JP6124628B2 - Focus adjustment device and focus adjustment method - Google Patents

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Description

本発明は、被写体について焦点調節動作を行う焦点調節装置及び焦点調節方法に関する。   The present invention relates to a focus adjustment device and a focus adjustment method for performing a focus adjustment operation on a subject.

従来、フォーカスレンズをウォブリング動作させ、撮像素子により取得された画像データに基づいて被写体像のコントラストを求めて自動焦点調節を行う技術が知られている。特許文献1には、ウォブリングを利用したAF制御(以下ウォブリングAF)が開示されている。フォーカスレンズを所定の周期で光軸方向に所定の微小量(振幅)だけ繰り返し移動させる動作を一般的にウォブリングと称する。また、ウォブリング動作中に撮像素子の出力する画像データに基づいて焦点評価値を算出し焦点検出する手法をウォブリングAF方式と称する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which a focus lens is wobbled and automatic focus adjustment is performed by obtaining the contrast of a subject image based on image data acquired by an image sensor. Patent Document 1 discloses AF control using wobbling (hereinafter referred to as wobbling AF). The operation of repeatedly moving the focus lens by a predetermined minute amount (amplitude) in the optical axis direction at a predetermined cycle is generally referred to as wobbling. A method of calculating a focus evaluation value based on image data output from the image sensor during a wobbling operation and detecting the focus is referred to as a wobbling AF method.

特開2010−271697号公報JP 2010-271697 A

特許文献1の場合、ウォブリング動作の振幅を大きくすることによって、より低コントラストの被写体に対する焦点検出の性能が向上させることができる。しかしながら、その一方でフォーカスレンズの駆動により発生するノイズ音が大きくなることや、フォーカスレンズの移動に伴う像倍率の変動により撮像した画像を観測する際の画像の品位が低下するという問題が発生する。   In the case of Patent Document 1, by increasing the amplitude of the wobbling operation, it is possible to improve the focus detection performance for a subject with a lower contrast. However, on the other hand, there is a problem that noise noise generated by driving the focus lens is increased, and that the quality of the image when observing the captured image is deteriorated due to fluctuation of the image magnification accompanying the movement of the focus lens. .

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、フォーカスレンズの駆動音を増大させることなく、撮像する画像の品位を低下させることもなく焦点検出性能を向上させることが可能な焦点調節装置および焦点調節方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a focus adjustment device capable of improving the focus detection performance without increasing the driving sound of the focus lens and without degrading the quality of an image to be captured. And to provide a focusing method.

前記の目的を達成するために、第1の発明に係わる焦点調節装置は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを有する撮影光学系と、前記撮影光学系により結像される被写体像を撮像する撮像部と、前記撮像部が生成する画像データに基づいて焦点評価値を算出する焦点評価値算出部と、前記焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを制御してAF動作を実行する焦点制御部と、を具備し、前記焦点制御部は、第1の周期と第1の振幅により形成される第1の信号に、前記第1の周期よりも大きい第2の周期と前記第1の振幅よりも大きい第2の振幅により形成される第2の信号を重畳させた信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させ、前記フォーカスレンズの移動に同期して前記焦点評価値算出部により焦点評価値を算出させ、算出された焦点評価値に基づいてAF動作を実行し、
前記焦点制御部は、前記第2の信号成分の最大値と最小値の間の半周期分に相当する第1の期間において前記第1の信号成分と第2の信号成分とを重畳した信号成分の最大値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値と、前記第1の信号成分と第2の信号成分とを重畳した信号成分の最小値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値との差に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる第1の方向を判断し、前記第1の期間の中で前記第1の信号成分の最大値と最小値の間の半周期分に相当する第2の期間において前記第1の信号成分の最大値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値と、前記第1の信号成分の最小値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値の差に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる第2の方向を判断し、前記第1の方向と第2の方向に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる方向を決定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a focus adjustment apparatus according to a first aspect of the present invention captures a photographic optical system having a focus lens movable in an optical axis direction and a subject image formed by the photographic optical system. An imaging unit, a focus evaluation value calculation unit that calculates a focus evaluation value based on image data generated by the imaging unit, and a focus control unit that performs an AF operation by controlling the focus lens based on the focus evaluation value And the focus control unit uses a second period larger than the first period and the first amplitude in the first signal formed by the first period and the first amplitude. The focus lens is moved based on a signal obtained by superimposing a second signal formed with a second amplitude that is greater than the first, and the focus evaluation value calculation unit calculates the focus evaluation value in synchronization with the movement of the focus lens. Let Run the AF operation based on the out of focus evaluation value,
The focus control unit includes a signal component obtained by superimposing the first signal component and the second signal component in a first period corresponding to a half cycle between the maximum value and the minimum value of the second signal component. The focus lens at a position corresponding to a minimum value of a signal component obtained by superimposing a focus evaluation value when the focus lens is positioned at a position corresponding to the maximum value of the first signal component and the second signal component. A first direction in which the focus lens is in focus is determined based on a difference from a focus evaluation value when the lens is positioned, and a maximum value and a minimum value of the first signal component in the first period A focus evaluation value when the focus lens is positioned at a position corresponding to the maximum value of the first signal component in a second period corresponding to a half cycle between the minimum period and the minimum value of the first signal component The focus lens at a position corresponding to A second direction in which the focus lens is in focus based on a difference in focus evaluation value when the lens is placed, and a direction in which the focus lens is in focus based on the first direction and the second direction It is characterized by determining.

本発明によれば、フォーカスレンズの駆動音を増大させることなく、撮像する画像の品位を低下させることもなく焦点検出性能を向上させることが可能な焦点調節装置及び焦点調節方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a focus adjustment device and a focus adjustment method capable of improving the focus detection performance without increasing the driving sound of the focus lens and without degrading the quality of an image to be captured. it can.

本発明の実施形態に係る焦点調節装置の一例としての撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the imaging device as an example of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置の状態遷移について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state transition of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置の通常ウォブリング動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the normal wobbling operation | movement of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置のサーチ動作について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about search operation | movement of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置の低周波ウォブリング動作について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the low frequency wobbling operation | movement of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置の被写体状態判断について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about to-be-photographed object state determination of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置の低周波ウォブリング動作について詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the low frequency wobbling operation | movement of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明に実施形態に係る焦点調節装置の低周波ウォブリング動作について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the low frequency wobbling operation | movement of the focus adjusting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦点調節装置の低周波ウォブリング動作について詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the low frequency wobbling operation | movement of the focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 従来のウォブリング動作について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional wobbling operation | movement.

本発明の説明に先立ち、本発明の特徴であるウォブリング動作について、図7、8、10を用いて説明する。   Prior to the description of the present invention, the wobbling operation that is a feature of the present invention will be described with reference to FIGS.

図10は、フォーカスレンズのウォブリング動作の振幅中心、周期を同一とし振幅が異なる2種類のウォブリング動作を示す図である。ここで、Anは、ウォブリング動作の最大と最小の幅を示し、ウォブリング動作の振幅は1/2Anとなる。図10は、振幅(1/2)Anを有する通常のウォブリング動作Wnとこれに対して、同一の周期であって振幅(1/2)Anよりも大きくした振幅(1/2)Aaを有するウォブリング動作Waを示している。このようなウォブリング動作Waは、ウォブリング動作Wnに比較して振幅が大きいのでコントラストの変化を検出する性能が高い。しかしながら、撮像動作のフレームレートに合わせた周期とするためにはフォーカスレンズの駆動速度を大きくする必要がある。フォーカスレンズの駆動速度を大きくすることによってフォーカスレンズの駆動機構から発生する雑音が増大するという問題が生ずる。これは、フォーカスレンズの駆動により発生する雑音が、駆動速度とほぼ比例の関係にあるためである。
FIG. 10 is a diagram showing two types of wobbling operations with the same amplitude center and period and different amplitudes of the wobbling operation of the focus lens. Here, An indicates the maximum and minimum widths of the wobbling operation, and the amplitude of the wobbling operation is 1 / 2An. Figure 10 includes contrast and normal wobbling operation Wn having an amplitude (1/2) An, a largely amplitude (1/2) Aa than a same cycle amplitude (1/2) An A wobbling operation Wa is shown. Such a wobbling operation Wa has a higher performance than that of the wobbling operation Wn, and thus has a high performance for detecting a change in contrast. However, it is necessary to increase the driving speed of the focus lens in order to set the cycle according to the frame rate of the imaging operation. Increasing the driving speed of the focus lens causes a problem that noise generated from the driving mechanism of the focus lens increases. This is because the noise generated by driving the focus lens is substantially proportional to the driving speed.

また、フォーカスレンズの移動量をより拡大することによって、より大きな像倍率の変動が発生してウォブリング動作中に記録される動画の品位が低下する。フォーカスレンズのウォブリング動作による動画の見栄え、品位への影響は、単位時間あたりの像倍率変動量に依存しており、たとえば時間約33msに対して0.04%以上の像倍率変化が繰り返されると観察者は不快に感じると一般に言われている。したがって、ウォブリング動作Waは、ウォブリング動作Wnに比較して振幅が大きく像倍率変動がより大きいので、動画の見栄え、品位が大きく低下してしまう。   Further, by further enlarging the moving amount of the focus lens, a larger fluctuation in image magnification occurs and the quality of a moving image recorded during the wobbling operation is lowered. The effect of the focus lens wobbling operation on the appearance and quality of the moving image depends on the amount of fluctuation in image magnification per unit time. For example, when a change in image magnification of 0.04% or more is repeated for about 33 ms. It is generally said that observers feel uncomfortable. Therefore, the wobbling operation Wa has a larger amplitude and a larger image magnification fluctuation than the wobbling operation Wn, so that the appearance and quality of the moving image are greatly deteriorated.

