JP4744253B2 - Auto focus camera - Google Patents
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Description
本発明は、オートフォーカス機能を備えた電子カメラなどのオートフォーカスカメラに関する。 The present invention relates to an autofocus camera such as an electronic camera having an autofocus function.
被写体を撮像し、その撮像信号を出力する電子カメラでは、撮影光学系のうち焦点調節に作用するフォーカスレンズを移動させながら撮像信号を出力し、その出力撮像信号から高域成分を抽出して合焦のための焦点評価値を算出する。そして、被写体の無限遠から至近方向にフォーカスレンズを駆動し、焦点評価値が最大になるところに、フォーカスレンズを駆動して合焦させる「コントラストAF方式」が採用されている。このような撮像信号を用いたオートフォーカスカメラの一例が特許文献1に開示されている。
「コントラストAF方式」では、オートフォーカス開始時のフォーカスレンズや被写体の位置に係らずフォーカスレンズを無限遠側から駆動して合焦位置を探すため、オートフォーカス開始にフォーカスレンズが合焦位置近辺にあった場合、「山登りサーボ方式」よりも合焦するまでに時間を要してしまう。 In the “Contrast AF method”, the focus lens is driven from infinity to find the focus position regardless of the position of the focus lens or subject at the start of autofocus. In such a case, it takes more time to focus than the “mountain climbing servo method”.
「山登りサーボ方式」では、合焦位置を探す準備動作としてフォーカスレンズの駆動方向を判別しなければならず、該判別に時間を必要とするため、「コントラストAF方式」よりも合焦するまでに時間を要してしまう場合がある。 In the “mountain climbing servo method”, the driving direction of the focus lens must be determined as a preparatory operation for searching for the in-focus position. Since this determination requires time, it is necessary to focus before the “contrast AF method”. It may take time.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮影状況に応じてオートフォーカス時のフォーカスレンズの駆動制御を変更することにより、オートフォーカスの高速化を達成できるオートフォーカスカメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an autofocus camera capable of achieving high-speed autofocus by changing the focus lens drive control during autofocus according to the shooting situation. With the goal.
本発明は、上記課題を解決するために、第1の発明として、撮像素子から得られる撮像信号の高域成分レベルを焦点評価値として検出することによりオートフォーカス動作を行うオートフォーカスカメラにおいて、フォーカスレンズと、ズームレンズと、前記ズームレンズの位置を検出するズーム位置検出手段と、前記フォーカスレンズの位置と前記ズームレンズの位置と被写体との距離との関係を記憶したレンズ特性記憶手段と、第1調節手段と、第2調節手段と、を具備し、
前記第1調節手段は、前記フォーカスレンズを光軸に沿って移動させ移動完了位置をオートフォーカス開始位置とする移動手段と、前記オートフォーカス開始位置より前記フォーカスレンズを前記移動手段による移動方向とは逆の方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第1サーチ手段と、
前記第1サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第1合焦手段と、を具備し、
前記第2調節手段は、焦点評価値が増加する前記フォーカスレンズの移動方向を判別する方向判別手段と、前記フォーカスレンズを前記方向判別手段によって判別された移動方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第2サーチ手段と、前記第2サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第2合焦手段と、を具備し、さらに、
前記ズーム位置検出手段によって検出された前記ズームレンズの位置においてオートフォーカス制御が可能である前記フォーカスレンズの可動範囲を前記レンズ特性記憶手段を用いて取得する可動範囲取得手段と、前記可動範囲取得手段によって取得された前記可動範囲が所定値よりも狭い場合は前記第1調節手段を用いてオートフォーカス動作を行い、そうでなければ前記第2調節手段を用いてオートフォーカス動作を行う第1判別手段と、を具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides, as a first invention, an autofocus camera that performs an autofocus operation by detecting a high frequency component level of an image signal obtained from an image sensor as a focus evaluation value. A lens, a zoom lens, a zoom position detection means for detecting the position of the zoom lens, a lens characteristic storage means for storing the relationship between the position of the focus lens, the position of the zoom lens and the distance between the subject, 1 adjustment means and 2nd adjustment means,
The first adjusting means includes a moving means that moves the focus lens along the optical axis and sets the movement completion position as an autofocus start position, and a moving direction of the focus lens by the moving means from the autofocus start position. First search means for moving in a reverse direction in a predetermined step and obtaining a focus evaluation value for each step;
First focusing means for moving the focus lens to a focus position in accordance with the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the first search means,
The second adjusting means includes a direction determining means for determining a moving direction of the focus lens in which a focus evaluation value increases, and moves the focus lens in a moving direction determined by the direction determining means in predetermined steps. Second search means for obtaining a focus evaluation value for each, and second focus for moving the focus lens to a focus position in accordance with the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the second search means. Means, and
A movable range acquisition unit that acquires, using the lens characteristic storage unit, a movable range of the focus lens that is capable of autofocus control at the position of the zoom lens detected by the zoom position detection unit; and the movable range acquisition unit When the movable range acquired by the step is narrower than a predetermined value, the first adjustment unit is used to perform an autofocus operation, otherwise the first adjustment unit is used to perform the autofocus operation. It is characterized by comprising.
