JP4543301B2 - 自動合焦装置および方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動合焦装置および方法に関し、特に、例えば、デジタルスチルカメラに用いて好適な自動合焦装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、AF(Autofocus)方式としては、内部センサ(エリアセンサ)を使用する場合と、外部センサ(ラインセンサ)を使用する場合がある。
【0003】
エリアセンサを使用した場合は、撮像素子から出力される画像信号の特定の周波数成分をサンプリングして、その周波数成分のピーク位置を合焦位置とする。
一方、ラインセンサを使用した場合は、検知された左右のセンサデータの位相差を演算することで、被写体までの距離(以下、測距値と記載する)を算出し、算出された測距値に基づいて合焦させる。
【0004】
また例えば、特開2001−221945号公報には、ラインセンサとエリアセンサを組み合わせ、ラインセンサとエリアセンサの視差をズーム位置により補正する方法が提案されている。これにより、多点測距に対応した自動合焦装置が可能となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の発明においては、ズーム位置によりエリアセンサの検波エリアの大きさを変化させることで視差補正が行われているものの、被写体までの距離による根本的な視差ずれに関しては補正が行われていなかった。
【0006】
従って、被写体までの距離により視差ずれが生じてしまうと、測距値の誤差が大きくなるため、エリアセンサでの近傍スキャン(合焦位置付近でフォーカスレンズを移動させながらサンプリングすることで合焦点を検出する方法)時に合焦し難くなる課題があった。
【0007】
そのために、被写体までの距離に応じて視差補正を行う必要があるだけでなく、距離により視差補正の補正量が異なるという課題があった。
【0008】
また、ズーム位置により画角が変化するため、ラインセンサ上の測距用のセンサエリアの範囲を変更しなければならなかった。
【0009】
さらに、エリアセンサ上の検波エリアを所定の大きさにし、その検波エリア内で視差補正することができなかった。
【0010】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ラインセンサとエリアセンサの画角の違いによる視差補正を可能にするとともに、短時間かつ高精度に、自動合焦することができるようにするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動合焦装置は、被写体の距離を測距する第1の測距手段と、第1の測距手段による測距結果に基づいて、検波エリアを設定する設定手段と、設定手段により設定された検波エリアを用いて、第1の測距手段により測距された所定位置近傍で被写体の距離を測距する第2の測距手段と、第2の測距手段による測距結果に基づいて、合焦点を検出する検出手段とを備え、第1の測距手段は、複数のセンサアレイを有するラインセンサであり、ラインセンサを複数の測距エリアに分割し、複数の測距エリアで被写体の距離を測距し、設定手段は、第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正するように、検波エリアを移動させ、第2の測距手段は、エリアセンサであり、複数の測距エリアで測距された測距データが有効なものであるか否かが判定され、有効な測距データであると判定された測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する検波エリアが設定手段により移動され、その検波エリア内で被写体の距離を測距する測距処理が行われ、測距処理において合焦点が検出されなかった場合、既に選択された以外の測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する検波エリアが設定手段により移動され、その検波エリア内で測距処理が行われることが、複数の測距エリアについての測距処理が行われるまで繰り返されることを特徴とする。
【0014】
測距エリアは、所定のセンサ数のセンサアレイからなり、ズーム位置がワイド側からテレ側に移動されるほどセンサ数を減少させ、ズーム位置が所定位置に達した時点で1点測距に変更させる変更手段をさらに設けるようにすることができる。
【0016】
設定手段には、第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正する視差補正量が、被写体までの距離が近距離になるほど大きくなるように予め作成された視差補正テーブルを参照し、第1の測距手段による測距結果に応じた視差補正量に基づいて、検波エリアを移動させることができる。
【0017】
