JP7802591B2 - Control device, lens device, imaging device, control method, and program - Google Patents
Control device, lens device, imaging device, control method, and programInfo
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Description
本発明は、制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a lens device, an imaging device, a control method, and a program.
撮像光学系の射出瞳における互いに異なる領域を通過する光束に対応する一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を取得して光学部材を駆動する自動合焦処理(AF処理)が知られている。また、動画撮像では、常時自動合焦処理を行ういわゆるフルタイムAFにおいて、例えば、合焦中の被写体の前を横切った別の被写体に合焦して好ましくない場合がある。 Autofocusing (AF) processes are known that drive optical elements by obtaining a defocus amount based on the phase difference between a pair of image signals corresponding to light beams passing through different regions of the exit pupil of an imaging optical system. Furthermore, in video capture, so-called full-time AF, which performs continuous autofocusing, can sometimes result in undesirable situations, such as focusing on a subject that passes in front of the subject currently being focused on.
特許文献1には、フォーカスレンズの目標位置がフォーカスレンズの移動(位置)の許容範囲外である場合、フォーカスレンズを駆動しないように制御する方法が開示されている。 Patent document 1 discloses a control method that prevents the focus lens from being driven if the target position of the focus lens is outside the allowable range of movement (position) of the focus lens.
特許文献1に開示された方法では、フォーカスレンズの目標位置がフォーカスレンズの位置の許容範囲外である場合、当該目標位置がユーザの意図する被写体によるものであっても合焦動作が行われない。本発明は、例えば、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置を提供することを目的とする。 In the method disclosed in Patent Document 1, if the target position of the focus lens is outside the allowable range of the focus lens position, the focusing operation is not performed even if the target position corresponds to the subject intended by the user. The present invention aims to provide a control device that is advantageous, for example, in terms of automatic focusing on the subject intended by the user.
本発明の一側面としての制御装置は、フォーカスレンズユニットを含む撮像光学系のデフォーカス量を取得する取得部と、前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する生成部とを有し、前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量の単位時間あたりの変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成する。 A control device as one aspect of the present invention has an acquisition unit that acquires a defocus amount of an imaging optical system including a focus lens unit, and a generation unit that generates a drive command for the focus lens unit based on the defocus amount, and the generation unit generates the drive command based on information regarding the amount of change per unit time in the object distance of the imaging optical system relative to the amount of movement of the focus lens unit.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention are described in the following examples.
本発明によれば、例えば、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置を提供することができる。 The present invention can provide a control device that is advantageous, for example, in terms of automatically focusing on a subject intended by the user.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, identical components will be designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
まず、図1乃至図5を参照して、本発明の実施例1について説明する。本実施例の制御装置は、変倍用のズームレンズの駆動状態(駆動速度、駆動方向、または駆動位置)に基づいて、自動焦点調節(AF)の際のフォーカスレンズの応答性(駆動量または駆動速度の少なくとも一つを含む駆動指令)を変更する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5. The control device of this embodiment changes the responsiveness (drive command including at least one of the drive amount or drive speed) of the focus lens during automatic focusing (AF) based on the drive state (drive speed, drive direction, or drive position) of the zoom lens used for magnification variation.
図1は、撮像装置10のブロック図である。撮像装置10は、レンズ装置100とカメラ本体200とを有する。なお撮像装置10は、レンズ装置100とカメラ本体200とが一体的に構成されているが、これに限定されるものではなく、カメラ本体200に対してレンズ装置100が着脱可能に構成されていてもよい。 Figure 1 is a block diagram of an imaging device 10. The imaging device 10 has a lens device 100 and a camera body 200. Note that in the imaging device 10, the lens device 100 and the camera body 200 are configured as an integrated unit, but this is not limited to this, and the lens device 100 may be configured to be detachable from the camera body 200.
レンズ装置100は、複数の光学部材を有する撮像光学系101を有する。撮像光学系101を通過した光束は、撮像素子107に入射する。撮像光学系101は、フォーカスレンズ(フォーカスレンズユニット)102、ズームレンズ(ズームレンズユニット)103、絞り(開口絞り)104、分光プリズム105、およびリレーレンズ106を含む。フォーカスレンズ102は、不図示のフォーカスモータにより、光軸OAに沿った方向(光軸方向)に移動してレンズ装置100の結像面の位置(物体距離)を変化させる。ズームレンズ103は、不図示のズームモータにより、光軸方向に移動してレンズ装置100の焦点距離を変化させる。またズームレンズ103は、不図示の操作部材により手動操作可能なものであっても良い。絞り104は、不図示のアイリスモータにより駆動され、撮像素子107に入射する光束を制限する。分光プリズム105は、フォーカスレンズ102およびズームレンズ103を通過した光束を二つの光束に分離する。分光プリズム105を通過した一方の光束は、リレーレンズ106を通って撮像素子107に入射する。また、分光プリズム105で反射された他方の光束は、焦点検出部108に入射する。 The lens device 100 has an imaging optical system 101 with multiple optical components. A light beam passing through the imaging optical system 101 is incident on an image sensor 107. The imaging optical system 101 includes a focus lens (focus lens unit) 102, a zoom lens (zoom lens unit) 103, an aperture stop (aperture stop) 104, a spectral prism 105, and a relay lens 106. The focus lens 102 is moved in a direction along the optical axis OA (optical axis direction) by a focus motor (not shown) to change the position of the image plane (object distance) of the lens device 100. The zoom lens 103 is moved in the optical axis direction by a zoom motor (not shown) to change the focal length of the lens device 100. The zoom lens 103 may also be manually operable using an operating member (not shown). The aperture 104 is driven by an iris motor (not shown) to limit the light beam incident on the image sensor 107. The spectral prism 105 splits the light beam that has passed through the focus lens 102 and zoom lens 103 into two light beams. One of the light beams that has passed through the spectral prism 105 passes through a relay lens 106 and enters an image sensor 107. The other light beam that has been reflected by the spectral prism 105 enters a focus detection unit 108.
焦点検出部108は、メガネレンズおよび位相差センサを有する。メガネレンズは二つの光束を分割し、位相センサは二つの光束により形成された一対の像(二像)を光電変換する(撮る;撮像する)。デフォーカス算出部109は、焦点検出部108にて光電変換された光束の一部に対応する一対の像信号に基づいて位相差を算出し、デフォーカス量を算出する。メモリ110は、フラッシュROMなどの不揮発メモリであり、フォーカスレンズ102およびズームレンズ103の位置に応じて変化するフォーカスレンズ102の単位移動量あたりの像面(物体距離)の変化量(敏感度)を記憶している。敏感度算出部(算出手段)111は、メモリ110に記憶されている敏感度、フォーカスレンズ102の位置情報、ズームレンズ103の位置情報、およびデフォーカス算出部109で算出されたデフォーカス量に基づいて、現在の敏感度を算出する。 The focus detection unit 108 has a glasses lens and a phase difference sensor. The glasses lens splits two light beams, and the phase sensor photoelectrically converts (captures; captures) a pair of images (two images) formed by the two light beams. The defocus calculation unit 109 calculates the phase difference based on a pair of image signals corresponding to a portion of the light beam photoelectrically converted by the focus detection unit 108, and calculates the defocus amount. The memory 110 is a non-volatile memory such as a flash ROM, and stores the amount of change (sensitivity) in the image plane (object distance) per unit movement of the focus lens 102, which changes depending on the positions of the focus lens 102 and zoom lens 103. The sensitivity calculation unit (calculation means) 111 calculates the current sensitivity based on the sensitivity stored in the memory 110, position information of the focus lens 102, position information of the zoom lens 103, and the defocus amount calculated by the defocus calculation unit 109.
