JP2007233034A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像光学系202により形成される像を撮像するとともに、撮像光学系202の一対の瞳領域を通過する一対の光束により形成される一対の像の像ズレ量に基づいて撮像光学系202の焦点調節状態を検出する撮像兼焦点検出手段212と、撮像光学系202の一対の瞳領域を通過する一対の光束により形成される一対の像の像ズレ量に基づいて撮像光学系202の焦点調節状態を検出する焦点検出手段とを設け、撮像兼焦点検出手段212と焦点検出手段207とを撮影条件に応じて選択し、撮像光学系202の焦点調節を行う。
【選択図】図1
Description
(2) 請求項2の撮像装置は、撮像光学系の光路を撮像兼焦点検出手段の方向と焦点検出手段の方向とに分割または切り換えを行う光路変更手段を備えたものである。
(3) 請求項3の撮像装置は、撮像兼焦点検出手段に、撮像用画素と焦点検出用画素とを同一の基板上に配置した撮像素子を備えたものである。
(4) 請求項4の撮像装置は、撮像兼焦点検出手段の焦点検出用画素が1個のマイクロレンズについて一対の光電変換部を有する。
(5) 請求項5の撮像装置の焦点検出手段は、撮像光学系の予定焦点面に形成された像を再結像する一対の再結像光学系と、一対の再結像光学系により再結像された一対の像を検出するイメージセンサーとを有する。
(6) 請求項6の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮影動作が開始されるまでは焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮影動作が開始された後は撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(7) 請求項7の撮像装置は、焦点調節手段によって、連続撮影を行っている間は焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(8) 請求項8の撮像装置は、焦点調節手段によって、光路変更手段により撮像光学系の光路を撮像兼焦点検出手段の方向へ切り換えて連続撮影を行っている間は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(9) 請求項9の撮像装置は、焦点調節手段によって、動画撮影を行っている間は焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(10) 請求項10の撮像装置は、焦点調節手段によって、光路変更手段により撮像光学系の光路を撮像兼焦点検出手段の方向へ切り換えて動画撮影を行っている間は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(11) 請求項11の撮像装置は、焦点調節手段によって、複数の焦点検出領域で焦点検出を行うマルチAFエリアモードが設定された場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、単一の焦点検出領域で焦点検出を行うシングルAFエリアモードが設定された場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(12) 請求項12の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像光学系の合焦が達成された後も焦点調節手段による焦点調節動作を継続するコンティニュアスAFモードが設定された場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像光学系の合焦が達成された後の焦点調節手段による焦点調節動作を禁止するワンショットAFモードが設定された場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(13) 請求項13の撮像装置は、手動で焦点調節を行うMFモードが設定された場合に、撮像兼焦点検出手段により検出した焦点調節状態を表示する焦点調節状態表示手段を備えたものである。
(14) 請求項14の撮像装置は、撮像兼焦点検出手段により撮像した画像を表示する画像表示手段を備え、焦点調節手段によって、撮像兼焦点検出手段による撮像画像を画像表示手段に表示する際に、拡大の表示倍率が設定された場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、縮小の表示倍率が設定された場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(15) 請求項15の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像光学系の開放F値が所定値より明るい場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像光学系の開放F値が所定値より暗い場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(16) 請求項16の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像光学系の制御F値が所定値より明るい場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像光学系の制御F値が所定値より暗い場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(17) 請求項17の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像光学系の焦点距離が所定値より短い場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像光学系の焦点距離が前記所定値より長い場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(18) 請求項18の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像兼焦点検出手段による撮像動作時の露光時間が所定時間より短い場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像兼焦点検出手段による撮像動作時の露光時間が所定時間より長い場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(19) 請求項19の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像感度が所定値より低い場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像感度が所定値より高い場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(20) 請求項20の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮影時に被写体を照明しない場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮影時に被写体を照明する場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(21) 