さらに、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるか否かを設定するマクロ設定手段をさらに具備し、前記レンズ特性記憶手段は前記マクロ設定手段の設定状態に応じて前記可動範囲が変化することを記憶していることを特徴とする。 Furthermore, it further comprises macro setting means for setting whether or not to include a macro area as an autofocus operation, and the lens characteristic storage means stores that the movable range changes according to the setting state of the macro setting means. It is characterized by.
さらに、第2の発明として、撮像素子から得られる撮像信号の高域成分レベルを焦点評価値として検出することによりオートフォーカス動作を行うオートフォーカスカメラにおいて、フォーカスレンズと、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるか否かを設定するマクロ設定手段と、第1調節手段と、第2調節手段と、を具備し、
前記第1調節手段は、前記フォーカスレンズを光軸に沿って移動させ移動完了位置をオートフォーカス開始位置とする移動手段と、前記オートフォーカス開始位置より前記フォーカスレンズを前記移動手段による移動方向とは逆の方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第1サーチ手段と、前記第1サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第1合焦手段と、を具備し、
前記第2調節手段は、焦点評価値が増加する前記フォーカスレンズの移動方向を判別する方向判別手段と、前記フォーカスレンズを前記方向判別手段によって判別された移動方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第2サーチ手段と、前記
第2サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第2合焦手段と、を具備し、さらに、
前記マクロ設定手段によってオートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されていれば前記第2調節手段を用いてオートフォーカス動作を行い、そうでなければ前記第1調節手段を用いてオートフォーカス動作を行う第2判別手段と、を具備することを特徴とする。
Furthermore, as a second invention, in an autofocus camera that performs an autofocus operation by detecting a high frequency component level of an image pickup signal obtained from an image sensor as a focus evaluation value, a focus lens and a macro region as an autofocus operation are provided. Macro setting means for setting whether to include, first adjustment means, and second adjustment means,
The first adjusting means includes a moving means that moves the focus lens along the optical axis and sets the movement completion position as an autofocus start position, and a moving direction of the focus lens by the moving means from the autofocus start position. A first search means for moving in the reverse direction at a predetermined step and obtaining a focus evaluation value for each step, and the focus according to the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the first search means. First focusing means for moving the lens to the in-focus position,
The second adjusting means includes a direction determining means for determining a moving direction of the focus lens in which a focus evaluation value increases, and moves the focus lens in a moving direction determined by the direction determining means in predetermined steps. Second search means for obtaining a focus evaluation value for each, and second focus for moving the focus lens to a focus position in accordance with the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the second search means. Means, and
If the macro setting unit is set to include a macro area as an autofocus operation, the second adjustment unit is used to perform the autofocus operation; otherwise, the first adjustment unit is used to perform the autofocus operation. And a second discriminating means for performing.
本発明によれば、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の大小を直接又は間接的に検出し、検出結果に応じてオートフォーカス制御を変更しているため、可動範囲が狭い場合には方向判別を行なわないオートフォーカス制御を行ない、そうでない場合は方向判別により被写体が存在しない範囲のサーチを省くオートフォーカス制御を行なうため、可動範囲の大小に係らず合焦位置検出までの時間が短くなりオートフォーカスの高速化を達成できる。 According to the present invention, the size of the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on a subject existing within the assumed range is detected directly or indirectly, and the autofocus control is changed according to the detection result. Therefore, when the movable range is narrow, auto focus control without performing direction discrimination is performed, and when not, auto focus control is performed by omitting the search of the range where no subject exists by direction discrimination. Therefore, the time until the in-focus position is detected is shortened, and the autofocus speed can be increased.
以下図面に従い、本発明の実施例について説明する。
図1は、この発明の第1の実施例である、電子スチルカメラの機能ブロック図である。図1を参照して、ズームレンズ1z、フォーカスレンズ1fを介して入射された入射光は、撮像素子2によって光電変換され、撮像信号が生成される。生成された撮像信号は、A/D変換器3によりデジタル信号に変換された後、信号処理回路4に与えられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram of an electronic still camera which is a first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, incident light incident through the zoom lens 1 z and the focus lens 1 f is photoelectrically converted by the
信号処理回路4は、与えられたデジタルの撮像信号に、周知の自動露出補正および自動ホワイトバランス補正を施し、撮像信号のフィールドごと(1画面ごと)に画像データを順次形成してDRAM5に与える。なお、自動露出補正として信号処理回路4における撮像信号のゲインを調節するだけでなく、図示しない絞り機構を用いても調節されるが、詳細な説明は割愛する。 The signal processing circuit 4 performs well-known automatic exposure correction and automatic white balance correction on the given digital image pickup signal, sequentially forms image data for each field (one screen) of the image pickup signal, and supplies the image data to the DRAM 5. The automatic exposure correction not only adjusts the gain of the imaging signal in the signal processing circuit 4, but also adjusts using a diaphragm mechanism (not shown), but a detailed description is omitted.
