JP4900134B2 - Focus adjustment device, camera - Google Patents

Focus adjustment device, camera Download PDF

Info

Publication number
JP4900134B2
JP4900134B2 JP2007212346A JP2007212346A JP4900134B2 JP 4900134 B2 JP4900134 B2 JP 4900134B2 JP 2007212346 A JP2007212346 A JP 2007212346A JP 2007212346 A JP2007212346 A JP 2007212346A JP 4900134 B2 JP4900134 B2 JP 4900134B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus adjustment
focus
defocus amount
lens
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007212346A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009047808A (en
Inventor
正光 小澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2007212346A priority Critical patent/JP4900134B2/en
Publication of JP2009047808A publication Critical patent/JP2009047808A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4900134B2 publication Critical patent/JP4900134B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明は、焦点調節装置と、焦点調節装置を備えたカメラに関する。   The present invention relates to a focus adjustment device and a camera including the focus adjustment device.

従来、撮影レンズの焦点調節状態を変化させながら撮像素子によって撮像された被写体像のコントラストを検出し、合焦位置(コントラストピーク)を通過した場合にピーク位置に撮影レンズを移動させるコントラスト検出方式のオートフォーカスが広く利用されている。(特許文献1参照)   Conventionally, a contrast detection method that detects the contrast of a subject image captured by an image sensor while changing the focus adjustment state of the photographic lens, and moves the photographic lens to the peak position when it passes through the focus position (contrast peak). Autofocus is widely used. (See Patent Document 1)

特開2003−241074号公報JP 2003-241074 A

このようなコントラスト検出方式のオートフォーカスでは、レンズをピーク位置に移動する際に、バックラッシュの影響により高精度に焦点調節が行えないという問題がある。   In such contrast detection type autofocus, there is a problem that when the lens is moved to the peak position, focus adjustment cannot be performed with high accuracy due to the influence of backlash.

請求項1の発明による焦点調節装置は、結像光学系による像のコントラストに基づく焦点評価値を該結像光学系の焦点調節位置に対応付けて検出するコントラスト方式の第1焦点検出手段と、前記結像光学系の射出瞳の異なる位置を通過する光束による一対の像のずれ量に基づくデフォーカス量を前記焦点調節位置に対応付けて検出する位相差検出方式の第2焦点検出手段と、前記コントラストの焦点評価値に対応するデフォーカス量を求める演算手段と、前記焦点評価値がピーク値を示す時の前記焦点調節位置に対応するデフォーカス量を目標デフォーカス量として設定する目標デフォーカス量設定手段と、前記第2焦点検出手段によって前記目標デフォーカス量が検出されるように前記結像光学系を焦点調節制御する焦点調節制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の焦点調節装置において、前記結像光学系を介した光束を前記第1焦点検出手段と前記第2焦点検出手段にそれぞれ導くように分割するハーフミラーをさらに備えることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の焦点調節装置において、前記目標デフォーカス量は、前記第2焦点検出手段により検出された複数の前記デフォーカス量のうち最も小さいデフォーカス量よりも大きいことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜3の何れか1項に記載の焦点調節装置において、前記目標デフォーカス量設定手段は、前記焦点評価値のピーク値が検出された後、前記結像光学系を焦点調節制御する前に、前記目標デフォーカス量を設定することを特徴とする。
請求項5の発明によるカメラは、請求項1〜4いずれか一項に記載の焦点調節装置を備えたことを特徴とする。
Focusing device according to the invention of claim 1 includes a first focus detection means contrast method for detecting the focus evaluation value based on contrast of the image by the imaging optical system in association with the focusing position of the imaging optical system, A second focus detection unit of a phase difference detection system that detects a defocus amount based on a shift amount of a pair of images due to a light beam passing through different positions of an exit pupil of the imaging optical system in association with the focus adjustment position; Calculation means for obtaining a defocus amount corresponding to the focus evaluation value of the contrast, and target defocus for setting the defocus amount corresponding to the focus adjustment position when the focus evaluation value shows a peak value as a target defocus amount An amount setting unit; and a focus adjustment control unit that performs focus adjustment control on the imaging optical system so that the target defocus amount is detected by the second focus detection unit; Characterized in that it comprises a.
According to a second aspect of the present invention, in the focus adjustment apparatus according to the first aspect, a half mirror that divides the light beam that has passed through the imaging optical system so as to be guided to the first focus detection unit and the second focus detection unit, respectively. Is further provided.
According to a third aspect of the present invention, in the focus adjustment apparatus according to the first or second aspect, the target defocus amount is the smallest defocus amount among the plurality of defocus amounts detected by the second focus detection unit. It is characterized by being larger than.
According to a fourth aspect of the present invention, in the focus adjustment apparatus according to any one of the first to third aspects, the target defocus amount setting unit is configured to detect the image after the peak value of the focus evaluation value is detected. The target defocus amount is set before focus adjustment control of the optical system .
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a camera comprising the focus adjustment device according to any one of the first to fourth aspects .

本発明によれば、バックラッシュの影響を無くし、精度よく焦点調節を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to eliminate the influence of backlash and perform focus adjustment with high accuracy.

