JP2014202799A - Image capturing device and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置およびその制御方法に関し、特に撮像面位相差AFによる焦点検出調節技術に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof, and more particularly to a focus detection adjustment technique using imaging plane phase difference AF.
近年、一眼レフカメラを代表とする撮像装置では、ライブビュー(LV)画面を見ながらの撮影(以下、LV撮影という)が多くなり、特に動画撮影ではLV画面を見ながらの撮影が快適に行えることが求められている。 In recent years, an imaging apparatus represented by a single-lens reflex camera has been frequently photographed while viewing a live view (LV) screen (hereinafter referred to as LV photographing). It is demanded.
撮像装置の主な自動焦点検出(オートフォーカス:AF)方式として、位相差検出方式とコントラスト検出方式がある。
位相差検出方式では、撮影光学系における異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を一対のラインセンサ上に結像させて得られる一対の像信号の位相差から撮影光学系のデフォーカス量を求める。そして、デフォーカス量に相当する量だけフォーカスレンズを移動させれば、撮影光学系が被写体に合焦した状態となる(特許文献1参照)。しかし、位相差検出用のラインセンサに光束を結像する際には撮像素子への光路が遮られる一般的な構成では、LV撮影しながら位相差検出方式の焦点調節を行うことはできない。
There are a phase difference detection method and a contrast detection method as main automatic focus detection (autofocus: AF) methods of the imaging apparatus.
In the phase difference detection method, the defocus amount of the photographic optical system is calculated from the phase difference between a pair of image signals obtained by imaging light beams from a subject that has passed through different exit pupil regions in the photographic optical system on a pair of line sensors. Ask. If the focus lens is moved by an amount corresponding to the defocus amount, the photographing optical system is brought into focus on the subject (see Patent Document 1). However, in a general configuration in which the optical path to the image sensor is interrupted when a light beam is imaged on the phase difference detection line sensor, focus adjustment by the phase difference detection method cannot be performed while performing LV imaging.
一方、コントラスト検出方式では、撮像素子を用いて得られる撮像信号から生成したコントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探索することによって合焦状態を得る(特許文献2参照)。コントラスト検出方式は、撮像信号を基に焦点調節を行うのでLV撮影時のAFに適しており、近年、LV撮影時の最も主流なAF方式である。しかし、コントラスト検出方式は、被写体に合焦させるためにフォーカスレンズを移動させる位置や方向を容易に判断できない。そのため、コントラスト検出方式は、合焦させるために時間を要したり、またフォーカスレンズを移動させる方向を間違えたり合焦位置を通り過ぎてしまったりすることがある。特に動画撮影時には、フォーカスレンズの移動中に撮影された画像も記録されるため、合焦状態に至るまでのフォーカスレンズの移動時間や移動動作は記録される動画の画質に影響する。 On the other hand, in the contrast detection method, an in-focus state is obtained by searching for a focus lens position where a contrast evaluation value generated from an image pickup signal obtained using an image pickup element is maximized (see Patent Document 2). The contrast detection method is suitable for AF during LV shooting because it performs focus adjustment based on the imaging signal, and is the most mainstream AF method during LV shooting in recent years. However, the contrast detection method cannot easily determine the position and direction in which the focus lens is moved to focus on the subject. For this reason, the contrast detection method may require time for focusing, may cause the focus lens to move in the wrong direction, or may pass through the focus position. In particular, at the time of moving image shooting, an image shot while the focus lens is moving is also recorded. Therefore, the moving time and moving operation of the focus lens up to the in-focus state affect the image quality of the recorded moving image.
従って、動画撮影時におけるAF制御では、合焦状態に至るまでのスピード(応答性)よりむしろ、記録画像に与える影響が小さい、高品位な焦点調節動作が求められている。そのため、LV撮影時にも高品位な焦点調節動作が可能な方式として、撮像面位相差検出方式が提案されている。撮像面位相差検出方式は、撮像素子から得られる1対の信号の位相差に基づいてデフォーカス量を求める方法である。 Therefore, in AF control during moving image shooting, a high-quality focus adjustment operation that has a small influence on a recorded image is required rather than a speed (responsiveness) until a focused state is reached. For this reason, an imaging surface phase difference detection method has been proposed as a method capable of high-quality focus adjustment operation even during LV shooting. The imaging surface phase difference detection method is a method for obtaining a defocus amount based on a phase difference between a pair of signals obtained from an imaging element.
