JP5234099B2 - Autofocus device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の異なる方式で撮影レンズの焦点調節状態を検出するオートフォーカス装置に関する。 The present invention relates to an autofocus device that detects a focus adjustment state of a photographing lens by a plurality of different methods.
撮影レンズを通して撮像した画像信号によるコントラスト情報に基づき、撮影レンズの焦点調節状態を検出するコントラスト検出オートフォーカス(AF)方式と、コントラスト検出AF方式とは別に、撮影レンズの異なる領域を通過した複数の焦点検出用光束による複数の像のズレ量に基づき、撮影レンズの焦点調節状態を検出する位相差検出AF方式と備えるハイブリッドAFカメラが知られている(特許文献1参照)。 Separately from the contrast detection autofocus (AF) method for detecting the focus adjustment state of the photographing lens based on the contrast information by the image signal imaged through the photographing lens, and the contrast detection AF method, a plurality of images passing through different regions of the photographing lens. There is known a hybrid AF camera that is equipped with a phase difference detection AF method that detects a focus adjustment state of a photographing lens based on a shift amount of a plurality of images by a focus detection light beam (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の技術では、両AF方式のうち焦点調節状態を検出可能なAF方式、もしくは検出された焦点調節状態の信頼性が高い方のAF方式によってピント合わせが行われる。
In the technique described in
特許文献1に記載の技術では、焦点調節中に一時的に位相差検出AF方式による焦点調節状態を検出できなくなると、他方のコントラスト方式に移行することになる。しかしながら、互いに独立した方式であるため焦点調節状態を検出できる状態を探すためのレンズ駆動を開始することになり、一時的に被写体を見失った時には合焦状態から外れてしまうという問題があった。
In the technique described in
請求項1に記載の発明によるオートフォーカス装置は、撮影光学系の駆動中に被写体からの光束を検出して前記撮影光学系の焦点調節状態を求める位相差式の焦点検出手段と、前記撮影光学系の駆動中に撮影光学系を通過した被写体光束による像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像に基づいてコントラスト情報を求めるコントラスト検出手段と、前記焦点調節状態と前記コントラスト情報とに応じて前記撮影光学系の焦点調節制御を行う焦点調節制御手段と、前記撮影光学系の駆動中における、前記焦点検出手段による前記光束の検出時間の中心時刻と前記撮像手段による撮像時間の中心時刻とが合致するように制御するタイミング制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項7に記載の発明によるオートフォーカス装置は、被写体からの光束を繰り返し検出して撮影光学系の焦点調節状態を求める位相差式の焦点検出手段と、撮影光学系を通過した被写体光束による像を繰り返し撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像に基づいてコントラスト情報を求めるコントラスト検出手段と、前記焦点調節状態と前記コントラスト情報とに応じて前記撮影光学系の焦点調節光学系を駆動して焦点調節を行う焦点調節手段と、前記焦点調節光学系の駆動中における、前記焦点検出手段による前記光束の検出時間の中心時刻と前記撮像手段による撮像時間の中心時刻とが合致するように制御するタイミング制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項8に記載の発明によるオートフォーカス装置は、被写体からの光束を繰り返し検出する電荷蓄積型のイメージセンサを有し、撮影光学系の焦点調節状態を求める位相差式の焦点検出手段と、前記撮影光学系を通過した被写体光束を繰り返し検出する電荷蓄積型のイメージセンサを有し、当該イメージセンサの出力信号に基づいてコントラスト情報を求めるコントラスト検出手段と、前記焦点調節状態と前記コントラスト情報とに応じて前記撮影光学系の焦点調節光学系を駆動して焦点調節を行う焦点調節手段と、前記焦点調節光学系の駆動中における、前記位相差式の焦点検出手段のイメージセンサの電荷蓄積時間の中心時刻と前記コントラスト検出手段のイメージセンサの電荷蓄積時間の中心時刻とを合致させるタイミング制御手段とを備えることを特徴とする。
The autofocus device according to the invention described in
An autofocus device according to a seventh aspect of the invention includes a phase difference type focus detection means for repeatedly detecting a light flux from a subject to obtain a focus adjustment state of the photographing optical system, and an image of the subject light flux that has passed through the photographing optical system. Imaging means for repeatedly imaging, contrast detection means for obtaining contrast information based on an image captured by the imaging means, and a focus adjustment optical system of the photographing optical system according to the focus adjustment state and the contrast information. The focus adjustment unit that drives and adjusts the focus, and the center time of the detection time of the luminous flux by the focus detection unit and the center time of the image pickup time by the imaging unit coincide with each other while the focus adjustment optical system is being driven. And a timing control means for controlling.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an autofocus device having a charge storage type image sensor for repeatedly detecting a light beam from a subject, a phase difference type focus detection means for determining a focus adjustment state of a photographing optical system, and Contrast detection means for obtaining contrast information based on an output signal of the image sensor having a charge storage type image sensor that repeatedly detects a subject luminous flux that has passed through the photographing optical system, the focus adjustment state, and the contrast information And a focus adjustment unit that drives the focus adjustment optical system of the photographing optical system to adjust the focus, and a charge accumulation time of the image sensor of the phase difference type focus detection unit during the drive of the focus adjustment optical system. Timing control means for matching the central time with the central time of the charge accumulation time of the image sensor of the contrast detection means Characterized in that it comprises a.
