JP2019028142A - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】焦点検出性能を一定以上に保ったまま焦点検出を行うことができるようにして、小絞り連写においても良好な焦点検出を可能にする撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮影光学系の第1瞳部分領域および前記第1瞳部分領域と異なる第2瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する第1焦点検出画素および第2焦点検出画素とが複数配列された撮像素子と、第1焦点検出画素の受光信号に基づいて第1焦点検出信号を生成し、第2焦点検出画素の受光信号に基づいて第2焦点検出信号を生成する生成手段と、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号に基づいて像ずれ量を算出し、算出した像ずれ量と、撮影時の撮影光学系の光学条件および前記撮像素子の光学条件に応じて算出される変換係数とからデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、変換係数に対する閾値を設定する設定手段と、変換係数と設定手段で設定された閾値とを比較した結果に基づき、焦点検出時の絞り値を決定する決定手段と、を備える。【選択図】図11PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup apparatus capable of performing focus detection while maintaining focus detection performance at a certain level or higher, and enabling good focus detection even in small aperture continuous shooting. An image pickup apparatus has a first focus detection pixel and a second focus detection pixel that receive light rays that pass through a first pupil portion region of an imaging optical system and a second pupil portion region different from the first pupil portion region, respectively. Generates a first focus detection signal based on the light receiving signal of the first focus detection pixel and an image pickup element in which a plurality of the and are arranged, and generates a second focus detection signal based on the light receiving signal of the second focus detection pixel. The image shift amount is calculated based on the means, the first focus detection signal and the second focus detection signal, and the calculated image shift amount is determined according to the calculated image shift amount, the optical conditions of the photographing optical system at the time of photographing, and the optical conditions of the image pickup element. At the time of focus detection, based on the result of comparing the focus detecting means for detecting the defocus amount from the calculated conversion coefficient, the setting means for setting the threshold value for the conversion coefficient, and the conversion coefficient and the threshold value set by the setting means. It is provided with a determination means for determining the aperture value of. [Selection diagram] FIG. 11
Description
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置及びその制御方法に関し、特に焦点検出機能を有する撮像素子を搭載した撮像装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus such as a digital camera or a video camera and a control method thereof, and more particularly to an imaging apparatus equipped with an imaging element having a focus detection function and a control method thereof.
デジタルカメラ等の撮像装置は、一般に自動焦点検出(AF)機能を有する撮像素子が搭載されている。焦点検出方法としては、コントラスト検出方式とコントラスト検出方式より高速な焦点検出が可能な位相差検出方式とが知られているが、位相差検出方式は、瞳分割機能を有する専用のセンサが必要であるため、比較的大きく、かつ高価な撮像装置に用いられていた。しかし、近年、撮像素子の画素に瞳分割機能を付与することにより、専用のセンサを用いずに位相差検出方式による焦点検出を実現可能な撮像素子が提案されている。 An imaging device such as a digital camera is generally equipped with an imaging device having an automatic focus detection (AF) function. As a focus detection method, a contrast detection method and a phase difference detection method capable of detecting a focus faster than the contrast detection method are known. However, the phase difference detection method requires a dedicated sensor having a pupil division function. For this reason, it has been used in relatively large and expensive imaging devices. However, in recent years, there has been proposed an image sensor that can realize focus detection by a phase difference detection method without using a dedicated sensor by adding a pupil division function to the pixels of the image sensor.
このような撮像素子の出力信号を用いて位相差検出方式で連写を行う際に、特に高い像高において、撮像光学系の前枠や後枠などの影響で「ケラレがある」と判定された場合は、絞り値が所定値以上になるように制御する技術が提案されている(特許文献1)。この提案では、「ケラレがある」と判定された場合は、絞り値が所定値以上になるように制御することで、ケラレによって焦点検出性能が変化してしまうことを防ぎ、焦点検出精度を向上させることができるとしている。 When performing continuous shooting using the phase difference detection method using the output signal of such an image sensor, it is determined that there is vignetting due to the effects of the front and rear frames of the imaging optical system, especially at high image heights. In such a case, a technique for controlling the aperture value to be equal to or greater than a predetermined value has been proposed (Patent Document 1). In this proposal, when it is determined that “there is vignetting”, the focus detection performance is prevented from changing due to vignetting, and the focus detection accuracy is improved by controlling the aperture value to be a predetermined value or more. It can be made to.
ここで、本出願人が鋭意検討した結果、上記特許文献1のケラレの影響以外にも、レンズの射出瞳距離、撮像素子の設定瞳距離、絞り値、像高などの条件から決まってくる基線長によって焦点検出性能は変化することを知見した。したがって、上記特許文献1では、焦点検出性能を一定以上に保ったまま焦点検出を行うことに限界があり、前述した条件を加味した上で焦点検出用の絞り値を決定する必要がある。 Here, as a result of intensive studies by the present applicant, in addition to the influence of vignetting described in Patent Document 1, a baseline determined by conditions such as the exit pupil distance of the lens, the set pupil distance of the image sensor, the aperture value, and the image height It was found that the focus detection performance changes with the length. Therefore, in Patent Document 1, there is a limit to performing focus detection while maintaining the focus detection performance above a certain level, and it is necessary to determine the aperture value for focus detection in consideration of the above-described conditions.
