JP2018132613A - 焦点検出装置、および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<デジタルカメラシステムの構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラシステムの概略構成を示す図である。
相関演算により取得される、一対の視差画像信号を構成する2像の位相差(像ずれ量ともいう)と、デフォーカス量とは比例関係にあり、位相差が大きくなるにつれてデフォーカス量が単調に増加する。また、位相差の向きとデフォーカス量の向き(至近側/無限側)が対応する。尚、本発明および本明細書では、単に一対の視差画像信号の位相差というときは、一対の視差画像信号の相関が最も高い(つまり相関量が最小値をとる)ときの位相差のことを指すものとする。位相差は、公知の手法によりデフォーカス量に変換することができ、さらにデフォーカス量とレンズ群101の倍率関係に基づき、公知の手法により被写体までの距離を算出することもできる。
次に、第1あるいは第2の副画素列にノイズが混入した場合の、像信号と相関量について説明する。
B+ΔNb=(A+B+ΔNab)−(A+ΔNa)
=B+ΔNab−ΔNa
∴ΔNb=ΔNab−ΔNa…(式1)
A:第1のフォトダイオードで生成された電荷に基づく信号(A像信号からノイズを引いた信号)
B:第2のフォトダイオードで生成された電荷に基づく信号(B像信号からノイズを引いた信号)
ΔNab:加算信号に重畳するノイズ
ΔNa:A像信号に重畳するノイズ
ΔNb:B像信号に重畳するノイズ
図9は、本実施形態におけるデジタルカメラシステムの焦点検出動作の流れを示すフローチャートである。本動作は、カメラコントローラ215が各部を制御することにより実現される。
ここで、ステップS1903に対する変形例を説明する。第1の実施形態では、ステップS1903にて、空間周波数特性の異なる第1と第2のフィルタを用いて、第1の相関量と第2の相関量の差の大小および極大の位置に基づいて、ノイズの影響量を判定していた。しかし、ノイズの影響量の判断材料として、種々の情報を追加してもよい。
第1の実施形態では、第1と第2の相関量の差分を用いてノイズの影響度を判定し、ノイズの影響が大きいと判定された場合は相対的に低い周波数特性を有するバンドパスフィルタを用いて位相差を取得した。
ここで、ステップS1903に対する変形例を説明する。第2の実施形態では、ステップS1903にて、ノイズに関する情報(ノイズ評価値Noise)と像信号のコントラストに関する情報(波形振幅PB、先鋭度Sharpness)とをそれぞれ取得し、それらの比の大小に基づいて、ノイズの影響度を判定した(S2105〜2110)。個の方法の代わりに、簡易的に、ISO感度毎に波形振幅PBに閾値を設定し、波形振幅PBがこの閾値未満であればノイズの影響が大きいと判定し、この閾値以上であればノイズの影響が小さいと判定してもよい。ISO感度毎に設定した波形振幅PBの閾値は、テーブル化して記憶しておけば良く、この方法をとることで、波形振幅PBのみでのノイズの影響度を判定し、フィルタの選択を行なうことができる。このように、コントラストに関する情報とノイズに関する情報のいずれかに設定された閾値を用いてノイズの影響度を判定する場合であっても、その閾値がもう一方の情報に応じて変更される場合は、ノイズに関する情報とコントラストの関する情報とに基づいて、ノイズの影響度を判定しているという。
101 レンズ群
200 カメラ部
213 撮像部
ML マイクロレンズ
S1 第1の焦点検出画素
S2 第2の焦点検出画素
Claims (20)
- 一対の視差画像信号に含まれるノイズの影響度を判定する判定手段と、
前記一対の視差画像信号に基づく相関演算により、前記一対の視差画像の位相差に関する情報を取得する取得手段とを備え、
前記取得手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、周波数特性の異なる複数のフィルターの中から前記位相差に関する情報の取得に用いるフィルターを選択し、選択されたフィルターによる処理が行われた前記一対の視差画像信号に基づく前記相関演算により取得された前記位相差に関する情報を焦点検出結果として出力することを特徴とする焦点検出装置。 - 前記取得手段は、
前記判定手段により前記ノイズの影響が所定の大きさ以上であると判定されたとき、前記像ズレ量に関する情報の取得に用いるフィルタ―として第2のフィルターを選択し、
前記判定手段により前記ノイズの影響度が所定値未満であると判定されたとき、前記像ズレ量に関する情報の取得に用いるフィルタ―として前記第1のフィルターよりも低い周波数成分を透過させる第2のフィルターを選択することを特徴とする請求項1に記載の焦点検出装置。 - 前記判定手段は、
第3のフィルタを用いた前記一対の視差画像信号に基づく相関演算により取得された第3の相関量と、前記第3のフィルタよりも低い周波数成分を通過させる第4のフィルタを用いた前記一対の視差画像信号に基づく相関演算により取得された第4の相関量との差分に基づいて前記ノイズの影響度を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の焦点検出装置。 - 前記判定手段は、前記第1のフィルタを用いた前記一対の視差画像信号に基づく相関演算により取得された第1の相関量と、前記第2のフィルタを用いた前記一対の視差画像信号に基づく相関演算により取得された第2の相関量との差分に基づいて前記ノイズの影響度を判定することを特徴とする請求項2に記載の焦点検出装置。