本発明によるオートフォーカス装置では、位相差式の焦点検出手段による焦点調節中に一時的に焦点調節状態を検出できなくなっても、適切に焦点調節を継続できる。 In the autofocus device according to the present invention, even if the focus adjustment state cannot be temporarily detected during focus adjustment by the phase difference type focus detection means, the focus adjustment can be continued appropriately.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態によるカメラに備えられるオートフォーカス(AF)装置の要部構成を説明するブロック図である。図1において、AF装置は、ハーフミラー2と、撮像素子3と、コントラスト算出部4と、AFセンサ5と、デフォーカス量演算部6と、蓄積制御部7と、レンズ駆動制御部8とを有し、交換可能な撮影レンズ1が装着されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining a main configuration of an autofocus (AF) apparatus provided in a camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the AF apparatus includes a
撮影レンズ1を通過した被写体光束は、ハーフミラー2に入射される。ハーフミラー2は、入射光束をハーフミラー2を透過する透過光束とハーフミラー2を反射する反射光束とに分割する。透過光束(コントラスト検出用光束)は撮像素子3へ導かれ、反射光束(デフォーカス量検出用光束)はAFセンサ5へ導かれる。撮像素子3はコントラスト検出AF用の電荷蓄積型のエリアセンサであり、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどによって構成される。AFセンサ5は位相差検出AF用の電荷蓄積型のイメージセンサであり、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどによって構成される。
The subject luminous flux that has passed through the photographing
コントラスト算出部4は、撮像素子3から出力される撮像信号に基づいて周知の焦点評価値演算を行うことにより、画像の高周波成分を尖鋭度に置き換えた焦点評価値(以後コントラスト情報と呼ぶ)を算出する。コントラストは、撮影レンズ1が撮像素子3上に尖鋭像を結ぶ合焦状態、すなわち、 撮像素子3によって撮像される被写体像のエッジのボケが最小の状態で最大になる。
The
デフォーカス量演算部6は、AFセンサ5から出力される蓄積信号に基づいて周知のデフォーカス量演算を行う。具体的には、焦点検出光学系(本例では撮影レンズ1)の異なる領域を介して入射された一対のデフォーカス量検出用光束による像であって、それぞれがAFセンサ5上の異なる位置で撮像されている2つの像の相対位置ずれ量(相対間隔)を求める。これら一対の被写体像は、撮影レンズ1が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦状態には、AFセンサ5上の一対の被写体像が相対的に一致する。したがって、一対の被写体像の相対位置ずれ量を求めることにより、撮影レンズ1のフォーカス調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。
The defocus
蓄積制御部7は、撮像素子3およびAFセンサ5の電荷蓄積タイミングを制御するためのタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を撮像素子3およびAFセンサ5のそれぞれに送出する。撮像素子3およびAFセンサ5の電荷蓄積タイミングの詳細については後述する。
The
レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6によって算出されたデフォーカス量、およびコントラスト算出部4によって算出されたコントラスト情報に基づき、撮影レンズ1を構成するフォーカスレンズ(不図示)の駆動量を演算するとともに、不図示のフォーカスレンズ駆動機構に対してレンズ駆動信号を送出する。フォーカス駆動機構がレンズ駆動信号に応じてフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させることにより、撮影レンズ1のフォーカス調節が行われる。レンズ駆動制御部8は、フォーカス調節処理時においてAF装置を構成する各ブロックに対するシーケンス制御も行うように構成されている。
The lens
図2は、撮影画面21におけるデフォーカス量検出領域(すなわち、AFセンサ5によって撮像された撮像信号に基づいてデフォーカス量演算が行われるフォーカスエリア)23と、コントラスト検出領域(すなわち、撮像素子3によって撮像された撮像信号に基づいてコントラスト算出が行われるフォーカスエリア)22との関係を説明する図である。図2に示されるように、コントラスト検出領域22はデフォーカス量検出領域23を含むように構成されている。
FIG. 2 shows a defocus amount detection area (that is, a focus area where a defocus amount calculation is performed based on an image signal captured by the AF sensor 5) 23 and a contrast detection area (that is, the image sensor 3) on the
以上説明したAF装置で行われるフォーカス調節処理の流れについて、図3のフローチャートを参照して説明する。図3の処理は、たとえば、不図示のフォーカス調節実行スイッチからの操作信号がAF装置へ入力されると、レンズ駆動制御部8によって起動される。
The flow of the focus adjustment process performed by the AF apparatus described above will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing in FIG. 3 is activated by the lens
ステップS1において、レンズ駆動制御部8は蓄積制御部7に指令を送出し、撮像素子3およびAFセンサ5のそれぞれへタイミング信号の供給を開始させるとともに、撮像素子3およびAFセンサ5に電荷蓄積を開始させてステップS2へ進む。
In step S <b> 1, the lens
ステップS2において、レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6に対してデフォーカス量DFの演算を指示するとともに、コントラスト算出部4に対してコントラスト情報Cntの算出を指示してステップS3へ進む。デフォーカス量DFは、位相差検出AF方式のフォーカス調節情報に対応する。コントラスト情報Cntは、コントラスト検出AF方式のフォーカス調節情報に対応する。
