JP2015072356A5 - 焦点検出装置および焦点検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、焦点検出装置に関し、詳しくは、フォーカスレンズを含む撮影レンズを有し、この撮影レンズを介して瞳分割した被写体像を受光して像データを生成し、この像データに基づいて焦点検出を行う焦点検出装置および焦点検出方法に関する。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、大ボケの被写体であっても、迅速に合焦可能な焦点検出装置および焦点検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係る焦点検出装置は、入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づく所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置において、異なる周波数特性を有し、上記画素データに対してフィルタ処理を行う複数のフィルタ手段と、上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出する検出手段と、上記検出手段の出力に応じて上記複数のフィルタ手段のうちのいずれか１個を選択し、上記基準部と参照部の画素データに対して選択したフィルタ手段によりフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する演算手段と、上記撮像用画素の出力に基づいて、被写体が動体か否かを判別する動体判別手段と、上記演算手段の出力の信頼性を判定する信頼性判定手段と、を具備し、上記複数のフィルタ手段は、所定の周波数特性を有する第１のフィルタ処理手段と、上記第１のフィルタ処理手段の周波数特性よりも低周波成分により大きい利得を持つ周波数特性を有する第２のフィルタ処理手段を有し、上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記演算出願による相関演算と上記信頼性判定手段による信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記動体判別手段が動体と判定し、かつ上記演算手段が上記第１のフィルタ処理手段を選択して演算を行っている場合に、上記信頼性判定手段により信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記演算手段は、上記第２のフィルタ処理手段を選択して演算を行う。

第２の発明に係る焦点検出装置は、入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束の入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づく所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置において、異なる周波数特性を有し、上記画素データに対してフィルタ処理を行う複数のフィルタ手段と、上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出する検出手段と、上記検出手段の出力に応じて上記複数のフィルタ手段のうちのいずれか１個を選択し、上記基準部と参照部の画素データに対して選択したフィルタ手段によりフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する演算手段と、上記焦点検出装置のパンまたはチルト動作を検出するパン・チルト検出手段と、上記演算手段の出力の信頼性を判定する信頼性判定手段と、を有し、上記複数のフィルタ手段は、所定の周波数特性を有する第１のフィルタ処理手段と、上記第１のフィルタ処理手段の周波数特性よりも低周波成分により大きい利得を持つ周波数特性を有する第２のフィルタ処理手段を有し、上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記演算手段による相関演算と上記信頼性判定手段による信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記パン・チルト検出手段がパン・チルト動作と判定し、かつ上記演算手段が上記第１のフィルタ処理手段を選択して演算を行っている場合に、上記信頼性判定手段により信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記演算手段は上記第２のフィルタ処理手段を選択して相関演算を行う。

第３の発明に係る焦点検出装置は、上記第１または第２の発明において、上記検出手段は、上記基準部の複数の画素データのうちの最大値と最小値の差と上記参照部の複数の画素データのうちの最大値と最小値の差との加算値を検出する。
第４の発明に係る焦点検出装置は、上記第１ないし上記第３の発明において、上記ＡＦエリアに対応する基準部と参照部に対応する複数の上記焦点検出用画素の出力のうちで、基準部と参照部の配列方向と垂直な方向に配列される焦点検出画素の配列毎にそれぞれの配列の焦点検出画素の出力の平均値を算出して上記画素データとする。
上記第５の発明に係る焦点検出装置は、上記第１ないし上記第４の発明において、上記信頼性判定手段は、上記演算手段の出力する複数の相関値から最小値と該最小値に隣接する相関値を求め、上記最小値と隣接する相関値の差のうち大きい方の差を、所定の閾値と比較することにより信頼性を判定する。

第６の発明に係る焦点検出方法は、入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束の入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づいて、所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置の制御方法において、上記焦点検出用画素の出力に基づいて所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の焦点検出用画素データを生成し、上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出し、上記基準部と参照部の画素データに対して、検出したコントラストに応じた周波数特性を有するフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算し、上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記相関演算と相関演算の信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記撮像用画素の出力する撮像データに基づいて被写体が動体であると判定され、かつ、上記演算を行った結果の信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記基準部と参照部の画素データに対して、上記フィルタ処理の周波数特性よりも低周波成分により大きな利得を有する第２のフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行う。

第７の発明に係る焦点検出方法は、入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束の入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づいて、所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置の制御方法において、上記焦点検出用画素の出力に基づいて所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の焦点検出用画素データを生成し、上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出し、上記基準部と参照部の画素データに対して、検出したコントラストに応じた周波数特性を有するフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算し、上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記相関演算と相関演算の信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記焦点検出装置のパン・チルト動作と判定され、かつ、上記演算を行った結果の信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記基準部と参照部の画素データに対して上記フィルタ処理の周波数特性よりも低周波成分により大きな利得を有する第２のフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行う。

本発明によれば、大ボケの被写体であっても、迅速に合焦可能な焦点検出装置および焦点検出方法を提供することができる。

Claims (7)

