JP6971692B2 - Control device, image pickup device, control method, program, and storage medium - Google Patents

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Description

本発明は、撮像面位相差AFによる焦点調節を行う撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus that adjusts the focus by an image pickup surface phase difference AF.

近年、撮像素子を用いた位相差AF(撮像面位相差AF)として、撮像素子の画素を用いて撮影画像を取得するとともに焦点検出を行う手法が提案されている。 In recent years, as phase-difference AF (imaging surface phase-difference AF) using an image sensor, a method of acquiring a photographed image and performing focus detection using the pixels of the image sensor has been proposed.

特許文献1には、1つのマイクロレンズに対応する複数のフォトダイオードを設け、各々のフォトダイオードが撮影レンズの互いに異なる瞳面の光を受光する構成が開示されている。このような構成により、2つのフォトダイオードの出力を比較して撮像面位相差AFを行うことができる。撮像面位相差AFでは、各画素の2つ(一対)の像信号(A像信号およびB像信号)にバンドパスフィルタ処理を施した後、所定の領域に関してA像信号とB像信号との相関演算を行うことにより像ずれ量を算出し、像ずれ量に基づいてデフォーカス量を算出する。 Patent Document 1 discloses a configuration in which a plurality of photodiodes corresponding to one microlens are provided, and each photodiode receives light from different pupil surfaces of the photographing lens. With such a configuration, it is possible to perform imaging surface phase difference AF by comparing the outputs of the two photodiodes. In the imaging surface phase difference AF, after performing bandpass filter processing on two (pair) image signals (A image signal and B image signal) of each pixel, the A image signal and the B image signal are subjected to a predetermined region. The amount of image shift is calculated by performing a correlation calculation, and the amount of defocus is calculated based on the amount of image shift.

特許文献2では、2つの像信号に対して第1のフィルタ処理を行ってデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に対して第2のフィルタ処理を行ってデフォーカス量の評価値を生成する構成が開示されている。また、生成された評価値に基づいて焦点状態を評価し、その評価結果に従って焦点調節が行われる。 In Patent Document 2, the two image signals are subjected to the first filter processing to calculate the defocus amount, and the calculated defocus amount is subjected to the second filter processing to obtain the evaluation value of the defocus amount. The configuration to be generated is disclosed. Further, the focal state is evaluated based on the generated evaluation value, and the focus is adjusted according to the evaluation result.

特開2001−083407号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-083407 特開2014−219549号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-219549

しかしながら、デフォーカス量の特性は、像信号に施されるバンドパスフィルタの周波数帯域に応じて異なる。例えば、周波数帯域が低域の場合、大ボケ状態でもデフォーカス量を検出することができるが、合焦位置近傍でのデフォーカス量の精度が低くなる。一方、周波数帯域が高域の場合、合焦位置近傍でのデフォーカス量の精度は高いが、大ボケ状態においてデフォーカス量を検出することができない。 However, the characteristics of the defocus amount differ depending on the frequency band of the bandpass filter applied to the image signal. For example, when the frequency band is in the low frequency range, the defocus amount can be detected even in a large blur state, but the accuracy of the defocus amount near the in-focus position is low. On the other hand, when the frequency band is in the high frequency range, the accuracy of the defocus amount near the in-focus position is high, but the defocus amount cannot be detected in a large blur state.

特許文献2では、デフォーカス量の算出に用いられるフィルタ処理の周波数帯域とは異なる周波数帯域のフィルタ処理により、デフォーカス量の評価値を生成し、その評価値を用いて焦点状態を評価している。しかし、デフォーカス量を検出するためのバンドパスフィルタの周波数帯域として、1つの周波数帯域のみを用いている。フィルタの周波数帯域を低域に設定すると、合焦位置近傍でのデフォーカス量の精度(合焦精度)が低くなる。一方、フィルタの周波数帯域を高域に設定すると、大ボケ状態が検出できなくなるため、合焦位置と逆方向にフォーカスレンズを移動させることにより焦点調節に時間を要する場合がある。 In Patent Document 2, an evaluation value of the defocus amount is generated by filtering a frequency band different from the frequency band of the filter processing used for calculating the defocus amount, and the focal state is evaluated using the evaluation value. There is. However, only one frequency band is used as the frequency band of the bandpass filter for detecting the defocus amount. When the frequency band of the filter is set to a low frequency range, the accuracy of the defocus amount near the in-focus position (focus accuracy) becomes low. On the other hand, if the frequency band of the filter is set to a high frequency range, a large blur state cannot be detected. Therefore, it may take time to adjust the focus by moving the focus lens in the direction opposite to the in-focus position.

そこで本発明は、合焦精度の向上および焦点調節時間の短縮が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。 Therefore, the present invention provides a control device, an image pickup device, a control method, a program, and a storage medium capable of improving focusing accuracy and shortening the focus adjustment time.

本発明の側面としての撮像装置は、1つのマイクロレンズに対して、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第1光電変換部および第2光電変換部を有し、該マイクロレンズが2次元状に配列されている撮像素子と、前記第1光電変換部および前記第2光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第1信号および第2信号を取得する取得手段と、前記第1信号および前記第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量および複数の信頼度を算出する算出手段と、前記複数のデフォーカス量の差に基づいて、該複数のデフォーカス量の中から焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定する決定手段とを有する。 The image pickup apparatus as one aspect of the present invention has a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit that receive light rays passing through different pupil regions of the imaging optical system for one microlens. An image pickup element in which microlenses are arranged in a two-dimensional manner, and an acquisition means for acquiring a first signal and a second signal corresponding to the output signals from the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit, respectively. , The first signal and the second signal are subjected to a plurality of filtering processes having different bands from each other, and a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys are performed based on the first signal and the second signal after each filtering processing. It has a calculation means for calculating the above-mentioned, and a determination means for determining the defocus amount used for the focus adjustment from the plurality of defocus amounts based on the difference between the plurality of defocus amounts.

本発明の他の側面としての制御方法は、1つのマイクロレンズに対して、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第1光電変換部および第2光電変換部を有し、該マイクロレンズが2次元状に配列されている撮像素子の前記第1光電変換部および前記第2光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第1信号および第2信号を取得するステップと、前記第1信号および前記第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量および複数の信頼度を算出するステップと、前記複数のデフォーカス量の差に基づいて、該複数のデフォーカス量の中から焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定するステップとを有する。 The control method as another aspect of the present invention includes a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit that receive light rays passing through different pupil regions of the imaging optical system for one microlens. A step of acquiring a first signal and a second signal corresponding to the output signals from the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit of the image pickup element in which the microlenses are arranged in two dimensions, respectively. A plurality of filters having different bands are performed on the first signal and the second signal, and a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys are obtained based on the first signal and the second signal after each filtering. It has a step of calculating and a step of determining a defocus amount used for focus adjustment from the plurality of defocus amounts based on the difference between the plurality of defocus amounts.

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。 The program as another aspect of the present invention causes a computer to execute the control method.

本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
本発明の他の側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第1信号および第2信号を取得する取得手段と、前記第1信号および前記第2信号に基づいてデフォーカス量および信頼度を算出する算出手段と、前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じてフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段と、を有し、前記フォーカス制御手段は、前記フォーカスレンズの可動範囲の全域においてフォーカス制御を行う第1のモードと、ユーザにより設定されたフォーカスレンズ位置を基準とした所定の範囲内でフォーカス制御を行う第2のモードとで、前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じたフレーム加算の条件を変更する。
本発明の他の側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第1信号および第2信号を取得する取得手段と、前記第1信号および前記第2信号に基づいてデフォーカス量および信頼度を算出する算出手段と、前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じてフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段と、を有し、前記フォーカス制御手段は、前記フォーカスレンズの可動範囲の全域においてフォーカス制御を行う第1のモードと、ユーザにより設定されたフォーカスレンズ位置を基準とした所定の範囲内でフォーカス制御を行う第2のモードとで、前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じた前記フォーカスレンズの駆動回数を変更する。
The storage medium as another aspect of the present invention stores the program.
The control device as another aspect of the present invention includes an acquisition means for acquiring a first signal and a second signal corresponding to light beams passing through different pupil regions of an imaging optical system, and the first signal and the second signal. It has a calculation means for calculating the defocus amount and the reliability based on the above, and a focus control means for controlling the focus lens according to the defocus amount and the reliability, and the focus control means has the focus. The defocus amount is the first mode in which the focus is controlled over the entire movable range of the lens and the second mode in which the focus is controlled within a predetermined range based on the focus lens position set by the user. The conditions for frame addition are changed according to the reliability.
The control device as another aspect of the present invention includes an acquisition means for acquiring a first signal and a second signal corresponding to light beams passing through different pupil regions of an imaging optical system, and the first signal and the second signal. It has a calculation means for calculating the defocus amount and the reliability based on the above, and a focus control means for controlling the focus lens according to the defocus amount and the reliability, and the focus control means has the focus. The defocus amount is the first mode in which the focus is controlled over the entire movable range of the lens and the second mode in which the focus is controlled within a predetermined range based on the focus lens position set by the user. The number of times the focus lens is driven is changed according to the reliability.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the present invention will be described in the following embodiments.

本発明によれば、合焦精度の向上および焦点調節時間の短縮が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device, an image pickup device, a control method, a program, and a storage medium capable of improving focusing accuracy and shortening the focus adjustment time.

第1の実施形態における撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the image pickup apparatus in 1st Embodiment. (a)非撮像面位相差方式および(b)撮像面位相差方式の画素構成例を示す図である。It is a figure which shows the pixel composition example of (a) a non-imaging surface phase difference method and (b) an image pickup surface phase difference method. 第1の本実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the image pickup apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるAF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the AF operation in 1st Embodiment. 第1の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the focus detection process in 1st Embodiment. 第1の実施形態における焦点検出領域の説明図である。It is explanatory drawing of the focal point detection area in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるAF用信号(一対の像信号)の説明図である。It is explanatory drawing of the AF signal (a pair of image signals) in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるAF用信号のシフト量と相関量との関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the shift amount and the correlation amount of the AF signal in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるAF用信号のシフト量と相関変化量との関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the shift amount of the AF signal and the correlation change amount in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるデフォーカス量の選択を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the selection of the defocus amount in 1st Embodiment. 第1の実施形態における大Defから中Defへの引き継ぎ判定を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transfer determination from the large Def to the medium Def in the 1st embodiment. 第1の実施形態における中Defから小Defへの引き継ぎ判定を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transfer determination from the medium Def to the small Def in the 1st Embodiment. 第2の実施形態における撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the image pickup apparatus in 2nd Embodiment. カム軌跡の説明図である。It is explanatory drawing of the cam locus. 第2の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the image pickup apparatus in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるズーム中AF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the AF operation during zooming in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における目標位置選択処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the target position selection process in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における目標位置選択処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the target position selection process in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるズーム中のピント制御に関する説明図である。It is explanatory drawing about the focus control during zooming in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における通常AF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the normal AF operation in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における通常AF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the normal AF operation in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるセーフティMF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the safety MF operation in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるデフォーカス量の選択を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the selection of the defocus amount in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the image pickup apparatus in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるカム軌跡追従処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the cam locus follow-up process in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるズーム中AF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the AF operation during zooming in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるAF処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the AF process in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるズーム中のピント制御に関する説明図である。It is explanatory drawing about the focus control during zooming in 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1の実施形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態における撮像装置の構成について説明する。図1は、本実施形態における撮像装置10(レンズ交換式カメラシステム)のブロック図である。撮像装置10は、カメラ本体200(撮像装置本体)と、カメラ本体200に着脱可能なレンズ装置100(交換レンズ)とを備えて構成されている。レンズ装置100は、電気接点ユニット106を有する不図示のマウント部を介して、カメラ本体200に着脱可能(交換可能)に取り付けられている。なお本実施形態は、レンズ装置とカメラ本体とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the configuration of the image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the image pickup apparatus 10 (interchangeable lens camera system) in the present embodiment. The image pickup device 10 includes a camera body 200 (imaging device body) and a lens device 100 (interchangeable lens) that can be attached to and detached from the camera body 200. The lens device 100 is detachably attached (replaceable) to the camera body 200 via a mount portion (not shown) having an electrical contact unit 106. It should be noted that this embodiment can also be applied to an image pickup device in which a lens device and a camera body are integrally configured.

101はズーム機構を含む撮影レンズ、102は光量を制御する絞り及びシャッター、103は後述する撮像素子201上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズ、104はフォーカスレンズ103を駆動するモータ、105はレンズコントローラである。201は、被写体からの反射光を電気信号に変換する受光手段(光電変換手段)としての撮像素子である。202は、撮像素子201の出力ノイズを除去するCDS回路やA/D変換前に行う非線形増幅回路を含むA/D変換部である。203は画像処理部、204はAF信号処理部、205はフォーマット変換部である。本実施形態において、AF信号処理部204は、取得手段204aおよび算出手段204bを有する。 101 is a photographing lens including a zoom mechanism, 102 is a diaphragm and a shutter for controlling the amount of light, 103 is a focus lens for focusing on an image pickup element 201 described later, 104 is a motor for driving the focus lens 103, and 105 is a lens controller. Is. Reference numeral 201 denotes an image pickup element as a light receiving means (photoelectric conversion means) that converts the reflected light from the subject into an electric signal. Reference numeral 202 denotes an A / D conversion unit including a CDS circuit for removing output noise of the image pickup device 201 and a non-linear amplifier circuit performed before A / D conversion. 203 is an image processing unit, 204 is an AF signal processing unit, and 205 is a format conversion unit. In the present embodiment, the AF signal processing unit 204 has an acquisition unit 204a and a calculation unit 204b.

206はランダムアクセスメモリ(RAM)などの高速な内蔵メモリ(DRAM)であり、一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、または、画像の圧縮伸張における作業用メモリとして用いられる。
207はメモリーカードなどの記録媒体とそのインターフェースとを備えて構成される画像記録部、208はタイミングジェネレータである。209は撮影シーケンスなどシステムを制御するシステム制御部、210はカメラ本体200とレンズ装置100との通信を行うレンズ通信部、211はAE処理部、212は画像表示用メモリ(VRAM)である。213は、画像の表示、操作補助のための表示、および、カメラ状態の表示に加えて、撮影の際に撮影画面および焦点検出領域を表示する画像表示部である。
Reference numeral 206 denotes a high-speed built-in memory (DRAM) such as a random access memory (RAM), which is used as a high-speed buffer as a temporary image storage means or as a work memory for compressing and decompressing an image.
Reference numeral 207 is an image recording unit including a recording medium such as a memory card and its interface, and reference numeral 208 is a timing generator. 209 is a system control unit that controls a system such as a shooting sequence, 210 is a lens communication unit that communicates between the camera body 200 and the lens device 100, 211 is an AE processing unit, and 212 is an image display memory (VRAM). Reference numeral 213 is an image display unit that displays a shooting screen and a focus detection area at the time of shooting, in addition to displaying an image, displaying for assisting operation, and displaying a camera state.

214は、カメラ本体200をユーザが操作するための操作部であり、撮像装置10の撮影機能や画像再生の際の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、および、撮影モードと再生モードの動作モード切換えスイッチなどを含む。215は、マクロモードやスポーツモードなどの撮影モードを選択するための撮影モードスイッチである。216は、システム(撮像装置10)に電源を投入するためのメインスイッチである。217はAFやAEなどの撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ(SW1)、218はスイッチSW1の操作後に撮影を行うためのスイッチ(SW2)である。 Reference numeral 214 denotes an operation unit for the user to operate the camera body 200, a menu switch for making various settings such as a shooting function of the image pickup apparatus 10 and settings for image reproduction, and an operation mode of a shooting mode and a playback mode. Includes changeover switch and so on. Reference numeral 215 is a shooting mode switch for selecting a shooting mode such as a macro mode or a sports mode. Reference numeral 216 is a main switch for turning on the power to the system (imaging device 10). Reference numeral 217 is a switch (SW1) for performing a shooting standby operation such as AF and AE, and 218 is a switch (SW2) for performing shooting after operating the switch SW1.

撮像素子201は、CCDセンサやCMOSセンサなどを備え、レンズ装置100の撮像光学系を介して形成された被写体像(光学像)を光電変換して画素信号(画像データ)を出力する。すなわち撮像光学系から入射した光束は、撮像素子201の受光面上に結像し、撮像素子201において配列された画素(フォトダイオード)により、入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、システム制御部209の指令に従い、タイミングジェネレータ208から出力される駆動パルスに基づいて、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子201から順次読み出される。 The image pickup device 201 includes a CCD sensor, a CMOS sensor, or the like, and photoelectrically converts a subject image (optical image) formed via the image pickup optical system of the lens device 100 to output a pixel signal (image data). That is, the luminous flux incident from the image pickup optical system is imaged on the light receiving surface of the image pickup element 201, and is converted into a signal charge according to the amount of incident light by the pixels (photodiodes) arranged in the image pickup element 201. The signal charge accumulated in each photodiode is sequentially read from the image pickup element 201 as a voltage signal corresponding to the signal charge based on the drive pulse output from the timing generator 208 according to the command of the system control unit 209.

本実施形態で用いられる撮像素子201の各画素は、2つ(一対)のフォトダイオードA、Bとこれら一対のフォトダイオードA、Bに対して設けられた(フォトダイオードA、Bを共有する)1つのマイクロレンズとを備えて構成されている。すなわち撮像素子201は、1つのマイクロレンズに対し一対のフォトダイオード(第1光電変換部および第2光電変換部)を有し、複数のマイクロレンズが2次元状に配列されている。各画素は、入射する光をマイクロレンズで分割して一対のフォトダイオードA、B上に一対の光学像を形成し、この一対のフォトダイオードA、Bから後述するAF用信号に用いられる一対の画素信号(A像信号およびB像信号)を出力する。また、一対のフォトダイオードA、Bの出力を加算することにより、撮像用信号(A+B像信号)を得ることができる。 Each pixel of the image sensor 201 used in the present embodiment is provided for two (pair) photodiodes A and B and the pair of photodiodes A and B (sharing photodiodes A and B). It is configured to include one microlens. That is, the image pickup device 201 has a pair of photodiodes (first photoelectric conversion unit and second photoelectric conversion unit) for one microlens, and a plurality of microlenses are arranged two-dimensionally. Each pixel divides the incident light with a microlens to form a pair of optical images on the pair of photodiodes A and B, and the pair of photodiodes A and B are used as a pair of AF signals to be described later. The pixel signal (A image signal and B image signal) is output. Further, by adding the outputs of the pair of photodiodes A and B, an imaging signal (A + B image signal) can be obtained.

複数の画素から出力された複数のA像信号と複数のB像信号とをそれぞれ合成することにより、撮像面位相差検出方式によるAF(撮像面位相差AF)に用いられるAF用信号(焦点検出用信号)としての一対の像信号が得られる。後述するAF信号処理部204は、一対の像信号に対する相関演算を行って、一対の像信号のずれ量である位相差(像ずれ量)を算出し、さらに像ずれ量から撮像光学系のデフォーカス量(およびデフォーカス方向)を算出する。 AF signals (focus detection) used for AF (imaging surface phase difference AF) by the imaging surface phase difference detection method by synthesizing a plurality of A image signals and a plurality of B image signals output from a plurality of pixels. A pair of image signals as a signal) can be obtained. The AF signal processing unit 204, which will be described later, performs a correlation calculation on the pair of image signals, calculates the phase difference (image shift amount) which is the shift amount of the pair of image signals, and further degenerates the image pickup optical system from the image shift amount. Calculate the focus amount (and defocus direction).

このように撮像素子201は、レンズ装置100の撮像光学系を通過した光束を受光して形成された光学像を電気信号に光電変換して画像データ(像信号)を出力する。本実施形態の撮像素子201は、1つのマイクロレンズに対して2つのフォトダイオードが設けられており、撮像面位相差AF方式による焦点検出に用いる像信号を生成可能である。なお、1つのマイクロレンズに対して4つのフォトダイオードを設けるなど、1つのマイクロレンズを共有するフォトダイオード(分割PD)の個数を変更してもよい。 As described above, the image pickup element 201 photoelectrically converts the optical image formed by receiving the light flux passing through the image pickup optical system of the lens apparatus 100 into an electric signal, and outputs the image data (image signal). The image pickup device 201 of the present embodiment is provided with two photodiodes for one microlens, and can generate an image signal used for focus detection by the image pickup surface phase difference AF method. The number of photodiodes (divided PDs) sharing one microlens may be changed, such as providing four photodiodes for one microlens.

図2(a)は、撮像面位相差AF方式に対応していない画素の構成、図2(b)は、撮像面位相差AF方式に対応した画素の構成例を模式的に示している。図2(a)、(b)のいずれの画素構成でも、ベイヤー配列が用いられており、Rは赤のカラーフィルタを、Bは青のカラーフィルタを、Gr、Gbは緑のカラーフィルタをそれぞれ示している。撮像面位相差AFに対応する図2(b)の画素構成では、図2(a)に示される撮像面位相差AF方式に非対応の画素構成における1画素(実線で示される画素)内に、図2(b)の水平方向に2分割された2つのフォトダイオードA、Bが設けられている。フォトダイオードA、B(第1光電変換部、第2光電変換部)は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を受光する。このように、フォトダイオードAとフォトダイオードBは、撮影光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光するため、B像信号はA像信号に対して視差を有している。また、上述の撮像用信号(A+B像信号)と一対の視差画像信号のうち、一方の像信号(A像又はB像信号)も視差を有する。なお、図2(b)に示される画素の分割方法は一例であり、図2(b)の垂直方向に分割した構成や、水平方向および垂直方向に2分割ずつ(合計4分割)した構成などの他の構成を採用してもよい。また、同じ撮像素子内において互いに異なる分割方法で分割された複数種類の画素が含まれてもよい。 なお本実施形態では、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部が配置され、瞳分割された光束が各光電変換部に入射される構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば焦点検出用画素の構成は、マイクロレンズ下に1つのPDを有し、遮光層により左右または上下を遮光することで瞳分割を行う構成でもよい。また、複数の撮像用画素の配列の中に一対の焦点検出用画素を離散的に配置し、その一対の焦点検出用画素から一対の像信号を取得する構成でもよい。 FIG. 2A schematically shows a configuration of pixels that do not support the imaging surface phase-difference AF method, and FIG. 2B schematically shows a configuration example of pixels that support the imaging surface phase-difference AF method. In both the pixel configurations of FIGS. 2A and 2B, the Bayer arrangement is used, where R is a red color filter, B is a blue color filter, and Gr and Gb are green color filters, respectively. Shows. In the pixel configuration of FIG. 2B corresponding to the imaging surface phase difference AF, the pixel configuration in the pixel configuration not compatible with the imaging surface phase difference AF method shown in FIG. 2A is within one pixel (pixel shown by a solid line). , Two photodiodes A and B divided into two in the horizontal direction in FIG. 2B are provided. The photodiodes A and B (first photoelectric conversion unit and second photoelectric conversion unit) receive light flux that has passed through different pupil regions of the imaging optical system. As described above, since the photodiode A and the photodiode B receive the light flux that has passed through different regions of the exit pupils of the photographing optical system, the B image signal has parallax with respect to the A image signal. Further, of the above-mentioned imaging signal (A + B image signal) and the pair of parallax image signals, one of the image signals (A image or B image signal) also has parallax. The pixel division method shown in FIG. 2B is an example, such as a configuration in which the pixels are divided in the vertical direction in FIG. 2B, a configuration in which the pixels are divided in the horizontal direction and two in the vertical direction (total of four divisions), and the like. Other configurations may be adopted. Further, a plurality of types of pixels divided by different division methods may be included in the same image pickup device. In the present embodiment, a plurality of photoelectric conversion units are arranged for one microlens, and the pupil-divided light flux is incident on each photoelectric conversion unit, but the present invention is limited to this. It's not a thing. For example, the configuration of the focus detection pixel may be such that one PD is provided under the microlens and the pupil is divided by shading the left and right or the top and bottom with a light shielding layer. Further, a pair of focus detection pixels may be discretely arranged in an array of a plurality of image pickup pixels, and a pair of image signals may be acquired from the pair of focus detection pixels.