In step S2, the
ステップS3において、レンズ駆動制御部8はデフォーカス量DFが算出可能か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6によってデフォーカス量DFが演算された場合にステップS3を肯定判定してステップS6へ進み、デフォーカス量DFが算出不能であった場合にはステップS3を否定判定してステップS4へ進む。デフォーカス量DFが算出不能な状態は、たとえば、デフォーカス量検出領域23内に主要被写体が含まれていない状態や、撮影レンズ1(フォーカスレンズ)のフォーカス調節状態が合焦位置から大きく離れている状態である。
In step S3, the lens
ステップS4において、レンズ駆動制御部8は、コントラスト算出部4によって算出されたコントラスト情報Cntの値が所定値以上か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、コントラスト情報Cntが所定値以上の場合にステップS4を肯定判定してステップS6へ進み、コントラスト情報Cntが所定値未満の場合にはステップS4を否定判定し、ステップS5へ進む。
In step S4, the lens
ステップS5において、レンズ駆動制御部8はスキャン動作を行ってステップS9へ進む。スキャン動作の詳細については後述する。ステップS6において、レンズ駆動制御部8は後述するレンズ駆動制御動作を行ってステップS7へ進む。
In step S5, the lens
ステップS7において、レンズ駆動制御部8は蓄積制御部7に指令を送出し、撮像素子3およびAFセンサ5のそれぞれへタイミング信号の供給を開始させるとともに、撮像素子3およびAFセンサ5に電荷蓄積を開始させてステップS8へ進む。
In step S <b> 7, the lens
ステップS8において、レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6に対してデフォーカス量DFの演算を指示するとともに、コントラスト算出部4に対してコントラスト情報Cntの算出を指示してステップS9へ進む。
In step S8, the
ステップS9において、レンズ駆動制御部8は図3によるフォーカス調節処理を終了するか否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、フォーカス調節実行スイッチ(不図示)からの操作信号が解除された場合にステップS9を肯定判定して図3による処理を終了する。レンズ駆動制御部8は、フォーカス調節実行スイッチからの操作信号が継続されている場合にはステップS9を否定判定してステップS6へ戻り、ステップS6〜ステップS8の処理を繰り返す。
In step S9, the lens
スキャン動作の詳細について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS101において、レンズ駆動制御部8は不図示のフォーカスレンズ駆動機構へレンズ駆動信号を送出し、フォーカスレンズを所定方向(たとえば、至近方向)へ駆動開始させてステップS102へ進む。なお、フォーカスレンズの駆動方向の初期設定を無限遠方向にしてもよい。
Details of the scanning operation will be described with reference to a flowchart shown in FIG. In step S101, the
ステップS102において、レンズ駆動制御部8は蓄積制御部7に指令を送出し、AFセンサ5へタイミング信号の供給を開始させるとともに、AFセンサ5に電荷蓄積を開始させてステップS103へ進む。 ステップS103において、レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6に対してデフォーカス量DFの演算を指示してステップS104へ進む。
In step S102, the lens
ステップS104において、レンズ駆動制御部8はデフォーカス量DFが算出可能か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6によってデフォーカス量DFが演算された場合にステップS104を肯定判定してステップS106へ進み、デフォーカス量DFが算出不能であった場合にはステップS104を否定判定してステップS105へ進む。ステップS105へ進む場合のレンズ駆動制御部8は、至近方向へ駆動開始させたフォーカスレンズが至近端に到達すると、フォーカスレンズの駆動方向を無限遠方向に切替えてフォーカスレンズの駆動を継続する。これとは逆に、フォーカスレンズを無限遠方向へ駆動開始させた場合には、フォーカスレンズが無限遠端に到達すると、フォーカスレンズの駆動方向を至近方向に切替えてフォーカスレンズの駆動を継続する。
In step S104, the lens
ステップS105において、レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズをレンズ駆動範囲の全域において駆動終了したか否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、レンズ駆動範囲の全域でフォーカスレンズを移動させた場合にステップS105を肯定判定してステップS106へ進み、レンズ駆動範囲の全域を移動させていない場合にはステップS105を否定判定し、ステップS102へ戻る。これにより、デフォーカス量DFが算出不能で、なおかつコントラスト情報Cntが所定値未満である場合は、フォーカスレンズを移動しながらデフォーカス量DFを算出するスキャン動作が行われる。
In step S105, the lens
ステップS106において、レンズ駆動制御部8はフォーカスレンズ駆動機構(不図示)に対するレンズ駆動信号の送出を停止し、フォーカスレンズの駆動を停止させて図4による処理を終了し、図3のステップS9へ進む。
In step S106, the lens
レンズ駆動制御動作の詳細について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS201において、レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量DFが算出可能か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6によってデフォーカス量DFが演算されている場合にステップS201を肯定判定してステップS205へ進み、デフォーカス量DFが算出不能である場合にはステップS201を否定判定してステップS202へ進む。
Details of the lens drive control operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step S201, the lens