本発明においては、上記の問題を解決するために図7に示すようなウォブリング動作を行う。即ち、通常のウォブリング動作Wnに対して、より低周波な正弦波状の振幅Sを重畳させたウォブリング動作Wlを行う。このようなウォブリング動作を低周波ウォブリング動作と称するものとする。このような低周波ウォブリング動作により、通常ウォブリング動作に対して動画の画像品位を低下させることなく、焦点検出の性能をより向上させることが可能である。   In the present invention, a wobbling operation as shown in FIG. 7 is performed in order to solve the above problem. That is, the wobbling operation Wl is performed by superimposing the lower frequency sine wave amplitude S on the normal wobbling operation Wn. Such a wobbling operation is referred to as a low frequency wobbling operation. With such a low frequency wobbling operation, it is possible to further improve the focus detection performance without degrading the image quality of the moving image with respect to the normal wobbling operation.

図8は、低周波ウォブリング動作による焦点検出性能の向上を示す図である。焦点評価値の変化を示す曲線AFCは、フォーカスレンズのレンズ位置P0にてピークを成す形状を有している。ここでレンズ位置P0を中心として通常ウォブリング動作Wnを行った場合に、ウォブリングの振幅の端点にて得られる焦点評価値の変化量(差)は、dnとなる。一方、レンズ位置P0を中心として上記低周波ウォブリング動作Wlを行った場合に、ウォブリングの振幅の端点にて得られる焦点評価値の変化量(差)はdlとなる。図8から明らかなようにdl>dnであるので、低周波ウォブリング動作Wlの方が通常ウォブリング動作Wnよりも合焦状態の検出能力は高いということが示される。   FIG. 8 is a diagram showing improvement in focus detection performance by low-frequency wobbling operation. A curve AFC indicating a change in the focus evaluation value has a shape that peaks at the lens position P0 of the focus lens. Here, when the normal wobbling operation Wn is performed around the lens position P0, the change amount (difference) in the focus evaluation value obtained at the end point of the wobbling amplitude is dn. On the other hand, when the low frequency wobbling operation Wl is performed around the lens position P0, the change amount (difference) in the focus evaluation value obtained at the end point of the wobbling amplitude is dl. As apparent from FIG. 8, since dl> dn, it is shown that the low-frequency wobbling operation Wl has higher in-focus state detection capability than the normal wobbling operation Wn.

また、低周波ウォブリング動作におけるフォーカスレンズの速度は、通常ウォブリング動作における速度と同一であるので、フォーカスレンズ駆動により発生する雑音の大きさは同一である。そして、低周波ウォブリング動作の低周波成分(正弦波S成分)に関するフォーカスレンズの移動は、たとえば周期が数100ms程度とすると、その像倍率変動は視覚的にほとんど認識されることはない。従って、このような低周波ウォブリング動作によって、動画の品位を低下させることなく、焦点検出の性能を向上させることが可能となる。なお、上記正弦波状の信号Sは、三角波状の信号であっても同様な効果がある。以上が、本発明の特徴である低周波ウォブリング動作に関する概要の説明である。以下、本発明の実施例について詳細に説明を行う。   Further, since the speed of the focus lens in the low frequency wobbling operation is the same as the speed in the normal wobbling operation, the magnitude of noise generated by driving the focus lens is the same. When the focus lens moves with respect to the low frequency component (sine wave S component) of the low frequency wobbling operation, for example, when the cycle is about several hundreds of milliseconds, the image magnification fluctuation is hardly recognized visually. Therefore, the low-frequency wobbling operation can improve the focus detection performance without degrading the quality of the moving image. The sine wave signal S has the same effect even if it is a triangular wave signal. The above is the outline of the low frequency wobbling operation that characterizes the present invention. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の主として電気回路を示すブロック図である。本発明の一実施形態の撮像装置100は、交換レンズ101とカメラ本体102とから構成される。交換レンズ101は、撮影レンズ103、レンズCPU113、レンズ記憶回路114、レンズ駆動回路115を有している。撮影レンズ103は、複数の光学レンズによって構成され、フォーカスレンズを光軸方向に移動させることによりピント状態が変化する。撮影レンズ103は、レンズ駆動回路115に接続されており、レンズ駆動回路115は、レンズCPU113からの制御信号に従って、撮影レンズ103を光軸方向に移動させる。   FIG. 1 is a block diagram mainly showing an electric circuit of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. An imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an interchangeable lens 101 and a camera body 102. The interchangeable lens 101 includes a photographing lens 103, a lens CPU 113, a lens storage circuit 114, and a lens driving circuit 115. The photographing lens 103 is composed of a plurality of optical lenses, and the focus state is changed by moving the focus lens in the optical axis direction. The photographing lens 103 is connected to a lens driving circuit 115, and the lens driving circuit 115 moves the photographing lens 103 in the optical axis direction in accordance with a control signal from the lens CPU 113.

レンズ記憶回路114は、電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリであり、レンズCPU113のプログラムの他、各種調整値、交換レンズ101に固有なデータ等の種々のデータを記憶している。後述するレンズ駆動パラメータ等のウォブリング動作用のデータもレンズ記憶回路114に記憶されている。レンズCPU113は、レンズ記憶回路114から必要なデータを読み出して本体102側へ送信する。また、レンズCPU113は、フォーカスレンズの現在位置等の交換レンズ101内の状態をレンズ記憶回路114に記憶させる。   The lens storage circuit 114 is an electrically rewritable nonvolatile memory, and stores various data such as various adjustment values and data unique to the interchangeable lens 101 in addition to the program of the lens CPU 113. Data for wobbling operation such as lens driving parameters described later is also stored in the lens storage circuit 114. The lens CPU 113 reads out necessary data from the lens storage circuit 114 and transmits it to the main body 102 side. Further, the lens CPU 113 causes the lens storage circuit 114 to store the state in the interchangeable lens 101 such as the current position of the focus lens.

なお、この撮影レンズ103は単焦点レンズであってもよく、またズームレンズであっても構わない。また、交換レンズ101とカメラ本体102は、不図示のレンズマウントを介して着脱自在に装着可能であり、レンズマウントに配置された複数の電気的接点112を介して相互に通信を行うことが可能である。   The photographing lens 103 may be a single focus lens or a zoom lens. The interchangeable lens 101 and the camera body 102 can be detachably attached via a lens mount (not shown), and can communicate with each other via a plurality of electrical contacts 112 disposed on the lens mount. It is.

カメラ本体102は、シャッタ104、撮像素子105、撮像素子制御回路107、シャッタ制御回路109、本体CPU111、フラッシュROM(FROM)121、RAM123、AF制御回路125、AE制御回路127、画像処理回路129、表示回路131、表示素子133、操作スイッチ(SW)検出回路135、操作部137を有する。   The camera body 102 includes a shutter 104, an image sensor 105, an image sensor control circuit 107, a shutter control circuit 109, a main body CPU 111, a flash ROM (FROM) 121, a RAM 123, an AF control circuit 125, an AE control circuit 127, an image processing circuit 129, A display circuit 131, a display element 133, an operation switch (SW) detection circuit 135, and an operation unit 137 are included.

撮影レンズ103の光軸上にシャッタ104が配置されている。シャッタ104は、レンズシャッタやフォーカルプレーンシャッタ等から構成され、撮影レンズ103を通過した被写体光束の開閉を行う。シャッタ104は、シャッタ制御回路109に接続されており、シャッタ104はシャッタ制御回路109からの制御信号に従ったシャッタ速度で、被写体光束の開閉時間の制御を行う。   A shutter 104 is disposed on the optical axis of the taking lens 103. The shutter 104 includes a lens shutter, a focal plane shutter, and the like, and opens and closes the subject light flux that has passed through the photographing lens 103. The shutter 104 is connected to a shutter control circuit 109, and the shutter 104 controls the opening / closing time of the subject light flux at a shutter speed according to a control signal from the shutter control circuit 109.

シャッタ104の後方であって、撮影レンズ103の光軸上には、撮像素子105が配置されている。撮像素子105は、被写体像を所定の周期で繰り返し画像信号に変換し、撮像制御回路107に出力する。撮像素子105としては、CCDイメージセンサやMOSイメージセンサ等のイメージンセンサであればよい。   An imaging element 105 is disposed behind the shutter 104 and on the optical axis of the photographing lens 103. The image sensor 105 repeatedly converts the subject image into an image signal at a predetermined cycle and outputs the image signal to the image capture control circuit 107. The image sensor 105 may be an image sensor such as a CCD image sensor or a MOS image sensor.

撮像素子105は、撮像制御回路107に接続されており、この撮像制御回路107は、本体CPU111からの制御に従って、撮像素子105から画像信号を読出し、AD変換等の処理を施してから本体CPU111に出力する。撮像素子105、撮像制御回路107は撮像部を構成する。   The image pickup device 105 is connected to the image pickup control circuit 107, and the image pickup control circuit 107 reads out an image signal from the image pickup device 105 according to control from the main body CPU 111, performs processing such as AD conversion, and then performs processing on the main body CPU 111. Output. The imaging element 105 and the imaging control circuit 107 constitute an imaging unit.