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、焦点検出性能を一定以上に保ったまま焦点検出を行うことができるようにして、小絞り連写においても良好な焦点検出を可能にする撮像装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of such knowledge, and enables focus detection while maintaining focus detection performance at a certain level or more, and enables good focus detection even in small-aperture continuous shooting. An object is to provide an imaging device and a control method thereof.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮影光学系の第1瞳部分領域および前記第1瞳部分領域と異なる第2瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する第1焦点検出画素および第2焦点検出画素とが複数配列された撮像素子と、前記第1焦点検出画素の受光信号に基づいて第1焦点検出信号を生成し、前記第2焦点検出画素の受光信号に基づいて第2焦点検出信号を生成する生成手段と、前記第1焦点検出信号と前記第2焦点検出信号に基づいて像ずれ量を算出し、前記算出した前記像ずれ量と、撮影時の前記撮影光学系の光学条件および前記撮像素子の光学条件に応じて算出される変換係数とからデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記変換係数に対する閾値を設定する設定手段と、前記変換係数と前記設定手段によって設定された前記閾値とを比較した結果に基づき、焦点検出時の絞り値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention receives a first light beam that passes through a first pupil partial region and a second pupil partial region different from the first pupil partial region of a photographing optical system. A first focus detection signal is generated based on an image sensor in which a plurality of pixels and second focus detection pixels are arranged, and a light reception signal of the first focus detection pixel, and based on the light reception signal of the second focus detection pixel A generating means for generating a second focus detection signal; an image shift amount is calculated based on the first focus detection signal and the second focus detection signal; the calculated image shift amount; and the photographing optical at the time of shooting. Focus detection means for detecting a defocus amount from the optical conditions of the system and the conversion coefficient calculated according to the optical conditions of the image sensor, setting means for setting a threshold for the conversion coefficient, the conversion coefficient and the setting To the means Based on the result of comparing the set the threshold value I, to a determining means for determining an aperture value at the time of focus detection, comprising: a.
本発明によれば、焦点検出性能を一定以上に保ったまま焦点検出を行うことができるので、小絞り連写において良好な焦点検出を行うことが可能となる。 According to the present invention, since focus detection can be performed while maintaining the focus detection performance at a certain level or more, good focus detection can be performed in small aperture continuous shooting.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の撮像装置の第1実施形態であるデジタルカメラのシステム構成例の概略を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a system configuration example of a digital camera which is a first embodiment of an imaging apparatus of the present invention.
本実施形態のデジタルカメラ(以下、カメラという。)は、図1に示すように、撮影光学系を構成する第1レンズ群101を有する。第1レンズ群101は、撮影光学系の最も被写体側に配置され、光軸方向に進退移動可能に保持される。絞り兼用シャッタ102は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なうほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとして機能する。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移動し、第1レンズ群101の進退移動との連動により、ズーム動作を行う。
As shown in FIG. 1, the digital camera of the present embodiment (hereinafter referred to as a camera) has a
第3レンズ群105は、光軸方向の進退移動により、焦点調節を行なうフォーカスレンズである。光学ローパスフィルタ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は、2次元CMOSフォトセンサと周辺回路から構成され、撮影光学系を通過した被写体光束が結像する結像面を有する。
The
ズームアクチュエータ111は、不図示のカム筒が回転することで、第1レンズ群101ないし第2レンズ群103を光軸方向に進退駆動し、ズーム動作を行なう。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共に、静止画撮影時の露光時間制御を行なう。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なう。
The zoom actuator 111 rotates the cam cylinder (not shown) to drive the
ストロボユニット115は、キセノン管やLED等を用いた発光装置であり、撮影時に被写体を照明する。AF補助光源116は、所定の開口パターンを有するマスクの像を投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラストの被写体に対する焦点検出能力を向上させる。
The
