JP6069853B2 - Focus detection device - Google Patents
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Description
本発明は焦点検出装置に関する。 The present invention relates to a focus detection apparatus.
撮像素子で撮像された画像の高周波成分を鮮鋭度に置き換えた焦点評価値を利用して、焦点自動調節を行うコントラスト方式の焦点検出処理が知られている。コントラスト方式の焦点検出処理では、山登り動作中に焦点調節用の光学系を小刻みに前後移動させる、いわゆるウォブリング動作を行いながら焦点評価値を逐次取得して、焦点評価値の変化から焦点調節用の光学系の駆動方向および合焦位置を決定する方法が知られている。 A contrast-type focus detection process that performs automatic focus adjustment using a focus evaluation value obtained by replacing a high-frequency component of an image captured by an image sensor with sharpness is known. In contrast-based focus detection processing, the focus adjustment value is sequentially acquired while performing a so-called wobbling operation, in which the focus adjustment optical system is moved back and forth in small increments during hill climbing operations. A method for determining the drive direction and focus position of an optical system is known.
デジタル一眼レフの交換レンズは、焦点調節用の光学系にあたるフォーカスレンズの質量が重い。そのため、フォーカスレンズではウォブリング動作を高速に行えないという課題と、山登り動作時にフォーカスレンズの駆動音や振動が発生するという課題があった。フォーカスレンズの駆動音や振動はフォーカスレンズの加減速時が特に顕著に表れる。 The interchangeable lens of a digital single-lens reflex camera has a heavy mass of a focus lens corresponding to an optical system for focus adjustment. Therefore, the focus lens has a problem that the wobbling operation cannot be performed at a high speed and a problem that a driving sound and vibration of the focus lens are generated during the mountain climbing operation. The driving sound and vibration of the focus lens are particularly noticeable when the focus lens is accelerated or decelerated.
特許文献1には、ウォブリング動作の速度について、フォーカスレンズよりも質量が軽くて小さい光学系や撮像素子を光軸方向に微小駆動させる解決方法が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a solution for optically driving an optical system or an image sensor that is lighter and smaller in weight than the focus lens in the optical axis direction with respect to the speed of the wobbling operation.
特許文献1の発明では、ウォブリング動作中に得られる焦点評価値に基づいて、フォーカスレンズの駆動が必要か否かを判定し、フォーカスレンズを駆動する必要があると判断されるたびに、フォーカスレンズを加減速して所定距離だけ移動させている。しかし、山登りコントラスト方式の焦点検出処理中にフォーカスレンズを繰り返し加減速することとなるため、特に動画撮影時にはフォーカスレンズの駆動音や振動の課題を解決しているとは言えなかった。
In the invention of
本発明の第1の態様による焦点検出装置は、第1フォーカスレンズと、前記第1フォーカスレンズの位置に基づいて決定される範囲を移動する第2フォーカスレンズとを有する撮影光学系と、前記撮影光学系を介して入射した光を受光して信号を出力する撮像素子と、前記信号から生成される画像のコントラストから前記撮影光学系の焦点に関する焦点評価値を算出する焦点評価値算出部と、前記撮影光学系を介して入射した光を前記撮像素子に合焦させる前記撮影光学系の合焦位置を前記焦点評価値に基づいて算出する合焦位置算出部と、前記第2フォーカスレンズを前記範囲において所定量ずつ移動させてから光軸方向に微小移動させ、前記合焦位置算出部により算出される前記合焦位置が前記範囲になかった場合、前記第1フォーカスレンズを移動させる制御部と、を備える。 A focus detection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a photographing optical system having a first focus lens and a second focus lens that moves within a range determined based on a position of the first focus lens, and the photographing An image sensor that receives light incident through the optical system and outputs a signal; a focus evaluation value calculation unit that calculates a focus evaluation value related to the focus of the photographing optical system from the contrast of an image generated from the signal; An in-focus position calculating unit that calculates a focus position of the imaging optical system that focuses light incident through the imaging optical system on the imaging element based on the focus evaluation value; and the second focus lens It is slightly moved in the optical axis direction from a move by a predetermined amount in a range, if the focusing position calculated by said focus position calculating unit was not in the range, the first focus And a control unit for moving the lens, a.
本発明によれば、好適な焦点調節制御が可能な焦点検出装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the focus detection apparatus in which suitable focus adjustment control is possible can be provided.
