JP2016133595A - 制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速かつ高品位な焦点検出が可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定する判定手段(121b)と、フォーカス方向にレンズを駆動した後に得られた第1画素信号および第2画素信号に基づいて、位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出手段(121a)とを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、撮像素子からの出力信号に基づいて自動焦点調節を行う撮像装置に関する。
従来から、焦点検出信号に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行う撮像面位相差検出方式の焦点検出(撮像面位相差AF)、および、撮像信号のコントラスト値に基づくコントラスト検出方式の焦点検出(コントラストAF)が知られている。
特許文献1には、1つの画素に対して、1つのマイクロレンズと複数に分割された光電変換部とが形成されている2次元撮像素子を用いた撮像装置が開示されている。特許文献1の撮像装置は、分割された光電変換部を有する画素(焦点検出画素)から出力されたそれぞれの焦点検出信号から相関量を算出し、相関量から像ずれ量を求めることにより、位相差検出方式の焦点検出を行うことができる。
特許文献2には、位相差検出方式の焦点検出およびコントラスト値に基づくコントラスト検出方式の焦点検出を行う撮像装置が開示されている。特許文献2の撮像装置は、合焦位置の近傍まで位相差検出方式の焦点検出を行った後、コントラスト値に基づくコントラスト検出方式の焦点検出を行う。
しかしながら、特許文献2に開示された撮像装置は、まず位相差検出方式の焦点検出を行うため、検出可能デフォーカス範囲外においては、被写体と異なる方向に焦点検出動作を開始する場合がある。その結果、高速な焦点検出動作が妨げられ、シャッターチャンス(撮影者が撮影したい場面)を逃してしまう可能性がある。また、被写体と異なる方向に焦点検出動作が開始すると、動作品位が劣化する。
一方、ウォブリング制御のようにコントラストAFで方向判定するには、撮影レンズを駆動する必要があるため、画像のボケや像倍率変動による像ブレなど動作品位が劣化する場合がある。
そこで本発明は、高速かつ高品位な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。
本発明の一側面としての制御装置は、第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定する判定手段と、前記フォーカス方向にレンズを駆動した後に得られた前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて、位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出手段とを有する。
本発明の他の側面としての撮像装置は、位相差検出方式の焦点検出演算を行うための焦点検出信号を出力可能な第1画素および第2画素をそれぞれ複数有する撮像手段と、前記第1画素の第1画素信号および前記第2画素の第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定する判定手段と、前記フォーカス方向にレンズを駆動した後に得られた前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて、位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出手段とを有する。
本発明の他の側面としての制御方法は、第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定するステップと、前記フォーカス方向にレンズを駆動するステップと、前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行うステップとを有する。
本発明の他の側面としてのプログラムは、第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定するステップと、前記フォーカス方向にレンズを駆動するステップと、前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行うステップと、をコンピュータに実行させるように構成されている。
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、高速かつ高品位な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図1を参照して、本発明の実施例1における撮像装置の概略構成について説明する。図1は、撮像装置100の構成図である。撮像装置100は、撮像素子107を備えた撮像装置本体(カメラ本体)と撮影光学系(撮影レンズ)とが一体的に構成されている。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、撮像装置本体と撮像装置本体に着脱可能なレンズ装置(撮影光学系)とを備えて構成される撮像装置にも適用可能である。また撮像装置100は、動画および静止画を記録可能である。
第1レンズ群101は、撮影光学系(結像光学系)の先端に配置されており、光軸OAの方向(光軸方向)に進退可能に保持されている。絞り兼用シャッタ102(絞り手段)は、その開口径を調節することにより、撮影時の光量調節を行う。また絞り兼用シャッタ102は、静止画撮影の際に露光秒時調節用シャッタとしての機能を有する。第2レンズ群103は、絞り兼用シャッタ102と一体となって光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作との連動により、変倍作用(ズーム機能)を実現する。第3レンズ群105(フォーカスレンズ)は、光軸方向に進退することにより、焦点調節を行う。光学的ローパスフィルタ106は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。
撮像素子107(撮像手段)は、2次元CMOSフォトセンサとその周辺回路とを備えて構成され、撮影光学系の結像面に配置されている。このような構成により、撮像素子107は、撮影光学系を介して得られた被写体像(光学像)を光電変換して像信号を出力する。本実施例において、第1レンズ群101、絞り兼用シャッタ102、第2レンズ群103、第3レンズ群105、および、光学的ローパスフィルタ106により、撮影光学系(結像光学系)が構成される。