第1の測距手段による測距の結果、被写体の距離が最至近距離値未満の場合、設定手段には、予め設定された基準検波エリアを設定させ、第2の測距手段には、基準検波エリアを用いて、被写体の距離を測距させるようにすることができる。
【0018】
設定手段により設定された検波エリアが所定領域を超える場合、第2の測距手段には、予め設定された基準検波エリアを用いて、被写体の距離を測距させるようにすることができる。
【0019】
検出手段により検出された合焦点に基づいて、フォーカスレンズ位置を決定し、フォーカスレンズ位置にフォーカスレンズを移動させる移動手段をさらに設けるようにすることができる。
【0020】
本発明の自動合焦方法は、被写体の距離を測距する第1の測距ステップと、第1の測距ステップの処理による測距結果に基づいて、検波エリアを設定する設定ステップと、設定ステップの処理により設定された検波エリアを用いて、第1の測距ステップの処理により測距された所定位置近傍で被写体の距離を測距する第2の測距ステップと、第2の測距ステップの処理による測距結果に基づいて、合焦点を検出する検出ステップとを含み、第1の測距ステップの処理において被写体の距離を測距する第1の測距手段は、複数のセンサアレイを有するラインセンサであり、ラインセンサを複数の測距エリアに分割し、複数の測距エリアで被写体の距離を測距し、設定ステップの処理において、第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正するように、検波エリアを移動させ、第2の測距ステップの処理において被写体の距離を測距する第2の測距手段は、エリアセンサであり、複数の測距エリアで測距された測距データが有効なものであるか否かが判定され、有効な測距データであると判定された測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する検波エリアが設定ステップの処理において移動され、その検波エリア内で被写体の距離を測距する測距処理が行われ、測距処理において合焦点が検出されなかった場合、既に選択された以外の測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する検波エリアが設定ステップの処理において移動され、その検波エリア内で測距処理が行われることが、複数の測距エリアについての測距処理が行われるまで繰り返されることを特徴とする。
【0021】
本発明の自動合焦装置および方法においては、ラインセンサにより被写体の距離が測距され、その測距結果に基づいて検波エリアが設定され、設定された検波エリアを用いて、ラインセンサにより測距された所定位置近傍で、エリアセンサにより被写体の距離が測距され、その測距結果に基づいて合焦点が検出される。また、被写体の距離を測距する第1の測距手段は、複数のセンサアレイを有するラインセンサであり、ラインセンサを複数の測距エリアに分割し、複数の測距エリアで被写体の距離を測距する。また、第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正するように、検波エリアが移動される。そして、被写体の距離を測距する第2の測距手段は、エリアセンサであり、複数の測距エリアで測距された測距データが有効なものであるか否かが判定あれ、有効な測距データであると判定された測距データが選択され、その測距データが算出された測距エリアに対応する検波エリアが移動され、その検波エリア内で被写体の距離を測距する測距処理が行われ、測距処理において合焦点が検出されなかった場合、既に選択された以外の測距データが選択されて、その測距データが算出された測距エリアに対応する検波エリアが移動され、その検波エリア内で測距処理が行われることが、複数の測距エリアについての測距処理が行われるまで繰り返される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
図1A乃至図1Cは、本発明を適用したデジタルスチルカメラの外観の構成例を示す図である。図1Aは、デジタルスチルカメラ1の正面図、図1Bは、デジタルスチルカメラ1の背面図、図1Cは、デジタルスチルカメラ1の上面図(モードダイヤル3側から見た図)を示している。
【0024】
ビューファインダ2は、被写体を撮影する際にピント合わせのために、ユーザによって覗かれる。表示部6は、画像を表示するためのLCD(Liquid Crystal Display)などで構成されており、被写体を表示させたり、撮像された被写体の画像を表示させたり、あるいは、各種操作画面を表示させたりする。
【0025】
モードダイヤル3は、モードを選択する場合に、ズームレバー4は、表示部6に表示されている画像の縮小表示または拡大表示を行う場合に、電源スイッチ7は、デジタルスチルカメラ1本体の電源のオン/オフを行う場合に、リレーズボタン8は、被写体を撮影する場合に、それぞれユーザによって操作される。
【0026】
操作ボタン5は、例えば、上下左右のボタンおよびセンターボタンからなり、表示部6に表示されるカーソルを移動させる場合などに、ユーザによって操作される。