図1は、本発明の一実施の形態によるカメラの構成図である。図1に示すカメラは、カメラ本体1と、撮影光学系である撮影レンズ2とによって構成される。カメラ本体1は、ハーフミラー11、焦点検出装置12、撮像素子13、信号処理部14、制御部15および焦点調節部16を備える。撮影レンズ2は、焦点調節レンズを含む様々なレンズによって構成される。   FIG. 1 is a configuration diagram of a camera according to an embodiment of the present invention. The camera shown in FIG. 1 includes a camera body 1 and a photographing lens 2 that is a photographing optical system. The camera body 1 includes a half mirror 11, a focus detection device 12, an image sensor 13, a signal processing unit 14, a control unit 15, and a focus adjustment unit 16. The taking lens 2 is composed of various lenses including a focus adjustment lens.

ハーフミラー11は、撮影レンズ2を介した光束を焦点検出装置12と撮像素子13にそれぞれ導くように分割する。ハーフミラー11を透過した撮影レンズ2からの光束は、撮像素子13へと導かれ、撮像素子13上に被写体像を結像する。撮像素子13は、こうして結像された被写体像を撮像して、撮像信号を信号処理部14へ出力する。なお、撮像素子13には、たとえばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)方式のものや、CCD(Charge Coupled Device)などが用いられる。   The half mirror 11 divides the light beam that has passed through the photographing lens 2 so as to be guided to the focus detection device 12 and the image sensor 13, respectively. The light beam from the photographic lens 2 that has passed through the half mirror 11 is guided to the image sensor 13 and forms a subject image on the image sensor 13. The image sensor 13 captures the subject image thus formed and outputs an image signal to the signal processing unit 14. For example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type, a CCD (Charge Coupled Device), or the like is used as the imaging element 13.

信号処理部14は、撮像素子13から出力された撮像信号に対してアナログ−デジタル変換処理を行うことにより、その撮像信号を画像データに変換する。このとき、必要に応じて所定の画像処理を行ってもよい。こうして取得された画像データに基づいて、さらに信号処理部14は、撮影レンズ2の焦点調節位置、すなわち撮影レンズ2における焦点調節レンズの位置に対応付けて、被写体像のコントラスト値を算出する。このコントラスト値は、撮影レンズ2の焦点調節状態に関する焦点評価値を表している。すなわち、撮像素子13および信号処理部14は、撮影レンズ2による像のコントラストに基づく焦点評価値を、撮影レンズ2の第1の焦点調節状態として検出する。信号処理部14において取得された画像データおよびコントラスト値は、制御部15へ出力される。   The signal processing unit 14 performs analog-digital conversion processing on the imaging signal output from the imaging device 13 to convert the imaging signal into image data. At this time, predetermined image processing may be performed as necessary. Based on the image data acquired in this way, the signal processing unit 14 further calculates the contrast value of the subject image in association with the focus adjustment position of the photographic lens 2, that is, the position of the focus adjustment lens in the photographic lens 2. This contrast value represents a focus evaluation value related to the focus adjustment state of the photographic lens 2. That is, the image sensor 13 and the signal processing unit 14 detect the focus evaluation value based on the contrast of the image by the photographing lens 2 as the first focus adjustment state of the photographing lens 2. The image data and the contrast value acquired by the signal processing unit 14 are output to the control unit 15.

撮影レンズ2を介した光束のうち、ハーフミラー11において反射された光束は、焦点検出装置12へ入力される。焦点検出装置12は、周知の瞳分割による位相差検出方式により、撮影レンズ2の焦点調節位置、すなわち撮影レンズ2における焦点調節レンズの位置に対応付けて、撮影レンズ2の焦点調節状態に関するデフォーカス量を検出する。すなわち、焦点検出装置12は、撮影レンズ2の射出瞳の異なる領域を通過する光束による一対の像のずれ量に基づくデフォーカス量を、撮影レンズ2の第2の焦点調節状態として、前述の撮像素子13および信号処理部14とは異なる方式で検出する。焦点検出装置12において算出されたデフォーカス量は、制御部15へ出力される。   Of the light flux that has passed through the photographic lens 2, the light flux reflected by the half mirror 11 is input to the focus detection device 12. The focus detection device 12 defocuses the focus adjustment state of the photographic lens 2 in association with the focus adjustment position of the photographic lens 2, that is, the position of the focus adjustment lens in the photographic lens 2 by a known phase difference detection method using pupil division. Detect the amount. That is, the focus detection device 12 sets the defocus amount based on the shift amount of the pair of images due to the light beams passing through different areas of the exit pupil of the photographing lens 2 as the second focus adjustment state of the photographing lens 2, as described above. Detection is performed by a method different from that of the element 13 and the signal processing unit 14. The defocus amount calculated in the focus detection device 12 is output to the control unit 15.

以上説明したように、撮像素子13および信号処理部14と、焦点検出装置12とは、いずれも撮影レンズ2による像に基づいて、焦点評価値とデフォーカス量をそれぞれ検出する。したがって、撮影レンズ2の焦点調節位置を正確に反映した焦点評価値とデフォーカス量をそれぞれ検出することができる。   As described above, the imaging device 13, the signal processing unit 14, and the focus detection device 12 each detect the focus evaluation value and the defocus amount based on the image obtained by the photographing lens 2. Therefore, it is possible to detect the focus evaluation value and the defocus amount that accurately reflect the focus adjustment position of the photographic lens 2.

