JP2000155261A - Focus detecting method, focus detector and storage medium storing focus detecting method - Google Patents

Focus detecting method, focus detector and storage medium storing focus detecting method

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JP2000155261A
JP2000155261A JP33275298A JP33275298A JP2000155261A JP 2000155261 A JP2000155261 A JP 2000155261A JP 33275298 A JP33275298 A JP 33275298A JP 33275298 A JP33275298 A JP 33275298A JP 2000155261 A JP2000155261 A JP 2000155261A
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JP
Japan
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focus detection
photographing
image
setting condition
phase difference
Prior art date
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Pending
Application number
JP33275298A
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Japanese (ja)
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Masato Ikeda
政人 池田
Takao Sasakura
孝男 笹倉
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a situation that focus detection is impossible and to realize high-speed operation in arithmetic operation time by changing a focus detection arithmetic method in accordance with a setting condition for photographing. SOLUTION: A diaphragm for focus detection 3 has two aperture parts (hereinafter referred to as a left-side pupil and a right-side pupil) having the same shape in a horizontal direction in order to perform a pupil time division phase difference AF. In the case of focus detection, the diaphragm 3 is inserted in the optical path of a photographing lens by a motor 4, and a light shielding plate 5 is moved by a motor 6 so as to shield either the left-side pupil or the right-side pupil from light, whereby an optical image consisting of luminous flux passing through the different pupil is formed on a CCD 9. Namely, in order to perform the pupil time division phase difference AF, the diaphragm 3 is inserted in the optical path according to designation from a system control part 13. By using the appropriate focus detection arithmetic method in accordance with the setting condition of a camera in such a way, the situation that the focus detection is impossible is restrained and the high-speed operation in the focus detection arithmetic operation time is realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラな
どの撮像素子を用いた撮像装置の焦点検出方法、焦点検
出装置及び焦点検出方法を記憶した記憶媒体に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a focus detection method for an image pickup apparatus using an image pickup device such as a digital camera, a focus detection apparatus, and a storage medium storing the focus detection method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一眼レフ方式の銀塩カメラなどに
用いられている自動焦点装置には、位相差検出方式の焦
点検出装置が数多く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a large number of phase difference detection type focus detection devices have been used as automatic focus devices used in single-lens reflex type silver halide cameras and the like.

【0003】図15は、従来の位相差検出方式の焦点検
出装置を有する一眼レフカメラの断面図であり、撮影レ
ンズ101から射出してきた光束109aはハーフミラ
ーでできた主ミラー102にて反射する光束109bと
透過する光束109eに分けられる。反射した光束10
9bはピント板103の拡散面上に被写体を結像し、撮
影者は接眼レンズの105a,105bおよびペンダプ
リズム104を介してピント板上の被写体像を観察する
ように構成されている。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a single-lens reflex camera having a conventional focus detection device of a phase difference detection method. A light beam 109a emitted from a photographing lens 101 is reflected by a main mirror 102 made of a half mirror. It is divided into a light beam 109b and a light beam 109e to be transmitted. Reflected light beam 10
Numeral 9b forms an image of a subject on the diffusion surface of the focus plate 103, and the photographer observes the subject image on the focus plate via the eyepieces 105a and 105b and the ender prism 104.

【0004】主ミラー102を透過した光束109eは
サブミラー106によって反射し、焦点検出装置107
へと導かれ、焦点検出装置107は撮影レンズ101か
らの光束109fによって、撮影レンズ101の銀塩フ
ィルム108に対する焦点状態(デフォーカス量)を検
出するようになっている。
The light beam 109e transmitted through the main mirror 102 is reflected by the sub mirror 106, and
The focus detection device 107 detects a focus state (a defocus amount) of the photographing lens 101 with respect to the silver halide film 108 based on a light beam 109f from the photographing lens 101.

【0005】検出されたデフォーカス量が所定の合焦幅
より大きく、非合焦状態であると判定されると、検出さ
れたデフォーカス量を解消するように撮影レンズ101
のフォーカス調整用レンズを駆動し焦点調節を行う。
When the detected defocus amount is larger than a predetermined focusing width and it is determined that the subject is out of focus, the photographing lens 101 is moved so as to cancel the detected defocus amount.
The focus adjustment lens is driven to adjust the focus.

【0006】次に図16、図17を使って従来の焦点検
出装置の焦点検出原理について説明する。図16aはピ
ントの合った状態すなわち合焦状態であり、撮影レンズ
110の異なる2つの瞳を通過してきた光束116a,
116bは一次結像面114で結像し、一次結像面上の
被写体像は二次結像レンズ112a,112bによって
各々2つのラインセンサー113a,113bが配置さ
れるセンサー面上に再結像する。ここで、フィールドレ
ンズ111は撮影レンズ110の一次結像面近傍に配置
され、所定の像高の光束を効率よくセンサー面に導き、
像高の増加に伴って発生する光量低下を防止する。
Next, the focus detection principle of the conventional focus detection device will be described with reference to FIGS. FIG. 16A shows a focused state, that is, a focused state, in which light beams 116a and 116a passing through two different pupils of the photographing lens 110 are shown.
Reference numeral 116b forms an image on the primary image forming surface 114, and the subject image on the primary image forming surface is re-imaged by the secondary image forming lenses 112a and 112b on a sensor surface on which two line sensors 113a and 113b are arranged. . Here, the field lens 111 is disposed near the primary imaging plane of the photographing lens 110, and efficiently guides a light beam having a predetermined image height to the sensor surface,
It is possible to prevent a decrease in the amount of light that occurs with an increase in the image height.

【0007】一般に、撮影レンズ110の異なる瞳を通
過してくる2つの光束116a,116bを規定するの
は二次結像レンズ112a,112bの直前あるいは直
後に配置される不図示の絞りであり、撮影レンズ10に
瞳分割するような部材は持たない。
Generally, the two light beams 116a and 116b passing through different pupils of the photographing lens 110 are defined by apertures (not shown) disposed immediately before or immediately after the secondary imaging lenses 112a and 112b. The photographing lens 10 does not have a member for dividing the pupil.

【0008】ラインセンサー113a,113b上に結
像される2つの像は、異なる瞳を通過した光束のため、
レンズの繰り出し量により、像の相対位置が図16、図
17のように、合焦、前ピン、後ピンの各状態で異な
る。
[0008] The two images formed on the line sensors 113a and 113b are luminous fluxes having passed through different pupils.
As shown in FIGS. 16 and 17, the relative position of the image differs in each of the in-focus state, the front focus state, and the rear focus state depending on the extension amount of the lens.

【0009】図16(a)、図17(a)は、合焦状態
の時で、ラインセンサー113a,113b上に結像さ
れる2つの像の間隔は、2つのラインセンサーの相対的
な距離e0と等しく、合焦の時は常に一定である。
FIGS. 16 (a) and 17 (a) show the distance between two images formed on the line sensors 113a and 113b at the time of focusing, and the relative distance between the two line sensors. It is equal to e0 and is always constant at the time of focusing.

【0010】図16(b)、図17(b)は、デフォー
カス量d1だけ前ピン状態の時で、2つの像の間隔el
は、e0より小さくなり、デフォーカス量dlが大きく
なればe0とelの差δ1も大きくなる。
FIGS. 16 (b) and 17 (b) show a state in which the front focus state is set by the defocus amount d1 and the distance el between the two images.
Is smaller than e0, and if the defocus amount dl increases, the difference δ1 between e0 and el also increases.

【0011】図16(c)、図17(c)はデフォーカ
ス量d2だけ後ピント状態の時で、2つの像の間隔e2
はe0より大きくなる。そして、デフォーカス量d2が
大きくなるとe2とe0との差δ2も大きくなる。
FIGS. 16 (c) and 17 (c) show a state in which the back focus state is set by the defocus amount d2, and the distance e2 between the two images.
Is greater than e0. When the defocus amount d2 increases, the difference δ2 between e2 and e0 also increases.

【0012】このように、2つの像の間隔から、その時
のデフォーカス量の大きさと方向が分かる。
As described above, the magnitude and direction of the defocus amount at that time can be determined from the interval between the two images.

【0013】そこで、現在のデフォーカス状態での2つ
の像の間隔eと、合焦の時の基準像間隔e0との差、つ
まり、2つの像の相対的なずれ量(位相差)δ=e−e
0を、2つのラインセンサー113a,113bの出力
信号の相関をとることにより計算し、この位相差から光
学系のデフォーカス量とその方向を求め、フォーカスレ
ンズを制御して合焦を行っている。
Accordingly, the difference between the distance e between the two images in the current defocus state and the reference image distance e0 at the time of focusing, that is, the relative shift amount (phase difference) δ between the two images is: ee
0 is calculated by correlating the output signals of the two line sensors 113a and 113b, the defocus amount and the direction of the optical system are obtained from the phase difference, and the focus lens is controlled to perform focusing. .

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デフォ
ーカス量dが大きくなるほど、位相差δも大きくなるた
め、ズーム状態(焦点検出を行う時の撮影レンズの焦点
距離)や、焦点検出を行う被写体距離の範囲などの、カ
メラの設定条件により、その時の焦点検出に適した焦点
検出演算方法が変化する。
However, as the defocus amount d increases, the phase difference δ also increases, so that the zoom state (the focal length of the photographing lens when performing focus detection) and the subject distance for performing focus detection are determined. The focus detection calculation method suitable for the focus detection at that time changes depending on the setting conditions of the camera such as the range.

【0015】例えば、焦点検出が可能な被写体距離の範
囲が、通常モード(非マクロモード)と、マクロモード
のいずれかを選択することで設定可能となっており、マ
クロモードでは、非マクロモードの範囲に加えて、至近
端がより至近側まで検出可能になる場合、マクロモード
では、非マクロモードに対して、最大デフォーカス量が
大きいため、非マクロモードと同じ焦点検出方法を用い
ていたのでは、位相差を求める相関演算の像信号のサー
チ範囲が、マクロモード時の最大位相差よりも小さく、
被写体距離によっては、焦点検出が不能となる場合が生
じてしまう。
For example, the range of the subject distance for which focus detection can be performed can be set by selecting one of a normal mode (non-macro mode) and a macro mode. In addition to the range, when the closest end can be detected up to the closer side, the macro mode uses the same focus detection method as the non-macro mode because the maximum defocus amount is larger than the non-macro mode. In, the search range of the image signal of the correlation operation for obtaining the phase difference is smaller than the maximum phase difference in the macro mode,
Depending on the subject distance, focus detection may not be possible.

【0016】また、モードにより、焦点検出を行う被写
体距離の範囲が変わり、最大デフォーカス量が異なるに
も関わらず、同じ相関演算をしていたのでは、余計な計
算をすることになり演算時間を要する。焦点検出に要す
る時間のことを考えると、演算時間は短い方がよく、ど
のような条件のときでも同じ焦点検出演算方法を用いる
ことには問題がある。
Further, depending on the mode, the range of the subject distance for which focus detection is performed changes, and even though the maximum defocus amount is different, if the same correlation calculation is performed, extra calculation is required, and the calculation time is increased. Cost. Considering the time required for focus detection, the shorter the calculation time, the better, and there is a problem in using the same focus detection calculation method under any conditions.

【0017】本出願に係る発明の目的は、焦点検出用の
位相差検出用信号を用いて、位相差を求める焦点検出演
算を行う際、その時のカメラの設定条件に応じて、適し
た焦点検出演算方法を用いることで、焦点検出が不能と
なることがないようにすることにある。また、演算時間
の高速化を行うことにある。
An object of the invention according to the present application is to perform a focus detection calculation for obtaining a phase difference using a phase difference detection signal for focus detection, and to perform an appropriate focus detection operation in accordance with the camera setting conditions at that time. An object of the present invention is to prevent the focus detection from being disabled by using the calculation method. Another object is to shorten the operation time.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の焦点検出方法
は、撮影用の光学系の少なくとも2つの異なる瞳領域を
通過した光束を撮像素子上に結像させ、前記撮像素子か
ら得られる少なくとも2つの出力画像の位相差を求める
焦点検出方法であって、撮影の設定条件に応じて前記焦
点検出の演算方法を変更する。また、本発明の焦点検出
装置は、撮影用の光学系の少なくとも2つの異なる瞳領
域を通過した光束を撮像素子上に結像させ、前記撮像素
子から得られる少なくとも2つの出力画像の位相差を求
める焦点検出装置であって、撮影の設定条件に応じて前
記焦点検出の演算方法を変更するようにしている。ま
た、本発明の焦点検出装置は、撮影用の光学系の少なく
とも2つの異なる瞳領域を通過した光束を撮像素子上に
結像させる結像手段と、前記撮像素子から得られる少な
くとも2つの出力画像の位相差を求める検出手段と、撮
影の設定条件に応じて前記焦点検出の演算方法を変更す
る演算手段とを有する。
According to the present invention, there is provided a focus detection method, wherein a light beam passing through at least two different pupil regions of a photographing optical system is imaged on an image sensor, and at least two light beams obtained from the image sensor are obtained. A focus detection method for obtaining a phase difference between two output images, wherein a calculation method of the focus detection is changed according to a setting condition of photographing. In addition, the focus detection device of the present invention forms a light beam that has passed through at least two different pupil regions of an imaging optical system on an image sensor, and calculates a phase difference between at least two output images obtained from the image sensor. A focus detection device to be sought, wherein a calculation method of the focus detection is changed according to a setting condition of photographing. In addition, the focus detection device of the present invention includes: an imaging unit that forms a light beam that has passed through at least two different pupil regions of an imaging optical system on an imaging element; and at least two output images obtained from the imaging element. And a calculation means for changing the calculation method of the focus detection in accordance with the setting conditions of photographing.