DRAM5は、入力されたフィールド単位の画像データを次から次へと順次記憶し、記憶した各フィールドごとの画像データを処理回路6およびゲート回路8に与える。
The DRAM 5 sequentially stores the input field unit image data from the next to the next, and supplies the stored image data for each field to the processing circuit 6 and the
処理回路6は、DRAM5から読出した1フィールド分の画像データに、色分離処理などの周知の信号処理を施した後、画像データをソフトウェア的に圧縮して、後段のフラッシュメモリ7に格納する。フラッシュメモリ7に格納された圧縮画像データは、図示しない信号処理回路によって読出されて伸張処理が施され、図示しない液晶モニタ上に表示される。
The processing circuit 6 performs known signal processing such as color separation processing on the image data for one field read out from the DRAM 5, compresses the image data by software, and stores the compressed image data in the
一方、DRAM5に記憶された1フィールド単位の画像データは、ゲート回路8にも与えられる。ゲート回路8および後段の輝度信号生成回路9、HPF(ハイパスフィルタ)10、デジタル積分器11、CPU12およびステッピングモータで構成されたフォーカスモータ13は、オートフォーカス動作のために設けられた回路構成である。
On the other hand, the image data for each field stored in the DRAM 5 is also supplied to the
電子スチルカメラには、レリーズスイッチのオン・オフとに関係なく、常時これらの回路構成8−13を用いてオートフォーカス動作を行なっているタイプのものと、撮影時にレリーズスイッチがオンされてから始めてこれらの回路構成8−13を用いてオートフォーカス動作を行なうタイプのものとがあるが、本発明の実施の形態は、レリーズスイッチがオンされてからオートフォーカス動作を行なうタイプの電子スチルカメラである。 For electronic still cameras, regardless of whether the release switch is on or off, the type that always performs autofocus operation using these circuit configurations 8-13, and the first time after the release switch is turned on at the time of shooting Although there is a type that performs an autofocus operation using these circuit configurations 8-13, an embodiment of the present invention is an electronic still camera of a type that performs an autofocus operation after a release switch is turned on. .
ユーザによってレリーズスイッチがオン(または半押し状態)にされると、その後信号処理回路4からDRAM5に次々記憶される1フィールド単位の画像データはゲート回路8にも順次与えられる。
When the release switch is turned on (or half-pressed) by the user, the image data of one field unit stored one after another from the signal processing circuit 4 to the DRAM 5 is sequentially given to the
ゲート回路8は、撮像画面の中央部に設定されたフォーカスエリア内の画像データを抽出して輝度信号生成回路9に与える。ゲート回路8によって設定された撮像画面上のフォーカスエリア内の画像データが抽出されて輝度信号生成回路9に与えられる。輝度信号生成回路9は、与えられた画像データから輝度信号を生成し、HPF10に与える。
The
HPF10は、輝度信号から高周波成分を抽出してデジタル積分器11に与え、デジタル積分器11は、1画面分(1フィールド期間)の高周波成分を積分して焦点評価値としてCPU12に与える。
The HPF 10 extracts a high frequency component from the luminance signal and gives it to the
CPU12は、後述するオートフォーカスプログラムに従って、撮像素子2に対するフォーカスレンズ1fの位置関係を移動させるべくフォーカスモータ13を駆動する。フォーカスモータ13はステッピングモータにて構成され、駆動ステップの数によってCPU12はフォーカスレンズ1fの位置を認識している。 ズームレンズ1zにはズームエンコーダ14が設けられ、CPU12にズームレンズ1zの位置情報をCPU12に伝えている。
The
レンズ特性記憶回路15はフォーカスレンズ1fの位置とズームレンズ1zの位置と被写体との距離との関係を記憶しているものであり、CPU12からの要請に応じて後述するサーチ可能範囲を検出するのに必要な情報をCPU12に出力する。マクロ設定スイッチ16は、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるか否かをCPU12に設定するスイッチであり、詳細は後述する。
なお、ズームレンズ1zの駆動は手動又はモータにて行われるが、図示及び詳細な説明は割愛する。
The lens
The zoom lens 1z is driven manually or by a motor, but illustration and detailed description are omitted.