撮像面位相差検出方式を実現する方法として、撮像素子の撮像画素をマイクロレンズで瞳分割し、複数の焦点検出画素で被写体光を受光することで、撮像と同時にデフォーカス量を検出する手法が提案されている。特許文献3においては、1つの画素の中にある、1つのマイクロレンズで集光されるフォトダイオードを分割することによって、各々のフォトダイオードは撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するように構成されている。これによって、2つのフォトダイオードの出力から撮像面位相差検出方式による焦点調節が可能となる。撮像面位相差検出方式を用いることで、LV撮影時にもデフォーカス量を求めてフォーカスレンズの移動方向や移動量を知ることができるため、高速かつ高品位なフォーカスレンズの移動を行うことができる。
As a method for realizing the imaging surface phase difference detection method, there is a method of detecting the defocus amount at the same time as imaging by dividing the pupil of the imaging pixel of the imaging element by a microlens and receiving subject light by a plurality of focus detection pixels. Proposed. In
従来、デフォーカス量を検出する前に、1画素に設けられた2つのフォトダイオードの一方から得られる信号(A像信号)と、他方から得られる信号(B像信号)に対してフィルタ処理、具体的にはバンドパスフィルタ処理を行うのが一般的である。フィルタ処理の目的は例えば、ノイズ除去、A像信号とB像信号とのレベル差の補正、信号増幅などである。 Conventionally, before detecting the defocus amount, filtering is performed on a signal (A image signal) obtained from one of two photodiodes provided in one pixel and a signal (B image signal) obtained from the other, Specifically, band pass filter processing is generally performed. The purpose of the filter processing is, for example, noise removal, correction of a level difference between the A image signal and the B image signal, signal amplification, and the like.
図6(a)は、バンドパスフィルタの高周波成分カット機能により、ノイズ成分を低減し、像信号のSN比が改善される様子を模式的に示した図である。ノイズ成分と考えられる高周波成分を遮断するバンドパスフィルタを提供することにより、位相差検出におけるノイズの影響を抑制し、検出精度を高めることができる。 FIG. 6A is a diagram schematically showing how the noise component is reduced and the SN ratio of the image signal is improved by the high-frequency component cut function of the bandpass filter. By providing a band-pass filter that blocks high-frequency components that are considered to be noise components, the influence of noise in phase difference detection can be suppressed, and detection accuracy can be improved.
図6(b)は、バンドパスフィルタのDC波成分(低周波成分)カット機能による、信号のエッジ強調効果を表した図である。DC波成分のカットは、シェーディング補正等の補正残りによる焦点検出精度の悪化を改善したり、輝度が単調増加/減少するような、一方向にのみ輝度変化のある被写体に対する焦点検出精度を向上したりする効果がある。 FIG. 6B is a diagram showing the edge enhancement effect of a signal by the DC wave component (low frequency component) cut function of the bandpass filter. The DC wave component cut improves the focus detection accuracy for subjects that change in luminance only in one direction, improving the deterioration of focus detection accuracy due to residual corrections such as shading correction, and increasing / decreasing the luminance monotonously. There is an effect.
通常、合焦に近いほどA像信号とB像信号との一致度が高くなっていくため、両者の位相差検出精度および位相差から得られるデフォーカス量の精度も高くなっていく。しかし、バンドパスフィルタを適用することによって変化した信号と類似した輝度変化を有する被写体が存在する場合、合焦位置を誤検出してしまう場合がある。 Normally, the closer to the in-focus state, the higher the degree of coincidence between the A image signal and the B image signal, so the phase difference detection accuracy between them and the accuracy of the defocus amount obtained from the phase difference also increase. However, if there is a subject having a luminance change similar to the signal changed by applying the bandpass filter, the focus position may be erroneously detected.
