JP2017107064A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.
ベイヤー配列の焦点検出画素を有し、像面位相差方式により焦点を検出する技術が知られている(特許文献1参照)。この技術では、同色の焦点検出信号が1画素おきに生成されるため焦点検出精度が低下するという問題がある。 A technique is known that has focus detection pixels in a Bayer array and detects a focus by an image plane phase difference method (see Patent Document 1). This technique has a problem that the focus detection accuracy is lowered because the focus detection signal of the same color is generated every other pixel.
本発明の第1の態様による撮像装置は、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した第1及び第2の光束を受光する第1及び第2の光電変換部を有する画素であって、第1色の光による信号を生成する第1画素と、第2色の光による信号を生成する第2画素とが、所定方向に交互に配置される撮像素子と、複数の前記第1画素における前記第1の光電変換部からの信号と、複数の前記第1画素における前記第2の光電変換部からの信号を用いて焦点検出信号を生成し、前記焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出部と、を備え、前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうちの前記第2画素の位置の焦点検出信号を、前記第2画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号を用いて生成する。
本発明の第2の態様による撮像装置は、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した第1及び第2の光束を受光する第1及び第2の光電変換部を有する画素であって、第1色の光による信号を生成する第1画素と、第2色の光による信号を生成する第2画素とが、所定方向に交互に配置される撮像素子と、複数の前記第1画素における前記第1の光電変換部からの信号と、複数の前記第1画素における前記第2の光電変換部からの信号を用いて焦点検出信号を生成し、前記焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出部と、を備え、前記焦点検出部は、前記撮像素子において、mおよびnをそれぞれ2以上の整数とし、m行n列の画素からなる参照範囲を前記所定方向に1画素ずつずらして複数設定し、複数の参照範囲のそれぞれに対応する複数の焦点検出信号を、各参照範囲に含まれる複数の前記第1画素の信号を用いて生成し、前記複数の焦点検出信号を、当該複数の焦点検出信号の重心位置が前記所定方向に並ぶように生成する。
本発明の第3の態様による撮像装置は、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した第1及び第2の光束を受光する第1及び第2の光電変換部を有する画素であって、第1色の光による信号を生成する第1画素と、第2色の光による信号を生成する第2画素とが、所定方向に交互に配置される撮像素子と、複数の前記第1画素における前記第1の光電変換部からの信号と、複数の前記第1画素における前記第2の光電変換部からの信号を用いて焦点検出信号を生成し、前記焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出部と、を備え、前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうちの前記第1画素の位置の焦点検出信号を、前記第1画素の信号及び前記第1画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号を用いて生成する。
An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention is a pixel having first and second photoelectric conversion units that receive first and second light fluxes that have passed through different pupil regions of a photographing optical system, An image sensor in which a first pixel that generates a signal based on light of a color and a second pixel that generates a signal based on light of a second color are alternately arranged in a predetermined direction, and the first pixels in a plurality of the first pixels A focus detection signal is generated using a signal from one photoelectric conversion unit and signals from the second photoelectric conversion unit in a plurality of the first pixels, and the focus of the photographing optical system is based on the focus detection signal. A focus detection unit that detects the focus detection signal at the position of the second pixel in the focus detection signal, and the plurality of the first pixels positioned around the second pixel. Generated using pixel signals.
An imaging apparatus according to a second aspect of the present invention is a pixel having first and second photoelectric conversion units that receive first and second light fluxes that have passed through different pupil regions of a photographing optical system, An image sensor in which a first pixel that generates a signal based on light of a color and a second pixel that generates a signal based on light of a second color are alternately arranged in a predetermined direction, and the first pixels in a plurality of the first pixels A focus detection signal is generated using a signal from one photoelectric conversion unit and signals from the second photoelectric conversion unit in a plurality of the first pixels, and the focus of the photographing optical system is based on the focus detection signal. A focus detection unit that detects m, and n is an integer greater than or equal to 2 in the imaging device, and a reference range consisting of pixels of m rows and n columns is one pixel in the predetermined direction. Set multiple values by shifting each one of the multiple reference ranges. A plurality of focus detection signals corresponding to the plurality of focus detection signals are generated using the signals of the plurality of first pixels included in each reference range, and the center of gravity positions of the plurality of focus detection signals are It generates so that it may line up in a predetermined direction.
An imaging apparatus according to a third aspect of the present invention is a pixel having first and second photoelectric conversion units that receive first and second light fluxes that have passed through different pupil regions of a photographing optical system, An image sensor in which a first pixel that generates a signal based on light of a color and a second pixel that generates a signal based on light of a second color are alternately arranged in a predetermined direction, and the first pixels in a plurality of the first pixels A focus detection signal is generated using a signal from one photoelectric conversion unit and signals from the second photoelectric conversion unit in a plurality of the first pixels, and the focus of the photographing optical system is based on the focus detection signal. A focus detection unit that detects the focus detection signal at the position of the first pixel in the focus detection signal around the signal of the first pixel and the first pixel. It produces | generates using the signal of the said some 1st pixel located.
本発明によれば、焦点検出精度を向上することができる。 According to the present invention, focus detection accuracy can be improved.