請求項21の撮像装置は、焦点調節手段によって、セルフタイマー撮影モードが設定されている場合は、焦点検出兼撮像手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、通常撮影モードが選択されている場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(22) 請求項22の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像装置が固定されている場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像装置が固定されていない場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(23) 請求項23の撮像装置は、焦点調節手段によって、静止被写体を撮影する静止被写体撮影モードが設定されている場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、移動被写体を撮影する移動被写体撮影モードが設定されている場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(24) 請求項24の撮像装置は、焦点調節手段によって、撮像光学系の焦点調節状態が所定値より大きいときは、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像光学系の焦点調節状態が所定値以下になったら、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(25) 請求項25の撮像装置は、焦点調節手段によって、被写界の輝度が所定値より高い場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、被写界の輝度が所定値より低い場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(26) 請求項26の撮像装置は、被写体の静止または移動を判定する被写体判定手段を備え、焦点調節手段によって、被写体判定手段により被写体が静止していると判定された場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、被写体判定手段により被写体が移動していると判定された場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
(27) 請求項27の撮像装置は、焦点調節手段によって、焦点検出用補助光を照射しない場合は、撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、焦点検出用補助光を照射する場合は、焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うようにしたものである。
C(L)=Σ|e(i+L)−f(i)| ・・・(1)
(1)式において、Lは整数であり、一対のデータのピッチを単位とした相対的シフト量である。また、Lのとる範囲はLmin〜Lmax(図では−5〜+5)である。さらに、パラメータiのとる範囲はpからqまでであり、1≦p<q≦mの条件を満足するように定められる。さらにまた、pとqの値によって焦点検出領域の大きさが設定される。
x=kj+D/SLOP ・・・(2)、
C(x)= C(kj)−|D| ・・・(3)、
D={C(kj-1)-C(k j+1)}/2 ・・・(4)、
SLOP=MAX{C(kj+1)-C(k j),C(kj-1)−C(k j)} ・・・(5)
また、算出したシフト量xに基づいて被写体像面の予定焦点面に対するデフォーカス量DEFを(6)式により求めることができる。
DEF=KX・PY・x ・・・(6)
(6)式において、PYは検出ピッチであり、KXは一対の測距瞳の重心の開き角の大きさによって決まる変換係数である。
撮像兼焦点検出手段が瞳分割位相差方式の焦点検出機能を備えているので、撮像兼焦点検出手段の焦点検出機能を用いる場合でも、応答性の高い焦点調節を達成することができ、移動被写体に対しても高精度な焦点調節を行うことができる。
また、焦点検出手段の焦点検出機能と撮像兼焦点検出手段の焦点検出機能とが同じ瞳分割位相差検出方式を用いているので、瞳分割位相差検出方式の構成や瞳分割位相差検出アルゴリズムの各種パラメータをそれぞれの焦点検出機能が使用される状況に応じて設定することによって、互いの焦点検出機能の性能を補完することができ、焦点検出機能を状況に応じて切り換えて全体として焦点検出のパフォーマンスを向上させることができる。
さらに、焦点検出手段の焦点検出機能と撮像兼焦点検出手段の焦点検出機能とが同じ瞳分割位相差検出方式を用いているので、瞳分割位相差検出方式の構成や瞳分割位相差検出アルゴリズムの各種パラメータを揃えることによって、焦点検出結果の一致性を向上させ、切り換え時の不自然な動作を防止することができる。
これにより、焦点検出手段の瞳分割位相差検出方式を再結像方式、撮像兼焦点検出の瞳分割焦点検出方式をマイクロレンズ方式で実現できるため、それぞれの方式の長所を生かして全体として最適な焦点検出システムを実現することができる。
また、撮像兼焦点検出手段の焦点検出方式をマイクロレンズ方式で実現するため、撮像兼焦点検出手段をコンパクトに構成できるとともに、最終的に撮像面と同一な面上で焦点検出ができるため、撮像兼焦点検出手段と焦点検出手段との位置合わせ誤差や、撮像兼焦点検出手段自身の配置誤差を除去した上で、高精度な焦点検出を行うことができる。
Claims (27)
- 撮像光学系により形成される像を撮像するとともに、前記撮像光学系の一対の瞳領域を通過する一対の光束により形成される一対の像の像ズレ量に基づいて前記撮像光学系の焦点調節状態を検出する撮像兼焦点検出手段と、
前記撮像光学系の一対の瞳領域を通過する一対の光束により形成される一対の像の像ズレ量に基づいて前記撮像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記撮像兼焦点検出手段と前記焦点検出手段とを撮影条件に応じて選択し、前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記撮像光学系の光路を前記撮像兼焦点検出手段の方向と前記焦点検出手段の方向とに分割または切り換えを行う光路変更手段を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または請求項2に記載の撮像装置において、
