JP4847243B2 - Focus adjustment device and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は撮像装置等に用いられる焦点調節技術に関する。 The present invention relates to a focus adjustment technique used for an imaging apparatus or the like.
ビデオカメラやデジタルカメラ等の焦点調節技術であるオートフォーカス制御は、いわゆるTV−AF方式が主流である。TV−AF方式は、AF評価値が最大となるフォーカスレンズの位置を検索するよう制御するものである。このAF評価値とは、撮像素子によって被写体像を光電変換して得られた映像信号中より映像の鮮鋭度を検出したものである。 The so-called TV-AF method is the mainstream for autofocus control, which is a focus adjustment technique for video cameras and digital cameras. The TV-AF method controls to search for the position of the focus lens that maximizes the AF evaluation value. This AF evaluation value is obtained by detecting the sharpness of a video from a video signal obtained by photoelectrically converting a subject image by an image sensor.
そして、TV―AF方式のAF評価値としては、ある帯域のバンドパスフィルターによって映像信号から抽出した高周波成分を用いることが多い。AF評価値は、通常の被写体像を撮影した場合、フォーカスレンズによる焦点位置が合焦点(合焦位置)に近づくにしたがって大きくなり、そのレベルが最大になる点が合焦点となる。 As the TV-AF AF evaluation value, a high-frequency component extracted from a video signal by a band-pass filter in a certain band is often used. When a normal subject image is taken, the AF evaluation value increases as the focal position of the focus lens approaches the focal point (in-focus position), and the point at which the level becomes maximum is the focal point.
その他のAF方式としては、一眼レフカメラに多く用いられている内測の位相差検出方式がある。内測の位相差検出方式では、信号のズレ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ズレ量を検出することで合焦点に対する撮影レンズの焦点のズレ量を直接求めるものである。この信号は、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を2分割し、2分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、受光量に応じて出力される信号である。従って、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行えよいため、高速な焦点調節動作が可能である。 As another AF method, there is an internal measurement phase difference detection method often used in a single-lens reflex camera. In the phase difference detection method of internal measurement, the amount of deviation of the focal point of the photographing lens with respect to the focal point is directly obtained by detecting the amount of deviation of the signal, that is, the amount of relative positional deviation in the beam splitting direction. This signal is a signal that is divided according to the amount of light received by dividing the light beam that has passed through the exit pupil of the photographic lens into two parts, and receiving the divided light beam by a set of focus detection sensors. Accordingly, since the accumulation operation can be performed once by the focus detection sensor, a high-speed focus adjustment operation is possible.
次に、同じ位相差検出方式でも焦点検出用センサを撮影レンズとは独立して設ける、外測の位相差検出方式がある。外測の位相差検出方式では、信号のズレ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ズレ量を検出することで、三角測量により被写体距離に対応する情報を求める。この信号は、被写体から受光した光束を2分割し、2分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される信号である。 Next, there is an external phase difference detection method in which a focus detection sensor is provided independently of the photographing lens even with the same phase difference detection method. In the external measurement phase difference detection method, information corresponding to the subject distance is obtained by triangulation by detecting a signal shift amount, that is, a relative positional shift amount in the beam splitting direction. This signal is a signal that is output in accordance with the amount of light received by dividing the light beam received from the subject into two parts, receiving the two divided light beams by a set of focus detection sensors.
その他外部センサを用いるAF方式としては、超音波センサを用いて伝搬速度を測定する方式とコンパクトカメラによく使用される赤外線センサを用いて三角測量する方式等もある。 Other AF methods using an external sensor include a method of measuring propagation velocity using an ultrasonic sensor and a method of triangulating using an infrared sensor often used for compact cameras.
上記のAF方式を組み合わせ、例えば内測の位相差検出方式で合焦点近傍まで移動した後、TV―AF方式に移行して焦点調節を行うようなAF方式も提案されている(例えば特許文献1参照)。
組み合わせのAF方式の場合、位相差AF方式などの被写体距離に相当する情報が高速に得られる場合、その被写体距離に相当する情報にしたがって高速にフォーカスレンズを動かすことができる。一方、動画記録の際には、焦点調節制御の応答性を高くするためにフォーカスレンズを速く動かすと、自然さにかける違和感のある動きが記録されてしまう。 In the case of the combination AF method, when information corresponding to the subject distance such as the phase difference AF method can be obtained at high speed, the focus lens can be moved at high speed according to the information corresponding to the subject distance. On the other hand, when recording a moving image, if the focus lens is moved quickly in order to increase the responsiveness of the focus adjustment control, a motion with a sense of incongruity applied to nature is recorded.
つまり、主被写体の前に別の被写体が横切る場合など、動画撮影では比較的多い撮影シーンである。この場合、位相差AF方式などの被写体距離に相当する情報が高速に得られる度に、高速に追従動作を行うと、落ち着きがないシーンとなる。一方、位相差AF方式などの被写体距離に相当する情報が高速に得られる場合、フォーカスレンズの応答性を高めると、横切り被写体に素早く焦点を合わせることができる。さらに、その後横切り被写体が通過すると、再び主被写体に焦点を合わせることができる。 That is, there are relatively many shooting scenes in moving image shooting, such as when another subject crosses in front of the main subject. In this case, if the information corresponding to the subject distance, such as the phase difference AF method, is obtained at a high speed, the scene is not settled if the tracking operation is performed at a high speed. On the other hand, when information corresponding to the subject distance such as the phase difference AF method can be obtained at high speed, the crossed subject can be focused quickly if the responsiveness of the focus lens is increased. Further, when the crossing subject passes thereafter, the main subject can be focused again.
したがって、組み合わせのAF方式の場合、位相差AF方式等の被写体距離に相当する情報が高速に得られた場合、それに合わせて高速に焦点調節した方がよい場合とそうでない場合があるという問題があった。 Accordingly, in the case of the combined AF method, there is a problem that when information corresponding to the subject distance such as the phase difference AF method is obtained at high speed, it may or may not be necessary to focus at high speed accordingly. there were.
本願発明の焦点調節技術は、撮像光学系を通った被写体光から撮像手段の光電変換により出力された映像信号の高周波成分を抽出して合焦状態を検出する第1の検出手段と、光束の分割方向の相対的位置ズレ量に対応する情報を検出する第2の検出手段と、前記撮像手段から得られた映像信号の記録を制御する記録制御手段と、前記第1の検出手段と前記第2の検出手段の検出結果を用いて焦点位置を制御する第1のモードと、前記第2の検出手段の結果を用いずに前記第1の検出手段の結果を用いて焦点位置を制御する第2のモードとを有し、前記第2のモードの場合には、前記映像記録の開始前後で前記第1のモードの場合に変える前記第1の検出手段の検出結果を用いて映像信号の高周波成分が多くなる方へ焦点位置を移動させる際の移動速度を前記映像信号の記録の開始前後において変えずに、且つ所定の移動速度で前記第1の検出手段の検出結果を用いて映像信号の高周波成分が多くなる方へ焦点位置を移動するよう制御し、前記第1のモードの場合には、前記第1の検出手段の検出結果を用いて映像信号の高周波成分が多くなる方へ焦点位置を移動させる際の移動速度を、前記第2のモードの場合の移動速度よりも速くすることで前記第2の検出手段の検出結果を用いて焦点位置を移動させるときの速度と前記第2の検出手段の検出結果を用いずに焦点位置を移動させるときの速度との差を小さくしつつ、前記映像信号の記録の開始前よりも開始後に低くして制御する制御手段とを有する。 The focus adjustment technique of the present invention includes a first detection unit that detects a focused state by extracting a high-frequency component of a video signal output by photoelectric conversion of an imaging unit from subject light that has passed through an imaging optical system ; Second detection means for detecting information corresponding to the relative positional deviation amount in the division direction, recording control means for controlling recording of the video signal obtained from the imaging means, the first detection means, and the first detection means controls a first mode that controls the focal position, the focal position by using the results of the first detecting means without using the result of said second detecting means by using a detection result of the second detecting means that the second and a mode, wherein when the second mode, the video using the detection result of said first detecting means before and after the start of the video recording Ru changed in the case of the first mode When moving the focus position to the one where the high frequency component of the signal increases The dynamic speed without changing the before and after the start of recording of the video signal, and to move the focus position toward the high-frequency component of the video signal is increased by using a detection result of the first detecting means at a predetermined moving speed In the case of the first mode, the moving speed when moving the focal position to the direction where the high frequency component of the video signal increases using the detection result of the first detecting means is set to the second mode. By moving faster than the movement speed in the mode, the focal position is moved without using the speed when moving the focal position using the detection result of the second detection means and the detection result of the second detection means. And a control means for controlling the video signal to be lower after the start than before the start of the recording of the video signal while reducing the difference from the speed when the video signal is recorded .