システム制御回路121は、カメラ全体の制御を司るCPUの他、ROMやRAM等のメモリ、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。そして、システム制御回路121のCPUは、ROMに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラの各種回路を駆動し、AF、撮像、画像処理、記録等の一連の動作を実行する。
The
また、システム制御回路121のROM等には、後述する撮像素子107の出力信号を用いた焦点調節で必要となる補正値算出係数が記憶されている。この補正値算出係数は、第3レンズ群105の位置に対応したフォーカス状態、第1レンズ群101ないし第2レンズ群103の位置に対応したズーム状態、撮影光学系のF値、撮像素子107の設定瞳距離、画素サイズ毎に複数用意されている。
Further, the ROM or the like of the
焦点調節を行う際は、撮影光学系の焦点調節状態(フォーカス状態、ズーム状態)と絞り値、撮像素子107の設定瞳距離、画素サイズの組み合わせに応じて最適な補正値算出係数が選択される。そして、選択された補正値算出係数と撮像素子107の像高から補正値が算出される。
When performing focus adjustment, an optimum correction value calculation coefficient is selected according to the combination of the focus adjustment state (focus state, zoom state) and aperture value of the photographing optical system, the pupil distance set for the
本実施形態では、補正値算出係数をシステム制御回路121のROM等に記憶するようにしているが、例えば、レンズ交換式の撮像装置では、交換レンズが有するROM等に補正値算出係数を記憶するようにしてもよい。この場合は、撮影光学系の焦点調節状態に応じて、補正値算出係数をカメラに送信すればよい。
In the present embodiment, the correction value calculation coefficient is stored in the ROM or the like of the
ストロボ制御回路122は、撮影動作に同期してストロボユニット115の発光部を点灯制御する。補助光駆動回路123は、焦点検出動作に同期してAF補助光源116を点灯制御する。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、取得した画像信号をA/D変換してシステム制御回路121に送信する。画像処理回路125は、撮像素子107が取得した画像のγ変換、カラー補間、JPEG圧縮等の処理を行なう。
The
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なう。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。
The
表示部131は、LCD等で構成され、カメラ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、焦点検出時の焦点検出領域の枠や合焦状態の画像等を表示する。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、撮影モード選択スイッチ等で構成される。記録媒体133は、例えば着脱可能なメモリカード等で構成され、取得された画像を記録する。
The
次に、図2を参照して、撮像素子107の焦点検出画素を含む撮像画素の配列について説明する。図2は、2次元CMOSセンサで構成される撮像素子107の撮像画素の配列を4列×4行の範囲(焦点検出画素の配列を8列×4行の範囲)で示す概略図である。
Next, with reference to FIG. 2, the arrangement of the imaging pixels including the focus detection pixels of the
図2において、2列×2行の撮像画素群200は、R(赤)の分光感度を有する撮像画素200Rが左上に、G(緑)の分光感度を有する撮像画素200Gが右上と左下に、B(青)の分光感度を有する撮像画素200Bが右下にそれぞれ配置されている。また、各撮像画素は、2列×1行に配列された第1焦点検出画素201と第2焦点検出画素202を有する。
In FIG. 2, an
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、撮像信号(焦点検出信号)の取得を可能としている。本実施形態の撮像素子107では、撮像画素の周期Pが4μm、撮像画素数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4150万画素とする。
A large number of 4 columns × 4 rows of imaging pixels (8 columns × 4 rows of focus detection pixels) are arranged on the surface to enable acquisition of imaging signals (focus detection signals). In the
図3(a)は撮像素子107の1つの撮像画素200Gを撮像素子107の受光面側(+z側)から見た平面図、図3(b)は図3(a)のa−a線断面を−y側から見た断面図である。
3A is a plan view of one
図3に示すように、撮像画素200Gには、各撮像画素の受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ305が形成され、また、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と光電変換部302が形成される。光電変換部301と光電変換部302は、それぞれ第1焦点検出画素201と第2焦点検出画素202に対応している。
As shown in FIG. 3, in the
光電変換部301と光電変換部302は、p型層とn型層の間にイントリンシック層を挟んだpin構造フォトダイオードとしてもよいし、必要に応じて、イントリンシック層を省略し、pn接合フォトダイオードとしてもよい。
The
各撮像画素には、マイクロレンズ305と、光電変換部301及び光電変換部302との間に、カラーフィルタ306が形成される。なお、必要に応じて、各副画素毎にカラーフィルタの分光透過率を変えてもよいし、カラーフィルタを省略してもよい。撮像画素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で分光されたのち、光電変換部301と光電変換部302で受光される。
In each imaging pixel, a
光電変換部301と光電変換部302では、受光量に応じて電子とホールが対生成され、空乏層で分離された後、負電荷の電子はn型層(不図示)に蓄積され、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と光電変換部302のn型層(不図示)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。
In the
次に、図4を参照して、図3に示す画素構造と瞳分割との対応関係を説明する。図4は、図3(a)に示す画素構造のa−a線断面を+y側から見た断面図と撮影光学系の射出瞳面を示す概略図である。なお、図4では、射出瞳面の座標軸と対応を取るため、図3(b)に対してx軸とy軸を反転させている。 Next, the correspondence between the pixel structure shown in FIG. 3 and pupil division will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the cross section taken along the line aa of the pixel structure shown in FIG. 3A from the + y side and a schematic view showing the exit pupil plane of the imaging optical system. In FIG. 4, the x axis and the y axis are inverted with respect to FIG. 3B in order to correspond to the coordinate axis of the exit pupil plane.