図1は本発明の一実施の形態による焦点調節装置を搭載したレンズ交換式デジタルカメラのブロック図である。図1のレンズ交換式デジタルカメラは、カメラボディ100と撮影レンズ200とを備える。撮影レンズ200は、カメラボディ100に着脱可能に装着される。
FIG. 1 is a block diagram of an interchangeable lens digital camera equipped with a focus adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention. The interchangeable lens digital camera in FIG. 1 includes a
撮影レンズ200は、焦点調節を行うためのフォーカスレンズ210(第1のフォーカスレンズ)と、それを駆動するためのモータおよび駆動回路で構成されるフォーカスレンズ駆動部211と、フォーカスレンズ210の光軸方向の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部212とを有する。
The photographing
また、撮影レンズ200は、ウォブリング動作を行うためのウォブリングレンズ220(第2のフォーカスレンズ)と、それを駆動するためのモータおよび駆動回路で構成されるウォブリングレンズ駆動部221と、ウォブリングレンズ220の光軸方向の位置を検出するウォブリングレンズ位置検出部222とを有する。
The photographing
ウォブリングレンズ駆動部221がウォブリングレンズ220を駆動する際に発生する駆動音は、フォーカスレンズ駆動部211がフォーカスレンズ210を駆動する際に発生する駆動音よりも小さい。たとえば、ウォブリングレンズ220の駆動音は、ウォブリングレンズ220をフォーカスレンズ210よりも軽く小さく設計することで実現できる。
The driving sound generated when the wobbling
図2は、ウォブリングレンズ220の駆動範囲について説明する図である。図2には、ウォブリング動作範囲20と機械的制限範囲21と駆動制御範囲22と位置制限範囲23とが図示されている。ウォブリングレンズ220は、駆動制御範囲22の範囲内を移動可能であり、ウォブリング動作時はウォブリング動作範囲20の範囲内を移動する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the driving range of the
ウォブリング動作範囲20は、可変な動作中心位置Pwcを中心とした範囲であって、その動作中心位置Pwcから被写体側方向および撮像素子側方向にそれぞれウォブリング動作距離Dwの範囲である。ウォブリングレンズ220は、ウォブリング動作をしていないとき動作中心位置Pwcに位置し、ウォブリング動作をしているときウォブリング動作範囲20の範囲内を駆動する。動作中心位置Pwcの位置は、ウォブリング動作範囲20の全域が駆動制御範囲22の中に含まれるように設定される。
The
機械的制限範囲21は、ウォブリングレンズ220を機械的に駆動可能な範囲である。機械的制限範囲21は、その中心が基準位置P0であり、被写体側の端点が被写体側端P1であり、撮像素子側の端点が撮像素子側端P2である。
The mechanical limit range 21 is a range in which the
駆動制御範囲22は、ウォブリングレンズ220の駆動制御において、ウォブリングレンズ220の駆動を制限する範囲である。駆動制御範囲22は、下限位置Pmと上限位置Ppとで定められる。下限位置Pmは、駆動制御範囲22の被写体側方向の端点である。下限位置Pmの位置は可変であり、機械的制限範囲21の被写体側端P1より撮像素子側に設定される。上限位置Ppは、駆動制御範囲22の撮像素子側方向の端点である。上限位置Ppの位置は可変であり、機械的制限範囲21の撮像素子側端P2より被写体側に設定される。
The drive control range 22 is a range in which the drive of the
位置制限範囲23は、動作中心位置Pwcの位置制御に用いられる範囲である。位置制限範囲23は、その一端が駆動制御範囲22の下限位置Pmから撮像素子側方向にウォブリング動作距離Dwの位置Pm+Dwにあり、別の一端が駆動制御範囲22の上限位置Ppから被写体側方向にウォブリング動作距離Dwの位置Pp−Dwにある。 The position limit range 23 is a range used for position control of the operation center position Pwc. One end of the position limit range 23 is located at the position Pm + Dw of the wobbling operation distance Dw from the lower limit position Pm of the drive control range 22 to the image sensor side direction, and the other end is located from the upper limit position Pp of the drive control range 22 toward the subject side. It is at the position Pp-Dw of the wobbling operating distance Dw.
