JP5541671B2 - Imaging apparatus and focus control method - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置及びフォーカス制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a focus control method.

特許文献1及び2は、位相差検出方式の焦点検出(以下、単に「位相差AF」と呼ぶ。)手段とコントラスト検出方式の焦点検出(以下、単に、「TVAF」と呼ぶ。)手段を有するハイブリッド焦点検出手段(以下、単に、「HBAF」と呼ぶ。)を開示している。また、特許文献3は、撮像素子に撮像用画素と焦点検出用画素と瞳分割手段を設けて位相差AF(以下、単に「SAF」と呼ぶ。)機能を持たせた撮像装置を開示している。   Patent Documents 1 and 2 have a phase difference detection type focus detection (hereinafter simply referred to as “phase difference AF”) means and a contrast detection type focus detection (hereinafter simply referred to as “TVAF”) means. Hybrid focus detection means (hereinafter simply referred to as “HBAF”) is disclosed. Patent Document 3 discloses an imaging apparatus in which an imaging pixel, a focus detection pixel, and a pupil dividing unit are provided in an imaging element to provide a phase difference AF (hereinafter simply referred to as “SAF”) function. Yes.

特開2002−258147号公報JP 2002-258147 A 特開2006−003428号公報JP 2006-003428 A 特開2009−003122号公報JP 2009-003122 A

動体である被写体に対してHBAFを行う場合、ウォブリングで追従可能な速度以下の被写体にはTVAFで追従することができ、パンニングのように急激に変動する被写体には位相差AFで追従することができる。しかしながら、HBAFでは、TVAFでは追従できないが、パンニング程被写体が変化しない動体に対しては、いったんボケないと位相差AFに移行しないという課題がある。   When HBAF is performed on a moving subject, a subject having a speed that can be followed by wobbling can be followed by TVAF, and a subject that changes rapidly like panning can be followed by phase difference AF. it can. However, in HBAF, TVAF cannot follow, but there is a problem that a moving object whose subject does not change as much as panning does not shift to phase difference AF unless it is once blurred.

本発明は、動体である被写体への追従性を高めることが可能な撮像装置及びフォーカス制御方法を提供することを例示的な目的とする。   It is an exemplary object of the present invention to provide an imaging apparatus and a focus control method that can improve followability to a moving subject.

本発明の撮像装置は、動画撮影が可能な撮像装置であって、撮影レンズが形成する光学像を光電変換することによって得られる撮像信号のコントラストのピーク位置を検出することによって焦点検出を行う第1の焦点検出手段と、一対の被写体像の像信号の位相差から得られる被写体までの距離に対応する情報を取得することによって焦点検出を行う第2の焦点検出手段と、前記第1の焦点検出手段が検出した合焦位置に焦点調節する第1のモードまたは前記第2の焦点検出手段が検出した合焦位置に焦点調節する第2のモードを設定可能な制御部と、を有し、前記制御部は、前記距離に対応する情報に基づいて算出された被写体の移動速度が設定範囲にあるかどうかを判断し、前記制御部は、前記第1のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にある場合に前記第2のモードを設定するとともに、前記第2のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にない場合でも前記撮像信号に基づいて生成された合焦度が目標範囲にない場合は前記第2のモードで焦点調節を行うことを特徴とする。
An imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus capable of shooting a moving image, and performs focus detection by detecting a peak position of a contrast of an imaging signal obtained by photoelectric conversion of an optical image formed by a shooting lens. A first focus detection unit, a second focus detection unit that performs focus detection by acquiring information corresponding to a distance to a subject obtained from a phase difference between image signals of a pair of subject images, and the first focus A control unit capable of setting a first mode for adjusting the focus to the in-focus position detected by the detecting means or a second mode for adjusting the focus to the in-focus position detected by the second focus detecting means; The control unit determines whether the moving speed of the subject calculated based on the information corresponding to the distance is within a setting range, and the control unit sets the moving speed in the first mode. And it sets the second mode when in the circumference, when the second case the moving velocity is generated based on the imaging signal even if it set range in the mode degree is not in the target range The focus adjustment is performed in the second mode.

本発明によれば、動体である被写体への追従性を高めることが可能な撮像装置及びフォーカス制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device and focus control method which can improve the followable | trackability to the to-be-photographed object can be provided.

本実施例の撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the imaging device of a present Example. 図1に示すAF信号処理回路のブロック図である。It is a block diagram of the AF signal processing circuit shown in FIG. 図1に示すCPUの動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of a CPU shown in FIG. 1. 図2に示すS210の位相差検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the phase difference detection process of S210 shown in FIG. 図2に示すS230の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of S230 shown in FIG.