本体CPU111は、前述のシャッタ制御回路109、撮像制御回路107、レンズCPU113以外に、FROM121、RAM123、AF制御回路125、AE制御回路127、画像処理回路129、表示回路131、操作SW検出回路135等に接続されている。本体CPU111は、FROM121に記憶されたプログラムに従ってカメラ全体の制御を行う。また、本体CPU111は、撮影光学系(撮影レンズ103)の移動方向を決定して焦点調節を行う焦点制御部としての機能を果たす。   In addition to the shutter control circuit 109, the imaging control circuit 107, and the lens CPU 113, the main body CPU 111 includes a FROM 121, a RAM 123, an AF control circuit 125, an AE control circuit 127, an image processing circuit 129, a display circuit 131, an operation SW detection circuit 135, and the like. It is connected to the. The main body CPU 111 controls the entire camera according to a program stored in the FROM 121. The main body CPU 111 functions as a focus control unit that determines the moving direction of the photographing optical system (the photographing lens 103) and performs focus adjustment.

レンズCPU113は、フラッシュROM等の不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従って動作し、本体CPU111からの制御信号に応じて、レンズ鏡筒内の制御を行う。コントラストAFによる焦点調節を行う場合には、本体CPU111からの制御信号に応じてレンズ駆動回路115を制御し、撮影レンズ103内のフォーカスレンズを光軸方向に駆動する。なお、レンズCPU113を省略し、本体CPU111が直接レンズ駆動回路115を制御するようにしても構わない。   The lens CPU 113 operates in accordance with a program stored in a nonvolatile memory such as a flash ROM, and controls the lens barrel in accordance with a control signal from the main body CPU 111. When performing focus adjustment by contrast AF, the lens driving circuit 115 is controlled in accordance with a control signal from the main body CPU 111 to drive the focus lens in the photographing lens 103 in the optical axis direction. The lens CPU 113 may be omitted, and the main body CPU 111 may directly control the lens driving circuit 115.

FROM121は、電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリであり、本体CPU111用のプログラムの他、各種調整値等、種々のデータを記憶する。また、RAM123は、電気的な書き換え可能な揮発性のメモリであり、本体CPU111の演算用に種々のデータを一時記憶し、また画像データ等を一時的に記憶する。   The FROM 121 is an electrically rewritable nonvolatile memory, and stores various data such as various adjustment values in addition to a program for the main body CPU 111. The RAM 123 is an electrically rewritable volatile memory, and temporarily stores various data for calculation of the main body CPU 111 and temporarily stores image data and the like.

AF制御回路125は、撮像制御回路107から本体CPU111が入力した画像信号に基づいて被写体像のコントラスト(焦点評価値)を算出する。AF制御回路125は焦点評価値算出部として機能する。本体CPU111は、AF制御回路125が算出したコントラストに基づいて、レンズCPU113およびレンズ駆動回路115介して撮影レンズ103のフォーカスレンズの駆動制御を行う。   The AF control circuit 125 calculates the contrast (focus evaluation value) of the subject image based on the image signal input from the imaging control circuit 107 by the main body CPU 111. The AF control circuit 125 functions as a focus evaluation value calculation unit. The main body CPU 111 performs drive control of the focus lens of the photographing lens 103 via the lens CPU 113 and the lens drive circuit 115 based on the contrast calculated by the AF control circuit 125.

AE制御回路127は、撮像制御回路107から本体CPU111が入力した画像信号に基づいて被写体輝度を算出し、この被写体輝度に基づいて、本体CPU111はシャッタ104のシャッタ速度等の露出制御値を算出する。この算出されたシャッタ速度は、シャッタ制御回路109に出力され、シャッタ104のシャッタ速度制御がなされる。   The AE control circuit 127 calculates subject luminance based on the image signal input from the imaging control circuit 107 by the main body CPU 111, and the main body CPU 111 calculates an exposure control value such as the shutter speed of the shutter 104 based on the subject luminance. . The calculated shutter speed is output to the shutter control circuit 109, and the shutter speed of the shutter 104 is controlled.

画像処理回路129は、撮像制御回路107から本体CPU111が入力した画像信号に対して画像処理を施す。画像処理としては、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス補正処理、同時化処理、ガンマ・色再現処理、カラーマトリックス演算処理、エッジ強調処理、ノイズリダクション処理等、種々の処理を行う。また、ライブビュー表示するための画像処理、記録媒体に記録するための画像処理、記録媒体から読み出した画像データを再生表示するための画像処理等、種々の処理も行う。   The image processing circuit 129 performs image processing on the image signal input from the imaging control circuit 107 by the main body CPU 111. As the image processing, various processes such as optical black subtraction processing, white balance correction processing, synchronization processing, gamma / color reproduction processing, color matrix calculation processing, edge enhancement processing, noise reduction processing, and the like are performed. Various processes such as image processing for live view display, image processing for recording on a recording medium, and image processing for reproducing and displaying image data read from the recording medium are also performed.

表示回路131は、表示素子133に接続されており、表示素子133での表示制御を行う。表示素子133としては、液晶表示素子(LCD)や有機EL素子等、種々の表示素子が用いられる。表示素子133には、ライブビュー表示、再生表示、メニュー画面表示等、種々の表示がなされる。   The display circuit 131 is connected to the display element 133 and performs display control on the display element 133. As the display element 133, various display elements such as a liquid crystal display element (LCD) and an organic EL element are used. Various displays such as live view display, playback display, and menu screen display are performed on the display element 133.

操作スイッチ検出回路135は、操作部137に接続されており、操作部137内の種々の操作部材の操作状態を検出する。操作部137内の操作部材としては、電源スイッチ、レリーズ釦、再生釦、メニュー釦、十字釦、OK釦、動画撮影スイッチ等がある。   The operation switch detection circuit 135 is connected to the operation unit 137 and detects operation states of various operation members in the operation unit 137. The operation members in the operation unit 137 include a power switch, a release button, a playback button, a menu button, a cross button, an OK button, a moving image shooting switch, and the like.

次に、本実施形態に係る撮像装置100の動作について説明する。図2は、撮像装置100の動画撮影モードにおけるオートフォーカス(AF)動作の状態遷移を示す図である。撮影者により操作部137の電源スイッチがオンされると、本体CPU111は、FROM121から必要なプログラムコードを読み込んで動作を開始する。操作部137の動画撮影スイッチがオンされると、本体CPU111はこれを認識して動画撮影モードを設定し動画撮影動作を開始して、図2に示す状態遷移を制御する。   Next, the operation of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the state transition of the autofocus (AF) operation in the moving image shooting mode of the imaging apparatus 100. When the power switch of the operation unit 137 is turned on by the photographer, the main body CPU 111 reads a necessary program code from the FROM 121 and starts operation. When the moving image shooting switch of the operation unit 137 is turned on, the main body CPU 111 recognizes this, sets the moving image shooting mode, starts the moving image shooting operation, and controls the state transition shown in FIG.

動画撮影モードにおけるAF動作を動画AFと称する。動画AFが開始されると、最初に通常ウォブリング動作モード(以下、通常WOBモードと称す)が実行される。通常ウォブリング動作は、低周波ウォブリング動作とは異なる高周波成分のウォブリング動作を行うものであって、従来のウォブリング動作を意味する。通常WOBモードにて合焦か非合焦かを判定し、非合焦であって合焦状態を維持できない場合は1)の遷移を行い、サーチモードに移行する。サーチモードでは、山登りAFが実行される。山登りAFが実行され、合焦状態になると2)の遷移を行い、通常WOBモードに移行する。   The AF operation in the moving image shooting mode is referred to as moving image AF. When the moving image AF is started, a normal wobbling operation mode (hereinafter referred to as a normal WOB mode) is first executed. The normal wobbling operation is a wobbling operation of a high frequency component different from the low frequency wobbling operation, and means a conventional wobbling operation. In the normal WOB mode, it is determined whether in-focus or out-of-focus. If the in-focus state cannot be maintained, the transition of 1) is performed and the search mode is entered. In the search mode, hill-climbing AF is executed. When hill-climbing AF is executed and the focus state is reached, the transition of 2) is performed and the normal WOB mode is entered.

次に、通常WOBモードにて合焦またはAF不能と判定すると3)の遷移を行って待機モードに移行する。待機モードにおいては、フォーカスレンズの位置を固定したまま、繰り返し焦点評価値を取得し、焦点評価値が所定値以上、変化したか否かを判定する。そして焦点評価値が所定値以上変化したと判定すると、4)の遷移を行い通常WOBモードに移行する。焦点評価値の変化が所定より小さい場合は待機モードを維持する。   Next, when it is determined in the normal WOB mode that focusing or AF is impossible, the transition of 3) is performed to shift to the standby mode. In the standby mode, the focus evaluation value is repeatedly acquired with the position of the focus lens fixed, and it is determined whether or not the focus evaluation value has changed by a predetermined value or more. If it is determined that the focus evaluation value has changed by a predetermined value or more, the transition of 4) is performed to shift to the normal WOB mode. When the change in the focus evaluation value is smaller than the predetermined value, the standby mode is maintained.

