JP2015227995A5

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Publication number: JP2015227995A5
Application number: JP2014114371A
Authority: JP
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2034-06-02

Description

ズーム駆動回路１１４は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動して、第１レンズ群１０１や第２レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに進退駆動させることで、ズーム操作を行う。シャッタ駆動回路１１５は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して、撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行う。フォーカス駆動回路１１６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１３を駆動制御して、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動させることで、焦点調節を行う。また、フォーカスアクチュエータ１１３には、フォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する位置検出部としての機能が備わっている。

レンズＭＰＵ１１７は、レンズユニット１００に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動回路１１４、絞りシャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズメモリ１１８を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、現在のレンズ位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。このレンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸上位置、撮影光学系が移動していない状態の射出瞳の光軸上位置、直径、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸上位置、直径などの情報を含む。レンズメモリ１１８には自動焦点調節に必要な光学情報を記憶する。

次に、Ｙピーク評価値の算出方法について説明する。ＡＦ評価用信号処理回路４０１によってガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平ライン毎のラインピーク値を検出するためのラインピーク検出回路４０２へ入力される。この回路によって、領域設定回路４１３によって設定された各焦点検出領域内で水平ライン毎のＹラインピーク値が求められる。更に、ラインピーク検出回路４０２の出力は垂直ピーク検出回路４０５に入力される。この回路によって、領域設定回路４１３によって設定された各焦点検出領域内で垂直方向にピークホールドが行われ、Ｙピーク評価値が生成される。Ｙピーク評価値は、高輝度被写体や低照度被写体の判定に有効である。

次に、Ｙ積分評価値の算出方法について説明する。ＡＦ評価用信号処理回路４０１によってガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平ライン毎の積分値を検出するための水平積分回路４０３へ入力される。この回路によって、領域設定回路４１３によって設定された各焦点検出領域内で水平ライン毎の輝度信号Ｙの積分値が求められる。更に、水平積分回路４０３の出力は垂直積分回路４０６に入力される。この回路によって、領域設定回路４１３によって設定された各焦点検出領域内で垂直方向に積分が行われ、Ｙ積分評価値を生成される。Ｙ積分評価値は、各焦点検出領域内全体の明るさを判断することができる。

次に、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値の算出方法について説明する。ＡＦ評価用信号処理回路４０１によってガンマ補正された輝度信号Ｙは、ラインピーク検出回路４０２に入力され、各焦点検出領域内で水平ライン毎のＹラインピーク値が求められる。また、ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ライン最小値検出回路４０４に入力される。この回路によって、各焦点検出領域内で水平ライン毎の輝度信号Ｙの最小値が検出される。検出された水平ライン毎の輝度信号Ｙのラインピーク値及び最小値は減算器に入力され、（ラインピーク値−最小値）を計算した上で垂直ピーク検出回路４０７に入力される。この回路によって、各焦点検出領域内で垂直方向にピークホールドが行われ、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値が生成される。Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値は、低コントラスト及び高コントラストの判定に有効である。

次に、領域ピーク評価値の算出方法について説明する。ＡＦ評価用信号処理回路４０１によってガンマ補正された輝度信号Ｙは、ＢＰＦ４０８に通すことによって特定の周波数成分が抽出され焦点信号が生成される。この焦点信号は、水平ライン毎のラインピーク値を検出するためのラインピーク検出回路４０９へ入力される。ラインピーク検出回路４０９は、各焦点検出領域内で水平ライン毎のラインピーク値を求める。求めたラインピーク値は、垂直ピーク検出回路４１１によって各焦点検出領域内でピークホールドされ、領域ピーク評価値が生成される。領域ピーク評価値は、各焦点検出領域内で被写体が移動しても変化が少ないので、合焦状態から再度合焦点を探す処理に移行するための再起動判定に有効である。

次に、全ライン積分評価値の算出方法について説明する。領域ピーク評価値と同様に、ラインピーク検出回路４０９は、各焦点検出領域内で水平ライン毎のラインピーク値を求める。次に、ラインピーク値を垂直積分回路４１０に入力し、各焦点検出領域内で垂直方向に全水平走査ライン数について積分して全ライン積分評価値を生成する。高周波全ライン積分評価値は、積分の効果でダイナミックレンジが広く、感度が高いので、合焦位置の検出を行うためのＴＶＡＦのメインの評価値として有効である。第１の実施形態では、デフォーカス状態に応じて評価値が変化し、焦点調節に用いるこの全ライン積分評価値を焦点評価値と呼ぶ。