ステップS202において、レンズ駆動制御部8はフォーカスレンズを駆動中か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズ駆動中の場合にステップS202を肯定判定してステップS204へ進み、フォーカスレンズを駆動中でない場合にはステップS202を否定判定し、ステップS203へ進む。
In step S202, the lens
ステップS203において、レンズ駆動制御部8はフォーカスレンズ駆動機構(不図示)に対するレンズ駆動信号の送出を停止し、フォーカスレンズの駆動を停止させて図5による処理を終了し、図3のステップS7へ進む。
In step S203, the lens
ステップS204において、レンズ駆動制御部8は条件1の処理を実行し、図5による処理を終了して図3のステップS7へ進む。条件1の処理の詳細については後述する。
In step S204, the lens
上述したステップS201を肯定判定して進むステップS205において、レンズ駆動制御部8は、AFセンサ5で撮像された像の中に、たとえば格子模様のような周期パターンが含まれているか否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、周期パターンが含まれていることを示す信号がデフォーカス量演算部6から入力された場合にステップS205を肯定判定してステップS207へ進み、周期パターンが含まれていることを示す信号が入力されない場合にはステップS205を否定判定し、ステップS206へ進む。デフォーカス量演算部6が周期パターンの有無を判定する技術は、たとえば、特開平6−94987号公報に開示されている。ステップS207へ進む場合は、位相差検出AF方式によるフォーカス調節情報(デフォーカス量DF)の取得が原理的に適していない状態である。
In step S205, which proceeds after making an affirmative determination in step S201 described above, the lens
ステップS206において、レンズ駆動制御部8は条件2の処理を実行し、図5による処理を終了して図3のステップS7へ進む。条件2の処理の詳細については後述する。
In step S206, the lens
ステップS207において、レンズ駆動制御部8は最大コントラスト検出動作を実行し、図5による処理を終了して図3のステップS7へ進む。最大コントラスト検出処理の詳細については後述する。
In step S207, the lens
条件1の処理の詳細について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS301において、レンズ駆動制御部8は、算出されているコントラスト情報Cntが減少しているか否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの移動とともに算出されているコントラスト情報Cntが、今回減少している場合にステップS301を肯定判定してステップS302へ進み、減少していない場合にはステップS301を否定判定し、ステップS303へ進む。
Details of the
ステップS302へ進む場合は、撮影レンズ1(フォーカスレンズ)のフォーカス調節状態が合焦位置から離れていく状態である。ステップS302において、レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの駆動を停止させて図6および図5による処理を終了し、図3のステップS7へ進む。
When the process proceeds to step S302, the focus adjustment state of the photographic lens 1 (focus lens) is a state of moving away from the in-focus position. In step S302, the lens
ステップS303へ進む場合は、主要被写体がデフォーカス量検出領域23から外れた場合や、主要被写体の単一トーン部分(デフォーカス量DFの演算に必要なコントラスト情報が不足する部分)がデフォーカス量検出領域23内に位置する状態である。ステップS303において、レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの駆動を続行させて図6および図5による処理を終了し、図3のステップS7へ進む。
When the process proceeds to step S303, when the main subject is out of the defocus amount detection area 23, the single tone portion of the main subject (the portion where the contrast information necessary for calculating the defocus amount DF is insufficient) is the defocus amount. This is a state located within the detection region 23. In step S303, the lens
条件2の処理の詳細について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS501において、レンズ駆動制御部8はフォーカスレンズを駆動中か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズ駆動中の場合にステップS501を肯定判定してステップS502へ進み、フォーカスレンズを駆動中でない場合にはステップS501を否定判定し、ステップS503へ進む。
Details of the
ステップS502について、レンズ駆動制御部8は、算出されているコントラスト情報Cntが減少しているか否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの移動とともに算出されているコントラスト情報Cntが、今回減少している場合にステップS502を肯定判定してステップS504へ進み、減少していない場合にはステップS502を否定判定し、ステップS503へ進む。
In step S502, the lens
ステップS504へ進む場合は、撮影レンズ1(フォーカスレンズ)のフォーカス調節状態が合焦位置から離れていく状態である。ステップS504において、レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの駆動を停止させて図7および図5による処理を終了し、図3のステップS7へ進む。
When the process proceeds to step S504, the focus adjustment state of the photographic lens 1 (focus lens) is a state away from the in-focus position. In step S504, the lens