駆動指令部112は、デフォーカス算出部109により算出されたデフォーカス量、および敏感度算出部111により算出された敏感度に基づいて、フォーカスレンズ102の駆動制御を行うための駆動指令(制御信号)を生成する。駆動指令部112は、デフォーカス量を取得する取得部112aと、デフォーカス量に基づいて、撮像光学系101を構成するフォーカスレンズ102の駆動指令を生成する生成部112bとしての機能を有する制御部(制御装置)である。本実施例において、駆動指令は、例えば、フォーカスレンズ102の駆動量または駆動速度の一方または両方(駆動量または駆動速度の少なくとも一方)である。 The drive command unit 112 generates a drive command (control signal) for controlling the drive of the focus lens 102 based on the defocus amount calculated by the defocus calculation unit 109 and the sensitivity calculated by the sensitivity calculation unit 111. The drive command unit 112 is a control unit (control device) that has the functions of an acquisition unit 112a that acquires the defocus amount and a generation unit 112b that generates a drive command for the focus lens 102 that constitutes the imaging optical system 101 based on the defocus amount. In this embodiment, the drive command is, for example, one or both of the drive amount and drive speed of the focus lens 102 (at least one of the drive amount and drive speed).
レンズ駆動部113は、駆動指令部112により算出された駆動指令に基づいて、フォーカスレンズ102の駆動制御を行う。またレンズ駆動部113は、ズームレンズ103の駆動指令および絞り104の駆動指令をそれぞれ受信し、ズームレンズ103および絞り104のそれぞれの駆動制御を行う。ズームレンズ103の駆動指令または絞り104の駆動指令は、カメラ本体200から受信するか、またはユーザが操作するコントローラから受信してもよい。 The lens driving unit 113 controls the driving of the focus lens 102 based on the driving command calculated by the driving command unit 112. The lens driving unit 113 also receives driving commands for the zoom lens 103 and the diaphragm 104, and controls the driving of the zoom lens 103 and the diaphragm 104, respectively. The driving command for the zoom lens 103 or the driving command for the diaphragm 104 may be received from the camera body 200 or from a controller operated by the user.
レンズ位置検出部114は、フォーカスレンズ102、ズームレンズ103、絞り104、およびリレーレンズ106の位置をそれぞれ独立して検出する。レンズ位置検出部114は、例えば、エンコーダまたはポテンショメータなどの位置検出手段を有する。 The lens position detection unit 114 independently detects the positions of the focus lens 102, zoom lens 103, aperture 104, and relay lens 106. The lens position detection unit 114 has position detection means such as an encoder or potentiometer.
図2は、本実施例における自動焦点調節処理(AF処理)を示すフローチャートである。まずステップS201において、焦点検出部108は、位相差センサの光電変換時間およびゲイン等の露光条件を決定し、位相差センサを起動する。ここで露光条件は、前回の位相差センサの起動時における情報に基づいてフィードバックを行うことにより決定されるか、または、所定の輝度情報が得られた場合に位相差センサを停止させるオートゲインコントロール機能により決定されてもよい。 Figure 2 is a flowchart showing the automatic focus adjustment process (AF process) in this embodiment. First, in step S201, the focus detection unit 108 determines exposure conditions such as the photoelectric conversion time and gain of the phase difference sensor and activates the phase difference sensor. Here, the exposure conditions may be determined by feedback based on information from the previous activation of the phase difference sensor, or may be determined by an auto gain control function that stops the phase difference sensor when predetermined luminance information is obtained.
続いてステップS202において、デフォーカス算出部109は、位相差センサから得られた像信号に対して位相差演算を行い、位相差を算出する。またデフォーカス算出部109は、算出した位相差をデフォーカス量に変換する。なお、位相差の算出方法およびデフォーカス量への変換方法は、公知の技術であるため、それらの説明を省略する。 Next, in step S202, the defocus calculation unit 109 performs a phase difference calculation on the image signal obtained from the phase difference sensor to calculate the phase difference. The defocus calculation unit 109 also converts the calculated phase difference into a defocus amount. Note that the methods for calculating the phase difference and converting it into a defocus amount are well-known technologies, so their explanation will be omitted.
続いてステップS203において、駆動指令部112は、デフォーカス算出部109により算出されたデフォーカス量に基づいて駆動指令(フォーカス駆動指令)を生成する。ここでフォーカス駆動指令は、フォーカスレンズ102の駆動速度または駆動量の少なくとも一つである。続いてステップS204において、レンズ駆動部113は、ステップS203にて生成されたフォーカス駆動指令に基づいて、フォーカスレンズ102の駆動制御を行う。 Next, in step S203, the drive command unit 112 generates a drive command (focus drive command) based on the defocus amount calculated by the defocus calculation unit 109. Here, the focus drive command is at least one of the drive speed and drive amount of the focus lens 102. Next, in step S204, the lens drive unit 113 controls the drive of the focus lens 102 based on the focus drive command generated in step S203.
なお、フルタイムAF機能においては、撮影中、常に被写体の動きに合わせて自動焦点調節されるように制御が行われるため、ステップS201~S204が繰り返し実行される。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、ユーザが操作している間のみ自動焦点調節を行う機能(いわゆるワンショットAFなど)に適用してもよい。 Note that with the full-time AF function, control is performed so that automatic focus adjustment is always performed in accordance with the movement of the subject during shooting, so steps S201 to S204 are executed repeatedly. However, this embodiment is not limited to this, and may also be applied to a function that performs automatic focus adjustment only while the user is operating the camera (such as so-called one-shot AF).
図3は、本実施例におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。まずステップS301において、駆動指令部112は、デフォーカス算出部109により算出されたデフォーカス量を取得する。続いてステップS302において、駆動指令部112は、レンズ位置検出部114により検出されたフォーカスレンズ102の位置情報およびズームレンズ103の位置情報を取得する。続いてステップS303において、駆動指令部112は、敏感度算出部111により算出された敏感度を取得する。 Figure 3 is a flowchart showing the process of generating a focus drive command in this embodiment. First, in step S301, the drive command unit 112 acquires the defocus amount calculated by the defocus calculation unit 109. Next, in step S302, the drive command unit 112 acquires position information of the focus lens 102 and position information of the zoom lens 103 detected by the lens position detection unit 114. Next, in step S303, the drive command unit 112 acquires the sensitivity calculated by the sensitivity calculation unit 111.
続いてステップS304において、駆動指令部112は、ステップS301~S303にてそれぞれ取得したデフォーカス量、フォーカス位置情報、および敏感度を使用して、フォーカス目標位置を算出する。フォーカス目標位置は、現在のフォーカス位置情報に対して、デフォーカス量に敏感度を乗じた値で得られるフォーカス駆動量を加算することで求めることができる。なお、この方法は公知の技術であるため、その説明を省略する。 Next, in step S304, the drive command unit 112 calculates the focus target position using the defocus amount, focus position information, and sensitivity acquired in steps S301 to S303. The focus target position can be calculated by adding the focus drive amount obtained by multiplying the defocus amount by the sensitivity to the current focus position information. Note that this method is a well-known technique, so its explanation will be omitted.