図7に、バンドパスフィルタの適用前後の信号波形の例を示す。上述の通り、バンドパスフィルタにはエッジ強調効果があるため、図7(a)に示すフィルタ適用前の信号に存在する小さなエッジが、図7(b)フィルタ適用後の信号では強調されて山状になっている。この場合、図7(c)に示すような縦縞の被写体が存在すると、フィルタによって変形した山状の部分と類似した輝度変化を有するため、合焦付近であると誤判定してしまう場合がある。この場合、フォーカスレンズが真の合焦位置に達する前に止まってしまったり、真の合焦位置を通り過ぎてしまったりする。 FIG. 7 shows an example of signal waveforms before and after application of the bandpass filter. As described above, since the bandpass filter has an edge enhancement effect, small edges existing in the signal before applying the filter shown in FIG. 7A are emphasized in the signal after applying the filter in FIG. 7B. It is in the shape. In this case, if there is an object with vertical stripes as shown in FIG. 7C, it has a luminance change similar to a mountain-shaped part deformed by the filter, and therefore it may be erroneously determined that the object is in focus. . In this case, the focus lens stops before reaching the true in-focus position, or passes through the in-focus position.
この現象について、図8を用いてさらに説明する。縦縞の基準チャートを撮影した場合、バンドパスフィルタ適用前のA像信号とB像信号の例と、合焦度合いによってバンドパスフィルタ適用後のA像信号、B像信号がどのような波形になるかの例を示している。バンドパスフィルタを適用することにより、合焦度合いが高い場合には波形の位相差がより明瞭に検出できるようになるが、合焦度合いが低い場合に、本来の合焦位置と別の位置で位相差が小さく見えてしまう偽合焦状態を引き起こしている。 This phenomenon will be further described with reference to FIG. When a vertical stripe reference chart is photographed, the waveforms of the A image signal and B image signal after application of the bandpass filter according to the example of the A image signal and B image signal before application of the bandpass filter and the degree of focus are obtained. An example is shown. By applying a bandpass filter, the phase difference of the waveform can be detected more clearly when the degree of focus is high, but when the degree of focus is low, it is different from the original focus position. This causes a false focus state in which the phase difference looks small.
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたもので、フィルタ適用後の信号を用いて撮像面位相差検出方式により焦点検出を行う際の偽合焦を抑制可能な撮像装置及びその制御方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem of the prior art, and an imaging apparatus capable of suppressing false focusing when performing focus detection by an imaging surface phase difference detection method using a signal after applying a filter, and the imaging apparatus The purpose is to provide a control method.
上述の目的は、位相差検出方式の自動焦点検出に用いる像信号を生成可能な撮像素子と、像信号に、予め定められた高周波成分および低周波成分を除去するフィルタ処理を適用するフィルタ手段と、フィルタ処理が適用された像信号に基づいて、撮影光学系のデフォーカス量を取得する第1の取得手段と、撮像素子から出力された信号に基づいて、コントラスト評価値を取得する第2の取得手段と、撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、フォーカスレンズを一定方向に駆動させている際に得られるデフォーカス量の信頼度が上昇から下降に転じても、コントラスト評価値が上昇を続けていれば、フォーカスレンズの駆動を継続することを特徴とする撮像装置によって達成される。 An object of the present invention is to provide an image sensor capable of generating an image signal used for phase difference detection type automatic focus detection, and filter means for applying a filter process for removing predetermined high-frequency components and low-frequency components to the image signal. First acquisition means for acquiring the defocus amount of the photographing optical system based on the image signal to which the filter processing is applied, and second for acquiring the contrast evaluation value based on the signal output from the image sensor An acquisition unit, and a control unit that controls driving of a focus lens included in the photographing optical system, and the control unit has reliability of a defocus amount obtained when the focus lens is driven in a fixed direction. If the contrast evaluation value continues to rise even when the rise goes to the fall, the image pickup apparatus is characterized in that the drive of the focus lens is continued.
このような構成により、本発明によれば、フィルタ適用後の信号を用いて撮像面位相差検出方式により焦点検出を行う際の偽合焦を抑制可能な撮像装置及びその制御方法を提供することができる。 With such a configuration, according to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of suppressing false focusing when performing focus detection by an imaging plane phase difference detection method using a signal after applying a filter, and a control method thereof. Can do.
以下、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は単なる例示であり、本発明は実施形態に記載された構成に限定されない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration described in the embodiment.
