JP2007240877A - Imaging apparatus and control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a decrease in reliability in terms of an obtained focusing position while keeping speed required for AF high. <P>SOLUTION: A digital camera 10 obtains the focusing position by phase difference detection system AF for both vertical field and horizontal field, and determines the reliability in terms of the obtained focusing position. Then, it performs contrast detection system AF in a direction where the reliability is high, and replaces the focusing position obtained by the phase difference detection system AF in the same direction with a more accurate focusing position. A range where a focus lens moves when the contrast detection system AF is performed is a comparatively small range near the focusing position obtained by the phase difference detection system AF. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、オートフォーカス機能を備える撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus having an autofocus function and a control method thereof.

撮像時に焦点を自動的に調節する、いわゆるオートフォーカス(AF)機能を備えるデジタルカメラなどの撮像装置が普及している。AF機能を実現する方式として、位相差検出方式とコントラスト検出方式が知られている。一般に、位相差検出方式によるAFは高速であるがコントラスト検出方式に比べると精度が出にくい面があり、コントラスト検出方式によるAFは高精度であるが低速であるという特徴がある。   An imaging apparatus such as a digital camera having a so-called autofocus (AF) function that automatically adjusts the focus during imaging is widely used. As methods for realizing the AF function, a phase difference detection method and a contrast detection method are known. In general, the phase difference detection method AF is fast, but there are features that are less accurate than the contrast detection method, and the contrast detection method AF is highly accurate but slow.

そこで、位相差検出方式とコントラスト検出方式を組み合わせ、高速かつ高精度なAFを行うハイブリッドAF方式が知られている(特許文献1参照)。   Therefore, a hybrid AF method is known that combines high-speed and high-precision AF by combining a phase difference detection method and a contrast detection method (see Patent Document 1).

特許文献1に記載の撮像装置は、まず位相差検出方式のAFにより第1の合焦位置を求め、第1の合焦位置近傍でコントラスト検出方式によるAFを行うことにより、第1の合焦位置より正確な第2の合焦位置を求める。コントラスト検出方式によるAFは第1の合焦位置近傍という比較的狭い範囲内でフォーカスレンズを走査することにより行われるため、従来のコントラスト検出方式のみを用いたAFよりも高速に合焦位置を求めることができる。   The imaging apparatus described in Patent Document 1 first obtains a first focus position by phase difference detection AF, and performs first focus by performing contrast detection AF in the vicinity of the first focus position. An accurate second in-focus position is obtained from the position. Since AF by the contrast detection method is performed by scanning the focus lens within a relatively narrow range in the vicinity of the first focus position, the focus position is obtained at a higher speed than AF using only the conventional contrast detection method. be able to.

また、位相差検出方式とコントラスト検出方式それぞれを用いて検出した合焦位置の差をあらかじめ補正値として記憶し、撮像時には位相差検出方式で検出した合焦位置をこの補正値で補正する撮像装置も知られている(特許文献2参照)。   Also, an imaging device that stores in advance the difference in focus position detected using each of the phase difference detection method and the contrast detection method as a correction value, and corrects the focus position detected by the phase difference detection method with this correction value during imaging. Is also known (see Patent Document 2).

特許文献2に記載の撮像装置は、一度補正値を記憶すれば、撮像時にはコントラスト検出方式によるAFを行う必要がないため、さらに高速に合焦位置を求めることができる。
特開2003−302571号公報 特開2000−292684号公報
The imaging apparatus described in Patent Literature 2 can obtain the in-focus position at a higher speed because it is not necessary to perform AF by the contrast detection method at the time of imaging once the correction value is stored.
JP 2003-302571 A JP 2000-292684 A

特許文献1に開示されている撮像装置は、焦点検出領域の縦方向と横方向のいずれを基準にしてオートフォーカス(AF)を行うかを考慮していない。したがって、縦方向又は横方向の一方を基準にAFを行った場合、基準とした方向における被写体のコントラストが低いと、求められる合焦位置の信頼性も低くなる。また、縦方向及び横方向の両方向を基準にAFを行えば合焦位置の信頼性は向上するが、AFの実行に時間がかかる。   The imaging device disclosed in Patent Document 1 does not consider whether autofocus (AF) is performed based on either the vertical direction or the horizontal direction of the focus detection region. Therefore, when AF is performed based on one of the vertical direction and the horizontal direction, if the contrast of the subject in the reference direction is low, the reliability of the required in-focus position is also low. Further, if AF is performed with reference to both the vertical and horizontal directions, the reliability of the in-focus position is improved, but it takes time to execute AF.

また、特許文献2に開示されている撮像装置は、焦点検出領域における被写体のコントラストに関わらず、補正値を求める。したがって、焦点検出領域における被写体のコントラストが低いと、信頼性の低い補正値を算出してしまう。   In addition, the imaging apparatus disclosed in Patent Document 2 calculates a correction value regardless of the contrast of the subject in the focus detection area. Therefore, if the contrast of the subject in the focus detection area is low, a correction value with low reliability is calculated.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、AFに要する速度を高速に保ちつつも、求められる合焦位置の信頼性が低下することを抑制する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing reduction in reliability of a required in-focus position while maintaining a high speed required for AF. To do.

上記課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を備える撮像装置を提供する。すなわち、被写体像を撮像手段により光電変換して得られる撮像信号に基づいて撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出する第1の焦点検出手段と、前記評価値とは異なる検出信号に基づいて前記撮像光学系の合焦点を検出する第2の焦点検出手段と、前記検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち、合焦点を検出する際に信頼性が高い方向を検出する検出手段とを有し、前記第1の焦点検出手段は前記検出手段により検出された方向に対応する前記撮像手段の方向の前記撮像信号に基づいて前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出することを特徴とする撮像装置。   In order to solve the above problems, the present invention provides an imaging apparatus having the following features. That is, based on a first focus detection unit that detects an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on an imaging signal obtained by photoelectrically converting a subject image by an imaging unit, and a detection signal different from the evaluation value A second focus detection unit that detects a focal point of the imaging optical system, and a direction that is highly reliable when detecting the focal point among a plurality of directions in the imaging unit based on the detection signal. An evaluation value representing the focus state of the imaging optical system based on the imaging signal in the direction of the imaging unit corresponding to the direction detected by the detection unit. An image pickup apparatus for detecting

また、本発明は、以下の特徴を備える撮像装置を提供する。すなわち、検出信号に基づいて撮像光学系の合焦点を検出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段における検出結果のずれを補正する補正値を、被写体像を光電変換して撮像信号を得る撮像手段における複数の方向ごとに記憶する記憶手段と、前記検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち、合焦点を検出する際に前記検出信号の信頼性が高い方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された方向に対応する前記記憶手段に記憶された補正値に基づいて前記焦点検出手段により検出された合焦点を補正する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。   The present invention also provides an imaging apparatus having the following features. That is, a focus detection unit that detects a focal point of the imaging optical system based on a detection signal, and an imaging unit that photoelectrically converts a subject image to obtain an imaging signal using a correction value that corrects a deviation of a detection result in the focus detection unit. Storage means for storing each of a plurality of directions in the detection means, and detection means for detecting a direction in which the detection signal has high reliability when detecting a focal point, among the plurality of directions in the imaging means, based on the detection signal And a correction unit that corrects the focal point detected by the focus detection unit based on a correction value stored in the storage unit corresponding to the direction detected by the detection unit. .

また、本発明は、以下の特徴を備える撮像装置の制御方法を提供する。すなわち、被写体像を撮像手段により光電変換して得られる撮像信号に基づいて撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出する第1の焦点検出手段と、前記評価値とは異なる検出信号に基づいて前記撮像光学系の合焦点を検出する第2の焦点検出手段とを有する撮像装置の制御方法であって、前記検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち、前記撮像信号の信頼性の高い方向を検出し、前記検出手段により検出された方向に対応する前記撮像信号に基づいて前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出するよう前記第1の焦点検出手段を制御することを特徴とする制御方法。   The present invention also provides a method for controlling an imaging apparatus having the following features. That is, based on a first focus detection unit that detects an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on an imaging signal obtained by photoelectrically converting a subject image by an imaging unit, and a detection signal different from the evaluation value And a second focus detection unit that detects a focal point of the imaging optical system, and based on the detection signal, out of a plurality of directions in the imaging unit, A highly reliable direction is detected, and the first focus detection unit is controlled to detect an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on the imaging signal corresponding to the direction detected by the detection unit. A control method characterized by:

また、本発明は、以下の特徴を備える撮像装置の制御方法を提供する。すなわち、検出信号に基づいて撮像光学系の合焦点を検出する焦点検出手段と、 前記焦点検出手段における検出結果のずれを補正する補正値を、被写体像を光電変換して撮像信号を得る撮像手段における複数の方向ごとに記憶する記憶手段とを有する撮像装置の制御方法であって、前記焦点検出手段の検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち前記撮像信号の信頼性の高い方向を検出する検出工程と、前記検出工程にて検出された方向に対応する前記記憶手段に記憶された補正値に基づいて、前記焦点検出手段により検出された合焦点を補正する補正工程とを有することを特徴とする制御方法。   The present invention also provides a method for controlling an imaging apparatus having the following features. That is, a focus detection unit that detects a focal point of an imaging optical system based on a detection signal, and an imaging unit that photoelectrically converts a subject image to obtain an imaging signal using a correction value that corrects a deviation of a detection result in the focus detection unit. And a storage means for storing each of a plurality of directions in the image pickup apparatus, wherein the image pickup signal is highly reliable among a plurality of directions in the image pickup means based on a detection signal of the focus detection means. A detection step for detecting a direction, and a correction step for correcting the in-focus detected by the focus detection unit based on a correction value stored in the storage unit corresponding to the direction detected in the detection step. A control method comprising:

なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための最良の形態における記載によってさらに明らかになるものである。   Other features of the present invention will become more apparent from the accompanying drawings and the following description of the best mode for carrying out the invention.