続いてステップS305において、駆動指令部112は、ステップS302にて取得したズーム位置情報(複数回取得したズーム位置情報)の履歴データ(履歴情報)に基づいて、ズームレンズ103の駆動速度および駆動方向を算出する。本実施例では、ズーム位置情報の履歴データに基づいてズームレンズ103の駆動速度および駆動方向を算出するが、これに限定されるものではなく、その他の手段で算出してもよい。例えば、モータの出力値から算出する方法、またはコントローラからの指令値を取得してもよい。 Next, in step S305, the drive command unit 112 calculates the drive speed and drive direction of the zoom lens 103 based on the history data (history information) of the zoom position information acquired in step S302 (zoom position information acquired multiple times). In this embodiment, the drive speed and drive direction of the zoom lens 103 are calculated based on the history data of the zoom position information, but this is not limited to this and calculations may be made by other means. For example, calculations may be made from the motor output value, or command values may be acquired from a controller.
続いてステップS306において、駆動指令部112は、ステップS304にて算出したフォーカス目標位置と、ズームレンズ103の駆動状態(ズームレンズ駆動状態)から、フォーカス駆動指令値(フォーカスレンズ102の駆動量および駆動速度)を決定する。ズームレンズ駆動状態は、ステップS302にて取得したズームレンズ位置、およびステップS305にて算出したズームレンズ駆動速度および駆動方向のうち少なくとも一つに関する情報である。フォーカス駆動指令値の決定にズームレンズ駆動状態を考慮する理由は、ズームレンズ駆動によって焦点検出結果および敏感度に変化が生じ、結果としてフォーカス目標位置に変化が生じ得るためである。このようなフォーカス目標位置の変化に対して、鋭敏に応答してフォーカスレンズ102を追従させたいケースと、そうでないケースがあるが、本実施例ではこれをズームレンズ駆動状態に応じて切り替えることができる。フォーカス駆動指令値の具体的な決定方法は種々のパターンが考えられ、以下、図4(a)、(b)および図5を参照して、その例については説明する。 Next, in step S306, the drive command unit 112 determines a focus drive command value (drive amount and drive speed of the focus lens 102) based on the focus target position calculated in step S304 and the drive state of the zoom lens 103 (zoom lens drive state). The zoom lens drive state is information related to at least one of the zoom lens position acquired in step S302 and the zoom lens drive speed and drive direction calculated in step S305. The reason for taking the zoom lens drive state into consideration when determining the focus drive command value is that zoom lens drive can cause changes in focus detection results and sensitivity, which can result in changes in the focus target position. There are cases where it is desirable for the focus lens 102 to respond sensitively to changes in such focus target position, and cases where it is not. In this embodiment, this can be switched depending on the zoom lens drive state. There are various possible methods for determining the focus drive command value, and examples of these will be described below with reference to Figures 4(a), (b), and 5.
図4(a)、(b)は、ズームレンズ駆動状態とフォーカス駆動指令値(駆動速度)との関係の説明図である。図4(a)は、広角側(WIDE側)から望遠側(TELE側)へ向かう方向(TELE方向)にズームレンズ103を駆動している場合の例である。図4(b)は、望遠側から広角側へ向かう方向(WIDE方向)にズームレンズ103を駆動している場合の例である。図4(a)、(b)において、横軸はズームレンズ駆動速度を示し、縦軸はフォーカス駆動指令値(速度)を示す。 Figures 4(a) and (b) are explanatory diagrams of the relationship between the zoom lens drive state and the focus drive command value (drive speed). Figure 4(a) shows an example where the zoom lens 103 is driven in the direction (TELE direction) from the wide-angle side (WIDE side) to the telephoto side (TELE side). Figure 4(b) shows an example where the zoom lens 103 is driven in the direction (WIDE direction) from the telephoto side to the wide-angle side. In Figures 4(a) and (b), the horizontal axis represents the zoom lens drive speed, and the vertical axis represents the focus drive command value (speed).
図4(a)に示されるようにTELE方向にズームレンズ103を駆動する場合、ズームレンズ駆動速度が速くなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を(相対的に)速くするように駆動指令値を決定する。一般に、TELE側であればあるほど、敏感度が高く、TELE方向にズームレンズを駆動する場合、敏感度が増加していく関係にある。駆動指令値をこのように決定する理由は、敏感度が増加していくにつれ、微小なフォーカス目標位置のずれであっても大きなデフォーカスとなるため、迅速にフォーカス目標位置に制御することがユーザの違和感の低減につながるためである。また、敏感度が高いと、微小な被写体距離変化であっても大きなデフォーカスとして検知されるため、被写体距離変化による焦点検出結果の変化が、それ以外(ノイズ等)による焦点検出結果の変化に対して相対的に大きくなる。そのため、高精度にフォーカス目標位置を算出できることになり、フォーカスレンズを鋭敏に応答させても誤作動(ハンチングやオーバーシュート等)に繋がりにくい。 As shown in Figure 4(a), when driving the zoom lens 103 in the TELE direction, the drive command value is determined so that the drive speed in the focus drive command value becomes (relatively) faster as the zoom lens drive speed increases. Generally, the closer to the TELE side, the higher the sensitivity, and the sensitivity increases when driving the zoom lens in the TELE direction. The reason for determining the drive command value in this way is that as sensitivity increases, even a slight deviation in the focus target position results in a large defocus, so quickly controlling the focus target position reduces the sense of discomfort felt by the user. Furthermore, when sensitivity is high, even a small change in subject distance is detected as a large defocus, so changes in focus detection results due to changes in subject distance are larger relative to changes in focus detection results due to other factors (such as noise). This allows the focus target position to be calculated with high accuracy, and even if the focus lens is made to respond sensitively, it is less likely to lead to malfunctions (such as hunting or overshooting).
図4(b)に示されるようにWIDE方向にズームレンズ103を駆動する場合、ズームレンズ駆動速度が速くなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を(相対的に)遅くするように駆動指令値を決定する。一般に、WIDE側であればあるほど、敏感度が低く、WIDE方向にズームレンズを駆動する場合、敏感度が減少していく関係にある。駆動指令値をこのように決定する理由は、敏感度が低いと微小な被写体距離変化は小さなデフォーカスとして検知されるため、被写体距離変化による焦点検出結果の変化が、それ以外(ノイズ等)による焦点検出結果の変化に対して相対的に小さくなる。そのため、ノイズ等によるフォーカス目標位置の変化が大きくなり、フォーカスレンズを鋭敏に応答させるとハンチング等に繋がりやすくなってしまう。 As shown in Figure 4(b), when the zoom lens 103 is driven in the WIDE direction, the drive command value is determined so that the drive speed in the focus drive command value becomes (relatively) slower as the zoom lens drive speed increases. Generally, the closer to the WIDE side, the lower the sensitivity, and when the zoom lens is driven in the WIDE direction, the sensitivity decreases. The reason for determining the drive command value in this way is that when sensitivity is low, even small changes in subject distance are detected as small defocus, so changes in the focus detection result due to changes in subject distance are relatively small compared to changes in the focus detection result due to other factors (noise, etc.). As a result, changes in the focus target position due to noise, etc. become larger, and making the focus lens respond sensitively can easily lead to hunting, etc.
また、同一被写体に対してTELE側からWIDE側に一旦ズームアウトして、すぐに再度TELE側にズームアップするような操作を考えた時にも、このように制御することが有効に働く。これは、前述の理由でTELE側での焦点検出結果が相対的に高精度になるため、WIDE側への駆動中に即座にフォーカス目標位置の変化に追従すると、再度TELE側へ駆動した際にデフォーカスが発生し得るからである。 This type of control is also effective when considering operations such as zooming out from the TELE side to the WIDE side on the same subject, and then immediately zooming back up to the TELE side. This is because, for the reasons mentioned above, the focus detection results on the TELE side are relatively accurate, so if the focus target position is immediately followed while driving to the WIDE side, defocusing may occur when driving back to the TELE side.