【0019】このことにより、焦点検出が不能となるこ
とを防止することが出来る。また、その時の設定条件に
適した焦点検出演算方法を用いることが可能となり、一
つの焦点検出演算方法をすべての場合に用いるときに比
べ、余計な計算を省くことが出来るので、演算時間の高
速化が計れる。
This makes it possible to prevent the focus detection from becoming impossible. In addition, it is possible to use a focus detection calculation method suitable for the setting conditions at that time, and it is possible to omit extra calculation compared to when one focus detection calculation method is used in all cases. Can be measured.

【0020】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、少なくとも2つの被写体距離の範囲の設定を可能と
し、前記撮影の設定条件は前記被写体距離の範囲設定と
している。また、本発明の焦点検出装置の一態様例にお
いては、少なくとも2つの被写体距離の範囲の設定が可
能であり、前記撮影の設定条件は前記被写体距離の範囲
設定とされている。
In one embodiment of the focus detection method of the present invention, at least two ranges of the subject distance can be set, and the setting conditions for the photographing are the range settings of the subject distance. In one aspect of the focus detection device of the present invention, at least two ranges of the subject distance can be set, and the setting condition of the photographing is the range setting of the subject distance.

【0021】このことにより、焦点検出が可能な被写体
距離の範囲に適した焦点検出演算方法を用いることが可
能となり、焦点検出が不能となることを防止したり、一
つの焦点検出演算方法をすべての場合に用いるときに比
べ、余計な計算を省くことが出来るので、演算時間の高
速化が計れる。
This makes it possible to use a focus detection calculation method suitable for the range of the subject distance in which focus detection is possible, to prevent the focus detection from being disabled, and to use one focus detection calculation method. Since unnecessary calculation can be omitted as compared with the case of using in the case of (1), the calculation time can be shortened.

【0022】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記被写体距離の範囲の1つは、他の被写体距離の
範囲よりも至近側において広く設定されている。また、
本発明の焦点検出装置の一態様例においては、前記被写
体距離の範囲の1つは、他の被写体距離の範囲よりも至
近側において広く設定されている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, one of the subject distance ranges is set wider on the closest side than the other subject distance ranges. Also,
In one aspect of the focus detection device of the present invention, one of the ranges of the subject distance is set wider on the closest side than the range of the other subject distances.

【0023】このことにより、設定された、焦点検出が
可能な被写体距離の範囲に応じて、位相差検出時に検出
される最大位相差に見合った焦点検出演算方法に変更す
ることが可能となり、焦点検出が不能となることを防止
したり、一つの焦点検出演算方法をすべての場合に用い
るときに比べ、余計な計算を省くことが出来るので、演
算時間の高速化が計れる。
With this, it is possible to change to a focus detection calculation method that matches the maximum phase difference detected at the time of phase difference detection according to the set subject distance range in which focus detection is possible. Since it is possible to prevent the detection from being disabled and to eliminate unnecessary calculations as compared with the case where one focus detection calculation method is used in all cases, the calculation time can be shortened.

【0024】本発明の焦点検出方法の一態様例におい
て、前記撮影の設定条件は、前記撮影用の光学系の焦点
距離である。また、本発明の焦点検出装置の一態様例に
おいては、前記撮影の設定条件は、前記撮影用の光学系
の焦点距離とされている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, the photographing setting condition is a focal length of the photographing optical system. In one aspect of the focus detection device of the present invention, the setting condition of the photographing is a focal length of the optical system for photographing.

【0025】このことにより、焦点距離が変ることによ
り、像倍率が変化したり、最大デフォーカス量が変化し
た時でも、その時の設定条件に適した焦点検出演算方法
を用いることが可能となり、一つの焦点検出演算方法を
すべての場合に用いるときに比べ、余計な計算を省くこ
とが出来るので、演算時間の高速化が計れる。
As a result, even when the image magnification changes or the maximum defocus amount changes due to a change in the focal length, it is possible to use a focus detection calculation method suitable for the set conditions at that time. As compared with the case where one focus detection calculation method is used in all cases, unnecessary calculation can be omitted, so that the calculation time can be shortened.

【0026】本発明の焦点検出方法の一態様例におい
て、前記撮影の設定条件に応じて前記出力画像検出時の
前記出力画像の前記光学系の光軸方向に沿ったサーチ範
囲を変更する。また、本発明の焦点検出装置の一態様例
においては、前記撮影の設定条件に応じて前記出力画像
検出時の前記出力画像の前記光学系の光軸方向に沿った
サーチ範囲を変更するようにしている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, a search range along the optical axis direction of the optical system of the output image at the time of detecting the output image is changed according to the setting condition of the photographing. In one aspect of the focus detection device of the present invention, a search range along the optical axis direction of the optical system of the output image at the time of detecting the output image is changed according to the setting condition of the imaging. ing.

【0027】このことにより、最大デフォーカス量が大
きいときは、位相差検出時のサーチ範囲を大きくし、最
大デフォーカス量が小さいときは、サーチ範囲を小さく
することが可能になる。前回のデフォーカス量を基に、
次回のサーチ範囲を設定することにより、余計な計算を
省くことが出来るので、演算時間の高速化が計れる。
Thus, when the maximum defocus amount is large, the search range for detecting the phase difference can be increased, and when the maximum defocus amount is small, the search range can be reduced. Based on the previous defocus amount,
By setting the next search range, unnecessary calculations can be omitted, and the calculation time can be shortened.

【0028】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記撮影の設定条件に応じて前記出力画像検出時の
前記出力画像の信号のステップ量を変更する。また、本
発明の焦点検出装置の一態様例においては、前記撮影の
設定条件に応じて前記出力画像検出時の前記出力画像の
信号のステップ量を変更するようにしている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, a step amount of a signal of the output image at the time of detecting the output image is changed according to the setting condition of the photographing. In one aspect of the focus detection device of the present invention, the step amount of the signal of the output image at the time of detecting the output image is changed according to the setting condition of the imaging.

【0029】このことにより、焦点検出精度が低くても
良い場合は、ステップ数を大きくし、焦点検出に高い精
度が必要な場合は、ステップ数を小さくすることで、必
要な焦点検出精度に見合った演算を行うことが可能とな
り、演算時間の高速化が計られる。
Thus, if the focus detection accuracy can be low, the number of steps is increased, and if the focus detection requires high accuracy, the number of steps is reduced to meet the required focus detection accuracy. Calculation can be performed, and the calculation time can be shortened.

【0030】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記撮影の設定条件に応じて前記出力画像の前記撮
像素子上における領域の大きさを変更する。また、本発
明の焦点検出装置の一態様例においては、前記撮影の設
定条件に応じて前記出力画像の前記撮像素子上における
領域の大きさを変更するようにしている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, the size of the area of the output image on the image sensor is changed according to the setting conditions of the photographing. In one aspect of the focus detection device of the present invention, the size of the area of the output image on the image sensor is changed according to the setting condition of the imaging.

【0031】このことにより、焦点検出に用いる被写体
の領域を変化させることが可能となり、焦点検出精度を
高くするとともに、余計な計算を省くことが出来るの
で、演算時間の高速化が計れる。
As a result, it is possible to change the area of the subject used for focus detection, thereby improving the focus detection accuracy and eliminating unnecessary calculations, thereby shortening the calculation time.

【0032】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記撮影の設定条件に応じて前記光学系のデフォー
カス方向と垂直な方向のシフト演算を行うか否かを変更
する。また、本発明の焦点検出装置の一態様例において
は、前記撮影の設定条件に応じて前記光学系のデフォー
カス方向と垂直な方向のシフト演算を行うか否かを変更
するようにしている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, whether or not to perform a shift operation in a direction perpendicular to a defocus direction of the optical system is changed according to the setting condition of the photographing. In one embodiment of the focus detection device according to the present invention, whether or not to perform a shift operation in a direction perpendicular to a defocus direction of the optical system is changed according to a setting condition of the photographing.

【0033】このことにより、デフォーカス量に応じて
生じる位相ずれ方向に対して垂直な方向のシフト演算を
行うとにより、焦点検出精度が悪くなる場合、この方向
のシフト演算を行なわないことが可能となり、焦点検出
精度を高くするとともに、余計な計算を省くことが出来
るので、演算時間の高速化が計れる。
By performing the shift operation in the direction perpendicular to the phase shift direction generated according to the defocus amount, the shift operation in this direction can be omitted when the focus detection accuracy is deteriorated. As the focus detection accuracy is increased and unnecessary calculations can be omitted, the calculation time can be shortened.

【0034】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記撮影の設定条件に応じて前記出力画像のデータ
を間引くようにする。また、本発明の焦点検出装置の一
態様例においては、前記撮影の設定条件に応じて前記出
力画像のデータを間引くようにしている。
In one embodiment of the focus detecting method according to the present invention, the data of the output image is thinned out according to the setting conditions of the photographing. In one aspect of the focus detection device of the present invention, the data of the output image is thinned out in accordance with the setting conditions of the imaging.

【0035】このことにより、必要な焦点検出精度に応
じて、撮影の設定条件により、相関演算に用いるデータ
の間引き方を変えることが可能となり、余計な計算を省
くことが出来るので、演算時間の高速化が計れる。
This makes it possible to change the method of thinning out the data used for the correlation calculation in accordance with the required focus detection accuracy according to the setting conditions of photographing, so that unnecessary calculation can be omitted. Speeding up is possible.

【0036】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記光束を時系列的に前記撮像素子上に結像させ
る。また、本発明の焦点検出装置の一態様例において
は、前記光束を時系列的に前記撮像素子上に結像させる
ようにしている。
In one embodiment of the focus detection method according to the present invention, the light flux is imaged on the image sensor in a time-series manner. In one embodiment of the focus detection device according to the present invention, the light flux is formed on the image sensor in a time-series manner.

【0037】本発明の焦点検出方法の一態様例において
は、前記結像手段として、前記撮影用の光学系の撮影光
束を少なくとも2つの領域に時系列的に分割し、前記前
記撮影用の光学系の異なる瞳領域を通過する光束よりな
る像を前記撮像素子に投影するための瞳位置移動手段を
更に備えている。
In one embodiment of the focus detecting method according to the present invention, the imaging means divides a photographing light beam of the photographing optical system into at least two regions in time series, and There is further provided pupil position moving means for projecting an image composed of light beams passing through different pupil regions of the system onto the image pickup device.

【0038】すなわち、光学系の2つの異なる瞳領域を
通過した光束よりなる光学像を前記撮像素子上に結像す
る手段として、撮影用光学系の撮影光束を少なくとも2
つの領域に時系列的に分割し、撮影光学系の異なる瞳領
域を通過する光束よりなる像を前記撮像素子に投影する
ための瞳位置移動手段を用いることにより、撮影用の撮
像素子と焦点検出用のセンサーを兼用することを実現す
る瞳分割手段として、小スペース、コストダウン、焦点
検出精度の向上を計ることができる。
That is, as means for forming an optical image composed of light beams having passed through two different pupil areas of the optical system on the image pickup device, at least two light beams of the photographing optical system are used.
Pupil position moving means for projecting an image composed of a light beam passing through different pupil regions of the photographing optical system onto the image pickup device by dividing the image pickup device into two regions in a time series manner. As a pupil splitting means for realizing the dual use of a sensor for use, a small space, cost reduction and improvement of focus detection accuracy can be achieved.

【0039】本発明の記憶媒体は、上記焦点検出方法の
手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを記
憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
The storage medium of the present invention is a computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to execute the procedure of the focus detection method.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0041】(第1の実施形態)図1は、本発明の焦点
検出装置およびそれを用いたカメラの実施形態を示す図
であり、1bは撮影レンズのフォーカス用レンズ群、1
aは撮影レンズのフォーカス用レンズ群1b以外のレン
ズ群、2はフォーカス用レンズ群1bを繰り出すための
レンズ繰り出し機構で、レンズの移動を行うモーターを
含んでいる。3は焦点検出用絞り、4は焦点検出用絞り
を光路中に入れるためのモーター、5は焦点検出用絞り
にある2つの開口部のうちいずれか一方を遮光するため
の遮光板、6は遮光板を移動させるためのモーターであ
る。7は光学ローパスフィルター、8は赤外カットフィ
ルター、9は光学像を光電変換して電気信号にするCC
Dである。
(First Embodiment) FIG. 1 is a view showing an embodiment of a focus detection device and a camera using the same according to the present invention.
Reference numeral a denotes a lens group other than the focusing lens group 1b of the photographing lens, and reference numeral 2 denotes a lens extension mechanism for extending the focusing lens group 1b, which includes a motor for moving the lens. Reference numeral 3 denotes a focus detection aperture, 4 denotes a motor for inserting the focus detection aperture into the optical path, 5 denotes a light shielding plate for shielding one of two openings in the focus detection aperture, and 6 denotes light shielding. It is a motor for moving the board. 7 is an optical low-pass filter, 8 is an infrared cut filter, 9 is a CC that converts an optical image into an electric signal by photoelectric conversion.
D.