また、別の焦点調節技術は、撮像光学系を通った被写体光から撮像手段の光電変換により出力された映像信号の高周波成分を抽出して合焦状態を検出する第1の検出手段と、前記第1の検出手段とは異なる処理により合焦点を検出する第2の検出手段と、前記撮像手段から得られた映像信号の記録を制御する記録制御手段と、前記第2の検出手段の検出結果に基づいて、前記第1の検出手段を用いながら焦点調節を行う制御手段とを有し、フォーカスレンズの駆動の速い応答性優先の第1の焦点調節モードと、前記第1の焦点調節モードよりもフォーカスレンズの駆動速度の遅い安定性優先の第2の焦点調節モードと、前記第2の検出手段を用いずに前記第1の検出手段で焦点調節を行う第3の焦点調節モードを有し、前記制御手段は、該焦点調節モード状態に応じ、前記焦点調節の応答性を変更する。 Another focus adjustment technique includes: a first detection unit that extracts a high-frequency component of a video signal output by photoelectric conversion of an imaging unit from subject light that has passed through an imaging optical system; Second detection means for detecting a focal point by processing different from the first detection means, recording control means for controlling recording of a video signal obtained from the imaging means, and detection results of the second detection means And a control means for performing focus adjustment while using the first detection means, the first focus adjustment mode giving priority to responsiveness with fast driving of the focus lens, and the first focus adjustment mode. Also has a second focus adjustment mode in which the driving speed of the focus lens is slow and priority is given to stability, and a third focus adjustment mode in which focus adjustment is performed by the first detection means without using the second detection means. , The control means Depending on the regulation mode, to change the responsiveness of the focusing.
本願発明によれば、組み合せのAF方式の場合のそれぞれのAF方式の利点を利用した焦点調節技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a focus adjustment technique using the advantages of each AF method in the case of a combined AF method.
以下に図面を参照しつつ、本願発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
<撮像装置の構成>
本実施例の撮像装置としてのカメラの構成を図1に示す。101は固定の第1群レンズ、102は変倍を行う変倍レンズ、103は絞り、104は固定の第2群レンズである。105は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ(以下、フォーカスレンズともいう。)である。106は撮像素子であるCCD、107はCCD106の出力をサンプリングしゲイン調整するCDS/AGCである。108はカメラ信号処理回路で、CDS/AGC107からの出力信号を後述の記録装置109に対応した信号に処理する。109は記録装置で記録媒体としては磁気テープが使われている。
<Configuration of imaging device>
FIG. 1 shows a configuration of a camera as an image pickup apparatus of the present embodiment. Reference numeral 101 denotes a fixed first lens group, 102 denotes a variable power lens for zooming, 103 denotes a stop, and 104 denotes a fixed second lens group. Reference numeral 105 denotes a focus lens (hereinafter also referred to as a focus lens) having both a function of correcting the movement of the focal plane due to zooming and a function of focusing.
110は変倍レンズ102を移動させるための駆動源であるモータ。111はフォーカスレンズ105を移動させるための駆動源であるモータ。112はCDS/AGC107の出力信号中より焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すAFゲートである。113はAFゲート112を通過した信号から高周波成分を抽出しAF評価値を生成するAF評価値処理回路である。114はAF評価値処理回路113の出力信号にもとづいて、モータ111を制御しフォーカスレンズ105を駆動するとともに、記録装置109へ画像記録命令を出力するカメラAFマイコンである。115はモニタ装置でカメラ信号処理108の出力信号が表示され撮影者が画像をモニタするために用いられる。116はズームスイッチで撮影者がズーミングを行うときに操作し、その操作に応じてカメラ/AFマイコン114は変倍レンズ102とフォーカスレンズ105を制御する。117は焦点調節モードをユーザーが選択可能なスイッチユニットであり、モニタ装置115に表示される情報と組み合わせて、ユーザーが複数の焦点調節モードを選択できるようになっている。126は、被写体距離に対応する情報を利用した被写体距離測定方式の外部測距ユニットで、外測の位相差検出方式、超音波センサ方式、赤外線センサ方式等いずれでもでも構わない。
A
<焦点調節モード>
本実施例では、複数の焦点調節モードを有する。そして、各焦点調節モードの動作状態に応じて、AFの諸特性を変更することで、ユーザーに快適感を提供しつつ、AF誤動作を防止する。そこで、まず、2つのユーザー選択可能な焦点調節モード、A:ハイブリッドAFモードとB:TV−AFモードについて説明する。なお、A:ハイブリッドAFモードとB:TV−AFモードは図1のスイッチユニット117でユーザーが選択可能である。
<Focus adjustment mode>
In this embodiment, a plurality of focus adjustment modes are provided. Then, by changing various characteristics of the AF in accordance with the operation state of each focus adjustment mode, an AF malfunction is prevented while providing comfort to the user. Therefore, first, two user selectable focus adjustment modes, A: hybrid AF mode and B: TV-AF mode, will be described. The A: hybrid AF mode and B: TV-AF mode can be selected by the user with the
さらに、A:ハイブリッドAFモードが選択されている場合、撮像素子としてのCCD106から出力される映像信号の記録開始前の記録待機の際における画角合わせモード(A−1)と記録開始後の記録モード(A−2)とを有する。画角合わせモード(A−1)と、応答性やピント速度を最優先したAF動作モードと自動選択される。記録モード(A−2)は、焦点位置の移動の自然さ、円滑性、を優先し、焦点位置の移動速度と安定性の両立といった、記録した映像の再生の際に違和感のない焦点調節制御を実現する。
Further, when the A: hybrid AF mode is selected, the angle-of-view matching mode (A-1) and the recording after the recording start in the recording standby before the recording start of the video signal output from the
一方、B:TV−AFモードが選択されている場合、一度ある被写体に焦点があったとき、その被写体への焦点合わせを保持する安定性を優先させて動作する。 On the other hand, when the B: TV-AF mode is selected, when a certain subject has once been focused, the operation is performed with priority given to the stability for maintaining the focusing on the subject.
<特定シーン>
次に図6を用いてシーンの特定方法等について説明する。図6に示す表は、撮影状況を5つの状態に特定した例である。以下、それぞれの特定シーンを例にとり、シーンの特定方法、特定シーン毎のAF動作モード遷移、AF動作のAF方式(撮像信号を利用したTV−AF方式か、被写体距離に対応する情報を利用した被写体距離測定方式か)について、説明する。
<Specific scene>
Next, a scene specifying method and the like will be described with reference to FIG. The table shown in FIG. 6 is an example in which shooting conditions are specified in five states. Hereinafter, taking each specific scene as an example, a scene specifying method, AF operation mode transition for each specific scene, AF method of AF operation (TV-AF method using imaging signals, or information corresponding to subject distance is used. The subject distance measurement method) will be described.