【0027】
外部測距センサ(ラインセンサ)14は、左右のフォトセンサアレイで構成され、レンズ11,12を介して入力された被写体の画像信号の光量を積分し、左右センサデータの位相差(ずれ)を演算することで、測距値を算出する。
【0028】
レンズ系としてのフォーカスレンズ15は、フォーカスレンズドライバ16によって駆動され、レンズ系としてのズームレンズ17は、ズームレンズドライバ18によって駆動される。内部測距センサ(エリアセンサ)19は、CCD(Charge Coupled Devices)などの撮像素子で構成され、レンズ系(ズームレンズ17およびフォーカスレンズ15)を介して入力された被写体からの光を電気信号に変換する。
【0029】
図2は、デジタルスチルカメラ1のレンズ制御回路に係る電気的構成例を示す図である。
【0030】
メインCPU(Central Processing Unit)31は、図示せぬROM(Read Only Memory)または記憶部に記憶されているプログラムに従って、外部測距センサ14、内部測距センサ19、絞り制御装置32、およびレンズ制御回路33の動作をそれぞれ制御する。
【0031】
メインCPU31は、外部測距センサ14から供給される測距値に基づいて、視差を考慮した内部測距センサ19の検波枠領域62(図4)を設定し、外部測距センサ14で検出した合焦位置近傍において近傍スキャン(合焦位置付近でフォーカスレンズ15を移動させながらサンプリングすることでピーク値の高いところを合焦点として検出)させることで合焦させる。
【0032】
また、メインCPU31は、測距可能な被写体までの距離(測距可能最至近距離)を予め設定しておき、測距可能最至近距離未満の場合、外部測距センサ14の測距値を無効にして視差補正を行わないようにする。その場合、内部測距センサ19上の予め設定された検波枠領域62(例えば、中央領域を基準検波領域とする)を使用して、合焦させる。
【0033】
さらに、メインCPU31は、外部測距センサ14から供給される測距値に基づいて、内部測距センサ19を視差補正した結果、検波枠領域62が検波枠移動可能限界領域61(図4)内からはみ出す場合、外部測距センサ14の測距値を無効にして視差補正を行わないようにする。その場合、内部測距センサ19上の予め設定された検波枠領域62(例えば、中央領域を基準検波領域とする)を使用して、合焦させる。
【0034】
絞り制御装置32は、メインCPU31から供給される制御信号に基づいて、図示せぬアイリスなどを駆動し、その絞りを制御する。レンズ制御回路33は、メインCPU31から供給される制御信号に基づいて、フォーカスレンズリセットセンサ34、ズームレンズリセットセンサ35、フォーカスモータドライバ36、およびズームモータドライバ37の動作をそれぞれ制御する。
【0035】
フォーカスレンズリセットセンサ34は、レンズ制御回路33から供給される制御信号に基づいて、自動合焦(オートフォーカス)などにより移動されたフォーカスレンズ15を所定位置(デフォルト位置)に戻す。ズームレンズリセットセンサ35は、レンズ制御回路33から供給される制御信号に基づいて、ズーム操作により移動されたズームレンズ17を所定位置(デフォルト位置)に戻す。
【0036】
フォーカスモータドライバ36は、レンズ制御回路33から供給される制御信号に基づいて、フォーカスモータ16を駆動し、フォーカスレンズ15を光軸方向に移動させる。ズームモータドライバ37は、レンズ制御回路33から供給される制御信号に基づいて、ズームモータ18を駆動し、ズームレンズ17を光軸方向に移動させる。
【0037】
図3は、外部測距センサ(ラインセンサ)14の構成例を示す図である。
【0038】
外部測距センサ14は、被写体までの距離を測距するためのものであり、例えば、150個(図3の例の場合、39個)のセンサアレイを有する左フォトセンサアレイ51および右フォトセンサアレイ52で構成されている。また多点測距に対応させるため、左フォトセンサアレイ51および右フォトセンサアレイ52は、それぞれ任意の連続する所定個(図3の例の場合、13個)のセンサアレイからなる、複数のエリアに分割される。
【0039】
図3の例の場合、左フォトセンサアレイ51は、レフトエリア51A、センターエリア51B、およびライトエリア51Cの3つのエリアに分割されている。右フォトセンサアレイ52は、レフトエリア52A、センターエリア52B、およびライトエリア52Cの3つのエリアに分割されている。
【0040】
以下、本実施の形態においては、左フォトセンサアレイ51および右フォトセンサアレイ52は、それぞれ、3つのエリアに分割されているものとして説明するが、分割数は一例であり、これに限られるものではない。
【0041】