図1は、本実施例の動画撮影が可能な撮像装置(デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ)のブロック図である。撮像装置は、撮影レンズ、位相差AF手段、TVAF手段、顔検出部115、及び、その他の構成要素を有する。   FIG. 1 is a block diagram of an imaging apparatus (digital camera, digital video camera) capable of moving image shooting according to this embodiment. The imaging apparatus includes a photographing lens, a phase difference AF unit, a TVAF unit, a face detection unit 115, and other components.

撮影レンズは被写体像を形成し、自動焦点調節(AF)時に駆動されるフォーカスレンズ105や光軸方向に移動して撮影光学系の焦点距離を変更する不図示のズームレンズを含む。   The photographing lens includes a focus lens 105 that forms a subject image and is driven during automatic focus adjustment (AF) and a zoom lens (not shown) that moves in the optical axis direction to change the focal length of the photographing optical system.

位相差AF手段は、被写体までの距離に対応する情報を取得する距離情報取得部101と、フォーカスレンズ105、フォーカスモーター106、フォーカス制御回路110、及び、CPU(制御部)111を有する。   The phase difference AF means includes a distance information acquisition unit 101 that acquires information corresponding to the distance to the subject, a focus lens 105, a focus motor 106, a focus control circuit 110, and a CPU (control unit) 111.

なお、距離情報取得部101から得られる被写体までの距離の変化の情報から被写体が動体であるかどうかを判断することができ、また、動体である場合の被写体の移動速度を検出することができる。   Note that it is possible to determine whether the subject is a moving object from the information on the change in distance to the subject obtained from the distance information acquisition unit 101, and it is possible to detect the moving speed of the subject when it is a moving object. .

距離情報取得部101は、撮影レンズの異なる瞳領域を通過した光束を導く瞳分割手段を有し、前記光束が形成する一対の被写体像の像信号のずれ量(位相差)を検出し、その位相差から距離の情報を取得して距離信号Dを生成する。距離情報取得部101は、フォーカス制御回路110に接続され、フォーカス制御回路110に被写体までの距離の情報を表す距離信号Dを出力する。   The distance information acquisition unit 101 includes a pupil dividing unit that guides a light beam that has passed through different pupil regions of the photographing lens, detects a shift amount (phase difference) between image signals of a pair of subject images formed by the light beam, and A distance signal D is generated by acquiring distance information from the phase difference. The distance information acquisition unit 101 is connected to the focus control circuit 110 and outputs a distance signal D representing information on the distance to the subject to the focus control circuit 110.

距離情報取得部101は、撮影レンズからの光とは別個の光を利用して測定を行なう外測系と、撮影レンズを介した光を利用して(即ち、TTL方式により)測定を行なう内測系のどちらを利用してもよい。外測系や内測系の構成は特に限定されない。   The distance information acquisition unit 101 uses an external measurement system that performs measurement using light separate from the light from the photographing lens, and performs measurement using light through the photographing lens (that is, by the TTL method). Either measurement system may be used. The configuration of the external measurement system and the internal measurement system is not particularly limited.

外測系は、例えば、瞳分割光学系と位相差検出センサから構成される。瞳分割光学系は、位相差検出センサに2つの被写体像を結像する。位相差検出センサは、例えば、ラインセンサーから構成され、一対の被写体像の位相差を検出して公知の三角測量法により被写体までの距離を算出して距離信号Dを生成及び出力する。   The external measurement system includes, for example, a pupil division optical system and a phase difference detection sensor. The pupil division optical system forms two subject images on the phase difference detection sensor. The phase difference detection sensor is composed of, for example, a line sensor, detects a phase difference between a pair of subject images, calculates a distance to the subject by a known triangulation method, and generates and outputs a distance signal D.

内測系は、例えば、撮像素子107と撮像信号処理回路108から構成され、撮影レンズの一対の瞳領域を通過する光束により撮像素子107に埋め込まれた焦点検出用画素に形成される一対の被写体像のずれ量(位相差)を検出する(SAF方式)。なお、SAFは特許文献3において公知である。   The internal measurement system includes, for example, an imaging element 107 and an imaging signal processing circuit 108, and a pair of subjects formed on focus detection pixels embedded in the imaging element 107 by a light beam passing through a pair of pupil regions of the photographing lens. An image shift amount (phase difference) is detected (SAF method). SAF is known in Patent Document 3.

フォーカス制御回路110は、距離信号Dに基づいてフォーカスモーター106を介してフォーカスレンズ105を光軸方向に移動して合焦する。このため、フォーカス制御回路110は、一対の被写体像の像信号の位相差から得られる被写体までの距離の情報を取得することによって焦点検出を行う焦点検出手段(第2の焦点検出手段)として機能する。   The focus control circuit 110 moves the focus lens 105 in the direction of the optical axis via the focus motor 106 based on the distance signal D to focus. For this reason, the focus control circuit 110 functions as a focus detection unit (second focus detection unit) that performs focus detection by acquiring information on the distance to the subject obtained from the phase difference between the image signals of the pair of subject images. To do.