以上の構成により、本発明によれば、オートフォーカス(AF)に要する速度を高速に保ちつつも、求められる合焦位置の信頼性が低下することを抑制することが可能となる。   With the above configuration, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in reliability of a required in-focus position while maintaining a high speed required for autofocus (AF).

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The individual embodiments described below will help to understand various concepts, such as the superordinate concept, intermediate concept and subordinate concept of the present invention.

なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが発明の解決手段に必須のものとは限らない。   The technical scope of the present invention is determined by the claims, and is not limited by the following individual embodiments. In addition, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

[第1の実施形態]
<デジタルカメラ10の構成>
図1は、第1の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ10の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
<Configuration of digital camera 10>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera 10 that is an imaging apparatus according to the first embodiment.

CPU100には、焦点検出センサ101、信号入力部104、レンズ通信部105、撮像センサ106(撮像手段)、測光センサ107、及びシャッタ制御部108が接続されている。   Connected to the CPU 100 are a focus detection sensor 101, a signal input unit 104, a lens communication unit 105, an imaging sensor 106 (imaging means), a photometric sensor 107, and a shutter control unit 108.

信号入力部104は、デジタルカメラ10に各種の指示を与えるスイッチ群114の状態を検出するためのものである。   The signal input unit 104 is for detecting the state of the switch group 114 that gives various instructions to the digital camera 10.

レンズ通信部105は、図2に示す撮像レンズ60の状態などを示すレンズ信号115をCPU100に伝達し、焦点位置や絞りの制御などを行うためのものである。   The lens communication unit 105 is for transmitting a lens signal 115 indicating the state of the imaging lens 60 shown in FIG. 2 to the CPU 100 and controlling the focal position and the aperture.

シャッタ制御部108は、シャッタマグネット118a及び118bを制御するためのものである。   The shutter control unit 108 is for controlling the shutter magnets 118a and 118b.

CPU100は、コントラスト評価値演算部201、検出方向決定部202、信頼性評価部203、記憶部204を備える。   The CPU 100 includes a contrast evaluation value calculation unit 201, a detection direction determination unit 202, a reliability evaluation unit 203, and a storage unit 204.

コントラスト評価値演算部201は、撮像レンズ60(撮像光学系)から入射した光(被写体像)が撮像センサ106により光電変換された撮像信号(画像データ)のコントラストを検出し、撮像レンズ60の合焦状態を評価する。   The contrast evaluation value calculation unit 201 detects the contrast of an imaging signal (image data) obtained by photoelectrically converting light (subject image) incident from the imaging lens 60 (imaging optical system) by the imaging sensor 106, and Evaluate the focus state.

検出方向決定部202は、コントラスト評価値演算部201が画像データのコントラストを検出する際に、画像データのどの方向(例えば縦、横、斜めなど)に対してコントラストの検出を行うかを決定する。   When the contrast evaluation value calculation unit 201 detects the contrast of the image data, the detection direction determination unit 202 determines which direction (for example, vertical, horizontal, diagonal, etc.) of the image data is to be detected. .

信頼性評価部203は、焦点検出センサ101を使用した焦点検出結果の信頼性を評価する。   The reliability evaluation unit 203 evaluates the reliability of the focus detection result using the focus detection sensor 101.

記憶部204は、デジタルカメラ10の動作を制御するプログラムを格納したROM、プログラム実行時のワークエリアとなるRAM、デジタルカメラ10の設定に関するパラメータを記憶するためのEEPROMなどを含む。   The storage unit 204 includes a ROM that stores a program that controls the operation of the digital camera 10, a RAM that is a work area when the program is executed, an EEPROM that stores parameters related to the settings of the digital camera 10, and the like.

コントラスト評価値演算部201、検出方向決定部202、信頼性評価部203の機能は、CPU100が記憶部204に格納されているプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。しかし、もちろん、デジタルカメラ10に専用のハードウェアを備えることにより実現しても構わない。   The functions of the contrast evaluation value calculation unit 201, the detection direction determination unit 202, and the reliability evaluation unit 203 are realized in software by the CPU 100 executing a program stored in the storage unit 204. However, of course, the digital camera 10 may be provided with dedicated hardware.

スイッチ群114は、デジタルカメラ10の動作モード(例えば撮像モードや再生モードなど)を設定するために使用される。   The switch group 114 is used to set an operation mode (for example, an imaging mode or a reproduction mode) of the digital camera 10.

CPU100は、測光センサ107、焦点検出センサ101を制御することで、被写体の合焦状態や輝度を検出し、撮像レンズ60に含まれるフォーカスレンズの位置、絞り値、シャッタスピードなどを決定する。そして、レンズ通信部105を介して絞り値を制御し、また、シャッタ制御部108を介してシャッタマグネット118a及び118bの通電時間を制御してシャッタスピードを制御し、撮像センサ106を制御することで露光が行われ、画像データを得る。このとき撮像レンズ60を駆動して被写体像にピントを合わせて撮像する。そして、現像処理を行って、カメラ内の記録部に画像データを取り込むことで、一連の撮影を終了する。   The CPU 100 controls the photometric sensor 107 and the focus detection sensor 101 to detect the in-focus state and brightness of the subject and determine the position of the focus lens included in the imaging lens 60, the aperture value, the shutter speed, and the like. The aperture value is controlled via the lens communication unit 105, the energization time of the shutter magnets 118a and 118b is controlled via the shutter control unit 108, the shutter speed is controlled, and the image sensor 106 is controlled. Exposure is performed to obtain image data. At this time, the imaging lens 60 is driven to focus on the subject image. Then, development processing is performed, and image data is taken into a recording unit in the camera, thereby completing a series of photographing.

<デジタルカメラ10の光学的構成>
図2は、デジタルカメラ10の光学的構成を示す図である。
<Optical Configuration of Digital Camera 10>
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical configuration of the digital camera 10.

撮像レンズ60は、焦点を調節するための光学部材であるフォーカスレンズ(不図示)を含む。   The imaging lens 60 includes a focus lens (not shown) that is an optical member for adjusting the focus.

撮像レンズ60を介して入射した被写体からの光束の大部分はクイックリターンミラー31で上方に反射され、ファインダスクリーン51上に結像する。ユーザはこの像をペンタプリズム52、接眼レンズ53を介して観察することができる。   Most of the luminous flux from the subject incident through the imaging lens 60 is reflected upward by the quick return mirror 31 and forms an image on the finder screen 51. The user can observe this image via the pentaprism 52 and the eyepiece lens 53.

光束の一部はクイックリターンミラー31を透過し、後方のサブミラー30で下方へ曲げられ、視野マスク32、赤外カットフィルタ33、フィールドレンズ34、絞り38、二次結像レンズ39を経て焦点検出センサ101上に結像する。焦点検出センサ101は結像した光束を受光素子アレイにて光電変換し、それぞれが一対の受光素子アレイから得られた撮像信号を処理することにより、撮像レンズ60の合焦状態を検出することができる。   A part of the light beam passes through the quick return mirror 31, is bent downward by the rear sub-mirror 30, and detects the focus through the field mask 32, the infrared cut filter 33, the field lens 34, the stop 38, and the secondary imaging lens 39. An image is formed on the sensor 101. The focus detection sensor 101 can detect the in-focus state of the imaging lens 60 by photoelectrically converting the imaged light beam in the light receiving element array and processing the imaging signals obtained from the pair of light receiving element arrays. it can.

デジタルカメラ10を用いて撮像を行う際には、クイックリターンミラー31及びサブミラー30が跳ね上がり、被写体からの光束はすべて撮像センサ106上に結像し、被写体像の露光が行われる。   When imaging is performed using the digital camera 10, the quick return mirror 31 and the sub mirror 30 jump up, and all the light flux from the subject forms an image on the imaging sensor 106, so that the subject image is exposed.

<位相差検出方式とコントラスト検出方式>
本実施形態では、第1の焦点検出方式である位相差検出方式によるオートフォーカス(AF)と第2の焦点検出方式であるコントラスト検出方式によるAFを組み合わせることにより、デジタルカメラ10はAFを行う。なお、本実施形態では、撮像領域80(図5参照)に含まれる焦点検出領域81(図5参照)は1つであるものとするが、実際には、複数の焦点検出領域81に対して本実施形態に従うAFを行ってもよい。
<Phase difference detection method and contrast detection method>
In this embodiment, the digital camera 10 performs AF by combining autofocus (AF) based on the phase difference detection method that is the first focus detection method and AF based on the contrast detection method that is the second focus detection method. In the present embodiment, it is assumed that there is one focus detection area 81 (see FIG. 5) included in the imaging area 80 (see FIG. 5). You may perform AF according to this embodiment.

まず、図3乃至図5を参照して、本実施形態における位相差検出方式によるAFのための、デジタルカメラ10の構成を説明する。   First, the configuration of the digital camera 10 for AF by the phase difference detection method in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図3は、位相差検出方式によるAFのために使用される光学系の詳細を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing details of an optical system used for AF by the phase difference detection method.

サブミラー30で反射された被写体からの光束は視野マスク32の近傍に一旦結像する。視野マスク32は撮像領域80内の焦点検出領域81を決定するための遮光部材で、中央に十字形の開口部32aを有している。   The light flux from the subject reflected by the sub mirror 30 forms an image once in the vicinity of the field mask 32. The field mask 32 is a light shielding member for determining the focus detection area 81 in the imaging area 80, and has a cross-shaped opening 32a in the center.

フィールドレンズ34の後方には絞り38が配置され、絞り38の中央には上下と左右に一対づつ計4つの開口部38aが設けられている。   A diaphragm 38 is disposed behind the field lens 34, and a total of four openings 38 a are provided in the center of the diaphragm 38, one pair vertically and horizontally.

フィールドレンズ34は、絞り38の各開口部38aを撮像レンズ60の射出瞳付近に結像する作用を有している。絞り38の後方には2対計4つのレンズから構成される二次結像レンズ39が配置されており、それぞれのレンズは絞り38の各開口部38aに対応している。   The field lens 34 has an effect of imaging each aperture 38 a of the diaphragm 38 in the vicinity of the exit pupil of the imaging lens 60. A secondary imaging lens 39 composed of a total of four lenses in two pairs is disposed behind the diaphragm 38, and each lens corresponds to each opening 38 a of the diaphragm 38.