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのレンズ交換式カメラの機能構成例を示すブロック図である。
本実施形態の撮像装置は交換可能なレンズ10及び本体20から構成されている。レンズ全体の動作を統括制御するレンズ制御部106と、レンズ10を含めたカメラシステム全体の動作を統括するカメラ制御部212とは、レンズマウントに設けられた端子を通じて相互に通信可能である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an interchangeable lens camera as an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
The imaging apparatus according to the present embodiment includes a
まず、レンズ10の構成について説明する。固定レンズ101、絞り102、フォーカスレンズ103は撮影光学系を構成する。絞り102は、絞り駆動部104によって駆動され、後述する撮像素子201への入射光量を制御する。フォーカスレンズ103はフォーカスレンズ駆動部105によって駆動され、フォーカスレンズ103の位置に応じて撮影光学系の合焦距離が変化する。絞り駆動部104、フォーカスレンズ駆動部105はレンズ制御部106によって制御され、絞り102の開口量や、フォーカスレンズ103の位置を決定する。
First, the configuration of the
レンズ操作部107は、AF/MFモードの切り替え、撮影距離範囲の設定、手ブレ補正モードの設定など、ユーザがレンズ10の動作に関する設定を行うための入力デバイス群である。レンズ操作部107が操作された場合、レンズ制御部106が操作に応じた制御を行う。
The
レンズ制御部106は、後述するカメラ制御部212から受信した制御命令や制御情報に応じて絞り駆動部104やフォーカスレンズ駆動部105を制御し、また、レンズ制御情報をカメラ制御部212に送信する。
The
次に、本体20の構成について説明する。本体20はレンズ10の撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得できるように構成されている。
撮像素子201はCCDやCMOSセンサにより構成される。レンズ10の撮影光学系から入射した光束は撮像素子201の受光面上に結像し、撮像素子201に配列された画素に設けられたフォトダイオードにより、入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部212の指令に従ってタイミングジェネレータ215が出力する駆動パルスより、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子201から順次読み出される。
Next, the configuration of the
The
本実施形態の撮像素子201は、一つの画素に2つのフォトダイオードが構成されており、撮像面位相差検出方式による自動焦点調節(以下、撮像面位相差AFと呼ぶ)に用いる像信号を生成可能である。図2(a)は、撮像面位相差AFに対応していない画素の構成、図2(b)は、撮像面位相差AFに対応した画素の構成の例を模式的に示している。なお、ここではいずれの場合もベイヤ配列の原色カラーフィルタが設けられているものとする。撮像面位相差AFに対応した図2(b)の画素構成では、図2(a)における1画素が紙面水平方向に2分割されており、AB2つのフォトダイオード(受光領域)が設けられている。なお、図2(b)に示した分割方法は一例であり、他の方法を用いたり、画素によって異なる分割方法が適用されてもよい。
The
各画素に入射する光束をマイクロレンズで分離し、画素に設けられた2つのフォトダイオードで受光することで、1つの画素で撮像用とAF用の2つの信号が取得できる。つまり、画素内の2つのフォトダイオードA,B(A画素、B画素)のそれぞれで得られる信号(A,B)がAF用の2つの像信号であり、加算信号(A+B)が撮像信号である。なお、通常の位相差検出AFで用いる1対の像信号が複数の画素を有するラインセンサの1対により生成されるように、撮像面位相差AFで用いる1対の像信号も、複数のA画素と複数のB画素の出力から得られる。AF用信号を基に、後述するAF信号処理部204で2つの像信号に対して相関演算を行い、デフォーカス量や各種の信頼性情報を算出する。 The light beam incident on each pixel is separated by a microlens and received by two photodiodes provided in the pixel, whereby two signals for imaging and AF can be acquired by one pixel. That is, signals (A, B) obtained by two photodiodes A, B (A pixel, B pixel) in a pixel are two image signals for AF, and an addition signal (A + B) is an imaging signal. is there. Note that the pair of image signals used in the imaging plane phase difference AF is also a plurality of A so that the pair of image signals used in the normal phase difference detection AF is generated by a pair of line sensors having a plurality of pixels. It is obtained from the output of a pixel and a plurality of B pixels. Based on the AF signal, an AF signal processing unit 204 (to be described later) performs a correlation operation on the two image signals to calculate a defocus amount and various types of reliability information.