CPU111は、プロセッサから構成され、位相差AF手段の各部の動作を制御する。フォーカス制御回路110とCPU111はバス117を介して接続されている。   The CPU 111 is composed of a processor, and controls the operation of each part of the phase difference AF means. The focus control circuit 110 and the CPU 111 are connected via a bus 117.

TVAF手段は、フォーカスレンズ105、フォーカスモーター106、撮像素子107、撮像信号処理回路108、AF信号処理回路109、フォーカス制御回路110、CPU111を有する。   The TVAF means includes a focus lens 105, a focus motor 106, an image sensor 107, an image signal processing circuit 108, an AF signal processing circuit 109, a focus control circuit 110, and a CPU 111.

TVAFでは、撮影レンズによって形成される焦点位置と撮像素子107の相対位置を変化させるスキャンを行いながら撮像素子107の出力から得られる撮像信号(画像信号)のコントラスト値のピーク位置を検出することによって焦点検出する。本実施例のTVAFは、フォーカスレンズ105を光軸方向に微小量往復(ウォブリング)してコントラス値が最大となるピーク位置(合焦位置)を検出し、その位置にフォーカスレンズ105を移動することによって合焦する。   In TVAF, by detecting the peak position of the contrast value of an image signal (image signal) obtained from the output of the image sensor 107 while performing a scan that changes the relative position of the image sensor 107 and the focal position formed by the photographic lens. Focus detection. The TVAF of this embodiment detects a peak position (in-focus position) where the contrast value is maximized by reciprocating (wobbing) the focus lens 105 in the optical axis direction, and moves the focus lens 105 to that position. To focus on.

撮像素子107は、撮影レンズが形成した被写体像(光学像)を光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する撮影用画素を有し、CCDやCMOSセンサから構成される。撮像素子107は撮像信号処理回路108に接続され、撮像信号処理回路108に撮像信号を出力する。   The image pickup element 107 includes shooting pixels that photoelectrically convert a subject image (optical image) formed by the shooting lens to generate an image pickup signal (image signal), and includes a CCD or a CMOS sensor. The imaging element 107 is connected to the imaging signal processing circuit 108 and outputs an imaging signal to the imaging signal processing circuit 108.

撮像信号処理回路108は、撮像素子107からの撮像信号に対してA/D変換その他の処理を施す。撮像信号処理回路108は、AF信号処理回路109に接続され、AF信号処理回路109に撮像信号を出力する。   The image signal processing circuit 108 performs A / D conversion and other processes on the image signal from the image sensor 107. The imaging signal processing circuit 108 is connected to the AF signal processing circuit 109 and outputs an imaging signal to the AF signal processing circuit 109.

AF信号処理回路109撮像信号処理回路108からの撮像信号に基づいて、TVAFに使用される、コントラスト値に対応するAF評価値(FV信号)と合焦度を表すIFA信号を生成する。AF信号処理回路109は、フォーカス制御回路110に接続され、フォーカス制御回路110にFV信号とIFA信号を出力する。   Based on the image signal from the image signal processing circuit 108, an AF evaluation value (FV signal) corresponding to a contrast value and an IFA signal representing the degree of focus are generated for use in TVAF. The AF signal processing circuit 109 is connected to the focus control circuit 110 and outputs an FV signal and an IFA signal to the focus control circuit 110.

図2は、AF信号処理回路109のブロック図である。同図に示すように、AF信号処理回路109は、一又は複数のゲート109a、バンドパスフィルタ(BPF)109b、109d、109g、検波部(DET)109c、109e、109h、除算部(A/B)109fを有する。   FIG. 2 is a block diagram of the AF signal processing circuit 109. As shown in the figure, the AF signal processing circuit 109 includes one or a plurality of gates 109a, band pass filters (BPF) 109b, 109d, 109g, detectors (DET) 109c, 109e, 109h, and dividers (A / B). ) 109f.

ゲート109aは撮像信号処理回路108からの撮像信号の画面内の一部を抽出し、BPF109bはその高周波成分を抽出する。DET109cはピークホールドや積分等の処理を高周波成分に行ってFV信号をフォーカス制御回路110へ出力する。   The gate 109a extracts a part of the screen of the image signal from the image signal processing circuit 108, and the BPF 109b extracts the high frequency component. The DET 109 c performs processing such as peak hold and integration on the high frequency component and outputs an FV signal to the focus control circuit 110.

BPF109d及び109gは、ゲート401を通過した撮像信号の高域周波成分を抽出し、DET109e及び109hはその高周波成分に対してピークホールドや積分等の処理を行う。BPF109dの周波数は、BPF109gの周波数よりも高い周波数を抽出するようにフィルタ特性が設定されている。   The BPFs 109d and 109g extract the high-frequency component of the imaging signal that has passed through the gate 401, and the DETs 109e and 109h perform processing such as peak hold and integration on the high-frequency component. The filter characteristic is set so that the frequency of the BPF 109d is higher than the frequency of the BPF 109g.