ズームアクチュエータ111は、不図示のカム筒を回動することにより、第1レンズ群101および第2レンズ群103を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行う。絞りシャッタアクチュエータ112は、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ともに、静止画撮影の際に露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ114は、第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。
CPU121(制御装置)は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラCPU(カメラ制御部)であり、演算部、ROM、RAM、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、および、通信インターフェイス回路などを有する。CPU121は、ROMに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラ本体の各種回路を駆動し、AF、撮影、画像処理、および、記録などの一連の動作を実行する。また本実施例において、CPU121は、焦点検出手段121aおよび判定手段121bを有する。焦点検出手段121aは、撮像素子107からの出力信号に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行う。判定手段121bは、リフォーカス処理によりフォーカス方向(焦点検出方向)を判定(算出)する。
撮像素子駆動回路124は、撮像素子107の撮像動作を制御するとともに、撮像素子107から出力された像信号をA/D変換してCPU121に送信する。画像処理回路125は、撮像素子107から得られた像信号に対して、γ変換、カラー補間、および、JPEG圧縮などの画像処理を行う。
フォーカス駆動回路126は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ114を駆動制御し、第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。絞りシャッタ駆動回路128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の開口を制御する。ズーム駆動回路129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を駆動する。
表示器131は、LCDなどを備えて構成され、カメラ本体の撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作スイッチ群132は、電源スイッチ、レリーズ(撮影トリガ)スイッチ、ズーム操作スイッチ、および、撮影モード選択スイッチなどにより構成される。フラッシュメモリ133は、着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影済み画像を記録する。
続いて、図2および図3を参照して、本実施例における撮像素子107の画素配列および画素構造について説明する。図2は、撮像素子107の画素配列を示す図である。図3は、撮像素子107の画素構造を示す図であり、図3(a)は撮像素子107の画素200Gの平面図(+z方向から見た図)、図3(b)は図3(a)中の線a−aの断面図(−y方向から見た図)をそれぞれ示している。
図2は、撮像素子107(2次元CMOSセンサ)の画素配列(撮影画素の配列)を、4列×4行の範囲で示している。本実施例において、各々の撮像画素(画素200R、200G、200B)は、焦点検出画素201、202(2つの瞳分割用の副画素)により構成されている。このため、図2には、焦点検出画素の配列が8列×4行の範囲で示されていることになる。
図2に示されるように、2列×2行の画素群200は、画素200R、200G、200Bがベイヤー配列で配置されている。すなわち画素群200のうち、R(赤)の分光感度を有する画素200Rが左上に、G(緑)の分光感度を有する画素200Gが右上と左下に、B(青)の分光感度を有する画素200Bが右下にそれぞれ配置されている。各画素200R、200G、200B(各撮像画素)は、2列×1行に配列された焦点検出画素201(第1焦点検出画素)および焦点検出画素202(第2焦点検出画素)により構成されている。焦点検出画素201は、結像光学系の第1瞳領域を通過した光束を受光する画素である。焦点検出画素202は、結像光学系の第2瞳領域を通過した光束を受光する画素である。図2に示されるように、撮像素子107は、4列×4行の撮像画素(8列×4行の焦点検出画素)を面上に多数配置して構成されており、撮像信号(焦点検出信号)を出力する。
本実施例の撮像素子107は、画素の周期Pが4μm、画素数Nが横5575列×縦3725行=約2075万画素、焦点検出画素の列方向周期PAFが2μm、焦点検出画素数NAFが横11150列×縦3725行=約4150万画素である。ただし本実施例は、これに限定されるものではない。
図3(b)に示されるように、本実施例の画素200Gには、画素の受光面側に入射光を集光するためのマイクロレンズ305が設けられている。マイクロレンズ305は、受光面からz軸方向(光軸OAの方向)に所定の距離だけ離れた位置に配置されている。また画素200Gには、x方向にNH分割(2分割)、y方向にNV分割(1分割)された光電変換部301、302(光電変換素子)が形成されている。光電変換部301および光電変換部302は、焦点検出画素201および焦点検出画素202にそれぞれ対応する。
光電変換部301および光電変換部302は、それぞれ、p型層とn型層との間にイントリンシック層を挟んだpin構造のフォトダイオードとして構成される。必要に応じて、イントリンシック層を省略し、pn接合のフォトダイオードとして構成してもよい。画素200G(各画素)には、マイクロレンズ305と、光電変換部301および光電変換部302との間に、カラーフィルタ306が設けられている。必要に応じて、副画素(焦点検出画素)ごとにカラーフィルタ306の分光透過率を変えることができ、またはカラーフィルタを省略してもよい。
図3に示されるように、画素200Gに入射した光は、マイクロレンズ305により集光され、カラーフィルタ306で分光された後、光電変換部301、302で受光される。光電変換部301、302においては、受光量に応じて電子とホールとの対が生成され、それらが空乏層で分離された後、負電荷の電子はn型層に蓄積される。一方、ホールは定電圧源(不図示)に接続されたp型層を通じて、撮像素子107の外部へ排出される。光電変換部301、302のn型層に蓄積された電子は、転送ゲートを介して、静電容量部(FD)に転送され、電圧信号に変換される。
続いて、図4を参照して、撮像素子107の瞳分割機能について説明する。図4は、撮像素子107の瞳分割機能の説明図であり、1つの画素部における瞳分割の様子を示している。図4は、図3(a)に示される画素構造のa−a断面を+y側から見た断面図、および、結像光学系の射出瞳面を示している。図4では、射出瞳面の座標軸と対応を取るため、断面図のx軸およびy軸を図3のx軸およびy軸に対してそれぞれ反転させている。