【0042】10はCCDからの出力を増幅するための
アンプで、11はアンプ10にて所定のゲインで増幅さ
れたアナログ信号をデジタル化するA/D変換器、12
は11で変換されたデジタル信号の様々なデジタル信号
処理を行うデジタル信号処理部、13はカメラ全体の制
御を行うシステムコントロール部、14はCCD9の駆
動制御およびアンプ10の増幅率の設定を行うためのC
CDドライバーで、15はフォーカス用レンズ群1bの
繰り出し制御を行うレンズコントロール部である。
Reference numeral 10 denotes an amplifier for amplifying the output from the CCD, 11 denotes an A / D converter for digitizing an analog signal amplified by the amplifier 10 with a predetermined gain, 12
Is a digital signal processing unit for performing various digital signal processing of the digital signal converted by 11, 13 is a system control unit for controlling the entire camera, and 14 is for controlling the driving of the CCD 9 and setting the amplification factor of the amplifier 10. C
Reference numeral 15 denotes a CD driver, which is a lens control unit that controls the extension of the focusing lens group 1b.

【0043】16はデジタル信号を一時記憶しておくと
き等に使われる、例えばDRAMなどのバッファメモ
リ、17は記録媒体やファンクションカード等と接続さ
れるカードスロットとそのコントロール部、18は電子
ビューファインダー(EVF)、19はそのLCDのド
ライバ部、20はドライバ部ヘアナログ信号を送るため
のD/A変換器、21はEVFに表示する画像を保持
し、D/A変換器ヘデジタル信号を出力するVRAM、
22はカメラの設定等の表示をする外部白黒液晶(LC
D)、23はそのLCDの表示のためのLCDドライ
バ、24はカメラの撮影モードの設定やレリーズ操作を
検知するための操作スイッチである。
Reference numeral 16 denotes a buffer memory such as a DRAM used for temporarily storing digital signals, for example, a reference numeral 17 denotes a card slot connected to a recording medium or a function card and the like, and a control unit thereof, and reference numeral 18 denotes an electronic viewfinder. (EVF), 19 is a driver section of the LCD, 20 is a D / A converter for sending an analog signal to the driver section, 21 is an image holding an image to be displayed on the EVF, and outputs a digital signal to the D / A converter. VRAM,
Reference numeral 22 denotes an external black-and-white liquid crystal (LC) for displaying camera settings and the like.
D) and 23 are LCD drivers for displaying the LCD, and 24 is an operation switch for detecting a setting of a shooting mode of the camera and a release operation.

【0044】図1を使って、本実施形態を説明する。こ
こでは本発明に直接関係する焦点検出方法と焦点検出装
置を中心に説明する。今、カメラの電源が投入されてお
り、撮影可能状態であるとする。焦点検出用絞り3は、
瞳時分割位相差AFを行うために、水平方向に同じ形状
の二つの開口部(以下、CCD9の側から見て、左側の
開口部を左側瞳、右側の開口部を右側瞳と呼ぶ。)を持
っており、焦点検出時には、モータ→により撮影レンズ
の光路中に挿入され、モーター6で遮光板5を動かし、
左側瞳または右側瞳のいずれかを遮光して、異なる瞳領
域を通過した光束よりなる光学像をCCD9上に結像す
ることが出来る。
This embodiment will be described with reference to FIG. Here, the focus detection method and the focus detection device directly related to the present invention will be mainly described. Now, it is assumed that the power of the camera is turned on and the camera is in a photographable state. The focus detection aperture 3 is
In order to perform pupil time division phase difference AF, two openings having the same shape in the horizontal direction (hereinafter, the left opening is referred to as a left pupil and the right opening is referred to as a right pupil when viewed from the CCD 9 side). When the focus is detected, the light is inserted into the optical path of the photographing lens by the motor →, and the light shielding plate 5 is moved by the motor 6,
An optical image composed of light beams that have passed through different pupil areas can be formed on the CCD 9 by shielding either the left pupil or the right pupil.

【0045】瞳時分割位相差AF(撮影用の光学系に移
動可能な瞳を挿入し、この瞳を移動して、瞳領域の異な
る光束よりなる光学像を、撮影用の撮像素子に結像さ
せ、これにより得られる瞳領域の異なる複数の像の位相
差を検出し、撮影レンズのデフォーカス量を検知する位
相差方式)を行うため、システムコントロール部13の
指示により、光路中に焦点検出用絞り3を挿入する。図
2は、焦点検出用絞り3と遮光板5の位置関係を示す図
である。図2(a)は、撮影時の状態で、焦点検出用絞
り3および遮光板5は撮影レンズの光路外に退避した位
置にあり、25は撮影レンズの撮影用絞りを開放にした
ときの瞳形状を示している。
Pupil time-division phase-difference AF (movable pupil is inserted into the photographing optical system, and the pupil is moved to form an optical image composed of light beams having different pupil regions on the photographing image sensor. (A phase difference method of detecting a phase difference between a plurality of images having different pupil regions and detecting a defocus amount of the photographing lens) by the instruction of the system control unit 13. Insert the aperture 3 for use. FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between the focus detection diaphragm 3 and the light shielding plate 5. FIG. 2A shows a state at the time of photographing, in which the focus detection diaphragm 3 and the light shielding plate 5 are at positions retracted outside the optical path of the photographing lens, and 25 is a pupil when the photographing lens of the photographing lens is opened. The shape is shown.

【0046】まず、図2(b)のように、焦点検出用絞
りの右側瞳3bを、遮光板5で塞ぎ、撮影レンズの左側
瞳3aを通過する光束よりなる光学像をCCD上に結像
し、画像を取り込む。このときの左側瞳3aを通過した
光束よりなる焦点検出用画像データを左画像1とする。
First, as shown in FIG. 2B, the right pupil 3b of the focus detecting aperture is closed with a light shielding plate 5, and an optical image composed of a light beam passing through the left pupil 3a of the photographing lens is formed on the CCD. And capture the image. At this time, the focus detection image data composed of the light beam that has passed through the left pupil 3a is referred to as a left image 1.

【0047】次に、異なる瞳領域を通過する光束よりな
る焦点検出用画像データを得るため、モーター6を駆動
し、遮光板5を図2(c)のように移動し、撮影光学系
の右側瞳3bを通過した光束よりなる光学像をCCD上
に結像し、画像を取り込む。このときの右側瞳3bを通
過した光束よりなる焦点検出用画像データを右画像2と
する。
Next, in order to obtain focus detection image data composed of light beams passing through different pupil areas, the motor 6 is driven, and the light shielding plate 5 is moved as shown in FIG. An optical image composed of a light beam passing through the pupil 3b is formed on a CCD, and the image is captured. At this time, the focus detection image data composed of the light beam that has passed through the right pupil 3b is defined as the right image 2.

【0048】更に、左画像1と同じ左側瞳3aを通過し
た光束よりなる焦点検出用画像データを取り込むため、
遮光板5を再び図2(b)のように移動し、このとき、
CCD上に結像する画像を取り込む。このときの左側瞳
3aを通過した光束よりなる焦点検出用画像データを左
画像3とする。
Further, in order to capture image data for focus detection consisting of a light beam having passed through the same left pupil 3a as the left image 1,
The light shielding plate 5 is moved again as shown in FIG.
An image to be formed on a CCD is captured. At this time, the image data for focus detection composed of the light beam that has passed through the left pupil 3a is referred to as a left image 3.

【0049】同様にして、右画像4、左画像5を取り込
む。
Similarly, the right image 4 and the left image 5 are taken.

【0050】なお、焦点検出用画像データを取り込む際
の露出は、電子シャッター、図示しないメカシャッタ
ー、アンプ10のゲイン調整、後述するCCD内での加
算読み出し、場合によっては、補助光を用意しておき、
それらを用いて調整することにより行う。
The exposure for taking in the image data for focus detection is performed by using an electronic shutter, a mechanical shutter (not shown), adjusting the gain of the amplifier 10, adding and reading in the CCD described later, and, in some cases, using an auxiliary light. Every
The adjustment is performed by using them.

【0051】ところで、焦点検出用画像データである左
画像1、右画像2、左画像3、右画像4、左画像5を取
り込み焦点検出を行うが、このデータは時系列的に画像
の取り込みを行っており、カメラと被写体の相対移動
(手振れや被写体の移動など)による焦点検出誤差を小
さくするため、各画像の取り込み間隔はできるだけ短い
時間で行われることが望ましい。そこで、焦点検出用画
像データの読み出しは、撮影用の画像を読み出す時のよ
うに、CCDの全画面を読み出すと、読み出しに時間が
かかるので、焦点検出用に必要な画像の一部分だけを、
通常の本撮影の場合より高速に読み出す。
By the way, the left image 1, the right image 2, the left image 3, the right image 4, and the left image 5, which are image data for focus detection, are taken in and focus detection is performed. In order to reduce the focus detection error due to relative movement between the camera and the subject (such as camera shake or movement of the subject), it is desirable that the capture interval of each image be as short as possible. Therefore, when reading the entire screen of the CCD, as in the case of reading an image for shooting, it takes time to read out the image data for focus detection, so only a part of the image necessary for focus detection is read.
Reads out faster than in normal main shooting.

【0052】そのような読み出し方を以下に説明する。
図3にインターライン型CCDの概略図を示す。31が
画素、32が垂直電荷転送素子、33が水平電荷転送素
子、34が出力部となっている。画素で光電変換された
信号電荷は、垂直電荷転送素子に送られ、四相駆動パル
スφV1、φV2、φV3およびφV4により水平電荷
転送素子の方向へ順に転送される。水平電荷転送素子
は、垂直電荷転送素子から転送されて来た水平一列分の
信号電荷を二相駆動パルスφH1およびφH2により出
力部に転送し、そこで電圧に変換され出力される。
Such a reading method will be described below.
FIG. 3 shows a schematic view of an interline CCD. 31 is a pixel, 32 is a vertical charge transfer element, 33 is a horizontal charge transfer element, and 34 is an output unit. The signal charge photoelectrically converted by the pixel is sent to the vertical charge transfer element, and is sequentially transferred in the direction of the horizontal charge transfer element by four-phase drive pulses φV1, φV2, φV3 and φV4. The horizontal charge transfer element transfers the signal charges of one horizontal line transferred from the vertical charge transfer element to the output section by the two-phase driving pulses φH1 and φH2, where the signal charges are converted into voltages and output.

【0053】図4にCCDの撮像領域の概略図を示す。
本実施形態では、読み出し動作の高速化のため、焦点検
出に必要な読み出し領域のみ通常の速さで読みだし、そ
れ以外は高速に読み出す掃き出し転送を行う。41が、
焦点検出に用いる通常通りに読み出す領域、42および
43が、それぞれ前半および後半の高速掃き出し転送領
域となっている。
FIG. 4 is a schematic view of an image pickup area of a CCD.
In this embodiment, in order to speed up the read operation, only a read area necessary for focus detection is read at a normal speed, and in other cases, a sweep transfer for reading at a high speed is performed. 41 is
The areas used for focus detection and read out as usual, 42 and 43 are the first half and second half high-speed sweep transfer areas, respectively.

【0054】図5はCCDの垂直電荷転送素子を四相駆
動とした場合の一垂直同期期間分のタイミングチャート
を示している。VDが垂直同期信号で垂直ブランキング
期問をLOW電位で示し、HDが水平同期信号で水平ブ
ランキング期問をLOW電位で示す。φV1、φV2、
φV3およびφV4が、垂直電荷転送素子の四相駆動パ
ルス、51および52が、画素で光電変換された信号電
荷を垂直電荷転送素子に転送する読みだしパルスを示し
ている。四相駆動パルスのうち53および54は、それ
ぞれ、第4図の42および43の領域部分の垂直電荷転
送素子に読み出された信号電荷を高速に転送する高速掃
き出し転送パルスを示している。このようにして必要な
読みだし領域以外を高速に掃き出すことで、部分読みだ
し動作の高速化を行うことができる。
FIG. 5 is a timing chart for one vertical synchronizing period when the vertical charge transfer element of the CCD is driven in four phases. VD denotes a vertical synchronizing signal and a vertical blanking period is indicated by LOW potential, and HD denotes a horizontal synchronizing signal and a horizontal blanking period is indicated by LOW potential. φV1, φV2,
φV3 and φV4 denote four-phase driving pulses of the vertical charge transfer element, and 51 and 52 denote read pulses for transferring signal charges photoelectrically converted by the pixels to the vertical charge transfer element. Reference numerals 53 and 54 of the four-phase driving pulses indicate high-speed sweep transfer pulses for transferring the signal charges read to the vertical charge transfer elements in the areas 42 and 43 in FIG. 4 at high speed, respectively. By sweeping out the area other than the necessary reading area at high speed in this way, the speed of the partial reading operation can be increased.