同図において、画角の中央領域の被写体を測距する場合には、左フォトセンサアレイ51のセンターエリア51B、および右フォトセンサアレイ52のセンターエリア52Bがそれぞれ選択され、画角の左領域の被写体を測距する場合には、レフトエリア51A,52Aがそれぞれ選択され、画角の右領域の被写体を測距する場合には、ライトエリア51C,52Cがそれぞれ選択される。
【0042】
図4は、内部測距センサ(エリアセンサ)19の構成例を示す図である。
【0043】
内部側距センサ19は、そのCCDの受光面において、検波枠移動可能限界領域61および検波枠領域62が予め設定されており、検波枠移動可能限界領域61内で、検波枠領域62を移動させ、視差補正を行うことができるようになされている。同図に示されるように、例えば、無限遠のように視差ずれがあまりない場合(すなわち、視差補正量が小さい場合)、検波枠領域62は、検波枠移動可能限界領域61のほぼ中央に位置する。一方、視差ずれがある場合の視差補正後の検波枠領域62は、検波枠移動可能限界領域61の中央から移動(補正)されている。
【0044】
また視差補正量は、被写体の距離が近距離になればなるほど大きくなり、被写体の距離が遠距離になればなるほど、ほぼ0に近づく。すなわち、図5に示されるように、検波枠領域62は、遠距離時には、検波枠移動可能限界領域61のほぼ中央に位置するが、近距離になるに従って、図中右方向に移動される。
【0045】
さらに外部測距センサ14で多点測距される場合、図6に示されるように、内部測距センサ19の検波枠領域62も、外部測距センサ14と同様に、複数のエリアに分割されて、測距される。
【0046】
図6の例の場合、検波枠領域62は、レフトエリア62A、センターエリア62B、およびライトエリア62Cに分割されている。同図において、外部測距センサ14のセンターエリア51B,52Bで測距され、その測距データに基づいて視差補正される場合には、内部測距センサ19のセンターエリア62Bが選択され、外部測距センサ14のレフトエリア51A,52Aで測距され、その測距データに基づいて視差補正される場合には、レフトエリア62Aが選択され、外部測距センサ14のライトエリア51C,52Cで測距され、その測距データに基づいて視差補正される場合には、ライトエリア62Cが選択される。
【0047】
本実施の形態においては、例えば、ワイド側を基準として、外部測距センサ14上の3領域(レフトエリア51A,52A、センターエリア51B,52B、およびライトエリア51C,52C)に対応する内部測距センサ19上の検波領域が、被写体までの距離により、どのような視差ずれが生ずるかを予め検討し、距離による視差補正データテーブルを作成しておく。
【0048】
図7は、距離による視差補正データテーブルの一例を示す図である。同図に示されるように、距離に応じて、外部測距センサ14に対応する内部測距センサ19の視差補正量(左右方向に対するシフト量(シフト画素数))が記録されている。
【0049】
図7の例の場合、「無限」の距離に対応付けて「0(画素)」の視差補正量が記録され、「10m」の距離に対応付けて「1(画素)」の視差補正量が記録され、「5m」の距離に対応付けて「3(画素)」の視差補正量が記録され、「1m」の距離に対応付けて「5(画素)」の視差補正量が記録され、「50cm」の距離に対応付けて「9(画素)」の視差補正量が記録されている。ここで無限とは、被写体までの距離が無限遠を指す。
【0050】
なお、内部測距センサ19に対して視差補正する場合、外部測距センサ14の画角に関しては、左フォトセンサアレイ51と右フォトセンサアレイ52の画角が当然異なり、これらに共通の画角を設定する必要がある。そこで、例えば、図8に示されるように、仮想センサアレイ71を設定し、その画角を左フォトセンサアレイ51と右フォトセンサアレイ52の画角とする。さらに、レンズ11およびレンズ12の代わりに、仮想レンズ72を用いる。
【0051】
ところで、デジタルスチルカメラ1においては、ズーム位置によって画角が異なるため、ズーム位置による外部測距センサ14上の測距エリア(レフトエリア51A,52A、センターエリア51B,52B、およびライトエリア51C,52C)を補正する必要がある。また、内部測距センサ19上の検波枠領域62内の測距エリアを一定の大きさにする場合は、対応する外部測距センサ14上の測距エリアをズーム位置により変化させなけらばならない。
【0052】
図9A乃至図9Fは、外部測距センサ14の左フォトセンサアレイ51の測距エリア(レフトエリア51A、センターエリア51B、およびライトエリア51C)をズーム位置により補正する場合の一例を示す図である。なお、右フォトセンサアレイ52の測距エリアを補正する場合も同様であるため、図示は省略する。
【0053】
図9Aは、ズーム位置がワイド端側にある場合の左フォトセンサアレイ51の測距エリアを示している。各エリアは、それぞれ13個のセンサアレイで構成されている。
【0054】
図9Bは、ズーム位置がワイド端側からテレ側に10メモリ分移動した場合の左フォトセンサアレイ51の測距エリアを示している。各エリアは、それぞれ11個のセンサアレイで構成されている。