A/B109fは、(DET109eの出力)/(DET109hの出力)、即ち、撮像信号の周波数成分の比を求めて焦点検出枠ごとのIFA信号を生成する。焦点検出枠は焦点検出を行う主被写体を含む領域であり、不図示の設定手段や顔検出部115によって設定される。   The A / B 109f obtains (output of DET 109e) / (output of DET 109h), that is, the ratio of frequency components of the imaging signal, and generates an IFA signal for each focus detection frame. The focus detection frame is an area including a main subject for focus detection, and is set by a setting unit (not shown) or the face detection unit 115.

ゲート109aが複数の場合は、以降の回路も複数になり、FV信号やIFA信号も複数の信号になる。   When there are a plurality of gates 109a, the subsequent circuits are also a plurality, and the FV signal and the IFA signal are also a plurality of signals.

フォーカス制御回路110は、FV信号とIFA信号に基づいてフォーカスモーター106を介してフォーカスレンズ105を光軸方向に移動して合焦する。このため、フォーカス制御回路110は、撮影レンズが形成する光学像を光電変換することによって得られる撮像信号のコントラストのピーク位置を検出することによって焦点検出を行う焦点検出手段(第1の焦点検出手段)として機能する。フォーカス制御回路110は、複数の信号から条件に応じて選択を行い、複数の信号に基づいてフォーカス動作を行う。   The focus control circuit 110 moves the focus lens 105 in the direction of the optical axis via the focus motor 106 based on the FV signal and the IFA signal to focus. Therefore, the focus control circuit 110 detects the focus by detecting the peak position of the contrast of the imaging signal obtained by photoelectrically converting the optical image formed by the photographing lens (first focus detection means). ). The focus control circuit 110 selects from a plurality of signals according to conditions, and performs a focus operation based on the plurality of signals.

CPU111は、TVAF手段の各部の動作を制御する。   The CPU 111 controls the operation of each part of the TVAF means.

CPU111は、位相差検出方式を利用した自動焦点調節(位相差AF)とコントラスト検出方式を利用した自動焦点調節(TVAF)の機能を備えたハイブリッドAF(HBAF)を行なう。   The CPU 111 performs hybrid AF (HBAF) having functions of automatic focus adjustment (phase difference AF) using a phase difference detection method and automatic focus adjustment (TVAF) using a contrast detection method.

また、CPU111はTVAFで検出した合焦位置に自動焦点調節する第1のAFモードまたは位相差AFで検出した合焦位置に自動焦点調節する第2のAFモードを設定可能である。   Further, the CPU 111 can set the first AF mode for automatically adjusting the focus position detected by the TVAF or the second AF mode for automatically adjusting the focus position detected by the phase difference AF.

CPU111は、被写体までの距離に対応する情報が変化しない場合(被写体が動体でない場合)には位相差AFで合焦位置付近までフォーカスレンズ105を移動させ、そこからTVAFでフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。より詳細には、CPU111は、後述する図3に示すAF制御を行なう。   When the information corresponding to the distance to the subject does not change (when the subject is not a moving object), the CPU 111 moves the focus lens 105 to the vicinity of the focus position by phase difference AF, and from there, the focus lens is moved to the focus position by TVAF. Move to. More specifically, the CPU 111 performs AF control shown in FIG.

顔検出部115は、特定の形状の被写体を検出する被写体検出手段の一例である。顔検出部115は、画像を予め内部に記憶されたデータベース画像とテンプレートマッチング等で比較する。顔検出部115はバス117を介してCPU111に接続され、CPU111に、複数被写体の顔の位置や大きさ(顔検出サイズ)、顔の数、顔の信頼度(確からしさ)等を出力する。   The face detection unit 115 is an example of a subject detection unit that detects a subject having a specific shape. The face detection unit 115 compares the image with a database image stored in advance by template matching or the like. The face detection unit 115 is connected to the CPU 111 via the bus 117, and outputs to the CPU 111 the face position and size (face detection size), the number of faces, the reliability of the face (probability), and the like of a plurality of subjects.

その他、撮像信号処理回路108から出力された撮像信号は、メモリ113へ一時的に格納され、その後、コーデック114によって圧縮されて記録媒体112に記録される。CPU111は、撮像系の各部の動作を制御する。圧縮、記録処理と並行して、メモリ113に蓄積された撮像信号は、画像処理回路116にてガンマ補正、色ゲイン補正などの画像信号処理を施されて最適なサイズにリサイズされ、顔枠等を重畳して不図示の表示部にリアルタイムで表示される。これらの構成要素は、バス117を介してCPU111に接続されている。   In addition, the imaging signal output from the imaging signal processing circuit 108 is temporarily stored in the memory 113, and then compressed by the codec 114 and recorded on the recording medium 112. The CPU 111 controls the operation of each part of the imaging system. In parallel with the compression and recording processing, the image signal stored in the memory 113 is subjected to image signal processing such as gamma correction and color gain correction in the image processing circuit 116, and is resized to an optimal size, such as a face frame. Are displayed in real time on a display unit (not shown). These components are connected to the CPU 111 via the bus 117.