視野マスク32、フィールドレンズ34、絞り38、二次結像レンズ39を通過した各光束は、焦点検出センサ101上の2対4本のラインセンサ上に結像する。   Each light beam that has passed through the field mask 32, the field lens 34, the diaphragm 38, and the secondary imaging lens 39 forms an image on a two-to-four line sensor on the focus detection sensor 101.

図4は、焦点検出センサ101上のラインセンサを示す図である。図5は、撮像領域80と焦点検出領域81を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a line sensor on the focus detection sensor 101. FIG. 5 is a diagram showing the imaging area 80 and the focus detection area 81.

ラインセンサ111a及び111bの対が撮像領域80内の焦点検出領域81に対して縦方向の焦点検出視野を形成し、ラインセンサ111c及び111dの対が焦点検出領域81に対して横方向の焦点検出視野を形成している。   The pair of line sensors 111 a and 111 b forms a vertical focus detection field with respect to the focus detection area 81 in the imaging area 80, and the pair of line sensors 111 c and 111 d detects the focus in the horizontal direction with respect to the focus detection area 81. A visual field is formed.

以下、ラインセンサ111a及び111bの対による焦点検出視野を「縦視野」(又は第1の視野)、ラインセンサ111c及び111dの対による焦点検出視野を「横視野」(又は第2の視野)と呼ぶ。第1の視野および第2の視野は、撮像センサより出力される撮像信号におけるコントラスト評価の方向を示している。   Hereinafter, the focus detection field by the pair of line sensors 111a and 111b is referred to as “vertical field” (or first field), and the focus detection field by the pair of line sensors 111c and 111d is referred to as “lateral field” (or second field). Call. The first visual field and the second visual field indicate the direction of contrast evaluation in the imaging signal output from the imaging sensor.

焦点検出センサ101は、各ラインセンサ上の像を光電変換し、2対の撮像信号の相対位置変位を検出することで、焦点検出領域81に含まれる被写体から縦方向の撮像信号と横方向の撮像信号の両方を検出することができる。   The focus detection sensor 101 photoelectrically converts the image on each line sensor and detects the relative position displacement of the two pairs of imaging signals, thereby detecting the vertical imaging signal and the horizontal imaging signal from the subject included in the focus detection area 81. Both imaging signals can be detected.

CPU100は、以上のようにして得られた撮像信号から合焦位置を求めることができるが、合焦位置を求める方法は従来から知られている方法と同様であるため、説明を省略する。   The CPU 100 can obtain the in-focus position from the imaging signal obtained as described above. However, since the method for obtaining the in-focus position is the same as a conventionally known method, the description thereof is omitted.

次に、図6及び図7を参照して、本実施形態におけるコントラスト検出方式によるAFについて説明する。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the AF by the contrast detection method in the present embodiment will be described.

図6は、撮像センサ106の詳細を示す図である。図6において、グリッド状に表される各矩形は撮像センサ106が撮像する画素を示す。焦点検出画素領域82は、撮像センサ106において焦点検出領域81に対応する領域である。縦視野画素領域82a及び横視野画素領域82bは、撮像センサ106において焦点検出領域81の縦視野及び横視野に対応する領域である。   FIG. 6 is a diagram showing details of the image sensor 106. In FIG. 6, each rectangle represented in a grid shape indicates a pixel imaged by the image sensor 106. The focus detection pixel area 82 is an area corresponding to the focus detection area 81 in the image sensor 106. The vertical field pixel region 82 a and the horizontal field pixel region 82 b are regions corresponding to the vertical field and the horizontal field of the focus detection region 81 in the image sensor 106.

図7は、図6の焦点検出画素領域82を拡大した図である。図7に示すように、焦点検出画素領域82にはm×n個の画素が含まれる。   FIG. 7 is an enlarged view of the focus detection pixel region 82 of FIG. As shown in FIG. 7, the focus detection pixel region 82 includes m × n pixels.

図7のように各画素の信号をS(1,1)、S(1,2)・・・S(m,n)で表すと、焦点検出領域81に対して横方向にコントラスト検出方式を適用した場合のコントラスト評価値は、次式で表すことができる。   As shown in FIG. 7, when the signal of each pixel is represented by S (1,1), S (1,2)... S (m, n), the contrast detection method is used in the lateral direction with respect to the focus detection area 81. The contrast evaluation value when applied can be expressed by the following equation.

Figure 2007240877
Figure 2007240877

一方、焦点検出領域81に対して縦方向にコントラスト検出方式を適用した場合のコントラスト評価値は、次式で表すことができる。   On the other hand, the contrast evaluation value when the contrast detection method is applied to the focus detection region 81 in the vertical direction can be expressed by the following equation.

Figure 2007240877
Figure 2007240877

CPU100は、以上のようにして得られたコントラスト評価値から合焦位置を求めることができるが、合焦位置を求める方法は従来から知られている方法と同様であるため、説明を省略する。   The CPU 100 can obtain the in-focus position from the contrast evaluation value obtained as described above. However, the method for obtaining the in-focus position is the same as a conventionally known method, and thus description thereof is omitted.

<実施形態の原理>
本実施形態では、デジタルカメラ10は、縦視野及び横視野の両方について、まず位相差検出方式のAFで合焦位置(第1の合焦位置)を求め、求めた合焦位置の信頼性を判定する。次いで、信頼性の高い方向についてコントラスト検出方式のAFを行い、第2の合焦位置を求める。前述のように、コントラスト検出方式で求めた第2の合焦位置は、位相差検出方式で求めた第1の合焦位置よりも信頼性が高い。
<Principle of Embodiment>
In this embodiment, the digital camera 10 first obtains the focus position (first focus position) by phase difference detection AF for both the vertical field and the horizontal field of view, and determines the reliability of the obtained focus position. judge. Next, AF of the contrast detection method is performed in a highly reliable direction to obtain the second focus position. As described above, the second in-focus position obtained by the contrast detection method is more reliable than the first in-focus position obtained by the phase difference detection method.

換言すれば、デジタルカメラ10は、縦視野及び横視野それぞれについて求めた第1の合焦位置のうち、信頼性の高い方向と同じ方向についてコントラスト検出方式による焦点検出を行い、最終的に得られる合焦位置の信頼性をさらに向上させる。以下に本実施形態の原理と、合焦位置の信頼性が向上する理由を説明する。   In other words, the digital camera 10 performs focus detection by the contrast detection method in the same direction as the highly reliable direction among the first in-focus positions obtained for the vertical visual field and the horizontal visual field, and is finally obtained. Further improve the reliability of the in-focus position. The principle of this embodiment and the reason why the reliability of the in-focus position is improved will be described below.

図8は、位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置とコントラスト検出方式のAFによって求められた合焦位置の関係を示す図である。図8において、横軸は焦点位置を示し、縦軸はコントラスト評価値を示す。   FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the in-focus position obtained by phase difference detection AF and the in-focus position obtained by contrast detection AF. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the focal position, and the vertical axis indicates the contrast evaluation value.

図8において、横軸の0点は、縦視野又は横視野のいずれかを用いた位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置である。位相差検出方式のAFによって合焦位置が求まると、CPU100は撮像レンズ60の焦点位置を所定の間隔(以下、「検出ステップ」とも呼ぶ)で前後に移動させる。具体的には、撮像レンズ60に含まれるフォーカスレンズを所定の検出ステップ(移動間隔)で移動させる。図8の例では、位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置から前後に5ステップずつ、CPU100は撮像レンズ60の焦点位置を移動させる。コントラスト評価値演算部201は、それぞれの焦点位置において、位相差検出方式で用いた視野の方向と一致する方向について、上述の[数1]又は[数2]に従ってコントラスト評価値を計算する。コントラスト評価値が最大になる焦点位置(図8では−1点)がコントラスト検出方式のAFによって求められた合焦位置である。   In FIG. 8, the zero point on the horizontal axis is the in-focus position obtained by the phase difference detection AF using either the vertical field or the horizontal field. When the in-focus position is obtained by the phase difference detection AF, the CPU 100 moves the focal position of the imaging lens 60 back and forth at a predetermined interval (hereinafter also referred to as “detection step”). Specifically, the focus lens included in the imaging lens 60 is moved at a predetermined detection step (movement interval). In the example of FIG. 8, the CPU 100 moves the focal position of the imaging lens 60 by 5 steps back and forth from the in-focus position obtained by the phase difference detection AF. The contrast evaluation value calculation unit 201 calculates a contrast evaluation value according to the above [Equation 1] or [Equation 2] for each focus position in a direction that matches the direction of the visual field used in the phase difference detection method. The focal position where the contrast evaluation value is maximized (-1 point in FIG. 8) is the in-focus position obtained by contrast detection AF.

次に、図9乃至図11を参照して、位相差検出方式及びコントラスト検出方式のAFを行う場合に、縦視野及び横視野のうち、いずれの方向の信頼性がより高いかを判断する原理を説明する。   Next, with reference to FIG. 9 to FIG. 11, the principle of determining which direction of the vertical field of view and the horizontal field of view is higher when performing AF of the phase difference detection method and the contrast detection method. Will be explained.

図9は、撮像領域80の焦点検出領域81に被写体83が含まれる様子を示す図である。図9において、被写体83は周囲の白い部分よりも輝度が高いものとする。   FIG. 9 is a diagram illustrating a state where the subject 83 is included in the focus detection area 81 of the imaging area 80. In FIG. 9, it is assumed that the subject 83 has a higher luminance than the surrounding white portion.