撮影レンズ200は、レンズコントローラ250と不揮発性メモリ251とを有する。レンズコントローラ250は、カメラボディ100からの指示に従いフォーカスレンズ駆動部211とフォーカスレンズ位置検出部212とウォブリングレンズ駆動部221とウォブリングレンズ位置検出部222とを制御する。
The taking
レンズコントローラ250には、カメラボディ100から像面移動方向に関する情報が送信される。レンズコントローラ250は、撮影レンズ200の予定結像面をカメラボディ100に指定された方向に移動させるためにフォーカスレンズ210またはウォブリングレンズ220を移動させる駆動方向や駆動速度を決定する。駆動方向は、像面移動方向と駆動させるレンズのパワーの正負により決定される。
Information regarding the image plane movement direction is transmitted from the
レンズコントローラ250は、焦点調節動作時には、まずフォーカスレンズ210を駆動させずにウォブリングレンズ220を駆動させる。レンズコントローラ250は、撮影レンズ200が合焦状態にないとき、駆動方向を決定したら動作中心位置Pwcの設定値を所定距離Dfsだけ変更(加減算)する。このときレンズコントローラ250は、変更後の動作中心位置Pwcが位置制限範囲23を越えるか否かを判定する。レンズコントローラ250は、変更後の動作中心位置Pwcが位置制限範囲23を越えないときは、すなわち下記条件式(1)が成立するときは、その動作中心位置Pwcにウォブリングレンズ220を移動させる。一方、レンズコントローラ250は、変更後の動作中心位置Pwcが位置制限範囲23を越えるとき、すなわち条件式(1)が不成立のときは、フォーカスレンズ210を駆動する。
Pm+Dw≦Pwc≦Pp−Dw …(1)
In the focus adjustment operation, the
Pm + Dw ≦ Pwc ≦ Pp−Dw (1)
このときレンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220によって像面移動していた方向と同一方向に像面移動するようにフォーカスレンズ220を移動させる。そして、レンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220の位置を基準位置P0に戻す。
At this time, the
図3には、レンズコントローラ250が動作中心位置Pwcを変更することによって、条件式(1)が不成立となった状況が例示されている。図3では、図2に例示したウォブリング動作範囲20の動作中心位置Pwc(=P0)を、撮像素子側方向へ所定距離Dfsだけ変更することを3回繰り返している。その結果、Pwc>Pp−Dwとなり、条件式(1)が不成立となっている。動作中心位置Pwcが基準位置P0から所定距離Dfsの3倍だけ撮像素子側に移ったときにウォブリングレンズ220により像面移動する方向と同一方向に像面移動するようにフォーカスレンズ210を移動させる。そして、動作中心位置Pwcは、基準位置P0に戻される。
FIG. 3 illustrates a situation where the conditional expression (1) is not satisfied because the
不揮発性メモリ251には、機械的制限範囲21の基準位置P0、被写体側端P1、および撮像素子側端P2と、ウォブリング動作範囲20のウォブリング動作距離Dwと、所定距離Dfsとが予め記憶されている。なお、所定距離Dfsは、ウォブリング動作距離Dwよりも小さく設定される。
In the nonvolatile memory 251, the reference position P0 of the mechanical limit range 21, the subject side end P1, and the image sensor side end P2, the wobbling operation distance Dw of the
カメラボディ100は、撮像素子101とアナログ信号処理部102とA/D変換器103とデジタル信号処理部111とバッファメモリ112とEnc/Dec処理部113と外部記憶媒体115とVRAM120とLCDモニタ121とマイクロフォン140とスピーカ141と音声処理部142とボディコントローラ150と操作部180とを有する。
The
撮像素子101は、CCD撮像素子やMOS型撮像素子などによって構成される。撮影レンズ200により結像される被写体像は撮像素子101の撮像面上に投影される。撮像素子101は撮像面上に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号(撮像信号)をアナログ信号処理部102へ出力する。
The
アナログ信号処理部102は、CDS回路、AGC回路および色分離回路などを備えており、撮像素子101から出力された撮像信号に対して各種アナログ信号処理を行う。アナログ信号処理部102で処理された撮像信号は、A/D変換器103へ出力される。A/D変換器103は、アナログ信号処理部102で処理された撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。A/D変換器103によりA/D変換された撮像信号は、デジタル信号処理部111およびボディコントローラ150に入力される。
The analog
デジタル信号処理部111は、ゲイン制御回路、輝度信号生成回路、および色差信号生成回路などの信号処理回路を備えている。デジタル信号処理部111は、A/D変換器103によりA/D変換された撮像信号に対して輪郭強調やガンマ補正やホワイトバランス調整などの種々の画像処理を行う。
The digital