図3はCPU111による動画撮影時のHBAF制御動作(フォーカス制御方法)を説明するためのフローチャートであり、「S」はステップの略である。なお、CPU111の代わりにフォーカス制御回路110が図3に示す動作を実行してもよい。ここでは、距離情報取得部101が上述した外測系を使用した場合を例にしている。また、撮像装置がカメラ本体に着脱可能に搭載されるレンズユニットの場合には、レンズユニットに図3に示す制御を行う制御部が設けられていてもよい。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the HBAF control operation (focus control method) during moving image shooting by the CPU 111, and “S” is an abbreviation of step. Note that the focus control circuit 110 may execute the operation shown in FIG. 3 instead of the CPU 111. Here, a case where the distance information acquisition unit 101 uses the above-described external measurement system is taken as an example. In the case of a lens unit that is detachably mounted on the camera body, the lens unit may be provided with a control unit that performs the control shown in FIG.

まず、CPU111は第1のAFモードをAFモードとして設定する(S201)。次に、CPU111は、撮像信号処理回路108による撮像信号処理、AF信号処理回路109によるコントラスト信号処理、位相差検出センサによる位相差検出処理を行うようにこれらを制御する(S210)。   First, the CPU 111 sets the first AF mode as the AF mode (S201). Next, the CPU 111 controls the imaging signal processing by the imaging signal processing circuit 108, the contrast signal processing by the AF signal processing circuit 109, and the phase difference detection processing by the phase difference detection sensor (S210).

図4は、S210の位相差検出処理のフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart of the phase difference detection process in S210.

まず、CPU111は、位相差検出センサの値をA/D変換させ(S211)、A/D変換が所定回数変換されたかどうかを判断する(S212)。CPU111がA/D変換が所定回数変換されていないと判断すると(S212のN)、フローはS211に帰還する。CPU111は、A/D変換が所定回数変換されたと判断すると(S212のY)、一対の被写体像(A像、B像)の位相差を検出し(S213)、位相差から距離を算出し(S214)、距離変化率から被写体の移動速度を算出する(S215)。   First, the CPU 111 performs A / D conversion on the value of the phase difference detection sensor (S211), and determines whether the A / D conversion has been performed a predetermined number of times (S212). When the CPU 111 determines that the A / D conversion has not been performed a predetermined number of times (N in S212), the flow returns to S211. When determining that the A / D conversion has been performed a predetermined number of times (Y in S212), the CPU 111 detects the phase difference between the pair of subject images (A image and B image) (S213), and calculates the distance from the phase difference ( S214), the moving speed of the subject is calculated from the distance change rate (S215).

次に、CPU111は、位相差検出センサによる検出結果から被写体が設定範囲の速度を有するかどうかを判断する(S220)。「設定範囲の速度」の下限はTVAFのウォブリングで追従可能な最高速度(スキャン速度の最高速度)であり、被写体像面が現在の焦点距離による焦点深度の外に出ない最高速度である。また、「設定範囲の速度」の上限はパンニングの最低速度である。設定範囲の上限及び下限は予めメモリ113に格納されている。   Next, the CPU 111 determines whether or not the subject has a speed within the set range from the detection result by the phase difference detection sensor (S220). The lower limit of the “setting range speed” is the maximum speed (the maximum speed of the scanning speed) that can be followed by TVAF wobbling, and is the maximum speed at which the subject image plane does not go out of the depth of focus due to the current focal length. The upper limit of the “setting range speed” is the minimum panning speed. The upper and lower limits of the setting range are stored in the memory 113 in advance.

CPU111は、被写体が設定範囲の速度を有しないと判断すると(S220のN)、第1のAFモード(TVAF)の結果から算出した合焦位置と、位相差検出センサが検出した合焦位置との距離が閾値以上であるかどうかを判断する(S221)。   If the CPU 111 determines that the subject does not have the speed within the set range (N in S220), the in-focus position calculated from the result of the first AF mode (TVAF) and the in-focus position detected by the phase difference detection sensor It is determined whether or not the distance is greater than or equal to the threshold (S221).

CPU111は、2つの合焦位置の距離が閾値以上であると判断すると(S221のY)、AFモードとして第2のAFモードを設定する(S222)。また、CPU111は、2つの合焦位置の距離が閾値未満であると判断すると(S221のN)、第1のAFモードを維持する(S223)。次に、CPU111は、設定されたAFモードに従ってフォーカスレンズ105を移動し(S224)、フローはS201に戻る。   If the CPU 111 determines that the distance between the two in-focus positions is greater than or equal to the threshold (Y in S221), the CPU 111 sets the second AF mode as the AF mode (S222). If the CPU 111 determines that the distance between the two in-focus positions is less than the threshold (N in S221), the CPU 111 maintains the first AF mode (S223). Next, the CPU 111 moves the focus lens 105 according to the set AF mode (S224), and the flow returns to S201.