領域設定回路４１３は、カメラＭＰＵ１２５により設定された画面内の所定の位置にある信号を選択するための各焦点検出領域用のゲート信号を生成する。ゲート信号は、ラインピーク検出回路４０２、水平積分回路４０３、ライン最小値検出回路４０４、ラインピーク検出回路４０９、垂直ピーク検出回路４０５、４０７、４１１、垂直積分回路４０６、４１０の各回路に入力される。そして、各評価値が各焦点検出領域内の輝度信号Ｙで生成されるように、輝度信号Ｙが各回路に入力するタイミングが制御される。また、領域設定回路４１３は、各焦点検出領域に合わせて、複数の領域の設定が可能である。

一方、Ｓ６でデフォーカス量が算出できない焦点検出領域が存在した場合には、図７ＢのＳ７に進む。Ｓ７では、至近判定フラグが１であるか否かを判定する。至近判定フラグは、ＡＦ動作が始まってから、レンズ駆動が一度も行われていない場合に１となり、レンズ駆動が１回以上行われている場合に０となるフラグである。至近判定フラグが１である場合には、Ｓ８に進む。

Claims

撮像素子から出力された信号に基づいて、複数の異なる焦点検出方法のいずれかを用いて、撮影光学系を合焦状態に制御するための評価値を検出する焦点検出手段と、
前記評価値を、検出に用いられた焦点検出方法に応じて補正する補正手段と、
前記複数の異なる焦点検出方法のうち、予め決められた焦点検出方法を用いて検出された評価値を補正するための基準補正値を算出するための情報と、前記予め決められた焦点検出方法を除く焦点検出方法を用いて検出された評価値を補正するための補正値を、前記基準補正値から算出するための情報とを記憶した記憶手段とを有し、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された情報を用いて、前記評価値を補正するための補正値を算出して、前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
前記基準補正値を算出するための情報は、前記撮像素子の特性及び撮影時の前記撮影光学系の状態に応じて、前記複数の焦点検出方法の間で互いに異なる情報であって、前記補正値を算出するための情報は、撮影時の前記撮影光学系の状態に応じて、前記複数の焦点検出方法の間で互いに異なる情報であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記予め決められた焦点検出方法は、前記評価値に基づいて制御された前記撮影光学系の位置と、前記撮像素子から出力された信号により構成された画像が合焦している場合の前記撮影光学系の位置との差が最も生じやすい焦点検出方法であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記補正手段は、更に、焦点検出を行う焦点検出領域の像高に基づいて、前記基準補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像素子の特性は、前記撮像素子に設定された瞳距離と、前記撮像素子の画素サイズの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
前記撮影光学系の状態は、焦点調節状態、絞り値、射出瞳距離の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項２、３、５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像素子は、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有し、位相差検出用の信号を出力する複数の画素を備え、
前記焦点検出手段に用いられる複数の焦点検出方法は、前記位相差検出用の信号に基づいて行われる位相差方式の焦点検出方法を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記焦点検出手段に用いられる前記複数の焦点検出方法は、前記撮像素子から得られる信号のコントラストに基づいて行われるコントラスト方式の焦点検出方法を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
異なる解像度で読み出し可能な撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて、複数の異なる焦点検出方法のいずれかを用いて、撮影光学系を合焦状態に制御するための評価値を検出する焦点検出手段と、
前記評価値を、撮影時の解像度及び検出に用いられた焦点検出方法の組み合わせに応じて補正する補正手段と、
前記異なる解像度及び前記複数の異なる焦点検出方法の複数の組み合わせのうち、予め決められた組み合わせで検出された評価値を補正するための基準補正値を算出するための情報と、前記予め決められた組み合わせを除く組み合わせで検出された評価値を補正するための補正値を、前記基準補正値から算出するための情報とを記憶した記憶手段とを有し、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された情報を用いて、前記評価値を補正するための補正値を算出して、前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
前記基準補正値を算出するための情報は、前記撮像素子の特性及び撮影時の前記撮影光学系の状態に応じて、前記複数の組み合わせの間で互いに異なる情報であって、前記補正値を算出するための情報は、撮影時の前記撮影光学系の状態に応じて、前記複数の組み合わせの間で互いに異なる情報であることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
前記予め決められた組み合わせは、前記評価値に基づいて制御された前記撮影光学系の位置と、前記撮像素子から出力された信号により構成された画像が合焦状態にある場合の前記撮影光学系の位置との差が最も生じやすい組み合わせであることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