撮像素子201から読み出された撮像用信号およびAF用信号はA/D変換部202に入力される。A/D変換部202は、撮像用信号およびAF用信号に対して、リセットノイズを除去するための相関二重サンプリング、ゲインの調節、および、デジタル化を行う。A/D変換部202は、撮像用信号を画像処理部203に出力し、AF用信号をAF信号処理部204に出力する。 The image pickup signal and the AF signal read from the image pickup element 201 are input to the A / D conversion unit 202. The A / D conversion unit 202 performs correlation double sampling for removing reset noise, gain adjustment, and digitization of the imaging signal and the AF signal. The A / D conversion unit 202 outputs the image pickup signal to the image processing unit 203, and outputs the AF signal to the AF signal processing unit 204.

AF信号処理部204(取得手段204a)は、A/D変換部202から出力されたAF用信号(一対の像信号としての第1信号(A像信号)および第2信号(B像信号))を取得する。またAF信号処理部204(算出手段204b)は、AF用信号に基づいて相関演算を行って像ずれ量を算出し、像ずれ量に基づいてデフォーカス量を算出する。またAF信号処理部204(算出手段204b)は、AF用信号の信頼性情報(二像の一致度、二像の急峻度、コントラスト情報、飽和情報、および、キズ情報など)を算出する。AF信号処理部204により算出されたデフォーカス量および信頼性情報(信頼度)は、システム制御部209へ出力される。なお、AF信号処理部204による相関演算の詳細については後述する。 The AF signal processing unit 204 (acquisition means 204a) is an AF signal output from the A / D conversion unit 202 (first signal (A image signal) and second signal (B image signal) as a pair of image signals). To get. Further, the AF signal processing unit 204 (calculation means 204b) performs a correlation calculation based on the AF signal to calculate the image shift amount, and calculates the defocus amount based on the image shift amount. Further, the AF signal processing unit 204 (calculation means 204b) calculates reliability information of the AF signal (matching degree of two images, steepness of two images, contrast information, saturation information, scratch information, etc.). The defocus amount and reliability information (reliability) calculated by the AF signal processing unit 204 are output to the system control unit 209. The details of the correlation calculation by the AF signal processing unit 204 will be described later.

次に、図3を参照して、本実施形態における撮像装置10の動作について説明する。図3は、撮像装置10の動作を示すフローチャートである。図3の各ステップは、主にシステム制御部209の指令に基づいて各部により実行される。 Next, the operation of the image pickup apparatus 10 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the image pickup apparatus 10. Each step in FIG. 3 is mainly executed by each unit based on the command of the system control unit 209.

まず、ステップS301において、システム制御部209は、画像処理部203の出力信号に対してAE処理を行うようにAE処理部211を制御する。続いてステップS302において、システム制御部209は、スイッチ217(SW1)がオンであるか否かを判定する。スイッチ217(SW1)がオンの場合、ステップS303へ進む。一方、スイッチ217(SW1)がオフの場合、ステップS301へ戻る。 First, in step S301, the system control unit 209 controls the AE processing unit 211 so as to perform AE processing on the output signal of the image processing unit 203. Subsequently, in step S302, the system control unit 209 determines whether or not the switch 217 (SW1) is on. If the switch 217 (SW1) is on, the process proceeds to step S303. On the other hand, when the switch 217 (SW1) is off, the process returns to step S301.

ステップS303において、システム制御部209は、AF動作を行う。AF動作の詳細については後述する。続いてステップS304において、システム制御部209は、スイッチ217(SW1)がオンであるか否かを判定する。スイッチ217(SW1)がオンの場合、ステップS305へ進む。一方、スイッチ217(SW1)がオフの場合、ステップS301へ戻る。 In step S303, the system control unit 209 performs an AF operation. The details of the AF operation will be described later. Subsequently, in step S304, the system control unit 209 determines whether or not the switch 217 (SW1) is on. If the switch 217 (SW1) is on, the process proceeds to step S305. On the other hand, when the switch 217 (SW1) is off, the process returns to step S301.

ステップS305において、システム制御部209は、スイッチ218(SW2)がオンであるか否かを判定する。スイッチ218(SW2)がオフの場合、ステップS304へ戻る。一方、スイッチ218(SW2)がオンの場合、ステップS306へ進む。ステップS306において、システム制御部209は撮影動作を行う。その後、ステップS301へ戻る。 In step S305, the system control unit 209 determines whether or not the switch 218 (SW2) is on. If the switch 218 (SW2) is off, the process returns to step S304. On the other hand, when the switch 218 (SW2) is on, the process proceeds to step S306. In step S306, the system control unit 209 performs a shooting operation. After that, the process returns to step S301.

次に、図4を参照して、本実施形態におけるAF動作(図3のステップS303)について詳述する。図4は、AF動作を示すフローチャートである。図4の各ステップは、主に、AF信号処理部204およびシステム制御部209により実行される。 Next, with reference to FIG. 4, the AF operation (step S303 in FIG. 3) in the present embodiment will be described in detail. FIG. 4 is a flowchart showing the AF operation. Each step in FIG. 4 is mainly executed by the AF signal processing unit 204 and the system control unit 209.

まずステップS401において、システム制御部209は、画像処理部203の出力信号に対してAE処理を行うようにAE処理部211を制御する。続いてステップS402において、AF信号処理部204は、一対の像信号を用いて焦点検出処理を行い、デフォーカス量および信頼度を算出する。なお、焦点検出処理の詳細については後述する。 First, in step S401, the system control unit 209 controls the AE processing unit 211 so as to perform AE processing on the output signal of the image processing unit 203. Subsequently, in step S402, the AF signal processing unit 204 performs focus detection processing using the pair of image signals, and calculates the defocus amount and reliability. The details of the focus detection process will be described later.

続いてステップS403において、システム制御部209は、ステップS402にて算出された信頼度(焦点検出結果の信頼度)が予め設定されている第2信頼度閾値よりも高いか否かを判定する。信頼度が第2信頼度閾値よりも高い場合、ステップS404へ進む。一方、信頼度が第2信頼度閾値未満である場合、ステップS413へ進む。第2信頼度閾値は、信頼度が第2信頼度閾値未満であれば、デフォーカス量の精度の保証はできないが被写体のピント位置方向は保証できる値に設定される。 Subsequently, in step S403, the system control unit 209 determines whether or not the reliability calculated in step S402 (reliability of the focus detection result) is higher than the preset second reliability threshold value. If the reliability is higher than the second reliability threshold, the process proceeds to step S404. On the other hand, if the reliability is less than the second reliability threshold, the process proceeds to step S413. If the reliability is less than the second reliability threshold, the accuracy of the defocus amount cannot be guaranteed, but the focus position direction of the subject is set to a value that can be guaranteed.

ステップS404において、システム制御部209は、ステップS402にて算出したデフォーカス量(検出デフォーカス量)が予め設定されている第2Def量閾値以下であるか否かを判定する。検出デフォーカス量が第2Def量閾値以下である場合、ステップS405へ進む。一方、検出デフォーカス量が第2Def量閾値よりも大きい場合、ステップS412へ進む。第2Def量閾値は、デフォーカス量が第2Def量閾値以下であれば、その後、そのデフォーカス量だけレンズ駆動を所定回数(例えば3回)以内で焦点深度内にフォーカスレンズ103を移動するように制御可能な値(例えば焦点深度の5倍の量)に設定される。 In step S404, the system control unit 209 determines whether or not the defocus amount (detection defocus amount) calculated in step S402 is equal to or less than the preset second Def amount threshold value. If the detected defocus amount is equal to or less than the second Def amount threshold value, the process proceeds to step S405. On the other hand, when the detected defocus amount is larger than the second Def amount threshold value, the process proceeds to step S412. The second Def amount threshold is such that if the defocus amount is equal to or less than the second Def amount threshold, the focus lens 103 is then moved within the depth of focus within a predetermined number of times (for example, 3 times) by driving the lens by the defocus amount. It is set to a controllable value (eg, 5 times the depth of focus).

ステップS405において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103が停止状態(停止中)であるか否かを判定する。フォーカスレンズ103が停止中である場合、ステップS406へ進む。一方、フォーカスレンズ103が停止中でない場合、ステップS410へ進む。 In step S405, the system control unit 209 determines whether or not the focus lens 103 is in the stopped state (stopped). If the focus lens 103 is stopped, the process proceeds to step S406. On the other hand, if the focus lens 103 is not stopped, the process proceeds to step S410.

ステップS406において、システム制御部209は、ステップS402にて算出された信頼度(焦点検出結果の信頼度)が予め設定されている第1信頼度閾値よりも高いか否かを判定する。信頼度が第1信頼度閾値よりも高い場合、ステップS407へ進む。一方、信頼度が第1信頼度閾値未満である場合、ステップS410へ進む。第1信頼度閾値は、信頼度が第1信頼度閾値以上であれば、デフォーカス量の精度ばらつきが所定の範囲内(例えば焦点深度内)となるように設定される。 In step S406, the system control unit 209 determines whether or not the reliability calculated in step S402 (reliability of the focus detection result) is higher than the preset first reliability threshold value. If the reliability is higher than the first reliability threshold, the process proceeds to step S407. On the other hand, if the reliability is less than the first reliability threshold, the process proceeds to step S410. The first reliability threshold is set so that the accuracy variation of the defocus amount is within a predetermined range (for example, within the depth of focus) when the reliability is equal to or higher than the first reliability threshold.

ステップS407において、システム制御部209は、ステップS402にて算出したデフォーカス量(検出デフォーカス量)が予め設定されている第1Def量閾値以下であるか否かを判定する。検出デフォーカス量が第1Def量閾値以下である場合、ステップS408へ進む。一方、検出デフォーカス量が第1Def量閾値よりも大きい場合、ステップS409へ進む。第1Def量閾値は、検出デフォーカス量が第1Def量閾値以下であれば、焦点深度内にフォーカスレンズ103が制御されている値となるように設定される。 In step S407, the system control unit 209 determines whether or not the defocus amount (detection defocus amount) calculated in step S402 is equal to or less than the preset first Def amount threshold value. If the detected defocus amount is equal to or less than the first Def amount threshold value, the process proceeds to step S408. On the other hand, when the detected defocus amount is larger than the first Def amount threshold value, the process proceeds to step S409. The first Def amount threshold is set so that the focus lens 103 is controlled within the depth of focus if the detected defocus amount is equal to or less than the first Def amount threshold.

ステップS408において、システム制御部209は、焦点状態が合焦状態であると判定し、本フローを終了する。一方、ステップS409において、システム制御部209は、ステップS402にて算出したデフォーカス量(検出デフォーカス量)だけフォーカスレンズ103を駆動させ、その後、ステップS402へ戻る。ステップS405〜S409の一連の動作を行うことにより、ステップS402にて算出した信頼度が第1信頼度閾値よりも高い場合において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103を停止した状態で再度デフォーカス量を算出することができる。 In step S408, the system control unit 209 determines that the focal state is in the focused state, and ends this flow. On the other hand, in step S409, the system control unit 209 drives the focus lens 103 by the defocus amount (detected defocus amount) calculated in step S402, and then returns to step S402. By performing a series of operations in steps S405 to S409, when the reliability calculated in step S402 is higher than the first reliability threshold value, the system control unit 209 defocuses again with the focus lens 103 stopped. The amount can be calculated.

ステップS410において、システム制御部209は、ステップS402にて検出したデフォーカス量に対して所定割合だけフォーカスレンズ103を駆動する。続いてステップS411において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103の停止を指示して、ステップS402へ戻る。 In step S410, the system control unit 209 drives the focus lens 103 by a predetermined ratio with respect to the defocus amount detected in step S402. Subsequently, in step S411, the system control unit 209 instructs the stop of the focus lens 103 to return to step S402.

ステップS412において、システム制御部209は、ステップS402にて検出したデフォーカス量に対して所定割合だけフォーカスレンズ103を駆動し、ステップS402へ戻る。所定割合は、デフォーカス量に対してフォーカスレンズ103の駆動量(レンズ駆動量)が小さくなるように設定される(例えば8割)。また、設定するレンズ速度は、例えば1フレームの時間で、設定した駆動量だけ駆動することが可能な速度よりも遅くなるように設定される。これにより、検出デフォーカス量が正しくない場合、被写体のピント位置を越えてしまうことを回避することができる。また、フォーカスレンズ103を停止することなく駆動させながら次のレンズ駆動を行うことが可能となる(オーバーラップ制御)。 In step S412, the system control unit 209 drives the focus lens 103 by a predetermined ratio with respect to the defocus amount detected in step S402, and returns to step S402. The predetermined ratio is set so that the drive amount (lens drive amount) of the focus lens 103 is smaller than the defocus amount (for example, 80%). Further, the lens speed to be set is set to be slower than the speed that can be driven by the set driving amount in, for example, one frame time. As a result, if the detected defocus amount is incorrect, it is possible to avoid exceeding the focus position of the subject. Further, it is possible to drive the next lens while driving the focus lens 103 without stopping (overlap control).

ステップS413において、システム制御部209は、非合焦条件を満たしたか否かを判定する。非合焦条件を満たした場合、ステップS414へ進む。一方、非合焦条件を満たしていない場合、ステップS415へ進む。非合焦条件とは、システム制御部209が合焦すべき被写体がないと判定する条件である。非合焦条件として、例えば、フォーカスレンズ103の可動範囲の全てにおいてレンズ駆動が完了した場合、すなわちフォーカスレンズ103が遠側および近側の両方のレンズ端を検出して初期位置に戻った場合という条件が設定される。 In step S413, the system control unit 209 determines whether or not the out-of-focus condition is satisfied. If the out-of-focus condition is satisfied, the process proceeds to step S414. On the other hand, if the out-of-focus condition is not satisfied, the process proceeds to step S415. The out-of-focus condition is a condition in which the system control unit 209 determines that there is no subject to be focused. The out-of-focus condition is, for example, the case where the lens drive is completed in the entire movable range of the focus lens 103, that is, the case where the focus lens 103 detects both the far side and the near side lens ends and returns to the initial position. Conditions are set.

ステップS414において、システム制御部209は、焦点状態が非合焦状態であると判定し、本フローを終了する。一方、ステップS415において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103が遠側または近側のレンズ端に到達したか否かを判定する。フォーカスレンズ103がレンズ端に到達した場合、ステップS416へ進み、一方、フォーカスレンズ103がレンズ端に到達していない場合、ステップS417へ進む。 In step S414, the system control unit 209 determines that the focal state is out of focus, and ends this flow. On the other hand, in step S415, the system control unit 209 determines whether or not the focus lens 103 has reached the far end or the near end of the lens. If the focus lens 103 reaches the lens end, the process proceeds to step S416, while if the focus lens 103 does not reach the lens end, the process proceeds to step S417.

ステップS416において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103の駆動方向(レンズ駆動方向)を反転し、ステップS402へ戻る。ステップS417において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103を所定方向に駆動し、ステップS402へ戻る。フォーカスレンズ103の駆動速度(フォーカスレンズ速度)は、例えば、デフォーカス量が検出できるようになった時点でピント位置を通り過ぎることのないようなレンズ速度の範囲内で最も速い速度に設定される。 In step S416, the system control unit 209 reverses the drive direction (lens drive direction) of the focus lens 103 and returns to step S402. In step S417, the system control unit 209 drives the focus lens 103 in a predetermined direction and returns to step S402. The drive speed (focus lens speed) of the focus lens 103 is set to, for example, the fastest speed within the range of the lens speed that does not pass the focus position when the defocus amount can be detected.

次に、図5を参照して、焦点検出処理(図4のステップS402)について詳述する。図5は、焦点検出処理を示すフローチャートである。図5の各ステップは、主に、システム制御部209、または、システム制御部209の指令に基づいてAF信号処理部204により実行される。 Next, with reference to FIG. 5, the focus detection process (step S402 in FIG. 4) will be described in detail. FIG. 5 is a flowchart showing the focus detection process. Each step of FIG. 5 is mainly executed by the system control unit 209 or the AF signal processing unit 204 based on the command of the system control unit 209.

まず、ステップS501において、AF信号処理部204(システム制御部209)は、撮像素子201内の任意の範囲の焦点検出領域を設定する。続いてステップS502において、AF信号処理部204は、ステップS501にて設定した焦点検出領域に関し、撮像素子201から焦点検出用の一対の像信号(A像信号およびB像信号)を取得する。続いてステップS503において、AF信号処理部204は、ステップS502にて取得した一対の像信号に対して、垂直方向に行加算平均処理を行う。行加算平均処理により、像信号のノイズの影響を軽減することができる。続いてステップS504において、AF信号処理部204は、ステップS503にて行加算平均処理を行った一対の像信号から、所定の周波数帯域の信号成分を取り出すフィルタ処理を行う。 First, in step S501, the AF signal processing unit 204 (system control unit 209) sets a focus detection region in an arbitrary range in the image pickup device 201. Subsequently, in step S502, the AF signal processing unit 204 acquires a pair of image signals (A image signal and B image signal) for focus detection from the image pickup device 201 with respect to the focus detection region set in step S501. Subsequently, in step S503, the AF signal processing unit 204 performs row addition averaging processing in the vertical direction with respect to the pair of image signals acquired in step S502. The row addition averaging process can reduce the influence of noise in the image signal. Subsequently, in step S504, the AF signal processing unit 204 performs filter processing for extracting signal components in a predetermined frequency band from the pair of image signals subjected to row addition averaging processing in step S503.

続いてステップS505において、AF信号処理部204は、ステップS504にてフィルタ処理を行った一対の像信号に基づいて相関量を算出する。続いてステップS506において、AF信号処理部204は、ステップS505にて算出した相関量に基づいて相関変化量を算出する。続いてステップS507において、AF信号処理部204は、ステップS505にて算出した相関変化量に基づいて像ずれ量を算出する。続いてステップS508において、AF信号処理部204は、ステップS507にて算出した像ずれ量の信頼度を算出する。続いてステップS509において、AF信号処理部204は、像ずれ量をデフォーカス量に変換する。 Subsequently, in step S505, the AF signal processing unit 204 calculates the correlation amount based on the pair of image signals filtered in step S504. Subsequently, in step S506, the AF signal processing unit 204 calculates the correlation change amount based on the correlation amount calculated in step S505. Subsequently, in step S507, the AF signal processing unit 204 calculates the image shift amount based on the correlation change amount calculated in step S505. Subsequently, in step S508, the AF signal processing unit 204 calculates the reliability of the image shift amount calculated in step S507. Subsequently, in step S509, the AF signal processing unit 204 converts the image shift amount into the defocus amount.

続いてステップS510において、システム制御部209は、ステップS504にて行われたフィルタ処理に関し、フィルタの種類分だけ演算したか否かを判定する。フィルタの種類分だけフィルタ処理の演算が完了している場合、ステップS511へ進む。一方、フィルタの種類分だけフィルタ処理の演算が完了していない場合、ステップS504へ戻る。本実施形態において、ステップS504のフィルタ処理では、例えば行加算平均処理を行った一対の像信号に対して、帯域の異なる3つの周波数帯域(低域、中域、高域)のバンドパスフィルタを用いた処理(フィルタ処理)を水平方向に行う。但し、低域フィルタ、中域フィルタ、高域フィルタとは、各フィルタが取り出す周波数成分の相対的な高低を示すものであり、絶対的な高低を示すものではない。ステップS510において、システム制御部209はステップS504〜S509の一連の処理を3つの周波数帯域の全てに関して行ったか否かを判定する。 Subsequently, in step S510, the system control unit 209 determines whether or not the filter processing performed in step S504 has been calculated for each type of filter. If the calculation of the filter processing is completed by the number of types of the filter, the process proceeds to step S511. On the other hand, if the calculation of the filter processing is not completed for the types of filters, the process returns to step S504. In the present embodiment, in the filter processing of step S504, for example, a bandpass filter having three frequency bands (low frequency band, mid frequency band, and high frequency band) having different bands is applied to a pair of image signals subjected to row addition averaging processing. Perform the processing (filter processing) used in the horizontal direction. However, the low frequency filter, the mid frequency filter, and the high frequency filter indicate the relative high and low of the frequency components extracted by each filter, and do not indicate the absolute high and low. In step S510, the system control unit 209 determines whether or not the series of processes of steps S504 to S509 has been performed for all three frequency bands.

ステップS511において、システム制御部209は、デフォーカス量を選択する。すなわちシステム制御部209(決定手段)は、ステップS504〜S509の一連の処理により算出された3つのデフォーカス量と信頼度との組み合わせのうち、いずれのデフォーカス量と信頼度との組み合わせを用いるかを選択(決定)する。本実施形態において、低域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量を大Def、中域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量を中Def、高域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量を小Defとする。なお、デフォーカス量の選択については後述する。 In step S511, the system control unit 209 selects the defocus amount. That is, the system control unit 209 (determining means) uses any combination of the defocus amount and the reliability among the combinations of the three defocus amounts and the reliability calculated by the series of processes of steps S504 to S509. Select (decide) whether or not. In the present embodiment, the defocus amount calculated by using the low frequency filter is a large Def, the defocus amount calculated by using the mid frequency filter is a medium Def, and the defocus amount calculated by using the high frequency filter is the defocus amount. Let it be a small Def. The selection of the defocus amount will be described later.

次に、図6を参照して、図5のステップS501にて設定された焦点検出領域(AF領域)について詳述する。図6は、撮像素子201の画素アレイ601上での焦点検出領域602の説明図である。焦点検出領域602の両側のシフト領域603は、相関演算に必要な領域である。このため、焦点検出領域602とシフト領域603とを合わせた領域604が相関演算に必要な画素領域である。図6中のp、q、s、tはそれぞれ、水平方向(x軸方向)での座標であり、pとqはそれぞれ領域604(画素領域)の始点と終点のx座標、sとtはそれぞれ焦点検出領域602の始点と終点のx座標をそれぞれ示している。 Next, with reference to FIG. 6, the focus detection region (AF region) set in step S501 of FIG. 5 will be described in detail. FIG. 6 is an explanatory diagram of a focus detection region 602 on the pixel array 601 of the image sensor 201. The shift regions 603 on both sides of the focus detection region 602 are regions necessary for the correlation calculation. Therefore, the area 604 in which the focus detection area 602 and the shift area 603 are combined is a pixel area required for the correlation calculation. In FIG. 6, p, q, s, and t are the coordinates in the horizontal direction (x-axis direction), respectively, p and q are the x-coordinates of the start point and the end point of the area 604 (pixel area), respectively, and s and t are the coordinates. The x-coordinates of the start point and the end point of the focus detection region 602 are shown, respectively.