CDS/AGC/ADコンバータ202は、撮像素子201から読み出された撮像信号及びAF用信号に対し、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。CDS/AGC/ADコンバータ202は、撮像信号を画像入力コントローラ203に、撮像面位相差AF用の信号をAF信号処理部204にそれぞれ出力する。
The CDS / AGC /
画像入力コントローラ203は、CDS/AGC/ADコンバータ202から出力された撮像信号をバス21を介してSDRAM209に格納する。SDRAM209に格納された画像信号は、バス21を介して表示制御部205によって読み出され、表示部206に表示される。また、撮像信号の記録を行う動作モードでは、SDRAM209に格納された画像信号は記録媒体制御部207によって記録媒体208に記録される。
The
ROM210にはカメラ制御部212が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、フラッシュROM211には、ユーザ設定情報等の本体20の動作に関する各種設定情報等が格納されている。
The
AF信号処理部204(フィルタ手段)はCDS/AGC/ADコンバータ202から出力されたAF用の2つの像信号に対し、予め定められた高周波成分および低周波成分を除去するフィルタ処理(バンドパスフィルタ処理)を適用する。さらに、AF信号処理部204(第1の取得手段および第2の取得手段)は、フィルタ処理が適用された像信号に対して相関演算を行い、デフォーカス量、信頼性情報(二像一致度、二像急峻度、コントラスト評価値、飽和情報、キズ情報等)を算出する。AF信号処理部204は、算出したデフォーカス量および信頼性情報をカメラ制御部212へ出力する。コントラスト評価値は、コントラスト検出方式の自動焦点検出で従来用いられている評価値と同様に求めることができる。
The AF signal processing unit 204 (filter unit) removes predetermined high-frequency components and low-frequency components from the two image signals for AF output from the CDS / AGC / AD converter 202 (band-pass filter). Processing). Further, the AF signal processing unit 204 (first acquisition unit and second acquisition unit) performs a correlation operation on the image signal to which the filter processing is applied, and performs defocus amount and reliability information (two-image coincidence degree). 2 image steepness, contrast evaluation value, saturation information, scratch information, etc.). The AF
カメラ制御部212は、AF信号処理部204から受け取った信頼性情報(信頼度)をテーブルの形にしてSDRAM209に格納する。図3に、信頼性情報テーブルの例を示す。本実施形態の信頼性情報テーブルは、AF信号処理部204が出力する信頼性情報のうち、コントラスト評価値と、デフォーカス量の信頼度を表す少なくとも1つの信頼性情報(例えば二像一致度)とを、時系列的(AF信号処理部204の出力した順)に格納する。カメラ制御部212はAF信号処理部204が求めたデフォーカス量や信頼性情報を基に、必要に応じてAF信号処理部204の設定を変更する。例えば、デフォーカス量が所定量以上の場合に相関演算を行う領域を広く設定したり、コントラスト評価値に応じてバンドパスフィルタの種類を変更したりする。
The
なお、本実施形態は撮像信号及び2つのAF用像信号の計3信号を撮像素子201から取得しているが、このような方法に限定されない。撮像素子201の負荷を考慮し、例えば撮像信号と1つのAF用像信号の計2信号を取り出し、撮像信号とAF用信号の差分をもう一つのAF用像信号として用いてもよい。
In the present embodiment, a total of three signals of the imaging signal and the two AF image signals are acquired from the
カメラ制御部212は、本体20内の各機能ブロックと情報をやり取りして制御を行う。カメラ制御部212は本体20内の処理だけでなく、カメラ操作部214からの入力に応じて、電源のON/OFF、設定の変更、記録の開始、AF制御の開始、記録映像の確認等の、ユーザが操作したさまざまなカメラ機能を実行する。また、カメラ制御部212はレンズ10の制御命令・制御情報をレンズ制御部106に送ったり、またレンズ10の情報をレンズ制御部106から取得したりする。
The
カメラ制御部212は例えば1つ以上のプログラマブルプロセッサであり、例えばROM210に記憶された制御プログラムを実行することで、レンズ10を含めたカメラシステム全体の動作を実現する。
The
レンズ駆動速度設定部213は、カメラ制御部212の機能の1部を示しており、レンズ10内のレンズ制御部106及びフォーカスレンズ駆動部105を介して、フォーカスレンズ103の駆動速度を決定する。詳細は本体20の制御を説明するフローチャートを用いて後述する。
The lens drive
次に、図4のフローチャートを使用して、本体20が実行する焦点検出制御動作について説明する。
S1においてカメラ制御部212は、撮像素子201、CDS/AGC/ADコンバータ202、タイミングジェネレータ215を使用して、撮像素子201の電荷蓄積制御(センサー蓄積動作)および、撮像素子201から読み出された信号への前処理を行う。