図4において、焦点検出画素201(第1焦点検出画素)の瞳部分領域501(第1瞳部分領域)は、重心が−x方向に偏心している光電変換部301の受光面と、マイクロレンズ305を介して略共役関係になっている。このため瞳部分領域501は、焦点検出画素201で受光可能な瞳領域を表している。焦点検出画素201の瞳部分領域501の重心は、瞳面上で+x側に偏心している。また、焦点検出画素202(第2焦点検出画素)の瞳部分領域502(第2瞳部分領域)は、重心が+x方向に偏心している光電変換部302の受光面と、マイクロレンズ305を介して略共役関係になっている。このため瞳部分領域502は、焦点検出画素202で受光可能な瞳領域を表している。焦点検出画素202の瞳部分領域502の重心は、瞳面上で−x側に偏心している。瞳領域500は、光電変換部301、302(焦点検出画素201、202)を全て合わせた際の画素200G全体で受光可能な瞳領域である。図4において、400は結像光学系の射出瞳を示している。
図5は、撮像素子107と瞳分割機能の説明図である。結像光学系の瞳領域のうち互いに異なる瞳部分領域501、502を通過した光束は、撮像素子107の各画素に互いに異なる角度で撮像素子107の撮像面800に入射し、2×1分割された焦点検出画素201および焦点検出画素202で受光される。本実施例では、瞳領域が水平方向に2つに瞳分割されている例について説明しているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて垂直方向などの他の方向に瞳分割を行ってもよい。
また本実施例では、焦点検出画素201(第1焦点検出画素)および焦点検出画素202(第2焦点検出画素)から構成された撮像画素が複数配列されているが、本実施例はこれに限定されるものではない。必要に応じて、撮像画素、第1焦点検出画素、および、第2焦点検出画素を個別の画素構成とし、撮像画素配列の一部に、第1焦点検出画素および第2焦点検出画素を部分的に(離散的に)配置するように構成してもよい。
本実施例では、撮像素子107の各画素の焦点検出画素201(第1焦点検出画素)の受光信号を集めて第1焦点検出信号を生成し、各画素の焦点検出画素202(第2焦点検出画素)の受光信号を集めて第2焦点検出信号を生成して焦点検出を行う。また本実施例では、撮像素子107の画素ごとに、第1焦点検出画素および第2焦点検出画素の信号を加算することにより、有効画素数Nの解像度の撮像信号(撮像画像)を生成する。
次に、図6を参照して、撮像素子107の焦点検出画素201から出力される焦点検出信号(第1焦点検出信号)および焦点検出画素202から出力される焦点検出信号(第2焦点検出信号)のデフォーカス量と像ずれ量との関係について説明する。図6は、デフォーカス量と像ずれ量との関係図である。図6において、撮像素子107は撮像面800に配置されており、図4および図5と同様に、結像光学系の射出瞳が瞳部分領域501、502に2分割されている様子が示されている。
デフォーカス量dは、被写体の結像位置から撮像面800までの距離を|d|として定義される。またデフォーカス量dは、結像位置が撮像面800よりも被写体側にある前ピン状態を負符号(d<0)、結像位置が撮像面800よりも被写体の反対側にある後ピン状態を正符号(d>0)として定義される。被写体の結像位置が撮像面800(合焦位置)にある合焦状態において、デフォーカス量d=0が成立する。図6において、合焦状態(d=0)である被写体801、および、前ピン状態(d<0)である被写体802がそれぞれ示されている。前ピン状態(d<0)および後ピン状態(d>0)を併せて、デフォーカス状態(|d|>0)という。
前ピン状態(d<0)では、被写体802からの光束のうち、瞳部分領域501(または瞳部分領域502)を通過した光束は、一度、集光する。その後、光束は、光束の重心位置GT1(GT2)を中心とする幅Γ1(Γ2)に広がり、撮像面800でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子107に配列された各画素を構成する焦点検出画素201(焦点検出画素202)により受光され、第1焦点検出信号(第2焦点検出信号)が生成される。このため、第1焦点検出信号(第2焦点検出信号)は、撮像面800上の重心位置GT1(GT2)に、被写体802が幅Γ1(Γ2)にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ1(Γ2)は、デフォーカス量dの大きさ|d|が増加するのに伴い、概ね比例して増加する。同様に、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量p(=光束の重心位置の差GT1−GT2)の大きさ|p|も、デフォーカス量dの大きさ|d|が増加するのに伴い、概ね、比例して増加する。後ピン状態(d>0)に関しても同様であるが、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号と間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となる。
このように本実施例において、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号、または、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを加算した撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号と間の像ずれ量の大きさは増加する。
次に、本実施例における焦点検出について説明する。本実施例では、第1焦点検出信号および第2焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量との関係を利用する位相差検出方式の焦点検出と、リフォーカス原理に基づく方式(リフォーカス方式)による方向検出(フォーカス方向判定)を行う。主に、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が困難な検出可能デフォーカス範囲外では、リフォーカス方式によるフォーカス方向判定を行う。そしてフォーカス駆動を開始した後、位相差検出方式の検出の出力結果を用いて合焦状態まで焦点調節を行う。この詳細については、後述する。
まず、図7を参照して、第1焦点検出信号および第2焦点検出信号を取得する撮像素子107上の領域である焦点検出領域について説明する。図7は焦点検出領域の説明図であり、撮像素子107の有効画素領域1000における焦点検出領域と、焦点検出の際に表示器131に表示される焦点検出領域を示す指標とを重ねて示している。
本実施例では、行方向に3つ、列方向に3つの、計9個の焦点検出領域が設定されている。行方向にn番目、列方向にm番目の焦点検出領域をA(n,m)と表し、この焦点検出領域内の焦点検出画素201および焦点検出画素202の信号を用いて、後述する第1焦点検出および第2焦点検出を行う。同様に、行方向にn番目、列方向にm番目の焦点検出領域の指標をI(n,m)と表す。なお本実施例では、行方向に3つ、列方向に3つの焦点検出領域を設定しているが、これに限定されるものではない。撮像素子107のように有効画素領域1000のうちのいずれの画素からも第1焦点検出信号および第2焦点検出信号が得られる撮像素子においては、焦点検出領域の数、位置、サイズを適宜変更することができる。例えば、撮影者の指定した領域を中心とする所定の範囲を、焦点検出領域として設定してもよい。