図7は、図6の焦点検出領域602に含まれる複数の画素から取得したAF用信号(一対の像信号)の説明図である。図7において、実線701は一対の像信号のうちの一方(A像信号)、破線702は一対の像信号のうち他方(B像信号)である。図7(a)はシフト前のA像信号およびB像信号を示し、図7(b)、(c)はそれぞれ、A像信号およびB像信号を図7(a)の状態からプラス方向およびマイナス方向にシフトした状態を示している。一対の像信号(実線701で示されるA像信号、破線702で示されるB像信号)の相関量を算出する際には、A像信号およびB像信号の両方を矢印の方向に1ビットずつシフトする。 FIG. 7 is an explanatory diagram of AF signals (a pair of image signals) acquired from a plurality of pixels included in the focus detection region 602 of FIG. In FIG. 7, the solid line 701 is one of the pair of image signals (A image signal), and the broken line 702 is the other of the pair of image signals (B image signal). 7 (a) shows the A image signal and the B image signal before the shift, and FIGS. 7 (b) and 7 (c) show the A image signal and the B image signal in the positive direction and from the state of FIG. 7 (a), respectively. It shows the state of shifting in the negative direction. When calculating the correlation amount of a pair of image signals (A image signal shown by the solid line 701 and B image signal shown by the broken line 702), both the A image signal and the B image signal are bit by 1 bit in the direction of the arrow. shift.

次に、相関量の算出方法について説明する。まず、図7(b)、(c)に示されるように、A像信号およびB像信号をそれぞれ1ビットずつシフトして、A像信号とB像信号との差の絶対値の和を算出する。相関量COR[i]は、以下の式(1)を用いて算出することができる。 Next, a method of calculating the correlation amount will be described. First, as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c), the A image signal and the B image signal are shifted by 1 bit each, and the sum of the absolute values of the differences between the A image signal and the B image signal is calculated. do. The correlation amount COR [i] can be calculated using the following equation (1).

Figure 0006971692
Figure 0006971692

式(1)において、iはシフト量、p−sはマイナス方向の最大シフト量、q−tはプラス方向の最大シフト量、xは焦点検出領域602の開始座標、yは焦点検出領域602の終了座標である。 In equation (1), i is the shift amount, ps is the maximum shift amount in the minus direction, q−t is the maximum shift amount in the plus direction, x is the start coordinate of the focus detection region 602, and y is the focus detection region 602. The end coordinates.

ここで、図8を参照して、シフト量と相関量CORとの関係について説明する。図8(a)、(b)は、シフト量と相関量CORとの関係の説明図である。図8(b)は図8(a)の領域802の拡大図である。図8(a)において、横軸はシフト量、縦軸は相関量CORをそれぞれ示している。シフト量とともに変化する相関量801における極値付近の領域802、803のうち、より小さい相関量に対応するシフト量において一対の像信号(A像信号、B像信号)の一致度が最も高くなる。 Here, the relationship between the shift amount and the correlation amount COR will be described with reference to FIG. 8 (a) and 8 (b) are explanatory diagrams of the relationship between the shift amount and the correlation amount COR. 8 (b) is an enlarged view of the region 802 of FIG. 8 (a). In FIG. 8A, the horizontal axis represents the shift amount and the vertical axis represents the correlation amount COR. Of the regions 802 and 803 near the extreme value in the correlation amount 801 that changes with the shift amount, the degree of coincidence of the pair of image signals (A image signal, B image signal) is the highest in the shift amount corresponding to the smaller correlation amount. ..

次に、相関変化量の算出方法について説明する。本実施形態では、図8(a)に示される相関量801の波形における1シフトおきの相関量の差を相関変化量として算出する。相関変化量ΔCOR[i]は、以下の式(2)を用いて算出することができる。 Next, a method of calculating the amount of correlation change will be described. In the present embodiment, the difference in the correlation amount every other shift in the waveform of the correlation amount 801 shown in FIG. 8A is calculated as the correlation change amount. The amount of correlation change ΔCOR [i] can be calculated using the following equation (2).

Figure 0006971692
Figure 0006971692

ここで、図9を参照して、シフト量と相関変化量ΔCORとの関係について説明する。図9(a)、(b)は、シフト量と相関変化量ΔCORとの関係の説明図である。図9(b)は図9(a)の領域902の拡大図である。図9(a)において、横軸はシフト量、縦軸は相関変化量ΔCORをそれぞれ示している。シフト量とともに変化する相関変化量901は、領域902、903においてプラスからマイナスになる。相関変化量が0となる状態をゼロクロスと呼び、一対の像信号(A像信号、B像信号)の一致度が最も高くなる。このため、ゼロクロスを与えるシフト量が像ずれ量となる。 Here, with reference to FIG. 9, the relationship between the shift amount and the correlation change amount ΔCOR will be described. 9 (a) and 9 (b) are explanatory diagrams of the relationship between the shift amount and the correlation change amount ΔCOR. 9 (b) is an enlarged view of the region 902 of FIG. 9 (a). In FIG. 9A, the horizontal axis represents the shift amount and the vertical axis represents the correlation change amount ΔCOR. The correlation change amount 901 that changes with the shift amount changes from plus to minus in the regions 902 and 903. The state in which the amount of correlation change is 0 is called zero cross, and the degree of coincidence between the pair of image signals (A image signal and B image signal) is the highest. Therefore, the shift amount that gives zero cross is the image shift amount.

図9(b)において、904は相関変化量901の一部である。図9(b)を参照して、像ずれ量PRDの算出方法について説明する。ゼロクロスを与えるシフト量(k−1+α)は、整数部分β(=k−1)と小数部分αとに分けられる。小数部分αは、図9(b)中の三角形ABCと三角形ADEとの相似の関係から、以下の式(3)を用いて算出することができる。 In FIG. 9B, 904 is a part of the correlation change amount 901. A method of calculating the image shift amount PRD will be described with reference to FIG. 9B. The shift amount (k-1 + α) that gives a zero cross is divided into an integer part β (= k-1) and a decimal part α. The fractional part α can be calculated using the following equation (3) from the similarity relationship between the triangle ABC and the triangle ADE in FIG. 9 (b).

Figure 0006971692
Figure 0006971692

整数部分βは、図9(b)より、以下の式(4)を用いて算出することができる。 The integer part β can be calculated from FIG. 9B using the following equation (4).

Figure 0006971692
Figure 0006971692

すなわち、小数部分αと整数部分βとの和から像ずれ量PRDを算出することができる。図9(a)に示されるように、相関変化量ΔCORのゼロクロスが複数存在する場合、その付近での相関変化量ΔCORの変化の急峻性がより大きい方を第1のゼロクロスとする。この急峻性はAFの行い易さを示す指標であり、その値が大きいほど高精度なAFを行い易い点であることを示す。急峻性maxderは、以下の式(5)を用いて算出することができる。 That is, the image shift amount PRD can be calculated from the sum of the decimal part α and the integer part β. As shown in FIG. 9A, when there are a plurality of zero crosses of the correlation change amount ΔCOR, the one having a larger change in the correlation change amount ΔCOR in the vicinity thereof is defined as the first zero cross. This steepness is an index showing the ease of performing AF, and the larger the value, the easier it is to perform high-precision AF. The steepness maxder can be calculated using the following equation (5).

Figure 0006971692
Figure 0006971692

本実施形態では、相関変化量のゼロクロスが複数存在する場合、その急峻性に基づいて第1のゼロクロスを決定し、第1のゼロクロスを与えるシフト量を像ずれ量とする。 In the present embodiment, when there are a plurality of zero crosses of the correlation change amount, the first zero cross is determined based on the steepness, and the shift amount giving the first zero cross is defined as the image shift amount.

次に、像ずれ量の信頼性情報(信頼度)の算出方法について説明する。像ずれ量の信頼度は、一対の像信号(A像信号、B像信号)の一致度(二像の一致度)fnclvlと、前述の相関変化量ΔCORの急峻性とにより定義することができ、いずれの値から信頼度を取得してもよい。
二像の一致度は、像ずれ量の精度を表す指標であり、ここではその値が小さいほど精度が良いことを意味する。図8(b)において、804は相関量801の一部である。二像の一致度fnclvlは、以下の式(6)を用いて算出することができる。
Next, a method of calculating the reliability information (reliability) of the image shift amount will be described. The reliability of the image shift amount can be defined by the degree of coincidence (the degree of coincidence of two images) fnclvl of a pair of image signals (A image signal, B image signal) and the steepness of the above-mentioned correlation change amount ΔCOR. , The reliability may be obtained from any value.
The degree of coincidence between the two images is an index showing the accuracy of the amount of image shift, and here, the smaller the value, the better the accuracy. In FIG. 8B, 804 is a part of the correlation amount 801. The degree of coincidence fnclvl of the two images can be calculated using the following equation (6).

Figure 0006971692
Figure 0006971692

次に、図10を参照して、デフォーカス量の選択(図5のステップS511)について説明する。図10は、デフォーカス量の選択を示すフローチャートである。図10の各ステップは、主にシステム制御部209により実行される。 Next, the selection of the defocus amount (step S511 in FIG. 5) will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the selection of the defocus amount. Each step in FIG. 10 is mainly executed by the system control unit 209.

まずステップS1001において、システム制御部209は、後述する大Def(第1デフォーカス量)から中Def(第2デフォーカス量)への引き継ぎ判定を行う。続いてステップS1002において、システム制御部209は、大Defから中Defへの引き継ぎを行うことができたか否かを判定する。大Defから中Defへの引き継ぎを行うことができた場合、ステップS1003へ進む。一方、大Defから中Defへの引き継ぎを行うことができなかった場合、ステップS1007へ進む。 First, in step S1001, the system control unit 209 determines the takeover from the large Def (first defocus amount) to the medium Def (second defocus amount), which will be described later. Subsequently, in step S1002, the system control unit 209 determines whether or not the transfer from the large Def to the medium Def could be performed. If the transfer from the large Def to the medium Def can be performed, the process proceeds to step S1003. On the other hand, if the transfer from the large Def to the medium Def cannot be performed, the process proceeds to step S1007.

ステップS1003において、システム制御部209は、後述する中def(第2デフォーカス量)から小def(第3デフォーカス量)への引き継ぎ判定を行う。続いてステップS1004において、システム制御部209は、中Defから小Defへの引き継ぎを行うことができたか否かを判定する。中Defから小Defへの引き継ぎを行うことができた場合、ステップS1005へ進む。一方、中Defから小Defへの引き継ぎを行うことができなかった場合、ステップS1006へ進む。 In step S1003, the system control unit 209 determines the takeover from the medium def (second defocus amount) to the small def (third defocus amount), which will be described later. Subsequently, in step S1004, the system control unit 209 determines whether or not the transfer from the medium Def to the small Def has been possible. If the transfer from the medium Def to the small Def can be performed, the process proceeds to step S1005. On the other hand, if the transfer from the medium Def to the small Def cannot be performed, the process proceeds to step S1006.

ステップS1005において、システム制御部209は、フォーカスレンズ103の駆動(フォーカス制御)に用いるデフォーカス量として小defを選択し、本フローを終了する。また、ステップS1006において、システム制御部209は、フォーカス制御に用いるデフォーカス量として中Defを選択し、本フローを終了する。また、ステップS1007において、システム制御部209は、フォーカス制御に用いるデフォーカス量として大defを選択し、本フローを終了する。 In step S1005, the system control unit 209 selects a small def as the defocus amount used for driving the focus lens 103 (focus control), and ends this flow. Further, in step S1006, the system control unit 209 selects medium Def as the defocus amount used for focus control, and ends this flow. Further, in step S1007, the system control unit 209 selects a large def as the defocus amount used for the focus control, and ends this flow.

次に、図11を参照して、大Defから中Defへの引き継ぎ判定(図10のステップS1001)について説明する。図11の各ステップは、主にシステム制御部209により実行される。 Next, with reference to FIG. 11, the takeover determination from the large Def to the medium Def (step S1001 in FIG. 10) will be described. Each step in FIG. 11 is mainly executed by the system control unit 209.

まずステップS1101において、システム制御部209は、大Defと中Defのデフォーカス量の差が予め設定した第1深度閾値(第1閾値)以下であるか否かを判定する。大Defと中Defのデフォーカス量の差が第1深度閾値以下である場合、ステップS1102へ進む。一方、この差が第1深度閾値よりも大きい場合、ステップS1104へ進む。第1深度閾値は、大Defから中Defへ適切に引き継ぐことができるように、例えば焦点深度の9倍の量に設定される。また、第1深度閾値を、焦点深度を基準として設定する(焦点深度よりも大きくする)ことにより、F値や焦点検出領域が変化しても一律の閾値を設定することができる。 First, in step S1101, the system control unit 209 determines whether or not the difference between the defocus amounts of the large Def and the medium Def is equal to or less than the preset first depth threshold value (first threshold value). When the difference between the defocus amount of the large Def and the defocus amount of the medium Def is equal to or less than the first depth threshold value, the process proceeds to step S1102. On the other hand, if this difference is larger than the first depth threshold value, the process proceeds to step S1104. The first depth threshold is set to, for example, nine times the depth of focus so that the large Def can be appropriately inherited from the medium Def. Further, by setting the first depth threshold value with reference to the depth of focus (making it larger than the depth of focus), a uniform threshold value can be set even if the F value or the focus detection area changes.

ステップS1102において、システム制御部209は、中Defの信頼度(第2信頼度)が大Defの信頼度(第1信頼度)以上であり、かつ、中Defの信頼度が第2信頼度閾値(図4のステップS403の判定で用いられた閾値)よりも高いか否かを判定する。これらの両方の条件を満たす場合、ステップS1103へ進む。一方、少なくとも一方の条件を満たさない場合、ステップS1104へ進む。 In step S1102, in the system control unit 209, the reliability of the medium Def (second reliability) is equal to or higher than the reliability of the large Def (first reliability), and the reliability of the medium Def is the second reliability threshold value. It is determined whether or not it is higher than (threshold value used in the determination in step S403 of FIG. 4). If both of these conditions are satisfied, the process proceeds to step S1103. On the other hand, if at least one of the conditions is not satisfied, the process proceeds to step S1104.

ステップS1103において、システム制御部209は、大Defから中Defへの引き継ぎを行うことができると判定し、本フローを終了する。一方、ステップS1104において、システム制御部209は、大Defから中Defへの引き継ぎを行うことができないと判定し、本フローを終了する。これにより、大ボケ状態から小ボケ状態へフォーカスレンズ103を移動させる過程において、大Defと中Defのデフォーカス量の差とそれぞれの信頼度とに基づいて、大Defから中Defへの引き継ぎを行うことが可能であるか否かを判定することができる。 In step S1103, the system control unit 209 determines that the transfer from the large Def to the medium Def can be performed, and ends this flow. On the other hand, in step S1104, the system control unit 209 determines that the transfer from the large Def to the medium Def cannot be performed, and ends this flow. As a result, in the process of moving the focus lens 103 from the large blur state to the small blur state, the transfer from the large Def to the medium Def is performed based on the difference in the defocus amount between the large Def and the medium Def and the reliability of each. It is possible to determine whether or not it is possible to do so.

次に、図12を参照して、中Defから小Defへの引き継ぎ判定(図10のステップS1003)について説明する。図12の各ステップは、主にシステム制御部209により実行される。 Next, with reference to FIG. 12, the takeover determination from the medium Def to the small Def (step S1003 in FIG. 10) will be described. Each step in FIG. 12 is mainly executed by the system control unit 209.

まずステップS1201において、システム制御部209は、中Defと小Defのデフォーカス量の差が予め設定した第2深度閾値(第2閾値)以下であるか否かを判定する。中Defと小Defのデフォーカス量の差が第2深度閾値以下である場合、ステップS1202へ進む。一方、この差が第2深度閾値よりも大きい場合、ステップS1204へ進む。第2深度閾値は、中Defから小Defへ適切に引き継ぐことができるように、例えば焦点深度の3倍の量に設定される。また、第2深度閾値を、焦点深度を基準として設定する(焦点深度よりも大きくする)ことにより、F値や焦点検出領域が変化しても一律の閾値を設定することができる。また、第2深度閾値は、図11のステップS1101の判定にて用いられる第1深度閾値よりも小さい値に設定される。これは、小Def→中Def→大Defと変化するにつれて、デフォーカス量の検出ばらつきが大きくなる結果、小Defと中Defの差よりも中Defと大Defの差の方が大きくなるためである。 First, in step S1201, the system control unit 209 determines whether or not the difference between the defocus amounts of the medium Def and the small Def is equal to or less than the preset second depth threshold value (second threshold value). When the difference between the defocus amount of the medium Def and the small Def is equal to or less than the second depth threshold value, the process proceeds to step S1202. On the other hand, if this difference is larger than the second depth threshold value, the process proceeds to step S1204. The second depth threshold is set to, for example, three times the depth of focus so that the medium Def can be appropriately inherited from the small Def. Further, by setting the second depth threshold value with reference to the depth of focus (making it larger than the depth of focus), a uniform threshold value can be set even if the F value or the focus detection area changes. Further, the second depth threshold value is set to a value smaller than the first depth threshold value used in the determination in step S1101 of FIG. This is because the detection variation of the defocus amount increases as the change from small Def → medium Def → large Def, and as a result, the difference between the medium Def and the large Def becomes larger than the difference between the small Def and the medium Def. be.

ステップS1202において、システム制御部209は、小Defの信頼度が中Defの信頼度以上であり、かつ、小Defの信頼度および中Defの信頼度の両方がそれぞれ第2信頼度閾値よりも高いか否かを判定する。これらの条件を全て満たす場合、ステップS1203へ進む。一方、少なくとも一つの条件を満たさない場合、ステップS1204へ進む。 In step S1202, in the system control unit 209, the reliability of the small Def is equal to or higher than the reliability of the medium Def, and both the reliability of the small Def and the reliability of the medium Def are higher than the second reliability threshold. Judge whether or not. When all of these conditions are satisfied, the process proceeds to step S1203. On the other hand, if at least one condition is not satisfied, the process proceeds to step S1204.

ステップS1203において、システム制御部209は、中Defから小Defへの引き継ぎを行うことができると判定し、本フローを終了する。一方、ステップS1204において、システム制御部209は、中Defから小Defへの引き継ぎを行うことができないと判定し、本フローを終了する。これにより、小ボケ状態から合焦位置へフォーカスレンズ103を移動させる過程において、中Defと小Defのデフォーカス量の差とそれぞれの信頼度とに基づいて、中Defから小Defへの引き継ぎを行うことが可能であるか否かを判定することができる。 In step S1203, the system control unit 209 determines that the transfer from the medium Def to the small Def can be performed, and ends this flow. On the other hand, in step S1204, the system control unit 209 determines that the transfer from the medium Def to the small Def cannot be performed, and ends this flow. As a result, in the process of moving the focus lens 103 from the small blur state to the in-focus position, the transfer from the medium Def to the small Def is performed based on the difference in the defocus amount between the medium Def and the small Def and the reliability of each. It is possible to determine whether or not it is possible to do so.

このように本実施形態において、制御装置は、AF信号処理部204(取得手段204a、算出手段204b)、および、決定手段(システム制御部209)を有する。取得手段は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第1信号(A像信号)および第2信号(B像信号)を取得する。算出手段は、第1信号および第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理(バンドパスフィルタ処理)を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量および複数の信頼度を算出する。決定手段は、複数のデフォーカス量の差と、複数の信頼度の少なくとも一つとに基づいて、複数のデフォーカス量の中から焦点調節(フォーカス制御)に用いられるデフォーカス量を決定する。 As described above, in the present embodiment, the control device has an AF signal processing unit 204 (acquisition unit 204a, calculation unit 204b) and a determination unit (system control unit 209). The acquisition means acquires a first signal (A image signal) and a second signal (B image signal) corresponding to light fluxes passing through different pupil regions of the imaging optical system. The calculation means performs a plurality of filtering processes (bandpass filtering processing) on the first signal and the second signal having different bands from each other, and a plurality of outputs based on the first signal and the second signal after each filtering processing. Calculate the amount of focus and multiple reliability. The determining means determines the defocus amount used for focus adjustment (focus control) from among the plurality of defocus amounts based on the difference between the plurality of defocus amounts and at least one of the plurality of reliabilitys.

好ましくは、複数のフィルタ処理は、第1周波数帯域(低域)の第1信号および第2信号を抽出する第1フィルタ処理と、第1周波数帯域よりも高い第2周波数帯域(中域)の第1信号および第2信号を抽出する第2フィルタ処理とを含む。算出手段は、複数のデフォーカス量および複数の信頼度として、第1フィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて、第1デフォーカス量(大Def)および第1信頼度(大Def信頼度)を算出する。また算出手段は、第2フィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて、第2デフォーカス量(中Def)および第2信頼度(中Def信頼度)を算出する。より好ましくは、算出手段は、第1デフォーカス量と第2デフォーカス量との差が第1閾値(第1深度閾値)よりも大きい場合、第1デフォーカス量を、焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定する(S1101、S1104)。より好ましくは、算出手段は、第2信頼度が前記第1信頼度よりも高い場合であって、かつ、第2信頼度が所定の信頼度閾値(第2信頼度閾値)よりも高い場合、第2デフォーカス量を、焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定する。一方、算出手段は、第2信頼度が前記第1信頼度よりも低い場合、または、第2信頼度が所定の信頼度閾値(第2信頼度閾値)よりも低い場合、第1デフォーカス量を、焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定する(S1102〜S1104)。 Preferably, the plurality of filtering processes are the first filtering process for extracting the first signal and the second signal in the first frequency band (low frequency band) and the second frequency band (middle frequency band) higher than the first frequency band. It includes a second filter process for extracting a first signal and a second signal. The calculation means has a first defocus amount (large Def) and a first reliability (large Def) based on the first signal and the second signal after the first filter processing as a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys. Reliability) is calculated. Further, the calculation means calculates the second defocus amount (medium Def) and the second reliability (medium Def reliability) based on the first signal and the second signal after the second filter processing. More preferably, when the difference between the first defocus amount and the second defocus amount is larger than the first threshold value (first depth threshold value), the calculation means uses the first defocus amount for focus adjustment. It is determined as the focus amount (S1101, S1104). More preferably, the calculation means is used when the second reliability is higher than the first reliability and the second reliability is higher than the predetermined reliability threshold (second reliability threshold). The second defocus amount is determined as the defocus amount used for focus adjustment. On the other hand, the calculation means has a first defocus amount when the second reliability is lower than the first reliability or when the second reliability is lower than a predetermined reliability threshold (second reliability threshold). Is determined as the amount of defocus used for focus adjustment (S1102-S1104).