−第1の実施の形態−
図面を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態における撮像装置の一例であるレンズ交換式のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図1のデジタルカメラは、交換レンズ110とカメラボディ100とから構成され、交換レンズ110がレンズ取り付け部105を介してカメラボディ100に装着される。
-First embodiment-
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a lens interchangeable digital camera that is an example of an imaging apparatus according to the present embodiment. The digital camera shown in FIG. 1 includes an
交換レンズ110は、レンズ制御回路部111、ズームレンズ112、フォーカスレンズ113、防振レンズ114、絞り115、レンズ操作部116などを備えている。レンズ制御回路部111は、CPUとメモリなどの周辺部品とを含み、フォーカスレンズ113および絞り115の駆動制御、ズームレンズ112やフォーカスレンズ113の位置検出、カメラボディ100へのレンズ情報の送信およびカメラボディ100からのカメラ情報の受信などを行う。
The
カメラボディ100は、撮像素子101、ボディ制御回路部102、ボディ操作部103、および表示部104などを有している。撮像素子101は、交換レンズ110の予定結像面(予定焦点面)に配置され、交換レンズ110により結像された被写体像を光電変換する。ボディ操作部103は、シャッターボタンや、焦点検出エリアの設定部材などを含む。表示部104は、カメラボディ100の背面に搭載された液晶モニタ(背面モニタ)である。
The
ボディ制御回路部102は、CPUとメモリなどの周辺部品とを含む。ボディ制御回路部102は、撮像素子101の駆動制御、画像信号および焦点検出信号の読み出し、焦点検出信号に基づく焦点検出演算および交換レンズ110の焦点調節、画像信号の処理および記録、デジタルカメラの動作制御などを行う。ボディ制御回路部102は、レンズ取り付け部105に設けられた電気接点106を介してレンズ制御回路部111と通信を行い、レンズ情報の受信およびカメラ情報(デフォーカス量や絞り値など)の送信を行う。
The body
図2は、ボディ制御回路部102の構成を示すブロック図である。ボディ制御回路部102は、A/D変換部202、CPU203、撮像素子駆動回路204、画像処理回路205、焦点検出演算回路206および通信部210などを備える。撮像素子101は、撮像素子駆動回路204によって光電変換信号の蓄積および信号読出しのタイミング(フレームレート)が制御される。撮像素子101からの出力信号はA/D変換部202でデジタルデータに変換され、CPU203に付随する不図示のメモリに出力される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the body
焦点検出演算回路206は、撮像素子101からの所定の焦点検出エリアに対応する出力信号に基づいてデフォーカス量を算出する。CPU203は、焦点検出演算回路206により算出されたデフォーカス量を通信部210を用いて交換レンズ110のレンズ制御回路部111へ送信する。レンズ制御回路部111は、カメラボディ100から受信したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ113の駆動量を算出し、この駆動量に基づいてフォーカスレンズ113を不図示のモーター等で駆動して合焦位置へ移動させる。
The focus
また、撮像素子101からの出力信号は、画像処理回路205によって種々の画像処理が施されて画像データとして生成され、表示部104に表示されたり、メモリカード207に記録されたりする。
An output signal from the
CPU203は、ボディ操作部103からの操作信号を検出し、検出結果に応じた動作(撮影処理、焦点検出エリアの設定など)の制御を行う。
The
図3は、撮像素子101の詳細な構成を示す正面図であり、撮像素子101の一部を拡大して示した図である。図3に示すように、撮像素子101は、二次元状に配列された複数の画素311から構成される。画素311は、マイクロレンズ10と一対の光電変換部12、13とを有する。図3において、一対の光電変換部12、13は水平方向に並んで配置されている。また、各画素311の位置には、ベイヤー配列の規則に従って色フィルタ(R:赤色フィルタ、G:緑色フィルタ、B:青色フィルタ)が配置されている。すなわち、画素311として、赤色成分の分光感度を有する(すなわち赤色フィルタが配置された)R画素と緑色成分の分光感度を有する(すなわち緑色フィルタが配置された)G画素と青色成分の分光感度を有する(すなわち青色フィルタが配置された)B画素とが設けられている。画素311は、撮影用画素と焦点検出用画素とを兼ねており、画素311が撮像素子101の全面に配置されている。したがって、撮影画面上の任意の位置で焦点検出を行うことが可能である。また、撮影時には、画素311の一対の光電変換部12および13の出力を加算することで、撮影画像データを生成することが可能である。
FIG. 3 is a front view showing a detailed configuration of the
図4は、画素311の構成を示す断面図である。画素311において、光電変換部12、13の前方にマイクロレンズ10が配置され、マイクロレンズ10により光電変換部12、13が前方に投影される。光電変換部12、13は半導体回路基板29上に形成される。また、不図示の色フィルタはマイクロレンズ10と光電変換部12、13の中間に配置される。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the
図5を参照してマイクロレンズを用いた瞳分割型位相差検出方式による焦点検出方法について説明する。図5において、射出瞳90は交換レンズ110の予定結像面近傍に配置されたマイクロレンズの前方dの距離に設定されている。
A focus detection method by a pupil division type phase difference detection method using a microlens will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the
図5では、交換レンズ110の光軸91上にある画素(マイクロレンズ50と一対の光電変換部52、53からなる)と、隣接する画素(マイクロレンズ60と一対の光電変換部62、63からなる)を模式的に例示しているが、その他の画素においても、一対の光電変換部はそれぞれ一対の測距瞳から各マイクロレンズに到来する光束を受光する。なお、画素の配列方向は一対の測距瞳の並び方向と一致させている。
In FIG. 5, a pixel (consisting of a
マイクロレンズ50、60は交換レンズ110の予定結像面近傍に配置されている。光軸91上に配置されたマイクロレンズ50によって、その背後に配置された一対の光電変換部52、53の形状がマイクロレンズ50から投影距離dだけ離間した射出瞳90上に投影され、その投影形状は測距瞳92,93を形成する。一方、光軸91から離間して配置されたマイクロレンズ60によって、その背後に配置された一対の光電変換部62、63の形状がマイクロレンズ60から投影距離dだけ離間した射出瞳90上に投影され、その投影形状は測距瞳92,93を形成する。すなわち、投影距離dにある射出瞳90上で各画素の光電変換部の投影形状(測距瞳92,93)が一致するように、各画素の投影方向が決定されている。
The
光電変換部52は、測距瞳92を通過してマイクロレンズ50に向う焦点検出用光束72によりマイクロレンズ50上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、光電変換部53は、測距瞳93を通過してマイクロレンズ50に向う焦点検出用光束73によりマイクロレンズ50上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。一方、光電変換部62は、測距瞳92を通過してマイクロレンズ60に向う焦点検出用光束82によりマイクロレンズ60上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、光電変換部63は、測距瞳93を通過してマイクロレンズ60に向う焦点検出用光束83によりマイクロレンズ60上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
The
各画素の一対の光電変換部の出力を測距瞳92および測距瞳93に対応した出力グループにまとめることによって、測距瞳92と測距瞳93を各々通過する焦点検出用光束が画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する情報が得られる。この情報に対して公知の像ズレ検出演算処理(相関演算処理、位相差検出処理)を施すことによって、いわゆる瞳分割位相差検出方式で一対の像の像ズレ量が検出される。さらに、像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を行うことによって、予定結像面に対する現在の結像面(予定結像面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における結像面)の偏差(デフォーカス量)が算出される。なお、上述した説明では測距瞳は絞り開口によって制限されていない状態として説明を行ったが、実際には測距瞳は絞り開口によって制限された形状と大きさになる。
By combining the outputs of the pair of photoelectric conversion units of each pixel into an output group corresponding to the
<焦点検出信号の生成>
次に、上述した瞳分割型位相差方式における焦点検出のための焦点検出信号を生成する方法について説明する。まず、概要について説明する。本実施形態では、G画素からの出力信号を用いて焦点検出信号を生成する。ベイヤー配列においてG画素は水平方向に1画素おきに配置されているので、G画素の位置のみに対応して焦点検出信号を取得すると、焦点検出信号は1画素おきに取得され、焦点検出の精度が悪くなる。そこで、本実施形態では、G画素がない位置においても周囲のG画素の出力から補間して焦点検出信号を生成することで、焦点検出信号は1画素毎に生成取得され、焦点検出の精度を上げている。また、本実施形態では、G画素のある位置においても周囲のG画素の出力を用いて焦点検出信号を生成する。このようにすることで、被写体像に高周波成分が含まれる場合でも高周波成分による焦点検出の誤差を軽減でき、焦点検出信号においてローパスフィルタ効果を得ることができる。
<Generation of focus detection signal>
Next, a method for generating a focus detection signal for focus detection in the above-described pupil division type phase difference method will be described. First, an outline will be described. In the present embodiment, a focus detection signal is generated using an output signal from the G pixel. Since the G pixels are arranged every other pixel in the horizontal direction in the Bayer array, when the focus detection signal is obtained corresponding to only the position of the G pixel, the focus detection signal is obtained every other pixel, and the focus detection accuracy is obtained. Becomes worse. Therefore, in the present embodiment, even when there is no G pixel, the focus detection signal is generated and acquired for each pixel by interpolating from the output of the surrounding G pixels to generate the focus detection signal, thereby improving the focus detection accuracy. Raised. In the present embodiment, a focus detection signal is generated using the output of surrounding G pixels even at a position where the G pixels are present. By doing so, even when a high-frequency component is included in the subject image, focus detection errors due to the high-frequency component can be reduced, and a low-pass filter effect can be obtained in the focus detection signal.