図4においては、第1焦点検出画素201の第1瞳部分領域501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によって、略共役関係になっており、第1焦点検出画素201で受光可能な瞳領域を表している。第1焦点検出画素201の第1瞳部分領域501は、瞳面上で+X側に重心が偏心している。
In FIG. 4, the first pupil
一方、第2焦点検出画素202の第2瞳部分領域502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によって、略共役関係になっており、第2焦点検出画素202で受光可能な瞳領域を表している。第2焦点検出画素202の第2瞳部分領域502は、瞳面上で−X側に重心が偏心している。
On the other hand, the second pupil
また、瞳領域500は、光電変換部301(第1焦点検出画素201)と光電変換部302(第2焦点検出画素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。撮像面位相差AFでは、撮像素子107のマイクロレンズ305を利用して瞳分割するため回折の影響を受ける。
The
図4では、射出瞳面までの瞳距離が数10mmであるのに対し、マイクロレンズ305の直径は数μmである。そのため、マイクロレンズ305の絞り値が数万となり、数10mmレベルの回折ボケが生じる。よって、光電変換部301,302の受光面の像は、明瞭な瞳領域や瞳部分領域とはならず、瞳強度分布(受光率の入射角分布)となる。
In FIG. 4, the pupil distance to the exit pupil plane is several tens of mm, whereas the diameter of the
図5は、撮像素子107と瞳分割との対応関係を示す概略図である。第1瞳部分領域501と第2瞳部分領域502の異なる瞳部分領域を通過した光束は、撮像素子107の各撮像画素に対して、それぞれ異なる角度で入射し、2×1分割された第1焦点検出画素201と第2焦点検出画素202で受光される。なお、本実施形態では、瞳領域が水平方向に2つに瞳分割されているが、必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行ってもよい。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the correspondence between the
本実施形態では、第1焦点検出画素201と第2焦点検出画素202とを有する撮像画素が複数配列された撮像素子107を用いている。第1焦点検出画素201は、撮影光学系の第1瞳部分領域501を通過する光束を受光し、第2焦点検出画素202は、第1瞳部分領域501と異なる撮影光学系の第2瞳部分領域502を通過する光束を受光する。また、撮像画素は、撮影光学系の第1瞳部分領域501と第2瞳部分領域502を合わせた瞳領域を通過する光束を受光する。
In the present embodiment, an
そして、撮像素子107の各撮像画素の第1焦点検出画素201の受光信号を集めて第1焦点検出信号を生成し、各撮像画素の第2焦点検出画素202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、撮像素子107の各撮像画素毎に、第1焦点検出画素201と第2焦点検出画素202の受光信号を加算することで、有効画素数Nの解像度の撮像信号(撮像画像)を生成する。
The first
なお、本実施形態では、撮像素子107のそれぞれの撮像画素が第1焦点検出画素201と第2焦点検出画素202から構成されているが、必要に応じて、撮像画素と第1焦点検出画素、第2焦点検出画素を個別の画素構成としてもよい。例えば、撮像画素の配列の一部に第1焦点検出画素と第2焦点検出画素を部分的に配置する構成としてもよい。
In the present embodiment, each imaging pixel of the
次に、図6を参照して、撮像素子107により取得される第1焦点検出信号及び第2焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量との関係について説明する。図6は、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号のデフォーカス量と、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号間の像ずれ量との関係を示す概略図である。
Next, the relationship between the defocus amount and the image shift amount of the first focus detection signal and the second focus detection signal acquired by the
図6において、撮影光学系の射出瞳は、図4及び図5と同様に、第1瞳部分領域501と第2瞳部分領域502に2分割される。デフォーカス量dは、被写体の結像位置から撮像素子107の撮像面800までの距離を大きさ|d|とし、被写体の結像位置が撮像面800より被写体側にある前ピン状態を負符号(d<0)として定義する。また、被写体の結像位置が撮像面800より被写体の反対側にある後ピン状態を正符号(d>0)として定義する。
In FIG. 6, the exit pupil of the photographing optical system is divided into two parts, a first pupil
被写体の結像位置が撮像面800(合焦位置)にある合焦状態は、d=0である。図5では、被写体801が合焦状態(d=0)の例を示しており、被写体802が前ピン状態(d<0)の例を示している。前ピン状態(d<0)と後ピン状態(d>0)を合わせて、デフォーカス状態(|d|>0)とする。 An in-focus state where the imaging position of the subject is on the imaging surface 800 (in-focus position) is d = 0. FIG. 5 shows an example in which the subject 801 is in focus (d = 0), and the subject 802 is in the front pin state (d <0). The front pin state (d <0) and the rear pin state (d> 0) are combined to form a defocus state (| d |> 0).
前ピン状態(d<0)では、被写体802からの光束のうち、第1瞳部分領域501(第2瞳部分領域502)を通過した光束は、一度、集光した後、光束の重心位置G1(G2)を中心として幅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に配列された各撮像画素を構成する第1焦点検出画素201(第2焦点検出画素202)により受光され、これにより、第1焦点検出信号(第2焦点検出信号)が生成される。
In the front pin state (d <0), the luminous flux that has passed through the first pupil partial area 501 (second pupil partial area 502) out of the luminous flux from the subject 802 is once condensed and then the gravity center position G1 of the luminous flux. The image spreads in the width Γ 1 (Γ 2) with (G 2) as the center, resulting in a blurred image on the
よって、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G1(G2)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|が増加するに伴い、略比例して増加していく。
Therefore, the first focus detection signal (second focus detection signal) is recorded as a subject image in which the subject 802 is blurred by the width Γ1 (Γ2) at the gravity center position G1 (G2) on the
同様に、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号間の被写体像の像ずれ量p(=光束の重心位置の差G1−G2)の大きさ|p|も、デフォーカス量dの大きさ|d|が増加するに伴い、略比例して増加していく。後ピン状態(d>0)でも、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となるが、同様である。 Similarly, the magnitude | p | of the object image displacement amount p (= difference G1-G2 in the center of gravity of the light beam) between the first focus detection signal and the second focus detection signal is also the size of the defocus amount d. As | d | increases, it increases approximately proportionally. Even in the rear pin state (d> 0), the image shift direction of the subject image between the first focus detection signal and the second focus detection signal is opposite to that in the front pin state, but the same.