図10は、撮像領域80が図9の状態である時にラインセンサ111a乃至111dが得る撮像信号の輝度分布を示す図である。図10(a)は縦視野を構成するラインセンサ111a又は111bで得られた撮像信号の輝度分布を示し、図10(b)は横視野を構成するラインセンサ111c又は111dで得られた撮像信号の輝度分布を示す。また、横軸は焦点検出領域81における画素の位置を示し、縦軸は画素の輝度(撮像信号の強度)を示す。すなわち、図10(a)では左端が焦点検出領域81の上端を、右端が焦点検出領域81の下端をそれぞれ示し、図10(b)では左端が焦点検出領域81の左端を、右端が焦点検出領域81の右端をそれぞれ示す。   FIG. 10 is a diagram illustrating the luminance distribution of the imaging signals obtained by the line sensors 111a to 111d when the imaging region 80 is in the state of FIG. FIG. 10A shows the luminance distribution of the imaging signal obtained by the line sensor 111a or 111b constituting the vertical visual field, and FIG. 10B shows the imaging signal obtained by the line sensor 111c or 111d constituting the horizontal visual field. The luminance distribution is shown. The horizontal axis indicates the position of the pixel in the focus detection area 81, and the vertical axis indicates the luminance of the pixel (the intensity of the imaging signal). That is, in FIG. 10A, the left end indicates the upper end of the focus detection region 81, the right end indicates the lower end of the focus detection region 81, and in FIG. 10B, the left end indicates the left end of the focus detection region 81, and the right end detects the focus. The right ends of the areas 81 are shown respectively.

図10(a)では、輝度の低い部分から高い部分の勾配が急峻である。すなわち、縦視野では、焦点検出領域81のコントラスト比が高い。コントラスト比が高く輝度の勾配が急峻であれば、ラインセンサのノイズなどの影響を受けにくいため、求められた合焦位置の信頼性が高くなる。   In FIG. 10A, the gradient from the low luminance portion to the high luminance portion is steep. That is, in the vertical field of view, the contrast ratio of the focus detection area 81 is high. If the contrast ratio is high and the brightness gradient is steep, it is difficult to be affected by noise of the line sensor and the like, and thus the reliability of the obtained in-focus position becomes high.

一方、図10(b)では、輝度の低い部分から高い部分の勾配が緩やかである。すなわち、横視野では、焦点検出領域81のコントラスト比が低い。コントラスト比が低く輝度の勾配が緩やかであると、ラインセンサのノイズなどの影響を受けやすいため、求められた合焦位置の信頼性が低くなる。   On the other hand, in FIG.10 (b), the gradient of a part with a low brightness | luminance is gentle. That is, in the horizontal field of view, the contrast ratio of the focus detection area 81 is low. If the contrast ratio is low and the luminance gradient is gentle, the reliability of the obtained in-focus position becomes low because it is easily affected by the noise of the line sensor.

そこで、信頼性評価部203は、ラインセンサ上で隣接する撮像信号の輝度のレベル差を積算したり、最大値と最小値の差を計算したりすることで、位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置の信頼性を評価することができる。   Therefore, the reliability evaluation unit 203 calculates the difference between the brightness levels of adjacent image pickup signals on the line sensor, or calculates the difference between the maximum value and the minimum value, thereby obtaining the phase difference detection method by AF. The reliability of the obtained in-focus position can be evaluated.

図11は、撮像領域80が図9の状態である時のコントラスト評価値を示す図である。図11(a)は図10(a)に対応し(すなわち、縦視野用の[数2]によるコントラスト評価値を示す)、図11(b)は図10(b)に対応する(すなわち、横視野用の[数1]によるコントラスト評価値を示す)。   FIG. 11 is a diagram showing contrast evaluation values when the imaging region 80 is in the state of FIG. FIG. 11A corresponds to FIG. 10A (that is, the contrast evaluation value according to [Equation 2] for the vertical visual field is shown), and FIG. 11B corresponds to FIG. (Contrast evaluation value according to [Equation 1] for horizontal visual field is shown).

図11(a)では、コントラスト評価値の低い部分と高い部分の差が大きく、コントラスト評価値が最大となる合焦位置も明確である。そのため、求められた合焦位置の信頼性が高くなる。   In FIG. 11A, the difference between the low and high contrast evaluation values is large, and the in-focus position where the contrast evaluation value is maximum is clear. For this reason, the reliability of the obtained in-focus position is increased.

一方、図11(b)では、コントラスト評価値の低い部分と高い部分の差が小さく、コントラスト評価値が最大となる合焦位置が特定しにくく、ノイズなどの影響を受けやすい。そのため、求められた合焦位置の信頼性が低くなる。   On the other hand, in FIG. 11B, the difference between the low and high contrast evaluation values is small, and it is difficult to specify the in-focus position where the contrast evaluation value is maximum, and it is easily affected by noise and the like. For this reason, the reliability of the obtained in-focus position is lowered.

このように、位相差検出方式を用いた場合もコントラスト検出方式を用いた場合も、焦点検出領域81における被写体のコントラストにより、求められた合焦位置の信頼性が変化する。また、位相差検出方式を用いた場合の信頼性と、コントラスト検出方式を用いた場合の信頼性は、上記の説明から一致することがわかる。   As described above, whether the phase difference detection method is used or the contrast detection method is used, the reliability of the obtained in-focus position changes depending on the contrast of the subject in the focus detection area 81. Further, it can be seen from the above description that the reliability when the phase difference detection method is used and the reliability when the contrast detection method is used coincide with each other.

そのため、前述のように、デジタルカメラ10は、縦視野及び横視野の両方について、まず位相差検出方式のAFで合焦位置を求め、求めた合焦位置の信頼性を判定する。次いで、信頼性の高い方向についてコントラスト検出方式のAFを行い、同じ方向について位相差検出方式のAFで求めた合焦位置を微調整すれば、合焦位置の信頼性をさらに向上させることができる。   Therefore, as described above, the digital camera 10 first obtains the in-focus position for both the vertical field and the lateral field by phase difference detection AF, and determines the reliability of the obtained in-focus position. Next, if the contrast detection AF is performed in the highly reliable direction and the focus position obtained by the phase difference detection AF in the same direction is finely adjusted, the reliability of the focus position can be further improved. .

また、縦視野及び横視野の一方についてのみコントラスト検出方式のAFを行えばよいため、本実施形態に従うAFの実行は、縦視野及び横視野の両方についてコントラスト検出方式のAFを実行するよりも高速である。また、コントラスト検出方式のAFにおいてコントラストを検出する際の焦点位置の範囲は、位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置を基準とした比較的狭い範囲であるため(図8参照)、コントラスト検出方式のAFはさらに高速になる。つまり、コントラスト検出方式のAFでは、位相差検出方式のAFにより信頼性の高い方向において検出された合焦点を含む撮像レンズの駆動範囲の一部の範囲において、撮像レンズの焦点状態を表す評価値を検出するので、AFが高速となる。   Further, since it is only necessary to perform contrast detection AF for only one of the vertical visual field and the horizontal visual field, execution of AF according to the present embodiment is faster than performing contrast detection AF for both the vertical visual field and the horizontal visual field. It is. Further, the range of the focus position when detecting the contrast in the contrast detection AF is a relatively narrow range based on the focus position obtained by the phase difference detection AF (see FIG. 8). Contrast detection AF is even faster. That is, in contrast detection AF, an evaluation value representing the focus state of the imaging lens in a part of the imaging lens drive range including the focal point detected in a highly reliable direction by phase difference detection AF. Since AF is detected, AF is performed at high speed.

<実施形態の処理の流れ>
図12は、デジタルカメラ10が本実施形態に従うAFを行う処理の流れを示すフローチャートである。
<Processing Flow of Embodiment>
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of processing in which the digital camera 10 performs AF according to the present embodiment.

ステップS1001で、CPU100は、AFの開始が指示されたか否かを判定する。AFの開始の指示は、例えば、スイッチ群114に含まれるシャッタボタンが半押しの状態になった場合になされる。AFの開始が指示されると、ステップS1002に進む。   In step S1001, the CPU 100 determines whether or not the start of AF is instructed. An instruction to start AF is given, for example, when the shutter button included in the switch group 114 is half pressed. When the start of AF is instructed, the process proceeds to step S1002.

ステップS1002で、CPU100は、焦点検出領域81に対して、縦視野と横視野で位相差検出方式のAFを行い、縦視野及び横視野それぞれの方向について合焦位置を求める。   In step S <b> 1002, the CPU 100 performs AF of the phase difference detection method with respect to the focus detection region 81 for the vertical visual field and the horizontal visual field, and obtains an in-focus position for each of the vertical visual field and the horizontal visual field.

ステップS1003で、信頼性評価部203は、ステップS1002で求めた、縦視野についての合焦位置と横視野についての合焦位置の信頼性を評価する。縦視野についての合焦位置と横視野についての合焦位置の信頼性のうち、少なくとも一方が所定のレベル以上であればステップS1004に進み、そうでなければステップS1014に進む。なお、ステップS1003において信頼性の評価を行う理由は、信頼性が縦視野及び横視野のいずれについても所定のレベルに達しない場合は、位相差検出方式とコントラスト検出方式を組み合わせても信頼性の高い合焦位置を得られないからである。そのため、CPU100は、後述するステップS1014の方法で合焦位置を求める。   In step S1003, the reliability evaluation unit 203 evaluates the reliability of the in-focus position for the vertical visual field and the in-focus position for the horizontal visual field obtained in step S1002. If at least one of the focus position reliability for the vertical field of view and the reliability of the focus position for the horizontal field of view is greater than or equal to a predetermined level, the process proceeds to step S1004. Otherwise, the process proceeds to step S1014. Note that the reason for evaluating reliability in step S1003 is that reliability does not reach a predetermined level for both the vertical field and the horizontal field of view, even if the phase difference detection method and the contrast detection method are combined. This is because a high focus position cannot be obtained. Therefore, the CPU 100 obtains the in-focus position by the method of step S1014 described later.