ローパスフィルタ効果について換言すると、離散的に配列されたG画素の信号値が周辺のG画素の焦点検出信号を用いて平均化されるので、信号値が急峻に変化するようなコントラストを持つ被写体像であっても、複数のG画素の第1光電変換部からの焦点検出信号列と第2光電変換部からの焦点検出信号列の信号波形がなまる。その結果、急峻に変化する信号波形が焦点検出信号列間で相違することが抑制され、以て、焦点検出信号列間でシフト演算する際に発生し易い焦点検出誤差を低減できる。なお、G画素が設けられていない離散的な位置の画素についても、周辺のG画素の信号値を用いて当該画素位置の焦点検出信号列を作成するので、上述したと同様に焦点検出誤差を低減できる。 In other words, the signal values of the discretely arranged G pixels are averaged by using the focus detection signals of the surrounding G pixels, so that the subject image has a contrast such that the signal value changes sharply. Even so, the signal waveforms of the focus detection signal sequence from the first photoelectric conversion unit and the focus detection signal sequence from the second photoelectric conversion unit of the plurality of G pixels are rounded. As a result, it is suppressed that the signal waveform that changes sharply is different between the focus detection signal sequences, so that it is possible to reduce a focus detection error that easily occurs when performing a shift operation between the focus detection signal sequences. It should be noted that for the pixels at discrete positions where no G pixel is provided, the focus detection signal sequence at the pixel position is created using the signal values of the surrounding G pixels, so that the focus detection error is reduced as described above. Can be reduced.
以下、このような焦点検出信号の生成について具体的に説明する。ここでは、図6に例示するように、水平方向に画素P1〜P6が並んだ画素列Lに対応する焦点検出信号を生成する場合を説明する。画素列Lでは、R画素(P1、P3、P5)とG画素(P2、P4、P6)とが交互に並んで配置されている。ボディ制御回路部102は、各画素P1〜P6の位置にそれぞれ対応する複数の焦点検出信号からなる焦点検出信号列を生成する。なお、ボディ制御回路部102は、各画素位置に対応する焦点検出信号を生成する際、各画素P1〜P6の位置において、図中左側の光電変換部12に対応する焦点検出信号a1〜a6からなる焦点検出信号列と、図中右側の光電変換部13に対応する焦点検出信号b1〜b6からなる焦点検出信号列と、をそれぞれ生成する。また、ボディ制御回路部102は、各画素P1〜P6の位置に対応する焦点検出信号をG画素の出力信号を用いて生成する。
Hereinafter, generation of such a focus detection signal will be specifically described. Here, as illustrated in FIG. 6, a case where a focus detection signal corresponding to a pixel row L in which pixels P1 to P6 are arranged in the horizontal direction is generated will be described. In the pixel row L, R pixels (P1, P3, P5) and G pixels (P2, P4, P6) are alternately arranged. The body
図6においてG画素以外の画素(ここではR画素)が配置されている画素P1の位置については、図7に示すように、画素P1を中央とする3行3列の画素からなる参照範囲S1を設定し、参照範囲S1に含まれる4つのG画素(すなわち画素P1に上下左右に隣接する4つのG画素)の画素値を重み付け加算することにより、画素P1の位置に対応する焦点検出信号を生成する。R画素が配置されている画素P3、P5の位置においても同様に、画素P3、P5を中央とした3行3列の画素からなる参照範囲をそれぞれ設定し、各参照範囲に含まれる4つのG画素の画素値を重み付け加算することにより、画素P3、P5の位置に対応する焦点検出信号をそれぞれ生成する。図8は、このようなG画素以外の画素の位置に対応する焦点検出信号を生成する際の重み付け係数を説明する図である。図8に示すように、参照範囲Sの中央画素Pの上下左右に隣接する4つのG画素の画素値に対してそれぞれ1/4の重み付け係数をかけて加算することで、中央画素Pの位置に対応する焦点検出信号を生成する。このように重み付け加算して生成した焦点検出信号の重心位置は、参照範囲Sの中央画素Pの位置となる。 In FIG. 6, the position of the pixel P1 where the pixel other than the G pixel (here, the R pixel) is arranged, as shown in FIG. 7, is a reference range S1 made up of pixels of 3 rows and 3 columns centered on the pixel P1. And a weight detection signal corresponding to the position of the pixel P1 is obtained by weighting and adding pixel values of four G pixels included in the reference range S1 (that is, four G pixels vertically and horizontally adjacent to the pixel P1). Generate. Similarly, at the positions of the pixels P3 and P5 in which the R pixel is arranged, a reference range composed of pixels of 3 rows and 3 columns with the pixels P3 and P5 as the center is set, and the four G included in each reference range are set. The focus detection signals corresponding to the positions of the pixels P3 and P5 are respectively generated by weighted addition of the pixel values of the pixels. FIG. 8 is a diagram for explaining weighting coefficients when generating focus detection signals corresponding to the positions of pixels other than G pixels. As shown in FIG. 8, the position of the center pixel P is obtained by adding a weighting coefficient of ¼ to the pixel values of four G pixels adjacent to the center pixel P in the reference range S in the vertical and horizontal directions. A focus detection signal corresponding to is generated. The position of the center of gravity of the focus detection signal generated by weighting and adding in this way is the position of the central pixel P in the reference range S.