好ましくは、複数のフィルタ処理は、第2周波数帯域よりも高い第3周波数帯域(高域)の第1信号および第2信号を抽出する第3フィルタ処理を含む。算出手段は、複数のデフォーカス量および複数の信頼度として、第3フィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて、第3デフォーカス量(小Def)および第3信頼度(小Def信頼度)を算出する。より好ましくは、算出手段は、第2デフォーカス量と第3デフォーカス量との差が第2閾値(第2深度閾値)よりも大きい場合、第2デフォーカス量を、焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定する(S1201、S1204)。より好ましくは、算出手段は、第3信頼度が第2信頼度よりも高い場合であって、かつ、第2信頼度および第3信頼度のそれぞれが所定の信頼度閾値(第2信頼度閾値)よりも高い場合、第3デフォーカス量を、焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定する。一方、算出手段は、第3信頼度が前記第2信頼度よりも低い場合、または、第2信頼度もしくは第3信頼度が所定の信頼度閾値よりも低い場合、第2デフォーカス量を、焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定する(S1202〜S1204)。より好ましくは、第2閾値は第1閾値よりも小さい。また好ましくは、第1閾値および第2閾値は、焦点深度を基準として設定される。 Preferably, the plurality of filtering processes include a third filtering process for extracting the first signal and the second signal in the third frequency band (high frequency band) higher than the second frequency band. The calculation means has a third defocus amount (small Def) and a third reliability (small Def) based on the first signal and the second signal after the third filter processing as a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys. Reliability) is calculated. More preferably, when the difference between the second defocus amount and the third defocus amount is larger than the second threshold value (second depth threshold value), the calculation means uses the second defocus amount for focus adjustment. It is determined as the focus amount (S1201, S1204). More preferably, the calculation means is a case where the third reliability is higher than the second reliability, and each of the second reliability and the third reliability has a predetermined reliability threshold value (second reliability threshold). ), The third defocus amount is determined as the defocus amount used for focus adjustment. On the other hand, when the third reliability is lower than the second reliability, or when the second reliability or the third reliability is lower than the predetermined reliability threshold, the calculation means determines the second defocus amount. It is determined as the amount of defocus used for focus adjustment (S1202 to S1204). More preferably, the second threshold is smaller than the first threshold. Further, preferably, the first threshold value and the second threshold value are set with reference to the depth of focus.

本実施形態において、大ボケ状態から合焦位置へフォーカスレンズを移動させる過程において、大ボケ状態では合焦位置の方向を判定することが可能なデフォーカス量、および、合焦位置の近傍では高精度のデフォーカス量を用いる。このため本実施形態によれば、合焦精度の向上および焦点調節時間の短縮が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。 In the present embodiment, in the process of moving the focus lens from the large out-of-focus state to the in-focus position, the defocus amount that can determine the direction of the in-focus position in the large out-of-focus state and the high value in the vicinity of the in-focus position. Use the precision defocus amount. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a control device, an image pickup device, a control method, a program, and a storage medium capable of improving the focusing accuracy and shortening the focus adjustment time.

本実施形態においては、システム制御部209は、デフォーカス量の差と、デフォーカス量の信頼度との両方を用いて焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定したが、いずれか一方のみを用いて焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定しても良い。つまり、大Defから中Defへの引き継ぎ判定において、ステップS1101またはステップS1102を省略して大Defを用いるか中Defを用いるかを判定しても良い。同様に、中Defから小Defへの引き継ぎ判定において、ステップS1201またはステップS1202を省略して中Defを用いるか小Defを用いるかを判定しても良い。 In the present embodiment, the system control unit 209 determines the defocus amount used for the focus adjustment by using both the difference in the defocus amount and the reliability of the defocus amount, but only one of them is used. The amount of defocus used for focus adjustment may be determined. That is, in the transfer determination from the large Def to the medium Def, it may be determined whether to use the large Def or the medium Def by omitting step S1101 or step S1102. Similarly, in the transfer determination from the medium Def to the small Def, it may be determined whether to use the medium Def or the small Def by omitting step S1201 or step S1202.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

被写体が低コントラストの場合や低輝度時には複数フレーム分の加算や複数回のレンズ移動を行うことで、合焦精度は向上するが合焦までの時間が長くなってしまう。通常の撮影時は、AF時間が長くなったとしても低コントラストの場合や低輝度時に合焦させることが望ましいが、合焦精度よりも合焦までの時間を短くすることを優先することが望ましい場合がある。例えば、ユーザが手動でフォーカスレンズ位置を指定して撮影ができるマニュアルフォーカス(MF)モードとして、ユーザが指定したフォーカスレンズ位置を含む微小範囲においてAF制御を行うことでピント合わせを補助する機能(セーフティMF)がある。この機能はMFモードであるため、AF制御によって撮影タイムラグが長くならないようにすることが望ましい。 When the subject has low contrast or low brightness, the focusing accuracy is improved by adding multiple frames and moving the lens multiple times, but the focusing time becomes longer. During normal shooting, it is desirable to focus at low contrast or low brightness even if the AF time is long, but it is desirable to prioritize shortening the time to focus rather than focusing accuracy. In some cases. For example, as a manual focus (MF) mode in which the user can manually specify the focus lens position for shooting, a function (safety) that assists focusing by performing AF control in a minute range including the focus lens position specified by the user. There is MF). Since this function is in MF mode, it is desirable to prevent the shooting time lag from becoming long due to AF control.

また、ワイドからテレ、またはテレからワイドヘズーミングする際において、被写体距離に応じたカム軌跡をトレースするようにズームレンズとフォーカスレンズを駆動制御し、これによりピントずれのない良好な画像を得ることができる。しかし、図14に示されるように、被写体距離ごとのカム軌跡は、ワイド位置へ近づくに従って密になっている。このため、ワイドからテレへズーミングする場合、被写体距離に対応するカム軌跡を正確に選択することはできず、最初に選択したカム軌跡が被写体距離に対応するカム軌跡からずれる可能性がある。その結果、ズーミングによりボケが発生することになる。また、撮像面位相差AF方式によりデフォーカス量の検出を行う際に、所定の画像信号値が閾値を超えるまで画像信号を加算する方法が知られているが、この方法では、合焦までの時間が長くなってしまう。 In addition, when zooming from wide to tele or tele to wide heading, the zoom lens and focus lens are driven and controlled so as to trace the cam locus according to the subject distance, thereby obtaining a good image without out-of-focus. Can be done. However, as shown in FIG. 14, the cam locus for each subject distance becomes denser as it approaches the wide position. Therefore, when zooming from wide to tele, it is not possible to accurately select the cam locus corresponding to the subject distance, and the cam locus selected first may deviate from the cam locus corresponding to the subject distance. As a result, blurring occurs due to zooming. Further, there is known a method of adding an image signal until a predetermined image signal value exceeds a threshold value when detecting a defocus amount by the imaging surface phase difference AF method. However, in this method, until focusing is achieved. The time will be long.

そこで第2〜第4の実施形態では、特定の撮影モードやズーム動作中において、通常の撮影モード時とAF制御を異ならせることで、合焦精度の向上とAF時間の短縮が可能な撮像装置を提供することを目的とする。なお、第2の実施形態では、レンズ鏡筒と撮像装置とが一体となったレンズ鏡筒括りつけの撮像装置について説明する。 Therefore, in the second to fourth embodiments, the image pickup apparatus capable of improving the focusing accuracy and shortening the AF time by making the AF control different from that in the normal shooting mode during a specific shooting mode or zoom operation. The purpose is to provide. In the second embodiment, an image pickup device in which the lens barrel and the image pickup device are integrated will be described.

<全体構成>
まず、図13を参照して、本実施形態におけるレンズ鏡筒括り付けの撮像装置の例を示す。図13は、本実施形態における撮像装置1000のブロック図である。図13に示されるように、レンズ鏡筒括りつけの撮像装置1000は、レンズ鏡筒及び撮像装置全体の動作を統括するカメラ制御部1114を中心に構成されている。また、撮像装置1000の各動作は、内部のROM、RAM(不図示)に格納された制御プログラム及び制御に必要な各種データに基づいて実行される。
<Overall configuration>
First, with reference to FIG. 13, an example of an image pickup device with a lens barrel tied up in the present embodiment is shown. FIG. 13 is a block diagram of the image pickup apparatus 1000 according to the present embodiment. As shown in FIG. 13, the image pickup apparatus 1000 bound to the lens barrel is configured around the lens barrel and the camera control unit 1114 that controls the operation of the entire image pickup apparatus. Further, each operation of the image pickup apparatus 1000 is executed based on a control program stored in an internal ROM, a RAM (not shown), and various data necessary for control.

まず、レンズ鏡筒に関連する部分の構成について説明する。レンズ鏡筒は、ズームレンズ1101、絞り1102、フォーカスレンズ1103、ズームレンズ駆動部1104、絞り駆動部1105、および、フォーカスレンズ駆動部1106を備えている。ズームレンズ1101は、ズームレンズ駆動部1104によって駆動され、焦点距離の変更を行う。絞り1102は、絞り駆動部1105によって駆動され、後述する撮像素子1107への入射光量を制御する。フォーカスレンズ1103はフォーカスレンズ駆動部1106によって駆動され、後述する撮像素子1107に結像する焦点の調節を行う。ズームレンズ駆動部1104、絞り駆動部1105、および、フォーカスレンズ駆動部1106は、カメラ制御部114によって制御され、ズームレンズ1101の位置、絞り1102の開口量、および、フォーカスレンズ1103の位置を決定する。カメラ制御部1114は、ズームレンズ駆動部1104、絞り駆動部1105、および、フォーカスレンズ駆動部1106よりレンズ制御情報を得る。 First, the configuration of the part related to the lens barrel will be described. The lens barrel includes a zoom lens 1101, an aperture 1102, a focus lens 1103, a zoom lens drive unit 1104, an aperture drive unit 1105, and a focus lens drive unit 1106. The zoom lens 1101 is driven by the zoom lens driving unit 1104 to change the focal length. The diaphragm 1102 is driven by the diaphragm drive unit 1105 and controls the amount of light incident on the image pickup device 1107, which will be described later. The focus lens 1103 is driven by the focus lens driving unit 1106, and adjusts the focus formed on the image pickup device 1107, which will be described later. The zoom lens drive unit 1104, the aperture drive unit 1105, and the focus lens drive unit 1106 are controlled by the camera control unit 114 to determine the position of the zoom lens 1101, the opening amount of the aperture 1102, and the position of the focus lens 1103. .. The camera control unit 1114 obtains lens control information from the zoom lens drive unit 1104, the aperture drive unit 1105, and the focus lens drive unit 1106.

次に、撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得する撮像機能に関する部分の構成について説明する。撮像装置1000は、撮像素子1107、CDS/AGC回路1108、カメラ信号処理部1109、AF信号処理部1110、表示部1111、記録部1112、カメラ制御部1114、カメラ操作部1115を備えている。また撮像装置1000は、セーフティMFモードなどの撮影モードを選択する撮影モードスイッチ1116、AFやAE等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ1117(SW1)、SW1の操作後、撮影を行う撮影スイッチ1118(SW2)を有する。また撮像装置1000は、AE処理部1119を有する。 Next, the configuration of the part related to the image pickup function that acquires the image pickup signal from the light flux passing through the photographing optical system will be described. The image pickup device 1000 includes an image pickup element 1107, a CDS / AGC circuit 1108, a camera signal processing unit 1109, an AF signal processing unit 1110, a display unit 1111 and a recording unit 1112, a camera control unit 1114, and a camera operation unit 1115. Further, the image pickup apparatus 1000 has a shooting mode switch 1116 for selecting a shooting mode such as a safety MF mode, a switch 1117 (SW1) for performing shooting standby operation such as AF and AE, and a shooting switch 1118 for shooting after operating SW1. It has (SW2). Further, the image pickup apparatus 1000 has an AE processing unit 1119.

撮像素子107は、画像センサとしての部材であって、CCDやCMOSセンサなどから構成されている。レンズ鏡筒の撮影光学系を通過した光束を撮像素子107の受光面上に結像し、フォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部1114の指令に従ってタイミングジェネレータ1113から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子1107から順次読み出される。撮像素子107から読み出された映像信号及びAF用信号は、サンプリングし、ゲイン調整するCDS/AGC回路1108に入力され、映像信号をカメラ信号処理部1109に、撮像面位相差AF用の信号をAF信号処理部1110にそれぞれ出力される。 The image pickup device 107 is a member as an image sensor, and is composed of a CCD, a CMOS sensor, or the like. The luminous flux that has passed through the photographing optical system of the lens barrel is imaged on the light receiving surface of the image pickup element 107, and is converted into a signal charge according to the amount of incident light by the photodiode. The signal charge accumulated in each photodiode is sequentially read out from the image pickup element 1107 as a voltage signal corresponding to the signal charge based on the drive pulse given from the timing generator 1113 according to the command of the camera control unit 1114. The video signal and AF signal read from the image pickup element 107 are sampled and input to the CDS / AGC circuit 1108 for gain adjustment, and the video signal is sent to the camera signal processing unit 1109 and the image pickup surface phase difference AF signal is sent to the camera signal processing unit 1109. It is output to the AF signal processing unit 1110, respectively.

カメラ信号処理部1109は、CDS/AGC回路1108から出力された信号に対して各種の画像処理を施して、映像信号を生成する。LCD等により構成される表示部1111は、カメラ信号処理部1109から出力された映像信号を撮像画像として表示する。記録部1112は、カメラ信号処理部1109からの映像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。 The camera signal processing unit 1109 performs various image processing on the signal output from the CDS / AGC circuit 1108 to generate a video signal. The display unit 1111 configured by the LCD or the like displays the video signal output from the camera signal processing unit 1109 as an captured image. The recording unit 1112 records the video signal from the camera signal processing unit 1109 on a recording medium such as a magnetic tape, an optical disk, or a semiconductor memory.

AF信号処理部1110は、CDS/AGC回路1108から出力されたAF用の2つの像信号に基づいて相関演算を行い、デフォーカス量、信頼性情報(二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等)を算出する。そしてAF信号処理部1110は、算出したデフォーカス量および信頼性情報をカメラ制御部1114へ出力する。またカメラ制御部114は、取得したデフォーカス量や信頼性情報に基づいて、これらを算出する設定の変更をAF信号処理部110に通知する。なお、デフォーカス量算出の詳細は、図5乃至図9を参照して第1の実施形態にて説明したとおりである。 The AF signal processing unit 1110 performs a correlation calculation based on the two image signals for AF output from the CDS / AGC circuit 1108, and performs a defocus amount and reliability information (two-image coincidence, two-image steepness, contrast). Information, saturation information, scratch information, etc.) are calculated. Then, the AF signal processing unit 1110 outputs the calculated defocus amount and reliability information to the camera control unit 1114. Further, the camera control unit 114 notifies the AF signal processing unit 110 of a change in the setting for calculating these based on the acquired defocus amount and reliability information. The details of the defocus amount calculation are as described in the first embodiment with reference to FIGS. 5 to 9.

カメラ制御部1114は、撮像装置1000の全体と情報をやり取りして制御を行う。撮像装置1000内の処理だけでなく、カメラ操作部1115からの入力に応じて、電源のON/OFF、設定の変更、記録の開始、AF制御の開始、記録映像の確認等の、ユーザが操作した種々のカメラ機能を実行する。 The camera control unit 1114 exchanges information with the entire image pickup apparatus 1000 to perform control. Not only the processing in the image pickup device 1000, but also the user operates such as turning on / off the power, changing the setting, starting recording, starting AF control, checking the recorded image, etc. according to the input from the camera operation unit 1115. Performs various camera functions.

<焦点検出結果の信頼度>
次に、本実施形態における焦点検出結果の信頼度について説明する。本実施形態も、実施形態1と同様に、二像の一致度fnclvlと、相関変化量ΔCORの急峻性との少なくともいずれか一方から信頼度を取得する。本実施形態では、信頼度は図13のAF信号処理部1110によって算出される。基本的に算出されたデフォーカス量が信頼できると判断できる場合に信頼度が高く、信頼できなくなるにつれて信頼度は下がっていく。本実施形態における信頼度は1から4までの数値で表現し、1が最も信頼度が高く、4が最も低い信頼度を示す。各信頼度の詳細は次の通りである。
<Reliability of focus detection result>
Next, the reliability of the focus detection result in this embodiment will be described. Similar to the first embodiment, the present embodiment also obtains the reliability from at least one of the concordance degree fnclvl of the two images and the steepness of the correlation change amount ΔCOR. In this embodiment, the reliability is calculated by the AF signal processing unit 1110 in FIG. Basically, the reliability is high when it can be judged that the calculated defocus amount is reliable, and the reliability decreases as it becomes unreliable. The reliability in this embodiment is expressed by a numerical value from 1 to 4, where 1 is the highest reliability and 4 is the lowest reliability. The details of each reliability are as follows.

信頼度が「1」の場合とは、A像信号、B像信号のコントラストが高く、A像信号とB像信号の形が似ている(二像一致度レベルが高い)状態や、すでに当該主被写体像に合焦している状態にある場合である。この場合にはデフォーカス量を信頼して駆動を行う。 When the reliability is "1", the contrast between the A image signal and the B image signal is high, and the shapes of the A image signal and the B image signal are similar (the two-image coincidence level is high), or the case is already concerned. This is the case when the subject image is in focus. In this case, the drive is performed with confidence in the defocus amount.

信頼度が「2」の場合とは、信頼度が「1」ほどではないもののA像信号、B像信号のコントラストが高く、A像信号とB像信号の形が似ている状態や、すでに当該主被写体像に対して一定の誤差範囲内で合焦近傍に位置する状態を示す。この場合、デフォーカス量に基づいて目標位置を決定し駆動を行う。 When the reliability is "2", the contrast between the A image signal and the B image signal is high, although the reliability is not as high as "1", and the shapes of the A image signal and the B image signal are similar, or already. The state in which the subject image is located near the in-focus range within a certain error range is shown. In this case, the target position is determined and driven based on the defocus amount.

信頼度が「3」の場合とは、AF信号処理部110で算出される二像一致度レベルが所定値よりも低いものの、A像信号、B像信号を相対的にシフトさせて得られる相関に一定の傾向があって、デフォーカス方向は信頼できる状態である。たとえば、主被写体に対して小ボケしている状態に多い判定である。 When the reliability is "3", the correlation obtained by relatively shifting the A image signal and the B image signal is obtained even though the two-image matching degree level calculated by the AF signal processing unit 110 is lower than the predetermined value. There is a certain tendency, and the defocus direction is in a reliable state. For example, it is often determined that the main subject is slightly out of focus.

デフォーカス量、およびデフォーカス方向も信頼できない場合を信頼度が「4」と判定する。例えば、A像信号、B像信号のコントラストが低く、像一致度レベルも低い状態である。これは、被写体に対して大きくボケている状態のときに多く、デフォーカス量の算出が困難な状態である。尚、本実施形態及び後述する第3の実施形態では、信頼度「3」を実施形態1の第2信頼度閾値に設定するものとする。言い換えると信頼度が1又は2のとき、信頼度が第2信頼度閾値より大きいと判断し、大Def、中Def、小Defの引継ぎ判定を行う。 When the defocus amount and the defocus direction are also unreliable, the reliability is determined to be "4". For example, the contrast between the A image signal and the B image signal is low, and the image matching level is also low. This is often the case when the subject is largely out of focus, and it is difficult to calculate the defocus amount. In this embodiment and the third embodiment described later, the reliability "3" is set as the second reliability threshold value of the first embodiment. In other words, when the reliability is 1 or 2, it is determined that the reliability is larger than the second reliability threshold value, and the takeover determination of the large Def, the medium Def, and the small Def is performed.

次に、図15乃至図21を参照して、撮像装置1000の動作について詳述する。図15は、撮像装置1000の動作を説明するフローチャートである。まず、ステップS1601において、AE処理部1119は、AE処理を行う。続いてステップS1602において、カメラ制御部1114は、後述するズーム中AF動作を行う。続いてステップS1603において、カメラ制御部1114は、SW1(117)の状態を判定する。SW1の状態がONの場合、ステップS1604へ進む。一方、SW1の状態がONでない場合、ステップS1601へ進む。 Next, the operation of the image pickup apparatus 1000 will be described in detail with reference to FIGS. 15 to 21. FIG. 15 is a flowchart illustrating the operation of the image pickup apparatus 1000. First, in step S1601, the AE processing unit 1119 performs AE processing. Subsequently, in step S1602, the camera control unit 1114 performs the AF operation during zooming, which will be described later. Subsequently, in step S1603, the camera control unit 1114 determines the state of SW1 (117). If the state of SW1 is ON, the process proceeds to step S1604. On the other hand, if the state of SW1 is not ON, the process proceeds to step S1601.

ステップS1604において、カメラ制御部1114は、撮影モードSW116の状態を判定する。撮影モードがセーフティMFモード(第2のモード)である場合、ステップS1606へ進む。一方、撮影モードがセーフティMFモードでない場合、ステップS1605へ進む。ステップS1605において、カメラ制御部1114は、後述する通常AF動作を行う(通常モード、第1のモード)。ステップS1606において、カメラ制御部1114は、後述するセーフティMF動作を行う。ここで、通常モード(第1のモード)は、フォーカス制御手段(カメラ制御部1114)がフォーカスレンズの可動範囲の全域においてフォーカス制御を行うモードである。セーフティMFモード(第2のモード)は、ユーザにより設定されたフォーカスレンズ位置を基準とした所定の範囲内でフォーカス制御を行うモードである。 In step S1604, the camera control unit 1114 determines the state of the shooting mode SW116. If the shooting mode is the safety MF mode (second mode), the process proceeds to step S1606. On the other hand, if the shooting mode is not the safety MF mode, the process proceeds to step S1605. In step S1605, the camera control unit 1114 performs a normal AF operation described later (normal mode, first mode). In step S1606, the camera control unit 1114 performs a safety MF operation described later. Here, the normal mode (first mode) is a mode in which the focus control means (camera control unit 1114) performs focus control over the entire movable range of the focus lens. The safety MF mode (second mode) is a mode in which focus control is performed within a predetermined range based on the focus lens position set by the user.

ステップS1607において、カメラ制御部1114は、SW1(117)の状態を判定する。SW1の状態ONの場合、ステップS1608へ進む。一方、SW1の状態がONでない場合、ステップS1601へ戻る。ステップS1608において、カメラ制御部1114は、SW2(118)の状態を判定する。SW2の状態がONの場合、ステップS1609へ進む。一方、SW2の状態がONでない場合、ステップS1607へ戻る。ステップS1609において、カメラ制御部1114は、撮影動作を行い、ステップS1601へ戻る。 In step S1607, the camera control unit 1114 determines the state of SW1 (117). When the state of SW1 is ON, the process proceeds to step S1608. On the other hand, if the state of SW1 is not ON, the process returns to step S1601. In step S1608, the camera control unit 1114 determines the state of SW2 (118). If the state of SW2 is ON, the process proceeds to step S1609. On the other hand, if the state of SW2 is not ON, the process returns to step S1607. In step S1609, the camera control unit 1114 performs a shooting operation and returns to step S1601.

次に、図16を参照して、図15のステップS1602のズーム中AF動作について説明する。図16は、ズーム中AF動作を示すフローチャート図である。本処理は、カメラ制御部1114内のROM上に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。例えば、1フィールド画像(以下、1フレーム、1画面ともいう)を生成するための撮像素子1107からの撮像信号の読み出し周期(垂直同期期間ごと)で実行される。また複数の垂直同期期間(Vレート)ごとに繰り返すようにしてもよい。 Next, with reference to FIG. 16, the AF operation during zooming in step S1602 of FIG. 15 will be described. FIG. 16 is a flowchart showing the AF operation during zooming. This process is executed according to the computer program stored in the ROM in the camera control unit 1114. For example, it is executed in the reading cycle (every vertical synchronization period) of the image pickup signal from the image pickup element 1107 for generating a one-field image (hereinafter, also referred to as one frame and one screen). Further, it may be repeated for each of a plurality of vertical synchronization periods (V rates).