したがって、本実施形態では、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号、又は第1焦点検出信号と第2焦点検出信号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に伴い、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号間の像ずれ量pの大きさが増加する。 Therefore, in this embodiment, as the magnitude of the defocus amount of the imaging signal obtained by adding the first focus detection signal and the second focus detection signal or the first focus detection signal and the second focus detection signal increases, The magnitude of the image shift amount p between the one focus detection signal and the second focus detection signal increases.
本実施形態の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焦点検出信号を相対的にシフトさせて信号の一致度を表す相関量を計算し、相関量が良くなるシフト量から像ずれ量pを検出する。撮像信号のデフォーカス量dの大きさが増加するに伴い、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号間の像ずれ量pの大きさが増加する関係性から、像ずれ量pを変換係数により検出デフォーカス量に変換して焦点検出を行う。 In the focus detection of the phase difference detection method of the present embodiment, the first focus detection signal and the second focus detection signal are relatively shifted to calculate the correlation amount indicating the degree of coincidence of the signals, and the shift amount that improves the correlation amount. From this, the image shift amount p is detected. As the magnitude of the defocus amount d of the imaging signal increases, the image shift amount p is converted into a conversion coefficient because of the relationship that the image shift amount p between the first focus detection signal and the second focus detection signal increases. To convert the detection defocus amount into focus detection.
図7は、撮像面位相差検出方式の焦点検出処理を説明するフローチャートである。図7の各処理は、システム制御回路121のROM等に記憶されたプログラムがRAMに展開されてCPU等が画像処理回路125を制御することによって実行される。
FIG. 7 is a flowchart for explaining focus detection processing of the imaging surface phase difference detection method. Each process in FIG. 7 is executed when a program stored in the ROM or the like of the
図7において、ステップS701では、システム制御回路121は、撮像素子107の有効画素領域の中から、焦点調節を行う像高(X,Y)を中心とする焦点検出領域を設定し、ステップS702に進む。ステップS702では、システム制御回路121は、焦点検出領域の第1焦点検出画素201の受光信号から第1焦点検出信号を生成し、焦点検出領域の第2焦点検出画素202の受光信号から第2焦点検出信号を生成し、ステップS703に進む。
In FIG. 7, in step S701, the
ステップS703では、システム制御回路121は、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号に対して、それぞれ画素加算処理を行い、ステップS704に進む。具体的には、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号に対して、それぞれ信号データ量を抑制するために列方向に3画素加算処理を行い、さらに、RGB信号を輝度信号にするためにベイヤー(RGB)加算処理を行う。これら2つの加算処理を合わせて画素加算処理とする。
In step S703, the
ステップS704では、システム制御回路121は、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号に対して、それぞれシェーディング補正処理(光学補正処理)を行い、ステップS705に進む。
In step S704, the
ここで、図8を参照して、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号の瞳ずれによる像ずれ量pから検出デフォーカス量への換算に必要な変換係数の変化とシェーディング補正処理について説明する。図8は、基線長BL0,BL1,BL2、撮像素子107の周辺像高における第1焦点検出画素201の第1瞳部分領域501、第2焦点検出画素202の第2瞳部分領域502、及び撮影光学系の射出瞳400の関係を示す図である。
Here, with reference to FIG. 8, the change of the conversion coefficient necessary for conversion from the image shift amount p due to the pupil shift of the first focus detection signal and the second focus detection signal to the detected defocus amount and the shading correction processing will be described. To do. 8 shows baseline lengths BL0, BL1, and BL2, the first pupil
図8(a)は、撮影光学系の射出瞳距離Dlと撮像素子の設定瞳距離Dsが同じ場合を示している。撮像素子107の設定瞳距離Dsとは、射出瞳距離Dlが撮像素子107の設定瞳距離Dsと同じであった場合、撮像素子107のどの撮像画素においても、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号の強度が略同じになるパラメータである。このパラメータは、前記光電変換部301,302とマイクロレンズ305の位置関係などによって決まる値である。
FIG. 8A shows a case where the exit pupil distance Dl of the photographing optical system and the set pupil distance Ds of the image sensor are the same. When the exit pupil distance Dl is the same as the set pupil distance Ds of the
撮影光学系の射出瞳距離Dlと撮像素子の設定瞳距離Dsが同じ場合は、第1瞳部分領域501と第2瞳部分領域502により、撮影光学系の射出瞳400が、略均等に瞳分割される。射出瞳400の内部における、それぞれ第1瞳部分領域501の重心と第2瞳部分領域502の重心との間隔である基線長をBL0で示す。このとき、像ずれ量pから検出デフォーカス量への換算に必要な変換係数K0は、K0=Ds/BL0で求められる。
When the exit pupil distance Dl of the imaging optical system and the set pupil distance Ds of the image sensor are the same, the
これに対して、図8(b)は、撮影光学系の射出瞳距離Dlが撮像素子107の設定瞳距離Dsより短い場合を示している。この場合、撮像素子107の周辺像高では、撮影光学系の射出瞳400と撮像素子107の入射瞳の瞳ずれを生じ、撮影光学系の射出瞳400が、不均一に瞳分割されてしまう。したがって、基線長は片側に偏ったBL1となり、それに伴い、変換係数K1=Ds/BL1と変化する。
On the other hand, FIG. 8B shows a case where the exit pupil distance Dl of the photographing optical system is shorter than the set pupil distance Ds of the