【0055】なお、焦点検出用信号の読み出し時には、
複数のラインの信号電荷を水平電荷転送素子33を用い
て加算し、複数ラインを加算読み出しすることが可能と
なっている。これは、本撮影時の撮影用絞りを開放にし
たときより、焦点検出用絞りの瞳3a,3bが小さいた
め、焦点検出時に起こる光量不足を補うためのもので、
アンプ3のゲインアップとともに感度を上げるために用
いる。
When reading out the focus detection signal,
The signal charges of a plurality of lines are added using the horizontal charge transfer element 33, so that a plurality of lines can be added and read. This is to compensate for the lack of light amount that occurs at the time of focus detection because the pupils 3a and 3b of the focus detection aperture are smaller than when the shooting aperture is opened at the time of actual shooting.
It is used to increase the sensitivity together with the gain of the amplifier 3.

【0056】このようにして高速読み出しをした、焦点
検出用画像データである左画像1、右画像2、左画像
3、右画像4、左画像5を用いて、各画像間の相関演算
を行い各画像間の位相差を求めて、焦点検出を行うわけ
であるが、一眼レフ方式の銀塩カメラで用いられている
ような焦点検出専用のモノクロセンサーと異なり、撮影
用の撮像素子と焦点検出用のセンサーを兼用している場
合、撮影用の撮像素子である単板のカラーセンサー上に
色フィルターが作り込まれているため、CCDからの出
力信号を、位相差検出用信号として用いるためには、信
号処理を施さなければならない。
Using the focus detection image data left image 1, right image 2, left image 3, right image 4, and left image 5 which have been read out at high speed in this way, a correlation operation between the images is performed. Focus detection is performed by calculating the phase difference between each image.Unlike a monochrome sensor dedicated to focus detection, such as that used in single-lens reflex type silver halide cameras, an image sensor for shooting and focus detection are used. When a dual-purpose sensor is used, a color filter is built on a single-chip color sensor, which is an image sensor for shooting, so that the output signal from the CCD is used as a phase difference detection signal. Must perform signal processing.

【0057】撮影用の輝度信号処理回路を用いて作られ
た輝度信号を、位相差検出用信号として用いることは可
能であるが、撮影用の輝度信号は所定のマトリクス演算
が用いられており、焦点検出に要する時間のことを考え
ると、撮像素子の出力信号から位相差検出用信号をつく
る演算処理の時間は短い方が良く、撮影用の輝度信号処
理回路を用いて位相差検出用信号を演算するには問題が
ある。
Although it is possible to use the luminance signal generated by using the luminance signal processing circuit for photographing as the signal for detecting the phase difference, the luminance signal for photographing uses a predetermined matrix operation. Considering the time required for focus detection, it is better that the calculation processing time for generating the phase difference detection signal from the output signal of the image sensor is shorter, and the phase difference detection signal is obtained by using a photographing luminance signal processing circuit. There is a problem in calculating.

【0058】以下、CCDの出力信号から、焦点検出用
の位相差検出用信号を求める演算処理について説明す
る。図6aは、CCD上に作り込まれた色フィルター配
列を示す図である。色フィルターを構成するYe,C
y,Mg,Gの4色を各1画素ずつ加算すると、Ye+
Cy+Mg+G=2B+3G+2Rとなるので、隣接し
た2×2画素の1ブロックの出力の加算平均を位相差検
出用信号として用いる。
Hereinafter, a description will be given of a calculation process for obtaining a phase difference detection signal for focus detection from the output signal of the CCD. FIG. 6a is a diagram showing a color filter array formed on a CCD. Ye, C constituting color filter
When four colors of y, Mg, and G are added one pixel at a time, Ye +
Since Cy + Mg + G = 2B + 3G + 2R, the average of outputs of one block of adjacent 2 × 2 pixels is used as a phase difference detection signal.

【0059】実際には、前述したようにCCDからの読
み出し時にライン加算読み出しが可能なので、2ライン
加算読み出しを行うことで、CCD内で縦2画素の加算
を行い(図6b)、このアナログ信号をA/D変換器1
1でデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部12内
で横方向2画素の演算を行う(図6c)ことで、2×2
画素の1フロックの出力を加算平均した位相差検出用信
号を求める。
Actually, as described above, line addition reading is possible at the time of reading from the CCD. Therefore, by performing 2-line addition reading, two vertical pixels are added in the CCD (FIG. 6B), and this analog signal is output. To A / D converter 1
1 to convert to a digital signal, and perform an operation of two pixels in the horizontal direction in the digital signal processing unit 12 (FIG. 6C) to obtain 2 × 2
A phase difference detection signal is obtained by averaging the outputs of one block of the pixel.

【0060】図6では、CCDの画素ピッチpに対し
て、位相差検出用信号のピッチはpとなっている。
In FIG. 6, the pitch of the phase difference detection signal is p with respect to the pixel pitch p of the CCD.

【0061】なお、本実施形態では縦加算については、
S/Nをよくするため、縦加算についてはCCD内で行
ったが、ライン加算は行わず読み出しを行い、縦加算も
デジタル信号処理で行ってもよい。
In this embodiment, the vertical addition is
In order to improve the S / N, the vertical addition is performed in the CCD. However, the reading may be performed without performing the line addition, and the vertical addition may be performed by digital signal processing.

【0062】次に、このようにして求めた位相差検出用
信号を用いて、相関演算を行い位相差を求める。
Next, the phase difference is obtained by performing a correlation operation using the phase difference detection signal thus obtained.

【0063】図7,8,9は本発明に関わる瞳時分割位
相差AFの焦点検出原理を説明するための図である。図
7はピントの合った状態すなわち合焦状態の時であり、
図7cの撮影状態では、撮影レンズ1を透過してきた光
束は27は、CCD9の受光面上に焦点を結び、デフォ
ーカス量はゼロである。図7aは、撮影レンズの光路上
に焦点検出用絞り3を挿入し、遮光板5により右側瞳3
bを遮光し、左側瞳3aを開けた状態で、左側瞳3aを
通過した光束27aは、CCD9の受光面上で光軸26
からゼロ離れた位置に結像する。図7bは、遮光板5に
より左側瞳3aを遮光し、右側瞳3bを開けた状態で、
右側瞳3bを通過した光束27bは、CCD9の受光面
上で光軸26からゼロ離れた位置に結像する。このよう
に、合焦状態では、異なる二つの瞳3a,3bを通過し
てきた光束よりなる光学像は、CCD9の受光面上で共
に光軸26からゼロの同じ位置に入射するので、2つの
像の位相差はゼロとなる。
FIGS. 7, 8 and 9 are views for explaining the focus detection principle of the pupil time division phase difference AF according to the present invention. FIG. 7 shows a state where the subject is in focus, that is, a focused state,
In the photographing state shown in FIG. 7C, the light beam 27 transmitted through the photographing lens 1 is focused on the light receiving surface of the CCD 9, and the defocus amount is zero. FIG. 7A shows that the focus detection diaphragm 3 is inserted on the optical path of the taking lens, and the right pupil 3 is
b, while the left pupil 3a is opened, the light beam 27a passing through the left pupil 3a
Image at a position zero away from FIG. 7B shows a state where the left pupil 3a is shielded from light by the light shielding plate 5 and the right pupil 3b is opened.
The light flux 27b passing through the right pupil 3b forms an image at a position zero away from the optical axis 26 on the light receiving surface of the CCD 9. As described above, in the focused state, the optical images composed of the light beams that have passed through the two different pupils 3a and 3b are both incident on the light receiving surface of the CCD 9 from the optical axis 26 at the same zero position. Is zero.

【0064】図8はデフォーカス量がdだけ前ピン状態
の時で、図8cの撮影状態では、撮影レンズ1を透過し
てきた光束は27は、CCD9の受光面よりdだけ手前
に焦点を結ぶ。図8aは、撮影レンズの光路上に焦点検
出用絞り3を挿入し、左側瞳3aを開けた状態で、左側
瞳3aを通過した光束27aは、CCD9の受光面上で
光軸26から+δ/2だけ離れた位置に結像する。図8
bは、右側瞳3bを開けた状態で、右側瞳3bを通過し
た光束27bは、CCD9の受光面上で光軸26から−
δ/2だけ離れた位置に結像する。このように、前ピン
状態では、異なる二つの瞳3a,3bを通過してきた光
束よりなる2つの像の位相差は(+δ/2)−(−δ/
2)=δとなる。
FIG. 8 shows a state in which the defocus amount is in the front focus state by d. In the photographing state shown in FIG. 8C, the light beam 27 transmitted through the photographing lens 1 is focused on the light receiving surface of the CCD 9 by d. . FIG. 8A shows a state in which the focus detection diaphragm 3 is inserted on the optical path of the photographing lens and the left pupil 3a is opened, and the light beam 27a passing through the left pupil 3a is moved from the optical axis 26 on the light receiving surface of the CCD 9 by + δ / An image is formed at a position separated by two. FIG.
b shows a state in which the right pupil 3b is opened, and the light beam 27b passing through the right pupil 3b is-
An image is formed at a position separated by δ / 2. As described above, in the front focus state, the phase difference between two images composed of light beams passing through two different pupils 3a and 3b is (+ δ / 2) − (− δ /
2) = δ.

【0065】図9はデフォーカス量がdだけ後ピン状態
の時で、図9cの撮影状態では、撮影レンズ1を透過し
てきた光束は27は、CCD9の受光面よりdだけ後ろ
に焦点を結ぶ。図9aは、撮影レンズの光路上に焦点検
出用絞り3を挿入し、左側瞳3aを開けた状態で、左側
瞳3aを通過した光束27aは、CCD9の受光面上で
光軸26から−δ/2だけ離れた位置に結像する。図9
bは、右側瞳3bを開けた状態で、右側瞳3bを通過し
た光束27bは、CCD9の受光面上で光軸26から+
δ/2だけ離れた位置に結像する。このように、前ピン
状態では、異なる二つの瞳3a,3bを通過してきた光
束よりなる2つの像の位相差は(−δ/2)−(+δ/
2)=−δとなる。
FIG. 9 shows a state in which the defocus amount is in the back focus state by d. In the photographing state shown in FIG. 9C, the light beam 27 transmitted through the photographing lens 1 is focused by d behind the light receiving surface of the CCD 9. . FIG. 9A shows a state in which the focus detection diaphragm 3 is inserted on the optical path of the photographing lens and the left pupil 3a is opened, and the light beam 27a passing through the left pupil 3a is -δ from the optical axis 26 on the light receiving surface of the CCD 9. An image is formed at a position separated by / 2. FIG.
b shows a state in which the right pupil 3b is opened, and the light flux 27b passing through the right pupil 3b is shifted from the optical axis 26 on the light receiving surface of the CCD 9 by +
An image is formed at a position separated by δ / 2. As described above, in the front focus state, the phase difference between two images composed of light beams passing through two different pupils 3a and 3b is (−δ / 2) − (+ δ /
2) = − δ.

【0066】このようにして、左側瞳3a、右側瞳3b
を通過した光束よりなる2つの像の位相差検出用信号の
位相差を求めることにより焦点状態を検出できる。
Thus, the left pupil 3a and the right pupil 3b
The focus state can be detected by calculating the phase difference between the signals for detecting the phase difference between the two images composed of the luminous fluxes that have passed.

【0067】以下、位相差の計算アルゴリズムについて
述べる。初めに、説明を簡単にするため、被写体と撮影
光学系の相対位置が移動していない場合を例にあげて説
明する。
The algorithm for calculating the phase difference will be described below. First, for simplicity of explanation, a case where the relative position between the subject and the photographing optical system has not moved will be described as an example.

【0068】左の瞳領域を通過した光束よりなる位相差
検出用信号(左画像)と右の瞳領域を通過した光束より
なる位相差検出用信号(右画像)の位相差を、相関演算
により求める。今、位相差検出用信号は、図10に示す
ように、それぞれ横M個×縦N個からなり、この中から
m×n個を切り出して相関演算を行う。相関のとりかた
は、次式(1)に示すように、左画像:aの切り出し位
置は固定し、右画像:bは、左画像に対して順次位相
(τx、τy)をずらしつつaとbの積の積分値C(τ
x,τy)[τx、τyは整変数とする]を演算し、各
位相(τx、τy)毎に求まる値C(τx、τy)を、
2つの像の相関量とする。
The phase difference between the phase difference detection signal (left image) consisting of the light beam passing through the left pupil region and the phase difference detection signal (right image) consisting of the light beam passing through the right pupil region is calculated by a correlation operation. Ask. Now, as shown in FIG. 10, the phase difference detection signal is composed of M (horizontal) × N (vertical) signals, and m × n signals are cut out of these signals to perform a correlation operation. As shown in the following formula (1), the correlation is obtained by fixing the cutout position of the left image: a, and changing the positions of a and b while shifting the phase (τx, τy) with respect to the left image sequentially with respect to the left image. Integral value C (τ
x, τy) [τx, τy are integer variables], and a value C (τx, τy) obtained for each phase (τx, τy) is calculated as follows:
The correlation between the two images is used.

【0069】[0069]

【数1】 (Equation 1)

【0070】(但し、τx=−Tx,…,−2,−1,
0,1,2,…,Tx τy=−Ty,…,−2,−1,0,1,2,…,T
y)
(However, τx = −Tx,..., −2, −1,
.., Tx τy = −Ty,..., −2, −1, 0, 1, 2,.
y)

【0071】この相関量C(τx、τy)は最小値をと
り、このときの位相(τx,τy)が、左画像のデータ
aと右画像のデータbの位相差(δx、δy)に相当す
る。更に、位相差の検出精度を高める(位相(τx,τ
y)を整数の値(図6のように、位相差検出用信号の信
号ピッチは、CCDの画素ピッチと同じ)ではなく、小
数点以下の値まで求めるためには、相関量の最小値とそ
の前後の値を用いて、補間計算により、位相差を計算す
ればよい。
The correlation amount C (τx, τy) takes the minimum value, and the phase (τx, τy) at this time corresponds to the phase difference (δx, δy) between the data a of the left image and the data b of the right image. I do. Further, the detection accuracy of the phase difference is improved (phase (τx, τ
y) is not an integer value (the signal pitch of the phase difference detection signal is the same as the pixel pitch of the CCD as shown in FIG. 6), but the minimum value of the correlation amount and its value The phase difference may be calculated by interpolation calculation using the values before and after.

【0072】なお、被写体と撮影光学系の相対位置が移
動していない場合は、ノイズなどの影響がなければ、δ
yは原理的にゼロとなる。
If the relative position between the subject and the photographing optical system has not moved, δ
y becomes zero in principle.

【0073】被写体の模様、コントラスト等による影
響、撮影条件の違いによる影響、固体撮像素子に作り込
まれている色フィルタアレイの影響、ノイズによる影響
などを軽減するため、位相差検出用信号にフィルター処
理を施した後、相関演算を行ってもよい。
To reduce the effects of the pattern of the subject, the contrast, and the like, the effects of the difference in photographing conditions, the effects of the color filter array built in the solid-state image sensor, and the effects of noise, the filter for the phase difference detection signal is used. After performing the processing, a correlation operation may be performed.

【0074】光学系によって、位相差と像面移動量、デ
フォーカス量との関係は決まっているので、その位相差
からデフォーカス量を求め、合焦に必要な繰り出し量を
求めて、光学系のフォーカス制御を行い、合焦させる。
Since the relationship between the phase difference and the amount of movement of the image plane and the amount of defocus is determined by the optical system, the amount of defocus is determined from the phase difference, and the amount of extension necessary for focusing is determined. Is performed, and focus is achieved.

【0075】ここまでは、被写体と光学系の相対移動が
ない場合に、異なる瞳領域を通過した光束よりなる2つ
の画像を用いて、焦点検出を行う方法について述べた。
Up to this point, a method has been described in which focus detection is performed using two images composed of light beams that have passed through different pupil regions when there is no relative movement between the subject and the optical system.

【0076】以下、被写体と光学系の相対移動がある場
合について、位相差の計算アルゴリズムを述べる。位相
差は、異なる瞳領域の光束よりなる2つの像(左画像と
右画像)から求めることが出来るが、本実施形態では、
左画像と右画像を時系列的に取り込んでおり、被写体と
光学系の相対運動(手振れや被写体の移動など)がある
と、その影響で焦点検出誤差を含んでしまう。
An algorithm for calculating the phase difference when the object and the optical system move relative to each other will be described below. Although the phase difference can be obtained from two images (left image and right image) composed of light beams in different pupil regions, in the present embodiment,
The left image and the right image are captured in time series, and if there is a relative movement (such as camera shake or movement of the subject) between the subject and the optical system, a focus detection error is included due to the influence.

【0077】そのため、前述したように、焦点検出用画
像データの読み出しは、撮影用の画像を読み出す時のよ
うに、CCDの全画面を読み出さず、焦点検出用に必要
な画像の一部分だけを、通常の本撮影の場合より高速に
読み出し、像の取り込み間隔を出来るだけ短くする工夫
を行っている。しかし、左画像と右画像の信号取り込み
は、動作が時間的に異なっており、この間にカメラと被
写体の相対移動があると、位相差検出に誤差が生じるこ
とは避けられない。
Therefore, as described above, the readout of the focus detection image data does not involve reading out the entire screen of the CCD as in the case of reading out the image for photographing, but only a part of the image necessary for focus detection. Reading is performed at a higher speed than in the case of normal main photographing, and the image capture interval is devised as short as possible. However, the operation of taking in the signals of the left image and the right image is temporally different, and if there is a relative movement between the camera and the subject during this time, it is inevitable that an error occurs in the phase difference detection.

【0078】そこで、本実施形態では、前述したよう
に、位相差検出用信号として、左画像1、右画像2、左
画像3、右画像4、左画像5と、時系列的に5つの画像
の取り込み、各画像間より求めた複数の位相差を用い
て、カメラと被写体の相対移動(手振れや被写体の移動
など)による検出誤差の補正を行う。
Therefore, in this embodiment, as described above, the left image 1, the right image 2, the left image 3, the right image 4, the left image 5, and the five images in time series are used as the phase difference detection signals. And correcting a detection error due to relative movement between the camera and the subject (such as camera shake or subject movement) using a plurality of phase differences obtained from each image.

【0079】カメラと被写体が相対的に移動すると、そ
の影響は、2つの画像の位相差(δx、δy)に表れ
る。ここで、δyは画像の縦方向の位相差であり、光学
的のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向とは垂
直な方向なので、デフォーカスによる位相ずれ成分は含
まれず、カメラと被写体の相対移動による位相ずれ成分
のみである。そのため、カメラと被写体の相対移動によ
る縦方向の像移動の補正量として、δyの値はそのまま
用いる。
When the camera and the subject move relatively, the effect appears in the phase difference (δx, δy) between the two images. Here, δy is the phase difference in the vertical direction of the image and is a direction perpendicular to the phase shift direction generated in accordance with the optical defocus amount, so that the phase shift component due to defocus is not included, and the relative position between the camera and the subject is not included. There is only a phase shift component due to movement. Therefore, the value of δy is used as it is as the correction amount of the vertical image movement due to the relative movement between the camera and the subject.

【0080】δxは画像の横方向の位相差であり、光学
的のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向にあた
るので、カメラと被写体の相対移動を含む2つの画像よ
り求めた値δxには、デフォーカスによる位相ずれ成分
と、カメラと被写体の相対移動による位相ずれ成分が含
まれている。
Since δx is the phase difference in the horizontal direction of the image and corresponds to the phase shift direction generated according to the optical defocus amount, the value δx obtained from the two images including the relative movement of the camera and the subject includes: A phase shift component due to defocus and a phase shift component due to relative movement between the camera and the subject are included.

【0081】図11は、縦方向のカメラと被写体の相対
移動による像移動を補正した後の、カメラと被写体の相
対移動による画像の横方向(x方向)の位置と、各画像
間の位相差との関係を示している。実線のLl,R2,
L3,R4,L5は、位相差検出を行うために、時系列
的に瞳を切り替えて取り込んだ、左画像1、右画像2、
左画像3、右画像4、左画像5であり、t=t1,t
2,t3,t4,t5は各画像の取り込み時刻で、各画
像の取り込み時間間隔は等しくなっている。破線のR
l’,L2’,R3’,L4’,R5’は、実線のL
1,R2,L3,R4,L5に対して、仮に同じ時刻で
取り込みを行った場合の、異なる瞳を通過した光束より
なる像の位置を示したもので、実際には取り込みを行う
ことが出来ない信号である。
FIG. 11 shows the position of the image in the horizontal direction (x direction) due to the relative movement between the camera and the subject after correcting the image movement due to the relative movement of the camera and the subject in the vertical direction, and the phase difference between the images. The relationship is shown. Solid lines L1, R2,
L3, R4, and L5 are time-sequentially switched pupils in order to perform phase difference detection.
A left image 3, a right image 4, and a left image 5, where t = t1, t
Reference numerals 2, t3, t4, and t5 are capture times of the respective images, and the capture time intervals of the respective images are equal. Dashed line R
l ', L2', R3 ', L4', R5 'are L
1, R2, L3, R4, and L5 indicate the position of an image composed of luminous fluxes that have passed through different pupils when the capturing is performed at the same time. Actually, capturing can be performed. No signal.

【0082】m1,m2,m3,m4は、各画像取り込
み時刻の問に、カメラと被写体の相対運動による画像上
での移動量であり、δは、光学系のデフォーカスによる
位相ずれ成分で、焦点検出として求めたい位相差であ
る。
M 1, m 2, m 3, and m 4 are the amounts of movement of the camera and the subject on the image due to the relative motion of each image capturing time, and δ is a phase shift component due to defocus of the optical system. This is the phase difference to be obtained as focus detection.

【0083】まず、異なる瞳よりなる画像L1とR2,
R2とL3,L3とR4,R4とL5のそれぞれの位相
差δ1,δ2,δ3,δ4を、左画像を基準に求める。
図11から分かるように、ここで求めた各位相差は、デ
フォーカスによる位相ずれ成分と、カメラと被写体の相
対運動による位相ずれ成分が含まれている。図12は、
位相差検出誤差を補正する方法を説明するための図であ
り、横軸は時間軸t、縦軸は横方向の被写体像の位置x
である。Ll,R2,L3,R4,L5は、時系列に取
り込んだ被写体像の位置で、この信号を取り込む間の、
カメラと被写体の相対運動による被写体像の移動を2次
関数近似することにより、時刻t2,t4における左画
像の被写体の位置L2’,L4’の位置を求める。そし
て、L2’とR2の位相差δ2’と、L4とR4’の位
相差δ4’の平均値を最終的に求める位相差δとする。
First, images L1 and R2 composed of different pupils
The respective phase differences δ1, δ2, δ3, δ4 of R2 and L3, L3 and R4, and R4 and L5 are determined based on the left image.
As can be seen from FIG. 11, each phase difference obtained here includes a phase shift component due to defocus and a phase shift component due to relative movement between the camera and the subject. FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of correcting a phase difference detection error, in which a horizontal axis represents a time axis t, and a vertical axis represents a position x of a subject image in a horizontal direction.
It is. Ll, R2, L3, R4, and L5 are the positions of the subject image captured in time series.
By approximating the movement of the subject image due to the relative motion between the camera and the subject by a quadratic function, the positions of the subject positions L2 ′ and L4 ′ of the left image at times t2 and t4 are obtained. Then, the average value of the phase difference δ2 ′ between L2 ′ and R2 and the phase difference δ4 ′ between L4 and R4 ′ are defined as the finally obtained phase difference δ.

【0084】(t1,x1)、(t3,x3)、(t
5,x5)を通る2次関数y=At2+Btを、t1=
0,x1=0として求め、最終的に求める位相差δをδ
2’とδ4’の平均値から求めると、今、各画像の取り
込み間隔が等しいことから、補正後の位相差δは、次式
(2)になる。 δ=(δ1+3×δ2+3×δ3+δ4)/8…(2)
(T1, x1), (t3, x3), (t
5, x5), the quadratic function y = At 2 + Bt is calculated as t1 =
0, x1 = 0, and the finally obtained phase difference δ is δ
When obtained from the average value of 2 ′ and δ4 ′, since the capture intervals of the respective images are now equal, the corrected phase difference δ is represented by the following equation (2). δ = (δ1 + 3 × δ2 + 3 × δ3 + δ4) / 8 (2)

【0085】このようにして求めた、カメラと被写体の
相対移動を補正した位相差δから合焦に必要な繰り出し
量を求め、光学系のフォーカス制御を行い、合焦させた
後、撮影を行う。
From the phase difference δ obtained by correcting the relative movement between the camera and the subject, the amount of extension necessary for focusing is obtained, focus control of the optical system is performed, and the image is taken after focusing. .

【0086】次に、通常モード(非マクロモード)とマ
クロモードについて説明する。非マクロモードは、通常
の撮影時に用いるモードで、例えば、撮像面からの被写
体までの距離が、無限遠から40cm(至近端)までの
範囲のものを撮影する時に用いる。マクロモードは、そ
れよりも近い被写体のものでも撮影可能なモードで、例
えば、無限遠から20cmの至近までの範囲で被写体を
撮影することが出来るモードである。このモードの選択
は、焦点検出が可能な被写体距離の範囲を選択すること
に相当し、カメラの操作としては、図1の24の操作ス
イッチのマクロモードボタンを押すことによって行う。
非マクロモードの時、このスイッチを押せばマクロモー
ドとなり、マクロモードの時、このボタンを押せば非マ
クロモードとなる。
Next, the normal mode (non-macro mode) and the macro mode will be described. The non-macro mode is a mode used during normal photographing, and is used, for example, when photographing an object whose distance from the imaging surface to the subject ranges from infinity to 40 cm (closest end). The macro mode is a mode in which an even closer subject can be photographed, for example, a mode in which the subject can be photographed in a range from infinity to a close distance of 20 cm. Selection of this mode corresponds to selection of a subject distance range in which focus detection is possible, and operation of the camera is performed by pressing a macro mode button of an operation switch 24 in FIG.
In non-macro mode, press this switch to enter macro mode, and in macro mode, press this button to enter non-macro mode.