図2は、図1に示した電子スチルカメラのオートフォーカスプログラムを実行するCPU12を中心とするオートフォーカスの動作を説明するフローチャートである。
電子スチルカメラでは、シャッターボタン(図示省略)が半押しされるとオートフォーカス(AF)処理を開始する。先ずズームレンズ1zの位置をズームエンコーダ14を用いて検出し(S1)、マクロ設定スイッチ16によって、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かを検出する(S3)。そして、ステップS1によって得られたズームレンズ1zの位置と、ステップS3によって得られたオートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かの情報を基に、レンズ特性記憶回路15を用いてフォーカスレンズ1fの可能範囲を取得する(S5)。詳しくは次の通りである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the autofocus operation centered on the
In an electronic still camera, an auto focus (AF) process is started when a shutter button (not shown) is half-pressed. First, the position of the zoom lens 1z is detected using the zoom encoder 14 (S1), and it is detected by the
図3はレンズ特性記憶回路15が記憶しているフォーカスレンズ1fの位置とズームレンズ1zの位置と被写体との距離との関係を図示したものである。ズームレンズ1zの位置を変化させても被写体との距離、すなわち合焦位置を一定にするためには、トラッキング曲線に沿ってフォーカスレンズ1fを移動させなければならない。レンズ特性記憶回路15は、ステップS5に限らず、ズームレンズ1zの位置を変化させる際にも用いられる。曲線Aは被写体が無限遠状態にあるときのトラッキング曲線であり、曲線Bは被写体がマクロ領域を含まない通常フォーカス領域の至近点位置にあるときのトラッキング曲線であり、曲線Cは被写体がマクロ領域の合焦限界位置にあるときのトラッキング曲線である。曲線Aと曲線Bに挟まれた領域がフォーカス制御における通常領域であり、曲線Bと曲線Cに挟まれた領域がフォーカス制御におけるマクロ領域である。トラッキング曲線は被写体との距離毎に複数存在するが、図示は省略する。レンズ特性記憶回路15は図3に示したフォーカスレンズ1fの位置とズームレンズ1zの位置と被写体との距離との関係を表すトラッキング曲線を数値データ及び/又は数式で記憶している。なお、記憶しているトラッキング曲線の本数は有限であり、必要とする被写体との距離におけるトラッキング曲線が記憶されていない場合、記憶された隣接する2つのトラッキング曲線を用いてCPU12によって補間処理することによって目的のトラッキング曲線を得ている。
FIG. 3 illustrates the relationship between the position of the focus lens 1f, the position of the zoom lens 1z, and the distance to the subject stored in the lens
図3に示すように、一般的にズームレンズを含む光学系では、オートフォーカス制御が可能、すなわち、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲は、矢印a1と矢印a2が示すようにズームレンズ1zの位置がテレ側にあるほど広くなる。また、矢印a1と矢印a3の合計、及び矢印a2と矢印a4の合計が示すように、想定する範囲内にマクロ領域を含めると、どのズームレンズ1zの位置でも広くなる。ステップS5では、ステップS1によって得られたズームレンズ1zの位置と、ステップS3によって得られたオートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かの情報を基に、上述したレンズ特性記憶回路15を用いてフォーカスレンズ1fの可能範囲を取得する。なお、「取得」とは、データを参照することによって得ることや、何らかの計算を伴って得ることを含んでいる。
As shown in FIG. 3, in an optical system that generally includes a zoom lens, autofocus control is possible, that is, the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on a subject that exists within the assumed range is an arrow. As indicated by a1 and arrow a2, the zoom lens 1z becomes wider as it is on the telephoto side. Further, as shown by the sum of the arrows a1 and a3 and the sum of the arrows a2 and a4, if the macro region is included in the assumed range, the position of any zoom lens 1z becomes wide. In step S5, the above-described lens characteristic storage is performed based on the position of the zoom lens 1z obtained in step S1 and information on whether or not the macro region is set as the autofocus operation obtained in step S3. The possible range of the focus lens 1 f is acquired using the
次に、取得されたフォーカスレンズ1fの可能範囲が狭いか否かを判別する(S7)。本実施例では、ズームレンズ1zの位置がテレ側の端にある場合のマクロ領域も含めた場合の可動範囲を最大可動範囲とし、最大可動範囲の所定割合(例えば40%)よりも狭い否かで判別する。なお、ステップS7における狭いか否かを判定する基準となる所定値は、本発明の効果を享受すべく光学系の特性や電子スチルカメラの使用目的等を考慮して決定されている。 Next, it is determined whether or not the possible range of the acquired focus lens 1f is narrow (S7). In this embodiment, the movable range when the zoom lens 1z is located at the tele end is also included in the maximum movable range, and whether or not it is smaller than a predetermined ratio (for example, 40%) of the maximum movable range. Determine with. Note that the predetermined value serving as a reference for determining whether or not it is narrow in step S7 is determined in consideration of the characteristics of the optical system, the purpose of use of the electronic still camera, etc. in order to enjoy the effects of the present invention.
ステップS7において狭いと判別された場合、フォーカスレンズ1fを光軸に沿って移動させオートフォーカス開始位置となる無限遠位置に移動させ(S9)、無限遠位置より先ほどの移動方向とは逆の方向になる至近方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得るサーチを行ない、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ1fの位置を合焦位置として検出する処理を行なう(S11)。ステップS11によるサーチは、焦点評価値が最大となる位置を検出するために、ステップS5にて取得された想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の全てをサーチする。 If it is determined in step S7 that it is narrow, the focus lens 1f is moved along the optical axis to the infinity position that is the autofocus start position (S9), and the direction opposite to the moving direction before the infinity position is reversed. A search is performed to obtain a focus evaluation value at each step in the closest direction, and a process of detecting the position of the focus lens 1f having the maximum focus evaluation value as a focus position is performed (S11). The search in step S11 is the entire movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on the subject existing in the assumed range acquired in step S5 in order to detect the position where the focus evaluation value is maximized. Search for.