【0055】
図9Cは、ズーム位置がワイド端側からテレ側に20メモリ分移動した場合の左フォトセンサアレイ51の測距エリアを示している。各エリアは、それぞれ9個のセンサアレイで構成されている。
【0056】
図9Dは、ズーム位置がワイド端側からテレ側に30メモリ分移動した場合の左フォトセンサアレイ51の測距エリアを示している。各エリアは、それぞれ7個のセンサアレイで構成されている。
【0057】
このように、ズーム位置の度合いにより、各エリアのセンサアレイの数が変化する。すなわち、ワイド側からテレ側にズーム位置が移動されるほど、センサアレイのセンサ数が減少する。
【0058】
ところで、正確な測距データを得るためには、測距を行う際に最低限必要なセンサアレイのセンサ数が予め定められている。従って、上述したようにして、ズーム位置がテレ側に移動されていくと、それにともなってセンサアレイのセンサ数が減少し、終には最低限必要なセンサ数に達してしまい、多点測距が難しくなる場合がある。そこで例えば、ズーム位置が所定位置に達した時点で、3点測距から1点測距(中央測距)に切り換えるようにすることで対応させることが可能になる。
【0059】
すなわち、センサアレイが最低限必要なセンサ数(例えば、7個)に達し、さらにズーム位置がテレ側に移動された場合、図9Eおよび図9Fに示されるように、センターエリア51Bのみの1点測距に切り換えられる。図9Eに示すセンターエリア51Bは、13個のセンサアレイで構成され、図9Fに示すセンターエリア51Bは、9個のセンサアレイで構成される。
【0060】
このように、本実施の形態においては、ズーム位置による外部測距センサ14の測距エリアのセンサ数を予め検討し、ズーム位置による測距エリア補正テーブルを作成しておく。
【0061】
図10は、ズーム位置による測距エリア補正テーブルの一例を示す図である。同図に示されるように、ズーム位置に応じて、測距に用いられる外部測距センサ14の各エリアのセンサ数が記録されている。
【0062】
図10の例の場合、「0(メモリ)」(ワイド端)のズーム位置に対応付けて、「13(個)」の各エリアのセンサ数が記録され、「10(メモリ)」のズーム位置に対応付けて、「11(個)」の各エリアのセンサ数が記録され、「20(メモリ)」のズーム位置に対応付けて、「9(個)」の各エリアのセンサ数が記録され、「30(メモリ)」のズーム位置に対応付けて、「7(個)」の各エリアのセンサ数が記録されている。また「40(メモリ)」のズーム位置に対応付けて、「13(個)」のセンターエリアのセンサ数が記録されている。
【0063】
すなわち、ズーム位置が0乃至30メモリの場合には、外部測距センサ14のレフトエリア51A,52A、センターエリア51B,52B、およびライトエリア51C,52Cで多点測距されるが、ズーム位置が31メモリ以降の場合には、外部測距センサ14のセンターエリア51B,52Bのみの1点測距に切り換えられる。
【0064】
なお、多点測距を行う場合、最も近側の測距データが得られたエリアから近傍スキャンが行われる。
【0065】
次に、図11のフローチャートを参照して、デジタルスチルカメラ1が実行するオートフォーカス処理について説明する。なお、この処理は、ユーザが、リレーズボタン8を半押し状態としたときに開始される。
【0066】
ステップS1において、メインCPU31は、外部測距センサ(ラインセンサ)14を駆動させる。外部測距センサ14の左フォトセンサアレイ51および右フォトセンサアレイ52は、それぞれ、メインCPU31の制御に基づいて、レンズ11,12を介して入力された被写体の画像信号をサンプリングし、被写体像の光量の積分を開始する。
【0067】
すなわち、図12に示されるように、左フォトセンサアレイ51および右フォトセンサアレイ52は、それぞれ、被写体の画像信号の光量をセンサアレイ毎に積分する。同図において、曲線Aは、左フォトセンサアレイ51の被写体像の光量分布を表わし、曲線Bは、右フォトセンサアレイ52の被写体像の光量分布を表わしている。
【0068】
ステップS2において、外部測距センサ14は、積分を終了するか否か(例えば、光量が所定値を超えたか、あるいは、所定の時間が経過したかなど)を判定し、積分を終了すると判定されるまで繰り返し処理を実行する。そして、積分を終了すると判定された場合、ステップS3に進み、外部測距センサ14は、左右センサデータを取り込むとともにズーム位置を検出する。
【0069】
ステップS4において、外部測距センサ14は、図10に示した外部センサ測距エリア補正テーブルを参照し、ステップS3の処理で検出されたズーム位置から、測距エリア数を決定する。また、外部測距センサ14は、各エリアセンサデータから、所定の評価関数に基づいて最も近側であると判断されるエリアを決定する。
【0070】
