JP2012141585A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置は、撮影光学系の射出瞳のうち異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する第1および第2の画素群を有する撮像素子107と、該光束の撮影光学系によるケラレ状態に応じた補正パラメータを演算し、第1および第2の画素群の出力から得られる第1および第2の像信号に対して補正パラメータを用いた補正処理を行う補正演算部121と、補正処理がなされた第1および第2の像信号の位相差に基づいて、焦点状態の演算を行う焦点検出演算部121とを有する。補正演算部は、第1の焦点検出領域において、これに対応するケラレ状態に応じた補正パラメータである第1の補正パラメータを演算し、該第1の補正パラメータを用いた補正処理を行い、第1の焦点検出領域に近接した第2の焦点検出領域において第1の補正パラメータを用いた補正処理を行う。
【選択図】図1
Description
図1には、本発明の実施例1である撮像装置の構成を示している。図1において、101は撮影レンズ(撮影光学系)のうち最も被写体側(前側)に配置された第1レンズ群であり、光軸方向に進退可能に保持されている。
図2には、撮像素子(C−MOSセンサ)107に多数設けられた撮像用画素(第1の画素群)のうち1組の撮像用画素ユニットの構造を、該1組の撮像用画素ユニットの一部分を拡大した(a)平面図と(b)断面図により示している。図2には、撮像素子107の中央に配置された撮像用画素ユニットを示している。
図3には、撮像素子107に規則的に分散配置された複数の焦点検出用画素(第2の画素群)のうち1つの焦点検出用画素ユニットの構造を、該焦点検出用画素ユニットの一部分を拡大した(a)平面図と(b)断面図により示している。図3には、撮像素子107の中央に配置された焦点検出用画素ユニットを示している。
図4には、本実施例における焦点検出画素による撮影レンズの瞳分割を概念的に示している。TLは撮影レンズであり、107は撮像素子である。OBJは被写体であり、IMGは像信号である。撮像用画素は、図2に示したように、撮影レンズTLの射出瞳EPの全域を通過した光束を受光する。一方、焦点検出用画素は、図3に示したように、x方向に瞳分割を行う瞳分割機能を有する。具体的には、焦点検出用画素SHAは+x方向側の瞳領域EPHAを通過した光束LHAを受光する。また、焦点検出用画素SHBは−x方向側の瞳領域EPHBを通過した光束LHBを受光する。そして、これらの焦点検出用画素を、撮像素子107の全域にわたって分散配置することで、撮像画面内の全域にて焦点検出を可能としている。
光束の射出瞳面内での強度分布を、以下の説明では、瞳強度分布という。図5には、撮影レンズ(撮影光学系)による光束のケラレが生じていない理想的な場合の焦点検出用画素の瞳強度分布とその瞳強度分布から得られる線像分布関数とを示している。
図6には、撮影レンズ(撮影光学系)による光束のケラレが生じている場合の焦点検出用画素の瞳強度分布とその瞳強度分布から得られる線像分布関数とを示している。ここにいう「撮影レンズ(撮影光学系)」には、図1に示した第1〜第3レンズ群101,103,105、絞り兼用シャッタ102およびローパスフィルタ106等の光学素子だけでなく、これらを保持する鏡筒等の保持部材やその他の遮光に関係する部材も含む。
図7には、図1に示した撮像素子107と撮像素子駆動回路124のうち、焦点検出に関する構成を示している。この図では、A/D変換部を省略している。
図8には、図7に示した焦点検出用画素ユニット901、合成部902および連結部903によって生成されてCPU121に送られる一対の像信号(ImgA,ImgB)430a,430bを示している。図8において、横軸は連結部903により信号が連結された焦点検出用画素が並ぶ方向を示しており、縦軸は像信号の強度を示している。像信号430aは焦点検出用画素901aに対応し、像信号430bは焦点検出用画素901bに対応する。
本実施例の撮像装置では、図9に示した焦点検出領域選択ボタン205の操作又はCPU121の処理によって、撮影画面内の全域にわたって設けられた多数の焦点検出領域のうち実際に焦点検出を行う焦点検出領域の位置が選択される。また、焦点検出領域選択ボタン205の操作により、実際に焦点検出を行う焦点検出領域を最小単位領域(1つの焦点検出領域)とするか拡張領域(複数の焦点検出領域)とするかを選択できる。
図13(a),(b)はそれぞれ、図6に示した領域Area1が+x方向に像高が高い位置に移動した場合、つまり射出瞳の像高が高い場合の焦点検出用画素SHAおよび焦点検出用画素SHB(図3(a)参照)の瞳強度分布を示している。これらの図において、外側から内側に向かって強度が高くなっている。そして、図13(a),(b)に示した焦点検出用画素SHA,SHBの瞳強度分布のうち領域Area1を通過した光束のみが焦点検出用画素SHA,SHBにより受光される。つまり、領域Area1外の光束は、撮影レンズによるケラレにより焦点検出用画素SHA,SHBにて受光されない。