前記補正手段は、更に、焦点検出を行う焦点検出領域の像高に基づいて、前記基準補正値を算出することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像素子の特性は、前記撮像素子に設定された瞳距離と、前記撮像素子の画素サイズの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
前記撮影光学系の状態は、焦点調節状態、絞り値、射出瞳距離の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１０、１１、１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像素子は、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有し、位相差検出用の信号を出力する複数の画素を備え、
前記焦点検出手段に用いられる複数の焦点検出方法は、前記位相差検出用の信号に基づいて行われる位相差方式の焦点検出方法を含むことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記焦点検出手段に用いられる前記複数の焦点検出方法は、前記撮像素子から得られる信号のコントラストに基づいて行われるコントラスト方式の焦点検出方法を含むことを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
撮影光学系と撮像装置とを含む撮像システムにおいて、
前記撮像装置が、
撮像素子から出力された信号に基づいて、撮影光学系を合焦状態に制御するための評価値を検出する焦点検出手段と、
前記評価値を、検出に用いられた焦点検出方法に応じて補正する補正手段とを有し、
前記撮影光学系が、
複数の異なる焦点検出方法のうち、予め決められた焦点検出方法を用いて検出された評価値を補正するための基準補正値を算出するための情報と、前記予め決められた焦点検出方法を除く焦点検出方法を用いて検出された評価値を補正するための補正値を、前記基準補正値から算出するための情報とを記憶した記憶手段とを有し、
前記撮影光学系は、前記記憶手段に記憶された情報のうち、前記焦点検出手段が検出に用いた焦点検出方法に応じた情報を前記撮像装置に出力し、
前記補正手段は、前記撮影光学系から出力された情報を用いて、前記評価値を補正するための補正値を算出して、前記補正を行うことを特徴とする撮像システム。
撮影光学系と撮像装置とを含む撮像システムにおいて、
前記撮像装置が、
異なる解像度で読み出し可能な撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて、撮影光学系を合焦状態に制御するための評価値を検出する焦点検出手段と、
前記評価値を、撮影時の解像度及び検出に用いられた焦点検出方法に応じて補正する補正手段とを有し、
前記撮影光学系が、
複数の異なる解像度と複数の異なる焦点検出方法の複数の組み合わせのうち、予め決められた組み合わせで検出された評価値を補正するための基準補正値を算出するための情報と、前記予め決められた組み合わせを除く組み合わせで検出された評価値を補正するための補正値を、前記基準補正値から算出するための情報とを記憶した記憶手段とを有し、
前記撮影光学系は、前記記憶手段に記憶された情報のうち、前記撮像装置で用いられた組み合わせに応じた情報を前記撮像装置に出力し、
前記補正手段は、前記撮影光学系から出力された情報を用いて、前記評価値を補正するための補正値を算出して、前記補正を行うことを特徴とする撮像システム。
焦点検出手段が、撮像素子から出力された信号に基づいて、複数の異なる焦点検出方法のいずれかを用いて、撮影光学系を合焦状態に制御するための評価値を検出する焦点検出工程と、
前記複数の異なる焦点検出方法のうち、予め決められた焦点検出方法を用いて検出された評価値を補正するための基準補正値を算出するための情報と、前記予め決められた焦点検出方法を除く焦点検出方法を用いて検出された評価値を補正するための補正値を、前記基準補正値から算出するための情報とを記憶した記憶手段から、取得手段が、前記焦点検出工程で用いられた焦点検出方法に応じた情報を取得する取得工程と、
補正手段が、前記取得工程で取得した情報を用いて、前記評価値を補正するための補正値を算出する算出工程と、
前記補正手段が、前記検出された評価値を、前記算出された補正値を用いて補正する補正工程と
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
前記取得工程では、前記撮影光学系に設けられた前記記憶手段から、前記情報を取得することを特徴とする請求項１９に記載の撮像装置の制御方法。
焦点検出手段が、異なる解像度で読み出し可能な撮像素子から出力された信号に基づいて、複数の異なる焦点検出方法のいずれかを用いて、撮影光学系を合焦状態に制御するための評価値を検出する焦点検出工程と、
前記異なる解像度及び前記複数の異なる焦点検出方法の複数の組み合わせのうち、予め決められた組み合わせで検出された評価値を補正するための基準補正値を算出するための情報と、前記予め決められた組み合わせを除く組み合わせで検出された評価値を補正するための補正値を、前記基準補正値から算出するための情報とを記憶した記憶手段から、取得手段が、前記焦点検出工程で用いられた組み合わせに応じた情報を取得する取得工程と、
補正手段が、前記取得工程で取得した情報を用いて、前記評価値を補正するための補正値を算出する算出工程と、
前記補正手段が、前記検出された評価値を、前記算出された補正値を用いて補正する補正工程と
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
前記取得工程では、前記撮影光学系に設けられた前記記憶手段から、前記情報を取得することを特徴とする請求項２１に記載の撮像装置の制御方法。