【0087】マクロモードでは、非マクロモードに比
べ、焦点検出が可能な被写体距離が広がるため、最大デ
フォーカス量が大きくなる。一例を挙げれば、非マクロ
モードの時は、レンズが無限位置にある時に、至近端で
ある40cmの被写体に対するデフォーカス量が最大デ
フォーカス量となるが、マクロモードの時には、レンズ
が無限位置にある時に、至近端である20cmの被写体
に対するデフォーカス量が最大デフォーカス量となり、
非マクロモードの時の3倍になる。これに伴って、マク
ロモードの時の位相差は、非マクロモードの時に比べ大
きくなる。
In the macro mode, the subject distance at which the focus can be detected is wider than in the non-macro mode, so that the maximum defocus amount is larger. As an example, in the non-macro mode, when the lens is at the infinity position, the defocus amount for the object at the closest end of 40 cm is the maximum defocus amount. When the distance is in the range, the defocus amount for the object at the closest end of 20 cm becomes the maximum defocus amount,
It is three times that in the non-macro mode. Accordingly, the phase difference in the macro mode becomes larger than in the non-macro mode.

【0088】このため、位相差δ1、δ2、δ3、δ4
を求める時に行う相関演算において、位相差検出時の像
信号のサーチ範囲(式(1)の−TxからTxと、−T
yからTy)を、マクロモードの設定の時に、非マクロ
モードの時の値を用いて演算を行うと、位相差が求まら
ず、焦点検出不能となってしまう。また、逆に、非マク
ロモードの時、マクロモード時に用いる位相差検出時の
像信号のサーチ範囲で演算してしまうと、最大デフォー
カス量が1/3であるため、余計な計算をすることにな
ってしまう。そこで、非マクロモードの時には、そのモ
ードでの最大デフォーカス量に見合ったサーチ範囲で相
関演算を行い、マクロモードの時には、サーチ範囲を広
げて相関演算を行う。
Therefore, the phase differences δ1, δ2, δ3, δ4
In the correlation operation performed when calculating the phase difference, the search range of the image signal at the time of detecting the phase difference (from -Tx to Tx in equation (1), -Tx
If the calculation of y to Ty) is performed using the value in the non-macro mode at the time of setting the macro mode, the phase difference is not obtained and the focus detection becomes impossible. Conversely, in the non-macro mode, if the calculation is performed in the search range of the image signal at the time of detecting the phase difference used in the macro mode, since the maximum defocus amount is 1/3, extra calculation is required. Become. Therefore, in the non-macro mode, the correlation calculation is performed in a search range corresponding to the maximum defocus amount in the mode, and in the macro mode, the correlation calculation is performed by expanding the search range.

【0089】このようにして、合焦を行った後、焦点検
出用絞り3を撮影レンズの光路中から退避させ、撮影を
行う。そして記録のためにCCD9のデータを読み出
し、デジタル信号処理部12で画像信号処理を施し、必
要であれば画像データ圧縮などの処理をして、カードス
ロット13を介して記録媒体に記録する。
After focusing has been performed in this manner, the focus detection diaphragm 3 is retracted from the optical path of the photographing lens, and photographing is performed. Then, the data of the CCD 9 is read for recording, subjected to image signal processing by the digital signal processing unit 12, subjected to processing such as image data compression if necessary, and recorded on a recording medium via the card slot 13.

【0090】なお、この時画像データはデジタル信号処
理部12でファインダ表示のためのビデオ処理が施さ
れ、VRAM21を経て、EVF18に表示される。こ
れにより撮影者は被写体像を確認することがでる。
At this time, the image data is subjected to video processing for finder display in the digital signal processing section 12 and displayed on the EVF 18 via the VRAM 21. This allows the photographer to check the subject image.

【0091】非マクロモードとマクロモードでは、焦点
検出に用いる測距範囲が変化するので、EVF18に表
示するAF測距枠の大きさを、図13(a)、図13
(b)のように変える。図13(a)は非マクロモード
の時のAF測距枠を示しており、横幅はm+2×Txに
相当する大きさで、図13(b)はマクロモード時のA
F測距枠を示しており、横幅はm+2×Tx’(但し、
Tx’>Tx)に相当する大きさで、サーチ範囲を広げ
た分だけ大きく表示する。
In the non-macro mode and the macro mode, since the distance measurement range used for focus detection changes, the size of the AF distance measurement frame displayed on the EVF 18 is changed as shown in FIGS.
Change as shown in (b). FIG. 13A shows an AF ranging frame in the non-macro mode. The width is a size corresponding to m + 2 × Tx, and FIG.
F indicates the distance measurement frame, and the width is m + 2 × Tx ′ (however,
(Tx '> Tx), and the display is enlarged by an amount corresponding to the expanded search range.

【0092】ここでは、マクロモードが、非マクロモー
ドので撮影可能な被写体距離の範囲に加えて、より至近
側まで撮影できる場合について述べたが、マクロモード
を、非マクロモードの範囲を含まない、例えば、40c
mから20cmまでだけを焦点検出が可能な範囲とする
ようなモードとしてもよい。
Here, a case has been described in which the macro mode is a non-macro mode, and in addition to the range of the subject distance that can be photographed, the macro mode can be photographed to the nearest side, but the macro mode does not include the range of the non-macro mode. For example, 40c
The mode may be such that only the range from m to 20 cm is a range in which focus detection is possible.

【0093】(第2の実施形態)第2の実施形態は、撮
影の設定条件により、位相差を求める相関演算での像信
号をシフトするステップ数を変えるというものである。
(Second Embodiment) In the second embodiment, the number of steps for shifting the image signal in the correlation calculation for obtaining the phase difference is changed depending on the setting conditions of the photographing.

【0094】以下,第1の実施形態と異なるところのみ
を述べ、第1の実施形態と同じ部分についての説明は省
略する。
Hereinafter, only different points from the first embodiment will be described, and description of the same portions as the first embodiment will be omitted.

【0095】1回目の焦点検出、光学系のフォーカス制
御で、所定の許容デフォーカス量以内に収まるカメラシ
ステムの場合は、確認のための2回目の焦点検出を行わ
ず(見切り合焦)、撮影動作に入ってもよい。
In the case of a camera system which falls within a predetermined allowable defocus amount in the first focus detection and the focus control of the optical system, the second focus detection for confirmation is not performed (close-out focusing), and photographing is performed. You may enter the operation.

【0096】しかし、通常は、合焦確認のため、2回目
以降の焦点検出を行う。このように、合焦させるため
に、焦点検出、光学系のフォーカス制御を2回以上行う
必要がある場合、大デフォーカス状態のときは、始めは
大デフォーカス状態で焦点検出を行い、最後に合焦近傍
の状態で焦点検出を行うことになる。特に、マクロモー
ドの時は、至近側の被写体を撮影することが多く、マク
ロ撮影時には、通常の被写体距離に比べて、わずかな距
離の変化でもデフォーカス量が大きくなることが多い。
第1の実施形態で述べたように、位相差検出時の像信号
のサーチ範囲が大きいため、非マクロモードに比べる
と、演算量が多くなる。このため、始めは、大まかに焦
点検出して合焦付近までレンズを移動させ、その後、精
度良く焦点を合わせればよい。
However, usually, focus detection is performed for the second and subsequent times to confirm the focus. As described above, in order to perform focusing, it is necessary to perform focus detection and focus control of the optical system two or more times. In the case of a large defocus state, focus detection is first performed in a large defocus state, and finally, Focus detection is performed in a state near the focus. In particular, in the macro mode, an object on the close side is often photographed, and in macro photography, the defocus amount is often increased by a small change in distance as compared with a normal object distance.
As described in the first embodiment, since the search range of the image signal at the time of detecting the phase difference is large, the amount of calculation is larger than that in the non-macro mode. For this reason, first, the focus may be roughly detected, the lens may be moved to the vicinity of the in-focus state, and then the focus may be adjusted with high accuracy.

【0097】そこで、マクロモードの時の1回目の焦点
検出では、位相差を求める相関演算式(1)で、τxの
ずらし方をτx=−Tx’,−Tx’+2…,−4,−
2,,0,2,4,…,Tx’−2,Tx’として、像
信号をシフトするステップ量を倍にする。そして、前回
の位相差δが所定の値より小さくなったところで、像信
号をシフトするステップ数を1ずつずらすよう変更し
て、相関演算を行う。つまり、始めは、焦点検出精度を
低くして、大まかに焦点を合わせ、合焦近傍に来たら精
度良く検出を行うよう、焦点検出精度を変えるのであ
る。このように、ステップ量を荒くした分、計算量が減
り、相関演算時間が短くなる。なお、τyについても、
同様なことを行ってもよい。
Therefore, in the first focus detection in the macro mode, the way of shifting τx is expressed by τx = −Tx ′, −Tx ′ + 2.
.., Tx′−2, Tx ′, the step amount for shifting the image signal is doubled. Then, when the previous phase difference δ becomes smaller than the predetermined value, the number of steps for shifting the image signal is changed so as to be shifted by one, and the correlation calculation is performed. That is, at first, the focus detection accuracy is lowered so that the focus is roughly adjusted, and the focus detection accuracy is accurately detected when the focus comes near the focus. As described above, the amount of calculation is reduced and the correlation calculation time is shortened by the step amount being made rough. In addition, also about τy,
Similar actions may be taken.

【0098】(第3の実施形態)第3の実施形態は、ズ
ーム状態(光学系の焦点距離)や、非マクロ/マクロモ
ードで、相関演算に用いる位相差検出用信号の領域の大
きさを変えるというものである。
(Third Embodiment) In a third embodiment, the size of the area of the phase difference detection signal used for the correlation operation in the zoom state (focal length of the optical system) or in the non-macro / macro mode is determined. It is to change.

【0099】以下、第1の実施形態と異なるところのみ
を述べ、第1の実施形態と同じ部分についての説明は省
略する。
Hereinafter, only the points different from the first embodiment will be described, and the description of the same parts as the first embodiment will be omitted.

【0100】通常、相関演算に用いる位相差検出用信号
の領域の大きさは、所定の大きさに固定されているが、
光学系の焦点距離や、非マクロモードとマクロモードで
は、被写体の像倍率が異なる。位相差検出方式を用いた
焦点検出方法では、位相差を検出するための検出領域内
に、被写体のエッジがあることが重要である。しかし、
ズームレンズのワイド端に対するテレ端、非マクロモー
ドに対するマクロモードでのマクロ撮影では、同じ被写
体で比較すると、像倍率が拡大されるため、被写体のエ
ッジが検出領域内に入る確率が低くなる。そこで、像倍
率が高くなる撮影条件である、テレ端や、マクロモード
の時には、その領域を広げると、被写体のエッジが領域
内に入るようになり、検出精度が向上する。
Normally, the size of the area of the phase difference detection signal used for the correlation calculation is fixed to a predetermined size.
The focal length of the optical system and the image magnification of the subject differ between the non-macro mode and the macro mode. In the focus detection method using the phase difference detection method, it is important that an edge of a subject exists in a detection area for detecting a phase difference. But,
In macro photography in the telephoto end with respect to the wide end of the zoom lens and in the macro mode with respect to the non-macro mode, the image magnification is enlarged when compared with the same subject, so that the probability that the edge of the subject enters the detection area decreases. Therefore, at the telephoto end or in the macro mode, which is a shooting condition in which the image magnification is increased, if the area is widened, the edge of the subject enters the area, and the detection accuracy is improved.

【0101】このように、像倍率が高い場合は、相関演
算に用いる位相差検出用の領域を大きくすることによ
り、領域内に被写体のエッジが入っていない状態で、無
駄に焦点検出を繰り返すことを防止し、焦点検出回数を
減らすことが出来るので、演算時間を短くすることが出
来る。結果として、合焦までにかかる時間が短くなり、
カメラの操作性も向上する。なお、領域を広げるのは、
横方向だけでなく、縦方向に関して行ってもよい。
As described above, when the image magnification is high, the area for detecting the phase difference used for the correlation calculation is enlarged, so that the focus detection is uselessly repeated in a state where the edge of the subject is not included in the area. Can be prevented, and the number of times of focus detection can be reduced, so that the calculation time can be shortened. As a result, it takes less time to focus,
The operability of the camera is also improved. In addition, expanding the area is
This may be performed not only in the horizontal direction but also in the vertical direction.

【0102】(第4の実施形態)第4の実施形態は、相
関演算で、光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相
ずれ方向に対して略垂直な方向のシフト演算を行うか行
わないかを選択するというものである。
(Fourth Embodiment) In the fourth embodiment, whether or not to perform a shift operation in a direction substantially perpendicular to a phase shift direction generated according to the defocus amount of the optical system in the correlation operation. Is selected.