まず、ステップS1701において、AF信号処理部1110は、AF信号が更新されたかを確認する。AF信号が更新されている場合、ステップS1702に進み、AF信号処理部11110は、その結果(デフォーカス量及び信頼度)を取得する。一方、ステップS1701にてAF信号が更新されていない場合、そのまま本処理を終了する。 First, in step S1701, the AF signal processing unit 1110 confirms whether the AF signal has been updated. If the AF signal has been updated, the process proceeds to step S1702, and the AF signal processing unit 11110 acquires the result (defocus amount and reliability). On the other hand, if the AF signal is not updated in step S1701, the present process is terminated as it is.

続いてステップS1703において、カメラ制御部1114は、ズームレンズ101が移動中か否かを判定する。具体的には、カメラ操作部1115にて撮影者がズームの操作レバー等を操作した場合、それを検出したカメラ制御部1114がズームレンズ1101を駆動する。よって、カメラ制御部1114は、ズームレンズ1101の移動状態を把握している。ステップS1703にてズームレンズ101が移動中でない場合、ステップS1704のズーム停止時目標位置選択処理に進む。一方、ステップS1703にてズームレンズ1101が移動中である場合、ステップS1705のズーム時目標位置選択処理に進む。ステップS1704、ステップS1705の処理は共に、今回の制御タイミングにてフォーカスレンズ1103を移動させる際の目標位置を選択する処理であり、詳細は後述する。 Subsequently, in step S1703, the camera control unit 1114 determines whether or not the zoom lens 101 is moving. Specifically, when the photographer operates the zoom operation lever or the like on the camera operation unit 1115, the camera control unit 1114 that detects the operation drives the zoom lens 1101. Therefore, the camera control unit 1114 grasps the moving state of the zoom lens 1101. If the zoom lens 101 is not moving in step S1703, the process proceeds to the process of selecting the target position when the zoom is stopped in step S1704. On the other hand, when the zoom lens 1101 is moving in step S1703, the process proceeds to the zooming target position selection process in step S1705. Both the processes of step S1704 and step S1705 are processes for selecting the target position when moving the focus lens 1103 at the current control timing, and the details will be described later.

ズームレンズ1101が移動中である場合、ステップS1705の後にステップS1706に進む。ステップS1706において、カメラ制御部1114は、ステップS1705にて選択された目標距離に基づいて、次の制御タイミングにおけるフォーカスレンズ位置を予測する。具体的には、図14の各被写体距離におけるカム軌跡が示すように、ある被写体距離にて合焦状態を維持するためには焦点距離の変化に合わせて該当する被写体距離のカム軌跡をトレースするようにフォーカスレンズ1103を制御する必要がある。このため、ステップS1706において、カメラ制御部1114は、ステップS1705にて選択された目標位置にピントがあった状態を維持するため、次の制御タイミング時点でどの位置にフォーカスレンズを制御すべきかをカム軌跡に基づいて決定する。なお本実施形態では、垂直同期期間ごとにAF制御処理が実行されることを前提とするため、その時間に該当する分だけ進んだフォーカスレンズ位置をカム軌跡より特定する。また、本実施形態中のカム軌跡情報は、カメラ制御部1114内のROMに格納されており、ROM上に保持していない被写体距離のカム軌跡については隣接するカム軌跡より補間により求めることができる。続いてステップS1707において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ駆動部1106を制御し、選択及び決定された目標位置に対してフォーカスレンズ1103を移動させる。 If the zoom lens 1101 is moving, the process proceeds to step S1706 after step S1705. In step S1706, the camera control unit 1114 predicts the focus lens position at the next control timing based on the target distance selected in step S1705. Specifically, as shown by the cam locus at each subject distance in FIG. 14, in order to maintain the in-focus state at a certain subject distance, the cam locus at the corresponding subject distance is traced according to the change in the focal length. It is necessary to control the focus lens 1103 so as to. Therefore, in step S1706, the camera control unit 1114 cams at which position the focus lens should be controlled at the next control timing in order to maintain the state in which the target position selected in step S1705 is in focus. Determined based on the trajectory. In this embodiment, since it is premised that the AF control process is executed every vertical synchronization period, the focus lens position advanced by the amount corresponding to that time is specified from the cam locus. Further, the cam locus information in the present embodiment is stored in the ROM in the camera control unit 1114, and the cam locus of the subject distance not held in the ROM can be obtained by interpolation from the adjacent cam loci. .. Subsequently, in step S1707, the camera control unit 1114 controls the focus lens drive unit 1106 and moves the focus lens 1103 with respect to the selected and determined target position.

<ズーム停止時目標位置選択処理>
次に、図17(A)および図18(A)を参照して、図16のステップS1704におけるズーム停止目標位置選択処理について説明する。図17(A)は、カメラ制御部1114が実行するズーム停止時目標位置選択処理を示すフローチャートである。図17(A)の各ステップは、ズーム中AF動作と同様に、カメラ制御部1114内のROM上に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
<Target position selection process when zoom is stopped>
Next, the zoom stop target position selection process in step S1704 of FIG. 16 will be described with reference to FIGS. 17A and 18A. FIG. 17A is a flowchart showing a target position selection process when the zoom is stopped, which is executed by the camera control unit 1114. Each step of FIG. 17A is executed according to a computer program stored in the ROM in the camera control unit 1114, similarly to the AF operation during zooming.

まず、図17(A)のステップS1801aにおいて、カメラ制御部1114は、図16のS1702で取得した信頼度に基づき、取得した信頼度が「1」か否かを判定する。ステップS1801aにて信頼度が「1」である場合、ステップS1806aに進む。一方、信頼度が「1」でない場合、ステップS1802aに進む。信頼度が「1」である場合は、検出されているデフォーカス量の精度が高く、デフォーカス量より算出した目標位置にフォーカスレンズを制御することで合焦できる場合である。このため、ステップS1806aにおいて、カメラ制御部1114は、検出されているデフォーカス量及び現在のフォーカスレンズ位置に基づき算出されたフォーカスレンズ位置(検出位置)を目標位置として設定する。このように、検出位置に直接フォーカスレンズ1103を駆動する動かし方を本実施形態ではターゲット駆動(第1の駆動)と呼ぶ。その後、ステップS1810aにてサーチフラグをOFFとして処理を終了する。本実施形態では、後述する目標位置をフォーカスレンズ1103の可動域の無限端または至近端に設定し、フォーカスレンズ1103を大きく動かしながら合焦位置を特定する動きをサーチ駆動(第2の駆動)と呼び、その実行状態を示すフラグをサーチフラグと呼ぶ。 First, in step S1801a of FIG. 17A, the camera control unit 1114 determines whether or not the acquired reliability is "1" based on the reliability acquired in S1702 of FIG. If the reliability is "1" in step S1801a, the process proceeds to step S1806a. On the other hand, if the reliability is not "1", the process proceeds to step S1802a. When the reliability is "1", the accuracy of the detected defocus amount is high, and the focus can be achieved by controlling the focus lens to the target position calculated from the defocus amount. Therefore, in step S1806a, the camera control unit 1114 sets the focus lens position (detection position) calculated based on the detected defocus amount and the current focus lens position as the target position. In this embodiment, the method of moving the focus lens 1103 directly to the detection position is referred to as target drive (first drive). After that, in step S1810a, the search flag is set to OFF and the process ends. In the present embodiment, the target position described later is set to the infinite end or the closest end of the range of motion of the focus lens 1103, and the movement to specify the in-focus position while moving the focus lens 1103 greatly is search drive (second drive). The flag indicating the execution state is called a search flag.

続いてステップS1802aにおいて、カメラ制御部1114は、取得した信頼度が「2」か否かを判定する。ステップS1802aで信頼度が「2」である場合、ステップS1807aに進む。一方、信頼度が「2」でない場合、ステップS1803aに進む。信頼度が「2」である場合は、検出されているデフォーカス量の精度が一定の誤差を含んでいる状態を指す。このため、ステップS1807aにおいて、カメラ制御部1114は、検出されているデフォーカス量及び現在のフォーカスレンズ位置に基づき算出した検出位置に対して係数γを掛けた値を目標位置として設定する。なお、係数γは1未満の数値であり、本実施形態で想定するγは0.8である。このため、ステップS1807aでは、検出位置の80%の位置を目標位置として設定している。このように、検出位置に行き足りないように(言い換えると、行き過ぎないように)フォーカスレンズ1103を駆動する動かし方を本実施形態ではデフォーカス駆動(第3の駆動)と呼ぶ。その後、ステップS1810aにおいてサーチフラグをOFFとして処理を終了する。 Subsequently, in step S1802a, the camera control unit 1114 determines whether or not the acquired reliability is "2". If the reliability is "2" in step S1802a, the process proceeds to step S1807a. On the other hand, if the reliability is not "2", the process proceeds to step S1803a. When the reliability is "2", it means that the accuracy of the detected defocus amount includes a certain error. Therefore, in step S1807a, the camera control unit 1114 sets a value obtained by multiplying the detected position calculated based on the detected defocus amount and the current focus lens position by the coefficient γ as the target position. The coefficient γ is a numerical value less than 1, and γ assumed in this embodiment is 0.8. Therefore, in step S1807a, a position 80% of the detection position is set as the target position. In this embodiment, the method of driving the focus lens 1103 so as not to reach the detection position (in other words, not to go too far) is called defocus drive (third drive). After that, in step S1810a, the search flag is set to OFF and the process ends.

続いてステップS1803aにおいて、カメラ制御部1114は、取得した信頼度が「3」か否かを判定する。ステップS1803aにて信頼度が「3」である場合、ステップS1808aに進む。一方、信頼度が「3」でない場合、ステップS1804aに進む。信頼度が「3」である場合は、検出されているデフォーカス量そのものの精度は低いもののデフォーカス方向は信頼できる状態を指す。このため、ステップS1808aにおいて、カメラ制御部1114は、検出されているデフォーカス方向の端を目標位置として設定してサーチ駆動を実施する。そして、続くステップS1811aにてサーチフラグをONに設定し処理を終了する。ステップS1804aにおいて、カメラ制御部1114は、サーチフラグがOFFか否かを判定する。ステップS1804aにてサーチフラグがOFFの場合、ステップS1809aに進む。一方、サーチフラグがONの場合、ステップS1805aに進む。 Subsequently, in step S1803a, the camera control unit 1114 determines whether or not the acquired reliability is "3". If the reliability is "3" in step S1803a, the process proceeds to step S1808a. On the other hand, if the reliability is not "3", the process proceeds to step S1804a. When the reliability is "3", the accuracy of the detected defocus amount itself is low, but the defocus direction indicates a reliable state. Therefore, in step S1808a, the camera control unit 1114 sets the detected end in the defocus direction as the target position and executes the search drive. Then, in the following step S1811a, the search flag is set to ON and the process ends. In step S1804a, the camera control unit 1114 determines whether or not the search flag is OFF. If the search flag is OFF in step S1804a, the process proceeds to step S1809a. On the other hand, when the search flag is ON, the process proceeds to step S1805a.

ステップS1803aにて信頼度が「3」でない場合は、信頼度が「4」の場合であり、デフォーカス量、およびデフォーカス方向も信頼できない場合を指す。この場合、AF信号処理部1110より得られる情報のみでは合焦位置を特定することは困難である。このため、ステップS1809aにおいて、カメラ制御部1114は、現在のフォーカスレンズ位置とフォーカスレンズ1103の無限側の端、至近側の端の位置関係に基づき、駆動範囲の広い側の端を目標位置として設定し、サーチ駆動を実施する。そして、続くステップS1811aにてサーチフラグをONに設定し処理を終了する。 When the reliability is not "3" in step S1803a, it means that the reliability is "4" and the defocus amount and the defocus direction are also unreliable. In this case, it is difficult to specify the in-focus position only with the information obtained from the AF signal processing unit 1110. Therefore, in step S1809a, the camera control unit 1114 sets the end on the wide driving range side as the target position based on the positional relationship between the current focus lens position and the end on the infinite side and the end on the closest side of the focus lens 1103. Then, search drive is performed. Then, in the following step S1811a, the search flag is set to ON and the process ends.

ステップS1805aにおいて、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103が無限端または至近端のいずれかに到達したか否かを判定する。ステップS1805aにていずれかの端に到達した場合、ステップS1809aに進み、再度目標位置を設定し直す。前述のように、駆動範囲の広い側の端を目標位置として設定するため、端に到達している場合には逆側の端に目標位置を設定することになる。一方、ステップS1805aにて端に到達していない場合、そのまま処理を終了し、サーチ駆動を継続する。 In step S1805a, the camera control unit 1114 determines whether or not the focus lens 1103 has reached either the infinite end or the near end. When any end is reached in step S1805a, the process proceeds to step S1809a and the target position is set again. As described above, since the end on the wide driving range side is set as the target position, the target position is set on the opposite end when the end is reached. On the other hand, if the end is not reached in step S1805a, the process is terminated as it is and the search drive is continued.

このように、本実施形態におけるズーム停止時目標位置選択処理では、図18(A)に示されるように、信頼度が高い場合、デフォーカス量に基づいた目標位置を設定する。一方、信頼度が低い場合、目標位置をフォーカスレンズ103の可動範囲の端に設定する。このため、AF全体の動きとしては、信頼度が低いほど大きなピント変動を伴って合焦位置を特定する動きとなる。 As described above, in the zoom stop target position selection process in the present embodiment, as shown in FIG. 18A, when the reliability is high, the target position is set based on the defocus amount. On the other hand, when the reliability is low, the target position is set at the end of the movable range of the focus lens 103. Therefore, as for the movement of the entire AF, the lower the reliability, the larger the focus fluctuation and the movement to specify the in-focus position.

<ズーム時目標位置選択処理>
次に、図17(B)および図18(B)を参照して、図16のステップS1705におけるズーム停止時目標位置選択処理について説明する。図17(B)は、カメラ制御部1114が実行するズーム時目標位置選択処理を示すフローチャートである。図17(B)の各ステップは、ズーム中AF動作と同様に、カメラ制御部1114内のROM上に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
<Target position selection process when zooming>
Next, with reference to FIGS. 17 (B) and 18 (B), the target position selection process when the zoom is stopped in step S1705 of FIG. 16 will be described. FIG. 17B is a flowchart showing a zoom target position selection process executed by the camera control unit 1114. Each step of FIG. 17B is executed according to the computer program stored in the ROM in the camera control unit 1114, similarly to the AF operation during zooming.

まず、図17(B)のステップS1801bにおいて、カメラ制御部1114は、図16のS1702で取得した信頼度に基づき、取得した信頼度が「1」か否かを判定する。ステップS1801bにて信頼度が「1」である場合、ステップS1804bに進む。一方、信頼度が「1」でない場合、ステップS1802bに進む。信頼度が「1」である場合は、検出されているデフォーカス量の精度が高く、デフォーカス量より算出した目標位置にフォーカスレンズを制御することで合焦できる場合である。このため、ステップS1804bにおいて、カメラ制御部1114は、検出されているデフォーカス量及び現在のフォーカスレンズ位置に基づき算出されたフォーカスレンズ位置(検出位置)を目標位置として設定する。 First, in step S1801b of FIG. 17B, the camera control unit 1114 determines whether or not the acquired reliability is "1" based on the reliability acquired in S1702 of FIG. If the reliability is "1" in step S1801b, the process proceeds to step S1804b. On the other hand, if the reliability is not "1", the process proceeds to step S1802b. When the reliability is "1", the accuracy of the detected defocus amount is high, and the focus can be achieved by controlling the focus lens to the target position calculated from the defocus amount. Therefore, in step S1804b, the camera control unit 1114 sets the focus lens position (detection position) calculated based on the detected defocus amount and the current focus lens position as the target position.

続いてステップS1802bにおいて、カメラ制御部1114は、取得した信頼度が「2」か否かを判定する。ステップS1802bで信頼度が「2」である場合、ステップS1805bに進む。一方、信頼度が「2」でない場合、ステップS1803bに進む。信頼度が「2」である場合は、検出されているデフォーカス量の精度が一定の誤差を含んでいる状態を指す。このため、ステップS1805bにおいて、カメラ制御部1114は、検出されているデフォーカス量及び現在のフォーカスレンズ位置に基づき算出した検出位置に対して係数αを掛けた値を目標位置として設定する。なお、係数αは1未満の数値であり、本実施形態で想定するαは0.8である。このため、ステップS1805bでは、検出位置の80%の位置を目標位置として設定している。 Subsequently, in step S1802b, the camera control unit 1114 determines whether or not the acquired reliability is "2". If the reliability is "2" in step S1802b, the process proceeds to step S1805b. On the other hand, if the reliability is not "2", the process proceeds to step S1803b. When the reliability is "2", it means that the accuracy of the detected defocus amount includes a certain error. Therefore, in step S1805b, the camera control unit 1114 sets a value obtained by multiplying the detected position calculated based on the detected defocus amount and the current focus lens position by the coefficient α as the target position. The coefficient α is a numerical value less than 1, and α assumed in this embodiment is 0.8. Therefore, in step S1805b, a position 80% of the detection position is set as the target position.

続いてステップS1803bにおいて、カメラ制御部1114は、取得した信頼度が「3」か否かを判定する。ステップS1803bにて信頼度が「3」である場合、ステップS1806bに進む。一方、信頼度が「3」でない場合、ステップS1807bに進む。信頼度が「3」である場合は、検出されているデフォーカス量そのものの精度は低いもののデフォーカス方向は信頼できる状態を指す。このため、ステップS1806bでは、カメラ制御部1114は、デフォーカス方向と現在のフォーカスレンズ位置に基づき、現在位置に対してデフォーカス方向にシフト量β分だけずらした位置を目標位置として設定する。なお本実施形態で想定するβは、焦点深度F・δ(F:F値、δ:許容錯乱円径)を基準に1・F・δ程度に設定する。 Subsequently, in step S1803b, the camera control unit 1114 determines whether or not the acquired reliability is "3". If the reliability is "3" in step S1803b, the process proceeds to step S1806b. On the other hand, if the reliability is not "3", the process proceeds to step S1807b. When the reliability is "3", the accuracy of the detected defocus amount itself is low, but the defocus direction indicates a reliable state. Therefore, in step S1806b, the camera control unit 1114 sets a position shifted from the current position by the shift amount β in the defocus direction based on the defocus direction and the current focus lens position as the target position. Note that β assumed in this embodiment is set to about 1 ・ F ・ δ based on the depth of focus F ・ δ (F: F value, δ: permissible circle of confusion diameter).

ステップS1803bにて信頼度が「3」でない場合、すなわち信頼度が「4」の場合、ステップS1807bに進み、カメラ制御部1114は、目標位置を現在のフォーカスレンズ位置に設定する。ステップS1804b、ステップS1805b、ステップS1806b、または、ステップS1807bを経由して目標位置を選択した後、ステップS1808bに進む。ステップS1808bにおいて、カメラ制御部1114は、ステップS1803b〜ステップS1807bにて決定された目標位置と現在のフォーカスレンズ位置とに基づいて、実際のレンズ駆動量(図中の実駆動量)を算出する。そしてカメラ制御部1114は、実駆動量がN・F・δよりも大きいか否かを判定する。ステップS1808bにて実駆動量がN・F・δよりも大きいと判定された場合、ステップS1809bに進む。一方、実駆動量がN・F・δ以下と判定された場合、そのまま処理を終了する。 If the reliability is not "3" in step S1803b, that is, if the reliability is "4", the process proceeds to step S1807b, and the camera control unit 1114 sets the target position to the current focus lens position. After selecting the target position via step S1804b, step S1805b, step S1806b, or step S1807b, the process proceeds to step S1808b. In step S1808b, the camera control unit 1114 calculates an actual lens drive amount (actual drive amount in the figure) based on the target position determined in steps S1803b to S1807b and the current focus lens position. Then, the camera control unit 1114 determines whether or not the actual drive amount is larger than N, F, and δ. If it is determined in step S1808b that the actual drive amount is larger than NF / δ, the process proceeds to step S1809b. On the other hand, when it is determined that the actual drive amount is NF / δ or less, the process is terminated as it is.

ステップS1809bにおいて、実駆動量がN・F・δを越えないように、カメラ制御部1114は目標位置を現在位置+N・F・δに変更する。このようにステップS1808b、S1809bにより、カメラ制御部1114は、デフォーカス量の信頼度によらず、所定のレンズ駆動量(N・F・δ)よりも大きいピント変化が生じる場合には所定のレンズ駆動量におさまるように目標位置を補正する。ここで所定のレンズ駆動量N・F・δに関して、本実施形態における係数Nは5と設定し、5・F・δすなわち5深度程度以上のピント変動が生じる可能性がある場合には目標位置を補正しピント変動を抑制する。 In step S1809b, the camera control unit 1114 changes the target position to the current position + NF · δ so that the actual drive amount does not exceed NF · δ. As described above, in steps S1808b and S1809b, the camera control unit 1114 sets the predetermined lens when a focus change larger than the predetermined lens drive amount (NF) occurs regardless of the reliability of the defocus amount. Correct the target position so that it fits in the drive amount. Here, with respect to the predetermined lens drive amount N ・ F ・ δ, the coefficient N in this embodiment is set to 5, and the target position is 5 ・ F ・ δ, that is, when there is a possibility that focus fluctuation of about 5 depths or more occurs. Is corrected to suppress focus fluctuations.

このように、本実施形態におけるズーム停止時目標位置選択処理では、図18(B)に示されるように、デフォーカス量の信頼度が高い場合、デフォーカス量に基づいた目標位置を設定する。一方、信頼度が低い場合、目標位置を現在のレンズ位置に基づいて設定する。図18(C)はズーム時目標位置選択処理により目標位置が選択され、一連のAF制御処理が実施され場合の現在時刻t1と次の制御タイミングt2におけるフォーカスレンズ1103の位置関係を示している。 As described above, in the zoom stop target position selection process in the present embodiment, as shown in FIG. 18B, when the reliability of the defocus amount is high, the target position is set based on the defocus amount. On the other hand, if the reliability is low, the target position is set based on the current lens position. FIG. 18C shows the positional relationship between the current time t1 and the focus lens 1103 at the next control timing t2 when the target position is selected by the zoom target position selection process and a series of AF control processes are performed.

時刻t1におけるP1が現在のレンズ位置を示しており、距離Aに該当する。図18(B)の信頼度1〜4の場合における目標位置が図18(C)の時刻t1における(1)〜(4)に対応する。すなわち、信頼度「1」の場合は距離B、信頼度「2」の場合は距離C、信頼度「3」の場合は距離D、信頼度「4」の場合は現在位置と同じ距離Aである。また、図17(B)のステップS1808bおよびステップS1809bに示されるように、目標位置が所定のレンズ駆動量(N.F・δ)よりも大きい場合、時刻t1における(5)で距離Eに該当する。この場合は、ズーム停止時目標位置選択処理により(6)の距離Fに補正される。 P1 at time t1 indicates the current lens position and corresponds to the distance A. The target position in the case of the reliability 1 to 4 in FIG. 18 (B) corresponds to (1) to (4) at the time t1 in FIG. 18 (C). That is, when the reliability is "1", the distance is B, when the reliability is "2", the distance is C, when the reliability is "3", the distance is D, and when the reliability is "4", the distance A is the same as the current position. be. Further, as shown in steps S1808b and S1809b of FIG. 17B, when the target position is larger than the predetermined lens drive amount (NF · δ), it corresponds to the distance E at (5) at time t1. do. In this case, the distance F is corrected to (6) by the target position selection process when the zoom is stopped.

