JP2016099609A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(第一の実施形態)
図1は、第一の実施形態による焦点検出装置を含むデジタルカメラ201の構成を例示する図である。デジタルカメラ201は、交換レンズ202とカメラボディ203とで構成される。交換レンズ202は、マウント部204を介してカメラボディ203に装着される。
なお、レンズ交換式カメラを例に説明するが、レンズ一体型カメラであってもよい。
交換レンズ202は、例えばズームレンズ208、フォーカシングレンズ210、防振レンズ209、絞り211、レンズ制御部206、およびレンズ操作部215を含む。
カメラボディ203は、撮像素子(イメージセンサ)212、ボディ制御部214、およびボディ操作部216などを有している。撮像素子212は、被写体像を撮像して光電変換信号を出力する。撮像素子212には、複数の撮像画素310(図4)が二次元状に配置されるとともに、焦点検出位置に対応する位置に複数の焦点検出画素311(図4)が組み込まれている。本説明では、撮像画素310による光電変換信号を画像信号と呼び、焦点検出画素311による光電変換信号を焦点検出信号と呼ぶ。撮像素子212の詳細については後述する。ボディ操作部216は、シャッターボタンやメニュースイッチなどを含み、各操作内容に応じた操作信号をボディ制御部214へ送出する。
交換レンズ202を通過した光束は、撮像素子212の受光面上に被写体像を形成する。この被写体像は撮像素子212により光電変換され、画像信号と焦点検出信号とがボディ制御部214へ送られる。
図3は、撮影画面上における焦点検出位置の一例を示す図である。焦点検出位置は、焦点検出演算回路221が像ズレ検出演算に用いる一対の像をサンプリングする領域(AFエリア)の位置である。図3において、矩形の撮影画面100上の略中央にAFエリア101が配置される。撮像素子212の撮像面には、AFエリア101に対応する位置に焦点検出画素311(図4)が配列される。
焦点検出演算回路221が行う像ズレ検出演算処理(相関演算処理、位相差検出処理)の詳細について説明する。焦点検出画素311の配列上に形成される一対の像は、測距瞳93、94が交換レンズ202の絞り開口でけられて光量バランスが崩れている可能性がある。このため、焦点検出演算回路221は、光量バランスに対して像ズレ検出精度を維持できるタイプの相関演算を施す。焦点検出用の一対の像信号A1n(A11,…,A1M)、A2n(A21,…,A2M)に対し、例えば特開2007−333720号公報に開示された公知の相関演算式である次式(1)を用いて相関量C(k)を演算する。Mは信号数である。
C(k)=Σ|A1n・A2n+1+k−A2n+k・A1n+1| …(1)
X=k+D/SLOP …(2)
C(X)= C(k)−|D| …(3)
D={C(k-1)−C(k+1)}/2 …(4)
SLOP=MAX{C(k+1)−C(k),C(k-1)−C(k)} …(5)
shft=PY・X …(6)
一般に、一対の像信号の相関度が低い場合、内挿された相関量の極小値C(X)が大きくなり、SLOPの値が小さくなる。本実施形態では、一対の像信号の相関度が低い場合において異なるフレーム間で相関データを加算する。焦点検出演算回路221は、異なるフレームを構成し(取得タイミングが異なる)、かつ同じAFエリア101(図3)に対応する焦点検出画素ラインにおける一対の像信号に基づく相関量C(k)を加算する。すなわち、各フレームにおいてAFエリア101(図3)に対応する焦点検出画素ラインL1〜L8ごとの相関量C(k)をそれぞれ算出しておき、異なるフレーム間で、対応する焦点検出画素ラインに基づいて算出された相関量C(k)を積算する。このような積算は、時間的に離れたフレーム間で、対応するAFエリア101に配置された焦点検出画素ラインに基づく各相関量C(k)を積算することから、以後時間積算と呼ぶ。
図9は、デジタルカメラ(撮像装置)201の焦点検出動作を含む撮像動作を示すフローチャートである。ボディ制御部214(ボディCPU222)は、デジタルカメラ201のボディ操作部216を構成する電源スイッチが電源オン操作されると、図9による処理を起動させる。図9のステップS10において、ボディ制御部214(撮像素子制御部220)は、撮像素子212の周期動作を開始させてステップS20へ進む。これにより、撮像素子212が所定のフレームレートでモニター用画像の取得を開始する。
なお、時間積算する場合のフレーム数の上限は、例えば8フレームに制限するなど、適宜設定して構わない。