制御部15は、信号処理部14から出力された画像データを不図示の記録媒体に記録する。このように、撮像素子13において得られた被写体からの光に基づく画像データを記録媒体に記録することで、被写体の撮影が行われる。さらに制御部15は、焦点検出装置12から出力されたデフォーカス量と、信号処理部14から出力されたコントラスト値とに基づいて、オートフォーカス処理を実行する。このオートフォーカス処理を実行することにより、制御部15は、撮影レンズ2における焦点調節レンズの駆動量を決定し、その駆動量に応じた駆動信号を焦点調節部16へ出力する。なお、制御部15が実行するオートフォーカス処理の具体的な内容については、後で詳しく説明する。   The control unit 15 records the image data output from the signal processing unit 14 on a recording medium (not shown). Thus, the subject is photographed by recording the image data based on the light from the subject obtained in the image sensor 13 on the recording medium. Further, the control unit 15 executes autofocus processing based on the defocus amount output from the focus detection device 12 and the contrast value output from the signal processing unit 14. By executing this autofocus process, the control unit 15 determines the drive amount of the focus adjustment lens in the photographing lens 2 and outputs a drive signal corresponding to the drive amount to the focus adjustment unit 16. The specific content of the autofocus process executed by the control unit 15 will be described in detail later.

焦点調節部16は、制御部15から出力される駆動信号に基づいて、不図示の駆動機構を用いて撮影レンズ2の焦点調節レンズを駆動させる。これにより、撮影レンズ2の焦点調節位置が変化して焦点調節が行われ、被写体にピントが合わせられる。   The focus adjustment unit 16 drives the focus adjustment lens of the photographing lens 2 using a drive mechanism (not shown) based on the drive signal output from the control unit 15. As a result, the focus adjustment position of the photographic lens 2 is changed to perform focus adjustment, and the subject is brought into focus.

カメラ本体1において不図示のレリーズボタンが撮影者によって半押し操作されると、制御部10においてオートフォーカス処理が実行され、撮影レンズ2の焦点調節が行われる。このとき、撮影レンズ2の焦点調節位置を変化させながら、焦点検出装置12においてデフォーカス量が検出されると共に、撮像素子13から出力される撮像信号に基づいて、信号処理部14においてコントラスト値が検出される。その後、レリーズボタンが全押し操作されると、ハーフミラー11が撮影レンズ2の光路上から退避され、撮像素子13において被写体像が撮像される。こうして撮像された被写体像が記録媒体に記録される。   When a release button (not shown) in the camera body 1 is half-pressed by the photographer, the control unit 10 executes an autofocus process, and the focus of the photographic lens 2 is adjusted. At this time, the defocus amount is detected by the focus detection device 12 while changing the focus adjustment position of the photographing lens 2, and the contrast value is determined by the signal processing unit 14 based on the imaging signal output from the imaging device 13. Detected. Thereafter, when the release button is fully pressed, the half mirror 11 is retracted from the optical path of the photographic lens 2 and a subject image is captured by the image sensor 13. The captured subject image is recorded on the recording medium.

次に、オートフォーカス処理の内容について説明する。オートフォーカス処理において、制御部15は初めに、信号処理部14から出力されたコントラスト値に基づいて、撮影レンズ2の焦点調節レンズの目標位置(目標レンズ位置)を設定する。次に、焦点検出装置12から出力されたデフォーカス量に基づいて、設定された目標レンズ位置に対応するデフォーカス量(目標デフォーカス量)を求める。その後、撮影レンズ2の現在の焦点調節位置で得られるデフォーカス量と、求められた目標デフォーカス量とに基づいてレンズ駆動量を算出し、算出したレンズ駆動量に応じた駆動信号を焦点調節部16へ出力する。こうして出力される駆動信号により、焦点調節部16はレンズ駆動量の分だけ焦点調節レンズを駆動して、撮影レンズ2の焦点調節位置を変化させる。   Next, the contents of the autofocus process will be described. In the autofocus process, the control unit 15 first sets the target position (target lens position) of the focus adjustment lens of the photographing lens 2 based on the contrast value output from the signal processing unit 14. Next, a defocus amount (target defocus amount) corresponding to the set target lens position is obtained based on the defocus amount output from the focus detection device 12. Thereafter, the lens drive amount is calculated based on the defocus amount obtained at the current focus adjustment position of the photographic lens 2 and the obtained target defocus amount, and the focus adjustment is performed on the drive signal corresponding to the calculated lens drive amount. To the unit 16. Based on the drive signal output in this way, the focus adjustment unit 16 drives the focus adjustment lens by an amount corresponding to the lens drive amount, and changes the focus adjustment position of the photographing lens 2.

上記のようにして焦点調節レンズが駆動されると、制御部15は、焦点検出装置12によって検出されるデフォーカス量をモニタし、目標デフォーカス量と比較する。検出されたデフォーカス量が目標デフォーカス量と一致しない場合は、その差分に応じたレンズ駆動量を求めて、駆動信号を焦点調節部16へ出力する。この制御を目標デフォーカス量が得られるまで繰り返すことにより、撮影レンズ2の焦点調節が行われる。   When the focus adjustment lens is driven as described above, the control unit 15 monitors the defocus amount detected by the focus detection device 12 and compares it with the target defocus amount. If the detected defocus amount does not coincide with the target defocus amount, a lens drive amount corresponding to the difference is obtained and a drive signal is output to the focus adjustment unit 16. By repeating this control until the target defocus amount is obtained, the focus of the photographic lens 2 is adjusted.