本実施例ではズームレンズ駆動速度と駆動方向に応じてフォーカス駆動速度を変更する例を説明したが、ズームレンズ駆動位置によってフォーカス駆動速度を変えても良い。また、フォーカス駆動速度の変え方も、ズームレンズ駆動速度に応じて線形に変える例を説明したが、非線形に変えるようにしても良い。または、ユーザがフォーカス駆動速度を設定できる設定手段を設けて、その設定された速度を基準に相対的に変化させるものであっても良いし、設定された速度と算出された速度のうちの遅い方(あるいは速い方)を使用するものであっても良い。 In this embodiment, an example has been described in which the focus drive speed is changed depending on the zoom lens drive speed and drive direction, but the focus drive speed may also be changed depending on the zoom lens drive position. Also, while an example has been described in which the focus drive speed is changed linearly depending on the zoom lens drive speed, it may also be changed non-linearly. Alternatively, a setting means may be provided that allows the user to set the focus drive speed, and the speed may be changed relatively based on the set speed, or the slower (or faster) of the set speed and the calculated speed may be used.
図5は、ズームレンズ駆動状態とフォーカス駆動指令値(駆動量)との関係の説明図である。図5において、横軸はズームレンズ位置を示し、縦軸はフォーカス駆動指令値(駆動量)をそれぞれ示す。この例では、ズームレンズ駆動位置がWIDE側ではフォーカス駆動指令値における駆動量を小さく(フォーカス目標位置に到達する駆動量よりも小さく)、TELE側では駆動量を大きく(フォーカス目標位置に到達する駆動量そのものとする)する。 Figure 5 is an explanatory diagram of the relationship between the zoom lens drive state and the focus drive command value (drive amount). In Figure 5, the horizontal axis represents the zoom lens position, and the vertical axis represents the focus drive command value (drive amount). In this example, when the zoom lens drive position is on the WIDE side, the drive amount in the focus drive command value is small (smaller than the drive amount required to reach the focus target position), and when the zoom lens drive position is on the TELE side, the drive amount is large (the drive amount required to reach the focus target position).
この理由は、図4(a)、(b)を参照して説明したように、一般にTELE側であればあるほど敏感度が高くなるため、被写体距離変化による焦点検出結果の変化が、それ以外(ノイズ等)による焦点検出結果の変化に対して相対的に大きくなるためである。一方、WIDE側ではノイズ等によるデフォーカス変化がフォーカス目標位置に大きな変化を与えるため、検出した駆動量に対する実際の駆動量を小さくしている。 The reason for this is that, as explained with reference to Figures 4(a) and (b), sensitivity generally increases toward the TELE side, so changes in focus detection results due to changes in subject distance are relatively large compared to changes in focus detection results due to other factors (noise, etc.). On the other hand, on the WIDE side, defocus changes due to noise, etc. cause large changes in the focus target position, so the actual drive amount is smaller than the detected drive amount.
本実施例ではズームレンズ位置に応じてフォーカス駆動量を変える例を説明したが、ズームレンズ速度に応じてフォーカス駆動量を変えてもよい。また、フォーカス駆動量の変え方も、線形に駆動量を変える例を説明したが、非線形に変えてもよい。または、ズーム位置が所定位置よりもWIDE側であれば、駆動量をゼロ(駆動しない)ようにしてもよい。例えば、所定位置よりもWIDE側では敏感度が低すぎて、焦点調節せずとも画面全体にフォーカスが合ってしまう場合や、ノイズ等による焦点検出結果の変化が動作に与える影響が大きすぎる場合などはこのような処理を行うことが好ましい。なお、図4(a)、(b)または図5を参照して説明した内容は、それらのいずれか一方または両方を適用してもよい。 In this embodiment, an example has been described in which the focus drive amount is changed according to the zoom lens position, but the focus drive amount may also be changed according to the zoom lens speed. Also, while an example has been described in which the focus drive amount is changed linearly, it may also be changed nonlinearly. Alternatively, if the zoom position is closer to the WIDE side than the predetermined position, the drive amount may be set to zero (no drive). For example, this type of processing is preferable in cases where the sensitivity is too low on the WIDE side of the predetermined position, causing the entire screen to be in focus without focus adjustment, or when changes in focus detection results due to noise or the like have a significant impact on operation. Note that the content described with reference to Figures 4(a), (b), or 5 may be applied to either or both of them.
本実施例では、ズームレンズ駆動状態に応じて焦点調節動作におけるフォーカスレンズの駆動指令値(駆動速度および駆動量)を変更する。つまり、撮像光学系101を構成する少なくとも一つの光学部材(例えばズームレンズ103)の移動により生じる焦点検出結果の変化に対して鋭敏に応答する必要があるか否かに応じて、駆動指令値の応答性を切り替えながら焦点調節処理(AF動作)を行う。これにより、光学部材の移動により生じるデフォーカス発生を低減させることができる。なお本実施例では、ズームレンズの駆動状態に着目する例を説明したが、焦点検出結果に変化を生じさせ得る光学部材(例えば、フォーカスレンズ102など)であれば、同様に適用可能である。 In this embodiment, the drive command value (drive speed and drive amount) for the focus lens in the focus adjustment operation is changed depending on the zoom lens drive state. In other words, the focus adjustment process (AF operation) is performed while switching the responsiveness of the drive command value depending on whether or not a sharp response is required to changes in the focus detection result caused by movement of at least one optical member (e.g., zoom lens 103) that makes up the imaging optical system 101. This makes it possible to reduce the occurrence of defocus caused by movement of the optical member. Note that while this embodiment has been described as an example focusing on the drive state of the zoom lens, it can be similarly applied to any optical member (e.g., focus lens 102) that can cause changes in the focus detection result.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施例2について説明する。本実施例は、敏感度の時間あたりの変位量(変化方向または変化速度)に基づいて、自動焦点調節の際のフォーカスレンズの応答性(駆動量または駆動速度)を変更する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 6 and 7. This embodiment changes the responsiveness (drive amount or drive speed) of the focus lens during automatic focus adjustment based on the amount of change in sensitivity per unit time (direction or rate of change).
図6は、本実施例におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。なお、図6のステップS301~S304は、実施例1にて説明した図3と同様であるため、それらの説明を省略する。 Figure 6 is a flowchart showing the focus drive command generation process in this embodiment. Note that steps S301 to S304 in Figure 6 are the same as those in Figure 3 described in Example 1, so their description will be omitted.
ステップS304を実施した後、ステップS605に進む。ステップS605において、駆動指令部112は、ステップS303にて取得した敏感度(複数回取得した敏感度)の履歴データ(履歴情報)に基づいて、敏感度変位量、すなわち敏感度の時間あたり変位量(敏感度の変化方向または変化速度)を算出する。 After performing step S304, the process proceeds to step S605. In step S605, the drive command unit 112 calculates the sensitivity variation, i.e., the variation in sensitivity per unit time (the direction or rate of change in sensitivity), based on the historical data (history information) of the sensitivity acquired in step S303 (sensitivity acquired multiple times).