ステップS5において、外部測距センサ14は、位相差検出方式に基づいて、左右センサデータの位相差(図12)を演算することで、多点測距データを算出する。ステップS6において、メインCPU31は、ステップS5の処理で算出された測距データが有効なものであるか否か(例えば、評価関数を演算により作成した場合、その関数の特徴から有効データであるか否か)を判定し、有効な測距データであると判定した場合、ステップS7に進み、その測距データを選択する。
【0071】
ステップS8において、メインCPU31は、ステップS7の処理で選択された測距データから、視差補正が可能な距離(測距可能最至近距離)であるか否かを判定し、視差補正が可能な距離であると判定した場合、ステップS9に進み、視差補正を行う。具体的には、図7に示した視差補正データテーブルを参照し、被写体までの距離に応じた視差補正量が読み出され、その視差補正量に基づいて、内部測距センサ19に対して視差補正が行われる。
【0072】
ステップS10において、メインCPU31は、視差補正量に基づいて、内部測距センサ19の検波枠移動可能限界領域61内で検波枠領域62を移動させ、所定位置に設定する(図4)。
【0073】
ステップS8において、視差補正が可能な距離ではないと判定された場合、ステップS11に進み、メインCPU31は、外部測距センサ14による測距データを無効とし、内部測距センサ19上の予め設定された検波枠領域62(例えば、中央領域)を設定する。
【0074】
ステップS10またはS11の処理の後、ステップS12において、メインCPU31は、内部測距センサ(エリアセンサ)19を駆動させ、エリアセンサ測距処理を実行させる。
【0075】
ここで、図13のフローチャートを参照して、エリアセンサ測距処理の詳細について説明する。
【0076】
ステップS41において、内部測距センサ19は、検波枠領域62内をサンプリング範囲として設定する。ステップS42において、メインCPU31は、レンズ制御回路33を介してフォーカスモータドライバ36を制御する。フォーカスモータドライバ36は、フォーカスモータ16を駆動し、ステップS41の処理で設定されたサンプリング範囲において、フォーカスレンズ15をサンプリング開始位置に移動させる。
【0077】
ステップS43において、内部測距センサ19は、サンプリング開始位置からサンプリングを開始する。ステップS44において、メインCPU31は、レンズ制御回路33を介してフォーカスモータドライバ36を制御し、フォーカスモータ16を駆動させ、サンプリング範囲内でフォーカスレンズ15を所定量移動させる。
【0078】
ステップS45において、内部測距センサ19は、サンプリング中の測距データのピーク値を検出する。ステップS46において、内部測距センサ19は、ステップS45の処理で検出されたピーク値に基づいて、合焦点を検出したか否かを判定し、合焦点を検出したと判定した場合、処理は、図11のステップS13にリターンする。
【0079】
ステップS46において、合焦点を検出していないと判定された場合、ステップS47に進み、内部測距センサ19は、サンプリングを終了するか否かを判定し、未だサンプリング範囲内における全てのサンプリング処理が終了していないと判定した場合、ステップS44に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。そして、ステップS47において、全てのサンプリング処理が終了したと判定された場合、処理は、図11のステップS13にリターンする。
【0080】
ステップS13において、メインCPU31は、ステップS12の処理で合焦点が検出されたか否かを判定し、合焦点が検出されたと判定した場合、ステップS19に進む。一方、合焦点が検出されなかったと判定された場合、処理はステップS14に進み、メインCPU31は、外部測距エリア14上の全エリア(レフトエリア51A,52A、センターエリア51B,52B、およびライトエリア51C,52C)の測距処理を終了したか否かを判定する。
【0081】
ステップS14において、全エリアの測距処理を終了していないと判定された場合、ステップS15に進み、メインCPU31は、次の測距データ(すなわち、ステップS7の処理で選択された以外の測距データ)を選択した後、処理はステップS8に戻り、上述した処理が繰り返し実行される。
【0082】
ステップS14において、全エリアの測距処理が終了したと判定された場合、または、ステップS6において、測距データが有効なものではないと判定された場合、ステップS16に進み、メインCPU31は、外部測距センサ14による測距データを無効とし、内部測距センサ19上の予め設定された検波枠領域62(例えば、中央領域)を設定する。ステップS17において、メインCPU31は、内部測距センサ(エリアセンサ)19を駆動させ、図13を用いて上述したようなエリアセンサ測距処理を実行させる。
【0083】
ステップS18において、メインCPU31は、ステップS17の処理で合焦点が検出されたか否かを判定し、合焦点が検出されたと判定した場合、ステップS19に進む。