通常のコントラスト検出方式によるオートフォーカスでは、駆動方向の変化時に生じるバックラッシュの影響により、焦点調節精度が低下する。しかし、以上説明したようなオートフォーカス処理を行うことで、目標デフォーカス量が得られるように焦点調節レンズが駆動されるため、バックラッシュの影響を受けることなく、高精度に撮影レンズ2の焦点調節を行うことができる。また、コントラスト値に基づいて設定された目標レンズ位置に基づいて目標デフォーカス量を求め、その目標デフォーカス量が得られるように焦点調節レンズが駆動されるため、通常の位相差検出方式によるオートフォーカスと比べて、高精度に撮影レンズ2の焦点調節を行うことができる。   In autofocus using a normal contrast detection method, focus adjustment accuracy is reduced due to the effect of backlash that occurs when the drive direction changes. However, since the focus adjustment lens is driven so that the target defocus amount can be obtained by performing the autofocus process as described above, the focus of the photographing lens 2 is highly accurate without being affected by backlash. Adjustments can be made. In addition, the target defocus amount is obtained based on the target lens position set based on the contrast value, and the focus adjustment lens is driven to obtain the target defocus amount. Compared with the focus, the focus of the photographic lens 2 can be adjusted with high accuracy.

ここで、コントラスト値に基づいて目標レンズ位置を設定すると共に、デフォーカス量に基づいて目標レンズ位置に対応する目標デフォーカス量を求める方法について、図2の具体例により説明する。図2に示すように、たとえば、焦点調節レンズの位置がレンズ位置P(n)のときに、コントラスト値Con(n)およびデフォーカス量Def(n)が検出されたとする。また、レンズ位置P(n+1)でコントラスト値Con(n+1)およびデフォーカス量Def(n+1)が検出され、さらに、レンズ位置P(n+2)においてコントラスト値Con(n+2)およびデフォーカス量Def(n+2)が検出されたとする。   Here, a method of setting the target lens position based on the contrast value and obtaining the target defocus amount corresponding to the target lens position based on the defocus amount will be described with reference to a specific example of FIG. As shown in FIG. 2, for example, it is assumed that the contrast value Con (n) and the defocus amount Def (n) are detected when the position of the focus adjustment lens is the lens position P (n). Further, the contrast value Con (n + 1) and the defocus amount Def (n + 1) are detected at the lens position P (n + 1), and the contrast value Con (n + 2) and the defocus amount Def (n + 2) are detected at the lens position P (n + 2). Is detected.

制御部15は、信号処理部14によりレンズ位置の変化に対して離散的に検出されたコントラスト値Con(n)、Con(n+1)およびCon(n+2)に基づいて、撮影レンズ2が合焦状態であることを示す最大コントラスト値Con(max)を求める。このとき図2に示すように、検出されたコントラスト値の中で最もその値が高いコントラスト値Con(n+1)を中心に、3点内挿によりコントラスト値が検出されなかった部分を補間してコントラスト値のピークを求める。このピークにおけるコントラスト値を最大コントラスト値Con(max)とする。なお、ここでは、合わせて三つのコントラスト値Con(n)、Con(n+1)およびCon(n+2)に基づいて、合焦状態を示す最大コントラスト値Con(max)を求めることとしたが、三つ以上のコントラスト値に基づいて最大コントラスト値を求めてもよい。   Based on the contrast values Con (n), Con (n + 1), and Con (n + 2) that are discretely detected by the signal processing unit 14 with respect to changes in the lens position, the control unit 15 is in a state where the photographing lens 2 is in focus. The maximum contrast value Con (max) indicating that is obtained. At this time, as shown in FIG. 2, the contrast value Con (n + 1) having the highest detected contrast value is centered to interpolate a portion where no contrast value is detected by three-point interpolation. Find the peak of the value. The contrast value at this peak is taken as the maximum contrast value Con (max). Here, the maximum contrast value Con (max) indicating the in-focus state is determined based on the three contrast values Con (n), Con (n + 1), and Con (n + 2). The maximum contrast value may be obtained based on the above contrast value.

上記のようにして最大コントラスト値Con(max)を求めたら、次に制御部15は、それに対応するレンズ位置P(t)を求める。このレンズ位置P(t)を、焦点調節レンズの目標レンズ位置に設定する。制御部15は、このようにして、検出されたコントラスト値Con(n)、Con(n+1)およびCon(n+2)に基づいて、目標レンズ位置P(t)を設定する。   After obtaining the maximum contrast value Con (max) as described above, the control unit 15 obtains the lens position P (t) corresponding to the maximum contrast value Con (max). This lens position P (t) is set to the target lens position of the focus adjustment lens. The control unit 15 sets the target lens position P (t) based on the contrast values Con (n), Con (n + 1), and Con (n + 2) thus detected.

以上説明したように目標レンズ位置P(t)を設定したら、次に制御部15は、焦点検出装置12によって離散的に検出されたデフォーカス量Def(n)、Def(n+1)およびDef(n+2)に基づいて、目標レンズ位置P(t)に対応する目標デフォーカス量Def(t)を求める。このとき図2に示すように、デフォーカス量が検出されなかった部分を補間して目標デフォーカス量Def(t)を求める。このようにして、コントラスト値すなわち第1の焦点調節状態が合焦状態を示す時の焦点調節位置に対応するデフォーカス量すなわち第2の焦点調節状態を、目標の焦点調節状態として設定する。   When the target lens position P (t) is set as described above, the control unit 15 then defocus amounts Def (n), Def (n + 1) and Def (n + 2) discretely detected by the focus detection device 12. ) To obtain a target defocus amount Def (t) corresponding to the target lens position P (t). At this time, as shown in FIG. 2, the target defocus amount Def (t) is obtained by interpolating a portion where the defocus amount is not detected. In this way, the contrast value, that is, the defocus amount corresponding to the focus adjustment position when the first focus adjustment state indicates the in-focus state, that is, the second focus adjustment state, is set as the target focus adjustment state.

