JP2012242549A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学系からの光束を互いに異なる第1方向および第2方向に分割する光束分割手段と、第1撮像用画素と第1焦点検出用画素とを有する第1の撮像素子と、第2撮像用画素と第2焦点検出用画素とを有する第2の撮像素子と、第1の撮像素子と第2の撮像素子とに交互に撮像を行わせる撮像制御手段と、第1の撮像素子による撮像が行われている場合には第2焦点検出用画素の出力に基づいて第1焦点信号を出力し、第2の撮像素子による撮像が行われている場合には第1焦点検出用画素の出力に基づいて第2焦点信号を出力する焦点検出手段と、第1焦点信号と第2焦点信号との一方に基づいて光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、を備える撮像装置。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係るデジタルカメラの構成を示す図である。デジタルカメラ201は交換レンズ202とカメラボディ203から構成され、マウント部204を介して交換レンズ202がカメラボディ203に装着される。
図3は、第1の撮像素子220の撮像面を示す平面図である。第1の撮像素子220は、単一の基板上において行方向とそれに直交する方向の列方向に二次元正方配列された撮像用画素および焦点検出用画素から構成される。すなわち、撮像用画素は行方向と列方向に稠密に配列されており、第1の撮像素子220では画素の稠密配列方向は行方向と列方向になる。図3において、点100は撮影画面中心(交換レンズ202の光軸と第1の撮像素子220の交点)であり、直線101は点100を通る行方向(水平方向)の直線であり、直線102は点100を通る列方向(垂直方向)の直線である。
直線104は点100を中心に直線101を時計回りに45度回転した直線である。第1の撮像素子220は直線103と直線104により4つの区域に分割され、区域110と区域130は点100から行方向で右方向および左方向に広がる区域であり、区域150と区域170は点100から列方向で上方向および下方向に広がる区域である。
図9はマイクロレンズを用いた瞳分割方式による焦点検出の説明図である。焦点検出用画素のマイクロレンズ50、60は光学系の予定結像面近傍に配置されている。マイクロレンズ50は、その背後に配置された一対の光電変換部52、53の形状をマイクロレンズ50、60から投影距離d0だけ離間した射出瞳90上に投影し、その投影形状は測距瞳92、93を形成する。なお、投影距離d0はマイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部の間の距離などに応じて決まる距離であって、以下では測距瞳距離という。マイクロレンズ60は、その背後に配置された一対の光電変換部62、63の形状を投影距離(測距瞳距離)d0だけ離間した射出瞳90上に投影し、その投影形状は測距瞳92、93を形成する。すなわち、投影距離d0にある射出瞳90上で各焦点検出用画素の光電変換部の投影形状(測距瞳92、93)が一致するように、各画素の投影方向が決定されている。つまり、一対の測距瞳92、93と、一対の光電変換部52、53および一対の光電変換部62、63は、マイクロレンズ50、60を介して共役な関係となっている。
An=αn+2×α(n+1)+α(n+2),
Bn=βn+2×β(n+1)+β(n+2) ・・・(1)
C(k)=Σ|An−B(n+k)| ・・・(2)
x=kj+D/SLOP ・・・(3),
C(x)= C(kj)-|D| ・・・(4),
D={C(kj-1)−C(kj+1)}/2 ・・・(5),
SLOP=MAX{C(kj+1)−C(kj),C(kj-1)−C(kj)} ・・・(6)
DEF=KX・PY・x ・・・(7)
本実施形態のデジタルカメラ201は、2つの撮像素子に交互に撮像を行わせることにより、高速に連続撮影を行う機能を有している。以下、この機能について説明する。
(1)ペリクルミラー223は、フォーカシングレンズ210を有する撮影光学系からの光束を、互いに異なる第1方向および第2方向に分割する。カメラボディ203は第1の撮像素子220と第2の撮像素子221とを有している。第1の撮像素子220は第1方向に分割された光束による像を画像信号に変換する二次元状に配列された撮像用画素と当該撮像用画素の配列中に配置された焦点検出用画素とを有する。また第2の撮像素子221は第2方向に分割された光束による像を画像信号に変換する二次元状に配列された撮像用画素と当該撮像用画素の配列中に配置された焦点検出用画素とを有する。ボディ制御装置214は第1の撮像素子220と第2の撮像素子221とに交互に撮像を行わせる。デフォーカス量演算部214bは、第1の撮像素子220による撮像が行われている場合には第2の撮像素子221の出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出して焦点信号を出力し、第2の撮像素子221による撮像が行われている場合には第1の撮像素子220の出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出して焦点信号を出力する。レンズ駆動制御部214dは、デフォーカス量演算部214bにより出力された第1の撮像素子220の出力に基づく焦点信号と第2の撮像素子221の出力に基づく焦点信号との一方に基づいてフォーカシングレンズ210を駆動させ、撮影光学系の焦点状態を調節する。このようにしたので、2つの撮像素子を用いた連続撮影において、撮像の度に焦点調節を行った場合であっても、連続撮影を高速に行うことができる。
上述した実施形態では、静止画の連続撮影を行う機能について説明した。本発明は静止画の撮影ではなく動画の撮影やいわゆるスルー画を撮影する際にも適用することができる。例えば、動画の撮影において、各フレームを2つの撮像素子で交互に撮像する構成とすることも可能であるし、スルー画を2つの撮像素子で交互に撮像しEVF等に表示することも可能である。
デジタルカメラ201にメモリカード219を複数装着可能にしてもよい。この場合、第1の撮像素子220により撮像された画像データを一方のメモリーカードに、第2の撮像素子221により撮像された画像データを他方のメモリーカードに、それぞれ記録してもよい。このようにすることで、メモリーカードへの記録に要する時間が高速撮影のボトルネックになることを回避することができる。