ステップS1004で、信頼性評価部203は、ステップS1002で求めた、縦視野についての合焦位置と横視野についての合焦位置のうちいずれの信頼性の方が高いかを比較する。縦視野の信頼性の方が高い場合はステップS1005に進み、横視野の信頼性の方が高い場合はステップS1006に進み、縦視野と横視野の信頼性が等しい場合はステップS1007に進む。   In step S1004, the reliability evaluation unit 203 compares which of the in-focus position for the vertical field of view and the in-focus position for the horizontal field of view obtained in step S1002 has higher reliability. If the reliability of the vertical field is higher, the process proceeds to step S1005. If the reliability of the horizontal field is higher, the process proceeds to step S1006. If the reliability of the vertical field and the horizontal field is equal, the process proceeds to step S1007.

S1005で、CPU100は、焦点検出センサ101の縦視野に基づいて求めた合焦位置を、採用する合焦位置として記憶部204に記憶する。   In step S <b> 1005, the CPU 100 stores the in-focus position obtained based on the vertical field of view of the focus detection sensor 101 in the storage unit 204 as the in-focus position to be adopted.

S1006で、CPU100は、焦点検出センサ101の横視野に基づいて求めた合焦位置を、採用する合焦位置として記憶部204に記憶する。   In step S <b> 1006, the CPU 100 stores the in-focus position obtained based on the horizontal field of view of the focus detection sensor 101 in the storage unit 204 as the in-focus position to be adopted.

S1007で、CPU100は、焦点検出センサ101の縦視野及び横視野それぞれに基づいて求めた合焦位置の平均を、採用する合焦位置として記憶部204に記憶する。なお、縦視野及び横視野それぞれに基づいた合焦位置の信頼性が等しい場合、このように平均値から最終的な合焦位置を求めれば合焦位置の信頼性が増す。しかし、縦視野又は横視野の一方のみに基づいて合焦位置を求めてもよく、この場合はAFの速度が向上する。   In step S <b> 1007, the CPU 100 stores the average of the focus positions obtained based on the vertical field and the horizontal field of the focus detection sensor 101 in the storage unit 204 as the employed focus position. When the reliability of the in-focus position based on the vertical field of view and the horizontal field of view is the same, the reliability of the in-focus position increases if the final in-focus position is obtained from the average value in this way. However, the focus position may be obtained based on only one of the vertical field and the horizontal field, and in this case, the AF speed is improved.

また、ステップS1005乃至S1007では、検出方向決定部202は、採用した合焦位置を求めるために使用した視野の方向を記憶部204に記録する。   In steps S1005 to S1007, the detection direction determination unit 202 records the direction of the visual field used for obtaining the employed focus position in the storage unit 204.

S1008で、CPU100は、S1005乃至S1007で記憶部204に記憶された合焦位置と、現在の撮像レンズ60の焦点位置との差(以下、デフォーカス量という)を計算し、合焦しているか否かの判定を行う。デフォーカス量の絶対値が所定の値よりも大きい場合は、合焦していないと判断し、ステップS1009に進む。一方、デフォーカス量の絶対値が所定の値以下である場合は、合焦していると判断して、ステップS1010へ進む。   In S1008, the CPU 100 calculates a difference between the in-focus position stored in the storage unit 204 in S1005 to S1007 and the current focus position of the imaging lens 60 (hereinafter referred to as a defocus amount), and is the in-focus state? Determine whether or not. If the absolute value of the defocus amount is larger than the predetermined value, it is determined that the in-focus state is not achieved, and the process proceeds to step S1009. On the other hand, if the absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than the predetermined value, it is determined that the in-focus state is achieved, and the process proceeds to step S1010.

ステップS1009で、CPU100は、撮像レンズ60内のフォーカスレンズを合焦位置へ移動させる。次いで、ステップS1002へ戻り、同様の処理を繰り返す。   In step S1009, the CPU 100 moves the focus lens in the imaging lens 60 to the in-focus position. Next, the process returns to step S1002, and the same processing is repeated.

ステップS1010で、検出方向決定部202は、ステップS1005乃至S1007で記憶部204に記録した視野の方向を判定する。縦視野であった場合はステップS1011に進み、横視野であった場合はステップS1012に進み、縦視野及び横視野両方であった場合はステップS1013に進む。   In step S1010, the detection direction determination unit 202 determines the direction of the visual field recorded in the storage unit 204 in steps S1005 to S1007. If it is a vertical field of view, the process proceeds to step S1011. If it is a horizontal field of view, the process proceeds to step S1012. If it is both a vertical field of view and a horizontal field of view, the process proceeds to step S1013.

S1011乃至S1013で、検出方向決定部202は、次に行うコントラスト検出方式によるAFにおける、コントラストの検出方向を決定する。ステップS1011では縦方向、S1012では横方向、S1013では縦横両方向として、それぞれ検出方向決定部202は記憶部204に記録する。すなわち、位相差検出方式で採用した合焦位置に対応する視野の方向と、コントラスト検出方式におけるコントラストの検出方向は一致する。   In steps S1011 to S1013, the detection direction determination unit 202 determines the detection direction of contrast in AF performed by the next contrast detection method. The detection direction determination unit 202 records in the storage unit 204 as the vertical direction in step S1011, the horizontal direction in S1012, and the vertical and horizontal directions in S1013. That is, the direction of the visual field corresponding to the in-focus position adopted in the phase difference detection method matches the contrast detection direction in the contrast detection method.

S1014で、検出方向決定部202は、コントラスト検出方式によるAFにおける、コントラストの検出方向を斜め方向として、記憶部204に記録する。これは、ステップS1003で説明したように、位相差検出方式では縦視野も横視野も信頼性が低く、コントラスト検出方式でも縦方向も横方向も信頼性が低いためである。   In S1014, the detection direction determination unit 202 records the contrast detection direction in the storage unit 204 in the AF using the contrast detection method as an oblique direction. This is because, as described in step S1003, the phase difference detection method has low reliability in both the vertical and horizontal fields of view, and the contrast detection method has low reliability in both the vertical and horizontal directions.

ステップS1015で、コントラスト評価値演算部201は、現在のフォーカスレンズ位置から所定の範囲(図8参照)についてフォーカスレンズを所定の検出ステップで移動させながらコントラスト評価値を求める。このとき、コントラスト評価値を求める方向は、ステップS1011乃至S1014で決定した方向である。またステップS1003における信頼性判定で、縦視野及び横視野に基づく合焦位置の信頼性が低く、ステップS1014を経由した場合は、フォーカスレンズの駆動範囲全域(少なくとも前記の所定の範囲よりも広い範囲)についてコントラスト評価値を求める。なぜなら、この場合、位相差検出方式による合焦位置の計算が行われていないからである。   In step S1015, the contrast evaluation value calculation unit 201 obtains a contrast evaluation value while moving the focus lens in a predetermined detection step within a predetermined range (see FIG. 8) from the current focus lens position. At this time, the direction for obtaining the contrast evaluation value is the direction determined in steps S1011 to S1014. Further, in the reliability determination in step S1003, the reliability of the in-focus position based on the vertical field of view and the horizontal field of view is low, and when passing through step S1014, the entire focus lens driving range (at least a range wider than the predetermined range). ) For the contrast evaluation value. This is because in this case, the in-focus position is not calculated by the phase difference detection method.

ステップS1016で、コントラスト評価値演算部201は、ステップS1015で求めたコントラスト評価値の結果から合焦位置を求め、フォーカスレンズを移動させ、被写体に合焦させる。   In step S1016, the contrast evaluation value calculation unit 201 obtains a focus position from the result of the contrast evaluation value obtained in step S1015, moves the focus lens, and focuses the subject.

以上の処理により、まず位相差検出方式により高速に合焦位置を求め、コントラスト検出方式により高精度な合焦位置を検出するという、本実施形態におけるAFの処理が終了する。この状態で、スイッチ群114に含まれるシャッタボタンが全押しの状態になると、撮像が行われる。   With the above processing, the AF processing in the present embodiment is completed, in which the in-focus position is first obtained at high speed by the phase difference detection method and the highly accurate in-focus position is detected by the contrast detection method. In this state, when the shutter button included in the switch group 114 is fully pressed, imaging is performed.

<第1の実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルカメラ10は、縦視野及び横視野の両方について、まず位相差検出方式のAFで合焦位置を求め、求めた合焦位置の信頼性を判定する。次いで、信頼性の高い方向についてコントラスト検出方式のAFを行い、同じ方向について位相差検出方式のAFで求めた合焦位置を、より高精度な合焦位置で置き換える。コントラスト検出方式のAF実行時にフォーカスレンズが移動する範囲は、位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置近傍の比較的狭い範囲である。
<Summary of First Embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the digital camera 10 first obtains the in-focus position by phase difference detection AF for both the vertical field and the horizontal field of view, and determines the reliability of the obtained in-focus position. judge. Next, contrast detection AF is performed in a highly reliable direction, and the in-focus position obtained by phase difference detection AF in the same direction is replaced with a more accurate in-focus position. The range in which the focus lens moves during execution of contrast detection AF is a relatively narrow range near the in-focus position obtained by phase difference detection AF.

これにより、AFに要する速度を高速に保ちつつも、求められる合焦位置の信頼性をさらに向上させることができる。   Thereby, it is possible to further improve the reliability of the required in-focus position while keeping the speed required for AF high.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、撮像時にコントラスト検出方式のAFを行い、位相差検出方式のAFにより求めた合焦位置を微調整するハイブリッドAFについて説明した。第2の実施形態では、位相差検出方式のAFにより求めた合焦位置とコントラスト検出方式のAFによる合焦位置との差を補正値としてあらかじめ記憶し、撮像時には位相差検出方式のAFを補正値で補正するハイブリッドAFを説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the hybrid AF that performs the contrast detection AF at the time of imaging and finely adjusts the in-focus position obtained by the phase difference detection AF has been described. In the second embodiment, the difference between the in-focus position obtained by the phase difference detection AF and the in-focus position by the contrast detection AF is stored in advance as a correction value, and the phase difference detection AF is corrected during imaging. The hybrid AF that corrects by value will be described.