ズーム停止時目標位置選択処理により、デフォーカス量の信頼度に応じて現在時刻t1時点での目標位置(1)〜(4)及び(6)が選択及び決定される。そして、図16のステップS1706にて次の制御タイミングの時刻t2における各レンズ位置をカム軌跡より算出し、ステップS1707では時刻t2での目標位置に向かってフォーカスレンズを駆動させる。 By the zoom stop target position selection process, the target positions (1) to (4) and (6) at the current time t1 are selected and determined according to the reliability of the defocus amount. Then, in step S1706 of FIG. 16, each lens position at the time t2 of the next control timing is calculated from the cam locus, and in step S1707, the focus lens is driven toward the target position at the time t2.

以上のように、本実施形態によれば、デフォーカス量とその信頼度に基づき目標位置を選択する際、ズーミング中はズーミングしていない場合とは異なる選択ルールに基づいて、フォーカスレンズを制御する目標位置を決定し制御することが可能となる。すなわちフォーカス制御手段(カメラ制御部1114)は、ズームレンズの駆動中において、デフォーカス量と信頼度とに応じてフォーカスレンズの駆動範囲を制限する。より具体的には、フォーカス制御手段は、ズームレンズの駆動中において、フォーカスレンズの移動量が所定量よりも大きくなると判定した場合、フォーカスレンズの移動量が所定量を超えないようにフォーカスレンズの目標位置を補正する。これにより、ズーミング中は急激なピント変化の発生を抑制し、ピント変化の連続性を保つことが可能になる。また、ズームAF動作では、低コントラスト被写体や低照度時において合焦近傍にいるにも関わらず信頼度が低くなった場合でも、複数フレーム分の加算を行うことなくズーム動作中のピント追従性能を優先する。 As described above, according to the present embodiment, when the target position is selected based on the defocus amount and its reliability, the focus lens is controlled based on a selection rule different from that in the case of not zooming during zooming. It becomes possible to determine and control the target position. That is, the focus control means (camera control unit 1114) limits the drive range of the focus lens according to the defocus amount and the reliability while the zoom lens is being driven. More specifically, when the focus control means determines that the movement amount of the focus lens becomes larger than the predetermined amount while the zoom lens is being driven, the focus lens is prevented from exceeding the predetermined amount. Correct the target position. This makes it possible to suppress the occurrence of abrupt focus changes during zooming and maintain the continuity of the focus changes. In addition, in the zoom AF operation, even if the reliability is low even though the subject is in the vicinity of focus in a low contrast subject or in low illuminance, the focus tracking performance during the zoom operation can be improved without adding multiple frames. Prioritize.

次に、図19(A)および図19(B)を参照して、図15のステップS1605における通常AF動作について説明する。図19(A)および図19(B)は、通常AF動作を示すフローチャート図である。 Next, the normal AF operation in step S1605 of FIG. 15 will be described with reference to FIGS. 19A and 19B. 19 (A) and 19 (B) are flowcharts showing normal AF operation.

まず、図19(A)のステップS2001において、AE処理部1119は、AE処理を行う。続いてステップS2002において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数を0に初期化する。フレーム加算数とは、今回までに検出した焦点検出結果を何フレーム分加算したかを判断するものである。続いてステップS2003において、カメラ制御部1114は、レンズ駆動回数を0に初期化する。レンズ駆動回数とは、後述するステップS2012におけるレンズ駆動を何回行ったかを判断するものである。続いてステップS2004において、カメラ制御部1114は、焦点検出処理を行い、デフォーカス量および信頼度を検出する。焦点検出処理については後述する。 First, in step S2001 of FIG. 19A, the AE processing unit 1119 performs AE processing. Subsequently, in step S2002, the camera control unit 1114 initializes the frame addition number to 0. The frame addition number determines how many frames the focus detection results detected so far have been added. Subsequently, in step S2003, the camera control unit 1114 initializes the number of times the lens is driven to zero. The number of times the lens is driven determines how many times the lens is driven in step S2012, which will be described later. Subsequently, in step S2004, the camera control unit 1114 performs a focus detection process to detect the defocus amount and the reliability. The focus detection process will be described later.

続いてステップS2005において、カメラ制御部1114は、ステップS2004にて検出した結果の信頼度が第2の信頼度閾値より大きいか否か(つまり、信頼度が「1」または「2」か否か)を判定する。信頼度が第2の信頼度閾値より大きい場合、ステップS2006へ進む。一方、信頼度が第2の信頼度閾値以下の場合(つまり、信頼度が「1」または「2」のいずれでもない場合)、ステップS2025へ進む。ステップS2006において、カメラ制御部1114は、ステップS2004にて検出したデフォーカス量が予め設定されている第2のDef量閾値以下か否かを判定する。検出したデフォーカス量が第2のDef量閾値以下の場合、ステップS2007へ進む。一方、デフォーカス量が第2のDef量閾値より大きい場合、図19(B)のステップS2023へ進む。第2のDef量閾値は、デフォーカス量が第2のDef量閾値以下であれば、その後デフォーカス量だけレンズ駆動を所定回数(例えば3回)以内で焦点深度内にフォーカスレンズを制御することができるような値(例えば焦点深度の5倍の量)で設定する。 Subsequently, in step S2005, the camera control unit 1114 determines whether or not the reliability of the result detected in step S2004 is larger than the second reliability threshold value (that is, whether or not the reliability is "1" or "2". ) Is determined. If the reliability is greater than the second reliability threshold, the process proceeds to step S2006. On the other hand, when the reliability is equal to or less than the second reliability threshold value (that is, when the reliability is neither "1" nor "2"), the process proceeds to step S2025. In step S2006, the camera control unit 1114 determines whether or not the defocus amount detected in step S2004 is equal to or less than the preset second Def amount threshold value. If the detected defocus amount is equal to or less than the second Def amount threshold value, the process proceeds to step S2007. On the other hand, when the defocus amount is larger than the second Def amount threshold value, the process proceeds to step S2023 in FIG. 19B. The second Def amount threshold is to control the focus lens within the depth of focus within a predetermined number of times (for example, 3 times) after that, if the defocus amount is equal to or less than the second Def amount threshold, the lens is driven by the defocus amount within a predetermined number of times (for example, 3 times). Set with a value that allows for (for example, 5 times the depth of focus).

図19(A)のステップS2007において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103が停止状態であるか否かを判定する。フォーカスレンズ1103が停止状態である場合、ステップS2008へ進む。一方、フォーカスレンズ1103が停止状態でない場合、ステップS2015へ進む。ステップS2008において、カメラ制御部1114は、ステップS2004にて検出した結果の信頼度が「1」か否かを判定する。信頼度が「1」である場合、ステップS2009へ進む。一方、信頼度が「1」でない場合、ステップS2015へ進む。 In step S2007 of FIG. 19A, the camera control unit 1114 determines whether or not the focus lens 1103 is in the stopped state. If the focus lens 1103 is in the stopped state, the process proceeds to step S2008. On the other hand, if the focus lens 1103 is not in the stopped state, the process proceeds to step S2015. In step S2008, the camera control unit 1114 determines whether or not the reliability of the result detected in step S2004 is "1". If the reliability is "1", the process proceeds to step S2009. On the other hand, if the reliability is not "1", the process proceeds to step S2015.

ステップS2009において、カメラ制御部1114は、レンズ駆動回数が第1の駆動回数閾値以上か否かを判定する。レンズ駆動回数が第1の駆動回数閾値以上である場合、ステップS2011へ進む。一方、レンズ駆動回数が第1の駆動回数閾値よりも小さい場合、ステップS2010へ進む。第1の駆動回数閾値は、前述の第2のDef閾値以下の場合に合焦位置近傍(例えば焦点深度内)までレンズ駆動ができる回数を設定する。例えば、通常AF動作では駆動回数閾値1を3回に設定する。 In step S2009, the camera control unit 1114 determines whether or not the lens drive count is equal to or greater than the first drive count threshold. If the lens drive count is equal to or greater than the first drive count threshold, the process proceeds to step S2011. On the other hand, when the number of times the lens is driven is smaller than the first threshold value for the number of times the lens is driven, the process proceeds to step S2010. The first drive number threshold value sets the number of times the lens can be driven to the vicinity of the in-focus position (for example, within the depth of focus) when it is equal to or less than the second Def threshold value described above. For example, in the normal AF operation, the drive count threshold value 1 is set to 3 times.

ステップS2010において、カメラ制御部1114は、ステップS2004で検出したデフォーカス量が予め設定されている第1のDef量閾値以下か否かを判定する。デフォーカス量が第1のDef量閾値以下の場合、ステップS2011へ進む。一方、デフォーカス量が第1のDef量閾値より大きい場合、ステップS2012へ進む。第1のDef量閾値は、検出したデフォーカス量が第1のDef量閾値以下であれば、焦点深度内にフォーカスレンズ制御されているという値となるように設定する。 In step S2010, the camera control unit 1114 determines whether or not the defocus amount detected in step S2004 is equal to or less than the preset first Def amount threshold value. When the defocus amount is equal to or less than the first Def amount threshold value, the process proceeds to step S2011. On the other hand, when the defocus amount is larger than the first Def amount threshold value, the process proceeds to step S2012. The first Def amount threshold is set so that if the detected defocus amount is equal to or less than the first Def amount threshold, the focus lens is controlled within the depth of focus.

ステップS2011において、カメラ制御部1114は合焦状態であると判定し、本フローを終了する。ステップS2012において、カメラ制御部1114は、ステップS2004で検出したデフォーカス量だけフォーカスレンズ1103を駆動させた後、ステップS2013へ進む。ステップS2013において、カメラ制御部1114は、レンズ駆動回数をインクリメントする。続いてステップS2014において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数を0に初期化し、ステップS2004へ戻る。 In step S2011, the camera control unit 1114 determines that the camera is in the focused state, and ends this flow. In step S2012, the camera control unit 1114 drives the focus lens 1103 by the amount of defocus detected in step S2004, and then proceeds to step S2013. In step S2013, the camera control unit 1114 increments the number of times the lens is driven. Subsequently, in step S2014, the camera control unit 1114 initializes the frame addition number to 0, and returns to step S2004.

ステップS2015において、カメラ制御部1114は、検出デフォーカス量が第3のDef量閾値以下か否かを判定する。検出デフォーカス量が第3のDef量閾値以下である場合、ステップS2016へ進む。一方、検出デフォーカス量が第3のDef量閾値よりも大きい場合、ステップS2019へ進む。ステップS2016において、カメラ制御部1114は、ステップS2004で検出したデフォーカス量に対して所定割合だけフォーカスレンズ103を駆動する。続いてステップS2017において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103の停止を指示する。続いてステップS2018において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数を0に初期化して、ステップS2004へ戻る。 In step S2015, the camera control unit 1114 determines whether or not the detected defocus amount is equal to or less than the third Def amount threshold value. If the detected defocus amount is equal to or less than the third Def amount threshold value, the process proceeds to step S2016. On the other hand, when the detected defocus amount is larger than the third Def amount threshold value, the process proceeds to step S2019. In step S2016, the camera control unit 1114 drives the focus lens 103 by a predetermined ratio with respect to the defocus amount detected in step S2004. Subsequently, in step S2017, the camera control unit 1114 instructs the focus lens 1103 to stop. Subsequently, in step S2018, the camera control unit 1114 initializes the frame addition number to 0 and returns to step S2004.

図19(B)のステップS2019において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103の停止を指示する。続いてステップS2020において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数をインクリメントする。続いてステップS2021において、カメラ制御部1114は、今回までに検出した複数フレーム分のデフォーカス量を加算する。ここで、フレーム加算の対象となるフレームは、今回を含めてステップS2020でインクリメントされたフレーム加算数となるように決定される。 In step S2019 of FIG. 19B, the camera control unit 1114 instructs the focus lens 1103 to stop. Subsequently, in step S2020, the camera control unit 1114 increments the frame addition number. Subsequently, in step S2021, the camera control unit 1114 adds the defocus amounts for the plurality of frames detected so far. Here, the frame to be the frame addition is determined to be the frame addition number incremented in step S2020 including this time.

続いてステップS2022において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数がフレーム加算数閾値以上か否かを判定する。フレーム加算数がフレーム加算数閾値以上である場合、ステップS2009へ進む。一方、フレーム加算数がフレーム加算数閾値よりも小さい場合、ステップS2004へ戻る。フレーム加算数閾値は、加算平均することで十分なAF精度が得られるフレーム数で設定し、例えば4回に設定される。また、加算したデフォーカス量はフレーム加算数を用いて平均し、その直後のステップS2010では加算平均したデフォーカス量に基づいて判定を行うようにする。 Subsequently, in step S2022, the camera control unit 1114 determines whether or not the frame addition number is equal to or greater than the frame addition number threshold value. If the frame addition number is equal to or greater than the frame addition number threshold value, the process proceeds to step S2009. On the other hand, if the frame addition number is smaller than the frame addition number threshold value, the process returns to step S2004. The frame addition number threshold value is set by the number of frames at which sufficient AF accuracy can be obtained by addition averaging, and is set to, for example, four times. Further, the added defocus amount is averaged using the frame addition number, and in step S2010 immediately after that, the determination is made based on the added average defocus amount.

続いてステップS2023において、カメラ制御部1114は、ステップS2004で検出したデフォーカス量に対して所定割合だけフォーカスレンズ1103を駆動する。ここで所定割合は、デフォーカス量に対してレンズ駆動量が少なくなるように設定される(例えば8割)。また、設定するレンズ速度は、例えば1フレームの時間で設定したレンズ駆動量分レンズ駆動できる速度よりも遅くなるように設定される。これにより、検出したデフォーカス量が正しくない場合に被写体ピント位置を越えてしまうことを防ぐことができ、さらにレンズを停止することなく駆動させながら次のレンズ駆動をさせることができる(オーバーラップ制御)。続いてステップS2024において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数を0に初期化して、ステップS2004へ戻る。 Subsequently, in step S2023, the camera control unit 1114 drives the focus lens 1103 by a predetermined ratio with respect to the defocus amount detected in step S2004. Here, the predetermined ratio is set so that the lens drive amount is smaller than the defocus amount (for example, 80%). Further, the lens speed to be set is set to be slower than the speed at which the lens can be driven by the lens drive amount set in, for example, one frame time. As a result, it is possible to prevent the subject focus position from being exceeded when the detected defocus amount is incorrect, and it is possible to drive the next lens while driving the lens without stopping (overlap control). ). Subsequently, in step S2020, the camera control unit 1114 initializes the frame addition number to 0 and returns to step S2004.

ステップS2025において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数を0に初期化する。続いてステップS2026において、カメラ制御部1114は、非合焦条件を満たしたか否かを判定する。非合焦条件を満たす場合、ステップS2027へ進む。一方、非合焦条件を満たさない場合、ステップS2028へ進む。非合焦条件とは、合焦すべき被写体がいないと判定する条件である。非合焦条件として、例えば、フォーカスレンズ1103の可動範囲の全てにおいてレンズ駆動が完了した場合、すなわちフォーカスレンズ1103が遠側、近側の両方のレンズ端を検出して初期位置に戻った場合という条件を設定する。 In step S2025, the camera control unit 1114 initializes the frame addition number to 0. Subsequently, in step S2026, the camera control unit 1114 determines whether or not the out-of-focus condition is satisfied. If the out-of-focus condition is satisfied, the process proceeds to step S2027. On the other hand, if the out-of-focus condition is not satisfied, the process proceeds to step S2028. The out-of-focus condition is a condition for determining that there is no subject to be focused. As a non-focus condition, for example, when the lens drive is completed in the entire movable range of the focus lens 1103, that is, when the focus lens 1103 detects both the far and near lens ends and returns to the initial position. Set the conditions.

ステップS2027において、カメラ制御部1114は非合焦状態であると判定し、本フローを終了する。ステップS2028において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103が遠側または近側のレンズ端に到達したか否かを判定する。フォーカスレンズ1103がレンズ端に到達した場合、ステップS2029へ進む。一方、フォーカスレンズ1103がレンズ端に到達していない場合、ステップS2030へ進む。ステップS2029において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103の駆動方向を反転して、ステップS2004へ戻る。ステップS2030において、カメラ制御部1114は、フォーカスレンズ1103を所定方向に駆動させて、ステップS2004へ戻る。フォーカスレンズ速度としては、例えばデフォーカス量が検出できるようになった時点でピント位置を通り過ぎることのないようなレンズ速度の範囲で最も速い速度が設定される。 In step S2027, the camera control unit 1114 determines that the camera is out of focus, and ends this flow. In step S2028, the camera control unit 1114 determines whether or not the focus lens 1103 has reached the far end or the near end of the lens. When the focus lens 1103 reaches the lens end, the process proceeds to step S2029. On the other hand, if the focus lens 1103 has not reached the lens end, the process proceeds to step S2030. In step S2029, the camera control unit 1114 reverses the driving direction of the focus lens 1103 and returns to step S2004. In step S2030, the camera control unit 1114 drives the focus lens 1103 in a predetermined direction and returns to step S2004. As the focus lens speed, for example, the fastest speed is set in the range of the lens speed that does not pass the focus position when the defocus amount can be detected.

以上説明したように、通常AF動作では、低コントラスト被写体や低照度時において合焦近傍にいるにも関わらず信頼度が低くなった場合、ズームAF動作とは異なり、AF時間よりも合焦性能を優先して複数フレーム分の加算を行う。また、信頼度によるAF制御の仕方もズームAF動作とは異ならせる。 As described above, in the normal AF operation, when the reliability is low even though the subject is in the vicinity of focusing in a low contrast subject or in low illuminance, unlike the zoom AF operation, the focusing performance is better than the AF time. Is prioritized and the addition for multiple frames is performed. Also, the AF control method based on reliability is different from the zoom AF operation.

次に、図20を参照して、図15のステップS1606におけるセーフティMF動作について説明する。図20は、セーフティMF動作を示すフローチャート図である。 Next, with reference to FIG. 20, the safety MF operation in step S1606 of FIG. 15 will be described. FIG. 20 is a flowchart showing the safety MF operation.

ステップS2101〜S2105は、通常AF動作時のステップS2001〜S2005と同様であるため説明を省略する。信頼度が第2の信頼度閾値よりも大きい場合、ステップS2106へ進む。一方、信頼度が第2の信頼度閾値以下の場合、本フローを終了する。なお、通常AF動作の場合、信頼度が第2の信頼度閾値以下の場合には所定方向にレンズ駆動を行うが、セーフティMF動作においては現在のフォーカスレンズ位置近傍で撮影する必要があるため、フォーカスレンズを駆動せずにセーフティMF動作を終了する。 Since steps S2101 to S2105 are the same as steps S2001 to S2005 during normal AF operation, the description thereof will be omitted. If the reliability is larger than the second reliability threshold, the process proceeds to step S2106. On the other hand, when the reliability is equal to or less than the second reliability threshold, this flow ends. In the normal AF operation, when the reliability is equal to or less than the second reliability threshold value, the lens is driven in a predetermined direction, but in the safety MF operation, it is necessary to take a picture near the current focus lens position. The safety MF operation is terminated without driving the focus lens.

ステップS2106において、カメラ制御部1114は、ステップS2104で検出したデフォーカス量が予め設定されている第4のDef量閾値(デフォーカス量閾値)以下であるか否かを判定する。デフォーカス量が第4のDef量閾値以下の場合、ステップS2107へ進む。一方、デフォーカス量が第4のDef量閾値より大きい場合、本フローを終了する。第4のDef量閾値は、通常AF動作における第2のDef量閾値とは異なり、第4のDef量閾値に基づいてフォーカスレンズ駆動を行っても表示部1111上でピント変動が分かりづらくなるような閾値として設定する。第4のDef量閾値としては、例えば焦点深度の3倍の量が設定される。 In step S2106, the camera control unit 1114 determines whether or not the defocus amount detected in step S2104 is equal to or less than the preset fourth Def amount threshold value (defocus amount threshold value). If the defocus amount is equal to or less than the fourth Def amount threshold value, the process proceeds to step S2107. On the other hand, when the defocus amount is larger than the fourth Def amount threshold value, this flow ends. The fourth Def amount threshold is different from the second Def amount threshold in the normal AF operation, so that the focus fluctuation becomes difficult to understand on the display unit 1111 even if the focus lens is driven based on the fourth Def amount threshold. Set as a threshold value. As the fourth Def amount threshold value, for example, an amount three times the depth of focus is set.

ステップS2107において、カメラ制御部1114は、ステップS2104で検出した結果の信頼度が「1」か否かを判定する。信頼度が「1」の場合、ステップS2108へ進む。一方、信頼度が「1」でない場合、ステップS2113へ進む。ステップS2108において、カメラ制御部1114は、レンズ駆動回数が第2の駆動回数閾値以上か否かを判定する。レンズ駆動回数が第2の駆動回数閾値以上である場合、本フローを終了する。一方、レンズ駆動回数が第2の駆動回数閾値よりも小さい場合、ステップS2109へ進む。第2の駆動回数閾値は、通常AF動作における第1の駆動回数閾値よりも小さくなるように設定し、例えば1回に設定する。これにより、セーフティMF動作においてレンズ駆動回数を少なくすることができ、AF時間を短縮することができる。また、セーフティMF動作ではユーザによって予め合焦位置近傍にフォーカスレンズが移動されているため、レンズ駆動回数が少なくても合焦位置へのレンズ駆動が可能となる。ステップS2109〜S2112は、通常AF動作時のステップS2010、S2012〜S2014と同様であるため、詳細省略するが、検出デフォーカス量が第1のDef量閾値以下の場合、本フローを終了する。一方、デフォーカス量が第1のDef量閾値より大きい場合、検出デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ103を駆動し、レンズ駆動回数をインクリメントし、フレーム加算数を0に初期化して、ステップS2104へ戻る。 In step S2107, the camera control unit 1114 determines whether or not the reliability of the result detected in step S2104 is "1". If the reliability is "1", the process proceeds to step S2108. On the other hand, if the reliability is not "1", the process proceeds to step S2113. In step S2108, the camera control unit 1114 determines whether or not the lens drive count is equal to or greater than the second drive count threshold. When the number of times the lens is driven is equal to or greater than the second drive number threshold, this flow ends. On the other hand, if the lens drive count is smaller than the second drive count threshold, the process proceeds to step S2109. The second drive count threshold is set to be smaller than the first drive count threshold in the normal AF operation, and is set to, for example, once. As a result, the number of times the lens is driven can be reduced in the safety MF operation, and the AF time can be shortened. Further, in the safety MF operation, since the focus lens is moved to the vicinity of the in-focus position in advance by the user, the lens can be driven to the in-focus position even if the number of times the lens is driven is small. Since steps S2109 to S2112 are the same as steps S2010 and S2012-S2014 during normal AF operation, details are omitted, but when the detected defocus amount is equal to or less than the first Def amount threshold value, this flow ends. On the other hand, when the defocus amount is larger than the first Def amount threshold value, the focus lens 103 is driven based on the detected defocus amount, the number of lens drives is incremented, the frame addition number is initialized to 0, and the process proceeds to step S2104. return.