図8(c)は、撮影光学系の射出瞳距離Dlが撮像素子107の設定瞳距離Dsより長い場合を示している。この場合も図8(b)と同様に、撮像素子107の周辺像高では、撮影光学系の射出瞳400と撮像素子107の入射瞳の瞳ずれを生じ、撮影光学系の射出瞳400が、不均一に瞳分割されてしまう。したがって、基線長は、図8(b)と反対側に偏ったBL2となり、それに伴い、変換係数K2=Ds/BL2と変化する。
FIG. 8C shows a case where the exit pupil distance Dl of the photographing optical system is longer than the set pupil distance Ds of the
また、撮像素子107の周辺像高で瞳分割が不均一になるのに伴い、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号の強度も不均一になり、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号のいずれか一方の強度が大きくなり、他方の強度が小さくなるシェーディングが生じる。さらに、撮影光学系の絞り値が変わると、図8の射出瞳400の大きさが変化するため、絞り値に応じても変換係数Kとシェーディングが変化することがわかる。
Further, as the pupil division becomes nonuniform at the peripheral image height of the
したがって、像ずれ量pから検出デフォーカス量への変換係数K及びシェーディングは、撮影光学系の絞り値と射出瞳距離Dl、撮像素子107の瞳強度分布(光学特性)、及び像高に応じて変化することがわかる。
Therefore, the conversion coefficient K and the shading from the image shift amount p to the detected defocus amount depend on the aperture value and exit pupil distance Dl of the photographing optical system, the pupil intensity distribution (optical characteristics) of the
よって、システム制御回路121は、撮像素子107の焦点検出領域の像高、撮影光学系のF値、射出瞳距離Dlに応じて、第1焦点検出信号の第1シェーディング補正係数と第2焦点検出信号の第2シェーディング補正係数をそれぞれ生成する。そして、第1シェーディング補正係数を第1焦点検出信号に乗算し、第2シェーディング補正係数を第2焦点検出信号に乗算して、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号のシェーディング補正処理(光学補正処理)を行う。
Therefore, the
撮像面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焦点検出信号の相関量(信号の一致度)を基に、検出デフォーカス量の検出を行う。瞳ずれによるシェーディングが生じると第1焦点検出信号と第2焦点検出信号の相関量(信号の一致度)が低下する場合がある。よって、撮像面位相差方式の焦点検出では、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号の相関量(信号の一致度)を改善し、焦点検出性能を良好とするために、シェーディング補正処理(光学補正処理)を行うことが望ましい。 In focus detection using the imaging surface phase difference detection method, the detection defocus amount is detected based on the correlation amount (signal coincidence) between the first focus detection signal and the second focus detection signal. When shading due to pupil shift occurs, the correlation amount (the degree of signal coincidence) between the first focus detection signal and the second focus detection signal may decrease. Therefore, in the imaging surface phase difference type focus detection, in order to improve the correlation amount (signal coincidence) between the first focus detection signal and the second focus detection signal and to improve the focus detection performance, the shading correction processing ( It is desirable to perform optical correction processing.
なお、ここでは、撮像素子107の設定瞳距離Dsが同じで、撮影光学系の射出瞳距離Dlが変化する場合の例で瞳ずれの説明を行ったが、逆に、撮影光学系の射出瞳距離Dlが同じで、撮像素子107の設定瞳距離Dsが変化する場合も同様である。撮像面位相差検出方式の焦点検出では、撮像素子107の設定瞳距離Dsの変化に伴い、焦点検出画素(第1焦点検出画素、第2焦点検出画素)が受光する光束と、撮像画素が受光する光束も変化する。
Here, the pupil shift has been described in an example in which the set pupil distance Ds of the
図7のステップS705では、相関量(信号の一致度)を良くして焦点検出精度を向上するため、システム制御回路121は、第1焦点検出信号と第2焦点検出信号に対して特定の通過周波数帯域を有するバンドパスフィルタ処理を行い、ステップS706に進む。バンドパスフィルタの例としては、DC成分をカットしてエッジ抽出を行う(1,0、−1)などの差分型フィルタや、高周波ノイズ成分を抑制する(1,2,1)などの加算型フィルタがある。
In step S705 of FIG. 7, the
ステップS706では、システム制御回路121は、フィルタ処理後の第1焦点検出信号と第2焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせるシフト処理を行い、信号の一致度を表す相関量を算出し、ステップS707に進む。
In step S706, the
ここでは、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。シフト処理によるシフト量をs、シフト量sのシフト範囲をΓとして、相関量CORは、次式(1)により算出される。 Here, the k-th first focus detection signal after filtering is A (k), the second focus detection signal is B (k), and the range of number k corresponding to the focus detection area is W. The correlation amount COR is calculated by the following equation (1), where s is the shift amount by the shift process and Γ is the shift range of the shift amount s.
シフト量sのシフト処理により、k番目の第1焦点検出信号A(k)とk−s番目の第2焦点検出信号B(k−s)を対応させ減算し、シフト減算信号を生成する。生成されたシフト減算信号の絶対値を計算し、焦点検出領域に対応する範囲W内で番号kの和を取り、相関量COR(s)を算出する。必要に応じて、各行毎に算出された相関量を、各シフト量毎に、複数行に渡って加算しても良い。 By shifting the shift amount s, the k-th first focus detection signal A (k) and the k-s-th second focus detection signal B (k-s) are matched and subtracted to generate a shift subtraction signal. The absolute value of the generated shift subtraction signal is calculated, the sum of the numbers k is calculated within the range W corresponding to the focus detection area, and the correlation amount COR (s) is calculated. If necessary, the correlation amount calculated for each row may be added over a plurality of rows for each shift amount.