図13は、第2の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ11の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ10と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera 11 that is an imaging apparatus according to the second embodiment. The same components as those of the digital camera 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

CPU100内には、コントラスト評価値演算部201、検出方向決定部202、信頼性評価部203、記憶部204、検出分解能決定部205、焦点検出補正部206が内蔵されている。   The CPU 100 includes a contrast evaluation value calculation unit 201, a detection direction determination unit 202, a reliability evaluation unit 203, a storage unit 204, a detection resolution determination unit 205, and a focus detection correction unit 206.

検出分解能決定部205は、コントラスト検出方式のAF実行時に、撮像レンズ60のフォーカスレンズを移動させる検出ステップを決定する。検出ステップとは、図8の横軸における目盛の間隔である。検出ステップが小さい方が、より正確な合焦位置を求めることができる。しかし、焦点位置の所定の範囲についてコントラスト評価値を求める場合、コントラスト評価値を計算しなければならない点が増加するため、コントラスト検出方式のAFにより多くの時間を要する。   The detection resolution determination unit 205 determines a detection step for moving the focus lens of the imaging lens 60 during execution of contrast detection AF. The detection step is a scale interval on the horizontal axis of FIG. The smaller the detection step, the more accurate in-focus position can be obtained. However, when the contrast evaluation value is obtained for a predetermined range of the focal position, the number of points for which the contrast evaluation value must be calculated increases. Therefore, more time is required for the AF of the contrast detection method.

焦点検出補正部206は、位相差検出方式のAFにより求めた合焦位置を補正値により補正する。補正値は、あらかじめ位相差検出方式のAFにより求めた合焦位置と、コントラスト検出方式により求めた合焦位置との差であり、記憶部204に記録される。   The focus detection correction unit 206 corrects the in-focus position obtained by the phase difference detection AF using the correction value. The correction value is the difference between the in-focus position obtained in advance by the phase difference detection AF and the in-focus position obtained by the contrast detection method, and is recorded in the storage unit 204.

また、デジタルカメラ11は、補正値を用いて撮像を行う動作(以下、撮像モードと呼ぶ)と、補正値を求める動作(以下、AFキャリブレーションモードと呼ぶ)を備える。デジタルカメラ11は、スイッチ群114の操作により、撮像モードやAFキャリブレーションモードに設定される。   In addition, the digital camera 11 includes an operation for performing imaging using a correction value (hereinafter referred to as an imaging mode) and an operation for obtaining a correction value (hereinafter referred to as an AF calibration mode). The digital camera 11 is set to an imaging mode or an AF calibration mode by operating the switch group 114.

なお、検出分解能決定部205及び焦点検出補正部206の機能は、CPU100が記憶部204に格納されているプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。しかし、もちろん、デジタルカメラ11に専用のハードウェアを備えることにより実現しても構わない。   Note that the functions of the detection resolution determination unit 205 and the focus detection correction unit 206 are realized by software when the CPU 100 executes a program stored in the storage unit 204. However, of course, it may be realized by providing the digital camera 11 with dedicated hardware.

次に、図14を参照して、デジタルカメラ11が本実施形態に従うAFキャリブレーションを行う処理の流れを説明する。   Next, a flow of processing in which the digital camera 11 performs AF calibration according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ステップS2001で、CPU100は、スイッチ群114の状態に基づいてデジタルカメラ10のモードを判定する。AFキャリブレーションモードに設定されている場合はステップS2003に進む。AFキャリブレーションモード以外のモードに設定されている場合はステップS2002に進み、CPU100は設定されているモードに対応する動作を実行する。また、モード設定がなされていない場合は、ステップS2001におけるモード判定動作を繰り返す。   In step S2001, the CPU 100 determines the mode of the digital camera 10 based on the state of the switch group 114. If the AF calibration mode is set, the process proceeds to step S2003. If a mode other than the AF calibration mode is set, the process advances to step S2002, and the CPU 100 executes an operation corresponding to the set mode. If the mode is not set, the mode determination operation in step S2001 is repeated.

ステップS2003で、CPU100は、スイッチ群114の状態に基づいて、AFキャリブレーションを開始する指示を受けたか否かを判定する。AFキャリブレーションの開始指示を受けた場合は、ステップS2004に進む。一方、AFキャリブレーションの開始指示を受けていない場合は、ステップS2001に戻る。   In step S2003, the CPU 100 determines whether an instruction to start AF calibration has been received based on the state of the switch group 114. If an AF calibration start instruction is received, the process proceeds to step S2004. On the other hand, if the AF calibration start instruction has not been received, the process returns to step S2001.

ステップS2004で、CPU100は、焦点検出領域81に対して、縦視野で位相差検出方式のAFを行い、合焦位置を求める。   In step S2004, the CPU 100 performs AF of the phase difference detection method with respect to the focus detection area 81 in the vertical field of view, and obtains a focus position.

ステップS2005で、信頼性評価部203は、ステップS2004で求めた合焦位置についての信頼性を評価(判定)する。信頼性が所定のレベル以上であればステップS2006に進む。信頼性が所定のレベル未満であれば、焦点検出領域81の状態が補正値を求めるのに適していないということなので、縦視野については補正値を求めずにステップS2013に進む。   In step S2005, the reliability evaluation unit 203 evaluates (determines) the reliability of the in-focus position obtained in step S2004. If the reliability is equal to or higher than a predetermined level, the process proceeds to step S2006. If the reliability is less than the predetermined level, it means that the state of the focus detection area 81 is not suitable for obtaining the correction value, and the process proceeds to step S2013 without obtaining the correction value for the vertical visual field.

ステップS2006で、CPU100は、デフォーカス量の絶対値が所定の値以下であるか否かに基づいて、合焦しているか否かの判定を行う。合焦している場合はステップS2008に進み、そうでない場合はステップS2007に進む。   In step S2006, the CPU 100 determines whether the in-focus state is achieved based on whether the absolute value of the defocus amount is equal to or less than a predetermined value. If it is in focus, the process proceeds to step S2008; otherwise, the process proceeds to step S2007.

ステップS2007で、CPU100は、撮像レンズ60内のフォーカスレンズを合焦位置へ移動させる。次いで、ステップS2004へ戻り、同様の処理を繰り返す。   In step S2007, the CPU 100 moves the focus lens in the imaging lens 60 to the in-focus position. Next, the process returns to step S2004, and the same processing is repeated.

ステップS2008で、CPU100は、現在のフォーカスレンズ位置を、縦視野における位相差検出方式のAFによる合焦位置として記憶部204に記憶する。   In step S2008, the CPU 100 stores the current focus lens position in the storage unit 204 as an in-focus position by phase difference detection AF in the vertical field of view.

ステップS2009で、検出方向決定部202は、コントラスト検出方式のAF実行時におけるコントラスト検出方向を縦方向に決定し、記憶部204に記憶する。   In step S2009, the detection direction determination unit 202 determines the contrast detection direction in the vertical direction when performing contrast detection AF, and stores it in the storage unit 204.

ステップS2010で、検出分解能決定部205は、検出ステップを所定の値(例えば図8の2目盛分)として記憶部204に記憶する。   In step S2010, the detection resolution determination unit 205 stores the detection step in the storage unit 204 as a predetermined value (for example, two graduations in FIG. 8).

ステップS2011で、コントラスト評価値演算部201は、現在のフォーカスレンズ位置から所定の範囲(図8参照)について、ステップS2010で決定した検出ステップでフォーカスレンズを移動させながらコントラスト評価値を求める。このとき、コントラスト評価値を求める方向は、ステップS2009で決定した縦方向である。コントラスト評価値演算部201は、コントラスト評価値が最大となる焦点位置をコントラスト検出方式による合焦位置として記憶部204に記憶する。   In step S2011, the contrast evaluation value calculation unit 201 obtains a contrast evaluation value for a predetermined range (see FIG. 8) from the current focus lens position while moving the focus lens in the detection step determined in step S2010. At this time, the direction for obtaining the contrast evaluation value is the vertical direction determined in step S2009. The contrast evaluation value calculation unit 201 stores the focal position where the contrast evaluation value is maximized in the storage unit 204 as the focus position by the contrast detection method.

ステップS2012で、CPU100は、ステップS2011で記憶した合焦位置とステップS2008で記憶した合焦位置との差を、縦視野の補正値として取得し、記憶部204に記憶する。   In step S2012, the CPU 100 acquires a difference between the in-focus position stored in step S2011 and the in-focus position stored in step S2008 as a vertical field correction value, and stores it in the storage unit 204.

ステップS2013乃至S2021では、縦視野が横視野に、縦方向が横方向になる以外は原則としてステップS2004乃至S2012と同様であるため、説明を省略する。   Steps S2013 to S2021 are basically the same as steps S2004 to S2012 except that the vertical field of view is the horizontal field of view and the vertical direction is the horizontal direction, and thus the description thereof is omitted.

ただし、ステップS2019で、検出分解能決定部205が検出ステップを決定する際に、ステップS2010の検出ステップよりも小さくする(例えば図8の1目盛分)。これは、図3に示すように、本実施形態で使用している焦点検出センサ101および二次結像レンズ39の組み合わせでは、横視野の方が縦視野よりも二次結像レンズ39の中心間隔である基線長が長くなっているからである。そのため、位相差検出方式のAFにおいては、横視野の方が縦視野よりも焦点検出の分解能が高くなっている。したがって、位相差検出方式による焦点検出分解能と、コントラスト検出方式による焦点検出分解能に正の相関を持たせるために、横方向の検出ステップを縦方向の検出ステップよりも小さくする。   However, when the detection resolution determination unit 205 determines the detection step in step S2019, the detection resolution is set smaller than the detection step in step S2010 (for example, one scale in FIG. 8). As shown in FIG. 3, in the combination of the focus detection sensor 101 and the secondary imaging lens 39 used in this embodiment, the horizontal field of view is the center of the secondary imaging lens 39 rather than the vertical field of view. This is because the baseline length, which is the interval, is longer. Therefore, in the phase difference detection type AF, the horizontal field of view has a higher focus detection resolution than the vertical field of view. Therefore, in order to have a positive correlation between the focus detection resolution by the phase difference detection method and the focus detection resolution by the contrast detection method, the horizontal detection step is made smaller than the vertical detection step.