なお、被写体距離測定方式による被写体距離に対応する情報の変化状態と、TV−AF方式によるAF評価値の変化状態とAF評価値のレベルに応じて、撮影状況を特定し、AF動作の動作方式、AF動作処理の状態遷移を最適に行わせる制御を行う。特に、AF動作方式の選択や状態遷移(動作モード移行)でTV−AF方式の欠点を補う。欠点とは(1)被写体距離が変化したのか絵柄が変化したのか判別がつかない、(2)AF評価値のレベルが低いとき、低コントラスト被写体なのかボケ状態なのか判別がつかないといったものである。並行して、被写体距離測定方式が外測であることに起因するパララックスの影響を低減させるように制御する。このパララックスは、外部測距ユニット126の視野角が、撮像レンズ101〜105の視野角と異なってしまい、主被写体以外の被写体の距離を検出してしまうものである。 It should be noted that the shooting situation is specified according to the change state of the information corresponding to the subject distance by the subject distance measurement method, the change state of the AF evaluation value by the TV-AF method, and the level of the AF evaluation value, and the operation method of the AF operation Then, control for optimally performing the state transition of the AF operation processing is performed. In particular, the selection of the AF operation method and the state transition (operation mode transition) compensate for the shortcomings of the TV-AF method. The disadvantages are (1) it cannot be determined whether the subject distance has changed or the pattern has changed, and (2) when the AF evaluation level is low, it cannot be determined whether the subject is a low-contrast subject or in a blurred state. is there. In parallel, control is performed to reduce the influence of parallax caused by the subject distance measurement method being external measurement. In this parallax, the viewing angle of the external distance measuring unit 126 is different from the viewing angles of the imaging lenses 101 to 105, and the distance of a subject other than the main subject is detected.
(特定シーン1)は、被写体距離変化があったパンニング等のシーンである。したがって、焦点調節は即座に応答し、合焦に至る必要がある。シーン判別条件は、TV−AF方式でAF評価値が大きく変動し、且つ、外測測距ユニット126からの被写体距離に対応する情報が大きく変動することである。AF動作モードは、再起動動作モードに遷移する。さらに、AF方式は、焦点調節開始の際は被写体距離測定方式で高速に焦点調節を行い、TV−AF方式で合焦点へ追い込む。 (Specific scene 1) is a scene such as panning in which the subject distance has changed. Therefore, the focus adjustment needs to respond immediately and reach focus. The scene determination condition is that the AF evaluation value varies greatly in the TV-AF method, and information corresponding to the subject distance from the external distance measuring unit 126 varies greatly. The AF operation mode transitions to the restart operation mode. Further, in the AF method, when focus adjustment is started, focus adjustment is performed at high speed by the subject distance measurement method, and the focus is adjusted to the focal point by the TV-AF method.
(特定シーン2)は、等距離被写体での絵柄変化等のシーンである。したがって、焦点位置は不用意に動かず、現在の焦点位置を保持する必要がある、若しくは、現在の焦点位置を基準にわずかな変化には追従する程度の焦点調節制御で、大きくは焦点位置を動かさない。シーン判別条件は、TV−AF方式でAF評価値が大きく変動し、且つ、外測測距ユニット126からの被写体距離に対応する情報の変動が無いか若しくは微少なことである。AF動作モードは、フォーカスコンペレンズ105の現在位置の近傍での合焦点を確認する動作モードに遷移する。さらに、AF方式は、AF評価値が変動している間は被写体距離測定方式で焦点調節を行い、AF評価値が安定したらTV−AF方式で焦点調節を行う。このように被写体距離測定方式で焦点調節をしている間は、焦点位置も保持される。 (Specific scene 2) is a scene such as a pattern change in an equidistant subject. Therefore, the focus position does not move carelessly, and it is necessary to keep the current focus position, or focus adjustment control to follow a slight change based on the current focus position. Do not move. The scene determination condition is that the AF evaluation value varies greatly in the TV-AF method, and the information corresponding to the subject distance from the external ranging unit 126 does not vary or is very small. The AF operation mode shifts to an operation mode for confirming a focal point in the vicinity of the current position of the focus lens 105. Further, in the AF method, focus adjustment is performed by the subject distance measurement method while the AF evaluation value is fluctuating, and focus adjustment is performed by the TV-AF method when the AF evaluation value is stabilized. As described above, the focus position is also maintained during the focus adjustment by the subject distance measurement method.
(特定シーン3)は、撮影レンズ101〜105と外測測距ユニット126との視差が発生しているシーンである。したがって、焦点調節には信頼性の低い外部の被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報は用いず、TV−AF方式のAF評価値で焦点調節を行う。シーン判別条件は、TV−AF方式でのAF評価値が変動無しでAF評価値のレベルが高い、且つ、被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報が大きく変動していることである。AF動作モードは、再起動動作モードに遷移する。さらに、AF方式は、TV−AF方式で焦点調節を行う。 (Specific scene 3) is a scene in which parallax between the photographing lenses 101 to 105 and the external distance measuring unit 126 occurs. Therefore, the focus adjustment is performed using the AF evaluation value of the TV-AF method without using information corresponding to the subject distance of the external subject distance measurement method with low reliability. The scene determination condition is that the AF evaluation value in the TV-AF method is not changed, the level of the AF evaluation value is high, and the information corresponding to the subject distance in the subject distance measurement method is greatly changed. The AF operation mode transitions to the restart operation mode. Further, the AF method performs focus adjustment by the TV-AF method.
(特定シーン4)は、コントラストが低い被写体の被写体距離が変化したパンニング等のシーンである。したがって、焦点調節の応答性を高くし、合焦点に至る必要がある。一方、TV−AF方式ではフォーカスコンペレンズ105の位置に対応するAF評価値の山形状が得られない。したがって、合焦点を捕獲できず、フォーカスレンズコンペレンズ105を至近側無限側に走査するハンチング状態となる。シーン判別条件は、TV−AF方式によるAF評価値の変動が無くAF評価値のレベル低い、且つ、被写体距離測定方式の被写体距離に対する情報が大きく変動していることである。AF動作モードは、再起動動作モードに遷移する。更に、AF方式は、被写体距離測定方式で焦点調節を行い、TV−AF方式のAF評価値のレベルが高くなったら、TV−AF方式で合焦点を確認する。 (Specific scene 4) is a scene such as panning in which the subject distance of a subject with low contrast has changed. Therefore, it is necessary to increase the responsiveness of the focus adjustment to reach the focal point. On the other hand, in the TV-AF method, the mountain shape of the AF evaluation value corresponding to the position of the focus lens 105 cannot be obtained. Therefore, the in-focus point cannot be captured, and a hunting state in which the focus lens compensator 105 is scanned to the closest side infinite side is obtained. The scene determination condition is that the AF evaluation value does not vary according to the TV-AF method, the level of the AF evaluation value is low, and the information regarding the subject distance of the subject distance measurement method varies greatly. The AF operation mode transitions to the restart operation mode. Further, in the AF method, focus adjustment is performed by the subject distance measurement method, and when the level of the AF evaluation value of the TV-AF method becomes high, the in-focus point is confirmed by the TV-AF method.
(特定シーン5)は、被写体距離の変化も絵柄の変化も無い状態で三脚等の固定シーンである。したがって、焦点位置は現在の合焦位置を保持する必要がある。シーン判別条件は、TV−AF方式のAF評価値の変動がなく、且つ、被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報の変動もないことである。AF動作モードは、現在のフォーカスコンペレンズ105の位置を保持する動作モードに遷移する。これにより、いわゆるAFロック状態となり、AF方式の選択は、次の撮影状況の変化まで特に選択する必要がない。 (Specific scene 5) is a fixed scene such as a tripod in a state where there is no change in subject distance and no change in pattern. Therefore, the focus position needs to hold the current focus position. The scene determination condition is that there is no change in the AF evaluation value of the TV-AF method, and there is no change in information corresponding to the subject distance of the subject distance measurement method. The AF operation mode transitions to an operation mode that maintains the current position of the focus lens 105. As a result, a so-called AF lock state is established, and it is not necessary to select the AF method until the next change in the shooting situation.