ステップS707では、システム制御回路121は、相関量COR(s)からサブピクセル演算により、相関量相関量COR(s)が最小値となる実数値のシフト量を算出して像ずれ量pとする。そして、システム制御回路121は、像ずれ量pに対して、焦点検出領域の像高と、撮影光学系のF値、撮影光学系の射出瞳距離Dlに応じた変換係数Kをかけて、検出デフォーカス量(Def)を検出し、焦点検出処理を終了する。その後、システム制御回路121は、検出デフォーカス量(Def)が所定値以下となるまでレンズを駆動し、所定値以下となると、露光量を算出して撮像動作を行う。
In step S <b> 707, the
次に、図9を参照して、変換係数Kと焦点検出性能の関係性について説明する。図9は、撮影光学系(撮影レンズ)ごとの変換係数Kと像高の関係を示すグラフ図である。前述したように、変換係数Kは、撮影光学系の射出瞳距離D1と撮像素子107の設定瞳距離Dsと像高との関係によって決まり、撮影光学系によっては同じ像高でも変換係数Kが大きく異なる場合がある。変換係数Kは、その値が大きくなるほど焦点検出性能が低下する傾向にある。
Next, the relationship between the conversion coefficient K and the focus detection performance will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the conversion coefficient K and the image height for each photographing optical system (photographing lens). As described above, the conversion coefficient K is determined by the relationship between the exit pupil distance D1 of the photographing optical system, the set pupil distance Ds of the
前述したように、検出デフォーカス量(Def)は、像ずれ量pに変換係数Kをかけあわせることにより算出するが、ノイズ等の影響により像ずれ量pに誤差が生じるような場合、変換係数Kをかけることにより、誤差分をK倍に拡大することになる。このため、その拡大率、つまり変換係数Kが大きくなるほど焦点検出性能が低下することになる。このように、変換係数Kは、焦点検出をする際の性能に指標として使うことが可能である。 As described above, the detected defocus amount (Def) is calculated by multiplying the image shift amount p by the conversion coefficient K. However, if an error occurs in the image shift amount p due to noise or the like, the conversion coefficient By applying K, the error is expanded K times. For this reason, the focus detection performance decreases as the enlargement ratio, that is, the conversion coefficient K increases. In this way, the conversion coefficient K can be used as an index for performance when performing focus detection.
次に、図9乃至図11を参照して、連写を行う際の焦点検出について説明する。いわゆる小絞り状態で連写を行いたい場合、より精度よく焦点検出を行うためには、できるだけ基線長を長く取る開放絞り値で焦点検出を行うが望ましい。この場合、前述したように、変換係数Kを焦点検出性能の指標として用いることができる。 Next, focus detection when performing continuous shooting will be described with reference to FIGS. In order to perform continuous shooting in a so-called small aperture state, in order to perform focus detection with higher accuracy, it is desirable to perform focus detection with an open aperture value that takes as long a baseline length as possible. In this case, as described above, the conversion coefficient K can be used as an index of focus detection performance.
図9を参照して、撮影用光学系であるレンズA,B,Cは、異なる射出瞳距離D1を有し、像高、および射出瞳距離Dl、撮像素子107の設定瞳距離Dsの関係性から、像高ごとに変換係数Kが異なる。この変換係数Kによって焦点検出精度が異なってくるため、本実施形態では、焦点検出性能を一定以上に保つため、変換係数Kに閾値Kthを設けて制御する。
Referring to FIG. 9, lenses A, B, and C that are imaging optical systems have different exit pupil distances D1, and the relationship between the image height, the exit pupil distance Dl, and the set pupil distance Ds of the
図10は、例えば、変換係数Kの像高ごとの変化が最も大きい図9のレンズAを用いる場合に、レンズAの絞り値ごとの変換係数Kの像高変化を示すグラフ図である。変換係数Kは、撮影光学系の射出瞳面上での基線長に由来するため、F値によって、変換係数Kが決まる。このとき、絞り値が小さいほうが基線長を長く取ることができ、変換係数Kの値は小さくなる。 FIG. 10 is a graph showing the change in the image height of the conversion coefficient K for each aperture value of the lens A when, for example, the lens A in FIG. 9 having the largest change in the conversion coefficient K for each image height is used. Since the conversion coefficient K is derived from the base line length on the exit pupil plane of the photographing optical system, the conversion coefficient K is determined by the F value. At this time, the smaller the aperture value, the longer the base line length can be taken, and the value of the conversion coefficient K becomes smaller.