以上の処理により、縦方向と横方向の両方について補正値が求まる。また、ステップS2005及びステップS2014において信頼できる補正値が求められないと判断された場合は、対応する方向の補正値は求められない。そのため、デジタルカメラ11のユーザは、他の被写体を利用して改めてAFキャリブレーションを行えばよい。   Through the above processing, correction values are obtained for both the vertical direction and the horizontal direction. If it is determined in step S2005 and step S2014 that a reliable correction value cannot be obtained, the corresponding direction correction value is not obtained. For this reason, the user of the digital camera 11 may perform AF calibration anew using another subject.

また、デジタルカメラ11による撮像時は、まず位相差検出方式のAFにより縦視野及び横視野の合焦位置が求められる。次いで、焦点検出補正部206は、信頼性が高い方の視野の合焦位置を、補正値によって補正する。そして、レンズ通信部105は補正された合焦位置に撮像レンズ60のフォーカスレンズを移動させ、被写体に合焦させる。したがって、撮像時にはコントラスト検出方式によるAFが行われず、正確な合焦位置をより高速に求め、フォーカスレンズを合焦させることができる。   When the image is captured by the digital camera 11, first, the focus positions of the vertical field and the horizontal field are obtained by phase difference detection AF. Next, the focus detection correction unit 206 corrects the in-focus position of the field of view with higher reliability with the correction value. Then, the lens communication unit 105 moves the focus lens of the imaging lens 60 to the corrected focus position, and focuses the subject. Therefore, AF by the contrast detection method is not performed at the time of imaging, and an accurate in-focus position can be obtained at higher speed and the focus lens can be focused.

<第2の実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルカメラ11は位相差検出方式のAFにより求めた合焦位置とコントラスト検出方式のAFによる合焦位置との差を補正値としてあらかじめ記憶する。ただし、デジタルカメラ11は、位相差検出方式のAFにより求めた合焦位置の信頼性が低い場合は補正値を記憶しない。デジタルカメラ11による撮像時は、まず位相差検出方式のAFにより縦視野及び横視野の合焦位置が求められ、信頼性が高い方の視野の合焦位置が、補正値によって補正される。
<Summary of Second Embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the digital camera 11 stores in advance the difference between the in-focus position obtained by the phase difference detection AF and the in-focus position by the contrast detection AF as a correction value. However, the digital camera 11 does not store the correction value when the reliability of the in-focus position obtained by the phase difference detection AF is low. At the time of imaging by the digital camera 11, first, the focus position of the vertical field and the horizontal field is obtained by phase difference detection AF, and the focus position of the field of view with higher reliability is corrected by the correction value.

これにより、信頼性の低い誤った補正値をデジタルカメラ11が記憶することが抑制される。したがって、撮像時に位相差検出方式のAFで求められた合焦位置が誤った補正値により補正されることが抑制される。   This suppresses the digital camera 11 from storing an incorrect correction value with low reliability. Therefore, it is possible to prevent the in-focus position obtained by the phase difference detection AF at the time of imaging from being corrected with an incorrect correction value.

[第3の実施形態]
第2の実施形態では、AFキャリブレーションモードにおいて、デジタルカメラ11は縦視野及び横視野両方についての補正値を求めた。第3の実施形態では、縦視野及び横視野の補正値のうちいずれか又は両方を選択的に求められるデジタルカメラ12(図15参照)を説明する。
[Third Embodiment]
In the second embodiment, in the AF calibration mode, the digital camera 11 obtains correction values for both the vertical visual field and the horizontal visual field. In the third embodiment, a digital camera 12 (see FIG. 15) in which either or both of the correction values for the vertical visual field and the horizontal visual field are selectively obtained will be described.

図15は、第3の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ12の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ11と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。   FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera 12 that is an imaging apparatus according to the third embodiment. The same components as those of the digital camera 11 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

CPU100内には、コントラスト評価値演算部201、検出方向決定部202、信頼性評価部203、記憶部204、検出分解能決定部205、焦点検出補正部206、視野選択部207が内蔵されている。   In the CPU 100, a contrast evaluation value calculation unit 201, a detection direction determination unit 202, a reliability evaluation unit 203, a storage unit 204, a detection resolution determination unit 205, a focus detection correction unit 206, and a visual field selection unit 207 are incorporated.

視野選択部207は、スイッチ群114の状態を検出して、デジタルカメラ12がAFキャリブレーションを行う際に補正値を求める視野を選択する。また、デジタルカメラ12が撮像を行う際、通常は縦視野及び横視野のうち信頼性の高い方に基づいてAFを実行するが、スイッチ群114の状態を検出して、視野選択部207が使用する視野を選択してもよい。   The visual field selection unit 207 detects the state of the switch group 114 and selects a visual field for which a correction value is calculated when the digital camera 12 performs AF calibration. In addition, when the digital camera 12 performs imaging, AF is usually performed based on the more reliable one of the vertical field and the horizontal field, but the field selector 207 detects the state of the switch group 114 and uses it. The field of view to be selected may be selected.

なお、視野選択部207の機能は、CPU100が記憶部204に格納されているプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。しかし、もちろん、デジタルカメラ12に専用のハードウェアを備えることにより実現しても構わない。   Note that the function of the visual field selection unit 207 is realized in software by the CPU 100 executing a program stored in the storage unit 204. However, of course, the digital camera 12 may be provided with dedicated hardware.

次に、図16を参照して、デジタルカメラ12が本実施形態に従うAFキャリブレーションを行う処理の流れを説明する。図16において、第2の実施形態(図14)と同一の処理を行うステップには同一の符号を付し、説明を省略する。   Next, a flow of processing in which the digital camera 12 performs AF calibration according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 16, steps that perform the same processing as in the second embodiment (FIG. 14) are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

ステップS3001で、CPU100は、視野選択部207によって縦視野がAFキャリブレーションの対象として選択されているか否かを判定する。選択されていればステップS2004に進む。選択されていなければ、縦視野に関するAFキャリブレーションは行わず、ステップS3002に進む。   In step S <b> 3001, the CPU 100 determines whether the vertical field of view is selected by the visual field selection unit 207 as an AF calibration target. If it is selected, the process proceeds to step S2004. If not selected, the AF calibration for the vertical visual field is not performed, and the process proceeds to step S3002.

ステップS3002で、CPU100は、視野選択部207によって横視野がAFキャリブレーションの対象として選択されているか否かを判定する。選択されていればステップS2013に進む。選択されていなければ、横視野に関するAFキャリブレーションは行わず、処理を終了する。   In step S3002, the CPU 100 determines whether or not the horizontal field of view is selected by the visual field selection unit 207 as an AF calibration target. If it is selected, the process proceeds to step S2013. If not selected, the AF calibration for the horizontal field of view is not performed, and the process ends.

<第3の実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルカメラ12は、選択された視野についてのみAFキャリブレーションを行い、補正値を得る。
<Summary of Third Embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the digital camera 12 performs AF calibration only for the selected visual field and obtains a correction value.

これにより、ユーザが補正値を更新したいと願う方向にのみAFキャリブレーションが行われ、不要なAFキャリブレーションを省略できるので、高速に補正値を取得できるようになる。   As a result, AF calibration is performed only in the direction in which the user desires to update the correction value, and unnecessary AF calibration can be omitted, so that the correction value can be acquired at high speed.

[その他の実施形態]
上述した各実施の形態の処理は、各機能を具現化したソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供してもよい。そして、そのシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)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、前述した実施形態の機能を実現することができる。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前述した実施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。このような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、フロッピィ(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどを用いることができる。或いは、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることもできる。
[Other Embodiments]
The processing of each embodiment described above may provide a system or apparatus with a storage medium storing software program codes embodying each function. The functions of the above-described embodiments can be realized by the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reading and executing the program code stored in the storage medium. 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. As a storage medium for supplying such a program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or the like can be used. Alternatively, a CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, or the like can be used.

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、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。   The functions of the above-described embodiments are not only realized by executing the program code read by the computer. In some cases, an OS (operating system) running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. include.

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれてもよい。その後、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などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含むものである。   Further, the program code read from the storage medium may be written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. After that, the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. Is also included.

第1の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ10の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera 10 that is an imaging apparatus according to a first embodiment. デジタルカメラ10の光学的構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an optical configuration of a digital camera 10. FIG. 位相差検出方式によるAFのために使用される光学系の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the optical system used for AF by a phase difference detection system. 焦点検出センサ101上のラインセンサを示す図である。2 is a diagram showing a line sensor on a focus detection sensor 101. FIG. 撮像領域80と焦点検出領域81を示す図である。It is a figure which shows the imaging area 80 and the focus detection area 81. FIG. 撮像センサ106の詳細を示す図である。2 is a diagram illustrating details of an image sensor 106. FIG. 図6の焦点検出画素領域82を拡大した図である。It is the figure which expanded the focus detection pixel area | region 82 of FIG. 位相差検出方式のAFによって求められた合焦位置とコントラスト検出方式のAFによって求められた合焦位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the focus position calculated | required by AF of a phase difference detection system, and the focus position calculated | required by AF of a contrast detection system. 撮像領域80の焦点検出領域81に被写体83が含まれる様子を示す図である。6 is a diagram illustrating a state in which a subject 83 is included in a focus detection area 81 of an imaging area 80. FIG. 撮像領域80が図9の状態である時にラインセンサ111a乃至111dが得る撮像信号の輝度分布を示す図である。It is a figure which shows the luminance distribution of the imaging signal which the line sensors 111a thru | or 111d obtain when the imaging region 80 is the state of FIG. 撮像領域80が図9の状態である時のコントラスト評価値を示す図である。It is a figure which shows the contrast evaluation value when the imaging region 80 is in the state of FIG. デジタルカメラ10が本実施形態に従うAFを行う処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which the digital camera 10 performs AF according to this embodiment. 第2の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ11の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital camera 11 which is an imaging device which concerns on 2nd Embodiment. デジタルカメラ11が第2の実施形態に従うAFキャリブレーションを行う処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process in which the digital camera 11 performs AF calibration according to 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ12の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital camera 12 which is an imaging device which concerns on 3rd Embodiment. デジタルカメラ12が第3の実施形態に従うAFキャリブレーションを行う処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process in which the digital camera 12 performs AF calibration according to 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 デジタルカメラ
100 CPU
101 焦点検出センサ
106 撮像センサ
201 コントラスト評価演算部
202 検出方向決定部
203 信頼性評価部
204 記憶部
10 Digital camera 100 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Focus detection sensor 106 Imaging sensor 201 Contrast evaluation calculating part 202 Detection direction determination part 203 Reliability evaluation part 204 Memory | storage part