<AF制御>
次にカメラAFマイコン114で行われるAF制御について図3等を用いて説明する。図3のフローチャートは、図6に示した5つの代表的な撮影シーンを特定し、AF動作の制御状態を変更する例である。特に説明しない限り、カメラAFマイコン114の指示にしたがって行われる。
<AF control>
Next, AF control performed by the
Step301は処理の開始を示している。はじめにStep330で、ユーザーの操作に基づく現在の焦点調節モードを取り込み、上記のモードA(A−1,A−2),Bを判別しておく。次ぎにStep322でAF動作としてTV−AF方式の信号を主とするか、被写体距離測定方式信号を主とするかを選択する。TV−AF方式であればStep302へ進み、被写体距離測定方式であればStep323に進む。ここでは、電源投入の初期状態では被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報に応じ焦点調節をするものとする。すなわち、焦点調節モードがB:TV−AFモードと選択されている場合には、Step302に進み、焦点調節モードがA:ハイブリッドAFモードと選択されている場合には、Step323に進む。 Step 301 indicates the start of processing. First, in Step 330, the current focus adjustment mode based on the user's operation is taken in, and the above modes A (A-1, A-2) and B are discriminated. Next, at Step 322, it is selected whether the main signal is the TV-AF method signal or the subject distance measurement method signal as the AF operation. If it is the TV-AF system, the process proceeds to Step 302, and if it is the subject distance measurement system, the process proceeds to Step 323. Here, in the initial state when the power is turned on, focus adjustment is performed according to information corresponding to the subject distance of the subject distance measurement method. That is, when the focus adjustment mode is selected as B: TV-AF mode, the process proceeds to Step 302, and when the focus adjustment mode is selected as A: Hybrid AF mode, the process proceeds to Step 323.
なお、後述の処理ルーチンを進み、Step329でTVAFが選択され、再びStep322に戻る場合には、焦点調節モードがA:ハイブリッドAFモードとなっていても、Step302に進むこととする。 In the case where the processing routine described later is advanced and TVAF is selected in Step 329 and the process returns to Step 322 again, the process proceeds to Step 302 even if the focus adjustment mode is the A: hybrid AF mode.
TV−AF方式で焦点調節を行う場合、Step302で微小駆動動作を行い、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。本実施例の焦点調節モードに応じて、微少駆動動作の動作特性をどのように変更するかは、あとで説明する。 When performing the focus adjustment by the TV-AF method, a minute driving operation is performed at Step 302, and it is determined whether the in-focus position is in focus or not in focus. How to change the operation characteristics of the minute driving operation according to the focus adjustment mode of this embodiment will be described later.
Step305においては、Step302で合焦判定できたかどうか判別し、合焦判別できた場合はStep311へ進み合焦・再起動判定処理を行い、合焦判定できていない場合はStep306へ進む。
Step306においては、Step302で方向判別ができたかどうか判別し、方向判別できた場合はStep307へ行き山登り駆動動作を行い、方向判別ができていない場合はStep322経由でStep302へ戻り微小駆動動作を継続する。
In Step 305, it is determined whether or not the focus is determined in Step 302. If the focus is determined, the process proceeds to Step 311 to perform the focus / restart determination process. If the focus is not determined, the process proceeds to Step 306.
In Step 306, it is determined whether or not the direction can be determined in Step 302. If the direction can be determined, go to Step 307 to perform the hill-climbing driving operation. If the direction cannot be determined, return to Step 302 via Step 322 and continue the minute driving operation. .
Step307では、所定の速度でフォーカスレンズを山登り駆動する。本実施例の焦点調節モードに応じて、山登り動作の動作特性をどのように変更するかは、あとで説明する。 In Step 307, the focus lens is driven to climb up at a predetermined speed. How to change the operation characteristics of the hill-climbing operation according to the focus adjustment mode of this embodiment will be described later.
Step308においてStep307の山登り駆動でAF評価値がピークを越えたかどうか判別し、ピークを越えたと判別された場合はStep309へ進み、ピークを越えていない場合はStep307へ戻り山登り駆動動作を継続する。Step309では、山登り駆動の動作中のAF評価値がピークとなった位置にフォーカスレンズ105を戻す。Step310においては、AF評価値がピークの位置にフォーカスレンズ105が戻ったかどうか判別する。その結果、ピークに戻っている場合はStep322経由でStep302へ戻り再び微小駆動動作をおこなう。一方、ピークに戻っていない場合はStep309へ戻りピークに戻す動作を継続する。
In Step 308, it is determined whether or not the AF evaluation value has exceeded the peak in the step 307 climbing drive. If it is determined that the peak has been exceeded, the process proceeds to Step 309. In Step 309, the focus lens 105 is returned to the position where the AF evaluation value during the hill-climbing driving operation becomes a peak. In
次に、Step311からの合焦・再起動判定処理について説明する。Step311では合焦判定された合焦位置へフォーカスコンペレンズ105を移動する。Step312では合焦位置へ移動したかどうかを判別する。合焦移置へ移動していればStep313へ進み、移動していなければStep311へ戻る。Step313では合焦位置におけるAF評価値、及び被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報を保持する。Step314で最新のAF評価値、及び被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報を取り込む。Step317で外測測距ユニット216の被写体距離測定方式の被写体距離に対応する情報の変動量が大きいかを判別する。変動量が大きい場合、Step315で、Step313で保持したAF評価値と最新のAF評価値とを比較しAF評価値の変動が大きいか判定する。AF評価値が大きく変動していればStep319へ進み、次回のAF動作を被写体距離に対応する情報を用いて行う被写体距離測定方式と設定する。Step322に戻り、Step323から再起動動作モードへ遷移する。これは特定シーン1の撮影状況と特定された処理となる。Step315でAF評価値が変動していないと判別された場合、Step318へ行き、Step314で取り込んだ現在のAF評価値のレベルが所定のしきい値未満かを判別する。AF評価値のレベルが低いときは、特定シーン4のコントラストの低い被写体への被写体距離の変化シーンであるとしてStep319に進む。そして、再起動動作モードに遷移する。AF評価値のレベルが所定しきい値以上の場合には、特定シーン3の外測ユニット126の視差が発生した状態であるとし、Step320で次回のAF動作もTVAFで行うと決定する。Step322からStep302での処理に戻り、再起動動作モードに遷移する。
Next, focus / restart determination processing from Step 311 will be described. In Step 311, the focus lens 105 is moved to the focus position determined to be in focus. In Step 312, it is determined whether or not the focus position has been moved. If it has moved to in-focus transfer, it will progress to Step 313, and if it has not moved, it will return to Step 311. In Step 313, information corresponding to the AF evaluation value at the in-focus position and the subject distance of the subject distance measurement method is held. In step 314, the latest AF evaluation value and information corresponding to the subject distance of the subject distance measurement method are fetched. In step 317, it is determined whether or not the amount of change in information corresponding to the subject distance of the subject distance measurement method of the external distance measuring unit 216 is large. When the variation amount is large, in Step 315, the AF evaluation value held in Step 313 is compared with the latest AF evaluation value to determine whether the variation of the AF evaluation value is large. If the AF evaluation value fluctuates greatly, the process proceeds to Step 319, and the next AF operation is set as a subject distance measurement method in which information corresponding to the subject distance is used. Returning to Step 322, the process proceeds from Step 323 to the restart operation mode. This is the processing specified as the shooting situation of the
Step317で外測測距ユニット126の被写体距離に対応する情報が変動していないと判断された場合には、Step321に進む。そして、Step313で保持したAF評価値と最新のAF評価値とを比較しAF評価値の変動が大きいか判定する。AF評価値が大きく変動していればStep319へ進み、次回のAF動作を被写体距離測定方式と設定し、Step322に戻り、Step323から動作モードへ遷移する。ただし、このとき被写体距離に対応する情報は変動していないので、フォーカスコンペレンズ105の位置はほぼ保持するように制御されることになる。この撮影状況は特定シーン2の等距離被写体をパンニングした場合に相当する。したがって、距離変化はないが、撮影像の絵柄が変化してAF評価値が変動している状況と特定される。Step321でAF評価値の変動がないと判断された場合、Step316で、フォーカスレンズ105を停止しStep314へ戻り合焦・再起動判定処理を継続する。この撮影シーンは、被写体の距離も絵柄の変化もない状態の特定シーン5の状態である。