バッファメモリ112は、撮像素子101で撮像された複数フレーム分のデータを記憶する。デジタル信号処理部111は、輪郭強調やガンマ補正やホワイトバランス調整などの種々の画像処理を実行する際にバッファメモリ112を作業領域として用いる。デジタル信号処理部111に入力された撮像信号は、バッファメモリ112に記憶される。そして、バッファメモリ112に記憶された撮像信号は、輪郭強調やガンマ補正やホワイトバランス調整などの種々の画像処理を行うたびに読み出され、処理後の撮像信号はバッファメモリ112に格納される。デジタル信号処理部111による一連の処理が施されてバッファメモリ112に格納された撮像信号は、Enc/Dec処理部113に出力される。
The
Enc/Dec処理部113は、デジタル信号処理部111による一連の処理が施されてバッファメモリ112に格納された撮像信号を所定のデータ形式にデータエンコード処理し、画像データとしてメモリカード等の外部記憶媒体115に記録する。Enc/Dec処理部113がエンコードするデータ形式は、例えば、静止画ではJPEG形式であり、動画ではMPEG2やH264/AVC等の形式である。また、Enc/Dec処理部113は、外部記憶媒体115からエンコード処理済の画像データを読み込む際にデータデコード処理を行う。Enc/Dec処理部113には、外部記憶媒体115とデータ通信を行うためのインタフェースも含まれている。
The Enc /
撮像素子101により所定時間間隔毎に撮像された撮像信号は、アナログ信号処理部102、A/D変換器103、デジタル信号処理部111により信号処理された後、VRAM120にも転送される。転送された画像データは、VRAM120に記憶される。LCDモニタ121は、撮影時にEVF(Electronic View Finder)として機能し、VRAM120に記憶された画像データがスルー画像と呼ばれる画像として表示される。また、LCDモニタ121は、外部記憶媒体115に記憶された画像データを画像表示することができる。LCDモニタ121は、外部記憶媒体115から読み出された画像データがVRAM120に転送され、LCDモニタ121に再生表示される。
Image signals picked up at predetermined time intervals by the
マイクロフォン140は、動画撮影時に音声を集音し、音声信号を音声処理部142に出力する。スピーカ141は、動画再生時に音声を出力する。音声処理部142は、マイクロフォン140から出力された音声信号をデジタルデータに変換した後、圧縮符号化処理して、所定の音声フォーマットの音声データに変換する。音声処理部142は、このように生成した音声データをボディコントローラ150に送信する。
The
動画撮影時にフォーカスレンズ210を駆動すると、マイクロフォン140がその駆動音を集音してしまい、録音ノイズとなる虞がある。レンズコントローラ250は、条件式(1)が成立している間はウォブリングレンズ220を駆動させて、フォーカスレンズ210を駆動させないため、動画撮影時の録音ノイズを低減することができる。
When the focus lens 210 is driven during moving image shooting, the
ボディコントローラ150は、焦点評価値演算部151とAE演算部152とAWB演算部153とその他の演算部とを備えており、カメラ全体の制御を行う。ボディコントローラ150は、レンズコントローラ250を介してフォーカスレンズ210およびウォブリングレンズ220の駆動指示を行うことができる。
The
焦点評価値演算部151は、撮像画面上に予め設定されたAFエリアの画像データの空間周波数から所定の高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値を積算することにより、焦点評価値を算出する。撮像画面内の所定位置に所定の大きさのAFエリアが複数配置されている場合、これらの複数のAFエリアの積算値が焦点評価値であり、AFエリアまたはAFエリアとして設定された特定被写体エリア内の画像のコントラストを表している。
The focus evaluation
ボディコントローラ150は、レンズコントローラ250と協働して焦点検出処理を行う。ボディコントローラ150は、焦点評価値演算部151が演算した焦点評価値に基づいて像面移動方向(無限遠側方向、至近側方向)を決定し、その像面移動方向に関する情報をレンズコントローラ250へ出力する。
The
AE演算部152は、A/D変換器103からの撮像信号に基づき、被写体を適正露出で撮影するための自動露出演算を行う。AWB演算部153は、A/D変換器103からの画像信号(R,G,Bの各信号)に基づいてホワイトバランス調整用ゲインの設定を行う。
The
操作部180は、ユーザによる動作指示や各種設定を行うための操作部材であって、例えばレリーズボタンや動画撮影ボタン、各種設定等を行うための設定ボタン等である。たとえば、ユーザが動画撮影ボタンを押下するとデジタルカメラは動画撮影を開始し、再度動画撮影ボタンを押下すると動画撮影を終了する。
The
(動画撮影時の焦点検出処理)
図4を用いて、動画撮影時における焦点検出処理について説明する。図4はウォブリング動作を用いた山登り動作によるコントラスト方式の焦点検出処理のフローチャートである。図4の処理は、操作部180に含まれる動画撮影ボタンがユーザにより押下されたときにボディコントローラ150により開始され、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250によって実行される。
(Focus detection processing during movie shooting)
A focus detection process at the time of moving image shooting will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of a contrast-type focus detection process by a hill-climbing operation using a wobbling operation. The processing in FIG. 4 is started by the