また、図6においてG画素が配置されている画素P2の位置については、図9に示すように、画素P2を中央とする3行3列の画素からなる参照範囲S2を設定し、参照範囲S2に含まれる5つのG画素(4隅のG画素と中央のG画素P2)の画素値を重み付け加算することにより、画素P2の位置に対応する焦点検出信号を生成する。G画素が配置されている画素P4、P6の位置においても同様に、画素P4、P6を中央とした3行3列の画素からなる参照範囲をそれぞれ設定し、各参照範囲に含まれる5つのG画素の画素値を重み付け加算することにより、画素P4、P6の位置に対応する焦点検出信号をそれぞれ生成する。図10は、このようなG画素の位置に対応する焦点検出信号を生成する際の重み付け係数を説明する図である。図10に示すように、参照範囲Sの中央画素Pの画素値に対しては1/2、参照範囲Sの4隅のG画素の画素値に対しては1/8の重み付け係数をそれぞれかけて加算することで、中央画素Pに対応する焦点検出信号を生成する。このように重み付け加算して生成した焦点検出信号の重心位置は、参照範囲Sの中央画素Pの位置となる。 As for the position of the pixel P2 where the G pixel is arranged in FIG. 6, as shown in FIG. 9, a reference range S2 composed of pixels of 3 rows and 3 columns centering on the pixel P2 is set, and the reference range S2 A focus detection signal corresponding to the position of the pixel P2 is generated by weighting and adding the pixel values of the five G pixels (G pixel at the four corners and G pixel P2 at the center) included in. Similarly, at the positions of the pixels P4 and P6 where the G pixel is arranged, a reference range composed of pixels of 3 rows and 3 columns with the pixels P4 and P6 as the center is set, and the five G included in each reference range are set. Focus detection signals corresponding to the positions of the pixels P4 and P6 are generated by weighting and adding the pixel values of the pixels. FIG. 10 is a diagram for explaining weighting coefficients when generating a focus detection signal corresponding to the position of such G pixel. As shown in FIG. 10, a weighting coefficient of 1/2 is applied to the pixel value of the central pixel P in the reference range S, and 1/8 is applied to the pixel values of the G pixels at the four corners of the reference range S. To generate a focus detection signal corresponding to the central pixel P. The position of the center of gravity of the focus detection signal generated by weighting and adding in this way is the position of the central pixel P in the reference range S.
以上説明したようにG画素以外の画素位置に対応する焦点検出信号を生成する際、図8に示したように、参照範囲S内で、水平方向の端の列(左側および右側の列)にはG画素が1つずつあるので重み付けがそれぞれ1/4であり、中央の列にはG画素が2つあるので重み付けが1/4+1/4=1/2である。すなわち、水平方向において、1:2:1の比率の重み付けとなっている。同様に、垂直方向においても1:2:1の比率の重み付けとなっている。一方、G画素の画素位置に対応する焦点検出信号を生成する際、図10に示したように、参照範囲S内で、水平方向の端の列(左側および右側の列)には1/8の重み付けのG画素が2つずつあるので、重み付けがそれぞれ1/8+1/8=1/4であり、中央の列には1/2の重み付けのG画素が1つあるので、重み付けが1/2である。すなわち、水平方向において、1:2:1の比率の重み付けとなっている。同様に、垂直方向においても1:2:1の比率の重み付けとなっている。このように、G画素以外の画素位置に対応する焦点検出信号を生成する場合とG画素の画素位置に対応する焦点検出信号を生成する場合のどちらにおいても、G画素の出力信号を加算する際の重み付けが水平方向および垂直方向の両方で1:2:1となっており(すなわち重み付けの比率が同一であり)、参照範囲の中央ほど重み付けが大きくなっている。以上のように、水平方向において、1:2:1の比率の重み付けとなっているので、焦点検出精度が良くなる。さらに垂直方向においても、1:2:1の比率の重み付けにすると、補間対象の画素から近い画素を用いて補間することになるので、更に焦点検出精度が良くなる。なお、水平方向及び垂直方向において1:2:1の比率の重み付けにすることに限定せず、水平方向においてのみ、1:2:1の比率の重み付けを行ってもよい。 As described above, when the focus detection signal corresponding to the pixel position other than the G pixel is generated, as shown in FIG. 8, in the reference range S, the horizontal end columns (left and right columns) are arranged. Since there is one G pixel each, the weight is 1/4, and since there are two G pixels in the center column, the weight is 1/4 + 1/4 = 1/2. That is, the weighting is a ratio of 1: 2: 1 in the horizontal direction. Similarly, the weighting ratio is 1: 2: 1 in the vertical direction. On the other hand, when the focus detection signal corresponding to the pixel position of the G pixel is generated, as shown in FIG. 10, 1/8 in the horizontal end columns (left and right columns) within the reference range S. Since there are two weighted G pixels each, the weighting is 1/8 + 1/8 = 1/4, and there is one weighted G pixel in the center column, so the weighting is 1 / 2. That is, the weighting is a ratio of 1: 2: 1 in the horizontal direction. Similarly, the weighting ratio is 1: 2: 1 in the vertical direction. As described above, when the focus detection signal corresponding to the pixel position other than the G pixel is generated and when the focus detection signal corresponding to the pixel position of the G pixel is generated, the output signal of the G pixel is added. Is 1: 2: 1 in both the horizontal direction and the vertical direction (that is, the weighting ratio is the same), and the weighting increases toward the center of the reference range. As described above, since the weighting ratio is 1: 2: 1 in the horizontal direction, the focus detection accuracy is improved. Further, in the vertical direction, when the weight ratio is 1: 2: 1, interpolation is performed using pixels closer to the interpolation target pixel, so that the focus detection accuracy is further improved. Note that the weighting is not limited to the ratio of 1: 2: 1 in the horizontal direction and the vertical direction, and the weighting of the ratio of 1: 2: 1 may be performed only in the horizontal direction.
なお、ボディ制御回路部102は、各画素P1〜P6の位置に対応する焦点検出信号を生成する際、参照範囲に含まれる各G画素の図中左側に位置する光電変換部12の出力を重み付け加算して焦点検出信号a1〜a6を生成し、参照範囲に含まれる各G画素の右側に位置する光電変換部13の出力を重み付け加算して焦点検出信号b1〜b6を生成する。
When the body
また、以上のように、各画素位置に対応する焦点検出信号を周囲のG画素の出力信号を重み付け加算して生成する際、各焦点検出信号の重心位置が、垂直方向、すなわち焦点検出方向(水平方向)に垂直な方向において同一となるように、重み付け係数が設定されている。このように各焦点検出信号の重心位置を垂直方向において同一とすることで、焦点検出の誤差を低減し、焦点検出精度を向上することができる。 As described above, when the focus detection signal corresponding to each pixel position is generated by weighted addition of the output signals of the surrounding G pixels, the center of gravity position of each focus detection signal is in the vertical direction, that is, the focus detection direction ( The weighting coefficient is set so as to be the same in the direction perpendicular to the (horizontal direction). Thus, by making the gravity center position of each focus detection signal the same in the vertical direction, errors in focus detection can be reduced and focus detection accuracy can be improved.