上記のようにして求められた目標デフォーカス量Def(t)に基づいて、制御部15はレンズ駆動量を算出し、そのレンズ駆動量に応じた駆動信号を焦点調節部16へ出力する。なお、ここでは、合わせて三つのデフォーカス量Def(n)、Def(n+1)およびDef(n+2)に基づいて、目標デフォーカス量Def(t)を求めることとしたが、三つ以上のデフォーカス量に基づいて目標デフォーカス量を求めてもよい。   Based on the target defocus amount Def (t) obtained as described above, the control unit 15 calculates the lens drive amount and outputs a drive signal corresponding to the lens drive amount to the focus adjustment unit 16. Here, the target defocus amount Def (t) is determined based on the three defocus amounts Def (n), Def (n + 1), and Def (n + 2), but three or more defocus amounts are determined. The target defocus amount may be obtained based on the focus amount.

図3は、制御部15において実行されるオートフォーカス処理のフローチャートを示している。ステップS10において、制御部15は、現在の焦点調節位置において信号処理部14から出力されるコントラスト値を取得する。ステップS20において、制御部15は、現在の焦点調節位置において焦点検出装置12から出力されるデフォーカス量を取得する。なお、このとき焦点調節レンズを移動させながらコントラスト値とデフォーカス量を取得してもよい。   FIG. 3 shows a flowchart of the autofocus process executed in the control unit 15. In step S10, the control unit 15 acquires the contrast value output from the signal processing unit 14 at the current focus adjustment position. In step S20, the control unit 15 acquires the defocus amount output from the focus detection device 12 at the current focus adjustment position. At this time, the contrast value and the defocus amount may be acquired while moving the focus adjustment lens.

ステップS30において、制御部15は、ステップS10で取得したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピークを通過したか否かを判定する。コントラスト値のピークを通過した場合、すなわち、それまで増加していたコントラスト値が減少に転じた場合は、ステップS50へ進む。一方、コントラスト値のピークをまだ通過していない場合は、ステップS40へ進む。   In step S30, the control unit 15 determines whether or not the peak of the contrast value has passed based on the contrast value acquired in step S10. If the peak of the contrast value is passed, that is, if the contrast value that has been increasing has started to decrease, the process proceeds to step S50. On the other hand, if it has not yet passed the peak of the contrast value, the process proceeds to step S40.

ステップS40において、制御部15は、焦点調節部16へ駆動信号を出力することにより、焦点調節レンズを移動させ、撮影レンズ2の焦点調節位置を所定量だけ変化させる。ステップS40を実行したら、ステップS10へ戻る。これにより、コントラスト値のピークを通過するまで、撮影レンズ2の焦点調節位置を変化させながら、コントラスト値およびデフォーカス量を取得する。   In step S40, the control unit 15 outputs a drive signal to the focus adjustment unit 16, thereby moving the focus adjustment lens and changing the focus adjustment position of the photographing lens 2 by a predetermined amount. If step S40 is performed, it will return to step S10. Accordingly, the contrast value and the defocus amount are acquired while changing the focus adjustment position of the photographing lens 2 until the peak of the contrast value is passed.

ステップS50において、制御部15は、それまでに実行されたステップS10において取得されたコントラスト値に基づいて、前述したような方法により最大コントラスト値を算出する。これにより、図2の最大コントラスト値Con(max)が求められる。   In step S50, the control unit 15 calculates the maximum contrast value by the method as described above based on the contrast value acquired in step S10 executed so far. Thereby, the maximum contrast value Con (max) in FIG. 2 is obtained.

ステップS60において、制御部15は、ステップS50で算出された最大コントラスト値に対応する目標レンズ位置を設定する。これにより、図2の目標レンズ位置P(t)が設定される。   In step S60, the control unit 15 sets a target lens position corresponding to the maximum contrast value calculated in step S50. Thereby, the target lens position P (t) in FIG. 2 is set.

ステップS70において、制御部15は、それまでに実行されたステップS20において取得されたデフォーカス量に基づいて、前述したような方法により、ステップS60で設定された目標レンズ位置に対応する目標デフォーカス量を算出する。これにより、図2の目標デフォーカス量大Def(t)が求められる。   In step S70, the control unit 15 performs the target defocus corresponding to the target lens position set in step S60 by the method described above based on the defocus amount acquired in step S20 executed so far. Calculate the amount. Thereby, the large target defocus amount Def (t) in FIG. 2 is obtained.

ステップS80において、制御部15は、ステップS70で算出された目標デフォーカス量に応じて、焦点調節レンズを移動させる。このとき制御部15は前述のように、撮影レンズ2の現在の焦点調節位置で得られるデフォーカス量と目標デフォーカス量とに基づいてレンズ駆動量を算出し、焦点調節部16へ駆動信号を出力することにより、焦点調節レンズを移動させ、焦点調節位置を変化させる。   In step S80, the control unit 15 moves the focus adjustment lens according to the target defocus amount calculated in step S70. At this time, as described above, the control unit 15 calculates the lens drive amount based on the defocus amount and the target defocus amount obtained at the current focus adjustment position of the photographic lens 2, and sends the drive signal to the focus adjustment unit 16. By outputting, the focus adjustment lens is moved, and the focus adjustment position is changed.