ステップS101では、ボディコントローラ150は、レンズコントローラ250に対して、ウォブリング動作範囲20の動作中心位置Pwcの初期化させる。レンズコントローラ250は、動作中心位置Pwcを、不揮発性メモリ251に記憶された基準位置P0に設定する。
In step S101, the
ステップS102では、ボディコントローラ150は、動画撮影を終了するか否かを判定する。ボディコントローラ150は、たとえばユーザが動画撮影ボタンを再度押下したか否かを判定する。ボディコントローラ150は、ステップS102が肯定判定されたとき焦点検出処理を終了し、ステップS102が否定判定されたとき焦点検出処理をステップS103に進める。
In step S102, the
ステップS103では、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220を用いたウォブリング動作により、撮影レンズ200を合焦させるための像面移動方向を決定する。ボディコントローラ150は、像面移動方向を「移動しない」と「無限遠側方向」と「至近側方向」とのいずれかに決定する。ステップS103の処理の詳細については後述する。
In step S <b> 103, the
ステップS104では、ボディコントローラ150は、ステップS103で決定された像面移動方向が「移動しない」と「無限遠側方向」と「至近側方向」のいずれであるかを判断する。ボディコントローラ150は、ステップS103で決定された像面移動方向が「移動しない」の場合は焦点検出処理をステップS110に進め、「無限遠側方向」または「至近側方向」の場合は焦点検出処理をステップS105に進める。
In step S104, the
ステップS105では、レンズコントローラ250は、ステップS103で決定した像面移動方向に対応するウォブリングレンズ220の駆動方向に、動作中心位置Pwcを所定距離Dfsだけ変更(加減算)する。これにより、ウォブリングレンズ220の位置が変更される。
In step S105, the
ステップS106では、レンズコントローラ250は、駆動制御範囲22の設定を更新する。レンズコントローラ250は、フォーカスレンズ210の位置や、ウォブリングレンズ220の位置、不図示のズームレンズの位置などによる撮影レンズ200の光学特性(収差等)の変化に基づいて、駆動制御範囲22の設定を更新する。たとえば、ウォブリングレンズ220がその機械的制限範囲21の端点に近づくほど光学性能が劣化するような場合には、機械的制限範囲21の被写体側端P1および撮像素子側端P2から下限位置Pmおよび上限位置Ppをそれぞれ遠ざけるように駆動制御範囲22を設定する。
In step S106, the
ステップS107では、レンズコントローラ250は、ウォブリング動作範囲20の動作中心位置Pwcが上述した条件式(1)を満足しているか否かを判定する。レンズコントローラ250は、条件式(1)を満たしている場合は焦点検出処理をステップS102に進め、条件式(1)を満たしていない場合(たとえば、図3の状況)は焦点検出処理をステップS108に進める。
In step S107, the
ステップS108では、レンズコントローラ250は、基準位置P0から動作中心位置Pwcまでウォブリングレンズ220が移動することによる像面移動方向と同一の方向に像面移動するようにフォーカスレンズ210を移動する。このとき、基準位置P0から動作中心位置Pwcまでウォブリングレンズ220が移動することによる像面移動量と同一の像面移動する距離だけフォーカスレンズ210を移動させることが好ましい。
In step S108, the
ステップS109では、レンズコントローラ250は、動作中心位置Pwcを基準位置P0に初期化する。ステップS109の後、焦点検出処理はステップS102に進む。
In step S109, the
ステップS110では、レンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220を動作中心位置Pwcへ移動させる。ステップS111では、ボディコントローラ150は、焦点評価値演算部151を用いて焦点評価値を演算して、その演算された焦点評価値をバッファメモリ112やボディコントローラ150に含まれる不図示のメモリ等に記憶する。ステップS112では、ボディコントローラ150は、被写体の変化などにより焦点検出処理を再起動する必要があるか否かを判定する。再起動する必要があると判定した場合は焦点検出処理をステップS102に進める。ボディコントローラ150は、再起動が必要ないと判定した場合は焦点検出処理をステップS113に進める。ステップS113では、ボディコントローラ150は、ステップS102と同様に動画撮影を終了するか否かを判定する。ボディコントローラ150は、ステップS113が肯定判定された場合は図4の焦点検出処理を終了し、ステップS113が否定判定された場合は焦点検出処理をステップS112に進める。
In step S110, the
図5は、図4のステップS103でボディコントローラ150およびレンズコントローラ250により実行される処理に関するフローチャートの一例である。図5のステップS1301では、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220を動作中心位置Pwcへ移動させる。ステップS1302では、ボディコントローラ150は、焦点評価値演算部151を用いて焦点評価値f0を演算する。
FIG. 5 is an example of a flowchart regarding the processing executed by the
ステップS1303では、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220を至近側方向にウォブリング動作距離Dwだけ移動させる。ステップS1304では、ボディコントローラ150は、焦点評価値演算部151を用いて焦点評価値f1を演算する。