このように、本実施例では、被写体が設定範囲の速度を有しない場合は、位相差AFの結果とTVAFの結果が大きく異ならない限りTVAFによってAFを行う。これは、被写体が静止している場合や動体である被写体の移動速度が第1のモードのウォブリングで追従可能な速度以下であればTVAFで追従することができ、被写体の移動速度がパンニング速度よりも大きければ位相差AFで追従することができるからである。   As described above, in this embodiment, when the subject does not have the speed within the set range, AF is performed by TVAF unless the result of phase difference AF and the result of TVAF differ greatly. This can be done by TVAF when the subject is stationary or when the moving speed of the moving subject is less than the speed that can be followed by wobbling in the first mode, and the moving speed of the subject is higher than the panning speed. This is because the phase difference AF can be followed.

一方、CPU111は、被写体が設定範囲の速度を有すると判断すれば(S220のY)、CPU111は速度検出エラーがあるかを判断する(S230)。   On the other hand, if the CPU 111 determines that the subject has a speed within the set range (Y in S220), the CPU 111 determines whether there is a speed detection error (S230).

図5は、S230の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、CPU111は、AF評価値(FV信号)の変動量が閾値以上であるかどうかを判断し(S231)、変動したと判断すると(S231のY)、顔検出部115が検出した顔検出サイズの変動量が閾値以上であるかどうかを判断する(S232)。CPU111は、顔検出サイズの変動量が閾値以上であると判断すると(S232のY)、速度検出エラーがないと判断する(S233)。一方、CPU111は、AF評価値の変動量が閾値未満である(S231のN)または顔検出サイズの変動量が閾値未満である(S232のN)と判断すると、速度検出エラーがあると判断する(S234)。   FIG. 5 is a flowchart for explaining details of S230. First, the CPU 111 determines whether or not the variation amount of the AF evaluation value (FV signal) is equal to or greater than the threshold (S231). If the CPU 111 determines that the variation has occurred (Y in S231), the face detection size detected by the face detection unit 115 is detected. It is determined whether or not the fluctuation amount is greater than or equal to a threshold value (S232). If the CPU 111 determines that the variation amount of the face detection size is equal to or greater than the threshold (Y in S232), the CPU 111 determines that there is no speed detection error (S233). On the other hand, if the CPU 111 determines that the variation amount of the AF evaluation value is less than the threshold (N in S231) or the variation amount of the face detection size is less than the threshold (N in S232), the CPU 111 determines that there is a speed detection error. (S234).

このように、CPU111は、AF評価値の変動が閾値未満であると判断すると(S231)、誤焦点検出として第2のAFモードを設定しないので(S230のY)、位相差AFセンサのパララックスによる誤動作が発生しにくい。また、CPU111は、顔検出部115によって検出された顔検出サイズの変動が閾値未満であると判断すると(S232)、誤焦点検出として第2のAFモードを設定しないので、位相差AFセンサのパララックスによる誤動作が発生しにくい。   As described above, when the CPU 111 determines that the variation in the AF evaluation value is less than the threshold value (S231), the second AF mode is not set as the misfocus detection (Y in S230), so that the parallax of the phase difference AF sensor is set. Malfunction due to is unlikely to occur. If the CPU 111 determines that the variation in the face detection size detected by the face detection unit 115 is less than the threshold value (S232), the CPU 111 does not set the second AF mode for misfocus detection. Malfunction due to Lux is unlikely to occur.

CPU111が速度検出エラーがあると判断すると(S230のY)、フローはS221に移行する。一方、CPU111は、速度検出エラーがないと判断すると(S230のN)、AFモードを位相差AFの結果を優先させる第2のAFモードに設定し(S240)、位相差AFで得られた合焦位置にフォーカスレンズ105を移動する(S241)。   If the CPU 111 determines that there is a speed detection error (Y in S230), the flow proceeds to S221. On the other hand, when determining that there is no speed detection error (N in S230), the CPU 111 sets the AF mode to the second AF mode in which the result of the phase difference AF is prioritized (S240), and the result obtained by the phase difference AF is set. The focus lens 105 is moved to the focal position (S241).

このように、本実施例では、第2のモードへの移行(S222)に加えて、被写体が設定範囲の速度を有するように距離に対応する情報が変化した場合には第2のモードを設定する(S240)。CPU111はTVAFで合焦可能な速度よりも大きい速度であるがパンニング程被写体が変動しない動体に対して、一旦ボケるのを待たず位相差AFによるフォーカスレンズ105の駆動に移行するのでボケないという効果がある。   As described above, in this embodiment, in addition to the transition to the second mode (S222), the second mode is set when the information corresponding to the distance changes so that the subject has the speed within the setting range. (S240). The CPU 111 is faster than the speed at which focusing can be performed by TVAF, but for a moving object whose subject does not change as much as panning, the CPU 111 shifts to driving the focus lens 105 by phase difference AF without waiting for it to be blurred. effective.