そして、ステップS11のサーチの結果、合焦位置が検出されたか否かを判定し(S13)、合焦位置が検出されていれば該合焦位置までフォーカスレンズ1fを移動させ(S15)、オートフォーカス処理を終了する。ステップS13において、合焦位置が検出されていればエラー処理として、フォーカスレンズ1fの合焦位置を強制的に被写体距離2mの位置に設定し(S17)、オートフォーカス処理を終了する。なお、ステップS17における被写体距離2mの位置とは、被写体が存在する確率が高いと電子スチルカメラの設計者が考えた位置であり、あくまでも一例であって任意に設定可能である。また、ステップS17のエラー処理としては、合焦位置の検出がオートフォーカス機能ではできなかったことを表示や音で通知し、使用者に手動によるフォーカス調節を促すようにしてもよい。 Then, it is determined whether or not the in-focus position is detected as a result of the search in step S11 (S13). If the in-focus position is detected, the focus lens 1f is moved to the in-focus position (S15), and auto The focus process ends. In step S13, if the in-focus position is detected, as an error process, the in-focus position of the focus lens 1f is forcibly set to a subject distance 2m (S17), and the auto-focus process is terminated. Note that the position of the subject distance 2m in step S17 is a position that the designer of the electronic still camera thinks that the probability that the subject exists is high, and is merely an example and can be arbitrarily set. Further, as error processing in step S17, it may be notified by a display or sound that the in-focus position cannot be detected by the autofocus function, and the user may be prompted to manually adjust the focus.
一方、ステップS7において、ステップS5で取得されたフォーカスレンズ1fの可能範囲が狭くないと判別されると、フォーカスレンズ1fの方向判別を行う(S19)。方向判別とは焦点評価値が増加するフォーカスレンズ1fの移動方向を判別することであり、本実施例では先ず初めにフォーカスレンズ1fを無限遠側に微少量移動の結果、焦点評価値が増加する場合には同方向を移動方向とし、、反対にフォーカスレンズ1fの微少移動に伴い焦点評価値が減少する場合には逆方向、すなわち至近側を移動方向と判別する。そして、ステップS19によって判別した移動方向にフォーカスレンズ1fを所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得るサーチを行ない、焦点評価値がピーク(極大値)となるフォーカスレンズ1fの位置を合焦位置として検出する処理を行なう(S21)。ステップS21によるサーチは、焦点評価値がピーク(極大値)となる位置が検出された時点で終了する。従って、ステップS5にて取得された想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の全てをサーチする必要はない。 On the other hand, if it is determined in step S7 that the possible range of the focus lens 1f acquired in step S5 is not narrow, the direction of the focus lens 1f is determined (S19). The direction discrimination is to discriminate the moving direction of the focus lens 1f in which the focus evaluation value increases. In this embodiment, first, the focus evaluation value increases as a result of moving the focus lens 1f to the infinity side by a small amount. In this case, the same direction is set as the moving direction. On the other hand, when the focus evaluation value decreases with a slight movement of the focus lens 1f, the reverse direction, that is, the closest side is determined as the moving direction. Then, the focus lens 1f is moved in a predetermined step in the movement direction determined in step S19, and a search for obtaining a focus evaluation value for each step is performed, and the position of the focus lens 1f at which the focus evaluation value reaches a peak (maximum value) is determined. Processing for detecting the in-focus position is performed (S21). The search in step S21 ends when a position where the focus evaluation value reaches a peak (maximum value) is detected. Therefore, it is not necessary to search the entire movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on the subject existing in the assumed range acquired in step S5.
そして、ステップS21のサーチの結果、合焦位置が検出されたか否かを判定し(S13)、合焦位置が検出されていれば該合焦位置までフォーカスレンズ1fを移動させ(S15)、オートフォーカス処理を終了する。ステップS13において、合焦位置が検出されていれば前述のエラー処理を行い(S17)、オートフォーカス処理を終了する。 Then, it is determined whether or not the in-focus position is detected as a result of the search in step S21 (S13). If the in-focus position is detected, the focus lens 1f is moved to the in-focus position (S15), and auto The focus process ends. In step S13, if the in-focus position is detected, the above error processing is performed (S17), and the autofocus processing is terminated.
本実施例によれば、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の大小に応じてオートフォーカス制御を変更しているため、可動範囲が狭い場合には方向判別を行なわないオートフォーカス制御を行ない、そうでない場合は方向判別により被写体が存在しない範囲のサーチを省くオートフォーカス制御を行なうため、可動範囲の大小に係らず合焦位置検出までの時間が短くなりオートフォーカスの高速化を達成できる。 According to the present embodiment, since the autofocus control is changed according to the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on the subject existing within the assumed range, when the movable range is narrow, Auto focus control without direction discrimination is performed, and if not, auto focus control is performed by omitting the search of the range where the subject does not exist by direction discrimination, so the time until focus position detection is short regardless of the size of the movable range. Can achieve high speed autofocus.