続いてステップS606において、駆動指令部112は、ステップS304にて算出したフォーカス目標位置と、ステップS605にて算出した敏感度変位量とに基づいて、フォーカス駆動指令値(フォーカスレンズ102の駆動量および駆動速度)を決定する。フォーカス駆動指令値の決定に敏感度の変位量を考慮する理由は、ズームレンズ駆動またはフォーカスレンズ駆動により焦点検出結果および敏感度が変化し、結果としてフォーカス目標位置に変化が生じ得るためである。このようなフォーカス目標位置の変化に対して、鋭敏に応答してフォーカスレンズ102を追従させたいケースと、そうでないケースがあるが、本実施例ではこれを敏感度の時間あたり変位量に応じて切り替える。フォーカス駆動指令値の具体的な決定方法としては種々のパターンが考えられるが、以下、その一例について図7(a)、(b)を参照して説明する。 Next, in step S606, the drive command unit 112 determines a focus drive command value (drive amount and drive speed of the focus lens 102) based on the focus target position calculated in step S304 and the sensitivity change amount calculated in step S605. The reason for taking the sensitivity change amount into consideration when determining the focus drive command value is that the focus detection results and sensitivity change when the zoom lens or focus lens is driven, which can result in a change in the focus target position. There are cases where it is desired for the focus lens 102 to respond sensitively to such changes in the focus target position, and cases where it is not. In this embodiment, this is switched depending on the change amount of sensitivity per time. Various patterns are possible for determining the focus drive command value, and one example will be described below with reference to Figures 7(a) and (b).
図7(a)、(b)は、敏感度の時間あたりの変位量とフォーカス駆動指令値(駆動速度)との関係の説明図である。図7(a)は、敏感度が増加する方向に変位している場合の例である。図7(b)は、敏感度が減少する方向に変位している場合の例である。図7(a)、(b)において、横軸は敏感度の時間あたりの変位量を示し、縦軸はフォーカス駆動指令値(速度)を示す。 Figures 7(a) and (b) are diagrams illustrating the relationship between the amount of change in sensitivity per time and the focus drive command value (drive speed). Figure 7(a) shows an example where the sensitivity is changing in the direction of increasing. Figure 7(b) shows an example where the sensitivity is changing in the direction of decreasing. In Figures 7(a) and (b), the horizontal axis represents the amount of change in sensitivity per time, and the vertical axis represents the focus drive command value (speed).
図7(a)に示されるように敏感度が増加する方向に変位している場合、敏感度の時間あたりの変位量が大きくなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を(相対的に)速くするように駆動指令値を決定する。一方、図7(b)に示されるように敏感度が減少する方向に変位している場合、敏感度の時間あたり変位量が大きくなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を(相対的に)遅くするように駆動指令値を決定する。このようにフォーカス駆動指令値を決定する理由は、図4(a)、(b)を参照して実施例1にて説明した内容と同じである。 When the sensitivity is changing in the direction of increasing sensitivity as shown in Figure 7(a), the drive command value is determined so that the drive speed in the focus drive command value becomes (relatively) faster as the amount of change in sensitivity per time increases. On the other hand, when the sensitivity is changing in the direction of decreasing sensitivity as shown in Figure 7(b), the drive command value is determined so that the drive speed in the focus drive command value becomes (relatively) slower as the amount of change in sensitivity per time increases. The reason for determining the focus drive command value in this way is the same as that explained in Example 1 with reference to Figures 4(a) and (b).
図7(a)、(b)では、敏感度の変位量に応じてフォーカス駆動速度を変更する例を説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動量を変更してもよい。また、フォーカス駆動速度の変え方も、敏感度の変位量に応じて線形に変える例を説明したが、非線形に変えてもよい。または、ユーザがフォーカス駆動速度を設定できる設定手段を設け、設定された速度を基準に相対的に変化させてもよく、または設定された速度と算出された速度のうちの遅い方(あるいは速い方)を利用してもよい。 In Figures 7(a) and (b), an example is described in which the focus drive speed is changed in accordance with the amount of change in sensitivity, but this embodiment is not limited to this, and the focus drive amount may also be changed. Also, although an example is described in which the focus drive speed is changed linearly in accordance with the amount of change in sensitivity, it may also be changed non-linearly. Alternatively, a setting means may be provided that allows the user to set the focus drive speed, and the speed may be changed relatively based on the set speed, or the slower (or faster) of the set speed and the calculated speed may be used.
本実施例では、敏感度の時間あたりの変位量に応じて焦点調節動作におけるフォーカスレンズ102の駆動指令値(駆動速度および駆動量)を変更する。実施例1では、ズームレンズ103などの特定の光学部材の駆動状態に応じてフォーカスレンズの駆動指令値を変更したが、本実施例では複数の光学部材の駆動状態または駆動位置に応じて変わる敏感度の変位量に着目している。これにより、ズームレンズ103以外の光学部材の駆動状態(例えば、フォーカスレンズ102の位置または速度)を考慮に入れてフォーカスレンズ102の駆動指令値を決定することが可能である。また、ズームレンズ103のみに着目する場合であっても、光学設計上、単位駆動量あたりの敏感度の変化が大きい領域と小さい領域があるため、それぞれの領域で適切にフォーカスレンズ102の駆動指令値を決定することができる。 In this embodiment, the drive command value (drive speed and drive amount) for the focus lens 102 during focus adjustment operation is changed according to the amount of change in sensitivity per time. In Example 1, the drive command value for the focus lens was changed according to the drive state of a specific optical element such as the zoom lens 103, but this embodiment focuses on the amount of change in sensitivity that changes according to the drive state or drive position of multiple optical elements. This makes it possible to determine the drive command value for the focus lens 102 while taking into account the drive state of optical elements other than the zoom lens 103 (for example, the position or speed of the focus lens 102). Furthermore, even when focusing only on the zoom lens 103, because the optical design has areas where the change in sensitivity per unit drive amount is large and areas where it is small, the drive command value for the focus lens 102 can be determined appropriately for each area.
以上のように、本実施例では、撮像光学系101を構成する光学部材の移動により生じるデフォーカス発生に対して、複数の光学部材のそれぞれの移動による影響の大きさを考慮して、フォーカス駆動指令値を決定することができる。これにより、複数の光学部材の移動により生じるデフォーカスを低減させることが可能である。 As described above, in this embodiment, the focus drive command value can be determined by taking into account the magnitude of the effect of the movement of each of the multiple optical components that constitute the imaging optical system 101 on the occurrence of defocus caused by the movement of the optical components. This makes it possible to reduce defocus caused by the movement of multiple optical components.
次に、図8乃至図10を参照して、本発明の実施例3について説明する。本実施例では、フルタイムAF機能のように連続して自動焦点調節を行っている際、主被写体以外の被写体が横切るなどしてフォーカス目標位置が離れた位置に検出された場合、ユーザの意図する被写体に合焦し続ける方法について説明する。この方法を平易な構成で実現するため、被写体の変化を検知する閾値を設け、フォーカス目標位置が閾値以上離れた位置に検出された場合には被写体の変化が発生したとして、すぐにはフォーカス駆動を行わないように構成する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 8 to 10. In this embodiment, a method for maintaining focus on the user's intended subject when continuous autofocus adjustment is being performed, such as with a full-time AF function, and the focus target position is detected at a distant position due to a subject other than the main subject passing by, for example. To implement this method with a simple configuration, a threshold value is set to detect changes in the subject, and if the focus target position is detected at a position distant by more than the threshold value, it is determined that a change in the subject has occurred and focus driving is not performed immediately.
実施例1および実施例2では、ズームレンズ駆動状態または敏感度の変位量に応じてフォーカス駆動指令値を決定する方法を説明した。一方、本実施例では、ズームレンズ駆動状態または敏感度の変位量に応じて被写体の変化を検知する閾値を変化させる方法を説明する。 In Examples 1 and 2, a method for determining a focus drive command value according to the amount of change in the zoom lens drive state or sensitivity was described. In contrast, in this example, a method for changing the threshold for detecting changes in the subject according to the amount of change in the zoom lens drive state or sensitivity is described.
図8は、本実施例におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。図8のステップS301~S304は、実施例1にて説明した図3と同様であるため、それらの説明を省略する。 Figure 8 is a flowchart showing the focus drive command generation process in this embodiment. Steps S301 to S304 in Figure 8 are the same as those in Figure 3 described in Example 1, so their description will be omitted.