ステップS2113において、カメラ制御部1114は、レンズ駆動回数が第2の駆動回数閾値以上か否かを判定する。レンズ駆動回数が第2の駆動回数閾値以上である場合、本フローを終了する。一方、レンズ駆動回数が第2の駆動回数閾値よりも小さい場合、ステップS2114へ進む。これにより、フレーム加算を行う条件となった場合でも、フレーム加算回数やレンズ駆動回数を少なく制限することができ、AF時間を短縮することが可能となる。 In step S2113, the camera control unit 1114 determines whether or not the lens drive count is equal to or greater than the second drive count threshold. When the number of times the lens is driven is equal to or greater than the second drive number threshold, this flow ends. On the other hand, if the lens drive count is smaller than the second drive count threshold, the process proceeds to step S2114. As a result, even when the condition for performing frame addition is met, the number of frame additions and the number of lens drives can be limited to a small number, and the AF time can be shortened.

ステップS2114において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数をインクリメントする。続いてステップS2115において、カメラ制御部1114は、今回までに検出した複数フレーム分のデフォーカス量を加算する。ここで、フレーム加算の対象となるフレームは、今回を含めてステップS2114でインクリメントされたフレーム加算数となるように決定する。続いてステップS2116において、カメラ制御部1114は、フレーム加算数がフレーム加算数閾値以上か否かを判定する。フレーム加算数がフレーム加算数閾値以上である場合、ステップS2117へ進む。一方、フレーム加算数がフレーム加算数閾値よりも小さい場合、ステップS2104へ戻る。ここでフレーム加算数閾値としては、通常AF動作の場合と同様に、加算平均することで十分なAF精度が得られるフレーム数が設定され、例えば4回に設定される。 In step S2114, the camera control unit 1114 increments the frame addition number. Subsequently, in step S2115, the camera control unit 1114 adds the defocus amounts for the plurality of frames detected so far. Here, the frame to be the frame addition is determined to be the frame addition number incremented in step S2114 including this time. Subsequently, in step S2116, the camera control unit 1114 determines whether or not the frame addition number is equal to or greater than the frame addition number threshold value. If the frame addition number is equal to or greater than the frame addition number threshold value, the process proceeds to step S2117. On the other hand, if the frame addition number is smaller than the frame addition number threshold value, the process returns to step S2104. Here, as the frame addition number threshold value, the number of frames from which sufficient AF accuracy can be obtained by averaging is set as in the case of the normal AF operation, and is set to, for example, four times.

ステップS2117において、カメラ制御部1114は、ステップS2115で加算したデフォーカス量をフレーム加算数で平均した加算平均デフォーカス量が第4のDef量閾値以下か否かを判定する。加算平均デフォーカス量が第4のDef量閾値以下である場合、ステップS2108へ進む。一方、加算平均デフォーカス量が第4のDef量閾値よりも大きい場合、本フローを終了する。また、ステップS2117の判定直後のステップS2109において、カメラ制御部1114は、加算平均したデフォーカス量に基づいて判定を行う。これにより、フォーカスレンズ駆動を行っても表示部1111上でピント変動が分かりづらくなるような範囲でのAF制御が可能となる。 In step S2117, the camera control unit 1114 determines whether or not the added average defocus amount obtained by averaging the defocus amount added in step S2115 with the frame addition number is equal to or less than the fourth Def amount threshold. If the added average defocus amount is equal to or less than the fourth Def amount threshold value, the process proceeds to step S2108. On the other hand, when the added average defocus amount is larger than the fourth Def amount threshold value, this flow ends. Further, in step S2109 immediately after the determination in step S2117, the camera control unit 1114 makes a determination based on the added and averaged defocus amount. This enables AF control in a range in which focus fluctuations are difficult to see on the display unit 1111 even when the focus lens is driven.

以上説明したように、セーフティMF動作では、低コントラスト被写体や低照度時において合焦近傍にいるにも関わらず信頼度が低くなった場合、AF時間よりも合焦性能を優先して複数フレーム分の加算を行うことでズームAF動作とは異ならせる。また、MFモードでありAF時間を短くする必要があるため、フレーム加算後のレンズ駆動回数を通常AF動作とは異ならせる(通常AF動作よりも回数を少なくする)。また、信頼度によるAF制御の仕方もズームAF動作や通常AF動作とは異ならせる。 As described above, in the safety MF operation, when the reliability is low even though the subject is in the vicinity of focusing in a low contrast subject or in low illuminance, the focusing performance is prioritized over the AF time for multiple frames. By adding the above, it is different from the zoom AF operation. Further, since it is the MF mode and it is necessary to shorten the AF time, the number of times the lens is driven after the frame addition is different from the normal AF operation (the number of times is smaller than the normal AF operation). In addition, the AF control method based on reliability is also different from the zoom AF operation and the normal AF operation.

次に、図21を参照して、図5のステップS511におけるデフォーカス量の選択について説明する。まず、ステップS2201において、カメラ制御部1114は、撮影モードSW1116の状態(撮影モード)を判定する。撮影モードがセーフティMFモードである場合、ステップS2206へ進み、小Defを選択する。このように、撮影モードがセーフティMFモードの場合には、ユーザによってフォーカスレンズを予め合焦位置近傍に設定されていることを前提に常に小Defが選択されるようにする。一方、撮影モードがセーフティMFモードでない場合、ステップS2202へ進む。なお、図21のステップS2202〜S2208は、図10のステップS1001〜S1007とそれぞれ同様であるため、それらの説明を省略する。 Next, with reference to FIG. 21, selection of the defocus amount in step S511 of FIG. 5 will be described. First, in step S2201, the camera control unit 1114 determines the state (shooting mode) of the shooting mode SW1116. When the shooting mode is the safety MF mode, the process proceeds to step S2206 and a small Def is selected. As described above, when the shooting mode is the safety MF mode, the small Def is always selected on the assumption that the focus lens is set in the vicinity of the in-focus position in advance by the user. On the other hand, if the shooting mode is not the safety MF mode, the process proceeds to step S2202. Since steps S2202 to S2208 in FIG. 21 are the same as steps S1001 to S1007 in FIG. 10, their description will be omitted.

[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、レンズ鏡筒と撮像装置が分離可能な撮像装置において、本発明を適用した場合の例を示す。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example in which the present invention is applied in an image pickup device in which the lens barrel and the image pickup device can be separated is shown.

<全体構成>
まず、図22を参照して、本実施形態における撮像装置の例を示す。図22は、本実施形態における撮像装置2000のブロック図である。図22に示されるように、撮像装置2000は、レンズ装置1100及び撮像装置本体1200を備えて構成されている。また撮像装置2000において、レンズ装置1100全体の動作を統括制御するレンズ制御部1217と、撮像装置本体1200全体の動作を統括するカメラ制御部1114が情報を通信している。
<Overall configuration>
First, with reference to FIG. 22, an example of the image pickup apparatus in this embodiment is shown. FIG. 22 is a block diagram of the image pickup apparatus 2000 according to the present embodiment. As shown in FIG. 22, the image pickup apparatus 2000 includes a lens apparatus 1100 and an image pickup apparatus main body 1200. Further, in the image pickup apparatus 2000, the lens control unit 1217 that controls the operation of the entire lens apparatus 1100 and the camera control unit 1114 that controls the operation of the entire image pickup apparatus main body 1200 communicate information.

まず、レンズ装置1100の構成について説明する。レンズ装置1100は、ズームレンズ1101、絞り1102、フォーカスレンズ1103、ズームレンズ位置検出部1204、絞り駆動部1105、フォーカスレンズ駆動部1106、レンズ制御部1217、および、レンズ操作部1218を備えている。ズームレンズ1101は、ズームリング部材(不図示)により手動で操作されることにより、焦点距離の変更を行う。その際、ズームレンズ1101の位置をズームレンズ位置検出部1204によって検出し、レンズ装置1100及び撮像装置本体1200の制御に利用される。絞り1102は、絞り駆動部1105によって駆動され、後述する撮像素子1107への入射光量を制御する。 First, the configuration of the lens device 1100 will be described. The lens device 1100 includes a zoom lens 1101, an aperture 1102, a focus lens 1103, a zoom lens position detection unit 1204, an aperture drive unit 1105, a focus lens drive unit 1106, a lens control unit 1217, and a lens operation unit 1218. The zoom lens 1101 is manually operated by a zoom ring member (not shown) to change the focal length. At that time, the position of the zoom lens 1101 is detected by the zoom lens position detection unit 1204, and is used for controlling the lens device 1100 and the image pickup device main body 1200. The diaphragm 1102 is driven by the diaphragm drive unit 1105 and controls the amount of light incident on the image pickup device 1107, which will be described later.

フォーカスレンズ1103はフォーカスレンズ駆動部1106によって駆動され、後述する撮像素子1107に結像する焦点の調節を行う。絞り駆動部1105、フォーカスレンズ駆動部1106は、レンズ制御部1217によって制御され、絞り1102の開口量や、フォーカスレンズ1103の位置を決定する。レンズ操作部1218によってユーザの操作があった場合、レンズ制御部1217がユーザ操作に応じた制御を行う。レンズ制御部1217は、後述するカメラ制御部1114から受信した制御命令や制御情報に応じて、絞り駆動部1105やフォーカスレンズ駆動部1106を制御し、また、レンズ制御情報をカメラ制御部1114に送信する。 The focus lens 1103 is driven by the focus lens driving unit 1106, and adjusts the focus formed on the image pickup device 1107, which will be described later. The aperture drive unit 1105 and the focus lens drive unit 1106 are controlled by the lens control unit 1217, and determine the aperture amount of the aperture 1102 and the position of the focus lens 1103. When there is a user operation by the lens operation unit 1218, the lens control unit 1217 performs control according to the user operation. The lens control unit 1217 controls the aperture drive unit 1105 and the focus lens drive unit 1106 in response to control commands and control information received from the camera control unit 1114, which will be described later, and also transmits lens control information to the camera control unit 1114. do.

なお、本実施形態におけるレンズ装置1100のレンズ制御部1217は、内部に備えるROM(不図示)に図14に示されるカム軌跡情報を保持している。レンズ制御部1217は、ズームレンズ位置検出部1204にてズームレンズ1101の位置の変化を検出した場合、後述するカム軌跡追従処理にてピントがあった状態を維持するようにフォーカスレンズ1103を制御する。 The lens control unit 1217 of the lens device 1100 in the present embodiment holds the cam locus information shown in FIG. 14 in a ROM (not shown) provided inside. When the zoom lens position detection unit 1204 detects a change in the position of the zoom lens 1101, the lens control unit 1217 controls the focus lens 1103 so as to maintain the focused state by the cam trajectory tracking process described later. ..

次に、撮像装置本体1200の構成について説明する。撮像装置本体1200の基本構成は、図13を参照して第2の実施形態にて説明した撮像装置1000の構成と共通する。ただし、本実施形態では、カメラ制御部1114の処理内容が第2の実施形態とは異なる。 Next, the configuration of the image pickup apparatus main body 1200 will be described. The basic configuration of the image pickup apparatus main body 1200 is common to the configuration of the image pickup apparatus 1000 described in the second embodiment with reference to FIG. However, in this embodiment, the processing content of the camera control unit 1114 is different from that of the second embodiment.

カメラ制御部1114は、撮像装置本体1200内全体と情報をやり取りして制御を行う。撮像装置本体1200内の処理だけでなく、カメラ操作部1115からの入力に応じて、電源のON/OFF、設定の変更、記録の開始、AF制御の開始、記録映像の確認等の、ユーザが操作した種々のカメラ機能を実行する。加えて、カメラ制御部1114は、前述のように、レンズ装置1100内のレンズ制御部1217と情報をやり取りし、レンズの制御命令および制御情報を送り、またレンズ内の情報を取得する点で、第2の実施形態とは異なる。 The camera control unit 1114 controls by exchanging information with the entire inside of the image pickup apparatus main body 1200. In addition to the processing in the image pickup device main unit 1200, the user can turn the power on / off, change the settings, start recording, start AF control, check the recorded image, etc. according to the input from the camera operation unit 1115. Perform various operated camera functions. In addition, as described above, the camera control unit 1114 exchanges information with the lens control unit 1217 in the lens device 1100, sends lens control commands and control information, and acquires information in the lens. It is different from the second embodiment.

<カム軌跡追従処理>
次に、図23を参照して、レンズ制御部1217が実施するカム軌跡追従処理について説明する。図23は、レンズ制御部1217が実行するカム軌跡追従処理を示すフローチャートである。本処理は、レンズ制御部1217内のROM上に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。なお、本処理はレンズ制御部1217にて定期的に実施され、本実施形態中では10msec周期で実施される。
<Cam trajectory tracking process>
Next, with reference to FIG. 23, the cam trajectory tracking process performed by the lens control unit 1217 will be described. FIG. 23 is a flowchart showing a cam trajectory tracking process executed by the lens control unit 1217. This process is executed according to the computer program stored in the ROM in the lens control unit 1217. This process is periodically performed by the lens control unit 1217, and is performed at a cycle of 10 msec in the present embodiment.

まず、図23のステップS2601において、レンズ制御部1217は、ズームレンズ位置検出部1204より現在のズームレンズ1101の位置情報を取得する。続いてステップS2602において、レンズ制御部1217は、フォーカスレンズ駆動部1106より現在のフォーカスレンズ1003の位置情報を取得する。続いてステップS2603において、レンズ制御部1217は、先に取得したズームレンズ位置と前回の制御タイミングで取得したズームレンズ位置とを比較し、その変化に基づいてズーム中であるか否かを判定する。ステップS2603にてズーム中である場合、ステップS2604に進む。一方、ズーム中でない場合、本フローを終了する。 First, in step S2601 of FIG. 23, the lens control unit 1217 acquires the position information of the current zoom lens 1101 from the zoom lens position detection unit 1204. Subsequently, in step S2602, the lens control unit 1217 acquires the current position information of the focus lens 1003 from the focus lens drive unit 1106. Subsequently, in step S2603, the lens control unit 1217 compares the previously acquired zoom lens position with the zoom lens position acquired at the previous control timing, and determines whether or not zooming is in progress based on the change. .. If zooming is in progress in step S2603, the process proceeds to step S2604. On the other hand, if the zoom is not in progress, this flow ends.

ステップS2604において、レンズ制御部1217は、今回の制御タイミングにおけるフォーカスレンズ1103の目標位置を決定する。具体的には、レンズ制御部1217は、ステップS2601で取得したズームレンズ位置とカム軌跡追従を行う際の目標となる被写体距離(追従被写体距離)に基づき、現在の焦点距離で追従被写体距離に該当するフォーカスレンズ位置を特定する。なお、カム軌跡追従を行う際の追従被写体距離は、レンズ制御部1217がフォーカスレンズ駆動部1106を介してフォーカスレンズ1103を制御する際に更新される。そのため、カム軌跡追従処理のようにレンズ制御部1217によりレンズ装置1100の内部でフォーカスレンズ1103が制御される場合と、カメラ制御部1114の指示によりフォーカスレンズ1103が制御される場合の両方で更新される。 In step S2604, the lens control unit 1217 determines the target position of the focus lens 1103 at the current control timing. Specifically, the lens control unit 1217 corresponds to the tracking subject distance at the current focal length based on the zoom lens position acquired in step S2601 and the target subject distance (following subject distance) when tracking the cam trajectory. Specify the position of the focus lens to be used. The tracking subject distance when following the cam locus is updated when the lens control unit 1217 controls the focus lens 1103 via the focus lens drive unit 1106. Therefore, it is updated both when the focus lens 1103 is controlled inside the lens device 1100 by the lens control unit 1217 as in the cam locus tracking process and when the focus lens 1103 is controlled by the instruction of the camera control unit 1114. NS.

ステップS2605において、レンズ制御部1217は、ステップS2602で取得したフォーカスレンズ位置とステップS2604で決定した目標位置の差分だけフォーカスレンズ1103を駆動する。続いてステップS2606において、レンズ制御部1217は、フォーカスレンズ1103の駆動後の位置に対応する被写体距離を追従被写体距離として記録部1112に記憶させ、本フローを終了する。 In step S2605, the lens control unit 1217 drives the focus lens 1103 by the difference between the focus lens position acquired in step S2602 and the target position determined in step S2604. Subsequently, in step S2606, the lens control unit 1217 stores the subject distance corresponding to the position after the focus lens 1103 is driven in the recording unit 1112 as the tracking subject distance, and ends this flow.

次に、図26(C)、(D)を参照して、ここまでの一連のカム軌跡追従処理が実施された場合のフォーカスレンズ1103の動きについて説明する。図26(C)は、焦点距離変化時にフォーカスレンズ1103がカム軌跡情報に基づき追従する動きを示す図であり、P2はある制御タイミングにおけるフォーカスレンズ1103の現在位置を示している。図26(C)では、フォーカスレンズ1103は追従被写体距離を距離Aとしてカム軌跡追従処理が実施されている。図26(D)は、図26(C)の一部を拡大した図である。より短い時間軸でフォーカスレンズ1103の動きをとらえた場合、先に示したカム軌跡追従処理によってフォーカスレンズ1103は定期的に距離Aのカム軌跡に追従するように制御されている。このカム軌跡への追従制御を繰り返していくことで、焦点距離が変化した場合であっても、被写体距離を維持することが可能となる。 Next, with reference to FIGS. 26 (C) and 26 (D), the movement of the focus lens 1103 when the series of cam trajectory tracking processes up to this point is performed will be described. FIG. 26C is a diagram showing the movement of the focus lens 1103 following based on the cam locus information when the focal length changes, and P2 shows the current position of the focus lens 1103 at a certain control timing. In FIG. 26C, the focus lens 1103 is subjected to cam trajectory tracking processing with the tracking subject distance as the distance A. FIG. 26 (D) is an enlarged view of a part of FIG. 26 (C). When the movement of the focus lens 1103 is captured on a shorter time axis, the focus lens 1103 is controlled to periodically follow the cam locus at a distance A by the cam locus tracking process shown above. By repeating the follow-up control to the cam locus, it is possible to maintain the subject distance even when the focal length changes.

<ズーム中AF動作>
次に、図24を参照して、カメラ制御部1114が実施するズーム中AF動作について説明する。図24は、カメラ制御部1114が実行するズーム中AF動作を示すフローチャートである。本処理は、カメラ制御部1114内のROM上に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。例えば、1フィールド画像(以下、1フレーム、1画面ともいう)を生成するための撮像素子1107からの撮像信号の読み出し周期(垂直同期期間ごと)で実行される。また複数の垂直同期期間(Vレート)ごとに繰り返すようにしてもよい。
<AF operation during zooming>
Next, with reference to FIG. 24, the AF operation during zooming performed by the camera control unit 1114 will be described. FIG. 24 is a flowchart showing the AF operation during zooming executed by the camera control unit 1114. This process is executed according to the computer program stored in the ROM in the camera control unit 1114. For example, it is executed in the reading cycle (every vertical synchronization period) of the image pickup signal from the image pickup element 1107 for generating a one-field image (hereinafter, also referred to as one frame and one screen). Further, it may be repeated for each of a plurality of vertical synchronization periods (V rates).

図24のステップS2701〜S2705でフォーカスレンズの目標選択処処理までを行う。ステップS2701〜S2705は、第2の実施形態の図16のステップS1701〜S1705と同じであるため、説明は省略する。ステップS2704またはステップS2705が終了した後、ステップS2706へ進み、フォーカスレンズ駆動を行い、本フローを終了する。本フローは、第2の実施形態のズーム中動作のフロー(図16のフロー)と、ステップS1706がない点で異なる。 In steps S2701 to S2705 of FIG. 24, the target selection process of the focus lens is performed. Since steps S2701 to S2705 are the same as steps S1701 to S1705 in FIG. 16 of the second embodiment, the description thereof will be omitted. After the end of step S2704 or step S2705, the process proceeds to step S2706, the focus lens is driven, and this flow ends. This flow is different from the flow of the operation during zooming (flow of FIG. 16) of the second embodiment in that step S1706 is not provided.

<ズーム停止時目標選択処理>
本実施形態のズーム停止時目標選択処理は、実施形態2と同様であるため、説明を省略する。図26(A)に、本実施形態にズーム停止目標位置選択処理で設定される目標位置を示すが、これは図18(A)と同様である。
<Target selection process when zoom is stopped>
Since the target selection process when the zoom is stopped in this embodiment is the same as that in the second embodiment, the description thereof will be omitted. FIG. 26A shows the target position set in the zoom stop target position selection process in the present embodiment, which is the same as in FIG. 18A.

<ズーム時目標位置選択処理>
次に、図25および図26(B)、(C)、(D)を参照して、図24のステップS2705におけるズーム時目標位置選択処理について説明する。図25は、カメラ制御部1114が実行するズーム時AF処理を示すフローチャートである。図25の各ステップは、AF制御処理と同様に、カメラ制御部1114内のROM上に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
<Target position selection process when zooming>
Next, with reference to FIGS. 25 and 26 (B), (C), and (D), the zoom target position selection process in step S2705 of FIG. 24 will be described. FIG. 25 is a flowchart showing the AF processing during zooming executed by the camera control unit 1114. Each step in FIG. 25 is executed according to the computer program stored in the ROM in the camera control unit 1114, similarly to the AF control process.

本実施形態におけるズーム時目標位置選択処理は、ステップS2803bで信頼度が「3」でなかった場合、目標位置を設定せずに本処理を終了する点で実施形態2のズーム時目標位置選択処理と異なる。フローチャートのステップS2801b〜S2806bは、図17(B)ステップS1801b〜S1806bと同様であるため、説明を省略する。 The zoom target position selection process in the present embodiment ends the zoom target position selection process according to the second embodiment in that the process ends without setting the target position when the reliability is not “3” in step S2803b. Different from. Since steps S2801b to S2806b in the flowchart are the same as steps S1801b to S1806b in FIG. 17B, the description thereof will be omitted.

ステップS2804b、ステップS2805b、またはステップS2806bを経由して目標位置を選択した後、ステップS2807bに進む。ステップS2807b、S2808bは図17のステップS1808b、S2808bと同様であり、実際のレンズ駆動量(図中の実駆動量)がN・F・δよりも大きければ実駆動量をN・F・δとする。尚、本実施形態における係数Nは5と設定し、5・F・δすなわち5深度程度以上のピント変動が生じる可能性がある場合には目標位置を補正しピント変動を抑制する。目標位置を補正した後、本フローを終了する。 After selecting the target position via step S2804b, step S2805b, or step S2806b, the process proceeds to step S2807b. Steps S2807b and S2808b are the same as steps S1808b and S2808b in FIG. 17, and if the actual lens drive amount (actual drive amount in the figure) is larger than NF δ, the actual drive amount is NF δ. do. The coefficient N in this embodiment is set to 5, and when there is a possibility that focus fluctuations of 5 · F · δ, that is, about 5 depths or more occur, the target position is corrected and the focus fluctuations are suppressed. After correcting the target position, this flow ends.

このように、本実施形態におけるズーム時AF処理では、図26(B)に示されるように、デフォーカス量の信頼度が高い場合、カメラ制御部1114は、検出されたデフォーカス量に基づいた目標位置にフォーカスレンズ1103を制御する。一方、信頼度が低い場合、カメラ制御部1114は、現在のレンズ位置に基づいた目標位置にフォーカスレンズ1103を制御する。なお、合焦位置を特定できない信頼度の場合、カメラ制御部1114から明示的にフォーカスレンズ1103を駆動しないように制御される。 As described above, in the AF processing during zooming in the present embodiment, as shown in FIG. 26B, when the reliability of the defocus amount is high, the camera control unit 1114 is based on the detected defocus amount. The focus lens 1103 is controlled to the target position. On the other hand, when the reliability is low, the camera control unit 1114 controls the focus lens 1103 to a target position based on the current lens position. If the reliability is such that the in-focus position cannot be specified, the camera control unit 1114 controls the focus lens 1103 so as not to be explicitly driven.