S1の処理において、撮像素子201に蓄積され、読み出された画素信号のうち、例えば予め設定された焦点検出領域内の画素から得られる焦点検出用信号は、CDS/AGC/ADコンバータ202に入力される。CDS/AGC/ADコンバータ202は、位相差AF用の1対の信号(A像信号,B像信号)をAF信号処理部204に出力する。
Next, the focus detection control operation executed by the
In S <b> 1, the
In the processing of
S2においてカメラ制御部212は、センサー蓄積および前処理が終了したかどうかを判断し、終了していなければS1に、終了していればS3に処理を移す。
S3においてAF信号処理部204は、CDS/AGC/ADコンバータ202から出力されたA像信号、B像信号からデフォーカス量を算出する。
S4においてAF信号処理部204はA像信号、B像信号から信頼性情報(二像一致度、二像急峻度、コントラスト評価値、飽和情報、キズ情報等)を算出する。
In S2, the
In S3, the AF
In S4, the AF
S5においてカメラ制御部212は、AF信号処理部204から出力された、デフォーカス量の信頼度を表す信頼性情報の少なくとも1つ(ここでは二像一致度とする)と、コントラスト評価値とを信頼性情報テーブル(図3)に格納する。図3における信頼度は、信頼性情報の値であってよいし、信頼性情報をさらに信頼度に変換した値であってもよい。ここでは、説明および理解を容易にするため、信頼性情報=信頼度とする。例えば、信頼性情報として二像一致度を用いる場合、二像一致度はデフォーカス量の信頼度が高くなるほど高い値となる。従って、二像一致度の値をデフォーカス量の信頼度の指標として用いることができる。
In S <b> 5, the
S6においてカメラ制御部212は、信頼度が予めシミュレーションや実測等に基づいて決定したしきい値より高いかどうかを判断し、高い場合はS7に、高くない場合はS8に、処理を進める。
In S6, the
S7においてカメラ制御部212は、レンズ制御部106と通信し、フォーカスレンズ駆動部105を通じてフォーカスレンズ103を、S3で算出されたデフォーカス量を用いて駆動し、処理をS1に戻す。
In S7, the
S8においてカメラ制御部212は、フォーカスレンズ103の駆動が開始されているかどうか判断する。フォーカスレンズ103が駆動されていない場合、カメラ制御部212はS14でサーチ駆動(デフォーカス量とは無関係にフォーカスレンズを一定方向に所定量ずつ駆動し被写体を探す駆動)を始める(1ステップ実行する)。
In S <b> 8, the
フォーカスレンズ103のサーチ駆動が開始されている場合、カメラ制御部212はS9において、信頼性情報テーブルを参照し、S4で算出された(最新の)信頼度と、前回算出された信頼度とを比較する。
S10においてカメラ制御部212は、前回よりも信頼度が高くなっているかどうか判断し、高くなっている場合はS14に、高くなっていない場合はS11に処理を進める。
When the search driving of the
In S10, the
S11においてカメラ制御部212、信頼性情報テーブルを参照し、S4で算出された(最新の)コントラスト評価値と、前回算出されたコントラスト評価値とを比較する。
S12においてカメラ制御部212は、前回よりもコントラスト評価値が上昇している場合はS14に、上昇していない場合はS13に処理を進める。
In S11, the
In S12, the
S13においてカメラ制御部212は、合焦と判断し、レンズのサーチ駆動を停止して処理を終了する。
S14においてカメラ制御部212は、レンズ制御部106と通信し、フォーカスレンズ駆動部105を通じてフォーカスレンズ103のサーチ駆動を(1ステップ)実行し、S1に処理を戻す。
In step S13, the
In S14, the
図5は、図4のフローチャートで実行される焦点検出動作を模式的に示している。なお、ここでは、デフォーカス量の信頼度として二像一致度を用いた場合を示しているが、他の指標であってもよい。なお、図5において、二像一致度およびコントラスト評価値について示している上下方向の矢印は、紙面の上方が良い値、下方が悪い値を示すという尺度を示すものであり、矢印の上端や下端の位置が最良値や最悪値を示している訳ではない。また、図5では、偽合焦を防止するという効果を説明する観点から、デフォーカス量の信頼度がしきい値以下である状態についてのみ示している。 FIG. 5 schematically shows the focus detection operation executed in the flowchart of FIG. Here, the case where the two-image coincidence is used as the reliability of the defocus amount is shown, but another index may be used. In FIG. 5, the up and down arrows indicating the two-image coincidence degree and the contrast evaluation value indicate a scale in which the upper side of the paper indicates a good value and the lower side indicates a bad value. The position of does not mean the best value or the worst value. Further, FIG. 5 shows only a state where the reliability of the defocus amount is equal to or less than the threshold from the viewpoint of explaining the effect of preventing false focusing.