ステップS304を実施した後、ステップS805に進む。ステップS805において、駆動指令部112は、ステップS302にて取得したズームレンズ103の位置(複数回取得した位置)の履歴データ(履歴情報)に基づいて、ズームレンズ駆動速度を算出する。または、駆動指令部112は、ステップS303にて取得した敏感度(複数回取得した敏感度)の履歴データ(履歴情報)に基づいて、敏感度の時間あたりの変位量を算出する。駆動指令部112は、ズームレンズ駆動速度と敏感度の時間あたりの変位量のうちいずれか一方を算出するか、またはそれらの両方を算出する。以降の処理において、ズームレンズ駆動速度と敏感度の時間あたりの変位量のうち、どちらを使用しても類似の効果が得られる。これについては、実施例1および実施例2で説明した通りである。 After performing step S304, the process proceeds to step S805. In step S805, the drive command unit 112 calculates the zoom lens drive speed based on the history data (history information) of the position of the zoom lens 103 (positions acquired multiple times) acquired in step S302. Alternatively, the drive command unit 112 calculates the amount of change in sensitivity per unit time based on the history data (history information) of the sensitivity (sensitivity acquired multiple times) acquired in step S303. The drive command unit 112 calculates either the zoom lens drive speed or the amount of change in sensitivity per unit time, or calculates both. In the subsequent processing, similar effects can be achieved regardless of whether the zoom lens drive speed or the amount of change in sensitivity per unit time is used. This is as described in Examples 1 and 2.
続いてステップS806において、駆動指令部112は、ステップS805にて算出したズームレンズ駆動速度、または敏感度の時間あたりの変位量に応じて、被写体変化の検知に用いるための閾値を決定する。続いてステップS807において、駆動指令部112は、被写体変化の検知に用いる基準フォーカス目標位置を更新する。基準フォーカス目標位置は、例えば、前回までのフォーカス目標位置において、同一の被写体と判断された複数のフォーカス目標位置の履歴データに基づいて、多項式近似によって現在のフォーカス目標位置を予測したものである。または、単に前回までのフォーカス目標位置において、同一の被写体と判断された最新のフォーカス目標位置としてもよい。また、初回のフォーカス目標位置を算出する際には、基準フォーカス目標位置を今回算出したフォーカス目標位置に設定する。 Next, in step S806, the drive command unit 112 determines a threshold value to be used for detecting a change in the subject, depending on the zoom lens drive speed or the amount of change in sensitivity per time calculated in step S805. Next, in step S807, the drive command unit 112 updates the reference focus target position to be used for detecting a change in the subject. The reference focus target position is, for example, a current focus target position predicted by polynomial approximation based on historical data of multiple focus target positions that were determined to be the same subject at the previous focus target positions. Alternatively, it may simply be the most recent focus target position that was determined to be the same subject at the previous focus target positions. Furthermore, when calculating the initial focus target position, the reference focus target position is set to the currently calculated focus target position.
続いてステップS808において、駆動指令部112は、ステップS304にて算出したフォーカス目標位置と、ステップS807にて算出した基準フォーカス目標位置とを比較する。フォーカス目標位置と基準フォーカス目標位置との差が閾値以上である場合、ステップS809へ進む。一方、フォーカス目標位置と基準フォーカス目標位置との差が閾値未満である場合、ステップS810へ進む。ここでは、同一被写体であるか別被写体であるかを判定する処理(被写体変化判定)を行う。この処理の詳細については、図9を参照して後述する。 Next, in step S808, the drive command unit 112 compares the focus target position calculated in step S304 with the reference focus target position calculated in step S807. If the difference between the focus target position and the reference focus target position is equal to or greater than the threshold, the process proceeds to step S809. On the other hand, if the difference between the focus target position and the reference focus target position is less than the threshold, the process proceeds to step S810. Here, a process is performed to determine whether the subject is the same or a different subject (subject change determination). Details of this process will be described later with reference to FIG. 9.
ステップS809において、駆動指令部112は、被写体変化待ち時間を経過しているか否かを判定する。被写体変化待ち時間が経過している場合、ステップS810に進む。一方、被写体変化待ち時間が経過していない場合、ステップS812に進む。被写体変化待ち時間については、後述するステップS811にて説明する。 In step S809, the drive command unit 112 determines whether the subject change waiting time has elapsed. If the subject change waiting time has elapsed, the process proceeds to step S810. On the other hand, if the subject change waiting time has not elapsed, the process proceeds to step S812. The subject change waiting time will be explained in step S811, which will be described later.
ステップS810において、駆動指令部112は、ステップS304にて算出した今回のフォーカス目標位置に基づいて、フォーカスレンズ102の駆動指令値(駆動速度および駆動量)を決定する。ここで決定されるフォーカス駆動指令値は、実施例1または実施例2のように、ズームレンズ駆動速度または敏感度の変位量に応じて変更してもよく、または変更しなくてもよい。 In step S810, the drive command unit 112 determines a drive command value (drive speed and drive amount) for the focus lens 102 based on the current focus target position calculated in step S304. The focus drive command value determined here may or may not be changed depending on the amount of change in the zoom lens drive speed or sensitivity, as in Example 1 or Example 2.
続いてステップS811において、駆動指令部112は、被写体変化待ち時間をリセットして、本フローを終了する。本実施例では、被写体変化時にも所定の待ち時間を経過した場合、検知した別被写体に向けてフォーカス駆動指令を出力する。これにより、ユーザが意図的に被写体を変えた場合において、特に操作することなく、所定時間経過後に変化させた被写体に対して合焦動作を行うことができる。ここで設定する待ち時間は、ユーザが任意に変更可能としてもよく、または予め決められた固定値であってもよい。あるいは、フルタイムAFやワンショットAFなど、使用状態に応じて変更してもよい。 Next, in step S811, the drive command unit 112 resets the subject change waiting time and ends this flow. In this embodiment, if a predetermined waiting time has elapsed even when the subject has changed, a focus drive command is output toward the detected new subject. This allows the user to intentionally change the subject and then perform a focusing operation on the changed subject after a predetermined time has elapsed without any special operation. The waiting time set here may be changeable by the user, or may be a predetermined fixed value. Alternatively, it may be changed depending on the usage conditions, such as full-time AF or one-shot AF.
ステップS812において、駆動指令部112は、ステップS807にて算出した基準フォーカス目標位置に基づいて、フォーカスレンズ102の駆動指令値(駆動速度および駆動量)を決定して、本フローを終了する。この処理は被写体変化を検知した場合であり、かつ所定の待ち時間が経過していない状況において実行される。つまり、被写体変化時に、前回までに検知していた被写体に向けてフォーカス駆動を行う処理である。 In step S812, the drive command unit 112 determines the drive command value (drive speed and drive amount) for the focus lens 102 based on the reference focus target position calculated in step S807, and then ends this flow. This process is executed when a change in the subject is detected and the specified waiting time has not yet elapsed. In other words, when the subject changes, the focus is driven toward the subject that was detected previously.