Claims (13)

被写体像を撮像手段により光電変換して得られる撮像信号に基づいて撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出する第1の焦点検出手段と、
前記評価値とは異なる検出信号に基づいて前記撮像光学系の合焦点を検出する第2の焦点検出手段と、
前記第2の焦点検出手段の前記検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち、合焦点を検出する際に信頼性が高い方向を検出する検出手段とを有し、
前記第1の焦点検出手段は前記検出手段により検出された方向に対応する前記撮像手段の方向の前記撮像信号に基づいて前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出することを特徴とする撮像装置。
First focus detection means for detecting an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on an imaging signal obtained by photoelectrically converting a subject image by the imaging means;
Second focus detection means for detecting a focal point of the imaging optical system based on a detection signal different from the evaluation value;
Detection means for detecting a direction having high reliability when detecting a focal point among a plurality of directions in the imaging means based on the detection signal of the second focus detection means;
The first focus detection unit detects an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on the imaging signal in the direction of the imaging unit corresponding to the direction detected by the detection unit. Imaging device.
前記第1の焦点検出手段は、前記第2の焦点検出手段により検出された合焦点を含む撮像光学系の駆動範囲の一部の範囲において、前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The first focus detection unit detects an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system in a part of a driving range of the imaging optical system including a focal point detected by the second focus detection unit. The imaging apparatus according to claim 1, wherein: 前記第1の焦点検出手段は、前記検出手段にて、信頼性の高い方向が検出できなかった場合には、前記撮像光学系の駆動範囲の一部の範囲よりも広い範囲において合焦状態を示す評価値を検出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   In the case where the detection unit cannot detect a highly reliable direction, the first focus detection unit sets the in-focus state in a range wider than a part of the drive range of the imaging optical system. The imaging apparatus according to claim 2, wherein an evaluation value is detected. 前記検出手段は、前記検出信号の輝度のレベルに基づいて信頼性の高い方向を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection unit detects a highly reliable direction based on a luminance level of the detection signal. 前記第1の焦点検出手段は撮像光学系の焦点状態を示す被写体のコントラストに基づく評価値を求め、前記第2の焦点検出手段は被写体によって反射された光を一対の受光素子アレイにより受光し、前記一対の受光素子アレイからの信号の位相差を求め、前記位相差に応じて撮像光学系の合焦点を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。   The first focus detection means obtains an evaluation value based on the contrast of the subject indicating the focus state of the imaging optical system, the second focus detection means receives light reflected by the subject by a pair of light receiving element arrays, 5. The phase difference between signals from the pair of light receiving element arrays is obtained, and a focal point of the imaging optical system is detected according to the phase difference. 6. Imaging device. 撮像光学系の中心間隔である基線長は横方向の方が縦方向よりも長く、前記第1の焦点検出手段における焦点状態を検出するための撮像信号は横方向の方が縦方向よりも焦点検出の分解能を小さく設定されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。   The base line length, which is the center interval of the imaging optical system, is longer in the horizontal direction than in the vertical direction, and the image signal for detecting the focus state in the first focus detection means is more focused in the horizontal direction than in the vertical direction. 6. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the detection resolution is set to be small. 検出信号に基づいて撮像光学系の合焦点を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段における検出結果のずれを補正する補正値を、被写体像を光電変換して撮像信号を得る撮像手段における複数の方向ごとに記憶する記憶手段と、
前記検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち、合焦点を検出する際に前記検出信号の信頼性が高い方向を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された方向に対応する前記記憶手段に記憶された補正値に基づいて前記焦点検出手段により検出された合焦点を補正する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
Focus detection means for detecting the focal point of the imaging optical system based on the detection signal;
Storage means for storing a correction value for correcting a deviation in detection result in the focus detection means for each of a plurality of directions in an imaging means for photoelectrically converting a subject image to obtain an imaging signal;
Based on the detection signal, out of a plurality of directions in the imaging means, a detection means for detecting a direction with high reliability of the detection signal when detecting a focal point;
An image pickup apparatus comprising: a correction unit that corrects a focal point detected by the focus detection unit based on a correction value stored in the storage unit corresponding to the direction detected by the detection unit.
被写体像を撮像手段により光電変換して得られる撮像信号に基づいて、前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出する焦点状態検出手段をさらに備え、
前記焦点状態検出手段は、前記検出手段により検出された信頼性が高い方向における前記撮像手段の方向の前記撮像信号に基づいて、取得された合焦点を含む予め決められた撮像光学系の駆動範囲において焦点状態を表す評価値を検出して前記合焦点からのずれ量を取得し、前記記憶手段は前記合焦点からのずれ量を記憶することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
A focus state detection unit that detects an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on an imaging signal obtained by photoelectrically converting a subject image by the imaging unit;
The focus state detection unit includes a predetermined driving range of the imaging optical system including a focal point acquired based on the imaging signal in the direction of the imaging unit in a direction with high reliability detected by the detection unit. The imaging apparatus according to claim 7, wherein an evaluation value representing a focus state is detected to obtain a deviation amount from the in-focus point, and the storage unit stores the deviation amount from the in-focus point.
被写体像を撮像手段により光電変換して得られる撮像信号に基づいて、前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出する焦点状態検出手段と、
前記撮像手段における複数の方向の前記補正値を取得するか否かの選択を受け付ける受付手段をさらに備え、
前記焦点状態検出手段は、前記受付手段により受け付けられた前記撮像手段の方向の前記撮像信号に基づいて、取得された合焦点を含む予め決められた撮像光学系の駆動範囲において焦点状態を表す評価値を検出して前記合焦点からのずれ量を取得し、前記記憶手段は前記合焦点からのずれ量を記憶することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
A focus state detection unit that detects an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on an imaging signal obtained by photoelectrically converting a subject image by an imaging unit;
Receiving means for receiving selection of whether to acquire the correction values in a plurality of directions in the imaging means;
The focus state detection unit is an evaluation that represents a focus state in a predetermined driving range of the imaging optical system including the in-focus point acquired based on the imaging signal in the direction of the imaging unit received by the receiving unit. 8. The imaging apparatus according to claim 7, wherein a value is detected to acquire a deviation amount from the in-focus point, and the storage unit stores the deviation amount from the in-focus point.
前記評価値に基づいて、前記撮像光学系を駆動して前記被写体像を撮像し画像データを出力する撮像手段と、
記録手段に前記画像データを記録するように制御する記録制御手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
Imaging means for driving the imaging optical system to capture the subject image and outputting image data based on the evaluation value;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a recording control unit that controls the recording unit to record the image data.
前記補正手段による補正結果に基づいて、前記撮像光学系を駆動して前記被写体像を撮像し画像データを出力する撮像手段と、
記録手段に前記画像データを記録するように制御する記録制御手段と、を有することを特徴とする請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載の撮像装置。
Imaging means for driving the imaging optical system to capture the subject image and outputting image data based on a correction result by the correction means;
The image pickup apparatus according to claim 7, further comprising a recording control unit configured to control the recording unit to record the image data.
被写体像を撮像手段により光電変換して得られる撮像信号に基づいて撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出する第1の焦点検出手段と、前記評価値とは異なる検出信号に基づいて前記撮像光学系の合焦点を検出する第2の焦点検出手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち、前記撮像信号の信頼性の高い方向を検出し、前記検出手段により検出された方向に対応する前記撮像信号に基づいて前記撮像光学系の焦点状態を表す評価値を検出するよう前記第1の焦点検出手段を制御することを特徴とする制御方法。
First focus detection means for detecting an evaluation value representing a focus state of the imaging optical system based on an imaging signal obtained by photoelectrically converting a subject image by an imaging means; and based on a detection signal different from the evaluation value A control method of an imaging apparatus having a second focus detection means for detecting a focal point of an imaging optical system,
Based on the detection signal, a reliable direction of the imaging signal is detected from among a plurality of directions in the imaging unit, and the imaging optical is based on the imaging signal corresponding to the direction detected by the detection unit. A control method comprising: controlling the first focus detection unit to detect an evaluation value representing a focus state of the system.
検出信号に基づいて撮像光学系の合焦点を検出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段における検出結果のずれを補正する補正値を、被写体像を光電変換して撮像信号を得る撮像手段における複数の方向ごとに記憶する記憶手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記焦点検出手段の検出信号に基づいて、前記撮像手段における複数の方向のうち前記撮像信号の信頼性の高い方向を検出する検出工程と、
前記検出工程にて検出された方向に対応する前記記憶手段に記憶された補正値に基づいて、前記焦点検出手段により検出された合焦点を補正する補正工程とを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A plurality of focus detection means for detecting the in-focus point of the imaging optical system based on the detection signal, and a correction value for correcting a deviation of the detection result in the focus detection means, and a plurality of imaging means for photoelectrically converting the subject image to obtain an imaging signal. A method for controlling the imaging apparatus having storage means for storing each of the directions,
A detection step of detecting a highly reliable direction of the imaging signal among a plurality of directions in the imaging unit based on a detection signal of the focus detection unit;
And a correction step of correcting the focal point detected by the focus detection unit based on the correction value stored in the storage unit corresponding to the direction detected in the detection step. Control method.
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