なお、ステップS9におけるフォーカス開始位置を無限遠位置ではなく、至近位置(マクロ領域を含める場合は図3にしめすトラッキング曲線Cの位置)とし、ステップS11におけるサーチの方向を無限遠方向としてもよい。また、フォーカス開始位置をフォーカスレンズ1fの可動範囲の端部とするのではなく、オートフォーカス開始時の焦点評価値の大きさに応じてオートフォーカス開始時のフォーカスレンズ1fの位置近傍をフォーカス開始位置としてもよい。 Note that the focus start position in step S9 may be the closest position (the position of the tracking curve C shown in FIG. 3 when a macro region is included) instead of the infinity position, and the search direction in step S11 may be the infinity direction. Further, the focus start position is not set to the end of the movable range of the focus lens 1f, but the focus start position near the position of the focus lens 1f at the start of autofocus according to the magnitude of the focus evaluation value at the start of autofocus. It is good.
また、ステップS11におけるサーチでの合焦位置検出として焦点評価値が最大となる位置を検出するのではなく、焦点評価値がピーク(極大値)となる位置を検出するようにしてもよい。この場合、ステップS5にて取得された想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の全てをサーチする必要はくなる。 In addition, instead of detecting the position where the focus evaluation value is maximized as the focus position detection in the search in step S11, a position where the focus evaluation value reaches a peak (maximum value) may be detected. In this case, it is not necessary to search the entire movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on the subject existing within the assumed range acquired in step S5.
また、ステップS3を無くし、ステップS5におけるレンズ特性記憶回路15を用いたフォーカスレンズ1fの可能範囲の取得を、ズームレンズ1zの位置のみをパラメータとして行なってもよい。
Alternatively, step S3 may be omitted, and the possible range of the focus lens 1f using the lens
また、マクロ領域におけるフォーカスレンズ1fの可能範囲が通常領域よりも広くなる光学系も存在するので、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるということを、マクロ領域のみのオートフォーカス動作を行なうものとしてもよい。 In addition, since there is an optical system in which the possible range of the focus lens 1f in the macro area is wider than that in the normal area, including the macro area as the autofocus operation may be performed as the autofocus operation only in the macro area. .
次に、第2の実施例について説明する。電子スチルカメラの機能ブロック図は図1に示した第1の実施例と共通であり、説明は割愛する。図4は第2の実施例の動作を示すフローチャートである。第1の実施例の動作を示した図2のフローチャートに対し、マクロ設定スイッチ16によって、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かを検出するステップS3と、レンズ特性記憶回路15を用いてフォーカスレンズ1fの可能範囲を取得するステップS5を無くし、ステップS7の判別に換えて、ステップS1によって検出されたズームレンズ1zの位置が所定位置よりもワイド側にあるか否かを判別するステップS31を設けている。
Next, a second embodiment will be described. The functional block diagram of the electronic still camera is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the second embodiment. The step S3 of detecting whether or not the
図3に示すように、一般的にズームレンズを含む光学系では、オートフォーカス制御が可能、すなわち、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲は、ズームレンズ1zの位置がテレ側にあるほど広くなる。従って、フォーカスレンズ1fの可動範囲を取得しなくても、ズームレンズ1zの位置が所定位置よりもワイド側にあるか否かを判別すればフォーカスレンズ1fの可動範囲が狭いか否かを判別することができる。 As shown in FIG. 3, in an optical system that generally includes a zoom lens, autofocus control is possible, that is, the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on a subject that exists within the assumed range is zoomed. The larger the position of the lens 1z is on the tele side, the wider. Accordingly, even if the movable range of the focus lens 1f is not acquired, it is determined whether or not the movable range of the focus lens 1f is narrow if it is determined whether or not the position of the zoom lens 1z is wider than the predetermined position. be able to.
ステップ31において、ズームレンズ1zの位置が所定位置よりもワイド側にあると判別すれば、フォーカスレンズ1fの可動範囲が狭いとしてステップS9、S11を実行し、そうでなければフォーカスレンズ1fの可動範囲が狭くないとしてステップS19、S21を実行する。なおステップS31における所定値は、本発明の効果を享受すべく光学系の特性や電子スチルカメラの使用目的等を考慮して決定されている。図4において、他のステップは図2のそれと同様であり、説明は割愛する。 If it is determined in step 31 that the position of the zoom lens 1z is wider than the predetermined position, steps S9 and S11 are executed assuming that the movable range of the focus lens 1f is narrow. Otherwise, the movable range of the focus lens 1f. Are not narrow, steps S19 and S21 are executed. The predetermined value in step S31 is determined in consideration of the characteristics of the optical system, the purpose of use of the electronic still camera, etc. in order to enjoy the effects of the present invention. In FIG. 4, other steps are the same as those in FIG. 2, and the description thereof is omitted.