次に、図8を参照して、本実施例における位相差検出方式の焦点検出について説明する。位相差検出方式の焦点検出では、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを相対的にシフトさせて信号の一致度を表す相関量(第1評価値)を算出し、良好な相関(信号の一致度)が得られるシフト量に基づいて像ずれ量を検出する。撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号間との像ずれ量の大きさが増加する関係に基づいて、像ずれ量を第1検出デフォーカス量に変換して焦点検出を行う。
図8は、位相差検出方式の焦点検出処理を示すフローチャートである。図8の各ステップは、主にCPU121により、または、CPU121の指令に基づいて撮像素子107または画像処理回路125により実行される。
まずステップS110において、CPU121は、撮像素子107の有効画素領域1000の範囲内において、焦点調節を行うための焦点検出領域を設定する。そしてCPU121は、設定した焦点検出領域内の焦点検出画素201(第1焦点検出画素)の受光信号から第1焦点検出信号(A像)を生成し、焦点検出領域内の焦点検出画素202(第2焦点検出画素)の受光信号から第2焦点検出信号(B像)を生成する。
続いてステップS120において、CPU121は、第1焦点検出信号および第2焦点検出信号のそれぞれに対して、信号データ量を抑制するために列方向に3画素加算処理を行う。またCPU121は、RGB信号を輝度Y信号にするためにベイヤー(RGB)加算処理を行う。本実施例では、これらの2つの加算処理を合わせて第1画素加算処理という。
続いてステップS130において、CPU121は、第1焦点検出信号および第2焦点検出信号のそれぞれに対して、第1フィルタ処理を行う。図9は、第1フィルタ処理の説明図であり、本実施例の第1フィルタ処理における通過帯域例を実線で示している。本実施例では、位相差検出方式の焦点検出(第1焦点検出)により、検出可能デフォーカス範囲外での焦点検出を行うため、第1フィルタ処理の通過帯域は低周波帯域を含むように構成される。必要に応じて、検出可能デフォーカス範囲外から検出可能デフォーカス範囲内まで焦点調節を行う際に、デフォーカス状態に応じて、第1焦点検出の際の第1フィルタ処理の通過帯域を、図9に示される1点鎖線のように、より高周波帯域に調整してもよい。
続いてステップS140において、CPU121は、第1フィルタ処理後の第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを相対的に瞳分割方向にシフトさせるシフト処理(第1シフト処理)を行い、信号の一致度を表す相関量(第1評価値)を算出する。ここで、第1フィルタ処理後のk番目の第1焦点検出信号をA(k)、第2焦点検出信号をB(k)、焦点検出領域に対応する番号kの範囲をWとする。第1シフト処理によるシフト量をs1、シフト量s1のシフト範囲をΓ1とすると、相関量(第1評価値)CORは、以下の式(1)により算出される。
CPU121は、シフト量s1の第1シフト処理により、k番目の第1焦点検出信号A(k)と(k−s1)番目の第2焦点検出信号B(k−s1)を対応させて減算し、シフト減算信号を生成する。そしてCPU121は、生成されたシフト減算信号の絶対値を算出し、焦点検出領域に対応する範囲W内で番号kの和を取り、第1評価値である相関量COR(s1)を算出する。必要に応じて、各行ごとに算出された相関量(第1評価値)を、シフト量ごとに複数行に渡って加算してもよい。
続いてステップS150において、CPU121は、相関量(第1評価値)から、サブピクセル演算により、相関量が最小値となる実数値のシフト量を算出して像ずれ量p1を得る。そしてCPU121は、像ずれ量p1に、焦点検出領域の像高、撮像レンズ(結像光学系)のF値、および、射出瞳距離に応じた第1変換係数K1を掛けて、第1デフォーカス量(Def1)を検出する。このように本実施例において、CPU121は、位相差検出方式の焦点検出処理により、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号に対して、第1フィルタ処理および第1シフト処理を行う。そしてCPU121は、相関量を算出し、算出した相関量に基づいて第1デフォーカス量を検出する。
本実施例の撮像素子107においては、検出可能デフォーカス範囲外で、位相差検出方式の焦点検出の際の出力が低下し、デフォーカス検出ができない状態となり得る。この場合、位相差検出方式の焦点検出が不可であるとして出力を行う。なお、焦点検出領域を長くすれば、検出可能デフォーカス範囲外を焦点検出することができる。しかし、焦点検出領域を長くすると焦点検出範囲内に複数の被写体が異なる距離にある現象(所謂、遠近競合)が生じ、本来の被写体と異なる被写体に合焦する可能性が高まるため、好ましくない。
ここで、図13を参照して、検出可能デフォーカス範囲について説明する。図13は、検出可能デフォーカス範囲とフォーカス位置との関係を示す図である。図13に示されるように、フォーカス位置が被写体位置を中心とする領域2の範囲内である場合、デフォーカス量は検出可能である。このため、領域2は検出可能デフォーカス範囲内である。一方、フォーカス位置が、被写体位置を基準として至近端(至近側)に離れた領域1、および、無限端(無限側)に離れた領域3の範囲内である場合、正確なデフォーカス量を検出することができない。このため、領域1、3はそれぞれ検出可能デフォーカス範囲外である。
次に、図10および図11を参照して、本実施例におけるリフォーカス方式(コントラスト検出方式)のフォーカス方向判定について説明する。本実施例のリフォーカス方式のフォーカス方向判定では、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを相対的にシフトして加算し、シフト加算信号(リフォーカス信号)を生成する。そして、生成されたシフト加算信号(リフォーカス信号)のコントラスト評価値を算出し、コントラスト評価値に基づいてフォーカス方向を判定する。
図10は、本実施例の撮像素子107により取得された第1焦点検出信号および第2焦点検出信号による1次元方向(列方向、水平方向)のリフォーカス処理の説明図である。図10において、iを整数として、撮像面800に配置された撮像素子107の列方向i番目の画素の第1焦点検出信号をAi、第2焦点検出信号をBiとして模式的に表している。第1焦点検出信号Aiは、(図5の瞳部分領域501に対応する)主光線角度θaでi番目の画素に入射した光束の受光信号である。第2焦点検出信号Biは、(図5の瞳部分領域502に対応する)主光線角度θbでi番目の画素に入射した光束の受光信号である。