次に、本実施例における焦点検出処理について説明する。本実施例でも、実施例1と同様に、図9に示した焦点検出領域選択ボタン205の操作又はCPU121の処理によって、撮影画面内の全域にわたって設けられた多数の焦点検出領域のうち実際に焦点検出を行う焦点検出領域の位置が選択される。また、焦点検出領域選択ボタン205の操作により、実際に焦点検出を行う焦点検出領域を最小単位領域(1つの焦点検出領域)とするか拡張領域(複数の焦点検出領域)とするかを選択できる。
121 CPU
TL 撮影レンズ
EP 射出瞳
SHA,SHB 焦点検出用画素
AFmain,AFsub 焦点検出領域
ImgA,ImgB 像信号
Claims (5)
- 撮影光学系の射出瞳のうち互いに異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する第1の画素群および第2の画素群を有する撮像素子と、
前記光束の前記撮影光学系によるケラレ状態に応じた補正パラメータを演算し、前記第1の画素群の出力から得られる第1の像信号および前記第2の画素群の出力から得られる第2の像信号のうち少なくとも一方に対して前記補正パラメータを用いた補正処理を行う補正演算部と、
前記補正演算部によって少なくとも一方に対して前記補正処理がなされた前記第1および第2の像信号の位相差に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態の演算を行う焦点検出演算部とを有し、
前記焦点検出演算部は、撮影画面内に設けられた複数の焦点検出領域のうち選択された第1の焦点検出領域において前記焦点状態の演算を行うとともに、前記第1の焦点検出領域に対して所定の近接範囲に含まれる第2の焦点検出領域において前記焦点状態の演算を行い、
前記補正演算部は、
前記第1の焦点検出領域において、該第1の焦点検出領域に対応する前記ケラレ状態に応じた前記補正パラメータである第1の補正パラメータを演算して該第1の補正パラメータを用いた前記補正処理を行い、
前記第2の焦点検出領域において、前記第1の補正パラメータを用いた前記補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。 - 前記補正演算部は、前記ケラレ状態に応じて、前記第2の焦点検出領域において前記第1の補正パラメータを用いた前記補正処理を行うか否かを選択することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 該撮像装置は、前記撮影光学系を含む光学装置の着脱が可能であるとともに、装着された前記光学装置との通信が可能であり、
前記補正演算部は、前記光学装置から前記ケラレ状態に関する情報を通信により取得して前記補正パラメータを演算することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 - 前記補正パラメータは、前記ケラレ状態に応じて前記第1および第2の像信号のうち少なくとも一方に生じる信号レベルの低下、歪みおよびシェーディングのうちいずれかを補正するために用いられることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 撮影光学系の射出瞳のうち互いに異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する第1の画素群および第2の画素群を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記光束の前記撮影光学系によるケラレ状態に応じた補正パラメータを演算するパラメータ演算ステップと、
前記第1の画素群の出力から得られる第1の像信号および前記第2の画素群の出力から得られる第2の像信号のうち少なくとも一方に対して前記補正パラメータを用いた補正処理を行う補正演算ステップと、
該補正演算ステップにおいて少なくとも一方に対して前記補正処理がなされた前記第1および第2の像信号の位相差に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態の演算を行う焦点検出演算ステップとを有し、
前記焦点検出演算ステップでは、撮影画面内に設けられた複数の焦点検出領域のうち選択された第1の焦点検出領域において前記焦点状態の演算を行うとともに、前記第1の焦点検出領域に対して所定の近接範囲に含まれる第2の焦点検出領域において前記焦点状態の演算を行い、
前記補正演算ステップでは、
前記第1の焦点検出領域において、該第1の焦点検出領域に対応する前記ケラレ状態に応じた前記補正パラメータである第1の補正パラメータを演算して該第1の補正パラメータを用いた前記補正処理を行い、
前記第2の焦点検出領域において、前記第1の補正パラメータを用いた前記補正処理を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
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