以上、図8ではズームレンズ駆動速度や敏感度の時間あたりの変位量に応じて被写体変化検知用の閾値を変える処理の流れについて説明した。被写体変化検知用の閾値の決定にズームレンズ駆動速度や敏感度の変位量を考慮する理由は、ズームレンズ駆動やフォーカスレンズ駆動によって焦点検出結果および敏感度に変化が生じ、結果としてフォーカス目標位置に変化が生じ得るためである。フォーカス目標位置の変化は、被写体の移動により発生するものではないため、被写体変化と検知すると誤検知となってしまう。一方、本当に被写体が変化している場合、正しく被写体変化を検知する必要がある。前記の両立を実現するため、本実施例では、ズームレンズ駆動速度や敏感度の変位量に応じて、被写体変化検知用の閾値を変化させる。被写体変化検知用の閾値の具体的な決定方法は様々なパターンが考えられるが、その一例については、図10を参照して後述する。 In Figure 8 above, we have explained the process flow for changing the subject change detection threshold according to the amount of change per time in zoom lens drive speed and sensitivity. The reason for taking the amount of change in zoom lens drive speed and sensitivity into consideration when determining the subject change detection threshold is that focus detection results and sensitivity can change depending on zoom lens drive and focus lens drive, which can result in a change in the focus target position. Because a change in focus target position does not occur due to subject movement, detecting it as a subject change would be a false detection. On the other hand, if the subject is truly changing, it is necessary to correctly detect the subject change. To achieve both of these, in this embodiment, the subject change detection threshold is changed according to the amount of change in zoom lens drive speed and sensitivity. There are various possible methods for determining the subject change detection threshold, and one example will be described later with reference to Figure 10.
図9(a)、(b)は、被写体変化の検知方法の説明図である。図9(a)、(b)において、横軸は時間(経過時間)を示し、縦軸はフォーカス目標位置を示す。図中のプロットは、各時刻における(同一被写体と判定された)フォーカス目標位置の履歴情報であり、図中の実線は履歴情報の近似線である。図中の破線は最新の時刻において、被写体変化検知の閾値となる範囲を示している。また、最新の時刻においては図8を参照して説明した基準フォーカス目標位置と、今回のフォーカス目標位置とを並べて表記している。この例では、基準フォーカス目標位置を過去のフォーカス目標位置の近似線から演算したものとした場合を説明する。 Figures 9(a) and (b) are explanatory diagrams of a subject change detection method. In Figures 9(a) and (b), the horizontal axis represents time (elapsed time), and the vertical axis represents focus target position. The plots in the figures represent historical information about focus target positions (determined to be the same subject) at each time, and the solid lines in the figures are approximation lines of the historical information. The dashed lines in the figures indicate the range of the threshold for subject change detection at the most recent time. Furthermore, at the most recent time, the reference focus target position described with reference to Figure 8 and the current focus target position are shown side by side. In this example, we will explain the case where the reference focus target position is calculated from the approximation line of the past focus target position.
図9(a)は、同一被写体(被写体変化なし)と判定されるパターンの説明図である。図9(b)は、別被写体(被写体変化あり)と判定されるパターンの説明図である。図9(a)では、基準フォーカス目標位置と今回フォーカス目標位置の差が閾値未満であるため、同一被写体(被写体変化なし)であると判定される。一方、図9(b)では、基準フォーカス目標位置と今回フォーカス目標位置の差が閾値以上であるため、別被写体(被写体変化あり)と判定される。 Figure 9(a) is an explanatory diagram of a pattern that is determined to be the same subject (no change in subject). Figure 9(b) is an explanatory diagram of a pattern that is determined to be a different subject (change in subject). In Figure 9(a), the difference between the reference focus target position and the current focus target position is less than the threshold, so it is determined to be the same subject (no change in subject). On the other hand, in Figure 9(b), the difference between the reference focus target position and the current focus target position is greater than the threshold, so it is determined to be a different subject (change in subject).
図10(a)、(b)は、ズームレンズ駆動状態または敏感度の変位量と、被写体変化の検知方法との関係の説明図である。図中の表記については図9(a)、(b)と同様であるため、その説明を省略する。図10(a)は、ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量が小さい場合の例を示す。図10(b)は、ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量が大きい場合の例を示す。 Figures 10(a) and (b) are explanatory diagrams of the relationship between the amount of change in zoom lens drive state or sensitivity and the method of detecting changes in a subject. The notation in the figures is the same as in Figures 9(a) and (b), so its explanation will be omitted. Figure 10(a) shows an example where the amount of change per time in zoom lens drive speed or sensitivity is small. Figure 10(b) shows an example where the amount of change per time in zoom lens drive speed or sensitivity is large.
図10(a)は、被写体変化検知用の閾値が図10(b)に対して小さくなるように設定される。ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量が小さい場合、光学部材の移動による焦点検出結果の変化(フォーカス目標位置の変化)が小さいと予想される。したがって、フォーカス目標位置の変化が被写体距離の変化による影響を相対的に強く受けると予想されるため、閾値を小さくしても被写体変化を正しく判定できる可能性が高い。 In Figure 10(a), the threshold for detecting changes in the subject is set smaller than in Figure 10(b). When the amount of change per unit time in the zoom lens drive speed or sensitivity is small, it is expected that the change in focus detection results (change in focus target position) due to movement of the optical components will be small. Therefore, it is expected that changes in the focus target position will be relatively strongly affected by changes in subject distance, so there is a high possibility that changes in the subject will be correctly determined even if the threshold is set smaller.
一方、図10(b)は、被写体変化検知用の閾値が図10(a)に対して大きくなるように設定される。ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたり変位量が大きい場合、光学部材の移動による焦点検出結果の変化(フォーカス目標位置の変化)が大きいと予想される。したがって、同一被写体であっても、算出されるフォーカス目標位置に変化が生じ得るため、閾値を大きく取る必要がある。 On the other hand, in Figure 10(b), the threshold for detecting changes in the subject is set higher than in Figure 10(a). If the amount of change per unit time in the zoom lens drive speed or sensitivity is large, it is expected that the change in focus detection results (change in focus target position) due to movement of the optical components will be large. Therefore, even for the same subject, the calculated focus target position may change, so a larger threshold is required.
ここでは、ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量の大きさに応じて閾値を変更する例を説明したが、ズームレンズの駆動方向または敏感度の変化方向に応じて閾値を変更してもよい。閾値の変え方については、ズームレンズの駆動速度や敏感度の変位量に応じて線形に変化させるか、または離散的に変化させてもよい。また、閾値の大きさはユーザの設定や、フルタイムAF、ワンショットAFなどの機能の使用状態に応じて変更してもよく、またはその値から相対的に変化させてもよい。 Here, we have explained an example in which the threshold is changed depending on the magnitude of the change in zoom lens drive speed or sensitivity per time, but the threshold may also be changed depending on the drive direction of the zoom lens or the direction of change in sensitivity. The threshold may be changed linearly or discretely depending on the change in zoom lens drive speed or sensitivity. The magnitude of the threshold may also be changed depending on the user's settings or the usage status of functions such as full-time AF or one-shot AF, or it may be changed relatively from that value.
本実施例では、ズームレンズの駆動状態または敏感度の時間あたりの変位量に応じて、被写体変化検知用の閾値を変更する。これにより、ズームレンズまたはフォーカスレンズなどの光学部材の移動に伴う焦点検出結果の変化により被写体が変化したと誤判定されることを防ぐことができる。本実施例は、被写体変化を検知した場合にフォーカスレンズを即座に焦点調節させない機能を有する場合に特に効果的である。 In this embodiment, the threshold for detecting changes in subject movement is changed according to the amount of change per unit time in the drive state or sensitivity of the zoom lens. This prevents the subject from being erroneously determined to have changed due to changes in focus detection results caused by movement of optical components such as the zoom lens or focus lens. This embodiment is particularly effective when the system has a function that prevents the focus lens from immediately adjusting focus when a change in subject is detected.