If it is determined in step 317 that the information corresponding to the subject distance of the external distance measuring unit 126 has not changed, the process proceeds to step 321. Then, the AF evaluation value held in Step 313 is compared with the latest AF evaluation value, and it is determined whether the variation of the AF evaluation value is large. If the AF evaluation value has fluctuated greatly, the process proceeds to Step 319, the next AF operation is set as the subject distance measurement method, the process returns to Step 322, and the process proceeds from Step 323 to the operation mode. However, since the information corresponding to the subject distance is not changed at this time, the position of the focus lens 105 is controlled to be substantially maintained. This shooting situation corresponds to the case where an equidistant subject in the
Step319経由でStep322からの処理に戻る場合、特定シーン1,2,4の場合がある。Step330でA:ハイブリッドAFモード、且つ、Step322で被写体距離測定方式と判別される。Step323に進み、TVAFのAF評価値を取り込みながら、フォーカスコンペレンズ105を移動させる。この移動位置は、Step324で最新の外測測距情報を取り込みながら、距離情報を基に合焦位置演算された合焦位置である。このStep324の処理中、フォーカスコンペレンズ105の移動速度や移動速度の加減速特性を、Step330にて取り込んだ、焦点調節モードの状態に応じて、特性を変更する。特性変更については、あとで説明する。Step325で被写体距離測定方式による測定した合焦位置にフォーカス位置が到達したかを監視し、未達であればStep323に戻って到達まで待機する。
When returning to the processing from Step 322 via
特定シーン1の場合、被写体の距離変化が確実にあった状況なので、再起動動作としてフォーカス位置は、被写体距離測定方式での合焦位置まで高速で焦点調節することになる。特定シーン2の場合には、距離変化が無い状況なので、被写体距離測定方式での合焦位置はStep321で判別されたときのフォーカスコンペレンズ105の位置をほぼ保持するように動作することになる。特定シーン4の被写体のコントラストが低い場合は、距離変化が存在したので、即座の焦点調節が行われることになる。
In the case of the
フォーカスコンペレンズ105の位置が被写体距離測定方式での合焦点に対応する位置に至るとStep326でAF評価値を再度取り込む。Step327でAF評価値の変動量が大きいかを判別する。AF評価値の変動が大きい場合は、特定シーン2の等距離被写体の絵柄が変化している場合である。したがって、現在のフォーカス位置を保持すべく、Step323に戻り被写体距離測定方式での被写体距離に対応する情報に応じた焦点調節を継続する。カメラワークが安定してAF評価値の変動が収まるとStep328経由でStep329に至り、次回よりTV−AFでの合焦確認動作に移行する。Step328は、現在のAF評価値のレベルが所定のしきい値未満かを判別している。AF評価値レベルが小さい場合は、被写体のコントラストが低い特定シーン4であるとし、TV−AFには移行せずにStep323に戻って外測測距情報に応じたピント合わせ動作を継続する。コントラストが高い被写体に変更された際には、Step328でAF評価値が所定しきい値をこえる。したがって、Step329でAF動作をTV−AF方式に切替て、Step322に戻り、TV−AFでの合焦確認動作に移行する。
When the position of the focus lens 105 reaches a position corresponding to the focal point in the subject distance measurement method, the AF evaluation value is captured again at Step 326. In Step 327, it is determined whether or not the variation amount of the AF evaluation value is large. When the AF evaluation value fluctuates greatly, the pattern of the equidistant subject in the
<微小駆動>
次に、微小駆動動作について図8で説明する。Step401は、処理の開始を示している。Step402では、現在のModeが0か判別し、0であればStep403へ進み後述の至近側のレンズ位置における処理、そうでなければStep412へ進む。
<Micro drive>
Next, the minute driving operation will be described with reference to FIG. Step 401 indicates the start of processing. In Step 402, it is determined whether or not the current Mode is 0. If it is 0, the process proceeds to Step 403, and the process at the lens position on the near side described later is performed.
(至近側のレンズ位置における処理)
Step403ではAF評価値処理回路からAF評価値を取り込む。このAF評価値は後述のMode=2で無限側にフォーカスレンズ105がいる時にCCDに蓄積された電荷から作られた映像信号によるものになる。Step404ではStep403で取り込んだAF評価値を無限側AF評価値として保存する。Step405においては、所定回数1連続して合焦方向と判断される方向が同一であればStep408へ進む。所定回数1連続して合焦方向と判断される方向が同一でなければStep406へ進む。Step406においては、これまでの所定期間のフォーカスレンズ105の位置の平均位置を合焦点として演算する。Step407においては、所定回数2フォーカスレンズ105が同一エリアで往復を繰り返していればStep409へ進む。所定回数フォーカスレンズ105が同一エリアで往復を繰り返していなければStep410へ進みModeを加算してStep411へ進み本処理を抜ける。ここでの加算は、4以上になった場合は0に戻し、0、1、2,3の巡回カウンタ値を決定する。
(Processing at the closest lens position)
In Step 403, an AF evaluation value is fetched from the AF evaluation value processing circuit. This AF evaluation value is based on a video signal generated from charges accumulated in the CCD when Mode = 2 described later and the focus lens 105 is located on the infinite side. In Step 404, the AF evaluation value captured in Step 403 is stored as an infinite side AF evaluation value. In Step 405, if the direction determined to be the in-focus direction is the same one predetermined number of times, the process proceeds to Step 408. If the direction determined to be the in-focus direction for a predetermined number of times is not the same, the process proceeds to Step 406. In Step 406, the average position of the focus lens 105 in the predetermined period so far is calculated as the focal point. In Step 407, if the two-focus lens 105 repeats reciprocation in the same area a predetermined number of times, the process proceeds to Step 409. If the focus lens 105 does not repeat reciprocation within the same area a predetermined number of times, the process proceeds to Step 410, Mode is added, and the process proceeds to Step 411 to exit the present process. The addition here returns to 0 when 4 or more, and the cyclic counter values of 0, 1, 2, and 3 are determined.
Step408では方向判別できたとして、Step411へ進み処理を終了する。Step409では合焦判定できたとして、Step411へ進み処理を終了し、合焦停止・再起動判定へ移行する。 In Step 408, assuming that the direction can be determined, the process proceeds to Step 411 and the process is terminated. In Step 409, it is determined that the in-focus state has been determined.
Step412では、現在のModeが1か判別し、1であればStep413へ進み後述のレンズを無限に駆動する処理を行い、そうでなければStep418へ進む。 In Step 412, it is determined whether or not the current Mode is 1, and if it is 1, the process proceeds to Step 413, and a process for driving the lens described below infinitely is performed. Otherwise, the process proceeds to Step 418.
(レンズを無限に駆動する処理)
Step413では、振動振幅、中心移動振幅が演算される。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。Step414では、前述のMode=0における無限側のAF評価値と後述のMode=3における至近側AF評価値を比較する。無限側のAF評価値が至近側のAF評価値よりも大きければStep415へ進む。一方、無限側のAF評価値が至近側のAF評価値よりも小さければStep416へ進む。
(Process to drive the lens indefinitely)
In Step 413, the vibration amplitude and the center movement amplitude are calculated. Although not described in detail here, based on the depth of focus, it is common to decrease the amplitude when the depth is shallow and increase the amplitude when the depth is deep. In Step 414, the infinite AF evaluation value at Mode = 0 is compared with the near-side AF evaluation value at Mode = 3, which will be described later. If the infinite AF evaluation value is larger than the closest AF evaluation value, the process proceeds to Step 415. On the other hand, if the infinite AF evaluation value is smaller than the closest AF evaluation value, the process proceeds to Step 416.
Step415では、駆動振幅を、(駆動振幅)=(振動振幅)+(中心移動振幅)とする。Step416では、駆動振幅を、(駆動振幅)=(振動振幅)とする。Step417では無限方向へStep415あるいはStep416で決められた振幅で駆動する。Step405以降は前述の通りである。 In Step 415, the drive amplitude is (drive amplitude) = (vibration amplitude) + (center movement amplitude). In Step 416, the drive amplitude is (drive amplitude) = (vibration amplitude). In Step 417, driving is performed in the infinite direction with the amplitude determined in Step 415 or Step 416. Step 405 and subsequent steps are as described above.