【0084】
ステップS19において、メインCPU31は、レンズ制御回路33およびフォーカスモータドライバ36を介してフォーカスモータ16を制御し、合焦点に対応した所定位置にフォーカスレンズ15を移動させ、フォーカスレンズ位置を決定する。
【0085】
ステップS18において、合焦点が検出されなかったと判定された場合、処理はステップS20に進み、メインCPU31は、レンズ制御回路33およびフォーカスモータドライバ36を介してフォーカスモータ16を制御し、フォーカスレンズ15をデフォルト距離に対応した所定位置に移動させる。
【0086】
ステップS21において、メインCPU31は、レンズ制御回路33を介してフォーカスモータドライバ36を制御し、フォーカスモータ16を駆動させる。
【0087】
以上のように、被写体までの距離に応じて内部測距センサ19の検波枠領域62を移動させるようにしたので(すなわち、外部測距センサ14の測距データに応じて内部測距センサ19の検波枠領域62の視差補正を行うようにしたので)、選択(決定)された検波枠領域62内で、外部測距センサ19により得られた測距データを中心に近傍スキャンが行われ、フォーカスレンズを合焦させることが可能になる。これにより、オートフォーカス時間を短縮化することができる。
また、内部測距センサ19への視差補正が同時に行われ、高精度な測距が可能となる。
【0088】
さらに外部測距センサ14の測距画角に対応する内部測距センサ19上の検波枠領域62を所定の大きさにするようにしたので、その領域内で視差補正することができる。
【0089】
従って、画角の違いによる視差補正が可能になり、外部測距センサ(ラインセンサ)14と内部測距センサ(エリアセンサ)19を併用することにより、オートフォーカス時間を短縮し、かつ、高精度なオートフォーカス(自動合焦)を実現することができる。
【0090】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、高精度なオートフォーカスを実現することができる。
【0091】
また本発明によれば、ラインセンサとエリアセンサの画角の違いによる視差補正が可能になり、短時間かつ高精度に、オートフォーカスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したデジタルスチルカメラの外観の構成例を示す図である。
【図2】図1のデジタルスチルカメラのレンズ制御回路に係る電気的構成例を示す図である。
【図3】外部測距センサの構成例を示す図である。
【図4】内部測距センサの構成例を示す図である。
【図5】内部測距センサにおける視差補正を説明する図である。
【図6】内部測距センサのエリア分割を説明する図である。
【図7】距離による視差補正データテーブルの一例を示す図である。
【図8】仮想センサアレイの設定を説明する図である。
【図9】外部測距センサの測距エリアをズーム位置により補正する場合の一例を示す図である。
【図10】ズーム位置による測距エリア補正テーブルの一例を示す図である。
【図11】オートフォーカス処理を説明するフローチャートである。
【図12】左右のフォトセンサアレイの被写体像の光量分布を示す図である。
【図13】図11のステップS12,S17の処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 デジタルスチルカメラ, 8 リレーズボタン, 11,12 レンズ,14 外部測距センサ, 15 フォーカスレンズ, 16 フォーカスレンズドライバ, 17 ズームレンズ, 18 ズームドライバ, 19 内部測距センサ, 31 メインCPU, 33 レンズ制御回路, 34 フォーカスレンズリセットセンサ, 35 ズームレンズリセットセンサ, 36 フォーカスモータドライバ, 37 ズームモータドライバ, 51 左フォトセンサアレイ, 52 右フォトセンサアレイ, 61 検波枠移動可能限界領域, 62 検波枠領域, 71 仮想センサアレイ, 72 仮想レンズ
Claims (7)
- 撮影する被写体の合焦を行う自動合焦装置において、
前記被写体の距離を測距する第1の測距手段と、
前記第1の測距手段による測距結果に基づいて、検波エリアを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記検波エリアを用いて、前記第1の測距手段により測距された所定位置近傍で前記被写体の距離を測距する第2の測距手段と、
前記第2の測距手段による測距結果に基づいて、合焦点を検出する検出手段と
を備え、
前記第1の測距手段は、複数のセンサアレイを有するラインセンサであり、前記ラインセンサを複数の測距エリアに分割し、前記複数の測距エリアで前記被写体の距離を測距し、
前記設定手段は、前記第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する前記第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正するように、前記検波エリアを移動させ、