次に、CPU111は、第2のAFモードを維持し(S242)、S210と同様の処理を行うように制御し(S243)、次いで、S220と同様の処理を行う(S244)。   Next, the CPU 111 maintains the second AF mode (S242), controls to perform the same processing as S210 (S243), and then performs the same processing as S220 (S244).

CPU111は、被写体が設定範囲の速度を有すると判断した場合には(S244のY)、位相差AFで得られた合焦位置にレンズを移動する(S245)。その後、フローはS242に帰還する。   If the CPU 111 determines that the subject has a speed within the set range (Y in S244), the CPU 111 moves the lens to the in-focus position obtained by the phase difference AF (S245). Thereafter, the flow returns to S242.

一方、CPU111は、被写体が設定範囲の速度を有しないと判断した場合には(S244のN)、IFA信号を取得する(S246)。次に、CPU111は、AF信号処理回路109からフォーカス制御回路110を介して取得した合焦度が目標範囲にあるかどうかを判断する(S247)。CPU111が合焦度が目標範囲にあると判断すると(S247のN)、フローはS201に帰還する。一方、CPU111が合焦度が目標範囲にないと判断すると(S247のY)、フローはS222に移行する。
On the other hand, when the CPU 111 determines that the subject does not have the speed within the set range (N in S244), the CPU 111 acquires an IFA signal (S246). Next, the CPU 111 determines whether or not the degree of focus acquired from the AF signal processing circuit 109 via the focus control circuit 110 is within the target range (S247). When CPU111 determines that the degree of focus is in the target range (N in S247), the flow returns to S201. On the other hand, if the CPU 111 determines that the focus level is not within the target range (Y in S247), the flow proceeds to S222.

位相差AF手段としてSAFを使用した撮像装置の場合は、撮像素子107での距離焦点検出はTTLであるのでパララックスによる誤焦点検出は起きない。このため、図3に示すS230が不要となり、S220のYがS240に直接接続される。   In the case of an imaging apparatus that uses SAF as the phase difference AF means, the distance focus detection by the image sensor 107 is TTL, so that no misfocus detection by parallax occurs. For this reason, S230 shown in FIG. 3 becomes unnecessary, and Y of S220 is directly connected to S240.

また、図3のS220において、CPU111は、動体が設定範囲の速度を有するかどうかを判断しているが、CPU111は、被写体までの距離に対応する情報が変化した場合に(即ち、動体であれば)直ちにS230又はS240に移行してもよい。これにより、動体である被写体への追従性を高めることができる。   In S220 of FIG. 3, the CPU 111 determines whether or not the moving object has a speed within the set range. However, the CPU 111 determines that the information corresponding to the distance to the subject has changed (that is, whether the moving object is a moving object). For example, you may move to S230 or S240 immediately. As a result, it is possible to improve followability to a moving subject.

図3に示すフローは、撮像装置に搭載されるプロセッサに実行させるフォーカス制御方法としてプログラムとしてメモリ113に格納可能である。   The flow shown in FIG. 3 can be stored in the memory 113 as a program as a focus control method to be executed by a processor mounted on the imaging apparatus.

撮像装置は、被写体の撮像に適用することができる。   The imaging device can be applied to imaging a subject.

101 距離情報取得部
105 フォーカスレンズ
107 撮像素子
109 AF信号処理回路
111 CPU
115 顔検出部
101 Distance information acquisition unit 105 Focus lens 107 Image sensor 109 AF signal processing circuit 111 CPU
115 Face detection unit

Claims (5)