Step418では、現在のModeが2か判別し、2であればStep419へ進み後述の無限のレンズ位置における処理、そうでなければStep421へ進む。 In Step 418, it is determined whether or not the current Mode is 2. If it is 2, the process proceeds to Step 419, and the process at an infinite lens position described later is performed, otherwise, the process proceeds to Step 421.
(無限側のレンズ位置における処理)
Step419ではAF評価値処理回路からAF評価値を取り込む。このAF評価値は前述のMode=0で至近側にフォーカスレンズ105がある場合に撮像素子としてのCCDに蓄積された電荷から作られた映像信号によるものになる。Step420ではStep419で取り込んだAF評価値を至近側AF評価値として保存する。Step405以降は前述の通りである。
(Processing at infinite lens position)
In Step 419, an AF evaluation value is fetched from the AF evaluation value processing circuit. This AF evaluation value is based on a video signal generated from charges accumulated in a CCD as an image sensor when Mode = 0 described above and the focus lens 105 is on the near side. In Step 420, the AF evaluation value captured in Step 419 is stored as the closest AF evaluation value. Step 405 and subsequent steps are as described above.
(レンズを至近に駆動する処理)
Step421では、振動振幅、中心移動振幅が演算される。ここでは詳しく述べないが被写体深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。Step422では、前述のMode=0における無限側AF評価値と前述のMode=3における至近側AF評価値を比較する。至近側AF評価値が無限側AF評価値よりも大きければStep423へ進む。一方、至近側AF評価値が無限側AF評価値よりも小さければStep424へ進む。
(Process to drive the lens closer)
In Step 421, the vibration amplitude and the center movement amplitude are calculated. Although not described in detail here, the amplitude is generally small when the depth is shallow and the amplitude is large when the depth is deep, based on the subject depth. In Step 422, the infinite AF evaluation value at Mode = 0 is compared with the near AF evaluation value at Mode = 3. If the close AF evaluation value is larger than the infinite AF evaluation value, the process proceeds to Step 423. On the other hand, if the closest AF evaluation value is smaller than the infinite AF evaluation value, the process proceeds to Step 424.
Step423では、駆動振幅を、(駆動振幅)=(振動振幅)+(中心移動振幅)とする。 In Step 423, the drive amplitude is (drive amplitude) = (vibration amplitude) + (center movement amplitude).
Step424では、駆動振幅を、(駆動振幅)=(振動振幅)とする。 In Step 424, the drive amplitude is (drive amplitude) = (vibration amplitude).
Step425では無限方向へStep423あるいはStep424で決められた振幅で駆動する。Step405以降は前述の通りである。 In Step 425, driving is performed in the infinite direction with the amplitude determined in Step 423 or Step 424. Step 405 and subsequent steps are as described above.
上記フォーカスレンズ105の動作の時間経過を示したのが図5である。ここで横軸は時間、縦軸はフォーカスレンズ105の位置である。上部にある下に凸の周期は映像信号の垂直同期信号を表している。ここでAの間に撮像素子としてのCCDに蓄積された電荷(斜線楕円)に対するAF評価値EVAが時刻TAで取り込まれる。Bの間にCCDに蓄積された電荷(斜線楕円)に対するAF評価値EVBが時刻TBで取り込まれる。時刻TCでは、AF評価値EVA、EVBを比較し、EVB>EVAであれば振動中心を移動する。一方、EVA>EVBであれば振動中心を移動しない。 FIG. 5 shows the time course of the operation of the focus lens 105. Here, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the position of the focus lens 105. The downwardly convex period at the top represents the vertical synchronization signal of the video signal. Here, the AF evaluation value EV A for the electric charge (hatched ellipse) accumulated in the CCD as the image sensor during A is taken in at time T A. The AF evaluation value EV B for the charge (hatched ellipse) accumulated in the CCD during B is taken in at time T B. At time T C, AF evaluation values EV A, compares the EV B, to move the vibration center if EV B> EV A. On the other hand, if EV A > EV B , the vibration center is not moved.
<山登り動作>
次に、山登り駆動動作について図9を用いて説明する。Step601は処理の開始を示している。Step602ではAF評価値処理回路からAF評価値を取り込む。Step603では山登り駆動スピードを設定する。ここでは詳しく述べないが、被写体深度を基準に、深度が浅い時はスピードを小さく、深度が深いときはスピードを大きくするのが一般的である。Step604においては、Step602で取り込んだAF評価値が前回のAF評価値より所定量小さいどうか判別する。小さくなければStep605へ進み、小さければStep611へ進む。ここで、所定量とはAF評価値のS/Nを考慮して決められる値であり、被写体固定、フォーカスレンズ一定でのAF評価値の変動幅以上の値とする。そうしないと、AF評価値の変動の影響を受け正しい方向に山登り駆動できない。Step605ではフォーカスレンズ105が無限端に達しているかどうか判定する。無限端とは設計上決められたフォーカスレンズ105のストロークの最も無限寄りの位置である。無限端に達していればStep609へ進む。達していなければStep606へ進む。Step606ではフォーカスレンズ105が至近端に達しているかどうか判定する。至近端とは設計上決められたフォーカスレンズ105のストロークの最も至近寄りの位置である。至近端に達していればStep610へ進む。達していなければStep607へ進む。Step609、610ではそれぞれ反転した端を記憶するフラグをセットしてStep613へ進み、フォーカスレンズ105を逆方向に反転して山登り駆動を続ける。Step607では前回の順方向に所定の速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動し、Step608へ進み今回の処理を終わる。
<Mountain climbing action>
Next, the hill-climbing driving operation will be described with reference to FIG. Step 601 indicates the start of processing. In Step 602, an AF evaluation value is fetched from the AF evaluation value processing circuit. In Step 603, the hill-climbing driving speed is set. Although not described in detail here, based on the subject depth, it is common to decrease the speed when the depth is shallow and increase the speed when the depth is deep. In Step 604, it is determined whether or not the AF evaluation value captured in Step 602 is smaller by a predetermined amount than the previous AF evaluation value. If not smaller, the process proceeds to Step 605, and if smaller, the process proceeds to Step 611. Here, the predetermined amount is a value determined in consideration of the S / N of the AF evaluation value, and is a value equal to or larger than the fluctuation range of the AF evaluation value when the subject is fixed and the focus lens is constant. Otherwise, hill-climbing cannot be driven in the correct direction due to the influence of the fluctuation of the AF evaluation value. In Step 605, it is determined whether or not the focus lens 105 has reached the infinite end. The infinite end is the position closest to the end of the stroke of the focus lens 105 determined by design. If it has reached the infinite end, the process proceeds to Step 609. If not, the process proceeds to Step 606. In Step 606, it is determined whether or not the focus lens 105 has reached the closest end. The closest end is a position closest to the stroke of the focus lens 105 determined by design. If the close end has been reached, go to Step 610. If not, the process proceeds to Step 607. In Steps 609 and 610, a flag for storing the inverted end is set, and the process proceeds to Step 613. The focus lens 105 is inverted in the reverse direction and the hill-climbing driving is continued. In Step 607, the focus lens 105 is hill-climbed and driven at a predetermined speed in the previous forward direction.
Step611においては、AF評価値がピークを越えて減っていなければStep612へ進む。一方、AF評価値がピークを越えて減っていればStep614へ進み山登り駆動を終了し、Step608へ進み処理を終了し微小駆動動作へ移行する。Step612では、所定回数3連続して減少しているか判別し、連続して減少していればStep613へ進む。一方、連続して減少していなければStep607へ進む。Step607では前回の順方向に所定の速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動し、Step608へ進み今回の処理を終わる。Step613では、前回と逆方向に所定の一定速度でフォーカスレンズ105を山登り駆動し、Step608へ進み今回の処理を終わる。
In Step 611, if the AF evaluation value has not decreased beyond the peak, the process proceeds to Step 612. On the other hand, if the AF evaluation value has decreased beyond the peak, the process proceeds to Step 614 to end the hill-climbing drive, and the process proceeds to Step 608 to complete the process and shift to the minute drive operation. In Step 612, it is determined whether or not it has been continuously reduced by the predetermined number of
上記山登り駆動動作時のレンズの動きを示したのが、図7である。ここで、Aはピークを越えて減少しているので合焦点があるとして山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する。一方、Bはピークが無く減少しているので方向を間違えたものとして反転し、山登り駆動動作を続ける。 FIG. 7 shows the movement of the lens during the hill-climbing driving operation. Here, since A decreases beyond the peak, it is determined that there is a focal point, and the hill-climbing driving operation is terminated, and the operation shifts to the minute driving operation. On the other hand, since B decreases with no peak, it is reversed as having the wrong direction, and the hill-climbing driving operation is continued.