- 前記判定手段は、前記ノイズの影響度の判定に、前記一対の視差画像信号を構成する少なくとも一方の信号の強度に関する情報を用いることを特徴とする請求項3又は4に記載の焦点検出装置。
- 前記信号の強度に関する情報は、前記信号の強度の最大値と前記信号の強度の平均値との少なくともいずれかであることを特徴とする請求項5に記載の焦点検出装置。
- 前記判定手段は、
前記一対の視差画像信号のコントラストに関する情報とノイズに関する情報とに基づいて前記一対の視差画像信号に含まれるノイズの影響度を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の焦点検出装置。 - 前記コントラストに関する情報は、前記一対の視差画像信号を構成する少なくとも一方の像信号の、振幅と先鋭度の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の焦点検出装置。
- 前記ノイズに関する情報は、前記一対の視差画像信号の取得に用いられた撮像素子に起因するノイズ成分と、前記一対の視差画像信号にかけられるゲイン成分に関する設定値の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項7または8に記載の焦点検出装置。
- 前記ゲイン成分に関する設定値は、前記一対の視差画像信号を取得する際の電荷の蓄積時間と感度の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項9に記載の焦点検出装置。
- 前記判定手段は、
前記一対の視差画像信号の前記コントラストに関する情報に基づいて取得される評価値と、
前記一対の視差画像信号のノイズに関する情報に基づいて決定される閾値とを比較することで前記ノイズの影響度を判定する請求項7乃至10のいずれか1項に記載の焦点検出装置。 - 前記判定手段は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合、前記ノイズの影響度が所定値以下であり、前記評価値が前記閾値以下の場合、前記ノイズの影響度が前記所定値より大きいと判定することを特徴とする請求項11に記載の焦点検出装置。
- 前記取得手段は、
前記一対の視差画像信号に対して前記選択されたフィルタを用いたフィルタ処理を行うことで、前記選択されたフィルタによる処理を施された前記一対の視差画像信号を取得することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の焦点検出装置。 - 前記取得手段は、
前記一対の視差画像信号に対して前記複数のフィルターのそれぞれを用いたフィルター処理を行うことで、複数のフィルターのそれぞれによる処理を施された複数の前記一対の視差画像信号を取得し、
複数の前記一対の視差画像信号のなかから、前記選択されたフィルターによる処理を施された前記一対の視差画像信号を選択し、選択した前記一対の視差画像信号に基づく前記相関演算により、前記像ズレ量に関する情報を取得することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の焦点検出装置。 - 前記取得手段は、
前記一対の視差画像信号に対して前記複数のフィルタのそれぞれを用いたフィルタ処理を行うことで、複数のフィルタのそれぞれによる処理を施された複数の前記一対の視差画像信号を取得し、
複数の前記一対の視差画像信号のそれぞれに基づく相関演算により複数の前記像ズレ量に関する情報を取得し、
複数の前記像ズレ量に関する情報のなから、前記選択されたフィルタによる処理を施された前記一対の視差画像信号に基づく相関演算による前記像ズレ量に関する情報を選択することにより、前記像ズレ量に関する情報を取得すること特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の焦点検出装置。 - 前記判定手段は、前記ノイズの影響度の判定に、前記一対の視差画像信号を取得するための撮像時の感度を使用することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
- 前記判定手段は、前記ノイズの影響度の判定に、前記一対の視差画像信号を取得するための撮像時のEV値を使用することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
- 前記一対の視差画像信号は、撮影光学系からの光を光電変換することで生成される信号に基づくことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
- 前記位相差に関する情報は、デフォーカス量、前記撮影光学系に含まれるレンズを合焦位置に移動させるために必要な駆動量の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
- 請求項1乃至19のいずれか1項に記載の焦点検出装置と、
前記一対の視差画像信号を撮影光学系からの光を光電変換する撮像素子とを備える撮像装置。
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