以上のように、各実施例において、制御装置(駆動指令部112)は、取得部112aおよび生成部112bを有する。取得部は、フォーカスレンズユニット(フォーカスレンズ102)を含む撮像光学系101のデフォーカス量を取得する。生成部は、デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する。また生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、駆動指令を生成する。 As described above, in each embodiment, the control device (drive command unit 112) has an acquisition unit 112a and a generation unit 112b. The acquisition unit acquires the defocus amount of the imaging optical system 101, which includes the focus lens unit (focus lens 102). The generation unit generates a drive command for the focus lens unit based on the defocus amount. The generation unit also generates a drive command based on information regarding the amount of change in the object distance of the imaging optical system relative to the amount of movement of the focus lens unit.
好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報として、撮像光学系における光学部材の駆動速度、駆動方向、または位置のうち少なくとも一つに関する情報を取得する。より好ましくは、光学部材は、ズームレンズユニットおよび開口絞りのうち少なくとも一方を含む。また好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量の単位時間あたりの変化量に関する情報に基づいて、駆動指令を生成する。 Preferably, the generation unit acquires information regarding at least one of the drive speed, drive direction, or position of an optical element in the imaging optical system as information regarding the amount of change in the object distance of the imaging optical system relative to the amount of movement of the focus lens unit. More preferably, the optical element includes at least one of a zoom lens unit and an aperture stop. Also preferably, the generation unit generates a drive command based on information regarding the amount of change per unit time in the amount of change in the object distance of the imaging optical system relative to the amount of movement of the focus lens unit.
好ましくは、生成部は、駆動指令として、フォーカスレンズユニットの目標駆動速度または目標駆動量のうち少なくとも一方を生成する。より好ましくは、生成部は、目標駆動量が閾値を超えた場合、フォーカスレンズユニットを駆動しないようにする。より好ましくは、生成部は、目標駆動量が閾値を超えた状態が特定の期間だけ継続した場合、フォーカスレンズユニットを駆動するようにする。より好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて閾値を設定する。より好ましくは、生成部は、撮像光学系におけるズームレンズユニットが望遠側から広角側へ移動する場合よりズームレンズユニットが広角側から望遠側へ移動する場合の方が大きくなるように閾値を設定する。 Preferably, the generation unit generates at least one of a target drive speed or a target drive amount for the focus lens unit as the drive command. More preferably, the generation unit does not drive the focus lens unit when the target drive amount exceeds a threshold. More preferably, the generation unit drives the focus lens unit when the target drive amount continues to exceed the threshold for a specific period of time. More preferably, the generation unit sets the threshold based on information regarding the amount of change in object distance of the imaging optical system relative to the amount of movement of the focus lens unit. More preferably, the generation unit sets the threshold so that it is larger when the zoom lens unit in the imaging optical system moves from the wide-angle side to the telephoto side than when the zoom lens unit moves from the telephoto side to the wide-angle side.
好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて閾値を設定する。より好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの撮像光学系の物体距離の変化量が大きいほど閾値を大きく設定する。 Preferably, the generation unit sets the threshold value based on information regarding the amount of change in the object distance of the imaging optical system per unit movement amount of the focus lens unit. More preferably, the generation unit sets the threshold value to a larger value the greater the amount of change in the object distance of the imaging optical system per unit movement amount of the focus lens unit.
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の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 Examples)
The present invention can also be realized by supplying a program that realizes one or more of the functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and having one or more processors in the computer of the system or device read and execute the program.The present invention can also be realized by a circuit (e.g., an ASIC) that realizes one or more of the functions.
各実施例によれば、撮像光学系の移動により生じるデフォーカス量を低減し、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムを提供することができる。 Each embodiment can provide a control device, lens device, imaging device, control method, and program that reduces the amount of defocus caused by movement of the imaging optical system and is advantageous in terms of automatic focusing on the subject intended by the user.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 The above describes preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments and various modifications and variations are possible within the scope of the invention.
例えば、図11は、各実施例の変形例としての撮像装置10aのブロック図である。撮像装置10aは、カメラ本体200aと、カメラ本体200aに対して着脱可能なレンズ装置100aとを有する。撮像装置10aは、分光プリズム105、焦点検出部108、およびデフォーカス算出部109がカメラ本体200aに設けられている点で、これらの各部がレンズ装置100に設けられている撮像装置10とは異なる。このように、焦点検出に関わる機能をカメラ本体200aまたはPCなどの他の情報処理装置に設けてもよい。 For example, Figure 11 is a block diagram of an image capture device 10a as a modified example of each embodiment. The image capture device 10a has a camera body 200a and a lens device 100a that is detachable from the camera body 200a. The image capture device 10a differs from the image capture device 10 in that the spectral prism 105, focus detection unit 108, and defocus calculation unit 109 are provided in the camera body 200a, whereas the image capture device 10 has these units provided in the lens device 100. In this way, functions related to focus detection may be provided in the camera body 200a or in another information processing device such as a PC.
また各実施例において、焦点検出部108を設ける代わりに、撮像素子107から出力される像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出(撮像面位相差AF)を行うことで、デフォーカス量を算出してもよい。 In addition, in each embodiment, instead of providing a focus detection unit 108, the defocus amount may be calculated by performing focus detection using a phase difference detection method (image plane phase difference AF) using the image signal output from the image sensor 107.
112 駆動指令部(制御装置)
112a 取得部
112b 生成部
112 Drive command unit (control device)
112a acquisition unit 112b generation unit
Claims (15)
前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する生成部とを有し、
前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量の単位時間あたりの変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成することを特徴とする制御装置。 an acquisition unit that acquires a defocus amount of an imaging optical system including a focus lens unit;
a generation unit that generates a drive command for the focus lens unit based on the defocus amount,
The control device, wherein the generation unit generates the drive command based on information regarding a change per unit time in an object distance of the imaging optical system relative to a movement amount of the focus lens unit.
前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令としての目標駆動速度または目標駆動量のうち少なくとも一方を生成する生成部とを有し、a generation unit that generates at least one of a target drive speed or a target drive amount as a drive command for the focus lens unit based on the defocus amount,
前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令の生成と閾値の設定とを行い、前記目標駆動量が該閾値を超えた場合、前記フォーカスレンズユニットを駆動しないようにすることを特徴とする制御装置。The control device is characterized in that the generation unit generates the drive command and sets a threshold value based on information regarding the amount of change in object distance of the imaging optical system relative to the amount of movement of the focus lens unit, and does not drive the focus lens unit if the target drive amount exceeds the threshold value.
前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令としての目標駆動速度または目標駆動量のうち少なくとも一方を生成する生成部とを有し、a generation unit that generates at least one of a target drive speed or a target drive amount as a drive command for the focus lens unit based on the defocus amount,
前記生成部は、The generation unit
前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて前記駆動指令を生成し、generating the drive command based on information regarding a change in object distance of the imaging optical system relative to a movement amount of the focus lens unit;
前記フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて閾値を設定し、setting a threshold value based on information regarding a change in object distance of the imaging optical system per unit movement amount of the focus lens unit;
前記目標駆動量が前記閾値を超えた場合、前記フォーカスレンズユニットを駆動しないようにすることを特徴とする制御装置。A control device that prevents the focus lens unit from being driven when the target drive amount exceeds the threshold value.
前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する生成ステップとを有し、
前記生成ステップは、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量の単位時間あたりの変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成することを特徴とする制御方法。 an acquisition step of acquiring a defocus amount of an imaging optical system including a focus lens unit;
a generating step of generating a drive command for the focus lens unit based on the defocus amount,
A control method characterized in that the generating step generates the drive command based on information regarding a change per unit time in an object distance of the imaging optical system relative to a movement amount of the focus lens unit.
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