<フォーカスレンズ105の速度変更制御>
次に、焦点調節モードに応じ、TV−AF方式や被写体距離測定方式の特性をどのように制御するのかを説明する。ユーザーによりA:ハイブリッドAFモードが選択された場合、図3のStep330にて、現在が記録待機中の画角合わせモード(A−1)であるか、記録モード(A−2)であるかを判別する。画角合わせモードであれば、外測測距ユニット126にてフォーカスコンペレンズ105の移動速度Xを設定する。一方、記録モード(A−2)であればフォーカスレンズ105の移動速度Yを設定する。ここで、X>Yである。具体的にはX=60mm/sec程度の高速移動であり、フォーカスストローク1mmであれば、1垂直同期期間で移動完了できる速度である。速度Yは、10mm/sec程度の速度であり、フォーカス移動に暴れ感がなく、かといって、遅すぎず、合焦に至るまでのピントの合方がスムーズになるように設定している。また速度Bで動く際には、所定時間で2.5mm/sec→5mm/sec→10mm/secと加速パターンを経由する。また、被写体距離測定方式での合焦位置に至る所定時間前より、加速パターンと逆の減速パターンを踏む。これにより、合焦位置にスムーズに到達出来るように、自然なピント合わせを可能にしている。
<Speed change control of focus lens 105>
Next, how to control the characteristics of the TV-AF method and the subject distance measurement method in accordance with the focus adjustment mode will be described. When the user selects the A: hybrid AF mode, at Step 330 in FIG. 3, it is determined whether the current view angle alignment mode (A-1) or recording mode (A-2) is in the recording standby mode. Determine. In the angle-of-view adjustment mode, the external distance measuring unit 126 sets the moving speed X of the focus lens 105. On the other hand, in the recording mode (A-2), the moving speed Y of the focus lens 105 is set. Here, X> Y. Specifically, it is a high-speed movement of about X = 60 mm / sec, and if the focus stroke is 1 mm, the movement can be completed within one vertical synchronization period. The speed Y is a speed of about 10 mm / sec, and is set so that the focus movement is not too slow and the focus is smoothly adjusted until the focus is reached. Further, when moving at a speed B, a predetermined time passes through an acceleration pattern of 2.5 mm / sec → 5 mm / sec → 10 mm / sec. Further, a deceleration pattern opposite to the acceleration pattern is stepped on for a predetermined time before reaching the in-focus position in the subject distance measurement method. This enables natural focusing so that the in-focus position can be reached smoothly.
<TV−AF動作>
次ぎに、A:ハイブリッドAFモードが選択された場合やB:TV−AFモードが選択された場合の、TV−AF動作であるが、Step302,306で特性変更が為される。
<TV-AF operation>
Next, the TV-AF operation when the A: hybrid AF mode is selected or the B: TV-AF mode is selected, the characteristics are changed in Steps 302 and 306.
図3のStep302では、微少駆動動作の特性変更が為される。変更変数は、微少駆動振幅、及び、方向判別のし易さ(山登り動作への移行のし易さ)である。具体的には、図8のStep413,421で演算される微少駆動動作の駆動振幅である。これは、Step405で判別される「所定回数1連続して合焦方向同一か」の条件である。焦点調節モードが、画角合わせモード(A−1)、記録モード(A−2)、B:TV−AFモードの順に、微少駆動振幅は大→小と設定される。また、方向判別のし易さの条件は、あまい→厳しい、と設定される。具体的には所定回数1が、少ない→多い。駆動振幅が大きく、方向判別条件があまい画角合わせモードの方が、1回当たりの駆動量が大きい。且つ所定回数1も少ないので、早くに合焦方向が確定し、次回山登り動作に即座に移行でき、応答性を高めることが可能となる。
In Step 302 of FIG. 3, the characteristics of the minute driving operation are changed. The change variables are the minute drive amplitude and the ease of determining the direction (ease of shifting to the hill-climbing operation). Specifically, the drive amplitude of the minute drive operation calculated in Steps 413 and 421 in FIG. This is a condition of “whether the in-focus direction is the same for a predetermined number of
一方、TV−AFモードの場合、安定性優先モードである。微少振幅動作の動きが画面上に見えないように設定しつつ、合焦方向が検出されたと厳しく判断した場合に、山登り動作に移行する。これにより、移行条件も厳しくしている。これは、合焦点近傍で被写体の出入りがあった際に、距離変化が無い条件で山登り動作に移行し、焦点位置の変動が画面に生じないようにするためである。山登り移行条件を厳しくすることで、合焦点近傍でゆっくりと焦点位置が、ボケの見えない範囲で振動し、見た目のピント保持が出来るようにするためである。一方、記録モード(A−2)の場合には、画角合わせモードとTV−AFモードの中間値(中間条件)とすることで、応答性と安定性の良好なバランスが取れるように決定される。 On the other hand, the TV-AF mode is a stability priority mode. When it is determined that the in-focus direction has been detected while setting the movement of the minute amplitude operation to be invisible on the screen, the hill-climbing operation is started. This also makes the transition conditions stricter. This is to prevent a change in the focal position from occurring on the screen by shifting to a hill-climbing operation under the condition that there is no distance change when an object enters and exits near the focal point. This is because by making the hill-climbing transition conditions strict, the focus position slowly vibrates in the vicinity of the in-focus point and in the range where the blur cannot be seen, so that the visual focus can be maintained. On the other hand, in the case of the recording mode (A-2), an intermediate value (intermediate condition) between the angle-of-view adjustment mode and the TV-AF mode is determined so that a good balance between responsiveness and stability can be obtained. The
Step306では、山登り動作の駆動速度が、焦点調節モードに応じて決定される。具体的には、図9のStep603で決定される。上述の焦点調節モードの目的に従い、画角合わせモード(A−1)、記録モード(A−2)、B:TV−AFモードの順に、山登り速度は大→小となるように設定される。画角合わせモード(A−1)では、応答性を高くするためであり、TV−AFモードでは安定性優先なので、誤って山登り動作をしても、ボケがわかりにくい低速にして応答性を下げる。 In Step 306, the driving speed of the mountain climbing operation is determined according to the focus adjustment mode. Specifically, it is determined in Step 603 of FIG. In accordance with the purpose of the focus adjustment mode described above, the hill-climbing speed is set from large to small in the order of the angle-of-view adjustment mode (A-1), recording mode (A-2), and B: TV-AF mode. This is for increasing the responsiveness in the angle-of-view mode (A-1) and giving priority to stability in the TV-AF mode. .
以上説明した、本実施例の特徴を一覧表にしたのが、図10である。各焦点調節モードに応じ、被写体距離測定方式やTV−AF方式での速度、その他の特性決めパラメ−タをどのように設定し、各モードでの基本動作を実現するのかを表現してある。 FIG. 10 shows a list of the features of this embodiment described above. It shows how the speed in the subject distance measurement method, TV-AF method, and other characteristic determination parameters are set according to each focus adjustment mode to realize the basic operation in each mode.
