JP2014071290A - 焦点検出装置および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】焦点検出装置は、複数の焦点検出画素列の各焦点検出画素列が一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するイメージセンサと、各焦点検出画素列が一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、複数の焦点検出画素列のうちの第1所定数の焦点検出画素列が出力する一対の像信号をそれぞれ積算して空間積算値を算出する空間積算手段と、各焦点検出画素列が一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するたびに空間積算値が算出されて得られる第2所定数の空間積算値を積算して時間積算値を算出する時間積算手段と、空間積算値と時間積算値とのうちのいずれか一方に基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段とを備える。
【選択図】図9
Description
(2)請求項12に記載の焦点検出装置は、所定方向に配列される複数の焦点検出画素であって、光学系の射出瞳のうちの所定方向と平行に並ぶ一対の領域を通る一対の焦点検出光束を受光する複数の焦点検出画素から成る各焦点検出画素列で構成される複数の焦点検出画素列が互いに並置され、各焦点検出画素列が光電変換により一対の焦点検出光束による一対の像に対応する一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するイメージセンサと、各焦点検出画素列が一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、複数の焦点検出画素列のうちの第1所定数の焦点検出画素列が出力する一対の像信号をそれぞれ積算することによって、空間積算値を算出する空間積算手段と、各焦点検出画素列が一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するたびに空間積算値が算出されて得られる第2所定数の空間積算値を積算することによって、時間積算値を算出する時間積算手段と、空間積算値と時間積算値とのうちのいずれか一方に基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段とを備えることを特徴とする。
(3)請求項13に記載の撮像装置は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の焦点検出装置と、焦点検出手段によって検出された焦点状態に基づき光学系を合焦位置に駆動させる駆動手段と、光学系が合焦位置に位置するとき、光学系を通過する被写体からの撮影光束に基づき画像データを取得する取得手段とを備えることを特徴とする。
図1は本発明の第1の実施の形態における焦点検出装置を含む撮像装置としてのレンズ交換式デジタルスチルカメラ201の構成を示す横断面図である。デジタルスチルカメラ201は交換レンズ202とカメラボディ203とから構成される。種々の交換レンズ202がマウント部204を介してカメラボディ203に装着される。
C(k)=Σ|A1n・A2n+1+k−A2n+k・A1n+1| ・・・(1)
shft=PY・X ・・・(2)
Max(B(s,n,1))>T1 ・・・(3)
B0(s,n)=B(s,n,1) s=1,2 n=1〜N ・・・(4)
B1(s,n,2)=B1(s,n,1)+B(s,n,2) s=1,2 n=1〜N
・・・(5)
Max(B1(s,n,p))>T1 s=1,2 n=1〜N ・・・(6)
B0(s,n)=B1(s,n,p) s=1,2 n=1〜N ・・・(7)
B1(s,n,p+1)=B1(s,n,p)+B(s,n,p+1)
s=1,2, n=1〜N ・・・(8)
B2(s,n,、v)=ΣB(s,n,p) Σ演算はp=1〜8 ・・・(9)
B3(s,n,v)=B3(s,n,v−1)+B2(s,n,v)
s=1,2 n=1〜N ・・・(10)
Max(B3(s,n,v))>T1 ・・・(11)
B0(s,n)=B3(s,n,v) s=1,2 n=1〜N ・・・(12)
N≦Nmax=Ca/(2・Pa) ・・・(13)
Ns<8 ・・・(14)
B0(s,n)=B1(s,n,Ns+1)=ΣB(s,n,m)
s=1,2 n=1〜N ・・・(15)
B4(s,n)=B1(s,n,8)=ΣB(s,n,m)
s=1,2 n=1〜N ・・・(16)
Nt>10・・・(17)
B0(s,n)=B3(s,n,Nt)=ΣB2(s,n,m)
s=1,2 n=1〜N ・・・(18)
第1の実施の形態においては、焦点検出画素のデータを積算する場合に常に空間積算を時間積算に対して優先していた。第2の実施形態においては、被写体の移動や手ブレなどの状況に応じて空間積算と時間積算を好適に組み合わせることにより、本発明の効果を奏するものである。
B1(s,n,p)=B1(s,n,p−1)+B(s,n+p−1,p)
s=1,2 n=1〜N p=1〜8 ・・・(19)
B1(s,n,p)=B1(s,n,p−1)+B(s,n,p)
s=1,2 n=1〜N p=1,3,5,7 ・・・(20)
B1(s,n,p)=B1(s,n,p−1)+B(s,n+1,p)
s=1,2 n=1〜N p=2,4,6,8 ・・・(21)
71 撮影光束、73,74 焦点検出光束、90 射出瞳、91 光軸、
93,94 測距瞳、95 領域、101 焦点検出位置、
201 デジタルスチルカメラ、202 交換レンズ、203 カメラボディ、
204 マウント部、206 レンズ駆動制御装置、
208 ズーミング用レンズ、209 レンズ、210 フォーカシング用レンズ、
211 絞り、212 撮像素子、213 電気接点、214 ボディ駆動制御装置、
215 液晶表示素子駆動回路、216 液晶表示素子、217 接眼レンズ、
219 メモリカード、220 撮像素子制御部、221 バッファメモリ、
222 CPU、223 内部メモリ、
310 撮像画素、311 焦点検出画素
Claims (13)
- 所定方向に配列される焦点検出画素から成る複数の焦点検出画素列を有し、前記複数の焦点検出画素列の各焦点検出画素列が光電変換により一対の焦点検出光束による一対の像に対応する一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するイメージセンサと、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、前記複数の焦点検出画素列のうちの第1所定数の焦点検出画素列が出力する前記一対の像信号をそれぞれ積算して空間積算値を算出する空間積算手段と、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに前記空間積算値が算出されて得られる第2所定数の前記空間積算値を積算して時間積算値を算出する時間積算手段と、