ステップS90において、制御部15は、焦点検出装置12から出力されるデフォーカス量を取得する。ステップS100において、制御部15は、ステップS90で取得されたデフォーカス量と、ステップS70で算出された目標デフォーカス量とを比較し、目標デフォーカス量が取得されたか否かを判定する。目標デフォーカス量が取得されなかった場合はステップS80へ戻ることにより、目標デフォーカス量が取得されるまで焦点調節レンズを移動させる。目標デフォーカス量が取得されたら、図3のフローチャートを終了する。このようにして、オートフォーカス処理が実行される。   In step S <b> 90, the control unit 15 acquires the defocus amount output from the focus detection device 12. In step S100, the control unit 15 compares the defocus amount acquired in step S90 with the target defocus amount calculated in step S70, and determines whether the target defocus amount has been acquired. If the target defocus amount is not acquired, the process returns to step S80 to move the focus adjustment lens until the target defocus amount is acquired. When the target defocus amount is acquired, the flowchart of FIG. 3 ends. In this way, the autofocus process is executed.

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
(1)カメラ本体1は、撮像素子13および信号処理部14により、撮影レンズ2の第1の焦点調節状態、すなわち被写体像のコントラスト値に基づく焦点評価値を、撮影レンズ2の焦点調節位置に対応付けて検出する。また、焦点検出装置12により、撮像素子13および信号処理部14とは異なる方式で、撮影レンズ2の第2の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量を、撮影レンズ2の焦点調節位置に対応付けて検出する。そして、制御部15により、第1の焦点調節状態が合焦状態を示す時の撮影レンズ2の焦点調節位置に対応する第2の焦点調節状態を目標の焦点調節状態として設定し(ステップS50〜S70)、焦点検出装置12によって設定した目標の焦点調節状態が検出されるように、制御部15および焦点調節部16により焦点調節レンズを駆動させて、撮影レンズ2を焦点調節する(ステップS80)こととした。このようにしたので、バックラッシュの影響を無くし、精度よく撮影レンズ2の焦点調節を行うことができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1) The camera body 1 uses the imaging device 13 and the signal processing unit 14 to set the first focus adjustment state of the photographic lens 2, that is, the focus evaluation value based on the contrast value of the subject image, as the focus adjustment position of the photographic lens 2. Detect in association. Further, the focus detection device 12 associates the second focus adjustment state of the photographic lens 2, that is, the defocus amount with the focus adjustment position of the photographic lens 2 in a manner different from that of the image sensor 13 and the signal processing unit 14. To detect. Then, the control unit 15 sets the second focus adjustment state corresponding to the focus adjustment position of the photographing lens 2 when the first focus adjustment state indicates the in-focus state as the target focus adjustment state (steps S50 to S50). S70) The focus adjustment lens is driven by the control unit 15 and the focus adjustment unit 16 so that the focus adjustment state of the target set by the focus detection device 12 is detected, and the photographing lens 2 is adjusted in focus (step S80). It was decided. Since it did in this way, the influence of a backlash can be eliminated and the focus adjustment of the photographic lens 2 can be performed accurately.

(2)撮像素子13および信号処理部14と、焦点検出装置12とは、いずれも撮影レンズ2による像に基づいて第1の焦点調節状態と第2の焦点調節状態をそれぞれ検出することとした。このようにしたので、撮影レンズ2の焦点調節位置に対して第1の焦点調節状態と第2の焦点調節状態とを正確に対応付けて検出することができる。 (2) The image pickup device 13, the signal processing unit 14, and the focus detection device 12 detect the first focus adjustment state and the second focus adjustment state, respectively, based on the image by the photographing lens 2. . Since it did in this way, a 1st focus adjustment state and a 2nd focus adjustment state can be correctly matched and detected with respect to the focus adjustment position of the photographic lens 2. FIG.

(3)撮像素子13および信号処理部14は、第1の焦点調節状態として、撮影レンズ2による像のコントラストに基づく焦点評価値を検出する。また、焦点検出装置12は、第2の焦点調節状態として、撮影レンズ2の射出瞳の異なる位置を通過する光束による一対の像のずれ量に基づくデフォーカス量を検出する。このような検出方法の組み合わせに適用することにより、各検出方法を効果的に制御することができる。 (3) The image sensor 13 and the signal processing unit 14 detect a focus evaluation value based on the contrast of the image taken by the photographing lens 2 as the first focus adjustment state. Moreover, the focus detection apparatus 12 detects the defocus amount based on the shift amount of the pair of images due to the light beams passing through different positions of the exit pupil of the photographing lens 2 as the second focus adjustment state. By applying to such a combination of detection methods, each detection method can be effectively controlled.

(4)制御部15および焦点調節部16は、ステップS80において、撮影レンズ2の現在の焦点調節位置で得られる第2の焦点調節状態と目標の焦点調節状態とに基づくレンズ駆動量に応じて、撮影レンズ2の焦点調節位置を変化させることとした。このようにしたので、設定された目標の焦点調節状態が得られる位置へ正確に焦点調節レンズを焦点調節することができる。 (4) In step S80, the control unit 15 and the focus adjustment unit 16 respond to the lens driving amount based on the second focus adjustment state and the target focus adjustment state obtained at the current focus adjustment position of the photographing lens 2. The focus adjustment position of the taking lens 2 was changed. Thus, the focus adjustment lens can be accurately adjusted to a position where the set target focus adjustment state can be obtained.