【0103】以下、第1の実施形態と異なるところのみ
を述べ、第1の実施形態と同じ部分についての説明は省
略する。
Hereinafter, only different points from the first embodiment will be described, and the description of the same parts as the first embodiment will be omitted.

【0104】本実施形態の焦点検出装置は、瞳領域の異
なる光束よりなる光学像を取り込む際、左画像と右画像
では、取り込む時刻が異なる。このため、前述したよう
に、被写体と光学系の相対移動がある場合の対策を施し
ているが、手振れなどが大きい場合、相関演算で、光学
系のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向に対し
て略垂直な方向である縦方向のシフト演算を行うと、か
えって位相差δ1、δ2、δ3、δ4、δ5がバラツ
キ、位相差δの検出精度が悪くなる。
When the focus detection device of this embodiment captures an optical image composed of light beams having different pupil regions, the capture time differs between the left image and the right image. Therefore, as described above, a countermeasure is taken when there is a relative movement between the subject and the optical system.However, when the camera shake is large, the correlation calculation is performed in the direction of the phase shift generated according to the defocus amount of the optical system. If the shift operation in the vertical direction, which is a direction substantially perpendicular to the vertical direction, is performed, the phase differences δ1, δ2, δ3, δ4, and δ5 will fluctuate, and the detection accuracy of the phase difference δ will deteriorate.

【0105】また、位相差検出用信号のS/Nが悪い場
合、例えば、被写体が暗くて光量が足りず、アンプ10
でCCDからの出力を大きくゲインアップしている場合
も、相関演算で、光学系のデフォーカス量に応じて生じ
る位相ずれ方向に対して略垂直な方向である縦方向のシ
フト演算を行うと、かえって、位相差δ1、δ2、δ
3、δ4、δ5がバラツキ、位相差δの検出精度が悪く
なる。
If the S / N of the phase difference detection signal is poor, for example, the subject is dark and the light quantity is
Even when the gain from the CCD is greatly increased by the above, if the vertical shift operation, which is a direction substantially perpendicular to the phase shift direction generated according to the defocus amount of the optical system, is performed by the correlation operation, Rather, the phase differences δ1, δ2, δ
3, δ4 and δ5 vary, and the detection accuracy of the phase difference δ deteriorates.

【0106】マクロ撮影では、一般の撮影に比べて、上
記のことが起こりやすい。また、マクロモード時は、最
大デフォーカス量が大きく、デフォーカス量が大きい時
には、低コントラストの状態になるため、シフト演算を
行うと検出精度が悪くなる場合がある。
In macro photography, the above is more likely to occur than in general photography. Further, in the macro mode, the maximum defocus amount is large, and when the defocus amount is large, a low contrast state is obtained.

【0107】このため、このようなことが起こりやすい
マクロモードの時は、相関演算するとき、光学系のデフ
ォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向に対して略垂直
な方向である縦方向のシフト演算を行わないようにす
る。
For this reason, in the macro mode in which this is likely to occur, when performing the correlation calculation, the vertical shift which is a direction substantially perpendicular to the phase shift direction generated according to the defocus amount of the optical system. Do not perform calculations.

【0108】このように、光学系のデフォーカス量に応
じて生じる位相ずれ方向に対して略垂直な方向である縦
方向のシフト演算を行わないことで、検出精度の低下が
防止でき、演算時間も短くなる。
As described above, by not performing the shift operation in the vertical direction which is a direction substantially perpendicular to the phase shift direction generated according to the defocus amount of the optical system, it is possible to prevent the detection accuracy from being lowered, and to reduce the calculation time. Is also shorter.

【0109】(第5の実施形態)第5の実施形態は、位
相差を求める相関演算において、相関演算に用いる領域
内にある位相差検出用信号のデータを間引いて相関演算
を行うことが出来る間引き手段を有し、マクロモードの
時は、間引きを行うか否かを変えるというものである。
(Fifth Embodiment) In the fifth embodiment, in the correlation operation for obtaining the phase difference, the correlation operation can be performed by thinning out the data of the phase difference detection signal in the region used for the correlation operation. In the macro mode, whether or not to perform the thinning is changed.

【0110】以下、第1の実施形態と異なるところのみ
を述べ、第1の実施形態と同じ部分についての説明は省
略する。
Hereinafter, only the points different from the first embodiment will be described, and the description of the same parts as the first embodiment will be omitted.

【0111】第1の実施形態で述べたように、位相差を
求める相関演算を行う際、相関演算に用いる領域(図1
0のm個×n個の領域)内にあるすべての位相差検出用
信号のデータをそのまま用いている。この時の位相差検
出用信号の信号ピッチは、前述したように、CCDの画
素ピッチと同じである。
As described in the first embodiment, when performing the correlation calculation for obtaining the phase difference, the region used for the correlation calculation (FIG. 1)
The data of all the phase difference detection signals within 0 m × n areas) is used as it is. At this time, the signal pitch of the phase difference detection signal is the same as the pixel pitch of the CCD as described above.

【0112】しかし、合焦させるために、焦点検出、光
学系のフォーカス制御を2回以上行う必要がある場合、
大デフォーカス状態のときは、始めは大デフォーカス状
態で焦点検出を行い、最後に合焦近傍の状態で焦点検出
を行うことになる。つまり、始めは、大まかに合焦付近
までレンズを移動させ、その後、精度良く焦点を合わせ
ればよい。
However, when it is necessary to perform focus detection and focus control of the optical system twice or more in order to focus,
In the large defocus state, focus detection is first performed in a large defocus state, and finally focus detection is performed in a state near focus. That is, at first, the lens may be roughly moved to the vicinity of the in-focus state, and thereafter, the focus may be accurately adjusted.

【0113】また、マクロモード時には、像倍率が高い
場合が多いこと、位相差検出時の像信号のサーチ範囲
が、非マクロモード時に比べ大きいことから、相関演算
量を減らす必要がある。
In the macro mode, the image magnification is often high, and the search range of the image signal at the time of detecting the phase difference is larger than that in the non-macro mode. Therefore, it is necessary to reduce the correlation calculation amount.

【0114】そこで、マクロモード時の1回目の焦点検
出の時には、光学系のデフォーカス量に応じて生じる位
相ずれ方向にあたる、横方向のデータについては、図1
4のように、相関演算に用いるm個×n個の領域のデー
タを、1画素おきに間引き、相関演算に用いる位相差検
出用信号の信号ピッチをCCDの画素ピッチの1/2に
して、相関演算を行う。斜線の部分が、相関演算に用い
るデータである。そして、前回の焦点検出結果である、
位相差δが所定の値より小さくなったところで、間引き
を行わないようにして、相関演算を行う。
Therefore, at the time of the first focus detection in the macro mode, the data in the horizontal direction corresponding to the phase shift direction generated according to the defocus amount of the optical system is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the data of m × n areas used for the correlation operation is thinned out every other pixel, and the signal pitch of the phase difference detection signal used for the correlation operation is set to の of the pixel pitch of the CCD. Perform correlation calculation. The hatched portion is the data used for the correlation operation. And the previous focus detection result,
When the phase difference δ becomes smaller than a predetermined value, the correlation calculation is performed without performing the thinning.

【0115】つまり、始めは、焦点検出精度を低くし
て、大まかに焦点を合わせ、合焦近傍に来たら精度良く
検出を行うよう、焦点検出精度を変えるのである。この
ように、間引きをすることにより、相関演算に用いるデ
ータ数がm/2×nとなり、相関演算に要する時間が短
くなる。
That is, at first, the focus detection accuracy is changed so that the focus detection accuracy is lowered, the focus is roughly adjusted, and the detection is performed with high accuracy when the focus comes near the focus. In this way, by thinning out, the number of data used for the correlation operation becomes m / 2 × n, and the time required for the correlation operation is shortened.

【0116】なお、本実施形態では、間引き量を、1/
2としたが、焦点結果によって、間引き量を変更しても
よい。また、縦方向についても、同様に間引きを行って
もよい。
In this embodiment, the thinning amount is set to 1 /
Although 2, the thinning amount may be changed depending on the focus result. In the vertical direction, thinning may be performed in the same manner.

【0117】なお、上述した実施形態の焦点検出方法で
示した処理は、主としてCPUが処理するものであり、
プログラムROMに格納されているプログラムにより構
成される各機能手段に基づいて処理するものである。
The processing shown in the focus detection method of the above-described embodiment is mainly performed by the CPU.
The processing is performed based on each function means configured by the program stored in the program ROM.

【0118】また、上記プログラムは必ずしもROMに
格納されていなくてもよく、例えば外部のメモリーカー
ドに格納されている形態でも実現することができる。す
なわち、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウ
ェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システ
ムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置の
情報処理装置(またはCPU)が記憶媒体に格納された
プログラムコードを読み出し、実行することによっても
達成されることは言うまでもない。
The above program is not necessarily stored in the ROM, but can be realized, for example, in a form stored in an external memory card. That is, a storage medium storing program codes of software for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or an apparatus, and an information processing apparatus (or CPU) of the system or apparatus stores the program stored in the storage medium. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the code.

【0119】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現す
ることになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒
体は本発明を構成することになる。
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

【0120】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク、CD―ROM、C
D−R、磁気テープ、不揮発性メモリーカード、RO
M、DVD等を用いることができる。
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, C
DR, magnetic tape, nonvolatile memory card, RO
M, DVD, etc. can be used.

【0121】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、上述した実施の形態の
機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの
指示に基づき、情報処理装置上で稼動している基本ソフ
トウェア(OS)等が実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現
される場合も含まれることは言うまでもない。
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the basic program running on the information processing apparatus based on the instruction of the program code. It goes without saying that software (OS) or the like performs a part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

【0122】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、情報処理装置に挿入された機能拡張ボー
ドや情報処理装置に接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリーに書き込まれた後、そのプログラムコードの
指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニット
に備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現
される場合も含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the storage medium is written to a memory provided in a function expansion board inserted into the information processing device or a function expansion unit connected to the information processing device, the program code of the program code is read out. It goes without saying that the CPU or the like provided in the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instruction, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments. .

【0123】以上説明した本実施形態によれば、焦点検
出のための位相差を求める演算を行う際に、以下の通り
演算方法の変更が可能である。 1.撮影の設定条件に基づいて、焦点検出演算方法を変
更する。 2.位相差検出用信号より位相差を求める相関演算にお
いて、撮影の設定条件により、位相差検出時の像信号の
サーチ範囲を変える。 3.位相差検出用信号より位相差を求める相関演算にお
いて、撮影の設定条件により、位相差検出時の像信号を
シフトするステップ量を変える。 4.位相差検出用信号より位相差を求める相関演算にお
いて、撮影の設定条件により、相関演算に用いる位相差
信号の領域の大きさを変える。 5.位相差検出用信号より位相差を求める相関演算にお
いて、光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ
方向と略垂直な方向のシフト演算を行うか行わないかを
変更する。 6.位相差を求める相関演算において、相関演算に用い
る領域内にある位相差検出用信号のデータを間引いて相
関演算を行うことが出来る間引き手段を有し、撮影の設
定条件により、間引きを行うか否かを変える。 7.撮影の設定条件を焦点検出が可能な被写体距離の範
囲とし、設定条件に応じて演算方法を変更する。 8.撮影の設定条件を光学系の焦点距離とし、設定条件
に応じて演算方法を変更する。 従って、撮影時の設定条件に適した焦点検出演算方法を
用いることが可能となり、焦点検出が不能になることを
防止できる。よって、一つの焦点検出演算方法をすべて
の場合に用いるときに比べ、余計な計算を省くことがで
き、演算時間の高速化を達成することが可能である。
According to the present embodiment described above, when the calculation for obtaining the phase difference for focus detection is performed, the calculation method can be changed as follows. 1. The focus detection calculation method is changed based on the photographing setting conditions. 2. In the correlation calculation for obtaining the phase difference from the phase difference detection signal, the search range of the image signal at the time of detecting the phase difference is changed according to the setting conditions of the photographing. 3. In the correlation calculation for obtaining the phase difference from the phase difference detection signal, the step amount for shifting the image signal at the time of detecting the phase difference is changed according to the setting condition of the photographing. 4. In the correlation calculation for obtaining the phase difference from the phase difference detection signal, the size of the area of the phase difference signal used for the correlation calculation is changed according to the setting conditions of the imaging. 5. In the correlation calculation for obtaining the phase difference from the phase difference detection signal, it is changed whether or not to perform the shift calculation in a direction substantially perpendicular to the phase shift direction generated according to the defocus amount of the optical system. 6. In the correlation operation for obtaining the phase difference, the image processing apparatus includes a thinning unit that can perform the correlation operation by thinning out the data of the phase difference detection signal in the area used for the correlation operation. Change. 7. The photographing setting condition is set to a range of a subject distance in which focus detection is possible, and the calculation method is changed according to the setting condition. 8. The photographing setting condition is the focal length of the optical system, and the calculation method is changed according to the setting condition. Therefore, it is possible to use a focus detection calculation method suitable for the setting conditions at the time of shooting, and it is possible to prevent focus detection from being disabled. Therefore, compared with the case where one focus detection calculation method is used in all cases, unnecessary calculation can be omitted, and the calculation time can be shortened.