まず、当初(時刻t0)、ボケの大きな状態では、二像一致度、コントラスト評価値とも低い(悪い)値であり、またサーチ駆動が開始されていないため、S6,S8,S14という流れで、サーチ駆動が開始される。レンズのサーチ方向が正しい場合、S14でサーチ駆動を1ステップずつ実行するごとに、合焦状態に近づくため、二像一致度、コントラスト評価値とも前回の値より今回の値が良い値(高い値)を示す。 First, at the beginning (time t0), in a state where the blur is large, both the two-image coincidence degree and the contrast evaluation value are low (bad) values, and the search drive is not started, so the flow of S6, S8, and S14 Search drive is started. If the search direction of the lens is correct, each time the search drive is executed step by step in S14, the in-focus state is approached, so the two-image coincidence degree and the contrast evaluation value are better than the previous value (higher values). ).
時刻t1で、二像一致度が極大となり、その後低下していく。この極大は、上述したように、バンドパスフィルタを適用した像信号と類似した輝度変化を有する被写体が存在した場合のような、正しくない極大であるが、従来技術においては、時刻t1におけるフォーカスレンズ位置が合焦位置と誤判定する場合があった。 At time t1, the two-image coincidence reaches a maximum and then decreases. As described above, this maximum is an incorrect maximum as in the case where there is a subject having a luminance change similar to that of an image signal to which the bandpass filter is applied. In some cases, the position was erroneously determined as the in-focus position.
しかし、図4で説明したように、本実施形態では、信頼度が上昇から下降に転じ、直前の値より高くなくなっても(S10,NO)、コントラスト評価値が上昇を続けていれば(S12,YES)、サーチ駆動を継続して実行する。そのため、時刻t1を過ぎてもサーチ駆動は継続され、その後正しい合焦位置に近づくにつれ、二像一致度が再び上昇を開始する(時刻t2)。 However, as described with reference to FIG. 4, in this embodiment, even if the reliability is changed from increasing to decreasing and becomes no higher than the previous value (S10, NO), if the contrast evaluation value continues to increase (S12). , YES), the search drive is continuously executed. Therefore, the search drive is continued even after the time t1, and the two-image coincidence starts increasing again as the correct focus position is approached thereafter (time t2).
このように、本実施形態では、デフォーカス量の信頼度が上昇から下降に転じても、コントラスト評価値が上昇を続けていれば、信頼度のピークは見かけ上の合焦位置であり、正しい合焦位置ではないと判断してフォーカスレンズを駆動する。そのため、高周波や低周波をカットするフィルタ処理を適用した像信号に基づいてデフォーカス量を取得する場合でも、フィルタ処理による信号波形の変化を原因としたフォーカスレンズの品位の悪い駆動を抑制することができる。ここでいう品位の悪い駆動とは、フォーカスレンズの駆動の一時的な停止や、駆動方向が一定しないといった、フォーカスレンズ駆動中に得られる動画に望ましくない影響を与える駆動である。 As described above, in this embodiment, if the contrast evaluation value continues to increase even when the reliability of the defocus amount changes from an increase to a decrease, the reliability peak is an apparent in-focus position and is correct. The focus lens is driven by determining that the focus position is not reached. Therefore, even when the defocus amount is acquired based on an image signal to which a filter process that cuts high frequencies and low frequencies is applied, it is possible to suppress poor driving of the focus lens due to a change in the signal waveform due to the filter process. Can do. The drive with poor quality here is a drive that exerts an undesirable influence on a moving image obtained during the driving of the focus lens, such as temporarily stopping the driving of the focus lens or the driving direction being not constant.