前記空間積算値と前記時間積算値とのうちのいずれか一方に基づいて前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段が前記時間積算値に基づいて前記焦点状態を検出するときは、前記一対の像信号に基づく評価値が所定閾値よりも大きくなるように前記第1所定数と前記第2所定数とが定まることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項2に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段が前記空間積算値に基づいて前記焦点状態を検出するとき、前記評価値は前記空間積算値に基づく第1積算値であって、前記第1積算値が前記所定閾値よりも大きくなるように前記第1所定数が最大数を超過しない範囲で定まるとともに前記第2所定数が0に定まり、前記焦点検出手段が前記時間積算値に基づいて前記焦点状態を検出するときは、前記評価値は前記時間積算値に基づく第2積算値であって、前記第2積算値が前記所定閾値よりも大きくなるように前記第1所定数が前記最大数に定まるとともに前記第2所定数が定まることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項3に記載の焦点検出装置において、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、前記一対の像信号を記憶する記憶装置をさらに備え、
前記空間積算手段は、前記記憶装置によって記憶されている前記一対の像信号をそれぞれ積算して前記空間積算値を算出することを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項3に記載の焦点検出装置において、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、前記空間積算手段によって算出された前記空間積算値を記憶する記憶装置をさらに備え、
前記時間積算手段は、前記記憶装置によって記憶されている前記第2所定数の前記空間積算値を積算することによって、前記時間積算値を算出することを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項3に記載の焦点検出装置において、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、前記時間積算手段によって算出された前記時間積算値を記憶する記憶装置をさらに備え、
前記焦点検出手段は、前記時間積算値に基づいて前記焦点状態を検出するとき、前記記憶装置によって記憶された前記時間積算値に基づいて前記焦点状態を検出することを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項2に記載の焦点検出装置において、
前記所定間隔の間の前記一対の像の動き量を検出する動き量検出手段をさらに備え、
前記焦点検出手段が前記時間積算値に基づいて前記焦点状態を検出するときは、前記動き量が大きいほど前記第1所定数よりも前記第2所定数の方が小さくなるように、かつ前記第1所定数と前記第2所定数との積が前記評価値と前記所定閾値とに応じた一定値に略等しくなるように、前記第1所定数と前記第2所定数とが定まることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記第1積算値および前記第2積算値は、前記空間積算値および前記時間積算値のそれぞれの平均値と、前記空間積算値および前記時間積算値のそれぞれの最大値と、前記空間積算値および前記時間積算値のそれぞれの最大値および最小値の差とのうちのいずれか1つに対応することを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項7に記載の焦点検出装置において、
前記評価値は、前記一対の像信号の平均値と、前記一対の像信号の最大値と、前記一対の像信号の最大値および最小値の差とのうちのいずれか1つに対応することを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記複数の焦点検出画素の各々は、前記一対の焦点検出光束を透過するマイクロレンズと、前記所定方向に並んで、前記一対の焦点検出光束を受光して前記光電変換を行う一対の光電変換部とを有し、
前記一対の光電変換部と、前記一対の焦点検出光束が通る、光学系の射出瞳において前記所定方向と平行に並んだ一対の領域とが、前記マイクロレンズにより互いに共役関係となることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項10に記載の焦点検出装置において、
前記光学系を通過する被写体からの撮影光束を受光して光電変換により被写体像に対応する被写体像信号を所定間隔毎に出力する撮像画素が、前記焦点検出画素と混在して前記イメージセンサに配置されることを特徴とする焦点検出装置。 - 所定方向に配列される複数の焦点検出画素であって、光学系の射出瞳のうちの前記所定方向と平行に並ぶ一対の領域を通る一対の焦点検出光束を受光する前記複数の焦点検出画素から成る各焦点検出画素列で構成される複数の焦点検出画素列が互いに並置され、前記各焦点検出画素列が光電変換により前記一対の焦点検出光束による一対の像に対応する一対の像信号を所定間隔毎に繰り返し出力するイメージセンサと、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに、前記複数の焦点検出画素列のうちの第1所定数の焦点検出画素列が出力する前記一対の像信号をそれぞれ積算することによって、空間積算値を算出する空間積算手段と、
前記各焦点検出画素列が前記一対の像信号を前記所定間隔毎に繰り返し出力するたびに前記空間積算値が算出されて得られる第2所定数の前記空間積算値を積算することによって、時間積算値を算出する時間積算手段と、
前記空間積算値と前記時間積算値とのうちのいずれか一方に基づいて前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の焦点検出装置と、
前記焦点検出手段によって検出された前記焦点状態に基づき光学系を合焦位置に駆動させる駆動手段と、
前記光学系が前記合焦位置に位置するとき、前記光学系を通過する被写体からの撮影光束に基づき画像データを取得する取得手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
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