In step S1303, the
ステップS1305では、ボディコントローラ150は、焦点評価値f0が焦点評価値f1よりも大きいか否かを判定する。ボディコントローラ150は、焦点評価値f0が焦点評価値f1よりも大きい場合は処理をステップS1306に進める。ボディコントローラ150は、焦点評価値f0が焦点評価値f1以下の場合は図4のステップS103の処理結果を「至近側方向」に決定する。
In step S1305, the
ステップS1306では、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220を無限遠方向にウォブリング動作距離Dwの2倍だけ移動させる。これにより、ウォブリングレンズ220は、動作中心位置Pwcよりも無限遠方向側にウォブリング動作距離Dwだけ移動した状態となる。ステップS1307では、ボディコントローラ150は、焦点評価値演算部151を用いて焦点評価値f2を演算する。
In step S1306, the
ステップS1308では、ボディコントローラ150は、焦点評価値f0が焦点評価値f2よりも大きいか否かを判定する。ボディコントローラ150は、焦点評価値f0が焦点評価値f2よりも大きい場合は処理をステップS1309に進める。ボディコントローラ150は、焦点評価値f0が焦点評価値f2以下の場合は図4のステップS103の処理結果を「無限遠側方向」に決定する。
In step S1308, the
ステップS1309では、ボディコントローラ150は、焦点評価値f1と焦点評価値f2の差の絶対値が所定の閾値T以下であるか否かを判定する。ボディコントローラ150は、ステップS1309が肯定判定された場合は図4のステップS103の処理結果を「移動しない」に決定する。ボディコントローラ150は、ステップS1309が否定判定された場合はステップS1310に処理を進める。
In step S1309, the
ステップS1310では、ボディコントローラ150は、焦点評価値f1が焦点評価値f2よりも大きいか否かを判定する。ボディコントローラ150は、焦点評価値f1が焦点評価値f2よりも大きい場合は図4のステップS103の処理結果を「至近側方向」に決定する。ボディコントローラ150は、焦点評価値f1が焦点評価値f2以下の場合は図4のステップS103の処理結果を「無限遠側方向」に決定する。
In step S1310, the
(静止画撮影時の焦点検出処理)
図6を用いて、静止画撮影時における焦点検出処理について説明する。図6は、図4と同様にウォブリング動作を用いた山登り動作によるコントラスト方式の焦点検出処理のフローチャートである。図6の処理は、ユーザがレリーズボタンを半押ししたときに、ボディコントローラ150により開始され、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250によって実行される。図6のフローチャートは、図4のフローチャートからステップS102とステップS112とステップS113の処理が除外されたものである。図4と同一のステップについてはその説明を省略する。
(Focus detection processing during still image shooting)
The focus detection process during still image shooting will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart of the contrast-type focus detection process by the hill-climbing operation using the wobbling operation as in FIG. The processing in FIG. 6 is started by the
以上で説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
上記の実施の形態によるデジタルカメラは、光軸方向にそれぞれ移動可能なフォーカスレンズ210およびウォブリングレンズ220を有しウォブリングレンズ220の移動が機械的制限範囲21および駆動制御範囲22により制限される撮影レンズ200と、撮影レンズ200による被写体像を受光する撮像素子101と、撮像素子101の出力信号に基づき焦点評価値を算出する焦点評価値演算部151を有するボディコントローラ150とを備える。ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250は、焦点評価値演算部151が算出した焦点評価値に基づき、ウォブリングレンズ220を合焦位置にもたらすためのウォブリングレンズ220の移動方向を決定する(図4のステップS103、図5)。また、ボディコントローラ150およびレンズコントローラ250は、ウォブリングレンズ220の動作中心位置Pwcを所定距離Dfsずつ変更する(ステップS105)毎に演算される焦点評価値に基づき、ウォブリングレンズ220の合焦位置を算出する(図5)。撮影レンズ200が合焦状態となるようなウォブリングレンズ220の合焦位置にもたらすことができなかったとき、すなわちステップS107で条件式(1)が不成立のときは、ウォブリングレンズ220の移動による像面移動方向と同一方向に像面移動するようにフォーカスレンズ210を移動する(ステップS108)。デジタルカメラは、このような構成を備え、焦点検出処理中におけるフォーカスレンズ210の駆動回数を低減することにより駆動音や振動の発生を抑制することができ、好適な焦点調節制御が可能となる。
According to the embodiment described above, the following operational effects are obtained.