仮に、図11(a)において太線の丸で示すように、水平方向においてジグザグに並ぶ(すなわち垂直方向の位置が互い違いに異なる)G画素の位置に対応して焦点検出信号を生成する場合について考える。なお、図11(a)において、斜線で示す領域Imは被写体パターンを示す。被写体パターンのエッジは、焦点検出信号を取得するG画素の位置の一部にかかっている。このようにして焦点検出信号を取得した場合の一例を、図11(b)のグラフに示す。この場合、図11(b)に示すように、垂直方向の位置が互い違いに異なるG画素において画素値がばらばらになり、間違った被写体パターンが焦点検出信号に表れてしまい、焦点検出誤差が生じてしまう。このように焦点検出信号の重心位置が焦点検出方向(ここでは水平方向)に対して垂直な方向において揃っていないと、すなわち焦点検出方向に並んでいないと、焦点検出誤差が生じるおそれがある。 Assuming that the focus detection signals are generated corresponding to the positions of the G pixels arranged in a zigzag pattern in the horizontal direction (that is, the positions in the vertical direction are staggered) as indicated by a thick circle in FIG. 11A. . In FIG. 11A, a region Im indicated by diagonal lines indicates a subject pattern. The edge of the subject pattern covers a part of the position of the G pixel from which the focus detection signal is acquired. An example of acquiring the focus detection signal in this way is shown in the graph of FIG. In this case, as shown in FIG. 11 (b), pixel values vary in G pixels whose vertical positions are staggered, an incorrect subject pattern appears in the focus detection signal, and a focus detection error occurs. End up. As described above, if the gravity center positions of the focus detection signals are not aligned in the direction perpendicular to the focus detection direction (here, the horizontal direction), that is, if they are not aligned in the focus detection direction, focus detection errors may occur.
一方、図12(a)において太線の丸で示すように、焦点検出信号の重心位置が垂直方向において揃うように、すなわち焦点検出方向に並べることで、図12(b)に示すように被写体パターンImを正しく反映した焦点検出信号を得ることができ、焦点検出精度を向上することができる。 On the other hand, as shown by a thick circle in FIG. 12A, the subject pattern is arranged as shown in FIG. 12B by aligning the gravity center positions of the focus detection signals in the vertical direction, that is, in the focus detection direction. A focus detection signal that correctly reflects Im can be obtained, and focus detection accuracy can be improved.
以上のようにして、ボディ制御回路部102は、各画素位置に対応する焦点検出信号を、各画素位置の周辺に位置する複数のG画素の出力信号を重み付け加算することにより生成する。そして、ボディ制御回路部102は、生成した焦点検出信号に基づいて、公知の像ズレ検出演算処理(相関演算処理、位相差検出処理)を行って像ズレ量を検出し、像ズレ量に基づいてデフォーカス量(交換レンズ110の焦点調節状態)を検出する。
As described above, the body
<撮像動作>
図13は、デジタルカメラの撮像動作の流れを説明するフローチャートである。ボディ制御回路部102は、デジタルカメラの電源がオンされると、この撮像動作を開始する。
<Imaging operation>
FIG. 13 is a flowchart illustrating the flow of the imaging operation of the digital camera. The body
ステップS101において、ボディ制御回路部102は、撮像素子101に周期動作を開始させる。ステップS102において、ボディ制御回路部102は、撮像素子101から出力信号を読み出す。ステップS103において、ボディ制御回路部102は、ステップS102で読み出した撮像素子101の出力信号に基づいて、設定されている焦点検出エリアに対応する焦点検出信号を生成する。このとき、ボディ制御回路部102は、上述したように、G画素の出力信号を重み付け加算することにより、各画素位置に対応する焦点検出信号を生成する。
In step S101, the body
ステップS104において、ボディ制御回路部102は、ステップS103で生成した焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を算出する。ステップS105において、ボディ制御回路部102は、ステップS104で算出したデフォーカス量が所定値以内であるか、すなわち合焦か否か判別する。ボディ制御回路部102は、合焦していないと判別した場合はステップ106へ進み、デフォーカス量をレンズ制御回路部111へ送信し、交換レンズ110のフォーカスレンズ113を合焦位置に駆動させ、ステップ102へ戻って上述した動作を繰り返す。
In step S104, the body
一方、合焦していると判別された場合は、ボディ制御回路部102は、ステップ107へ進み、レリーズボタン(不図示)の操作によりシャッターレリーズがなされたか否かを判別し、なされていないと判別された場合はステップ102へ戻って上述した動作を繰り返す。
On the other hand, if it is determined that the subject is in focus, the body
シャッターレリーズがなされたと判別された場合は、ボディ制御回路部102は、ステップ108へ進み、撮像素子101からの出力信号に基づいて撮影画像データを取得してメモリカード207に保存し、ステップ101へ戻って上述した動作を繰り返す。なお、上述したように、ボディ制御回路部102は、撮像素子101の各画素311において一対の光電変換部12、13からの出力信号を加算することで、ベイヤー配列の画像信号を得る。ボディ制御回路部102は、このベイヤー配列の画像信号に対して、公知のベイヤー補間処理を行うことにより、撮影画像データを取得する。
If it is determined that the shutter release has been performed, the body
上述した第1の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)デジタルカメラにおいて、ボディ制御回路部102は、G画素以外の画素位置(R画素の位置またはB画素の位置)に対応する焦点検出信号(すなわちG画素以外の画素位置を重心位置とする焦点検出信号)を、その位置の周囲に位置する複数のG画素の出力信号を重み付け加算することにより生成する。これにより、焦点検出信号は1画素毎に生成取得され、焦点検出精度を向上することができる。
According to the first embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1) In the digital camera, the body
(2)デジタルカメラにおいて、ボディ制御回路部102は、G画素のある位置に対応する焦点検出信号も、その位置の周囲に位置する複数のG画素の出力信号を重み付け加算することにより生成する。これにより、焦点検出信号においてローパスフィルタ効果を得ることができる。
(2) In the digital camera, the body