前記第2の測距手段は、エリアセンサであり、
前記複数の測距エリアで測距された測距データが有効なものであるか否かが判定され、
有効な測距データであると判定された測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する前記検波エリアが前記設定手段により移動され、その検波エリア内で前記被写体の距離を測距する測距処理が行われ、
前記測距処理において合焦点が検出されなかった場合、既に選択された以外の測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する前記検波エリアが前記設定手段により移動され、その検波エリア内で前記測距処理が行われることが、前記複数の測距エリアについての前記測距処理が行われるまで繰り返される
ことを特徴とする自動合焦装置。 - 前記測距エリアは、所定のセンサ数のセンサアレイからなり、
ズーム位置がワイド側からテレ側に移動されるほど前記センサ数を減少させ、ズーム位置が所定位置に達した時点で1点測距に変更させる変更手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。 - 前記設定手段は、前記第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する前記第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正する視差補正量が、前記被写体までの距離が近距離になるほど大きくなるように予め作成された視差補正テーブルを参照し、前記第1の測距手段による測距結果に応じた前記視差補正量に基づいて、前記検波エリアを移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。 - 前記第1の測距手段による測距の結果、前記被写体の距離が最至近距離値未満の場合、前記設定手段は、予め設定された基準検波エリアを設定し、
前記第2の測距手段は、前記基準検波エリアを用いて、前記被写体の距離を測距する
ことを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。 - 前記設定手段により設定された前記検波エリアが所定領域を超える場合、前記第2の測距手段は、予め設定された基準検波エリアを用いて、前記被写体の距離を測距する
ことを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。 - 前記検出手段により検出された前記合焦点に基づいて、フォーカスレンズ位置を決定し、前記フォーカスレンズ位置にフォーカスレンズを移動させる移動手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。 - 撮影する被写体の合焦を行う自動合焦装置の自動合焦方法において、
前記被写体の距離を測距する第1の測距ステップと、
前記第1の測距ステップの処理による測距結果に基づいて、検波エリアを設定する設定ステップと、
前記設定ステップの処理により設定された前記検波エリアを用いて、前記第1の測距ステップの処理により測距された所定位置近傍で前記被写体の距離を測距する第2の測距ステップと、
前記第2の測距ステップの処理による測距結果に基づいて、合焦点を検出する検出ステップと
を含み、
前記第1の測距ステップの処理において前記被写体の距離を測距する第1の測距手段は、複数のセンサアレイを有するラインセンサであり、前記ラインセンサを複数の測距エリアに分割し、前記複数の測距エリアで前記被写体の距離を測距し、
前記設定ステップの処理において、前記第1の測距手段の複数の測距エリアに対応する前記第2の測距手段の複数の検波エリアに生じる視差ずれを補正するように、前記検波エリアを移動させ、
前記第2の測距ステップの処理において前記被写体の距離を測距する前記第2の測距手段は、エリアセンサであり、
前記複数の測距エリアで測距された測距データが有効なものであるか否かが判定され、
有効な測距データであると判定された測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する前記検波エリアが前記設定ステップの処理において移動され、その検波エリア内で前記被写体の距離を測距する測距処理が行われ、
前記測距処理において合焦点が検出されなかった場合、既に選択された以外の測距データを選択して、その測距データが算出された測距エリアに対応する前記検波エリアが前記設定ステップの処理において移動され、その検波エリア内で前記測距処理が行われることが、前記複数の測距エリアについての前記測距処理が行われるまで繰り返される
ことを特徴とする自動合焦方法。
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