1. 入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づく所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置において、
   異なる周波数特性を有し、上記画素データに対してフィルタ処理を行う複数のフィルタ手段と、
   上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出する検出手段と、
   上記検出手段の出力に応じて上記複数のフィルタ手段のうちのいずれか１個を選択し、上記基準部と参照部の画素データに対して選択したフィルタ手段によりフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する演算手段と、
   上記撮像用画素の出力に基づいて、被写体が動体か否かを判別する動体判別手段と、
   上記演算手段の出力の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
   を具備し、
   上記複数のフィルタ手段は、所定の周波数特性を有する第１のフィルタ処理手段と、上記第１のフィルタ処理手段の周波数特性よりも低周波成分により大きい利得を持つ周波数特性を有する第２のフィルタ処理手段を有し、
   上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記演算出願による相関演算と上記信頼性判定手段による信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記動体判別手段が動体と判定し、かつ上記演算手段が上記第１のフィルタ処理手段を選択して演算を行っている場合に、上記信頼性判定手段により信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記演算手段は、上記第２のフィルタ処理手段を選択して演算を行うことを特徴とする焦点検出装置。
2. 入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束の入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づく所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置において、
   異なる周波数特性を有し、上記画素データに対してフィルタ処理を行う複数のフィルタ手段と、
   上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出する検出手段と、
   上記検出手段の出力に応じて上記複数のフィルタ手段のうちのいずれか１個を選択し、上記基準部と参照部の画素データに対して選択したフィルタ手段によりフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する演算手段と、
   上記焦点検出装置のパンまたはチルト動作を検出するパン・チルト検出手段と、
   上記演算手段の出力の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
   を具備し、
   上記複数のフィルタ手段は、所定の周波数特性を有する第１のフィルタ処理手段と、上記第１のフィルタ処理手段の周波数特性よりも低周波成分により大きい利得を持つ周波数特性を有する第２のフィルタ処理手段を有し、
   上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記演算手段による相関演算と上記信頼性判定手段による信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記パン・チルト検出手段がパン・チルト動作と判定し、かつ上記演算手段が上記第１のフィルタ処理手段を選択して演算を行っている場合に、上記信頼性判定手段により信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記演算手段は上記第２のフィルタ処理手段を選択して相関演算を行うことを特徴とする焦点検出装置。
3. 上記検出手段は、上記基準部の複数の画素データのうちの最大値と最小値の差と上記参照部の複数の画素データのうちの最大値と最小値の差との加算値を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出装置。
4. 上記ＡＦエリアに対応する基準部と参照部に対応する複数の上記焦点検出用画素の出力のうちで、基準部と参照部の配列方向と垂直な方向に配列される焦点検出画素の配列毎にそれぞれの配列の焦点検出画素の出力の平均値を算出して上記画素データとすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項
   に記載の焦点検出装置。
5. 上記信頼性判定手段は、上記演算手段の出力する複数の相関値から最小値と該最小値に隣接する相関値を求め、上記最小値と隣接する相関値の差のうち大きい方の差を、所定の閾値と比較することにより信頼性を判定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の焦点検出装置。
6. 入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束の入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づいて、所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置の制御方法において、
   上記焦点検出用画素の出力に基づいて所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の焦点検出用画素データを生成し、
   上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出し、
   上記基準部と参照部の画素データに対して、検出したコントラストに応じた周波数特性を有するフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算し、
   上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記相関演算と相関演算の信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記撮像用画素の出力する撮像データに基づいて被写体が動体であると判定され、かつ、上記演算を行った結果の信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記基準部と参照部の画素データに対して、上記フィルタ処理の周波数特性よりも低周波成分により大きな利得を有する第２のフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行う、
   ことを特徴とする焦点検出方法。
7. 入射光束の入射方向を制限された焦点検出用画素と入射光束の入射方向を制限されていない撮像用画素を有する撮像素子を有し、上記焦点検出用画素の出力に基づいて、所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算する焦点検出装置の制御方法において、
   上記焦点検出用画素の出力に基づいて所定のＡＦエリアに対応する基準部と参照部の焦点検出用画素データを生成し、
   上記基準部と参照部の複数の画素データよりなる被写体像データのコントラストを検出し、
   上記基準部と参照部の画素データに対して、検出したコントラストに応じた周波数特性を有するフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行い、デフォーカス量を演算し、
   上記撮像素子による撮像動作を繰り返し実行して取得した画素データに基づき上記相関演算と相関演算の信頼性の判定を繰り返し実行している際に、上記焦点検出装置のパン・チルト動作と判定され、かつ、上記演算を行った結果の信頼性が低いと所定時間以上判定され続けた場合に、上記基準部と参照部の画素データに対して上記フィルタ処理の周波数特性よりも低周波成分により大きな利得を有する第２のフィルタ処理を行った画素データに基づいて相関演算を行う、
   ことを特徴とする焦点検出方法。