(3)デジタルカメラにおいて、ボディ制御回路部102は、各画素位置に対応する焦点検出信号を、焦点検出信号の重心位置が水平方向(一対の光電変換部12,13の並び方向、すなわち焦点検出方向)に垂直な方向において揃うように、すなわち焦点検出方向に並ぶように生成する。これにより、焦点検出精度を向上することができる。
(3) In the digital camera, the body
(4)デジタルカメラにおいて、ボディ制御回路部102は、各画素位置に対応する焦点検出信号を生成する際、参照範囲の大きさを同一とする。本実施形態では、どの画素位置においても3行3列の画素からなる参照範囲に含まれるG画素の出力信号を用いて焦点検出信号を生成する。これにより、焦点検出精度を向上することができる。
(4) In the digital camera, when the body
−第2の実施の形態−
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第2の実施の形態において、デジタルカメラおよび撮像素子101の構成(図1〜図5)は、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
-Second Embodiment-
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the configuration of the digital camera and the image sensor 101 (FIGS. 1 to 5) is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
図14は、デジタルカメラの撮像動作の流れを説明するフローチャートである。ボディ制御回路部102は、デジタルカメラの電源がオンされると、この撮像動作を開始する。
FIG. 14 is a flowchart illustrating the flow of the imaging operation of the digital camera. The body
ステップS201において、ボディ制御回路部102は、撮像素子101に周期動作を開始させる。ステップS202において、ボディ制御回路部102は、撮像素子101から出力信号を読み出す。
In step S201, the body
ステップS203において、ボディ制御回路部102は、ステップS202で読み出した撮像素子101の出力信号に基づいて、設定されている焦点検出エリアに対応する焦点検出信号を生成する。このとき、ボディ制御回路部102は、第1の実施の形態と同様に、G画素の出力信号を重み付け加算することにより、各画素位置に対応する焦点検出信号を生成する。なお、第1の実施の形態では、焦点検出信号を生成する際の参照範囲が3行3列の画素からなる例について説明したが、第2の実施の形態では参照範囲が6行6列の画素からなる場合について説明する。この場合、たとえば、図15に示すように、6行6列の画素からなる参照範囲S11を設定し、参照範囲S11に含まれる18個のG画素の画素値を重み付け加算することにより、参照範囲S11の中央位置C11に対応する(すなわち重心位置が中央位置C11である)焦点検出信号を生成する。このように焦点検出信号の重心位置は、必ずしも画素の配置位置でなくてもよく、画素と画素の間の位置であってもよい。
In step S203, the body
ボディ制御回路部102は、このような6行6列の画素からなる参照範囲を水平方向に1画素ずつずらして複数設定し、複数の参照範囲の中央位置にそれぞれ対応する複数の焦点検出信号を、各参照範囲に含まれる複数のG画素の出力信号を用いて生成する。参照範囲の中央位置が各焦点検出信号の重心位置となるため、各焦点検出信号の重心位置は、水平方向に画素ピッチで連続し、且つ垂直方向において同一の位置となる。
The body
ステップS204において、ボディ制御回路部102は、ステップS203で生成した複数の焦点検出信号からなる焦点検出信号列が所定の条件を満たすか否かを判断する。ここで、所定の条件とは、焦点検出を行うのに適切な焦点検出信号列が得られているかどうかを判断するための条件であり、たとえば、ステップS203で生成した焦点検出信号列のコントラスト量が所定値以上あるか、または、当該焦点検出信号列の最大値と最小値との差が所定値以上あるか、などである。このような条件を満足しない場合、焦点検出信号の信号レベルが十分ではなく、像ズレ量の算出に適していないと考えられる。
In step S204, the body
ステップS203で生成した焦点検出信号列が所定の条件を満たす、すなわちG画素の出力信号を用いて生成した焦点検出信号列が焦点検出を行うのに適切である場合には、ボディ制御回路部102は、ステップS204を肯定判定してステップS205へ進む。ステップS205において、ボディ制御回路部102は、ステップS203で生成した(すなわちG画素の出力信号を用いて生成した)焦点検出信号列に基づいてデフォーカス量を算出する。
When the focus detection signal sequence generated in step S203 satisfies a predetermined condition, that is, when the focus detection signal sequence generated using the output signal of the G pixel is appropriate for performing focus detection, the body
一方、ステップS203で生成した焦点検出信号が所定の条件を満たさない、すなわちG画素の出力信号を用いて生成した焦点検出信号が焦点検出を行うのに適切ではない場合には、ボディ制御回路部102は、ステップS204を否定判定してステップS206へ進む。
On the other hand, if the focus detection signal generated in step S203 does not satisfy the predetermined condition, that is, if the focus detection signal generated using the output signal of the G pixel is not appropriate for focus detection, the body
ステップS206において、ボディ制御回路部102は、R画素の出力信号を用いた焦点検出信号列と、B画素の出力信号を用いた焦点検出信号列とを生成する。このとき、ステップS203で生成した(すなわちG画素の出力信号を用いた)焦点検出信号列と重心位置が同一となるように、これらの焦点検出信号列を生成する。たとえば、R画素の出力信号を用いて、図15に示した中央位置C11に対応する焦点検出信号を生成する場合、図16に示すように、G画素の場合と同一の6行6列の画素からなる参照範囲S11を設定する。そして、参照範囲S11に含まれる9個のR画素の画素値を重み付け加算することにより、中央位置C11の位置に対応する(すなわち重心位置が中央位置C11となる)焦点検出信号を生成する。同様に、B画素の出力信号を用いて、図15に示した中央位置C11に対応する焦点検出信号を生成する場合、図17に示すように、G画素の場合と同一の6行6列の画素からなる参照範囲S11を設定する。そして、参照範囲S11に含まれる9個のB画素の画素値を重み付け加算することにより、中央位置C11に対応する(すなわち重心位置が中央位置C11となる)焦点検出信号を生成する。このようにして、G画素による焦点検出信号列と同様の重心位置となるように、R画素による焦点検出信号列と、B画素による焦点検出信号列とを生成する。
In step S206, the body
ステップS207において、ボディ制御回路部102は、ステップS203で生成したG画素による焦点検出信号列と、ステップS206で生成したR画素による焦点検出信号列およびB画素による焦点検出信号列とを加算した焦点検出信号列を生成する。なお、加算する際には、同一の重心位置の焦点検出信号同士を加算する。また、光電変換部12に対応する焦点検出信号同士、光電変換部13に対応する焦点検出信号同士をそれぞれ加算する。このように、G画素による焦点検出信号列にR画素およびB画素による焦点検出信号列を加算することで、焦点検出信号列の信号レベルを上げて、像ズレ量の算出に適した焦点検出信号列を生成することができる。
In step S207, the body
ステップS208において、ボディ制御回路部102は、ステップS207で生成した(すなわちG画素による焦点検出信号列にR画素およびB画素による焦点検出信号列を加算して生成した)焦点検出信号列に基づいてデフォーカス量を算出する。
In step S208, the body
ステップS209〜S212の動作は、上述した第1の実施の形態におけるステップS105〜S108と同様の動作を行うため、説明を省略する。 Since the operations in steps S209 to S212 are the same as those in steps S105 to S108 in the first embodiment described above, description thereof will be omitted.
なお、以上の説明では、G画素による焦点検出信号列に対して、R画素による焦点検出信号列およびB画素による焦点検出信号列の両方を加算する例について説明したが、いずれか一方を加算するようにしてもよい。また、第2の実施の形態では、焦点検出信号の重心位置が画素と画素の間の位置である場合について説明したが、第1の実施の形態のように焦点検出信号の重心位置が画素の位置である場合に、上記図14の処理を行うようにしてもよい。 In the above description, the example in which both the focus detection signal sequence by the R pixel and the focus detection signal sequence by the B pixel are added to the focus detection signal sequence by the G pixel has been described, but either one is added. You may do it. Further, in the second embodiment, the case where the centroid position of the focus detection signal is a position between the pixels has been described. However, as in the first embodiment, the centroid position of the focus detection signal is the position of the pixel. In the case of the position, the process of FIG. 14 may be performed.
上述した第2の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
ボディ制御回路部102は、G画素の出力信号を用いて生成した焦点検出信号列が上記所定の条件を満足するか否かを判断する。上記所定の条件を満足しない場合には、R画素の出力信号を用いた焦点検出信号列と、B画素の出力信号を用いた焦点検出信号列とを生成し、これらの焦点検出信号列をG画素の出力信号を用いた焦点検出信号列に加算する。そして、当該加算して生成した焦点検出信号列を用いて、交換レンズ110の焦点調節状態を検出する。このように、G画素の出力信号を用いて生成した焦点検出信号列が焦点検出を行うのに適切ではない場合には、R画素およびB画素の出力信号を加算して焦点検出信号列を生成することで、焦点検出を適切に行うことができる。
According to the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
The body
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.
(変形例1)
上述した実施の形態では、各画素311に2つの光電変換部12,13が水平方向に並んで配置されており、水平方向において焦点検出を行う例について説明した。しかしながら、焦点検出を行う方向については、垂直方向や斜め方向であってもよく、焦点検出方向に対応して光電変換部を配置すればよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the example in which the two
(変形例2)
上述した実施の形態では、各画素311に2つの光電変換部12,13が設けられている例を説明したが、各画素における光電変換部の数は2つに限らず、たとえば、各画素に4つの光電変換部を設けてもよい。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the example in which the two
(変形例3)
上述した実施の形態では、焦点検出信号を生成する際の参照範囲の大きさが3行3列、または6行6列の画素からなる例について説明したが、これに限らなくてもよく、たとえば4行4列や5行5列の画素からなるようにしてもよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the example in which the size of the reference range when generating the focus detection signal is composed of pixels of 3 rows and 3 columns or 6 rows and 6 columns has been described. You may make it consist of a pixel of 4 rows 4 columns or 5 rows 5 columns.
(変形例4)
上述した実施の形態では、焦点検出信号の重心位置が参照範囲の中央位置となるように焦点検出信号を生成する例について説明したが、この他の位置であってもよく、焦点検出信号の重心位置が各参照範囲において揃っていればよい。また、第1の実施の形態のように、焦点検出信号の重心位置が特定の画素位置と一致していてもよいし、第2の実施の形態のように、焦点検出信号の重心位置が画素と画素との間の位置であってもよい。
(Modification 4)
In the embodiment described above, the example in which the focus detection signal is generated so that the position of the center of gravity of the focus detection signal becomes the center position of the reference range has been described, but other positions may be used. It is only necessary that the positions are aligned in each reference range. Further, the gravity center position of the focus detection signal may coincide with a specific pixel position as in the first embodiment, and the gravity center position of the focus detection signal is the pixel as in the second embodiment. And a position between the pixel and the pixel.
(変形例5)
上述した実施の形態では、撮像素子101の例として、撮像面の全域に焦点検出用の画素311が設けられる例について説明した。しかしながら、撮像素子101において、AFエリアに対応する位置にのみ焦点検出用の画素311が配置され、その他の位置には通常の画素(1つの画素に1つの光電変換部が設けられる画素)が配置されていてもよい。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, an example in which the
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
100…カメラボディ、101…撮像素子、102…ボディ制御回路部、103…ボディ操作部、104…表示部、110…交換レンズ、113…フォーカスレンズ、202…A/D変換部、203…CPU、204…撮像素子駆動回路、205…画像処理回路、206…焦点検出演算回路、210…通信部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
複数の前記第1画素における前記第1の光電変換部からの信号と、複数の前記第1画素における前記第2の光電変換部からの信号を用いて焦点検出信号を生成し、前記焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出部と、
を備え、
前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうちの前記第2画素の位置の焦点検出信号を、前記第2画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号を用いて生成する撮像装置。 A first pixel that includes first and second photoelectric conversion units that receive first and second light fluxes that have passed through different pupil regions of the imaging optical system, and that generates a signal based on light of the first color; Image sensors in which second pixels that generate a signal of light of the second color are alternately arranged in a predetermined direction;
A focus detection signal is generated using a signal from the first photoelectric conversion unit in the plurality of first pixels and a signal from the second photoelectric conversion unit in the plurality of first pixels, and the focus detection signal A focus detection unit for detecting the focus of the photographing optical system based on
With
The focus detection unit is configured to generate a focus detection signal at the position of the second pixel in the focus detection signal using signals of the plurality of first pixels located around the second pixel.
前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうち前記第1画素の位置の焦点検出信号を、前記第1画素の信号と前記第1画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号とを用いて生成する撮像装置。 The imaging device according to claim 1,
The focus detection unit includes a focus detection signal at the position of the first pixel among the focus detection signals, a signal of the first pixel, and signals of a plurality of the first pixels located around the first pixel. An imaging device to be generated using.
前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうち前記第2画素の位置の焦点検出信号を、当該第2画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号を重み付け加算することにより生成する撮像装置。 The imaging device according to claim 1 or 2,
The focus detection unit generates a focus detection signal at the position of the second pixel among the focus detection signals by weighted addition of the signals of the plurality of first pixels located around the second pixel. apparatus.
前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうち前記第1画素の位置の焦点検出信号を、当該第1画素の信号と当該第1画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号とを重み付け加算することにより生成する撮像装置。 The imaging device according to claim 2,
The focus detection unit includes a focus detection signal at the position of the first pixel among the focus detection signals, a signal of the first pixel, and signals of a plurality of the first pixels positioned around the first pixel. An imaging device generated by weighted addition.