本実施例によれば、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の大小をズームレンズ1zの位置に応じて判別しオートフォーカス制御を変更しているため、第1の実施例よりも構成が簡単である。 According to the present embodiment, the auto focus control is changed by discriminating the size of the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on the subject existing within the assumed range according to the position of the zoom lens 1z. The configuration is simpler than that of the first embodiment.
次に、第3の実施例について説明する。電子スチルカメラの機能ブロック図は図1に示した第1の実施例と共通であり、説明は割愛する。図5は第3の実施例の動作を示すフローチャートである。第1の実施例の動作を示した図2のフローチャートに対し、ズームレンズ1zの位置をズームエンコーダ14を用いて検出するステップS1と、レンズ特性記憶回路15を用いてフォーカスレンズ1fの可能範囲を取得するステップS5を無くし、ステップS7の判別に換えて、ステップS3によって検出された結果が、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かを判別するステップS41を設けている。
Next, a third embodiment will be described. The functional block diagram of the electronic still camera is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the third embodiment. In contrast to the flowchart of FIG. 2 showing the operation of the first embodiment, step S1 for detecting the position of the zoom lens 1z using the
図3に示すように、一般的にズームレンズを含む光学系では、オートフォーカス制御が可能、すなわち、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲は、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めると、どのズームレンズ1zの位置でも広くなる。従って、フォーカスレンズ1fの可動範囲を取得しなくても、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かを判別すればフォーカスレンズ1fの可動範囲が狭いか否かを判別することができる。 As shown in FIG. 3, in an optical system that generally includes a zoom lens, autofocus control is possible, that is, the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on a subject that exists within the assumed range is an auto range. If the macro region is included as the focus operation, the zoom lens 1z becomes wide at any position. Therefore, it is possible to determine whether or not the movable range of the focus lens 1f is narrow if it is determined whether or not the macro region is included as an autofocus operation without acquiring the movable range of the focus lens 1f. Can do.
ステップ41において、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されていないと判別すれば、フォーカスレンズ1fの可動範囲が狭いとしてステップS9、S11を実行し、そうでなければフォーカスレンズ1fの可動範囲が狭くないとしてステップS19、S21を実行する。図5において、他のステップは図2のそれと同様であり、説明は割愛する。 If it is determined in step 41 that the macro region is not set as an autofocus operation, steps S9 and S11 are executed assuming that the movable range of the focus lens 1f is narrow, and otherwise the movable range of the focus lens 1f. Are not narrow, steps S19 and S21 are executed. In FIG. 5, the other steps are the same as those in FIG. 2, and the description thereof is omitted.
なお、第1の実施例と同様、マクロ領域におけるフォーカスレンズ1fの可能範囲が通常領域よりも広くなる光学系も存在するので、オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるということを、マクロ領域のみのオートフォーカス動作を行なうものとしてもよい。 As in the first embodiment, since there is an optical system in which the possible range of the focus lens 1f in the macro area is wider than the normal area, including the macro area as an autofocus operation means that only the macro area is A focus operation may be performed.
本実施例によれば、想定する範囲内に存在する被写体に合焦させるために動かせるフォーカスレンズ1fの可動範囲の大小をオートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されているか否かで判別しオートフォーカス制御を変更しているため、第1の実施例よりも構成が簡単である。 According to the present embodiment, it is determined whether or not the movable range of the focus lens 1f that can be moved to focus on a subject existing within an assumed range is set to include a macro region as an autofocus operation. Since the autofocus control is changed, the configuration is simpler than that of the first embodiment.