以上、本発明を例示的な実施形態に基づいて説明したが、本発明はここで説明した特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the present invention has been described based on the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the specific embodiments described herein, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims. Is possible.
例えば、バンドパスフィルタは、ハイパスフィルタとローパスフィルタの組み合わせであってもよいし、デフォーカス量の信頼度は二像急峻度など二像一致度以外の指標であっても良い。
また、撮像素子201は、例えば、開口が制限されるとなく全瞳領域を受光可能な撮像用画素の間に、開口が制限された対の焦点検出用画素(画素対)を、所定のピッチで複数配置した構成でもよい。この場合、撮像用画素から得られる信号を撮像信号とし、対の焦点検出用画素から得られる信号をAF用の2つの像信号とする。
For example, the band-pass filter may be a combination of a high-pass filter and a low-pass filter, and the reliability of the defocus amount may be an index other than the degree of coincidence of two images such as the degree of steepness of two images.
In addition, the
また、上述の実施形態では、フィルタ処理が適用された像信号からコントラスト評価値を取得したが、コントラスト評価値はフィルタ処理が適用された像信号から取得したもので無くてもよい。例えば、フィルタ処理前の像信号や、フィルタ処理前または後の撮像信号を始め、撮像素子201から出力される任意の信号に基づいて取得したコントラスト評価値を用いることができる。
In the above-described embodiment, the contrast evaluation value is acquired from the image signal to which the filter process is applied. However, the contrast evaluation value may not be acquired from the image signal to which the filter process is applied. For example, it is possible to use a contrast evaluation value acquired based on an arbitrary signal output from the
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (6)
前記像信号に、予め定められた高周波成分および低周波成分を除去するフィルタ処理を適用するフィルタ手段と、
前記フィルタ処理が適用された像信号に基づいて、撮影光学系のデフォーカス量を取得する第1の取得手段と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて、コントラスト評価値を取得する第2の取得手段と、
前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記フォーカスレンズを一定方向に駆動させている際に得られる前記デフォーカス量の信頼度が上昇から下降に転じても、前記コントラスト評価値が上昇を続けていれば、前記フォーカスレンズの駆動を継続することを特徴とする撮像装置。 An image sensor capable of generating an image signal used for automatic focus detection of a phase difference detection method;
Filter means for applying filter processing for removing predetermined high-frequency components and low-frequency components to the image signal;
First acquisition means for acquiring a defocus amount of the photographing optical system based on the image signal to which the filter processing is applied;
Second acquisition means for acquiring a contrast evaluation value based on a signal output from the image sensor;
Control means for controlling driving of a focus lens included in the photographing optical system,
If the contrast evaluation value continues to increase even if the reliability of the defocus amount obtained when the focus lens is driven in a certain direction changes from increasing to decreasing, the control means An imaging apparatus characterized by continuing to drive a lens.
前記制御手段は、前記第1の取得手段が取得した前記デフォーカス量の信頼度を用いることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 The first acquisition means further acquires the reliability of the defocus amount;
4. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit uses a reliability of the defocus amount acquired by the first acquisition unit. 5.
前記像信号に、予め定められた高周波成分および低周波成分を除去するフィルタ処理を適用するフィルタ工程と、
前記フィルタ処理が適用された像信号に基づいて、撮影光学系のデフォーカス量を取得する第1の取得工程と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて、コントラスト評価値を取得する第2の取得工程と、
前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを一定方向に駆動させている際に得られる前記デフォーカス量の信頼度が上昇から下降に転じても、前記コントラスト評価値が上昇を続けていれば、前記フォーカスレンズの駆動を継続する制御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 method for controlling an imaging apparatus including an imaging element capable of generating an image signal used for automatic focus detection of a phase difference detection method,
A filtering step of applying a filtering process to remove predetermined high frequency components and low frequency components to the image signal;
A first acquisition step of acquiring a defocus amount of the photographing optical system based on the image signal to which the filtering process is applied;
A second acquisition step of acquiring a contrast evaluation value based on a signal output from the image sensor;
Even if the reliability of the defocus amount obtained when the focus lens included in the photographing optical system is driven in a certain direction is changed from an increase to a decrease, if the contrast evaluation value continues to increase, And a control step of continuing to drive the focus lens.
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