第1焦点検出信号Aiおよび第2焦点検出信号Biは、光強度分布情報だけでなく、入射角度情報も含む。このため、第1焦点検出信号Aiを角度θaに沿って仮想結像面810まで平行移動させ、第2焦点検出信号Biを角度θbに沿って仮想結像面810まで平行移動させ、これらを加算することにより、仮想結像面810でのリフォーカス信号を生成できる。第1焦点検出信号Aiを角度θaに沿って仮想結像面810まで平行移動させることは、列方向に+0.5画素シフトに対応し、第2焦点検出信号Biを角度θbに沿って仮想結像面810まで平行移動させることは、列方向に−0.5画素シフトに対応する。したがって、第1焦点検出信号Aiと第2焦点検出信号Biとを相対的に+1画素シフトさせ、第1焦点検出信号Aiと第2焦点検出信号(Bi+1)とを対応させて加算することにより、仮想結像面810でのリフォーカス信号を生成できる。同様に、第1焦点検出信号Aiと第2焦点検出信号Biとを整数シフトさせて(画素整数個分だけシフトさせて)加算することにより、整数シフト量に応じた各仮想結像面でのシフト加算信号(リフォーカス信号)を生成できる。
CPU121(判定手段121b)は、生成されたシフト加算信号(リフォーカス信号)のコントラスト評価値を算出する。そしてCPU121(判定手段121b)は、算出された複数のコントラスト評価値に基づいて被写体のフォーカス方向を算出することにより、リフォーカス方式のフォーカス方向検出を行う(フォーカス方向を判定する)。
図11は、本実施例におけるフォーカス方向の判定処理を示すフローチャートである。図11の各ステップは、主にCPU121により、または、CPU121の指令に基づいて撮像素子107または画像処理回路125により実行される。
まずステップS210において、CPU121は、撮像素子107の有効画素領域の範囲内において、焦点調節を行う焦点検出領域を設定する。そしてCPU121は、設定した焦点検出領域内の焦点検出画素201(第1焦点検出画素)の受光信号から第1焦点検出信号(A像)を生成し、焦点検出領域内の焦点検出画素202(第2焦点検出画素)の受光信号から第2焦点検出信号(B像)を生成する。
続いてステップS220において、CPU121は、第1焦点検出信号および第2焦点検出信号のそれぞれに対して、信号データ量を抑制するために列方向に3画素加算処理を行う。またCPU121は、RGB信号を輝度Y信号にするためにベイヤー(RGB)加算処理を行う。本実施例では、これらの2つの加算処理を合わせて第2画素加算処理という。必要に応じて、3画素加算処理およびベイヤー(RGB)加算処理のいずれか一方、または、これら両方の加算処理を省略してもよい。
続いてステップS230において、CPU121は、第1焦点検出信号および第2焦点検出信号のそれぞれに対して、第2フィルタ処理を行う。図9は、第2フィルタ処理の説明図であり、本実施例の第2フィルタ処理における通過帯域例を破線で示している。本実施例において、CPU121は、リフォーカス方式のフォーカス方向検出により、検出可能デフォーカス範囲外での方向検出を行う。このため、第2フィルタ処理の通過帯域は、第1フィルタ処理の通過帯域(図9中の実線または1点鎖線)よりも、低周波帯域を含むように設定される。第2フィルタ処理に際して、必要に応じて、被写体信号のエッジ抽出を行うラプラシアン型(2階微分型)[1、−2、1]フィルタを用いて、図9中の点線で示されるように第2フィルタ処理の通過帯域をより高周波帯域に移動させるように調整してもよい。被写体の高周波成分を抽出して第2焦点検出を行うことにより、焦点検出精度をより向上させることができる。
続いてステップS240において、CPU121は、第2フィルタ処理後の第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを相対的に瞳分割方向にシフトさせるシフト処理(第2シフト処理)を行う。そしてCPU121は、それらの信号を加算してシフト加算信号(リフォーカス信号)を生成する。またCPU121は、生成されたシフト加算信号に基づいてコントラスト評価値(第2評価値)を算出する。
続いてステップS250において、CPU121(判定手段121b)は、異なる第2シフト処理で得られる複数のコントラスト評価値(第2評価値)に基づいてフォーカス方向を判定する。CPU121(判定手段121b)は、シフトした2点のコントラスト評価値を比較し、コントラスト評価値が高い方向をフォーカス方向(駆動方向)であると判定する。2点では信頼性に問題がある場合、複数のシフトしたコントラスト評価値に対して統計処理を行い、コントラストの高い方向を判定してもよい。
次に、図12を参照して、本実施例における焦点検出処理について説明する。本実施例では、位相差検出方式による結像光学系のデフォーカス量を検出することができない場合、リフォーカス方式により判定されたフォーカス方向(駆動方向)にフォーカスレンズの駆動(レンズ駆動)を開始する。そして、レンズ駆動を行いながら位相差検出方式の焦点検出を行い、デフォーカス量に応じて最良合焦位置まで焦点調節を行う。
図12は、焦点検出処理を示すフローチャートである。図12の各ステップは、主に、CPU121により、またはCPU121の指令に基づいてフォーカス駆動回路126により実行される。
まず、ステップS310において、フォーカスレンズは停止状態にある。CPU121(焦点検出手段121a)は、図8に示される位相差検出方式による焦点検出を行い、デフォーカス量Def1を算出する。続いてステップS320において、CPU121は、ステップS310にてデフォーカス量Def1が算出されているか否か(すなわち、位相差検出方式の焦点検出ができたか否か)を判定する。このときCPU121は、例えば、デフォーカス量Def1が所定のデフォーカス量よりも大きい場合や、絞り値(F値)が所定の絞り値よりも小さい場合、デフォーカス量を算出可能でないと判定することができる。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、他の基準に基づいてデフォーカス量Def1が算出可能であるか否か、または、正しいデフォーカス量Def1が算出できたか否かを判定してもよい。
ステップS320にてデフォーカス量Def1が算出された場合(焦点検出ができた場合)、ステップS330に進む。そしてステップS330において、CPU121は、フォーカス駆動回路126を介して、ステップS310にて算出されたデフォーカス量Def1に従ってレンズ駆動(デフォーカス駆動)を行う。
一方、ステップS320にてデフォーカス量Def1が算出されない場合(焦点検出ができない場合)、ステップS340に進む。そしてステップS340において、CPU121(判定手段121b)は、リフォーカス方式によるフォーカス方向判定を行う。続いてステップS350において、CPU121は、フォーカス駆動回路126を介して、ステップS340にて得られたフォーカス方向にレンズ駆動(サーチ駆動)を行う。
続いてステップS360において、CPU121(焦点検出手段121a)は、ステップS330またはS350にて実行されたレンズ駆動後の状態で、図8に示される位相差検出方式の焦点検出(第1焦点検出)を行い、デフォーカス量Def1を算出する。続いてステップS370において、CPU121は、ステップS360にてデフォーカス量Def1が算出されたか否か(すなわち、第1焦点検出を実行できたか否か)を判定する。デフォーカス量Def1が算出された場合(第1焦点検出を実行できた場合)、ステップS380に進む。そしてステップS380において、CPU121は、合焦位置であるか否か(すなわち、最良合焦位置近傍まで焦点調節されたか否か)を判定する。最良合焦位置近傍まで焦点調節されていると判定された場合、本フローは終了する。
一方、ステップS370にてデフォーカス量Def1が算出されてない場合(第1焦点検出を実行できなかった場合)、または、ステップS380にて最良合焦位置近傍まで焦点調節されていないと判定された場合、ステップS360に戻る。
リフォーカス方式による方向検出(フォーカス方向判定)は、レンズ駆動を行う必要がないため、電力消費を低減し、高品位な動作が可能となる。また、レンズ駆動を必要としないため、レンズ駆動前に複数回の方向検出が可能であり、統計的な手法を用いてより確かな方向検出を行うこともできる。本実施例によれば、結像光学系が検出可能デフォーカス範囲外にあり被写体のデフォーカス方向を検出できない場合、リフォーカス方式により判定されたフォーカス方向に焦点検出動作を開始することができる。このため、高速かつ高品位な焦点検出動作が可能となる。
次に、本発明の実施例2における焦点検出について説明する。本実施例は、リフォーカス方式によるフォーカス方向判定を、コントラスト検出方式に代えてDFD(Depth From Defocus)方式により実行する点で、実施例1と異なる。それ以外の構成については実施例1と同様であるため、それらの説明は省略する。
本実施例におけるボケ評価値は、撮像画像のボケ状態を示す値であり、撮影光学系の点像強度分布関数の分散と相関を有する値である。ここで、点像強度分布関数は、点像がレンズを通過した後の広がり具合の関数である。また、撮影光学系の点像強度分布関数の分散は、被写体距離と相関を有する。すなわち、撮影光学系の点像強度分布関数の分散は、フォーカスレンズ位置と相関を有すると言い換えることができる。以上より、ボケ評価値とデフォーカス量との間には相関関係があることがわかる。
本実施例のリフォーカス方式によるフォーカス方向判定では、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを相対的にシフトして加算し、シフト加算信号(リフォーカス信号)を生成する。そして、生成されたシフト加算信号(リフォーカス信号)のボケ評価値を算出し、算出したボケ評価値に基づいてフォーカス方向を検出(判定)する。
図14を参照して、本実施例におけるボケ評価値について説明する。図14は、CPU121のうち、ボケ評価値を算出する算出手段(判定手段121bを含むCPU121、画像処理回路125)のブロック図である。実施例1で説明した第1焦点検出信号と第2焦点検出信号とを出力するための画像1、および、シフト処理されたリフォーカス画像(画像2)は、AF評価用信号処理部601に入力される。AF評価用信号処理部601は、入力された画像1および画像2を、輝度信号Yに変換し、低輝度成分を強調して高輝度成分を抑圧するガンマ補正処理を実行する。
ガンマ補正処理された輝度信号Yは、赤の輝度信号(RY)、緑の輝度信号(GY)、および、青の輝度信号(BY)の3色の輝度信号と、各輝度信号RY、GY、BYを所定の重み付けして加算することにより得られたY信号とを含む。以下、赤、緑、青の各色をそれぞれR、G、Bと呼ぶ。ただし、AF評価用信号処理部601の出力信号である画像1の輝度信号Yは、ノイズ低減や精度向上を目的として、RY、GY、BY、Y信号のいずれか一つを用いるか、または、複数の信号を組み合わせて複数のボケ評価値を算出してもよい。以下、ガンマ補正された画像1、画像2の輝度信号Yを、それぞれ、画像1の輝度信号602(G1)、画像2の輝度信号603(G2)と称する。
各輝度信号G1、G2は、領域設定部613により設定される横方向m画素、縦方向n画素のAF評価範囲から切り出され、より小さい範囲の領域に設定される。具体的には、AF評価範囲の大きさを横方向M画素、縦方向N画素とすると、MとNにそれぞれ後述するフィルタのタップ数Tapを考慮した項を足し合わせて、横方向(M+Tap)画素、縦方向(N+Tap)画素に領域設定される。輝度信号G1、G2は、横方向、縦方向に値をもつ(M+Tap)行、(N+Tap)列の2次元の信号であるため、それぞれ、G1(i,j)、G2(i,j)のように表すことができる。ただし、i=1〜M+Tap、j=1〜N+Tapである。
BPF部604は、入力された輝度信号G1から、特定の周波数成分を抽出し、信号S1として出力する。ここで、特定の周波数成分の抽出には、被写体のDC成分や高周波成分などの除外も含まれる。輝度信号G1がBPF部604を通過することにより、被写体の空間周波数の依存性を低減する(好ましくは除去する)ことができる。
続いて、BPF部604により行われる演算について説明する。BPF部604は、まず、輝度信号G1に対して、2次元フィルタ(BPF)の畳み込み演算を行う。畳み込み演算により、信号S1(i,j)は、以下の式(2)のように求められる。
ここで、畳み込み演算の結果としては、2次元フィルタ(BPF)のサイズによって、正しくないデータが一部出力される。この正しく出力されない一部のデータは、フィルタのタップと呼ばれる。行方向のタップの数(Tap)は、フィルタの行方向の要素数−1で求められる。同様に、列方向のTapは、フィルタの列方向の要素数−1で求められる。以上のことから、正しいデータのみを出力するために畳み込み演算の結果である信号S1(i,j)から、Tap分の信号を除外した信号S1(i’,j’)が、BPF部604の出力信号となる。ただし、i’=1〜M、j’=1〜Nである。
輝度信号G2についても同様に、BPF部605において、以下の式(3)で表されるような畳み込み演算を行った結果の信号S2(i,j)から、Tap分の信号を除外した信号S1(i’,j’)が出力される。
なお、式(2)、(3)にて使用されるBPFとしては、例えば以下の式(4)で表されるような2次元フィルタを用いればよい。ただし、BPFの要素数はその値は、抽出すべき周波数帯域に応じて変更可能である。
次に、二乗演算部606および領域内演算部608において、周波数空間における画像信号のパワーを求める。そのため、パーシバルの定理と呼ばれる式を用いて、周波数空間上の計算を実空間における計算により求める。パーシバルの定理とは、関数の平方の総和(積分)が、そのフーリエ変換の平方の総和(積分)と等しい、とする定理である。パーシバルの定理は一般に、以下の式(5)のように表され、波形s(x)が持つ全エネルギーの全実空間xについての総和と、その波形のエネルギーのフーリエ変換S(f)の全周波数成分fについての総和とが等しいことを意味する。