The digital camera according to the above-described embodiment includes the focus lens 210 and the wobbling
以上で説明した実施の形態は、以下のように変形して実施できる。
(変形例1) 図4を用いて説明した焦点検出処理を静止画に適用する場合、レンズコントローラ250は、駆動制御範囲22を動画撮影時よりも狭く設定することにしてもよい。これにより、動画撮影時よりも高い画質が要求される静止画撮影に対応できる。
The embodiment described above can be implemented with the following modifications.
(Modification 1) When the focus detection process described with reference to FIG. 4 is applied to a still image, the
(変形例2) 撮影レンズ200がズームレンズを有し撮影レンズ200の焦点距離が可変であるとき、駆動制御範囲22の下限位置Pmおよび上限位置Ppは撮影レンズ200の焦点距離に基づいて決定されることにしてもよい。駆動制御範囲22が撮影レンズ200焦点距離に基づいて決定されたとき、位置制限範囲23も焦点距離に基づいて決定される。
(Modification 2) When the
(変形例3) 図4では、レンズコントローラ250は、条件式(1)を満たしていないときに動作中心位置Pwcを基準位置P0に初期化することとしたが、それ以外のタイミングで基準位置P0を初期化することにしてもよい。たとえば、パンニング動作等による構図変更により焦点評価値が大きく変化した場合に動作中心位置Pwcを基準位置P0に初期化することにしてもよい。具体的には、ステップS103の処理において算出した焦点評価値f0、f1、およびf2を、バッファメモリ112やボディコントローラ150の不図示のメモリに少なくとも直近の2回分を記憶しておく。そして、ステップS112が肯定判定された後やステップS106の処理の後にバッファメモリ112等に記憶された焦点評価値を抽出して、直近に算出された焦点評価値f0〜f2と、その1回前に算出された焦点評価値f0〜f2とをそれぞれ比較して、その差が所定の閾値以上であれば動作中心位置Pwcを基準位置P0に初期化することにしてもよい。
(Modification 3) In FIG. 4, the
(変形例4) 上記の実施の形態では、ウォブリングレンズ220を用いてウォブリング動作を行うデジタルカメラについて説明した。しかし、ウォブリング動作に用いる部材は、ウォブリングレンズ220だけに限定しない。たとえば、ウォブリングレンズ220の代わりに撮像素子を光軸方向に微小振動させることにしてもよい。撮像素子の微小振動中に焦点評価値演算部151により演算された焦点評価値に基づいて像面移動方向を決定して、その像面移動方向に基づいてウォブリングレンズ220の移動方向を決定することにしてもよい。
(Modification 4) In the above embodiment, a digital camera that performs a wobbling operation using the wobbling
図7は、撮像素子によるウォブリング動作を実行可能なカメラボディ300のブロック図である。図7に例示されるカメラボディ300には、図1に図示した撮影レンズ200が着脱可能に装着される。カメラボディ300は、微小駆動可能な撮像素子301と、撮像素子301を微小駆動させる撮像素子駆動部302と、撮像素子301の位置検出を行う撮像素子位置検出部303と、撮像素子駆動部302と撮像素子位置検出部303とを制御するボディコントローラ350とを備える点が図1のカメラボディ100と異なる。ボディコントローラ350は、図1のボディコントローラ150と同様にレンズコントローラ250と協働して焦点検出処理を実行する。
FIG. 7 is a block diagram of a
上記の実施の形態および変形例は、発明の特徴が損なわれない限り、組み合わせて実行してよい。また、上記の実施の形態および変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。 The above embodiments and modifications may be combined and executed as long as the features of the invention are not impaired. The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired.