(5)ハーフミラー11により、撮影レンズ2を介した光束を撮像素子13と焦点検出装置12にそれぞれ導くように分割することとした。このようにしたので、同一の撮影レンズ2を通過した光束を用いて、撮像素子13および信号処理部14による第1の焦点調節状態の検出と、焦点検出装置12による第2の焦点調節状態の検出とを同時に行うことができる。したがって、目標の焦点調節状態が容易に求められる。 (5) The half mirror 11 divides the light beam via the photographing lens 2 so as to be guided to the image sensor 13 and the focus detection device 12, respectively. Since it did in this way, the detection of the 1st focus adjustment state by the image pick-up element 13 and the signal processing part 14 using the light beam which passed the same imaging lens 2, and the 2nd focus adjustment state by the focus detection apparatus 12 are carried out. Detection can be performed simultaneously. Therefore, the target focus adjustment state is easily obtained.

なお、以上説明した実施の形態では、オートフォーカス処理を行うと共に被写体像を撮影するカメラ本体1として説明したが、オートフォーカス処理のみを行う焦点調節装置において本発明を適用してもよい。あるいは、このような焦点調節装置を備えるカメラとしてもよい。   In the above-described embodiment, the camera body 1 that performs autofocus processing and captures a subject image has been described. However, the present invention may be applied to a focus adjustment apparatus that performs only autofocus processing. Or it is good also as a camera provided with such a focus adjustment apparatus.

また、以上説明した実施の形態では、焦点調節レンズが同じ焦点調節位置にあるときに、信号処理部14によってコントラスト値を検出すると共に、焦点検出装置12によってデフォーカス量を検出することとした。しかし、別々のレンズ位置においてコントラスト値とデフォーカス量をそれぞれ検出するようにしてもよい。すなわち、レンズ位置に対応付けてコントラスト値とデフォーカス量がそれぞれ検出されていれば、コントラスト値とデフォーカス量との対応付けができるため、同様に目標デフォーカス量を求めることができる。   In the embodiment described above, the contrast value is detected by the signal processing unit 14 and the defocus amount is detected by the focus detection device 12 when the focus adjustment lens is at the same focus adjustment position. However, the contrast value and the defocus amount may be detected at different lens positions. That is, if the contrast value and the defocus amount are detected in association with the lens position, the contrast value and the defocus amount can be associated with each other, so that the target defocus amount can be similarly obtained.

さらに、以上説明した実施の形態では、最大コントラスト値に対応する目標レンズ位置を設定し、その目標レンズ位置に対応するデフォーカス量を目標デフォーカス量として設定することとしたが、必ずしもこのようにしなくてよい。たとえば、被写体の動きを予測し、その予測結果に基づいて、最大コントラスト値に対応するレンズ位置から被写体の動きに応じた分だけ離れたレンズ位置を目標レンズ位置とする。この目標レンズ位置に対応するデフォーカス量を目標デフォーカス量に設定してもよい。すなわち、第1の焦点調節状態が合焦状態を示す時以外の焦点調節位置に対応する第2の焦点調節状態を目標の焦点調節状態として設定することもできる。   Furthermore, in the embodiment described above, the target lens position corresponding to the maximum contrast value is set, and the defocus amount corresponding to the target lens position is set as the target defocus amount. It is not necessary. For example, the movement of the subject is predicted, and based on the prediction result, the lens position that is separated from the lens position corresponding to the maximum contrast value by the amount corresponding to the movement of the subject is set as the target lens position. The defocus amount corresponding to the target lens position may be set as the target defocus amount. In other words, the second focus adjustment state corresponding to the focus adjustment position other than when the first focus adjustment state indicates the in-focus state can be set as the target focus adjustment state.

また、位相差検出方式の焦点検出装置として、撮像素子と独立した焦点検出装置の例を示したが、撮像素子の撮像画素配列中に、結像光学系の瞳を分割して受光する光電変換部を有する焦点検出画素を混在させた構成の焦点検出装置に適用してもよい。   In addition, as an example of a phase difference detection type focus detection device, an example of a focus detection device independent of an image sensor has been shown, but photoelectric conversion that receives light by dividing a pupil of an imaging optical system in an imaging pixel array of the image sensor You may apply to the focus detection apparatus of the structure which mixed the focus detection pixel which has a part.

以上説明した実施の形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様についても、本発明の範囲内に含まれる。   The embodiments and modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

本発明の一実施の形態によるカメラの構成図である。It is a block diagram of the camera by one embodiment of this invention. コントラスト値に基づいて目標レンズ位置を設定し、デフォーカス量に基づいて目標レンズ位置に対応する目標デフォーカス量を求める方法について説明するための具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example for demonstrating the method of setting a target lens position based on a contrast value, and calculating | requiring the target defocus amount corresponding to a target lens position based on a defocus amount. オートフォーカス処理のフローチャートである。It is a flowchart of an autofocus process.