以下、周波数空間における画像信号のパワーをPと称し、画像1のパワーPをP1、画像2のパワーPをP2とする。パワーP1、P2を求めるために、まず二乗演算を行う。具体的には、二乗演算部606は、BPF部604から出力されたS1に対して、以下の式(6)で表されるように二乗演算を行い、信号T1を生成する。同様に、二乗演算部607は、BPF部605から出力された信号S2に対して、以下の式(7)式のように二乗演算を行い、信号T2を生成する。
続いて、パワーP1、P2を求めるために、領域内演算部608、609は、二乗演算部606、607からそれぞれ出力された信号T1、T2に対して、AF評価範囲の大きさである横方向M、縦方向Nの領域の積分演算を行う。領域内演算部608、609の出力信号P1、P2は、それぞれ、以下の式(8)、(9)のように求められる。
ただし、積分領域は、主被写体の位置や、主被写体以外の被写体の位置などに応じて、領域を狭くするか、または複数に分けてもよい。また、これらの演算は、後述するボケ評価値演算部612による演算の後に行ってもよい。
以上のように、画像1のパワーP1は、二乗演算部606および領域内演算部608により生成される。また、画像2のパワーP2は、二乗演算部607および領域内演算部609により生成される。
次に、図15を参照して、画像信号のパワーP(パワーP1、P2)とフォーカス位置(フォーカスレンズの位置)との関係について説明する。図15は、画像信号のパワーPとフォーカス位置の関係図である。図15に示されるように、画像信号のパワーPは、合焦位置で最大値となる。これは、合焦位置が最も画像のコントラストがはっきりしているため、画像信号のパワーPが最も強い状態となるためである。一方、合焦位置から無限側(無限端)や至近側(至近端)に向かってボケていくにつれて、パワーPは徐々に小さくなる。これは、画像がボケるにつれて画像のコントラストが減っていくためである。
図14において、差分演算部610は、領域内演算部608、609から出力されたパワーP1、P2の差分P2−P1を演算する。これは、画像1と画像2の周波数空間における信号のパワーP1、P2を比較し、2つの画像のボケ具合の違いを評価するためである。2つの画像のボケ具合が大きく異なる場合、差分P2−P1は大きくなる(例えば、図15中のフォーカス位置L1’、L2’に対応するパワーP1’、P2’)。一方、2つの画像のボケ具合の差が小さい場合、差分P2−P1は小さくなる(例えば、図15中の合焦位置L1、L2に対応するパワーP1、P2)。
積分演算部611は、領域内演算部608、609から出力されたパワーP1、P2の和P1+P2を演算する。和P1+P2は、後述するボケ評価値算出の際の規格化に用いられる。ボケ評価値演算部612は、差分演算部610の出力結果(P2−P1)を積分演算部611の出力結果(P1+P2)で規格化することにより、以下の式(10)で表されるようにボケ評価値Cを演算する。
図15に示されるように、合焦位置が最も画像のコントラストがはっきりしているため、画像信号のパワーPが最も強い状態となる。このためCPU121(判定手段121b)は、ボケ評価値演算部612により算出されたボケ評価値Cを比較し、ボケ評価値Cが大きい方向がフォーカス方向であると判定する。
なお、式(10)を以下の式(11)で表されるように、パワーP1、P2の平均値で規格化するように変更してもよい。式(11)は、式(10)中の(P1+P2)を(P1+P2)/2に変更したものである。
また、焦点検出を行い易くするため、式(11)の右辺に係数を付加してもよい。
本実施例の焦点検出処理は、基本的に、図12を参照して説明した実施例1と同様である。ただし本実施例は、図12中のステップS340(フォーカス方向判定)において、DFD検出方式を用いている点で、コントラスト検出方式を用いる実施例1とは異なる。本実施例によれば、結像光学系が検出可能デフォーカス範囲外にあり被写体のデフォーカス方向を検出できない場合、リフォーカス方式により判定されたフォーカス方向に焦点検出動作を開始することができる。このため、高速かつ高品位な焦点検出動作が可能となる。
このように各実施例において、制御装置(CPU121)は、焦点検出手段121aおよび判定手段121bを有する。判定手段121bは、第1画素信号(第1焦点検出画素)および第2画素信号(第2焦点検出画素)から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向(デフォーカス量が小さくなる方向、合焦位置に近づく方向)を判定する。焦点検出手段121aは、フォーカス方向にレンズを駆動した後に得られた第1画素信号および第2画素信号に基づいて、位相差検出方式の焦点検出を行う。
好ましくは、焦点検出手段は、位相差検出方式の焦点検出によりデフォーカス量を算出可能であるか否かを判定する(S320)。そして判定手段は、焦点検出手段がデフォーカス量を算出可能でないと判定した場合、リフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定する(S340)。より好ましくは、焦点検出手段は、位相差検出方式の焦点検出により算出されたデフォーカス量が所定のデフォーカス量よりも大きい場合、デフォーカス量を算出可能でないと判定する。また好ましくは、焦点検出手段は、位相差検出方式の焦点検出の際における絞り値(F値)が所定の絞り値よりも小さい場合、デフォーカス量を算出可能でないと判定する。
好ましくは、リフォーカス信号は、第1画素信号と第2画素信号とを相対的にシフトして加算することにより得られたシフト加算信号を含む。より好ましくは、リフォーカス信号は、第1シフト加算信号および第2シフト加算信号を含む。第1シフト加算信号は、第1画素信号と第2画素信号とを相対的に第1シフト量(第1整数シフト量)だけシフトして加算することにより得られる。第2シフト加算信号は、第1画素信号と第2画素信号とを相対的に第2シフト量(第2整数シフト量)だけシフトして加算することにより得られる。なお、第1シフト量および第シフト量の一方のシフト量がゼロの場合も含まれる。
好ましくは、第1シフト加算信号および第2シフト加算信号は、第1仮想結像位置および第2仮想結像位置にそれぞれ対応するリフォーカス信号である。より好ましくは、第1仮想結像位置は、特定のレンズ位置(リフォーカス信号を生成する元となる第1画素信号および第2画素信号を取得した際のレンズ位置)を基準として無限側の位置に対応する。第2仮想結像位置は、このレンズ位置を基準として至近側の位置に対応している。より好ましくは、判定手段は、第1シフト加算信号および第2シフト加算信号の評価値に基づいてフォーカス方向を判定する。更に好ましくは、判定手段は、第1シフト加算信号と第2シフト加算信号との評価値を比較し、評価値のうち高い評価値である無限側または至近側の一方へレンズを駆動するようにフォーカス方向を判定する。
好ましくは、評価値は、第1シフト加算信号および第2シフト加算信号のコントラスト評価値である(実施例1)。また好ましくは、評価値は、第1シフト加算信号および第2シフト加算信号のボケ評価値(DFD方式により得られた評価値)である(実施例2)。
好ましくは、第1画素信号は、結像光学系の第1瞳部分領域(瞳部分領域501)を通過する光束を受光する第1画素(第1焦点検出画素)から出力される信号である。第2画素信号は、第1の瞳部分領域とは異なる結像光学系の第2の瞳部分領域(瞳部分領域502)を通過する光束を受光する第2画素(第2焦点検出画素)から出力される信号である。
好ましくは、撮像装置100は、位相差検出方式の焦点検出演算を行うための焦点検出信号を出力可能な第1画素および第2画素をそれぞれ複数有する撮像手段(撮像素子107)を備えている。また好ましくは、撮像手段は、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子(光電変換部301、302)を有し、このマイクロレンズが二次元状に配列されている。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
各実施例によれば、高速かつ高品位な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
121 CPU(制御装置)
121a 焦点検出手段
121b 判定手段
121a 焦点検出手段
121b 判定手段
Claims (18)
- 第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定する判定手段と、
前記フォーカス方向にレンズを駆動した後に得られた前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて、位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、を有することを特徴とする制御装置。 - 前記焦点検出手段は、前記位相差検出方式の焦点検出によりデフォーカス量を算出可能であるか否かを判定し、
前記判定手段は、前記焦点検出手段が前記デフォーカス量を算出可能でないと判定した場合、前記リフォーカス信号に基づいて前記フォーカス方向を判定する、ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記焦点検出手段は、前記位相差検出方式の焦点検出により算出された前記デフォーカス量が所定のデフォーカス量よりも大きい場合、該デフォーカス量を算出可能でないと判定することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
- 前記焦点検出手段は、前記位相差検出方式の焦点検出の際における絞り値が所定の絞り値よりも小さい場合、前記デフォーカス量を算出可能でないと判定することを特徴とする請求項2または3に記載の制御装置。
- 前記リフォーカス信号は、前記第1画素信号と前記第2画素信号とを相対的にシフトして加算することにより得られたシフト加算信号を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記リフォーカス信号は、
前記第1画素信号と前記第2画素信号とを相対的に第1シフト量だけシフトして加算することにより得られた第1シフト加算信号と、
前記第1画素信号と前記第2画素信号とを相対的に第2シフト量だけシフトして加算することにより得られた第2シフト加算信号と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の制御装置。 - 前記第1シフト加算信号および前記第2シフト加算信号は、第1仮想結像位置および第2仮想結像位置にそれぞれ対応するリフォーカス信号であることを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 前記第1仮想結像位置は、特定のレンズ位置を基準として無限側の位置に対応し、
前記第2仮想結像位置は、前記レンズ位置を基準として至近側の位置に対応していることを特徴とする請求項7に記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記第1シフト加算信号および前記第2シフト加算信号の評価値に基づいて前記フォーカス方向を判定することを特徴とする請求項8に記載の制御装置。
- 前記判定手段は、
前記第1シフト加算信号と前記第2シフト加算信号との前記評価値を比較し、
前記評価値のうち高い評価値である前記無限側または前記至近側の一方へ前記レンズを駆動するように、前記フォーカス方向を判定することを特徴とする請求項9に記載の制御装置。 - 前記評価値は、前記第1シフト加算信号および前記第2シフト加算信号のコントラスト評価値であることを特徴とする請求項9または10に記載の制御装置。
- 前記評価値は、前記第1シフト加算信号および前記第2シフト加算信号のボケ評価値であることを特徴とする請求項9または10に記載の制御装置。
- 前記第1画素信号は、結像光学系の第1瞳部分領域を通過する光束を受光する第1画素から出力される信号であり、
前記第2画素信号は、前記第1の瞳部分領域とは異なる前記結像光学系の第2の瞳部分領域を通過する光束を受光する第2画素から出力される信号である、ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の制御装置。 - 位相差検出方式の焦点検出演算を行うための焦点検出信号を出力可能な第1画素および第2画素をそれぞれ複数有する撮像手段と、
前記第1画素の第1画素信号および前記第2画素の第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定する判定手段と、
前記フォーカス方向にレンズを駆動した後に得られた前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて、位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像手段は、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、該マイクロレンズが二次元状に配列されていることを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
- 第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定するステップと、
前記フォーカス方向にレンズを駆動するステップと、
前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行うステップと、を有することを特徴とする制御方法。 - 第1画素信号および第2画素信号から生成されたリフォーカス信号に基づいてフォーカス方向を判定するステップと、
前記フォーカス方向にレンズを駆動するステップと、
前記第1画素信号および前記第2画素信号に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行うステップと、をコンピュータに実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。 - 請求項17に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
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