次に、通常WOBモードにおいて、AF不能と判定すると5)の遷移を行い、本発明の特徴である低周波ウォブリング動作モード(以下、低周波WOBモードと称す)に移行する。低周波WOBモードにて合焦またはAF不能と判定すると、7)の遷移を行って待機モードに移行する。また、低周波WOBモードにて合焦近傍と判定されると、6)の遷移を行って通常WOBモードに移行する。さらに低周波WOBモードにて非合焦であって合焦を維持できないと判定されると8)の遷移を行ってサーチモードに移行する。なお、低周波WOBモードの動作については後述する。   Next, in the normal WOB mode, when it is determined that AF is impossible, a transition of 5) is performed, and a transition is made to a low frequency wobbling operation mode (hereinafter referred to as a low frequency WOB mode), which is a feature of the present invention. If it is determined that focusing or AF is impossible in the low-frequency WOB mode, the transition to 7) is performed to shift to the standby mode. If it is determined that the focus is close to the low frequency WOB mode, the transition to 6) is performed to shift to the normal WOB mode. Further, when it is determined that the in-focus state cannot be maintained in the low-frequency WOB mode and the in-focus state cannot be maintained, the transition of 8) is performed to shift to the search mode. The operation in the low frequency WOB mode will be described later.

図3は、撮像装置100の通常WOBモードにおける通常ウォブリング動作(通常WOB動作)を示すフローチャートである。通常WOB動作は、低周波ウォブリング動作とは異なる高周波成分のウォブリング動作を行うものであって、従来のウォブリング動作を意味する。   FIG. 3 is a flowchart showing a normal wobbling operation (normal WOB operation) in the normal WOB mode of the imaging apparatus 100. The normal WOB operation is a wobbling operation of a high frequency component different from the low frequency wobbling operation, and means a conventional wobbling operation.

本体CPU111は、ステップS100にてレンズ駆動パラメータ(以下LDパラメータと称す)を設定する。LDパラメータはウォブリング動作の振幅、周期、駆動速度等のデータである。   The main body CPU 111 sets lens driving parameters (hereinafter referred to as LD parameters) in step S100. The LD parameter is data such as the amplitude, period, and driving speed of the wobbling operation.

そして、ステップS102にてフォーカスレンズ101をウォブリング動作の無限側(FAR側)から至近側(NEAR側)位置に移動する。そして、ステップS104にて至近側(NEAR側)の位置における焦点評価値を取得して至近側焦点評価値としてRAM123等のメモリに記憶する。ステップS106にて、設定されたLDパラメータに基づきフォーカスレンズ101をウォブリング動作の至近側(NEAR側)位置から無限側(FAR側)位置へ移動する。そして、ステップS108にて、フォーカスレンズ101が無限側(FAR側)の位置における焦点評価値を取得して無限側焦点評価値としてメモリに記憶する。このようにしてウォブリング動作の1周期分(1回分)の動作を行う。   In step S102, the focus lens 101 is moved from the infinity side (FAR side) of the wobbling operation to the closest side (NEAR side) position. In step S104, the focus evaluation value at the position on the near side (NEAR side) is acquired and stored in the memory such as the RAM 123 as the near side focus evaluation value. In step S106, the focus lens 101 is moved from the closest side (NEAR side) position of the wobbling operation to the infinite side (FAR side) position based on the set LD parameter. In step S108, the focus lens 101 acquires the focus evaluation value at the position on the infinite side (FAR side) and stores it in the memory as the infinite side focus evaluation value. In this way, the operation for one cycle (one time) of the wobbling operation is performed.

そして、ステップS110にて方向判断処理を行う。方向判断処理の具体的な処理は以下のように行う。上記ウォブリング動作を実行し、1周期分(1回分)のウォブリング動作により取得した至近側(NEAR側)端点の焦点評価値と無限側(FAR側)端点の焦点評価値の変化量(差)を複数個算出する。例えば以下の(1)式にて変化量を算出する。   In step S110, direction determination processing is performed. Specific processing of the direction determination processing is performed as follows. The amount of change (difference) between the focus evaluation value of the near end (NEAR side) end point and the focus evaluation value of the infinite side (FAR side) end point obtained by executing the above wobbling operation and wobbling operation for one period (one time). Calculate more than one. For example, the amount of change is calculated by the following equation (1).

変化量δ=(至近側焦点評価値―無限側焦点評価値)÷至近側焦点評価値×100
・・・(1)
複数周期分(複数回分)のウォブリング動作を繰り返して実行し、取得した複数の焦点評価値に基づいて複数個の変化量δを算出してメモリに記憶する。そして、連続して算出した複数の変化量δの符号が、規定回数だけ連続して正の場合に、方向判断結果を至近側とする。つまり、焦点評価値が所定回数だけ連続して増加している場合には、フォーカスレンズが合焦に向かう方向は至近側であると判断する。また、連続して算出した複数の変化量δの符号が、所定回数だけ連続して負の場合に、方向判断結果を無限側とする。これは、焦点評価値が所定回数だけ連続して減少している場合には、フォーカスレンズが合焦に向かう方向は無限側であると判断する。変化量δが、所定回数だけ連続して正の場合、および所定回数だけ連続して負の場合の両方に該当しない場合は方向判断結果を不定とする。
Amount of change δ = (closest focus evaluation value−infinity focus evaluation value) ÷ close focus evaluation value × 100
... (1)
The wobbling operation for a plurality of cycles (for a plurality of times) is repeatedly executed, and a plurality of change amounts δ are calculated based on the acquired plurality of focus evaluation values and stored in the memory. Then, when the signs of the plurality of change amounts δ calculated continuously are positive for a predetermined number of times, the direction determination result is set to the closest side. That is, when the focus evaluation value is continuously increased a predetermined number of times, it is determined that the direction in which the focus lens is focused is the close side. In addition, when the signs of the plurality of change amounts δ calculated continuously are negative for a predetermined number of times, the direction determination result is set to the infinite side. When the focus evaluation value continuously decreases a predetermined number of times, it is determined that the direction in which the focus lens is focused is the infinite side. If the change amount δ does not correspond to both the case where it is positive continuously for a predetermined number of times and the case where it is negative continuously for a predetermined number of times, the direction determination result is undefined.

次に、ステップS112にて合焦判断処理を行う。合焦判断処理においては、具体的には次のような処理を行う。焦点評価値の変化量δの推移が0を中心として安定して変化していると判定すると合焦と判断する。また変化量出δの推移が0付近で不安定に変化している場合は、コントラストカーブ(焦点評価値変化)の裾野部分に位置しており非合焦であると判断する。また、上記ステップS110の方向判断処理によって、至近側または無限側のいずれかの方向判断がなされた場合は、合焦近傍と判断する。   Next, in-focus determination processing is performed in step S112. Specifically, in the focus determination process, the following process is performed. If it is determined that the transition of the change amount δ of the focus evaluation value changes stably around 0, it is determined to be in focus. If the transition of the change amount output δ is unstable in the vicinity of 0, it is determined that it is located out of focus of the contrast curve (focus evaluation value change) and is out of focus. Further, when the direction determination process in step S110 determines whether the direction is the closest side or the infinite side, it is determined that the focus is close.

そして、ステップS114にて次状態処理を実行し、次に遷移すべきモード(状態)を判断する。つまり、合焦判断処理において合焦と判断された場合は、状態遷移の待機モードを次状態として記憶する。また、コントラストカーブの裾野部分に位置している非合焦状態と判断した場合は、状態遷移のサーチモードを次状態として記憶する。さらに、合焦近傍と判断した場合は、通常WOB動作を継続させるため通常WOBモードを次状態として記憶する。また、通常WOB動作にて方向判断処理の結果が不定であり、かつ合焦判断処理の結果が非合焦の場合には検出不能と判断する。検出不能と判断される場合は、低周波WOBモードを次状態として記憶する。   In step S114, next state processing is executed, and a mode (state) to be changed next is determined. That is, when it is determined that the in-focus state is in-focus, the state transition standby mode is stored as the next state. If it is determined that the in-focus state is located at the bottom of the contrast curve, the state transition search mode is stored as the next state. Further, when it is determined that the focus is in the vicinity, the normal WOB mode is stored as the next state in order to continue the normal WOB operation. Further, when the result of the direction determination process is indefinite in the normal WOB operation and the result of the focus determination process is out of focus, it is determined that the detection is impossible. If it is determined that detection is impossible, the low-frequency WOB mode is stored as the next state.

次に、ステップS116にて通常WOBの処理を終了するか否かを判別する。ここでは、次状態判断の結果による次状態が通常WOBモードの場合は、通常WOB動作を終了しないと判断してステップS100に戻り、通常ウォブリング処理を継続する。一方、次状態が待機モード、サーチモード、低周波WOBモードである場合は、通常WOB動作を終了すると判断して本フローチャートの処理を終了する。   Next, in step S116, it is determined whether or not to end the normal WOB processing. Here, if the next state based on the result of the next state determination is the normal WOB mode, it is determined that the normal WOB operation is not terminated, the process returns to step S100, and the normal wobbling process is continued. On the other hand, when the next state is the standby mode, the search mode, or the low frequency WOB mode, it is determined that the normal WOB operation is finished, and the processing of this flowchart is finished.

なお、合焦判断処理の結果が合焦近傍の場合は、通常WOB動作を継続させ、以下のような動作を行う。図3のステップS100にて、至近側から無限側に向かうレンズ駆動、または無限側から至近側に向かうレンズ駆動のうちで合焦に向かうレンズ駆動のみについて振幅を増加させる。そして、ステップS102またはS104の一方のみについて増加させた振幅、他方は増加させない振幅でレンズ駆動ことにより、合焦に向かう方向に徐々に移動させる動作を行う。そして、前述のように、焦点評価値の変化量の推移が0を中心として安定して変化していると判定すると合焦と判断する。合焦近傍の状態において、サーチ動作を行うとより高速にフォーカスレンズが移動するため、見栄えが低下する可能性がある。これを避けるために、サーチ動作を実行せずに通常WOB動作により徐々に合焦に至るように制御する。   If the result of the focus determination process is near focus, the normal WOB operation is continued and the following operation is performed. In step S100 of FIG. 3, the amplitude is increased only for the lens driving toward the focus among the lens driving from the near side to the infinity side or the lens driving from the infinity side to the near side. Then, the lens is driven with an amplitude that is increased only for one of steps S102 and S104 and an amplitude that is not increased for the other, thereby performing an operation of gradually moving in the direction toward in-focus. Then, as described above, if it is determined that the change in the change amount of the focus evaluation value is stably changing around 0, the focus is determined to be in focus. When the search operation is performed in the state near the in-focus state, the focus lens moves at a higher speed, which may reduce the appearance. In order to avoid this, control is performed so that the focus is gradually reached by the normal WOB operation without executing the search operation.

図4は、撮像装置100の山登りAF動作であるサーチ動作を示すフローチャートである。サーチ動作は状態遷移(図2)のサーチモードにおいて、実行される処理である。本体CPU111は、ステップS200にて、設定された方向、速度にてフォーカスレンズを駆動させてスキャン駆動を開始する。続いてステップS202では、スキャン動作中に焦点評価値を取得する。ステップS204では、方向判断を完了しているか否かを判定する。まだ、方向判断を完了していない場合はステップS206に進み、方向判断処理を実行する。方向判断処理は、合焦に近づくフォーカスレンズの駆動方向を求める処理で、フォーカスレンズの移動に伴う焦点評価値の変化を検出し、変化量が増加していく方向を求める。   FIG. 4 is a flowchart illustrating a search operation that is a hill-climbing AF operation of the imaging apparatus 100. The search operation is a process executed in the search mode of state transition (FIG. 2). In step S200, the main body CPU 111 drives the focus lens at the set direction and speed to start scan driving. In step S202, the focus evaluation value is acquired during the scanning operation. In step S204, it is determined whether or not the direction determination has been completed. If the direction determination has not been completed yet, the process proceeds to step S206 to execute the direction determination process. The direction determination process is a process for obtaining the driving direction of the focus lens that approaches the in-focus state, and detects a change in the focus evaluation value accompanying the movement of the focus lens and obtains a direction in which the amount of change increases.

一方、すでに方向判断が完了している場合はステップS208に進み、ピーク検出処理を行う。ピーク検出処理においては、スキャン動作中に焦点評価値を繰り返し取得し、焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置を求める。そして、焦点評価値のピークを検出するとスキャン動作を終了してフォーカスレンズを停止させる。   On the other hand, if the direction determination has already been completed, the process proceeds to step S208 to perform peak detection processing. In the peak detection process, the focus evaluation value is repeatedly acquired during the scanning operation, and the position of the focus lens at which the focus evaluation value reaches a peak is obtained. When the peak of the focus evaluation value is detected, the scanning operation is terminated and the focus lens is stopped.

ステップS210ではピーク検出処理が完了した、即ちピークを検出できたか否かを判定する。そして、完了している場合はステップS212に進み、完了していない場合はステップS200に戻ってピークが検出できるまでピーク検出処理を繰り返し実行する。ステップS212では、ピーク検出処理を実行した結果に基づいて補間処理により真の合焦位置を算出し、合焦駆動を実行してフォーカスレンズを合焦位置へ駆動する。   In step S210, it is determined whether or not the peak detection process has been completed, that is, whether or not the peak has been detected. If it has been completed, the process proceeds to step S212. If it has not been completed, the process returns to step S200 to repeat the peak detection process until a peak can be detected. In step S212, the true focus position is calculated by interpolation processing based on the result of executing the peak detection process, and the focus lens is driven to drive the focus lens to the focus position.

図5は、撮像装置100の低周波WOBモードにおける低周波ウォブリング動作(低周波WOB動作)を示すフローチャートである。本体CPU111は、最初にステップS300にて、初期設定として後述するようにウォブリングを実行した回数を示すwob-mov-numをクリアし、低周波ウォブリング動作時の低周波成分に関するフォーカスレンズの移動方向についてwob-dir=NEAR2FARと設定する。次にステップS302にてwob-mv-numが、所定の閾値WOB_MV回数以上か否かを判定する。そして、wob-mv-numがWOB_MV回数以上である場合はステップS304に進み、wob-mv-numをクリア(初期化)する。一方、wob-mv-numがWOB-MV回数よりも小さい場合は、ステップS310に進み、wob-mv-numに1を加算してステップS314に進む。   FIG. 5 is a flowchart illustrating a low-frequency wobbling operation (low-frequency WOB operation) in the low-frequency WOB mode of the imaging apparatus 100. First, in step S300, the main body CPU 111 clears wob-mov-num indicating the number of times wobbling has been executed as an initial setting as will be described later, and moves the focus lens with respect to the low frequency component during the low frequency wobbling operation. Set wob-dir = NEAR2FAR. Next, in step S302, it is determined whether or not wob-mv-num is equal to or greater than a predetermined threshold value WOB_MV. If wob-mv-num is equal to or greater than the number of times of WOB_MV, the process proceeds to step S304, and wob-mv-num is cleared (initialized). On the other hand, if wob-mv-num is smaller than the number of WOB-MVs, the process proceeds to step S310, 1 is added to wob-mv-num, and the process proceeds to step S314.

本体CPU111は、ステップS304にて、wob-mv-numをクリアすると、ステップS306に進む。ステップS306では、低周波ウォブリング動作時の低周波成分に関するフォーカスレンズの移動方向を示すwob-dirが、近距離側から遠距離側への移動を示すNEAR2FARと等しいか否かを判定し、等しい場合はステップS308に進む。そして、ステップS308では、フォーカスレンズの駆動方向を逆転させるために、wob-dirをFAR2NEAR、つまり遠距離側から至近側に移動する方向に設定する。   When CPU-111 clears wob-mv-num in step S304, main unit CPU 111 proceeds to step S306. In step S306, it is determined whether or not the wob-dir indicating the moving direction of the focus lens regarding the low frequency component during the low frequency wobbling operation is equal to NEAR2FAR indicating the movement from the short distance side to the long distance side. Advances to step S308. In step S308, in order to reverse the driving direction of the focus lens, wob-dir is set to FAR2NEAR, that is, a direction in which the distance lens moves from the far side to the near side.

一方、ステップS306にてwob-dirが、NEAR2FARと等しくない場合、つまり遠距離側から近距離側に移動する方向であった場合は、ステップS312に進み、wob-dirをNEAR2FAR、つまり近距離側から遠距離側に移動する方向に設定する。そして、ステップS314では、LDパラメータを設定する。LDパラメータ設定では、高周波ウォブリング動作の振幅、周期、ずらし量、駆動速度等を設定する。   On the other hand, if wob-dir is not equal to NEAR2FAR in step S306, that is, if it is a direction to move from the long distance side to the short distance side, the process proceeds to step S312 and wob-dir is changed to NEAR2FAR, that is, the short distance side. Set the direction to move from to the far side. In step S314, LD parameters are set. In the LD parameter setting, the amplitude, period, shift amount, driving speed, etc. of the high frequency wobbling operation are set.

次に、ステップS316に進み、設定されたLDパラメータの振幅データに基づいて無限側から至近側に振幅データ分だけフォーカスレンズを駆動する。これにより1回の高周波成分のウォブリング動作における至近側端点にフォーカスレンズを位置させている。そして、ステップS318では、至近側端点のフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得する。そして、ステップS320では、設定されたLDパラメータの振幅データに基づいて至近側から無限側に振幅データ分だけフォーカスレンズを駆動する。これにより1回の高周波成分のウォブリング動作における無限側端点にフォーカスレンズを位置させている。そして、ステップS322では、フォーカスレンズを1回の高周波成分のウォブリング動作における無限側端点に位置させた状態で焦点評価値を取得する。   In step S316, the focus lens is driven from the infinity side to the closest side by the amount of amplitude data based on the set amplitude data of the LD parameter. Thus, the focus lens is positioned at the closest end point in one high-frequency component wobbling operation. In step S318, the focus evaluation value at the focus lens position at the closest end point is acquired. In step S320, the focus lens is driven by the amplitude data from the closest side to the infinity side based on the amplitude data of the set LD parameter. As a result, the focus lens is positioned at the end point on the infinite side in one high frequency component wobbling operation. In step S322, the focus evaluation value is acquired in a state where the focus lens is positioned at the end point on the infinite side in a single high-frequency component wobbling operation.

次に、ステップS324では被写体状態判断処理を実行する。被写体状態判断処理の詳細については後述する。ステップS326では、被写体状態判断の結果に基づいて次状態判断処理を実行し、次に遷移すべき遷移状態を判断する、そして、ステップS328では、低周波WOB動作を終了させる場合、つまり、通常WOBモード、サーチモード、待機モードに遷移する場合は、本フローチャートの処理を完了する。一方、低周波WOB動作を継続させる場合は、ステップS302に戻って処理を繰り返す。   Next, in step S324, subject state determination processing is executed. Details of the subject state determination process will be described later. In step S326, a next state determination process is executed based on the result of the subject state determination, and a transition state to be changed next is determined. In step S328, the low-frequency WOB operation is terminated, that is, a normal WOB. When transitioning to the mode, search mode, and standby mode, the processing of this flowchart is completed. On the other hand, when continuing the low frequency WOB operation, the process returns to step S302 and the process is repeated.

図9の低周波ウォブリング動作を示す図について、図5の低周波WOBのフローチャートに合わせて説明する。低周波ウォブリング動作は、前述のように、高周波成分と低周波成分とに基づいて実行され、高周波成分の1周期をHWT、低周波成分の1周期をLWTとする。また、低周波成分の前半の半周期をLWT1、後半の半周期をLWT2とする。図9では、WOB-MV回数=5、wob-dir=NEAR2FARと設定されているものとする。   The diagram showing the low-frequency wobbling operation of FIG. 9 will be described with reference to the flowchart of the low-frequency WOB of FIG. As described above, the low-frequency wobbling operation is executed based on the high-frequency component and the low-frequency component, and one cycle of the high-frequency component is HWT and one cycle of the low-frequency component is LWT. Further, the first half cycle of the low-frequency component is LWT1, and the second half cycle is LWT2. In FIG. 9, it is assumed that WOB-MV count = 5 and wob-dir = NEAR2FAR.

低周波ウォブリング動作を開始すると、wob-mv-num=0と設定されている(S300)ので、wob-mv-num<WOB-MV回数であり(S302:NO)、wob-mv-numに1を加算してwob-mv-num=1と設定される(S310)。次にLDパラメータである高周波成分動作の振幅、周期、ずらし量等を設定し(S314)、フォーカスレンズを至近側端点の位置L1Nに移動させる(S316)。そして、時刻T1Nにおける状態N1にて焦点評価値H1Nを取得しメモリに記憶する(S318)。次に振幅、ずらし量、周期等の設定に応じてフォーカスレンズを無限側端点の位置L1Fに移動させ(S320)、時刻T1Fにおける状態F1にて焦点評価値H1Fを取得しメモリに記憶する(S322)。また、焦点評価値H1N、H1Fの差に関連する変化量δを、式(1)に基づいて算出しδ[1]としてメモリに記憶する。   When the low frequency wobbling operation is started, since wob-mv-num = 0 is set (S300), wob-mv-num <WOB-MV times (S302: NO), and 1 in wob-mv-num. And wob-mv-num = 1 is set (S310). Next, the amplitude, period, shift amount, etc., of the high frequency component operation, which are LD parameters, are set (S314), and the focus lens is moved to the position L1N of the closest end point (S316). Then, the focus evaluation value H1N is acquired in the state N1 at time T1N and stored in the memory (S318). Next, the focus lens is moved to the position L1F of the end point on the infinite side according to the settings of amplitude, shift amount, period, etc. (S320), and the focus evaluation value H1F is acquired in the state F1 at time T1F and stored in the memory (S322). ). Also, the change amount δ related to the difference between the focus evaluation values H1N and H1F is calculated based on the equation (1) and stored in the memory as δ [1].

ここでは、1例としてLDパラメータである振幅、ずらし量を、フォーカスレンズを駆動するステッピングモータの駆動パルス単位で、振幅=3パルス、ずらし量=4パルスと設定している。従って、フォーカスレンズの至近側から無限側への移動量は3+4=7パルス(振幅+ずらし量)、無限側から至近側への移動量は3パルス(=振幅)となっている。また、高周波成分のウォブリング動作の周期は、図9の(T1F−T1N)の2倍に相当する値が設定されている。   Here, as an example, the amplitude and shift amount, which are LD parameters, are set as amplitude = 3 pulses and shift amount = 4 pulses in units of drive pulses of the stepping motor that drives the focus lens. Therefore, the amount of movement of the focus lens from the closest side to the infinite side is 3 + 4 = 7 pulses (amplitude + shift amount), and the amount of movement from the infinite side to the closest side is 3 pulses (= amplitude). Further, the period of the high-frequency component wobbling operation is set to a value corresponding to twice (T1F-T1N) in FIG.

このような高周波成分に対応する1周期分の動作(HWT)を繰り返し実行する。そして、このような高周波成分に対応する動作を5回繰り返すとwob-mv-num=5となり(S302:YES)、wob-dir=NEAR2FARであるので(S306:YES)、wob-dir=FAR2NEARに設定される(S308)。そして、時刻T5Nにてフォーカスレンズ位置L5Nに移動して位置させ(S316)、この状態N5にて焦点評価値H5Nを取得しメモリに記憶する(S318)。また、時刻T5Fにてフォーカスレンズを位置L5Fに移動して位置させ(S320)、この状態F5にて焦点評価値H5Fを取得しメモリに記憶する(S322)。また、焦点評価値H5N、H5Fの差に関連する変化量δを、式(1)に基づいて算出し、δ[5]としてメモリに記憶する。   The operation (HWT) for one cycle corresponding to such a high frequency component is repeatedly executed. When the operation corresponding to such a high frequency component is repeated five times, wob-mv-num = 5 is obtained (S302: YES), and since wob-dir = NEAR2FAR (S306: YES), wob-dir = FAR2NEAR. It is set (S308). At time T5N, the focus lens position L5N is moved and positioned (S316). In this state N5, the focus evaluation value H5N is acquired and stored in the memory (S318). At time T5F, the focus lens is moved to position L5F (S320), and in this state F5, the focus evaluation value H5F is acquired and stored in the memory (S322). Further, a change amount δ related to the difference between the focus evaluation values H5N and H5F is calculated based on the equation (1), and is stored in the memory as δ [5].

その後、wob-dir=FAR2NEARと設定されているので、低周波成分の後半の半周期(LWT2)の動作に移り、ステップS314にて後半の半周期に対応するLDパラメータを設定して高周波成分に対応する動作を所定回数だけ行う。高周波成分に対応するウォブリング動作は、上記例にてLDパラメータとして振幅=3パルス、ずらし量=4パルスと設定している。従って、フォーカスレンズの無限側から至近側への移動量は3+4=7パルス(振幅+ずらし量)、至近側から無限側への移動量は3パルス(=振幅)として動作を行う。なお、この低周波ウォブリング動作の1周期LWTを複数回繰り返して実行してもよい。また、焦点評価値の検出結果に応じて振幅等のLDパラメータを変更してもよい。   Thereafter, since wob-dir = FAR2NEAR is set, the operation proceeds to the operation of the second half cycle (LWT2) of the low frequency component, and in step S314, the LD parameter corresponding to the second half cycle is set to the high frequency component. The corresponding operation is performed a predetermined number of times. In the above example, the wobbling operation corresponding to the high frequency component is set as the LD parameter with amplitude = 3 pulses and shift amount = 4 pulses. Accordingly, the amount of movement of the focus lens from the infinite side to the close side is 3 + 4 = 7 pulses (amplitude + shift amount), and the amount of movement from the close side to the infinite side is 3 pulses (= amplitude). Note that one cycle LWT of this low frequency wobbling operation may be repeated a plurality of times. Further, LD parameters such as amplitude may be changed according to the detection result of the focus evaluation value.

図6は、撮像装置100の低周波WOB動作(図5)のステップS324で実行される被写体状態判断処理の動作を示すフローチャートである。被写体状態判断処理においては、主として高周波成分に基づく方向判断処理と低周波成分に基づく方向判断処理の2種類の処理を行い、それぞれの結果をメモリに格納する。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the subject state determination process executed in step S324 of the low frequency WOB operation (FIG. 5) of the imaging apparatus 100. In the subject state determination processing, two types of processing, mainly direction determination processing based on a high frequency component and direction determination processing based on a low frequency component, are performed, and each result is stored in a memory.

本体CPU111は、最初にステップS400において、安定判定動作を実行する。安定判定動作は、低周波WOB動作により取得した複数の焦点評価値の変化量が、安定的に推移して正弦波状になっているか否かを判断する。低周波WOB動作の低周波成分の一方の端点に到達した時の時刻T[1]で算出した変化量をδ[1]とし、反対側の端点に到達した時の時刻T[N]で算出した変化量をδ[N]とする。また、一方の端点から反対側の端点に到達するまでに算出した変化量をδ[2]〜δ[N−1]とする。そして、以下に示す式(2)を満たす場合に安定していると判断する。   First, the main body CPU 111 executes a stability determination operation in step S400. In the stability determination operation, it is determined whether or not the amount of change in the plurality of focus evaluation values acquired by the low-frequency WOB operation changes stably and has a sine wave shape. The amount of change calculated at time T [1] when the low frequency component of the low frequency WOB operation reaches one end point is δ [1], and is calculated at time T [N] when the opposite end point is reached. Let the amount of change be δ [N]. Also, let δ [2] to δ [N−1] be the amount of change calculated from one end point to the opposite end point. And it is judged that it is stable when the following equation (2) is satisfied.

ABS(δ[1]−δ[N])×係数A ≦ (ABS(δ[1]−δ[2])+ABS(δ[2]−δ[3])+…+ABS(δ[N−1]−δ[N])) ・・・(2)
なお、係数Aは、所定の固定値である。
ABS (δ [1] −δ [N]) × coefficient A ≦ (ABS (δ [1] −δ [2]) + ABS (δ [2] −δ [3]) +... + ABS (δ [N−1] ] −δ [N])) (2)
The coefficient A is a predetermined fixed value.

たとえば、図9の場合には式(2)は、以下の式で示される。   For example, in the case of FIG. 9, the expression (2) is expressed by the following expression.

ABS(δ[1]−δ[5])×係数A ≦ (ABS(δ[1]−δ[2])+ABS(δ[2]−δ[3])+ABS([δ[3]−δ[4]]+ABS(δ[4]−δ[5]))
ただし、変化量δ[1]、・・・、δ[5]は以下のように示される。
ABS (δ [1] −δ [5]) × coefficient A ≦ (ABS (δ [1] −δ [2]) + ABS (δ [2] −δ [3]) + ABS ([δ [3] −δ [4]] + ABS (δ [4] −δ [5]))
However, the change amounts δ [1],..., Δ [5] are expressed as follows.