(1)デジタルカメラ201は、水平方向に配列された複数の焦点検出画素311からなる焦点検出画素ラインL1(〜L8)を有し、焦点検出画素ラインL1(〜L8)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のフレーム間隔で出力する撮像素子212と、一対の像信号の相関データをフレームごとに演算する焦点検出演算回路221と、焦点検出演算回路221で演算された相関データをフレーム間で積算して相関データの時間積算値を算出する焦点検出演算回路221と、焦点検出演算回路221で算出された相関データの時間積算値に基づいて、交換レンズ202の焦点調節状態を検出する焦点検出演算回路221と、を備える。これにより、焦点検出画素ラインから出力された信号列をフレーム間で積算する場合に比べて、メモリ容量を抑え、適切に焦点検出を行なうことができる。相関データは、一対の像信号の像ズレ量を示す相関度のデータである(図8)。
第二の実施形態では、一対の像信号の相関度が低い場合に、近接する焦点検出画素ライン間で相関データを加算する手法を組み合わせる。
<相関データの空間積算>
焦点検出演算回路221は、同一フレームを構成し(取得タイミングが略同じ)、かつ同じAFエリア101(図3)に対応する他の焦点検出画素ラインにおける一対の像信号に基づいて算出された相関量C(k)を加算する。すなわち、同一フレームの水平方向の焦点検出画素ラインL1〜L8でそれぞれ算出された相関量C(k)を積算する。このような積算は、同一フレームにおいて空間的に異なる位置に配置された焦点検出画素ライン(例えばL1〜L8)に基づく各相関量C(k)を積算するものであるので、以後空間積算と呼ぶ。
図10は、第二の実施の形態におけるデジタルカメラ(撮像装置)201の焦点検出動作を含む撮像動作を示すフローチャートである。第一の実施形態の図9と比べて、ステップS30とステップS50との間で空間積算を行う点が異なるので、この相違点を中心に説明する。
なお、空間積算する場合のライン数の上限は、上述したL1〜L8の8ラインに限らず、AFエリア101を構成する焦点検出画素ライン数に応じて適宜設定して構わない。
(変形例1)
上述した説明では、一対の像信号の状態として相関量C(k)におけるSLOP(式(5))の値に着目し、SLOPの値が所定値より小さい場合には、SLOPの値が所定値を超えるように相関データの空間積算または時間積算を行う例を説明した。一対の像信号の状態は、SLOPの代わりにΔCに基づいて判断してもよい。ΔCは、図8(a)〜図8(c)に示すように、相関量C(k)における定常値と極小値C(X)との差である。変形例1において、ボディ制御部214(焦点検出演算回路221)は、相関量C(k)におけるΔCの値が所定値より小さい場合には、ΔCの値が所定値を超えるように、相関データの空間積算または時間積算を行う。
一対の像信号の状態を、その信号レベル(すなわち焦点検出信号のレベル)に着目して判断してもよい。変形例2において、ボディ制御部214(焦点検出演算回路221)は、焦点検出信号のレベル(平均値または最大値)と目標レベルとの差に基づいて相関データの空間積算または時間積算を行うか否かの判断をする。つまり、ボディ制御部214(焦点検出演算回路221)は、焦点検出信号のレベル(平均値または最大値)と目標レベルとの差が所定値より大きい場合には、上記差が所定値以内に収まるように相関データの空間積算または時間積算を行う。
上述した説明では、図4に例示するように、焦点検出画素311においてそれぞれ一対の光電変換部13、14が設けられる、いわゆる2PD構造の例を説明した。焦点検出画素の構成は、特許文献1に開示されているように、1つの焦点検出画素に一対の光電変換部のうちの一方が設けられる1PD構造にしてもよい。
撮像素子212の例として、AFエリア101に対応する位置にのみ焦点検出用画素311が配置される例を説明したが、撮像面の全域に焦点検出用画素311が配置されるように構成してもよい。
101…AFエリア
201…デジタルカメラ
202…交換レンズ
203…カメラボディ
212…撮像素子
214…ボディ制御部
220…撮像素子制御部
221…焦点検出演算回路
222…ボディCPU
223…内部メモリ
310…撮像画素
311…焦点検出画素
L1〜L8…焦点検出画素ライン
Claims (8)
- 所定方向に配列された複数の焦点検出画素からなる焦点検出画素ラインを有し、前記焦点検出画素ライン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のフレーム間隔で出力するイメージセンサと、
前記一対の像信号の相関情報をフレームごとに演算する相関演算部と、
前記相関演算部で演算された前記相関情報をフレーム間で積算して前記相関情報の時間積算値を算出する時間積算部と、
前記時間積算部で算出された前記相関情報の時間積算値に基づいて、撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