上述した実施形態において、2つの撮像素子の焦点検出用画素は略同一の位置に配置されていた。このようにするのではなく、第1の撮像素子220における焦点検出用画素の位置とは異なる位置に、第2の撮像素子221の焦点検出用画素が配置されるようにしてもよい。このようにすることで、一方の撮像素子において焦点検出が困難な場合であっても、他方の撮像素子において確実に焦点検出を行うことが可能となる。
撮影光学系からの高速を2方向に分割する光学部材は、ペリクルミラーに限定されない。例えばハーフミラー面を有するプリズムとしてもよい。
上述の実施形態では連続撮影は可能な限り高速に行う構成となっていた。これをボディ制御装置214が、第1の撮像素子220による撮像と、第2の撮像素子221による撮像とを、所定の一定間隔(所定時間)ごとに交互に行わせるようにしてもよい。例えば撮像前の焦点調節処理が上記の所定時間よりも短かった場合、ボディ制御装置214に所定時間が経過するまで待機する処理を実行させれば、このような構成とすることができる。このようにすることで、連続撮影が規則的に行われ、規則的な撮影結果を得ることが可能となる。
第1の撮像素子220および第2の撮像素子221が有する撮像用画素が、上述した実施形態の焦点検出用画素と同様に、一対の光電変換部を有する構成としてもよい。このような構成とすることで、任意の画素を焦点検出用画素としても、撮像用画素としても利用することが可能となり、焦点検出エリアを柔軟に設定することが可能となる。
焦点検出処理P1、焦点調節処理P2、および撮像処理P3を、更に細分化してもよい。例えば上述した実施の形態では、撮像処理P3に画像処理の実行およびメモリカード219への画像データの記録が含まれていたが、これらを撮像処理P3とは別の処理単位(例えば記録処理と称する)とし、撮像処理P3から除外してもよい。これは、記録処理が行われている最中にフォーカシングレンズ210が駆動されても、記録される画像データには何ら影響を及ぼさないためである。このように、各処理を細分化して、互いに影響を及ぼさないように構成することにより、連続撮影を更に高速化することが可能となる。
Claims (6)
- フォーカシングレンズを有する光学系からの光束を、互いに異なる第1方向および第2方向に分割する光束分割手段と、
前記第1方向に分割された光束による像を画像信号に変換する二次元状に配列された第1撮像用画素と、該第1撮像用画素の配列中に配置された第1焦点検出用画素とを有する第1の撮像素子と、
前記第2方向に分割された光束による像を画像信号に変換する二次元状に配列された第2撮像用画素と、該第2撮像用画素の配列中に配置された第2焦点検出用画素とを有する第2の撮像素子と、
前記第1の撮像素子と前記第2の撮像素子とに交互に撮像を行わせる撮像制御手段と、
前記第1の撮像素子による撮像が行われている場合には前記第2焦点検出用画素の出力に基づいて前記光学系の焦点状態を検出して第1焦点信号を出力し、前記第2の撮像素子による撮像が行われている場合には前記第1焦点検出用画素の出力に基づいて前記光学系の焦点状態を検出して第2焦点信号を出力する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により出力された前記第1焦点信号と前記第2焦点信号との一方に基づいて前記フォーカシングレンズを駆動させ、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、
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、
前記焦点調節手段は、前記第1の撮像素子と前記第2の撮像素子との一方による撮像が行われている場合、前記フォーカシングレンズを駆動させないことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記撮影制御手段は、前記第1の撮像素子による撮像と、前記第2の撮像素子による撮像とを、一定間隔ごとに交互に行わせることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第1の撮像素子は、前記第2の撮像素子における前記第2焦点検出用画素の位置と略同一の位置に前記第1焦点検出用画素が配置されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第1の撮像素子は、前記第2の撮像素子における前記第2焦点検出用画素の位置とは異なる位置に配置された前記第1焦点検出用画素を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記光束分割手段はペリクルミラーであることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011111546A JP2012242549A (ja) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | 撮像装置 |
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JP2011111546A Pending JP2012242549A (ja) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | 撮像装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014232137A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびその制御方法 |
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JP2008052246A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-03-06 | Olympus Imaging Corp | デジタルカメラ |
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