δ[1]=(H1N−H1F)/H1N×100
・・・
δ[5]=(H5N−H5F)/H5N×100
次に、ステップS402では、安定判定動作の結果に基づき、安定か否かを判定し、安定である場合はステップS404に進む。一方、安定ではない場合は検出不能と判定し、本被写体状態判断処理のフローを終了する。ステップS404では、低周波WOB動作の結果に基づく方向判断動作を実行する。低周波WOB動作の無限側端点(図9のL5F)と至近側端点(図9のL1N)で取得したそれぞれの焦点評価値H5F、H1Nの大きさを比較する。そして、至近側の焦点評価値H1Nの方が無限側の焦点評価値H5Fよりも大きい場合は、方向判断結果は至近側、即ちフォーカスレンズが合焦に向かう方向は至近側と判断する。また、逆に無限側の焦点評価値H5Fの方が至近側の焦点評価値H1Nよりも大きい場合には、方向判断結果は無限側、即ちフォーカスレンズが合焦に向かう方向は無限側と判断する。
δ [1] = (H1N−H1F) / H1N × 100
...
δ [5] = (H5N−H5F) / H5N × 100
Next, in step S402, based on the result of the stability determination operation, it is determined whether or not it is stable. If stable, the process proceeds to step S404. On the other hand, if it is not stable, it is determined that the detection is impossible, and the flow of the subject state determination process ends. In step S404, a direction determination operation based on the result of the low frequency WOB operation is executed. The focus evaluation values H5F and H1N acquired at the infinite side end point (L5F in FIG. 9) and the near side end point (L1N in FIG. 9) of the low frequency WOB operation are compared. If the focus evaluation value H1N on the near side is larger than the focus evaluation value H5F on the infinite side, it is determined that the direction determination result is the close side, that is, the direction in which the focus lens is in focus is the close side. Conversely, when the infinite focus evaluation value H5F is larger than the close focus evaluation value H1N, the direction determination result is determined to be infinite, that is, the direction in which the focus lens is in focus is determined to be infinite. .

次に、ステップS406では、低周波WOB動作により順次メモリに記憶された複数の変化量δ(式(1))に基づく方向判断、つまり高周波成分に基づく方向判断を行う。複数の変化量δの符号が、時系列に連続して所定回数だけ正の場合は至近側と判断する。一方、複数の変化量δの符号が時系列に連続して所定回数だけ負の場合は無限側と判断する。これらを満たさない場合は、方向判断は不能と判定する。   Next, in step S406, direction determination based on a plurality of change amounts δ (equation (1)) sequentially stored in the memory by the low frequency WOB operation, that is, direction determination based on the high frequency component is performed. When the signs of the plurality of change amounts δ are positive a predetermined number of times in succession in the time series, it is determined that the closest side. On the other hand, when the signs of the plurality of change amounts δ are negative for a predetermined number of times in a time series, it is determined that the number is infinite. When these are not satisfied, it is determined that the direction cannot be determined.

そして、低周波WOB動作による低周波成分に基づく方向判断結果と高周波成分に基づく方向判断結果とに基づいて、次のように最終方向判断動作を実行する。低周波成分と高周波成分の方向判断結果が両方とも至近側だった場合には、最終方向判断結果を至近側とする。また、低周波成分と高周波成分の方向判断結果が両方とも無限側だった場合には、最終方向判断結果を無限側とする。さらに、低周波成分と低周波成分の方向判断結果が異なっている場合には、最終方向判断結果を高周波成分の最終方向判断結果と同じとする。そして、最終方向判断結果をメモリに格納する。   And based on the direction determination result based on the low frequency component by the low frequency WOB operation and the direction determination result based on the high frequency component, the final direction determination operation is executed as follows. When the direction determination results of both the low frequency component and the high frequency component are close to each other, the final direction determination result is set to the close side. Further, when both the direction determination results of the low frequency component and the high frequency component are on the infinite side, the final direction determination result is set to the infinite side. Further, when the direction determination results of the low frequency component and the low frequency component are different, the final direction determination result is the same as the final direction determination result of the high frequency component. Then, the final direction determination result is stored in the memory.

低周波成分の方向判断結果と高周波成分の方向判断結果が異なっている場合に、高周波成分の方向判断結果を採用するのは以下の理由による。これは、高周波成分の方向判断の方が時間経過によるノイズの影響を受けにくいので、信頼性がより高いと考えられるためである。低周波成分の方向判断を行うためには低周波WOB動作の半周期分の時間が必要となる。たとえば、wob-mv-num=5、フレームレートを30fpsとすると、低周波WOB動作の半周期分の時間は約166ms(=1/30(S)×5(回))となる。一方、高周波成分の方向判断は、上記時間の約1/5の時間で5回分の方向判断結果を蓄積して総合的な方向判断結果とするので、より信頼性が高いと考えられる。   The reason why the direction determination result of the high frequency component is adopted when the direction determination result of the low frequency component and the direction determination result of the high frequency component are different is as follows. This is because the direction determination of the high frequency component is less susceptible to noise due to the passage of time, and is considered to be more reliable. In order to determine the direction of the low frequency component, a time corresponding to a half cycle of the low frequency WOB operation is required. For example, if wob-mv-num = 5 and the frame rate is 30 fps, the time for a half cycle of the low-frequency WOB operation is about 166 ms (= 1/30 (S) × 5 (times)). On the other hand, the direction determination of the high frequency component is considered to be more reliable because the direction determination results for five times are accumulated in about 1/5 of the above time to obtain a comprehensive direction determination result.

そして、ステップS408では、以下のように合焦判断を実行する。上記低周波WOB動作により求められた変化量の推移が、0を中心として安定的に正弦波を描いている状態であれば、合焦と判断する。また、上記変化量の推移が、全て正(または負)の場合には合焦近傍と判断する。さらに、上記変化量の推移が0付近で不安定に変化している場合には、非合焦状態でかつコントラストカーブの裾野に位置すると判断する。以上の合焦判断の結果をメモリに格納して、被写体状態判断処理を終了する。   In step S408, focus determination is executed as follows. If the transition of the change amount obtained by the low-frequency WOB operation is a state in which a sine wave is stably drawn with 0 as the center, it is determined that the focus is achieved. Further, when all the transitions of the change amounts are positive (or negative), it is determined that the focus is near. Furthermore, when the transition of the change amount is unstable in the vicinity of 0, it is determined that it is in the out-of-focus state and is located at the base of the contrast curve. The result of the above in-focus determination is stored in the memory, and the subject state determination process is terminated.

この被写体状態判断処理においてなされた最終方向判断結果と合焦判断結果は、低周波WOB動作のステップS326の次状態判断にて遷移すべき次状態を判断される。即ち、この最終方向判断結果は、通常WOBモードに遷移した後に、通常WOB動作にてこの最終方向判断結果を採用して動作を行う。また、合焦と判断された場合は待機モードに遷移させ、合焦近傍と判断された場合は通常WOBモードに遷移させ、非合焦かつコントラストカーブの裾野に位置すると判断された場合はサーチモードに遷移させるように設定する。   The final direction determination result and the focus determination result made in the subject state determination process determine the next state to be changed in the next state determination in step S326 of the low frequency WOB operation. That is, the final direction determination result is operated by adopting the final direction determination result in the normal WOB operation after the transition to the normal WOB mode. If it is determined that the subject is in focus, the mode is changed to the standby mode. If it is determined that the subject is in the vicinity of the in-focus state, the mode is changed to the normal WOB mode. Set to transition to.

従って、通常WOBモードにおいてAF不能と判断された場合であっても、低周波WOBモードにおいてより検出能力が高い低周波WOB動作を行うことにより、合焦、合焦近傍、非合焦を判断することが可能となる。そして、通常WOBモードまたはサーチモードに移行して、それぞれ通常WOB動作またはサーチ動作を実行することにより合焦とすることが可能である。   Therefore, even if it is determined that AF is impossible in the normal WOB mode, the focus, near focus, and out of focus are determined by performing the low frequency WOB operation with higher detection capability in the low frequency WOB mode. It becomes possible. Then, it is possible to focus by moving to the normal WOB mode or the search mode and executing the normal WOB operation or the search operation, respectively.

以上説明したように、高周波な振幅成分を有するウォブリング動作に、より低周波な正弦波状の振幅成分を重畳させた低周波ウォブリング動作を行うことにより、フォーカスレンズの駆動音を増大させることなく、撮像する画像の品位を低下させることもなく焦点検出性能を向上させることが可能である。   As described above, imaging is performed without increasing the driving sound of the focus lens by performing a low frequency wobbling operation in which a lower frequency sinusoidal amplitude component is superimposed on a wobbling operation having a high frequency amplitude component. Therefore, it is possible to improve the focus detection performance without degrading the quality of the image to be performed.

本発明の変形例について以下に記述する。   Modification examples of the present invention will be described below.

図6に示す被写体状態判断処理のステップS400に示す安定判定動作については、以下のような方法で行ってもよい。所定の正弦波の形状を基準とし、取得した複数の変化量の推移データと所定の正弦波との相関演算を行い、相関度が所定の閾値よりも大きいと判定される場合は、安定していると判定する。所定の正弦波の振幅と周期は、低周波ウォブリング動作のLDパラメータに応じて設定すればよい。   The stability determination operation shown in step S400 of the subject state determination process shown in FIG. 6 may be performed by the following method. Based on the shape of the predetermined sine wave, the correlation between the acquired transition data of the plurality of changes and the predetermined sine wave is performed, and when it is determined that the degree of correlation is greater than the predetermined threshold, It is determined that The amplitude and period of the predetermined sine wave may be set according to the LD parameter of the low frequency wobbling operation.