符号の説明Explanation of symbols

1:カメラ本体、2:撮影レンズ、11:ハーフミラー、12:焦点検出装置、
13:撮像素子、14:信号処理部、15:制御部、16:焦点調節部
1: camera body, 2: photographing lens, 11: half mirror, 12: focus detection device,
13: Image sensor, 14: Signal processing unit, 15: Control unit, 16: Focus adjustment unit

Claims (5)

結像光学系による像のコントラストに基づく焦点評価値を該結像光学系の焦点調節位置に対応付けて検出するコントラスト方式の第1焦点検出手段と、
前記結像光学系の射出瞳の異なる位置を通過する光束による一対の像のずれ量に基づくデフォーカス量を前記焦点調節位置に対応付けて検出する位相差検出方式の第2焦点検出手段と、
前記コントラストの焦点評価値に対応するデフォーカス量を求める演算手段と、
前記焦点評価値がピーク値を示す時の前記焦点調節位置に対応するデフォーカス量目標デフォーカス量として設定する目標デフォーカス量設定手段と、
前記第2焦点検出手段によって前記目標デフォーカス量が検出されるように前記結像光学系を焦点調節制御する焦点調節制御手段とを備えることを特徴とする焦点調節装置。
The focus evaluation value based on contrast of the image by the imaging optical system and the first focus detection means contrast method to detect in correspondence with the focusing position of the imaging optical system,
A second focus detection unit of a phase difference detection system that detects a defocus amount based on a shift amount of a pair of images due to a light beam passing through different positions of an exit pupil of the imaging optical system in association with the focus adjustment position;
A calculation means for obtaining a defocus amount corresponding to the contrast focus evaluation value;
A target defocus amount setting means for setting a defocus amount corresponding to the focusing position when the focus evaluation value is a peak value as the target defocus amount,
Focusing device, characterized in that it comprises, a focusing control means for focusing controlling said imaging optical system so that the target defocus amount is detected by the second focus detection unit.
請求項1に記載の焦点調節装置において、
前記結像光学系を介した光束を前記第1焦点検出手段と前記第2焦点検出手段にそれぞれ導くように分割するハーフミラーをさらに備えることを特徴とする焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to claim 1,
A focus adjustment apparatus , further comprising a half mirror that divides the light beam that has passed through the imaging optical system so as to be guided to the first focus detection unit and the second focus detection unit, respectively .
請求項1または2に記載の焦点調節装置において、
前記目標デフォーカス量は、前記第2焦点検出手段により検出された複数の前記デフォーカス量のうち最も小さいデフォーカス量よりも大きいことを特徴とする焦点調節装置。
The focusing apparatus according to claim 1 or 2,
The focus adjustment apparatus , wherein the target defocus amount is larger than a smallest defocus amount among the plurality of defocus amounts detected by the second focus detection unit .
請求項1〜3いずれか1項に記載の焦点調節装置において、
前記目標デフォーカス量設定手段は、前記焦点評価値のピーク値が検出された後、前記結像光学系を焦点調節制御する前に、前記目標デフォーカス量を設定することを特徴とする焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The target defocus amount setting means sets the target defocus amount after the peak value of the focus evaluation value is detected and before the focus adjustment control of the imaging optical system is performed. apparatus.
請求項1〜4いずれか一項に記載の焦点調節装置を備えたカメラ。
The camera provided with the focus adjustment apparatus as described in any one of Claims 1-4 .
JP2007212346A 2007-08-16 2007-08-16 Focus adjustment device, camera Expired - Fee Related JP4900134B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007212346A JP4900134B2 (en) 2007-08-16 2007-08-16 Focus adjustment device, camera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007212346A JP4900134B2 (en) 2007-08-16 2007-08-16 Focus adjustment device, camera

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009047808A JP2009047808A (en) 2009-03-05
JP4900134B2 true JP4900134B2 (en) 2012-03-21

Family

ID=40500117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007212346A Expired - Fee Related JP4900134B2 (en) 2007-08-16 2007-08-16 Focus adjustment device, camera

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4900134B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255920A (en) * 2011-06-09 2012-12-27 Nikon Corp Imaging device
JP6183482B2 (en) * 2016-02-17 2017-08-23 株式会社ニコン Focus detection apparatus and imaging apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4020481B2 (en) * 1998-03-20 2007-12-12 オリンパス株式会社 Automatic focus adjustment device
JP2003241074A (en) * 2002-02-20 2003-08-27 Canon Inc Automatic focusing device and camera system
JP2006053545A (en) * 2004-07-12 2006-02-23 Canon Inc Optical apparatus
JP2006146031A (en) * 2004-11-24 2006-06-08 Nikon Corp Camera

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009047808A (en) 2009-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5911531B2 (en) Optical equipment
US11378774B2 (en) Lens control apparatus, imaging apparatus including lens control apparatus, and lens control method
JP5388544B2 (en) Imaging apparatus and focus control method thereof
KR101395015B1 (en) Camera, focus detection method and control method
EP1885119B1 (en) Image-pickup apparatus and focus control method
JP5618712B2 (en) Automatic focusing device and imaging device
JP2008203294A (en) Imaging apparatus
JP5868109B2 (en) Optical apparatus, lens barrel, and automatic focusing method
JP2006053545A (en) Optical apparatus
JP2017211487A (en) Imaging apparatus and automatic focus adjustment method
JP5393300B2 (en) Imaging device
US9900493B2 (en) Focus detecting apparatus, and method of prediction for the same
CN106470317B (en) Image pickup apparatus and control method thereof
JP2011239131A (en) Imaging apparatus
JP2008268815A (en) Automatic focusing device
JP2003241074A (en) Automatic focusing device and camera system
JP4900134B2 (en) Focus adjustment device, camera
JP2006215398A (en) Image pickup device
JP6624789B2 (en) Focus control device, control method thereof, control program, and imaging device
JP2009109792A (en) Autofocusing device and camera using it
JP6351310B2 (en) Imaging apparatus, control method therefor, program, and storage medium
JP5930979B2 (en) Imaging device
JP7353826B2 (en) Control device and its control method
JP5610929B2 (en) Imaging device
JP2010224165A (en) Imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100730

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111107

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20111107

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111206

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4900134

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees