example regarding AF;
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where there is a peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of an object between the closest side and the infinite side.
FIG. 7 is a diagram illustrating a case where there is no peak (maximum) in the contrast (AF evaluation value) of an object.
FIG. 8 is a diagram illustrating a case where the contrast (AF evaluation value) of a subject is maximized on the close side.
FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the contrast (AF evaluation value) of a subject is maximized on the infinite side.
FIG. 10 is a timing chart for explaining execution timings of external AF and CCD-AF in the first operation example;
FIG. 11 is a flowchart for explaining a second operation example regarding AF;
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a case where the CCD-AF start position (reference position) is calculated from the distance measurement results of the last two points of the external AF.
FIG. 13 is a timing chart for explaining execution timings of external AF and CCD-AF in the second operation example;
FIG. 14 is a timing chart for explaining execution timings of external AF and CCD-AF in the second operation example;
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a conventional CCD-AF system.
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a conventional CCD-AF system.
[Explanation of symbols]
100 digital camera
101 Lens system
101a Focus lens system
101b Zoom lens system
102 Mechanical mechanism including autofocus
103 CCD (Charge Coupled Device)
104 CDS (correlated double sampling) circuit
105 Variable Gain Amplifier (AGC Amplifier)
106 A / D converter
107 IPP (Image Pre-Processor)
108 DCT (Discrete Cosine Transform)
109 Coder (Huffman Encoder / Decoder)
110 MCC (Memory Card Controller)
111 RAM (internal memory)
112 PC card interface
121 CPU
122 Display section
123 Operation unit
126 SG Department
127 Strobe
128 battery
129 DC-DC converter
130 EEPROM
131 Focus driver
132 Pulse motor
133 Zoom driver
134 Pulse motor
135 Motor driver
136 External AF sensor
150 PC card
151 lens
152 Photosensor Array
1071 Color separation unit
1072 Signal interpolation unit
1073 Pedestal adjustment unit
1074 White balance adjustment section
1075 Digital gain adjustment unit
1076 γ converter
1077 Matrix part
1078 Video signal processor
1079 Y operation part
1080 BPF
1081 AF evaluation value circuit
1082 AE evaluation value circuit
1083 Y operation part
1084 AWB evaluation value circuit
1085 CPU I / F
1086 DCTI / F
1075r, 1075g, 1075b multiplier

Claims

A lens system including a focus lens system for forming a subject image at a predetermined position;
Imaging means for capturing an image of a subject input via the lens system and outputting image data;
First focus position detecting means for detecting the focus position by moving the lens system from the infinity side to the closest side and sampling the contrast of the subject using the imaging means;
Second focus position detection means for detecting a focus position of the lens system by detecting a distance to a subject using a photoelectric conversion means different from the imaging means;
The first focus position detection means samples the contrast of the subject in the vicinity of the focus position detected by the second focus position detection means;
The contrast of the subject sampled in the vicinity of the in- focus position by the first in-focus position detecting means is changed from the infinite side which is the movement start position of the lens system to the close side which is the movement end position. When the lens system changes so as to continue to rise and becomes the maximum at the movement end position of the lens system, the focus position detected by the second focus position detection means is determined as the final focus position. And, when the contrast of the subject is maximized at other positions, a focus position determining means for determining a position where the contrast of the subject is maximized as a final focus position;
An automatic focusing device characterized by comprising:

The in-focus position determining means finally determines the in-focus position detected by the second in-focus position detecting means when there is no peak in the contrast of the subject sampled by the first in-focus position detecting means. The automatic focusing device according to claim 1, wherein the in-focus position is determined.

When the focusing operation member for instructing the focusing operation is operated, the first focusing position detection unit and the second focusing position detection unit are operated substantially simultaneously. The automatic focusing device according to claim 1 or 2.

Prior to the operation of the focus operation member for instructing the focus operation, the second focus position detection means executes a distance measurement process for measuring the distance from the subject at a predetermined time interval. When the focusing operation member is operated, the first focusing position detection unit detects the focusing position based on the focusing position detected by the second focusing position detection unit. The automatic focusing device according to claim 1 or 2, wherein an operation is executed.

A digital camera to which the automatic focusing device according to any one of claims 1 to 4 is applied.

A portable information input device to which the automatic focusing device according to any one of claims 1 to 4 is applied.