を備える撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記相関情報は、前記一対の像信号の像ズレ量を示す相関度のデータである撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記イメージセンサは、前記焦点検出画素ラインを複数ライン有し、前記複数ラインの焦点検出画素ラインがそれぞれ前記一対の像信号を前記フレーム間隔で出力し、
前記相関演算部は、前記複数ラインの焦点検出画素ラインに対してそれぞれ前記相関情報を演算し、
前記相関演算部で演算された前記複数ラインの前記相関情報をそれぞれ積算して空間積算値を算出する空間積算部を備え、
前記時間積算部は、前記空間積算部で算出された前記空間積算値を前記フレーム間で積算して前記相関情報の時間積算値を算出し、
前記焦点検出部は、前記時間積算部で算出された前記時間積算値に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記一対の像信号の状態に基づいて、前記時間積算部により前記相関情報の時間積算値を算出するか否かを決定する制御部を備える撮像装置。 - 請求項4に記載の撮像装置において、
前記一対の像信号の状態は、前記一対の像信号の信号レベルまたは前記一対の像信号の相関情報を含む撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記一対の像が静止した被写体に対応するか否かに基づいて、前記時間積算部により前記相関情報の時間積算値を算出するか否かを決定する制御部を備える撮像装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記撮影光学系の状態が変化しているか否かに基づいて、前記時間積算部により前記相関情報の時間積算値を算出するか否かを決定する制御部を備える撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出画素はそれぞれ、前記一対の焦点検出光束を受光する一対の光電変換部を有する撮像装置。
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---|---|---|---|---|
JP2008085738A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Nikon Corp | 撮像装置 |
JP2008134415A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Nikon Corp | 焦点検出装置、焦点調節装置および撮像装置 |
JP2011252955A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Nikon Corp | 撮像装置 |
JP2013072906A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Canon Inc | 撮像装置 |
JP2014071290A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Nikon Corp | 焦点検出装置および撮像装置 |
JP2014078025A (ja) * | 2013-12-02 | 2014-05-01 | Canon Inc | 撮像装置およびカメラシステム |
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2014
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008085738A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Nikon Corp | 撮像装置 |
JP2008134415A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Nikon Corp | 焦点検出装置、焦点調節装置および撮像装置 |
JP2011252955A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Nikon Corp | 撮像装置 |
JP2013072906A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Canon Inc | 撮像装置 |
JP2014071290A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Nikon Corp | 焦点検出装置および撮像装置 |
JP2014078025A (ja) * | 2013-12-02 | 2014-05-01 | Canon Inc | 撮像装置およびカメラシステム |
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