ステップS503へ進む場合は、主要被写体がデフォーカス量検出領域23から外れた場合や、主要被写体の単一トーン部分(デフォーカス量DFの演算に必要なコントラスト情報が不足する部分)がデフォーカス量検出領域23内に位置する状態である。ステップS503において、レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量演算部6によって算出されたデフォーカス量DFの値が所定値内か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、デフォーカス量DFが所定値以内の場合にステップS503を肯定判定してステップS505へ進み、デフォーカス量DFが所定値を超える場合にはステップS503を否定判定し、ステップS506へ進む。
When the process proceeds to step S503, when the main subject is out of the defocus amount detection region 23, or when the single tone portion of the main subject (the portion where the contrast information necessary for calculating the defocus amount DF is insufficient) is the defocus amount. This is a state located within the detection region 23. In step S503, the lens
ステップS505へ進む場合は、撮影レンズ1(フォーカスレンズ)のフォーカス調節状態が合焦位置近傍の状態である。ステップS505において、レンズ駆動制御部8は最大コントラスト検出動作を実行し、図7および図5による処理を終了して図3のステップS7へ進む。最大コントラスト検出処理の詳細については後述する。
When the process proceeds to step S505, the focus adjustment state of the photographing lens 1 (focus lens) is in the vicinity of the in-focus position. In step S505, the lens
ステップS506において、レンズ駆動制御部8はデフォーカス量演算部6によって算出されたデフォーカス量DFの値に応じてフォーカスレンズ(不図示)の駆動量を演算するとともに、フォーカスレンズ駆動機構(不図示)に対してレンズ駆動信号を送出し、図7および図5による処理を終了して図3のステップS7へ進む。これにより、フォーカスレンズがデフォーカス量演算値に基づいて算出される合焦位置へ駆動される。
In step S506, the
最大コントラスト検出動作の処理の詳細について、図8に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS601において、レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの駆動が停止されている場合にはフォーカスレンズ駆動機構(不図示)へレンズ駆動信号を送出し、フォーカスレンズの駆動を開始させてステップS602へ進む。
Details of the processing of the maximum contrast detection operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step S601, when the drive of the focus lens is stopped, the lens
ステップS602において、レンズ駆動制御部8は蓄積制御部7に指令を送出し、撮像素子3に対するタイミング信号の供給を開始させるとともに、撮像素子3に電荷蓄積を開始させてステップS603へ進む。
In step S602, the lens
ステップS603において、レンズ駆動制御部8は、コントラスト算出部4に対してコントラスト情報Cntの算出を指示してステップS604へ進む。ステップS604において、レンズ駆動制御部8はコントラスト情報Cntが最大か否かを判定する。レンズ駆動制御部8は、コントラスト情報Cntが最大の場合にステップS604を肯定判定してステップS605へ進み、コントラスト情報Cntが最大でない場合にはステップS604を否定判定してステップS602へ戻る。ステップS602へ戻る場合は、フォーカスレンズを移動しながらコントラスト情報Cntを算出する動作が繰り返され、コントラスト算出値に基づく合焦位置へフォーカスレンズが駆動される。
In step S603, the lens
ステップS605において、レンズ駆動制御部8は、フォーカスレンズの駆動を停止させて図8、図7および図5による処理を終了し、図3のステップS7へ進む。
In step S605, the lens
図9は、撮像素子3およびAFセンサ5の電荷蓄積タイミングを説明するタイムチャートである。フォーカス調節実行スイッチ(不図示)からの操作信号がAF装置へ入力された後のタイミングt1において、撮像素子3が1回目の電荷蓄積を開始する。撮像素子3は、撮像素子3用の電荷蓄積時間が経過したタイミングt4において、1回目の電荷蓄積を終了し、撮像信号をコントラスト算出部4へ出力する。撮像素子3用の電荷蓄積時間(撮像時間)は、撮像素子3に設定されている感度、および不図示の測光装置で検出される被写体輝度に応じて蓄積制御部7によって決定される。
FIG. 9 is a time chart for explaining the charge accumulation timing of the
撮像素子3が1回目の電荷蓄積を開始した以降のタイミングt2において、AFセンサ5が1回目の電荷蓄積を開始する。AFセンサ5は、AFセンサ5用の電荷蓄積時間が経過したタイミングt3において、1回目の電荷蓄積を終了し、蓄積信号をデフォーカス量演算部6へ出力する。AFセンサ5用の電荷蓄積時間(撮像時間)は、AFセンサ5に設定されている感度、および上記被写体輝度に応じて蓄積制御部7によって決定される。
At timing t2 after the
蓄積制御部7は、撮像素子3用の電荷蓄積時間(t1−t4)の中心時刻と、AFセンサ5用の電荷蓄積時間(t2−t3)の中心時刻とが合致するように撮像素子3およびAFセンサ5の電荷蓄積タイミングを制御する。
The
撮像素子3およびAFセンサ5による1回目の電荷蓄積後にコントラスト算出部4によってコントラスト情報Cntが算出され、デフォーカス量演算部6によってデフォーカス量DFが算出された以降のタイミングt5において、フォーカスレンズの駆動が開始される。
After the first charge accumulation by the
以降同様に、フォーカスレンズの駆動中において撮像素子3およびAFセンサ5による電荷蓄積と、コントラスト算出部4によるコントラスト情報Cntおよびデフォーカス量演算部6によるデフォーカス量DFの算出とが繰り返し行われる。
Thereafter, similarly, during the driving of the focus lens, the charge accumulation by the