前記焦点検出部は、所定方向に交互に配置された前記第1画素の位置及び前記第2画素の位置における焦点検出信号を、当該各焦点検出信号の重心位置が前記所定方向に並ぶように生成する撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 4,
The focus detection unit generates focus detection signals at the positions of the first pixels and the second pixels that are alternately arranged in a predetermined direction so that the gravity center positions of the focus detection signals are aligned in the predetermined direction. An imaging device.
前記焦点検出部は、前記撮像素子において、mおよびnをそれぞれ2以上の整数とし、m行n列の画素からなる複数の参照範囲を画素列の各画素位置をそれぞれ含むように設定し、前記画素列の各画素位置にそれぞれ対応する複数の焦点検出信号を、各参照範囲に含まれる複数の前記第1画素の信号を重み付け加算することにより生成し、当該複数の焦点検出信号を生成する際、各参照範囲の大きさを同一とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
In the imaging device, the focus detection unit sets m and n to integers of 2 or more, and sets a plurality of reference ranges including pixels in m rows and n columns so as to include each pixel position in the pixel column, When generating a plurality of focus detection signals corresponding to each pixel position of the pixel column by weighting and adding the signals of the plurality of first pixels included in each reference range. An imaging apparatus in which the size of each reference range is the same.
前記焦点検出部は、前記複数の焦点検出信号を生成する際、水平方向および垂直方向について前記参照範囲の中央ほど重み付けが大きくなるように前記第1画素の信号を重み付け加算する撮像装置。 The imaging device according to claim 6,
The focus detection unit, when generating the plurality of focus detection signals, weights and adds the signal of the first pixel so that the weight is increased toward the center of the reference range in the horizontal direction and the vertical direction.
前記焦点検出部は、前記第1画素からの信号を用いて、画素列の各画素位置にそれぞれ対応する複数の焦点検出信号からなる第1の焦点検出信号列を生成する第1の焦点検出信号生成部と、前記第2画素からの信号を用いて、前記画素列の各画素位置にそれぞれ対応する複数の焦点検出信号からなる第2の焦点検出信号列を生成する第2の焦点検出信号生成部と、前記第1の焦点検出信号列と前記第2の焦点検出信号列を加算して第3の焦点検出信号列を生成する加算部と、前記第1の焦点検出信号列が所定の条件を満足するか否かを判断する判断部と、を有し、
前記焦点検出部は、前記第1の焦点検出信号列および前記第2の焦点検出信号列を、前記第1の焦点検出信号列を構成する複数の焦点検出信号の重心位置と、前記第2の焦点検出信号列を構成する複数の焦点検出信号の重心位置とが同一となるように生成し、
前記焦点検出部は、前記第1の焦点検出信号列が所定の条件を満足する場合には、前記第1の焦点検出信号列に基づいて前記撮影光学系の焦点調節状態を検出し、前記第1の焦点検出信号列が所定の条件を満足しない場合には、前記第3の焦点検出信号列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。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 6,
The focus detection unit generates a first focus detection signal sequence including a plurality of focus detection signals corresponding to the respective pixel positions of the pixel sequence, using the signal from the first pixel. Second focus detection signal generation for generating a second focus detection signal sequence composed of a plurality of focus detection signals respectively corresponding to each pixel position of the pixel column, using a generation unit and a signal from the second pixel A first focus detection signal sequence and the second focus detection signal sequence are added to generate a third focus detection signal sequence, and the first focus detection signal sequence has a predetermined condition A determination unit that determines whether or not
The focus detection unit includes the first focus detection signal sequence and the second focus detection signal sequence, a barycentric position of a plurality of focus detection signals constituting the first focus detection signal sequence, and the second focus detection signal sequence. Generate a plurality of focus detection signals constituting the focus detection signal sequence so that the center of gravity positions are the same,
When the first focus detection signal sequence satisfies a predetermined condition, the focus detection unit detects a focus adjustment state of the photographing optical system based on the first focus detection signal sequence, and An imaging apparatus that detects a focus adjustment state of the photographing optical system based on the third focus detection signal sequence when one focus detection signal sequence does not satisfy a predetermined condition.
複数の前記第1画素における前記第1の光電変換部からの信号と、複数の前記第1画素における前記第2の光電変換部からの信号を用いて焦点検出信号を生成し、前記焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出部と、
を備え、
前記焦点検出部は、前記撮像素子において、mおよびnをそれぞれ2以上の整数とし、m行n列の画素からなる参照範囲を前記所定方向に1画素ずつずらして複数設定し、複数の参照範囲のそれぞれに対応する複数の焦点検出信号を、各参照範囲に含まれる複数の前記第1画素の信号を用いて生成し、前記複数の焦点検出信号を、当該複数の焦点検出信号の重心位置が前記所定方向に並ぶように生成する撮像装置。 A first pixel that includes first and second photoelectric conversion units that receive first and second light fluxes that have passed through different pupil regions of the imaging optical system, and that generates a signal based on light of the first color; Image sensors in which second pixels that generate a signal of light of the second color are alternately arranged in a predetermined direction;
A focus detection signal is generated using a signal from the first photoelectric conversion unit in the plurality of first pixels and a signal from the second photoelectric conversion unit in the plurality of first pixels, and the focus detection signal A focus detection unit for detecting the focus of the photographing optical system based on
With
In the imaging device, the focus detection unit sets m and n to integers of 2 or more, sets a plurality of reference ranges including pixels in m rows and n columns by shifting one pixel at a time in the predetermined direction, and sets a plurality of reference ranges. A plurality of focus detection signals corresponding to each of the plurality of focus detection signals are generated using signals of the plurality of first pixels included in each reference range. An imaging device that generates the images so as to line up in the predetermined direction.
複数の前記第1画素における前記第1の光電変換部からの信号と、複数の前記第1画素における前記第2の光電変換部からの信号を用いて焦点検出信号を生成し、前記焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出部と、
を備え、
前記焦点検出部は、前記焦点検出信号のうちの前記第1画素の位置の焦点検出信号を、前記第1画素の信号及び前記第1画素の周囲に位置する複数の前記第1画素の信号を用いて生成する撮像装置。 A first pixel that includes first and second photoelectric conversion units that receive first and second light fluxes that have passed through different pupil regions of the imaging optical system, and that generates a signal based on light of the first color; Image sensors in which second pixels that generate a signal of light of the second color are alternately arranged in a predetermined direction;
A focus detection signal is generated using a signal from the first photoelectric conversion unit in the plurality of first pixels and a signal from the second photoelectric conversion unit in the plurality of first pixels, and the focus detection signal A focus detection unit for detecting the focus of the photographing optical system based on
With
The focus detection unit outputs a focus detection signal at the position of the first pixel in the focus detection signal, a signal of the first pixel, and signals of the plurality of first pixels located around the first pixel. An imaging device to be generated using.
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