さらに、別の変形例として、安定判定動作について以下のような方法を採用してもよい。取得した複数の変化量の推移データに関して最小二乗法による近似式を算出し、この近似式が正弦波を示していると判定できるならば安定している判断する。たとえば、算出した近似式と所定の振幅、周期を有する正弦波との相関を演算し、相関度が所定の閾値よりも大きいと判定される場合は、安定していると判定してもよい。   Furthermore, as another modification, the following method may be employed for the stability determination operation. An approximate expression by the least square method is calculated for the obtained transition data of a plurality of change amounts, and if it can be determined that this approximate expression indicates a sine wave, it is determined that it is stable. For example, the correlation between the calculated approximate expression and a sine wave having a predetermined amplitude and period is calculated, and when it is determined that the degree of correlation is greater than a predetermined threshold, it may be determined that the correlation is stable.

また、本実施例においては、通常のウォブリング動作に、より低周波な正弦波状の振幅成分を重畳させた低周波ウォブリング動作を行っているが、より低周波な三角波状の振幅成分を重畳させた低周波ウォブリング動作を行っても、同様な効果が得られる。   In this embodiment, the low frequency wobbling operation is performed by superimposing the lower frequency sinusoidal amplitude component on the normal wobbling operation, but the lower frequency triangular wave amplitude component is superimposed. The same effect can be obtained even when the low frequency wobbling operation is performed.

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の動作の説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。   Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention. Further, in the description of the operation described above, the operation is described using “first”, “next”, and the like for convenience. However, it does not mean that the operation is essential in this order.

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。   Further, the above-described embodiments include various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some configuration requirements are deleted from all the configuration requirements shown in the embodiment, the above-described problem can be solved, and this configuration requirement is deleted when the above-described effects can be obtained. The configuration can also be extracted as an invention.

100…撮像装置、101…交換レンズ、102…カメラ本体、103…撮影光学系、104…シャッタ、105…撮像素子、107…撮像制御回路、109…シャッタ制御回路、111…本体CPU、112…電気的接点、113…レンズCPU、114…レンズ記憶回路、115…レンズ駆動回路、121…FROM、123…RAM、125…AF制御回路、126…AE制御回路、129…画像処理回路、131…表示回路、133…表示素子、135…操作SW検出回路、137…操作部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Imaging device, 101 ... Interchangeable lens, 102 ... Camera body, 103 ... Imaging optical system, 104 ... Shutter, 105 ... Imaging element, 107 ... Imaging control circuit, 109 ... Shutter control circuit, 111 ... Main body CPU, 112 ... Electricity 113 ... lens CPU, 114 ... lens storage circuit, 115 ... lens drive circuit, 121 ... FROM, 123 ... RAM, 125 ... AF control circuit, 126 ... AE control circuit, 129 ... image processing circuit, 131 ... display circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 133 ... Display element, 135 ... Operation SW detection circuit, 137 ... Operation part

Claims (4)

光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを有する撮影光学系と、
前記撮影光学系により結像される被写体像を撮像する撮像部と、
前記撮像部が生成する画像データに基づいて焦点評価値を算出する焦点評価値算出部と、
前記焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを制御してAF動作を実行する焦点制御部と、
を具備し、
前記焦点制御部は、第1の周期と第1の振幅により形成される第1の信号に、前記第1の周期よりも大きい第2の周期と前記第1の振幅よりも大きい第2の振幅により形成される第2の信号を重畳させた信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させ、前記フォーカスレンズの移動に同期して前記焦点評価値算出部により焦点評価値を算出させ、算出された焦点評価値に基づいてAF動作を実行し、
前記焦点制御部は、前記第2の信号成分の最大値と最小値の間の半周期分に相当する第1の期間において前記第1の信号成分と第2の信号成分とを重畳した信号成分の最大値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値と、前記第1の信号成分と第2の信号成分とを重畳した信号成分の最小値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値との差に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる第1の方向を判断し、
前記第1の期間の中で前記第1の信号成分の最大値と最小値の間の半周期分に相当する第2の期間において前記第1の信号成分の最大値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値と、前記第1の信号成分の最小値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値の差に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる第2の方向を判断し、
前記第1の方向と第2の方向に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる方向を決定する、
ことを特徴とする焦点調節装置。
A photographing optical system having a focus lens movable in the optical axis direction;
An imaging unit for imaging a subject image formed by the imaging optical system;
A focus evaluation value calculation unit that calculates a focus evaluation value based on image data generated by the imaging unit;
A focus control unit for controlling the focus lens based on the focus evaluation value to execute an AF operation;
Comprising
The focus control unit generates a second signal larger than the first period and a second amplitude larger than the first amplitude in the first signal formed by the first period and the first amplitude. The focus lens is moved based on a signal formed by superimposing the second signal formed by the above, and the focus evaluation value is calculated by the focus evaluation value calculation unit in synchronization with the movement of the focus lens. An AF operation is executed based on the evaluation value,
The focus control unit includes a signal component obtained by superimposing the first signal component and the second signal component in a first period corresponding to a half cycle between the maximum value and the minimum value of the second signal component. The focus lens at a position corresponding to a minimum value of a signal component obtained by superimposing a focus evaluation value when the focus lens is positioned at a position corresponding to the maximum value of the first signal component and the second signal component. Determining a first direction in which the focus lens is in focus based on a difference from a focus evaluation value when
The focus is set to a position corresponding to the maximum value of the first signal component in a second period corresponding to a half cycle between the maximum value and the minimum value of the first signal component in the first period. The focus lens is in focus based on the difference between the focus evaluation value when the lens is positioned and the focus evaluation value when the focus lens is positioned at a position corresponding to the minimum value of the first signal component. Judging the direction of 2,
Determining a direction in which the focus lens is in focus based on the first direction and the second direction;
A focusing device characterized by that.
前記焦点制御部は、前記第1の期間において前記第1の信号成分の周期毎に第2の方向を判断し、時系列に連続して所定回数だけ同じ方向が判断される場合に、前記同じ方向と判断される方向を第2の方向と判断することを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。   The focus control unit determines the second direction for each period of the first signal component in the first period, and the same direction is determined when the same direction is determined a predetermined number of times consecutively in time series. The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the direction determined as the direction is determined as the second direction. 前記焦点制御部は、前記第1の方向と第2の方向が同一の場合は該同一と判別される方向をフォーカスレンズが合焦となる方向と決定し、異なる場合は前記第2の方向をフォーカスレンズが合焦となる方向と決定することを特徴とする請求項1または2に記載の焦点調節装置。   The focus control unit determines the direction determined to be the same when the first direction and the second direction are the same as the direction in which the focus lens is in focus, and determines the second direction when they are different from each other. The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the focus lens is determined as a direction in which the focus lens is in focus. 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを有する撮影光学系と、前記撮影光学系により結像される被写体像を撮像する撮像部と、を具備する撮像装置の焦点調節方法において、
第1の周期と第1の振幅により形成される第1の信号に、前記第1の周期よりも大きい第2の周期と前記第1の振幅よりも大きい第2の振幅により形成される第2の信号を重畳させた信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させ、前記フォーカスレンズの移動に同期して前記撮像部の撮像を実行させて撮像部の出力に基づいて焦点評価値を算出させ、
前記第2の信号成分の最大値と最小値の間の半周期分に相当する第1の期間において前記第1の信号成分と第2の信号成分とを重畳した信号成分の最大値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値と、前記第1の信号成分と第2の信号成分とを重畳した信号成分の最小値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値との差に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる第1の方向を判断し、
前記第1の期間の中で前記第1の信号成分の最大値と最小値の間の半周期分に相当する第2の期間において前記第1の信号成分の最大値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値と、前記第1の信号成分の最小値に対応する位置に前記フォーカスレンズが位置するときの焦点評価値の差に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる第2の方向を判断し、
前記第1の方向と第2の方向に基づいて前記フォーカスレンズが合焦となる方向を決定する、
ことを特徴とする焦点調節方法。
In a focus adjustment method of an imaging apparatus comprising: an imaging optical system having a focus lens movable in the optical axis direction; and an imaging unit that images a subject image formed by the imaging optical system;
The first signal formed by the first period and the first amplitude is the second signal formed by the second period larger than the first period and the second amplitude larger than the first amplitude. The focus lens is moved based on a signal obtained by superimposing the signal, and the focus evaluation value is calculated based on the output of the imaging unit by performing imaging of the imaging unit in synchronization with the movement of the focus lens.
Corresponding to the maximum value of the signal component obtained by superimposing the first signal component and the second signal component in a first period corresponding to a half cycle between the maximum value and the minimum value of the second signal component. The focus evaluation value when the focus lens is located at the position and the focus when the focus lens is located at a position corresponding to the minimum value of the signal component obtained by superimposing the first signal component and the second signal component Determining a first direction in which the focus lens is in focus based on a difference from the evaluation value;
The focus is set to a position corresponding to the maximum value of the first signal component in a second period corresponding to a half cycle between the maximum value and the minimum value of the first signal component in the first period. The focus lens is in focus based on the difference between the focus evaluation value when the lens is positioned and the focus evaluation value when the focus lens is positioned at a position corresponding to the minimum value of the first signal component. Judging the direction of 2,
Determining a direction in which the focus lens is in focus based on the first direction and the second direction;
Focus adjustment method characterized by the above.
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