動画撮影が可能な撮像装置であって、
撮影レンズが形成する光学像を光電変換することによって得られる撮像信号のコントラストのピーク位置を検出することによって焦点検出を行う第1の焦点検出手段と、
一対の被写体像の像信号の位相差から得られる被写体までの距離に対応する情報を取得することによって焦点検出を行う第2の焦点検出手段と、
前記第1の焦点検出手段が検出した合焦位置に焦点調節する第1のモードまたは前記第2の焦点検出手段が検出した合焦位置に焦点調節する第2のモードを設定可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記距離に対応する情報に基づいて算出された被写体の移動速度が設定範囲にあるかどうかを判断し、
前記制御部は、前記第1のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にある場合に前記第2のモードを設定するとともに、前記第2のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にない場合でも前記撮像信号に基づいて生成された合焦度が目標範囲にない場合は前記第2のモードで焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
An imaging device capable of video recording,
First focus detection means for performing focus detection by detecting a peak position of contrast of an imaging signal obtained by photoelectrically converting an optical image formed by the photographing lens;
Second focus detection means for performing focus detection by acquiring information corresponding to the distance to the subject obtained from the phase difference between the image signals of the pair of subject images;
A control unit capable of setting a first mode for adjusting the focus to the in-focus position detected by the first focus detection unit or a second mode for adjusting the focus to the in-focus position detected by the second focus detection unit; ,
Have
The controller determines whether or not the moving speed of the subject calculated based on the information corresponding to the distance is within a setting range;
The control unit sets the second mode when the moving speed is within a setting range in the first mode, and the imaging signal even when the moving speed is not within the setting range in the second mode. The focus adjustment is performed in the second mode when the degree of focus generated based on is not within the target range .
前記制御部は、前記被写体の移動速度が前記第1のモードで追従可能な速度よりも大きい場合に前記第2のモードを設定し、前記被写体の移動速度が前記第1のモードで追従可能な速度以下である場合には前記第1のモードを維持することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The control unit sets the second mode when the moving speed of the subject is higher than the speed that can be followed in the first mode, and the moving speed of the subject can follow in the first mode. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first mode is maintained when the speed is equal to or lower than the speed. 前記制御部は、前記第1のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にある場合で、前記第1の焦点検出手段から得られるコントラスト値を表す量の変動量が第1の閾値以上である場合に前記第2のモードを設定し、前記変動量が前記第1の閾値未満である場合であって、前記第1の焦点検出手段が検出した合焦位置と前記第2の焦点検出手段が検出した合焦位置との距離が第2の閾値未満である場合に前記第1のモードを維持することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 In the first mode, when the moving speed is in a set range, the control unit is configured to change the amount of contrast representing the contrast value obtained from the first focus detection unit to be equal to or greater than a first threshold. When the second mode is set and the fluctuation amount is less than the first threshold, the in- focus position detected by the first focus detection unit and the second focus detection unit detect The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first mode is maintained when a distance to the in-focus position is less than a second threshold value . 特定の形状の被写体を検出する被写体検出手段を更に有し、
前記制御部は、前記第1のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にある場合で、前記被写体検出手段が検出した前記被写体の前記特定の形状のサイズの変動量が第3の閾値以上である場合に前記第2のモードを設定し、前記変動量が前記第3の閾値未満である場合であって、前記第1の焦点検出手段が検出した合焦位置と前記第2の焦点検出手段が検出した合焦位置との距離が第2の閾値未満である場合に前記第1のモードを維持することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
It further has subject detection means for detecting a subject having a specific shape,
In the first mode, the control unit is configured such that the moving speed is within a set range, and the variation amount of the size of the specific shape of the subject detected by the subject detection unit is greater than or equal to a third threshold value. Is set to the second mode, and the variation amount is less than the third threshold value, and the in-focus position detected by the first focus detection means and the second focus detection means detect The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first mode is maintained when a distance from the focused position is less than a second threshold .
撮影レンズが形成する光学像を光電変換することによって得られる撮像信号のコントラストのピーク位置を検出することによって焦点検出を行う第1の焦点検出手段と、一対の被写体像の像信号の位相差から得られる被写体までの距離に対応する情報を取得することによって焦点検出を行う第2の焦点検出手段と、を有して動画撮影が可能な撮像装置に搭載されるプロセッサによって行なわれるフォーカス制御方法であって、
前記第1の焦点検出手段が検出した合焦位置に焦点調節する第1のモードを設定するステップと、
前記距離に対応する情報に基づいて算出された被写体の移動速度が設定範囲にあるかどうかを判断するステップと、
前記第1のモードを設定している間に前記移動速度が設定範囲にあると判断すると前記第2の焦点検出手段が検出した合焦位置に焦点調節する第2のモードを設定するとともに、前記第2のモードにおいて前記移動速度が設定範囲にないと判断された場合でも前記撮像信号に基づいて生成された合焦度が目標範囲にない場合は前記第2のモードで焦点調節を行うステップと、
を有することを特徴とするフォーカス制御方法。
From the first focus detection means for detecting the focus by detecting the peak position of the contrast of the imaging signal obtained by photoelectrically converting the optical image formed by the taking lens, and the phase difference between the image signals of the pair of subject images A focus control method performed by a processor mounted on an imaging apparatus having a second focus detection unit that performs focus detection by acquiring information corresponding to the distance to the subject obtained. There,
Setting a first mode for adjusting the focus to the in-focus position detected by the first focus detection means;
Determining whether the moving speed of the subject calculated based on the information corresponding to the distance is within a set range;
Together with the said and the moving speed is determined to be in the set range second focus detection unit sets a second mode in which the focusing on the focus position detection while setting the first mode, the a step if focus level generated based on the image signal even when the moving speed in the second mode is determined not to set range is not in the target range for performing focus adjustment in the second mode ,
A focus control method characterized by comprising:
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