前記撮像兼焦点検出手段は、撮像用画素と焦点検出用画素とを同一の基板上に配置した撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項3に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、1個のマイクロレンズについて一対の光電変換部を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段は、前記撮像光学系の予定焦点面に形成された像を再結像する一対の再結像光学系と、前記一対の再結像光学系により再結像された一対の像を検出するイメージセンサーとを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、撮影動作が開始されるまでは前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮影動作が開始された後は前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、連続撮影を行っている間は前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記光路変更手段により前記撮像光学系の光路を前記撮像兼焦点検出手段の方向へ切り換えて連続撮影を行っている間は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、動画撮影を行っている間は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記光路変更手段により前記撮像光学系の光路を前記撮像兼焦点検出手段の方向へ切り換えて動画撮影を行っている間は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、複数の前記焦点検出領域で焦点検出を行うマルチAFエリアモードが設定された場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、単一の前記焦点検出領域で焦点検出を行うシングルAFエリアモードが設定された場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記撮像光学系の合焦が達成された後も前記焦点調節手段による焦点調節動作を継続するコンティニュアスAFモードが設定された場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記撮像光学系の合焦が達成された後の前記焦点調節手段による焦点調節動作を禁止するワンショットAFモードが設定された場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
手動で焦点調節を行うMFモードが設定された場合に、前記撮像兼焦点検出手段により検出した焦点調節状態を表示する焦点調節状態表示手段を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記撮像兼焦点検出手段により撮像した画像を表示する画像表示手段を備え、
前記焦点調節手段は、前記撮像兼焦点検出手段による撮像画像を前記画像表示手段に表示する際に、拡大の表示倍率が設定された場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、縮小の表示倍率が設定された場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記撮像光学系の開放F値が所定値より明るい場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記撮像光学系の開放F値が前記所定値より暗い場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記撮像光学系の制御F値が所定値より明るい場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記撮像光学系の制御F値が前記所定値より暗い場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記撮像光学系の焦点距離が所定値より短い場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記撮像光学系の焦点距離が前記所定値より長い場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記撮像兼焦点検出手段による撮像動作時の露光時間が所定時間より短い場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記撮像兼焦点検出手段による撮像動作時の露光時間が前記所定時間より長い場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、撮像感度が所定値より低い場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像感度が前記所定値より高い場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、撮影時に被写体を照明しない場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮影時に被写体を照明する場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、セルフタイマー撮影モードが設定されている場合は、前記焦点検出兼撮像手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、通常撮影モードが選択されている場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、撮像装置が固定されている場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、撮像装置が固定されていない場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、静止被写体を撮影する静止被写体撮影モードが設定されている場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、移動被写体を撮影する移動被写体撮影モードが設定されている場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記撮像光学系の焦点調節状態が所定値より大きいときは、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記撮像光学系の焦点調節状態が前記所定値以下になったら、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、被写界の輝度が所定値より高い場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、被写界の輝度が前記所定値より低い場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
被写体の静止または移動を判定する被写体判定手段を備え、
前記焦点調節手段は、前記被写体判定手段により被写体が静止していると判定された場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、前記被写体判定手段により被写体が移動していると判定された場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、焦点検出用補助光を照射しない場合は、前記撮像兼焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行い、焦点検出用補助光を照射する場合は、前記焦点検出手段による検出結果を用いて焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
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