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)デフォーカス量検出領域23を含むように、コントラスト検出領域22をデフォーカス量検出領域23より広くしたので、位相差検出AF方式によるフォーカス調節情報(デフォーカス量DF)が算出不能(デフォーカス量DFの演算に必要なコントラスト情報が不足する)であっても、コントラスト検出AF方式によるフォーカス調節情報(コントラスト情報Cnt)の演算を可能にすることができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) Since the contrast detection region 22 is wider than the defocus amount detection region 23 so as to include the defocus amount detection region 23, focus adjustment information (defocus amount DF) by the phase difference detection AF method cannot be calculated (defocus amount detection region 23). Even if the contrast information necessary for the calculation of the focus amount DF is insufficient, it is possible to calculate the focus adjustment information (contrast information Cnt) by the contrast detection AF method.
(2)デフォーカス量DFが算出不能な場合に直ちにスキャン動作(ステップS5)を行うのではなく、コントラスト情報Cntの値に応じてスキャン動作の要否を決定した。コントラスト情報Cntの値が所定値未満の場合に行う(ステップS4を否定判定)ようにしたので、撮影レンズ1のフォーカス調節状態が合焦位置近傍にありながら、たまたま主要被写体の単一トーン部分(デフォーカス量DFの演算に必要なコントラスト情報が不足する部分)がデフォーカス量検出領域23内に位置する場合に、フォーカスレンズを無駄に駆動することがない。
(2) When the defocus amount DF cannot be calculated, the scanning operation (step S5) is not performed immediately, but the necessity of the scanning operation is determined according to the value of the contrast information Cnt. Since it is performed when the value of the contrast information Cnt is less than the predetermined value (determination is negative in step S4), the single-tone portion of the main subject happens to happen while the focus adjustment state of the photographing
(3)デフォーカス量DFが算出可能かつ周期パターン時(ステップS205を肯定判定)には、コントラスト検出AF方式による最大コントラスト検出動作(ステップS207)を行うようにしたので、位相差検出AF方式による偽合焦を招くことがない。 (3) When the defocus amount DF can be calculated and a periodic pattern (Yes in step S205), the maximum contrast detection operation (step S207) by the contrast detection AF method is performed, so the phase difference detection AF method is used. There is no false focus.
(4)コントラスト情報Cntが所定値以上(ステップS4を肯定判定)で、デフォーカス量DFが算出不能かつフォーカスレンズ駆動中(ステップS202を肯定判定)に進む条件1の処理において、コントラスト情報Cntが減少するとフォーカスレンズの駆動を停止した(ステップS302)ので、たとえば動きの速い被写体がカメラに近づき、目前を横切って一瞬に遠ざかるような撮影場面に有効である。一方、コントラスト情報Cntが減少しない場合にはフォーカスレンズの駆動を続行した(ステップS303)ので、たとえば主要被写体が一時的にデフォーカス量検出領域23から外れてしまった場合のように、位相差検出AF方式によるフォーカス調節情報(デフォーカス量DF)が算出不能な状況でも、コントラスト検出AF方式によるフォーカス調節情報(コントラスト情報Cnt)を取得しながらレンズ駆動を継続することにより、主要被写体の動きが、一時的に外れる前から変化が少なければ合焦状態を保つことができる。すなわち、レンズ駆動を継続することで合焦に近い状態を保つことができるため、再び主要被写体をデフォーカス量検出領域で捕捉し直せば迅速に合焦させることができる。
(4) In the process of
(5)コントラスト情報Cntが所定値以上(ステップS4を肯定判定)で、デフォーカス量DFが算出可能かつ非周期パターン時(ステップS205を否定判定)に進む条件2の処理において、コントラスト情報Cntが減少するとフォーカスレンズの駆動を停止した(ステップS504)。このように、位相差検出AF方式によるフォーカス調節情報(デフォーカス量DF)が算出可能な状況でも、コントラスト検出AF方式によって取得したフォーカス調節情報(コントラスト情報Cnt)の変化状態に応じてフォーカス調節を行うことにより、たとえば主要被写体が一時的にデフォーカス量検出領域23から外れてしまった場合などに、別の被写体に対してピント合わせを行ってしまうことを防止できる。
(5) In the process of
(6)撮像素子3用の電荷蓄積時間(t1−t4)の中心時刻と、AFセンサ5用の電荷蓄積時間(t2−t3)の中心時刻とが合致するように撮像素子3およびAFセンサ5の電荷蓄積タイミングを制御したので、位相差検出AF方式によるフォーカス調節情報(デフォーカス量DF)の取得タイミングと、コントラスト検出AF方式によるフォーカス調節情報(コントラスト情報Cnt)の取得タイミングとが合致する。これにより、位相差検出AF方式によってフォーカス調節情報を取得できない場合に、同じタイミングにおいてコントラスト検出AF方式により取得したフォーカス調節情報で補うことができる。
(6) The
以上の説明では、AFセンサ5および撮像素子3がともに、撮影光学系である撮影レンズ1を通過した光束による像を受光するようにしたが、AFセンサ5が撮影レンズ1と異なる焦点検出光学系を通過した光束による像を受光する(いわゆる外光式)ように構成してもよい。この場合でも、撮像素子3によるコントラスト検出領域22がAFセンサ5によるデフォーカス量検出領域23を含むように構成する。
In the above description, the