【0124】[0124]

【発明の効果】本発明によれば、カメラの設定条件に応
じて適した焦点検出演算方法を用いることで、焦点検出
が不能となることを抑止することができ、焦点検出演算
時間の高速化を達成することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to prevent the focus detection from being disabled by using a focus detection calculation method suitable for the setting conditions of the camera, and to shorten the focus detection calculation time. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る焦点検出装置及びこ
れを用いた撮像装置の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a focus detection device according to an embodiment of the present invention and an imaging device using the same.

【図2】本発明の一実施形態に係る焦点検出用絞りと遮
光板の位置関係を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between a focus detection diaphragm and a light shielding plate according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係るインターライン型C
CDの構成を示す平面図である。
FIG. 3 shows an interline type C according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a CD.

【図4】本発明の一実施形態に係るCCDの撮像領域を
示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an imaging area of a CCD according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態に係るCCDの垂直電荷転
送素子を4相駆動とした場合の一垂直期間分のタイミン
グチャートを示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a timing chart for one vertical period when a vertical charge transfer element of a CCD according to an embodiment of the present invention is driven by four phases.

【図6】本発明の一実施形態に係る位相差検出信号を求
める際の演算処理を説明する模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a calculation process when obtaining a phase difference detection signal according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態に係る焦点検出原理を示す
模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a focus detection principle according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施形態に係る焦点検出原理を示す
模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a focus detection principle according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態に係る焦点検出原理を示す
模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a focus detection principle according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施形態に係る、位相差を相関演
算により求める際の相関を取る方法を示す模式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a method for obtaining a correlation when a phase difference is obtained by a correlation operation according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態に係る、撮像装置と被写
体の相対移動による画像の横方向の位置と、各画像間に
位相差との関係を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a relationship between a horizontal position of an image due to a relative movement of an imaging device and a subject and a phase difference between the images according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態に係る、位相差検出誤差
を補正する方法を説明する模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a method for correcting a phase difference detection error according to an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施形態に係る、非マクロモー
ド、マクロモードにおけるEVFのAF測距枠を説明す
る模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an EVF AF ranging frame in a non-macro mode and a macro mode according to an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施形態に係る、相関演算に用い
るデータの間引き方法を説明する模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a method for thinning out data used for correlation calculation according to an embodiment of the present invention.

【図15】従来の位相差検出方式の焦点検出装置を有す
る1眼レフカメラを示す概略断面図である。
FIG. 15 is a schematic sectional view showing a single-lens reflex camera having a conventional phase difference detection type focus detection device.

【図16】従来の焦点検出装置の焦点検出原理を説明す
る模式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating the principle of focus detection of a conventional focus detection device.

【図17】従来の焦点検出装置の焦点検出原理を説明す
る模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the principle of focus detection of a conventional focus detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 撮影レンズのフォーカス用レンズ群 1b 撮影レンズのフォーカス用レンズ群以外のレンズ
群 2 レンズ繰り出し機構 3 焦点検出用絞り 4 モーター 5 遮光板 6 モーター 7 光学ローパスフィルター 8 赤外カットフィルター 9 CCD 10 アンプ 11 A/D変換器 12 デジタル信号処理部 13 システムコントロール部 14 CCDドライバー 15 レンズコントロール部 16 バッファメモリ 17 カードスロットとそのコントロール部 18 電子ビューファインダー(EVF) 19 LCDドライバー 20 D/A変換器 21 VRAM 22 外部白黒液晶(LCD) 23 LCDドライバー 24 操作スイッチ
1a Focusing lens group of photographing lens 1b Lens group other than focusing lens group of photographing lens 2 Lens extension mechanism 3 Focus detection aperture 4 Motor 5 Shield plate 6 Motor 7 Optical low-pass filter 8 Infrared cut filter 9 CCD 10 Amplifier 11 A / D converter 12 Digital signal processing unit 13 System control unit 14 CCD driver 15 Lens control unit 16 Buffer memory 17 Card slot and its control unit 18 Electronic viewfinder (EVF) 19 LCD driver 20 D / A converter 21 VRAM 22 External black and white liquid crystal (LCD) 23 LCD driver 24 Operation switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H011 AA03 BA22 BB01 BB02 BB04 CA01 CA21 DA06 2H051 AA00 BA07 BA12 CB05 CB06 CB22 CE18 CE21 CE23 CE26 DA04 DA18 EA08 EB13 FA61 FA63  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H011 AA03 BA22 BB01 BB02 BB04 CA01 CA21 DA06 2H051 AA00 BA07 BA12 CB05 CB06 CB22 CE18 CE21 CE23 CE26 DA04 DA18 EA08 EB13 FA61 FA63

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮影用の光学系の少なくとも2つの異な
る瞳領域を通過した光束を撮像素子上に結像させ、前記
撮像素子から得られる少なくとも2つの出力画像の位相
差を求める焦点検出方法であって、 撮影の設定条件に応じて前記焦点検出の演算方法を変更
することを特徴とする焦点検出方法。
1. A focus detection method for forming a light beam having passed through at least two different pupil regions of an imaging optical system on an image sensor, and obtaining a phase difference between at least two output images obtained from the image sensor. A focus detection method, wherein the calculation method of the focus detection is changed according to a setting condition of photographing.
【請求項2】 少なくとも2つの被写体距離の範囲の設
定を可能とし、 前記撮影の設定条件は前記被写体距離の範囲設定である
ことを特徴とする請求項1に記載の焦点検出方法。
2. The focus detection method according to claim 1, wherein at least two subject distance ranges can be set, and the photographing setting condition is the subject distance range setting.
【請求項3】 前記被写体距離の範囲の1つは、他の被
写体距離の範囲よりも至近側において広く設定されてい
ることを特徴とする請求項2に記載の焦点検出方法。
3. The focus detection method according to claim 2, wherein one of the ranges of the subject distance is set wider on the closest side than the range of the other subject distances.
【請求項4】 前記撮影の設定条件は、前記撮影用の光
学系の焦点距離であることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか1項に記載の焦点検出方法。
4. The focus detection method according to claim 1, wherein the setting condition of the photographing is a focal length of the optical system for photographing.
【請求項5】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力画
像検出時の前記出力画像の前記光学系の光軸方向に沿っ
たサーチ範囲を変更することを特徴とする請求項1〜4
のいずれか1項に記載の焦点検出方法。
5. The search range of the output image along the optical axis direction of the optical system when the output image is detected is changed according to a setting condition of the photographing.
The focus detection method according to any one of the above items.
【請求項6】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力画
像検出時の前記出力画像の信号のステップ量を変更する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の
焦点検出方法。
6. The focus detection according to claim 1, wherein a step amount of a signal of the output image at the time of detecting the output image is changed according to a setting condition of the photographing. Method.
【請求項7】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力画
像の前記撮像素子上における領域の大きさを変更するこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の焦
点検出方法。
7. The focus detection method according to claim 1, wherein a size of an area of the output image on the image sensor is changed according to a setting condition of the photographing. .
【請求項8】 前記撮影の設定条件に応じて前記光学系
のデフォーカス方向と垂直な方向のシフト演算を行うか
否かを変更することを特徴とする請求項1〜7のいずれ
か1項に記載の焦点検出方法。
8. The apparatus according to claim 1, wherein whether to perform a shift operation in a direction perpendicular to a defocus direction of the optical system is changed according to a setting condition of the photographing. 3. The focus detection method according to item 1.
【請求項9】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力画
像のデータを間引くことを特徴とする請求項1〜8のい
ずれか1項に記載の焦点検出方法。
9. The focus detection method according to claim 1, wherein the data of the output image is thinned according to a setting condition of the photographing.
【請求項10】 前記光束を時系列的に前記撮像素子上
に結像させることを特徴とする請求項1〜9のいずれか
1項に記載の焦点検出方法。
10. The focus detection method according to claim 1, wherein the light flux is formed on the image sensor in a time-series manner.
【請求項11】 撮影用の光学系の少なくとも2つの異
なる瞳領域を通過した光束を撮像素子上に結像させ、前
記撮像素子から得られる少なくとも2つの出力画像の位
相差を求める焦点検出装置であって、 撮影の設定条件に応じて前記焦点検出の演算方法を変更
するようにしたことを特徴とする焦点検出装置。
11. A focus detection device that forms a light beam having passed through at least two different pupil regions of an imaging optical system on an image sensor and obtains a phase difference between at least two output images obtained from the image sensor. A focus detection device, wherein a calculation method of the focus detection is changed according to a setting condition of photographing.
【請求項12】 撮影用の光学系の少なくとも2つの異
なる瞳領域を通過した光束を撮像素子上に結像させる結
像手段と、 前記撮像素子から得られる少なくとも2つの出力画像の
位相差を求める検出手段と、 撮影の設定条件に応じて前記焦点検出の演算方法を変更
する演算手段とを有することを特徴とする請求項11に
記載の焦点検出装置。
12. An image forming means for forming an image of a light beam having passed through at least two different pupil regions of an imaging optical system on an image sensor, and obtaining a phase difference between at least two output images obtained from the image sensor. The focus detection device according to claim 11, further comprising: a detection unit; and a calculation unit that changes a calculation method of the focus detection according to a setting condition of photographing.
【請求項13】 少なくとも2つの被写体距離の範囲の
設定が可能であり、 前記撮影の設定条件は前記被写体距離の範囲設定である
ことを特徴とする請求項12に記載の焦点検出装置。
13. The focus detection apparatus according to claim 12, wherein at least two subject distance ranges can be set, and the photographing setting condition is the subject distance range setting.
【請求項14】 前記被写体距離の範囲の1つは、他の
被写体距離の範囲よりも至近側において広く設定されて
いることを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項
に記載の焦点検出装置。
14. The focal point according to claim 11, wherein one of the object distance ranges is set wider on the closest side than the other object distance ranges. Detection device.
【請求項15】 前記撮影の設定条件は、前記撮影用の
光学系の焦点距離とされていることを特徴とする請求項
11〜14のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
15. The focus detection device according to claim 11, wherein the setting condition of the photographing is a focal length of the optical system for photographing.
【請求項16】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力
画像検出時の前記出力画像の前記光学系の光軸方向に沿
ったサーチ範囲を変更するようにしたことを特徴とする
請求項11〜15のいずれか1項に記載の焦点検出装
置。
16. A search range of the output image along the optical axis direction of the optical system when the output image is detected according to a setting condition of the photographing. The focus detection device according to any one of claims 15 to 15.
【請求項17】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力
画像検出時の前記出力画像の信号のステップ量を変更す
るようにしたことを特徴とする請求項11〜16のいず
れか1項に記載の焦点検出装置。
17. The apparatus according to claim 11, wherein a step amount of a signal of the output image at the time of detecting the output image is changed according to a setting condition of the photographing. Focus detection device.
【請求項18】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力
画像の前記撮像素子上における領域の大きさを変更する
ようにしたことを特徴とする請求項11〜17のいずれ
か1項に記載の焦点検出装置。
18. The apparatus according to claim 11, wherein a size of an area of the output image on the image sensor is changed according to a setting condition of the photographing. Focus detection device.
【請求項19】 前記撮影の設定条件に応じて前記光学
系のデフォーカス方向と垂直な方向のシフト演算を行う
か否かを変更するようにしたことを特徴とする請求項1
1〜18のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
19. The apparatus according to claim 1, wherein whether to perform a shift operation in a direction perpendicular to a defocus direction of the optical system is changed according to a setting condition of the photographing.
The focus detection device according to any one of claims 1 to 18.
【請求項20】 前記撮影の設定条件に応じて前記出力
画像のデータを間引くことを特徴とする請求項11〜1
9のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
20. The method according to claim 11, wherein the data of the output image is thinned according to a setting condition of the photographing.
10. The focus detection device according to claim 9.
【請求項21】 前記光束を時系列的に前記撮像素子上
に結像させるようにしたことを特徴とする請求項11〜
20のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
21. The image forming apparatus according to claim 11, wherein said light beam is formed on said image pickup element in a time-series manner.
21. The focus detection device according to any one of 20.
【請求項22】 前記結像手段として、前記撮影用の光
学系の撮影光束を少なくとも2つの領域に時系列的に分
割し、前記前記撮影用の光学系の異なる瞳領域を通過す
る光束よりなる像を前記撮像素子に投影するための瞳位
置移動手段を更に備えたことを特徴とする請求項12〜
21のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
22. The imaging means divides a photographing light beam of the photographing optical system into at least two regions in a time-series manner, and comprises a light beam passing through different pupil regions of the photographing optical system. The pupil position moving means for projecting an image on the image pickup device is further provided.
22. The focus detection device according to any one of 21.
【請求項23】 請求項1〜10のいずれか1項に記載
の焦点検出方法の手順をコンピュータに実行させるため
のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記
憶媒体。
23. A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to execute the procedure of the focus detection method according to claim 1. Description:
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