尚、本実施例で、ユーザーが焦点調節モードとしてB:TV−AFモードを選択する際は、三脚撮影など、一度合わせたピントからは被写体の出入りでピント変動が起きないように、安定性を高くした。この点、コンバージョンレンズ装着の際には、B:TV−AFモードを設定するようにしてもよい。測定された被写体距離に対応位置にフォーカスレンズ105を移動させても、撮影像はピントが合わない現象が発生するのを防止するためである。この現象は、コンバージョンレンズなどを装着した場合、等距離被写体であっても、撮像レンズ101〜105と外部測距ユニット126との光路長が異なるため発生する。 In this embodiment, when the user selects the B: TV-AF mode as the focus adjustment mode, the stability is adjusted so that the focus does not fluctuate due to the entry / exit of the subject from the focus adjusted once such as tripod shooting. It was expensive. In this regard, when the conversion lens is attached, the B: TV-AF mode may be set. This is to prevent the phenomenon that the photographed image is out of focus even if the focus lens 105 is moved to a position corresponding to the measured subject distance. This phenomenon occurs because the optical path lengths of the imaging lenses 101 to 105 and the external distance measuring unit 126 are different even when the subject is equidistant when a conversion lens or the like is attached.
以上、説明してきたように、撮影状態に応じて最適なAF動作が可能となる。特に、画角合わせの際は応答性を優先とし、記録の際には応答性と安定性のバランスをとるようにAF特性を変更する。これにより、撮影状況の目的に合わせた、快適な焦点調節機能を提供することが可能となる。特に、焦点調節はユーザーの嗜好性が高いので、ユーザーに選択させることにより、ユーザーの好みにマッチするピント合わせを実現できる。また、同時に快適感を提供することが可能となる。 As described above, the optimum AF operation can be performed according to the shooting state. In particular, the responsiveness is given priority when adjusting the angle of view, and the AF characteristics are changed so as to balance responsiveness and stability during recording. This makes it possible to provide a comfortable focus adjustment function that matches the purpose of the shooting situation. In particular, since focus adjustment has high user preference, focusing that matches the user preference can be realized by allowing the user to select the focus adjustment. At the same time, it is possible to provide a comfortable feeling.
さらに、距離検出精度が悪い場合でも、応答性優先の画角合わせでは、TV−AFのみでも応答良くすることが可能となり、あらゆる撮影シーンで、快適性を提供することが可能となる。焦点調節モードにより、被写体距離を検出し合焦位置を演算するTV−AF以外のAF手段のみでなく、動作する焦点調節モードにマッチするようにTV−AFの動作特性も変えるからである。 Furthermore, even when the distance detection accuracy is poor, it is possible to improve the response with only the TV-AF in the angle-of-view matching with the response priority, and it is possible to provide comfort in any shooting scene. This is because, in the focus adjustment mode, not only the AF means other than the TV-AF that detects the subject distance and calculates the focus position, but also the operation characteristics of the TV-AF are changed so as to match the focus adjustment mode that operates.
<その他>
図2は図1と一部異なる撮像装置のシステム構成を示す図である。図1と構成要素が同一の説明は省略する。図1では、外部測距ユニット126を用いたが、図2においては、TTL位相差検出方式を用いて示す。131は固定されている第1固定レンズ群、132は変倍を行う変倍レンズ群、133はフォーカスコンペレンズ、120は結像レンズである。121は、オートフォーカスのための光分割を行うハーフプリズムである。122は、サブミラー、123はAFのための結像レンズである。124は位相差検出方式のAFセンサ、125はAF回路である。AFマイコン114は、AF回路125を介したAFセンサ124の出力から、ズレ量、ズレ方向を検出する。
<Others>
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of an imaging apparatus that is partially different from FIG. A description of the same components as in FIG. 1 is omitted. Although the external distance measuring unit 126 is used in FIG. 1, the TTL phase difference detection method is used in FIG. Reference numeral 131 denotes a fixed first fixed lens group, 132 denotes a variable power lens group that performs zooming, 133 denotes a focus lens, and 120 denotes an imaging lens. Reference numeral 121 denotes a half prism that performs light division for autofocus. Reference numeral 122 denotes a sub mirror, and 123 denotes an imaging lens for AF. Reference numeral 124 denotes a phase difference detection type AF sensor, and 125 denotes an AF circuit. The
このような構成の撮像装置の場合、絞り103は動画撮影中、実際に動作中であるため、絞り103の手前でハーフプリズム121により入力光を分割する必要がある。
In the case of the imaging apparatus having such a configuration, the
図2で説明した構成においても、上述したAF制御のアルゴリズムの適用が可能である。図2で説明した構成でのフローチャートを図4に示す。このフローチャートは図3に相当するので共通部分の説明はそちらに譲る。異なっているのはStep401、Step402、Step403、Step404、Step405、Step406が内測ズレ測距情報に変わっている点である。 The above-described AF control algorithm can also be applied to the configuration described with reference to FIG. FIG. 4 shows a flowchart of the configuration described in FIG. Since this flowchart corresponds to FIG. 3, the description of the common parts will be left here. What is different is that Step 401, Step 402, Step 403, Step 404, Step 405, and Step 406 are changed to internal measurement distance measurement information.
105 フォーカスコンペレンズ(フォーカスレンズ)
106 撮像素子であるCCD
109 記録装置
110 変倍レンズ102を移動させるための駆動源であるモータ
111 フォーカスレンズ105を移動させるための駆動源であるモータ
113 AF評価値処理回路
114 カメラAFマイコンである
117 焦点調節モードをユーザーが選択可能なスイッチユニット
126 外部測距ユニット
105 Focus lens (focus lens)
106 CCD as an image sensor
DESCRIPTION OF SYMBOLS 109
Claims (10)
光束の分割方向の相対的位置ズレ量に対応する情報を検出する第2の検出手段と、
前記撮像手段から得られた映像信号の記録を制御する記録制御手段と、
前記第1の検出手段と前記第2の検出手段の検出結果を用いて焦点位置を制御する第1のモードと、前記第2の検出手段の結果を用いずに前記第1の検出手段の結果を用いて焦点位置を制御する第2のモードとを有し、前記第2のモードの場合には、前記映像記録の開始前後で前記第1のモードの場合に変える前記第1の検出手段の検出結果を用いて映像信号の高周波成分が多くなる方へ焦点位置を移動させる際の移動速度を前記映像信号の記録の開始前後において変えずに、且つ所定の移動速度で前記第1の検出手段の検出結果を用いて映像信号の高周波成分が多くなる方へ焦点位置を移動するよう制御し、前記第1のモードの場合には、前記第1の検出手段の検出結果を用いて映像信号の高周波成分が多くなる方へ焦点位置を移動させる際の移動速度を、前記第2のモードの場合の移動速度よりも速くすることで前記第2の検出手段の検出結果を用いて焦点位置を移動させるときの速度と前記第2の検出手段の検出結果を用いずに焦点位置を移動させるときの速度との差を小さくしつつ、前記映像信号の記録の開始前よりも開始後に低くして制御する制御手段とを有することを特徴とする焦点調節装置。 First detection means for extracting a high-frequency component of a video signal output by photoelectric conversion of the imaging means from subject light that has passed through the imaging optical system, and detecting a focused state;
Second detection means for detecting information corresponding to the relative positional deviation amount in the splitting direction of the luminous flux ;
Recording control means for controlling recording of the video signal obtained from the imaging means;
A first mode that controls the focal position by using the detection result of said second detecting means and said first detecting means, said first detecting means without using the result of said second detecting means the results and a second mode that controls the focal position by using, wherein when the second mode, the video recording start back and forth changing Ru said first when said first mode Using the detection result of the detection means, the moving speed when moving the focal position to the direction where the high frequency component of the video signal increases is not changed before and after the start of recording of the video signal , and at the predetermined moving speed . The detection result of the detection means is used to control the focus position to move toward the higher frequency component of the video signal, and in the case of the first mode, the detection result of the first detection means is used. Move the focus position to the direction where the high frequency component of the video signal increases. The movement speed of the second detection means is made faster than the movement speed in the second mode so that the focal position is moved using the detection result of the second detection means and the detection of the second detection means. And a control means for controlling to reduce the difference from the speed when moving the focal position without using the result, and lowering the difference after the start of recording of the video signal. apparatus.
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