図26(C)は、焦点距離変化時にフォーカスレンズ1003がカム軌跡情報に基づき追従する動きを示した図であり、P2はある制御タイミングにおける現在位置である。図26(C)では、フォーカスレンズ1003は追従被写体距離を距離Aとしてレンズ装置1100のレンズ制御部1217により撮像装置本体1200のカメラ制御部1114の指示とは独立してカム軌跡追従処理が実施されていることを示している。 FIG. 26C is a diagram showing the movement of the focus lens 1003 to follow based on the cam locus information when the focal length changes, and P2 is the current position at a certain control timing. In FIG. 26C, the focus lens 1003 is subjected to cam trajectory tracking processing independently of the instruction of the camera control unit 1114 of the image pickup device main body 1200 by the lens control unit 1217 of the lens device 1100 with the tracking subject distance as the distance A. It shows that it is.

図26(C)中の(1)〜(6)は、今回の制御タイミングにおいて、先に示したズーム時AF処理がカメラ制御部1114により実施された場合の、デフォーカス量の信頼度に応じたフォーカスレンズ1103の駆動目標位置の関係を示している。図26(B)の信頼度1〜4の場合における目標位置が図26(C)における(1)〜(4)にそれぞれ対応する。すなわち、信頼度「1」の場合は距離B、信頼度「2」の場合は距離C、信頼度「3」の場合は距離D、信頼度「4」の場合は現在位置と同じ距離Aであり、カメラ制御部1114より明示的にフォーカスレンズ1103を駆動しない。また、図18(C)同様に、目標位置が所定のレンズ駆動量(N・F・δ)よりも大きい場合、図26(c)の(5)となり、距離Eに該当し、(6)の距離Fに補正される。このように、カム軌跡追従処理を行うレンズ装置1100と、デフォーカス量及びその信頼度に応じてピント位置を補正する撮像装置本体1200とが連動して動作することで、ズーミング中のピント制御が実現される。 (1) to (6) in FIGS. 26 (C) correspond to the reliability of the defocus amount when the AF processing during zooming shown above is performed by the camera control unit 1114 at the current control timing. The relationship between the drive target positions of the focus lens 1103 is shown. The target positions in the cases of reliability 1 to 4 in FIG. 26 (B) correspond to (1) to (4) in FIG. 26 (C), respectively. That is, when the reliability is "1", the distance is B, when the reliability is "2", the distance is C, when the reliability is "3", the distance is D, and when the reliability is "4", the distance A is the same as the current position. Yes, the focus lens 1103 is not explicitly driven by the camera control unit 1114. Further, similarly to FIG. 18C, when the target position is larger than the predetermined lens drive amount (NF δ), it becomes (5) of FIG. 26 (c), which corresponds to the distance E, and corresponds to (6). It is corrected to the distance F of. In this way, the lens device 1100 that performs cam trajectory tracking processing and the image pickup device main body 1200 that corrects the focus position according to the defocus amount and its reliability operate in conjunction with each other to control focus during zooming. It will be realized.

本実施形態によれば、デフォーカス量とその信頼度に基づき目標位置を選択する際、ズーミング中はズーミングしていない場合とは異なる選択ルールに基づいて、フォーカスレンズを制御する目標位置を決定し制御することが可能となる。すなわちフォーカス制御手段(カメラ制御部1114)は、ズームレンズの駆動中において、デフォーカス量と信頼度とに応じてフォーカスレンズの駆動範囲を制限する。より具体的には、フォーカス制御手段は、ズームレンズの駆動中において、フォーカスレンズの移動量が所定量よりも大きくなると判定した場合、フォーカスレンズの移動量が所定量を超えないようにフォーカスレンズの目標位置を補正する。これにより、ズーミング中は急激なピント変化の発生を抑制し、ピント変化の連続性を保つことが可能になる。なお、本実施形態では、ズームレンズ1101は手動で操作する例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第2の実施形態のようにレンズ装置1100の内部にズームレンズ駆動部を備え、レンズ制御部1217がこれを制御する構成であってよい。また、レンズ装置1100の外部に独立したズームレンズ駆動ユニットが着脱可能な構成であってもよい。いずれの場合においても、ズームレンズ自体の移動状態を検出できる構成であれば駆動手段は問わない。 According to the present embodiment, when selecting a target position based on the amount of defocus and its reliability, the target position for controlling the focus lens is determined based on a selection rule different from that in the case of not zooming during zooming. It becomes possible to control. That is, the focus control means (camera control unit 1114) limits the drive range of the focus lens according to the defocus amount and the reliability while the zoom lens is being driven. More specifically, when the focus control means determines that the movement amount of the focus lens becomes larger than the predetermined amount while the zoom lens is being driven, the focus lens is prevented from exceeding the predetermined amount. Correct the target position. This makes it possible to suppress the occurrence of abrupt focus changes during zooming and maintain the continuity of the focus changes. In the present embodiment, an example in which the zoom lens 1101 is manually operated is shown, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, as in the second embodiment, the zoom lens drive unit may be provided inside the lens device 1100, and the lens control unit 1217 may control the zoom lens drive unit. Further, an independent zoom lens drive unit may be detachably attached to the outside of the lens device 1100. In any case, the driving means may be used as long as it can detect the moving state of the zoom lens itself.

[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第2の実施形態および第3の実施形態では、主にハード構成の違いを考慮した構成を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、次のような構成も考えられる。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment and the third embodiment, the configurations mainly considering the difference in the hardware configuration have been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the following configuration can be considered.

<動作状態に適した制御方式の切り替え>
撮像装置やレンズ装置(レンズ鏡筒)の動作状態に応じて、ズーミング中であってもピントの変化を問わず合焦することを最優先に制御する場合(ピント追従優先制御)と、前述のピントの連続性を優先した制御とを切り換えて用いることも考えられる。例えば、図17(B)のステップS1808b、S1809bの駆動量の制限を実施しないようにし、ステップS1805bのαやステップS1806bのβより検出したデフォーカス量を積極的に反映する方向に切り換える。これにより、ピント追従優先制御を実現することができる。また、図19(A)のステップS2007b、S2008bの駆動量の制限を実施しないようにし、ステップS2005bのαやステップS2006bのβより検出したデフォーカス量を積極的に反映する方向に切り換える。これにより、ピント追従優先制御を実現することができる。また、ズーム時にズーム停止時AF処理を実施することでピント追従優先制御を実現することができる。
<Switching of control method suitable for operating conditions>
In the case of controlling focusing with the highest priority regardless of the change in focus even during zooming according to the operating state of the image pickup device or the lens device (lens lens barrel) (focus tracking priority control), the above-mentioned It is also conceivable to switch between control that prioritizes focus continuity. For example, the drive amount of steps S1808b and S1809b in FIG. 17B is not limited, and the defocus amount detected from α of step S1805b and β of step S1806b is positively reflected. As a result, focus tracking priority control can be realized. Further, the drive amount of steps S2007b and S2008b in FIG. 19A is not limited, and the defocus amount detected from α in step S2005b and β in step S2006b is positively reflected. As a result, focus tracking priority control can be realized. In addition, focus tracking priority control can be realized by performing AF processing when zooming is stopped during zooming.

これらのピント追従優先性制御と従来のズーミング中におけるピント連続性優先制御とを切り換える条件として、第2の実施形態および第3の実施形態の構成で共通なものとして、次のようなものがある。例えば、ズームレンズの速度に応じて切り替える方法であり、ズーム速度が速くライブビュー等の撮影画像の変化が大きい場合はピント追従優先性制御、ズーム速度が遅く、撮影画像の変化が緩やかな場合にピント連続性優先制御を用いる。また、動画の記録状態で切り換える方式も考えられる。例えば、撮影画像が残らない動画非記録中はピント追従優先性制御、撮影画像が残る動画記録中の場合はピント連続性優先制御を用いる。さらに、第2の実施形態の構成では、カメラ制御部1114はカム軌跡情報を把握している。そのため、カム軌跡情報の密集度の低い領域すなわちフォーカスレンズの駆動範囲が広い領域ではピント追従優先性制御、密集度の高い領域、すなわちフォーカスレンズの駆動範囲が狭い領域ではピント連続性優先制御を用いる方法が考えられる。加えて、カム軌跡情報の形状に応じて切り換える方法も考えられる。例えば、形状変化の大きい領域ではピント追従優先性制御、形状変化の小さい領域ではピント連続性優先制御を用いる。 The conditions for switching between the focus tracking priority control and the focus continuity priority control during conventional zooming are as follows, which are common to the configurations of the second embodiment and the third embodiment. .. For example, it is a method of switching according to the speed of the zoom lens. When the zoom speed is fast and the change in the captured image is large, focus tracking priority control is performed, and when the zoom speed is slow and the change in the captured image is gradual. Focus continuity priority control is used. In addition, a method of switching depending on the recording state of the moving image is also conceivable. For example, focus tracking priority control is used during non-recording of moving images in which no captured image remains, and focus continuity priority control is used during recording of moving images in which captured images remain. Further, in the configuration of the second embodiment, the camera control unit 1114 grasps the cam locus information. Therefore, focus tracking priority control is used in a region where the cam locus information is low in density, that is, a region where the drive range of the focus lens is wide, and focus continuity priority control is used in a region where the density is high, that is, a region where the drive range of the focus lens is narrow. The method can be considered. In addition, a method of switching according to the shape of the cam locus information can be considered. For example, focus tracking priority control is used in a region where the shape change is large, and focus continuity priority control is used in a region where the shape change is small.

以上説明したように、本実施形態によれば、撮像装置の各種状態に応じてピント追従優先性制御とピント連続性優先制御とを切り換えることができるため、求められるピント変化に応じて適切に制御方式を切り換えることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to switch between focus tracking priority control and focus continuity priority control according to various states of the image pickup apparatus, and therefore appropriate control is performed according to the required focus change. It is possible to switch the method.

(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

204a 取得手段
204b 算出手段
209 システム制御部(決定手段)
204a Acquisition means 204b Calculation means 209 System control unit (decision means)

Claims (20)

1つのマイクロレンズに対して、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第1光電変換部および第2光電変換部を有し、該マイクロレンズが2次元状に配列されている撮像素子と、One microlens has a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit that receive light flux passing through different pupil regions of the image pickup optical system, and the microlenses are arranged two-dimensionally. Image sensor and
前記第1光電変換部および前記第2光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第1信号および第2信号を取得する取得手段と、An acquisition means for acquiring a first signal and a second signal corresponding to the output signals from the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit, respectively.
前記第1信号および前記第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量および複数の信頼度を算出する算出手段と、A plurality of filters with different bands are performed on the first signal and the second signal, and a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys are obtained based on the first signal and the second signal after each filter processing. Calculation means to calculate and
前記複数のデフォーカス量の差に基づいて、該複数のデフォーカス量の中から焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定する決定手段と、を有することを特徴とする撮像装置。An image pickup apparatus comprising: a determination means for determining a defocus amount used for focus adjustment from the plurality of defocus amounts based on the difference between the plurality of defocus amounts.
前記算出手段は、前記各々のフィルタ処理後の前記第1信号および前記第2信号の一致度と、該第1信号および該第2信号の相関変化量の急峻度と、に基づいて前記複数の信頼度を算出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置The calculation means has a plurality of the calculation means based on the degree of coincidence between the first signal and the second signal after each filtering process and the steepness of the correlation change amount between the first signal and the second signal. The imaging device according to claim 1, wherein the reliability is calculated. 前記決定手段は、前記複数のデフォーカス量の差と、前記複数の信頼度とに基づいて該複数のデフォーカス量の中から焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置The determination means is characterized in that the defocus amount used for focus adjustment is determined from the plurality of defocus amounts based on the difference between the plurality of defocus amounts and the plurality of reliabilitys. Item 2. The image pickup apparatus according to Item 1 or 2. 前記複数のフィルタ処理は、
第1周波数帯域の第1信号および第2信号を抽出する第1フィルタ処理と、
前記第1周波数帯域よりも高い第2周波数帯域の第1信号および第2信号を抽出する第2フィルタ処理と、を含み、
前記算出手段は、前記複数のデフォーカス量および前記複数の信頼度として、
第1フィルタ処理後の前記第1信号および前記第2信号に基づいて、第1デフォーカス量および第1信頼度を算出し、
第2フィルタ処理後の前記第1信号および前記第2信号に基づいて、第2デフォーカス量および第2信頼度を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置
The plurality of filtering processes are
The first filter processing for extracting the first signal and the second signal in the first frequency band, and
A second filter process for extracting a first signal and a second signal in a second frequency band higher than the first frequency band is included.
The calculation means has the plurality of defocus amounts and the plurality of reliabilitys.
The first defocus amount and the first reliability are calculated based on the first signal and the second signal after the first filter processing.
The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the second defocus amount and the second reliability are calculated based on the first signal and the second signal after the second filter processing. Imaging device .
前記算出手段は、前記第1デフォーカス量と前記第2デフォーカス量との差が第1閾値よりも大きい場合、前記第1デフォーカス量を、前記焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置When the difference between the first defocus amount and the second defocus amount is larger than the first threshold value, the calculation means determines the first defocus amount as the defocus amount used for the focus adjustment. The image pickup apparatus according to claim 4. 前記算出手段は、
前記第1デフォーカス量と前記第2デフォーカス量との差が前記第1閾値以下である場合において、
前記第2信頼度が前記第1信頼度よりも高い場合であって、かつ、該第2信頼度が所定の信頼度閾値よりも高い場合、前記第2デフォーカス量を、前記焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定し、
前記第2信頼度が前記第1信頼度よりも低い場合、または、該第2信頼度が前記所定の信頼度閾値よりも低い場合、前記第1デフォーカス量を、前記焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置
The calculation means is
When the difference between the first defocus amount and the second defocus amount is equal to or less than the first threshold value.
When the second reliability is higher than the first reliability and the second reliability is higher than a predetermined reliability threshold, the second defocus amount is used for the focus adjustment. Determined as the amount of defocus to be
When the second reliability is lower than the first reliability, or when the second reliability is lower than the predetermined reliability threshold value, the first defocus amount is used for the focus adjustment. The image pickup apparatus according to claim 5, wherein the focus amount is determined.
前記複数のフィルタ処理は、前記第2周波数帯域よりも高い第3周波数帯域の第1信号および第2信号を抽出する第3フィルタ処理を含み、
前記算出手段は、前記複数のデフォーカス量および前記複数の信頼度として、第3フィルタ処理後の前記第1信号および前記第2信号に基づいて、第3デフォーカス量および第3信頼度を算出することを特徴とする請求項5または6に記載の撮像装置
The plurality of filtering processes include a third filtering process for extracting a first signal and a second signal in a third frequency band higher than the second frequency band.
The calculation means calculates the third defocus amount and the third reliability as the plurality of defocus amounts and the plurality of reliabilitys based on the first signal and the second signal after the third filter processing. The imaging device according to claim 5 or 6, wherein the image pickup apparatus is characterized in that.
前記算出手段は、前記第2デフォーカス量と前記第3デフォーカス量との差が第2閾値よりも大きい場合、前記第2デフォーカス量を、前記焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置When the difference between the second defocus amount and the third defocus amount is larger than the second threshold value, the calculation means determines the second defocus amount as the defocus amount used for the focus adjustment. The image pickup apparatus according to claim 7. 前記算出手段は、
前記第2デフォーカス量と前記第3デフォーカス量との差が前記第2閾値以下である場合において、
前記第3信頼度が前記第2信頼度よりも高い場合であって、かつ、前記第2信頼度および前記第3信頼度のそれぞれが所定の信頼度閾値よりも高い場合、前記第3デフォーカス量を、前記焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定し、
前記第3信頼度が前記第2信頼度よりも低い場合、または、前記第2信頼度もしくは前記第3信頼度が前記所定の信頼度閾値よりも低い場合、前記第2デフォーカス量を、前記焦点調節に用いられるデフォーカス量として決定することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置
The calculation means is
When the difference between the second defocus amount and the third defocus amount is equal to or less than the second threshold value,
When the third reliability is higher than the second reliability and each of the second reliability and the third reliability is higher than a predetermined reliability threshold, the third defocus The amount is determined as the defocus amount used for the focus adjustment.
When the third reliability is lower than the second reliability, or when the second reliability or the third reliability is lower than the predetermined reliability threshold, the second defocus amount is applied. The image pickup apparatus according to claim 8, wherein the defocus amount used for focus adjustment is determined.
前記第2閾値は前記第1閾値よりも小さいことを特徴とする請求項8または9に記載の撮像装置 The imaging device according to claim 8 or 9, wherein the second threshold value is smaller than the first threshold value. 前記第1閾値および前記第2閾値は、焦点深度よりも大きいことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置 The imaging device according to any one of claims 8 to 10, wherein the first threshold value and the second threshold value are larger than the depth of focus. 1つのマイクロレンズに対して、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第1光電変換部および第2光電変換部を有し、該マイクロレンズが2次元状に配列されている撮像素子の前記第1光電変換部および前記第2光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第1信号および第2信号を取得するステップと、
前記第1信号および前記第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量および複数の信頼度を算出するステップと、
前記複数のデフォーカス量の差に基づいて、該複数のデフォーカス量の中から焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定するステップと、を有することを特徴とする制御方法。
One microlens has a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit that receive light flux passing through different pupil regions of the imaging optical system, and the microlenses are arranged two-dimensionally. A step of acquiring a first signal and a second signal corresponding to the output signals from the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit of the image pickup element, respectively.
A plurality of filters with different bands are performed on the first signal and the second signal, and a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys are obtained based on the first signal and the second signal after each filter processing. Steps to calculate and
A control method comprising: a step of determining a defocus amount used for focus adjustment from the plurality of defocus amounts based on a difference between the plurality of defocus amounts.
1つのマイクロレンズに対して、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第1光電変換部および第2光電変換部を有し、該マイクロレンズが2次元状に配列されている撮像素子の前記第1光電変換部および前記第2光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第1信号および第2信号を取得するステップと、
前記第1信号および前記第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量および複数の信頼度を算出するステップと、
前記複数のデフォーカス量の差に基づいて、該複数のデフォーカス量の中から焦点調節に用いられるデフォーカス量を決定するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
One microlens has a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit that receive light flux passing through different pupil regions of the imaging optical system, and the microlenses are arranged two-dimensionally. A step of acquiring a first signal and a second signal corresponding to the output signals from the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit of the image pickup element, respectively.
A plurality of filters with different bands are performed on the first signal and the second signal, and a plurality of defocus amounts and a plurality of reliabilitys are obtained based on the first signal and the second signal after each filter processing. Steps to calculate and
A program characterized by causing a computer to perform a step of determining a defocus amount used for focus adjustment from the plurality of defocus amounts based on the difference between the plurality of defocus amounts.
請求項13に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。 A storage medium for storing the program according to claim 13. 撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第1信号および第2信号を取得する取得手段と、
前記第1信号および前記第2信号に基づいてデフォーカス量および信頼度を算出する算出手段と、
前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じてフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段と、を有し、
前記フォーカス制御手段は、前記フォーカスレンズの可動範囲の全域においてフォーカス制御を行う第1のモードと、ユーザにより設定されたフォーカスレンズ位置を基準とした所定の範囲内でフォーカス制御を行う第2のモードとで、前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じたフレーム加算の条件を変更することを特徴とする制御装置。
Acquisition means for acquiring the first signal and the second signal corresponding to the luminous flux passing through different pupil regions of the imaging optical system, and
A calculation means for calculating the defocus amount and reliability based on the first signal and the second signal, and
It has a focus control means for controlling a focus lens according to the defocus amount and the reliability.
The focus control means has a first mode in which focus control is performed over the entire movable range of the focus lens, and a second mode in which focus control is performed within a predetermined range based on a focus lens position set by a user. The control device is characterized in that the conditions for frame addition are changed according to the defocus amount and the reliability.
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第1信号および第2信号を取得する取得手段と、
前記第1信号および前記第2信号に基づいてデフォーカス量および信頼度を算出する算出手段と、
前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じてフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段と、を有し、
前記フォーカス制御手段は、前記フォーカスレンズの可動範囲の全域においてフォーカス制御を行う第1のモードと、ユーザにより設定されたフォーカスレンズ位置を基準とした所定の範囲内でフォーカス制御を行う第2のモードとで、前記デフォーカス量と前記信頼度とに応じた前記フォーカスレンズの駆動回数を変更することを特徴とする制御装置。
Acquisition means for acquiring the first signal and the second signal corresponding to the luminous flux passing through different pupil regions of the imaging optical system, and
A calculation means for calculating the defocus amount and reliability based on the first signal and the second signal, and
It has a focus control means for controlling a focus lens according to the defocus amount and the reliability.
The focus control means has a first mode in which focus control is performed over the entire movable range of the focus lens, and a second mode in which focus control is performed within a predetermined range based on a focus lens position set by the user. and in the defocus amount and the reliability and to that control device and changes the number of times of driving of the focus lens in accordance with the.
前記フォーカス制御手段は、前記第2のモードにおける前記フォーカスレンズの駆動回数を、前記第1のモードにおける前記フォーカスレンズの駆動回数よりも少なくすることを特徴とする請求項16に記載の制御装置。 The control device according to claim 16 , wherein the focus control means reduces the number of times the focus lens is driven in the second mode to be less than the number of times the focus lens is driven in the first mode. 前記フォーカス制御手段は、前記第2のモードにおいて、前記信頼度が第1の信頼度閾値よりも高い場合であって、かつ前記デフォーカス量が第1のデフォーカス量閾値よりも大きい場合、前記制御を行わないことを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の制御装置。 In the second mode, the focus control means is described when the reliability is higher than the first reliability threshold value and the defocus amount is larger than the first defocus amount threshold value. The control device according to any one of claims 15 to 17 , wherein no control is performed. 前記フォーカス制御手段は、前記デフォーカス量と前記信頼度とが前記フレーム加算の条件を満たす場合、複数のフレームのデフォーカス量の加算平均に基づいて前記フォーカスレンズを制御することを特徴とする請求項15に記載の制御装置。 The focus control means is characterized in that when the defocus amount and the reliability satisfy the condition of the frame addition, the focus lens is controlled based on the addition average of the defocus amounts of a plurality of frames. Item 15. The control device according to Item 15. 前記算出手段は、前記第1信号および前記第2信号に対して帯域が互いに異なる複数のフィルタ処理を行い、各々のフィルタ処理後の第1信号および第2信号に基づいて複数のデフォーカス量を算出し、
前記フォーカス制御手段は、前記第2のモードにおいて、前記算出手段により算出された前記複数のデフォーカス量のうち最も高い帯域のデフォーカス量に基づいて前記フォーカスレンズを制御することを特徴とする請求項15乃至19のいずれか1項に記載の制御装置。
The calculation means performs a plurality of filtering processes on the first signal and the second signal having different bands, and a plurality of defocus amounts based on the first signal and the second signal after the filtering processing. Calculate and
The focus control means is characterized in that, in the second mode, the focus lens is controlled based on the defocus amount in the highest band among the plurality of defocus amounts calculated by the calculation means. Item 12. The control device according to any one of Items 15 to 19.
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