AF装置を備えるカメラは銀塩カメラでも電子カメラでもよい。電子カメラにAF装置を備える場合は、撮像素子3を撮影用の撮像素子と兼用させてもよい。
The camera equipped with the AF device may be a silver salt camera or an electronic camera. When the electronic camera includes an AF device, the
1…撮影レンズ
3…撮像素子
4…コントラスト算出部
5…AFセンサ
6…デフォーカス量演算部
7…蓄積制御部
8…レンズ駆動制御部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記撮影光学系の駆動中に撮影光学系を通過した被写体光束による像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像に基づいてコントラスト情報を求めるコントラスト検出手段と、
前記焦点調節状態と前記コントラスト情報とに応じて前記撮影光学系の焦点調節制御を行う焦点調節制御手段と、
前記撮影光学系の駆動中における、前記焦点検出手段による前記光束の検出時間の中心時刻と前記撮像手段による撮像時間の中心時刻とが合致するように制御するタイミング制御手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス装置。 Focus detection means of the phase difference formula in the drive of the photographing optical system to detect the light flux from the object determining the focusing state of the photographing optical system,
An imaging unit that captures an image of a subject light flux that has passed through the imaging optical system while the imaging optical system is being driven ;
Contrast detection means for obtaining contrast information based on an image captured by the imaging means;
A focus adjustment control means for focusing control of the photographing optical system in accordance with said contrast information to the focal point adjustment state,
And characterized in that it comprises in the drive of the photographing optical system, and a timing control means for controlling so as to match and a center time of imaging time by central time and the imaging means detecting time of the light beam by said focus detecting means Autofocus device to do.
前記位相差式の焦点検出手段は、前記焦点調節状態を検出不能の場合、前記コントラスト情報に応じて、前記撮影光学系を移動しながら焦点調節状態を検出する動作を行うか否かを決定することを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus device according to claim 1,
When the focus adjustment state cannot be detected, the phase difference type focus detection unit determines whether to perform an operation of detecting the focus adjustment state while moving the photographing optical system according to the contrast information. An autofocus device characterized by that.
前記位相差式の焦点検出手段が前記撮影光学系を移動しながら前記焦点調節状態を検出する動作を行わないと決定した場合、前記焦点調節制御中に前記コントラスト検出手段で検出されたコントラスト値が低下したか否かを判定する判定手段を備え、
前記焦点調節制御手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記焦点調節制御を停止するか否かを決定することを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus device according to claim 2,
If the focus detection means of the phase difference equation is determined not to perform an operation of detecting the focusing state while moving the photographing optical system, the detected contrast value by the contrast detection means during the focusing control A determination means for determining whether or not it has decreased,
The focus adjustment control means determines whether or not to stop the focus adjustment control based on the determination result of the determination means.
前記焦点調節制御手段は、前記判定手段によって前記焦点調節制御中に前記コントラスト値が低下したと判定された場合に、前記焦点調節制御を停止することを特徴とするオートフォーカス装置。 In the autofocus device according to claim 3,
The focusing control means, wherein when the contrast value is determined to have decreased in the focusing control by judging unit, the autofocus apparatus characterized by stopping the focusing control.