20 ウォブリング動作範囲
21 機械的制限範囲
22 駆動制御範囲
23 位置制限範囲
100 カメラボディ
101 撮像素子
112 バッファメモリ
150 ボディコントローラ
151 焦点評価値演算部
200 撮影レンズ
210 フォーカスレンズ
211 フォーカスレンズ駆動部
212 フォーカスレンズ位置検出部
220 ウォブリングレンズ
221 ウォブリングレンズ駆動部
222 ウォブリングレンズ位置検出部
250 レンズコントローラ
251 不揮発性メモリ
20 wobbling operation range 21 mechanical limit range 22 drive control range 23
Claims (8)
前記撮影光学系を介して入射した光を受光して信号を出力する撮像素子と、
前記信号から生成される画像のコントラストから前記撮影光学系の焦点に関する焦点評価値を算出する焦点評価値算出部と、
前記撮影光学系を介して入射した光を前記撮像素子に合焦させる前記撮影光学系の合焦位置を前記焦点評価値に基づいて算出する合焦位置算出部と、
前記第2フォーカスレンズを前記範囲において所定量ずつ移動させてから光軸方向に微小移動させ、前記合焦位置算出部により算出される前記合焦位置が前記範囲になかった場合、前記第1フォーカスレンズを移動させる制御部と、
を備える焦点検出装置。 A photographic optical system having a first focus lens and a second focus lens that moves within a range determined based on the position of the first focus lens ;
An image sensor that receives light incident through the photographing optical system and outputs a signal;
A focus evaluation value calculation unit that calculates a focus evaluation value related to the focus of the photographing optical system from the contrast of an image generated from the signal;
An in-focus position calculating unit that calculates an in-focus position of the imaging optical system that focuses the light incident through the imaging optical system on the image sensor, based on the focus evaluation value;
When the second focusing lens is slightly moved in the optical axis direction from a move by a predetermined amount in the range, the focusing position calculated by said focus position calculating unit was not in the range, the first focus A control unit for moving the lens;
A focus detection apparatus.
前記制御部は、前記第2フォーカスレンズを前記範囲において所定量ずつ移動させる毎にウォブリング動作させる焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 1,
The control unit is a focus detection device that performs a wobbling operation each time the second focus lens is moved by a predetermined amount within the range .
前記制御部は、前記第2フォーカスレンズをウォブリング動作させるとき、前記第2フォーカスレンズが前記範囲を超えないよう動作させる焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 1 or 2,
The control unit is a focus detection device that operates the second focus lens so that the second focus lens does not exceed the range when the second focus lens is wobbled.
前記撮影光学系は、ズームレンズを有し、
前記範囲は、前記ズームレンズの位置または前記撮影光学系の焦点距離に基づいて決定される焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 3,
The photographing optical system has a zoom lens,
The range focus detection device is determined based on the position or focal distance of the photographing optical system before Symbol zoom lens.
前記制御部は、前記第2フォーカスレンズをウォブリング動作させるとき、ウォブリング動作の中心位置が前記範囲を超えないよう動作させる焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 1,
The control unit is a focus detection apparatus that operates the center position of the wobbling operation so as not to exceed the range when the second focus lens is wobbling.
前記制御部は、第2フォーカスレンズを前記範囲の中心である基準位置から前記範囲において所定量ずつ移動させる焦点検出装置。 In the focus detection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the control unit, the focus detection device for moving by a predetermined amount in the range of the second focus lens from the reference position is the center of the range.
前記制御部は、前記第1フォーカスレンズを移動させると、前記第2フォーカスレンズを前記基準位置に移動させる焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 6,
The control unit, when the first focus lens is moved, moves the second focus lens to the reference position.
前記制御部は、前記撮像素子を光軸方向に微小移動させて、微小移動中に前記焦点評価値算出部により算出される前記焦点評価値に基づき、前記第2フォーカスレンズの移動方向を決定する焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 1,
The control unit finely moves the image sensor in the optical axis direction, and determines a movement direction of the second focus lens based on the focus evaluation value calculated by the focus evaluation value calculation unit during the minute movement. Focus detection device.
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