1z ズームレンズ
1f フォーカスレンズ
2 撮像素子
3 A/D変換器
4 信号処理回路
5 DRAM
6 処理回路
8 ゲート回路
9 輝度信号生成回路
10 HPF(ハイパスフィルタ)
11 デジタル積分器
12 CPU
13 フォーカスモータ
14 ズームエンコーダ
15 レンズ特性記憶回路
16 マクロ設定スイッチ
1z Zoom lens
6
11
13
Claims (3)
フォーカスレンズと、
ズームレンズと、
前記ズームレンズの位置を検出するズーム位置検出手段と、
前記フォーカスレンズの位置と前記ズームレンズの位置と被写体との距離との関係を記憶したレンズ特性記憶手段と、
第1調節手段と、
第2調節手段と、
を具備し、
前記第1調節手段は、
前記フォーカスレンズを光軸に沿って移動させ移動完了位置をオートフォーカス開始位置とする移動手段と、
前記オートフォーカス開始位置より前記フォーカスレンズを前記移動手段による移動方向とは逆の方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第1サーチ手段と、
前記第1サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第1合焦手段と、
を具備し、
前記第2調節手段は、
焦点評価値が増加する前記フォーカスレンズの移動方向を判別する方向判別手段と、
前記フォーカスレンズを前記方向判別手段によって判別された移動方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第2サーチ手段と、
前記第2サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第2合焦手段と、を具備し、さらに、前記ズーム位置検出手段によって検出された前記ズームレンズの位置においてオートフォーカス制御が可能である前記フォーカスレンズの可動範囲を前記レンズ特性記憶手段を用いて取得する可動範囲取得手段と、
前記可動範囲取得手段によって取得された前記可動範囲が所定値よりも狭い場合は前記第1調節手段を用いてオートフォーカス動作を行い、そうでなければ前記第2調節手段を用いてオートフォーカス動作を行う第1判別手段と、
を具備することを特徴とするオートフォーカスカメラ。 In an autofocus camera that performs an autofocus operation by detecting a high frequency component level of an image pickup signal obtained from an image sensor as a focus evaluation value,
A focus lens,
A zoom lens,
Zoom position detecting means for detecting the position of the zoom lens;
Lens characteristic storage means for storing the relationship between the position of the focus lens, the position of the zoom lens, and the distance to the subject;
First adjusting means;
A second adjusting means;
Comprising
The first adjusting means includes
Moving means for moving the focus lens along the optical axis and setting the movement completion position to an autofocus start position;
First search means for moving the focus lens in a direction opposite to the moving direction by the moving means from the autofocus start position in a predetermined step, and obtaining a focus evaluation value for each step;
First focusing means for moving the focus lens to a focus position according to the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the first search means;
Comprising
The second adjusting means includes
Direction discriminating means for discriminating the moving direction of the focus lens in which the focus evaluation value increases;
Second search means for moving the focus lens in a predetermined step in the movement direction determined by the direction determination means to obtain a focus evaluation value for each step;
Second focus means for moving the focus lens to a focus position in accordance with the relationship between the focus lens position obtained by the second search means and a focus evaluation value, and further, the zoom position detection A movable range acquisition unit that acquires a movable range of the focus lens that is capable of autofocus control at the position of the zoom lens detected by the unit using the lens characteristic storage unit;
When the movable range acquired by the movable range acquisition unit is narrower than a predetermined value, the first adjustment unit is used to perform an autofocus operation. Otherwise, the second adjustment unit is used to perform the autofocus operation. First discriminating means to perform;
An autofocus camera comprising:
前記レンズ特性記憶手段は前記マクロ設定手段の設定状態に応じて前記可動範囲が変化することを記憶していることを特徴とする請求項2記載のオートフォーカスカメラ。 Macro setting means for setting whether or not to include a macro area as an autofocus operation;
3. The autofocus camera according to claim 2, wherein the lens characteristic storage means stores that the movable range changes in accordance with a setting state of the macro setting means.
フォーカスレンズと、
オートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるか否かを設定するマクロ設定手段と、
第1調節手段と、
第2調節手段と、
を具備し、
前記第1調節手段は、
前記フォーカスレンズを光軸に沿って移動させ移動完了位置をオートフォーカス開始位置とする移動手段と、
前記オートフォーカス開始位置より前記フォーカスレンズを前記移動手段による移動方向とは逆の方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第1サーチ手段と、
前記第1サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第1合焦手段と、
を具備し、
前記第2調節手段は、
焦点評価値が増加する前記フォーカスレンズの移動方向を判別する方向判別手段と、
前記フォーカスレンズを前記方向判別手段によって判別された移動方向に所定ステップで移動せしめ、各ステップ毎の焦点評価値を得る第2サーチ手段と、
前記第2サーチ手段によって得られたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させる第2合焦手段と、を具備し、さらに、前記マクロ設定手段によってオートフォーカス動作としてマクロ領域を含めるように設定されていれば前記第2調節手段を用いてオートフォーカス動作を行い、そうでなければ前記第1調節手段を用いてオートフォーカス動作を行う第2判別手段と、
を具備することを特徴とするオートフォーカスカメラ。 In an autofocus camera that performs an autofocus operation by detecting a high frequency component level of an image pickup signal obtained from an image sensor as a focus evaluation value,
A focus lens,
Macro setting means for setting whether or not to include a macro area as an autofocus operation;
First adjusting means;
A second adjusting means;
Comprising
The first adjusting means includes
Moving means for moving the focus lens along the optical axis and setting the movement completion position to an autofocus start position;
First search means for moving the focus lens in a direction opposite to the moving direction by the moving means from the autofocus start position in a predetermined step, and obtaining a focus evaluation value for each step;
First focusing means for moving the focus lens to a focus position according to the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the first search means;
Comprising
The second adjusting means includes
Direction discriminating means for discriminating the moving direction of the focus lens in which the focus evaluation value increases;
Second search means for moving the focus lens in a predetermined step in the movement direction determined by the direction determination means to obtain a focus evaluation value for each step;
Second focusing means for moving the focus lens to a focus position in accordance with the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value obtained by the second search means, and further, the macro setting means by performed autofocus operation using the second adjusting means if configured to include the macro area as the autofocus operation, a second determination to perform autofocus operation using the first adjusting means otherwise Means,
An autofocus camera comprising:
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