前記焦点調節制御手段は、前記判定手段によって前記焦点調節制御中に前記コントラスト値が低下しないと判定された場合に、前記焦点調節制御を継続することを特徴とするオートフォーカス装置。 In the autofocus device according to claim 3,
The focusing control means, wherein when the contrast value is determined not to be reduced during the focusing control by judging unit, the autofocus apparatus characterized by continuing the focusing control.
前記位相差式の焦点検出手段及び前記コントラスト検出手段の起動を開始させる起動手段を備え、 An activation means for starting activation of the phase difference type focus detection means and the contrast detection means;
前記タイミング制御手段は、前記位相差式の焦点検出手段及び前記コントラスト検出手段の起動開始時における前記焦点検出手段による前記光束の検出時間の中心時刻と前記撮像手段による撮像時間の中心時刻とが合致するように制御することを特徴とするオートフォーカス装置。 The timing control means matches the center time of the detection time of the light flux by the focus detection means and the center time of the imaging time by the imaging means at the start of activation of the phase difference type focus detection means and the contrast detection means. An autofocus device characterized by being controlled to perform.
撮影光学系を通過した被写体光束による像を繰り返し撮像する撮像手段と、 Imaging means for repeatedly capturing an image of a subject luminous flux that has passed through the imaging optical system;
前記撮像手段で撮像された画像に基づいてコントラスト情報を求めるコントラスト検出手段と、 Contrast detection means for obtaining contrast information based on an image captured by the imaging means;
前記焦点調節状態と前記コントラスト情報とに応じて前記撮影光学系の焦点調節光学系を駆動して焦点調節を行う焦点調節手段と、 Focus adjusting means for adjusting the focus by driving the focus adjusting optical system of the photographing optical system according to the focus adjusting state and the contrast information;
前記焦点調節光学系の駆動中における、前記焦点検出手段による前記光束の検出時間の中心時刻と前記撮像手段による撮像時間の中心時刻とが合致するように制御するタイミング制御手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス装置。 Timing control means for controlling the central time of the detection time of the light flux by the focus detection means and the central time of the imaging time by the imaging means during driving of the focus adjustment optical system. Autofocus device.
前記撮影光学系を通過した被写体光束を繰り返し検出する電荷蓄積型のイメージセンサを有し、当該イメージセンサの出力信号に基づいてコントラスト情報を求めるコントラスト検出手段と、 Contrast detection means that has a charge storage type image sensor that repeatedly detects a subject light flux that has passed through the imaging optical system, and obtains contrast information based on an output signal of the image sensor;
前記焦点調節状態と前記コントラスト情報とに応じて前記撮影光学系の焦点調節光学系を駆動して焦点調節を行う焦点調節手段と、 Focus adjusting means for adjusting the focus by driving the focus adjusting optical system of the photographing optical system according to the focus adjusting state and the contrast information;
前記焦点調節光学系の駆動中における、前記位相差式の焦点検出手段のイメージセンサの電荷蓄積時間の中心時刻と前記コントラスト検出手段のイメージセンサの電荷蓄積時間の中心時刻とを合致させるタイミング制御手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス装置。 Timing control means for matching the center time of the charge accumulation time of the image sensor of the phase difference type focus detection means and the center time of the charge accumulation time of the image sensor of the contrast detection means during driving of the focus adjustment optical system An autofocus device comprising:
前記焦点検出手段は、前記焦点調節状態を検出不能の場合、前記コントラスト情報に応じて、前記焦点調節光学系を移動しながら焦点調節状態を検出する動作を行うか否かを決定することを特徴とするオートフォーカス装置。 When the focus adjustment state cannot be detected, the focus detection unit determines whether to perform an operation of detecting the focus adjustment state while moving the focus adjustment optical system according to the contrast information. Autofocus device.
前記焦点検出手段が前記焦点調節光学系を移動しながら焦点調節状態を検出する動作を行わないと決定した場合、前記焦点調節中に前記コントラスト検出手段で検出されたコントラスト値が低下したか否かを判定する判定手段を備え、 Whether or not the contrast value detected by the contrast detection means during the focus adjustment has decreased when the focus detection means determines not to perform an operation of detecting the focus adjustment state while moving the focus adjustment optical system. Determination means for determining
前記焦点調節手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記焦点調節を停止するか否かを決定することを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus apparatus, wherein the focus adjustment unit determines whether to stop the focus adjustment based on a determination result of the determination unit.
前記焦点調節手段は、前記判定手段によって前記焦点調節中に前記コントラスト値が低下したと判定された場合に、前記焦点調節を停止することを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus apparatus, wherein the focus adjustment unit stops the focus adjustment when the determination unit determines that the contrast value is reduced during the focus adjustment.
前記焦点調節手段は、前記判定手段によって前記焦点調節中に前記コントラスト値が低下しないと判定された場合に、前記焦点調節を継続することを特徴とするオートフォーカス装置。 The autofocus apparatus, wherein the focus adjustment unit continues the focus adjustment when the determination unit determines that the contrast value does not decrease during the focus adjustment.
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