ここで、前述したように、焦点検出性能を一定以上に保つための変換係数Kの閾値Kthを1としたとする。図10から、像高0mm付近、つまり中央像高付近ではF11の小絞り状態においても変換係数Kが閾値Kth以下であるため、良好な焦点検出性能で焦点検出を行うことができる。一方、像高が5mmを超えるあたりから、変換係数Kが閾値Kthを超え、焦点検出性能が下がってしまう。このため、絞り開放であるF2.8で焦点検出を行う必要があることが分かる。 Here, as described above, it is assumed that the threshold Kth of the conversion coefficient K for maintaining the focus detection performance at a certain level or more is 1. From FIG. 10, since the conversion coefficient K is equal to or less than the threshold value Kth even in the small aperture state of F11 in the vicinity of the image height of 0 mm, that is, in the vicinity of the central image height, focus detection can be performed with good focus detection performance. On the other hand, when the image height exceeds 5 mm, the conversion coefficient K exceeds the threshold value Kth, and the focus detection performance decreases. For this reason, it can be seen that it is necessary to perform focus detection at F2.8, which is full aperture.
このように、変換係数Kに閾値Kthを設け、閾値Kthを基に小絞りの状態で焦点検出を行うか、絞り開放まで開いてから焦点検出を行うかを選択することによって、一定以上の焦点検出性能を保ちながら小絞り連写を行うことが可能となる。 As described above, by setting the conversion coefficient K with the threshold value Kth and selecting whether focus detection is performed in a small aperture state based on the threshold value Kth or when the focus detection is performed after the aperture is fully opened, a focus of a certain level or more is obtained. Small aperture continuous shooting can be performed while maintaining detection performance.
図11は、連写開始から終了までの一連の処理を説明するフローチャートである。図11の各処理は、システム制御回路121のROM等に記憶されたプログラムがRAMに展開されてCPU等によって実行される。
FIG. 11 is a flowchart for explaining a series of processes from the start to the end of continuous shooting. Each process in FIG. 11 is executed by a CPU or the like by developing a program stored in the ROM or the like of the
図11において、ステップS1101では、システム制御回路121は、焦点検出用の露出条件を決定し、ステップS1102に進む。ステップS1102では、システム制御回路121は、焦点検出を行うとき変換係数Kを取得し、ステップS1103に進む。
In FIG. 11, in step S1101, the
ここで取得する変換係数Kは、あらかじめ像高やF値や撮影光学系の射出瞳距離D1、撮像素子107の設定瞳距離Dsなどの光学条件に応じた値を算出した変換係数テーブルをシステム制御回路121のROM等に保存しておく。又はシステム制御回路121において、その都度、像高やF値や射出瞳距離D1、撮像素子107の設定瞳距離Dsなどの光学条件から変換係数を算出して用いてもよい。
The conversion coefficient K acquired here is a system control of a conversion coefficient table in which values corresponding to optical conditions such as image height, F value, exit pupil distance D1 of the imaging optical system, and set pupil distance Ds of the
また、撮影光学系であるレンズの前枠や後枠による、いわゆる枠ケラレの情報を用いてもよい。例えば、射出瞳距離D1や撮像素子107の設定瞳距離Ds、及び像高などの光学条件から変換係数Kを算出するが、そこにレンズごとの枠ケラレ情報を用いて、周辺像高における変換係数に補正を掛ければ、より高精度な変換係数Kを算出することができる。また、変換係数Kによる絞り駆動の切り替えも、より正確なものにすることができる。
In addition, information on so-called frame vignetting by a front frame and a rear frame of a lens that is a photographing optical system may be used. For example, the conversion coefficient K is calculated from optical conditions such as the exit pupil distance D1, the set pupil distance Ds of the
ステップS1103では、システム制御回路121は、変換係数Kが閾値Kth以下(閾値以下)か否かを判定し、変換係数Kが閾値Kth以下の場合は、ステップS1104に進み、変換係数Kが閾値Kthを超えている場合は、ステップS1108に進む。ステップS1104では、十分な焦点検出性能があると言えるので、システム制御回路121は、その絞り値のまま焦点検出を行い、ステップS1105に進む。
In step S1103, the
この状態では既に合焦状態は良好であるため、システム制御回路121は、ステップS1106で撮像動作を行い、ステップS1107で連写が終了したか否かを判定し、終了した場合は、処理を終了し、終了していない場合は、ステップS1101に戻る。
In this state, since the in-focus state is already good, the
一方、ステップS1108では、システム制御回路121は、変換係数Kが閾値Kth以下の絞り値、又は開放絞り値に設定し、ステップS1109に進む。絞り値を開放絞り値に設定することによって、変換係数Kをできるだけ下げることができ、良好な焦点検出性能を得ることができる。
On the other hand, in step S1108, the
ステップS1009では、システム制御回路121は、ステップS1008で設定された絞り値における露出条件を決定し、ステップS1010に進む。そして、システム制御回路121は、ステップS1010で焦点検出を行い、ステップS1011にてレンズ駆動を行った後に、ステップS1012にて、ステップS1008で設定された絞り値を撮影用の絞り値に戻し、ステップS1106にて撮像を行う。
In step S1009, the
以上説明したように、本実施形態では、焦点検出性能を一定以上に保ったまま焦点検出を行うことができるので、小絞り連写においても良好な焦点検出を行うことができ、連写中に良好な合焦状態の画像を得ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, since focus detection can be performed while maintaining the focus detection performance at a certain level or more, good focus detection can be performed even in small aperture continuous shooting, and during continuous shooting. It is possible to obtain an image in a good focus state.
(第2の実施形態)
次に、図12を参照して、本発明の撮像装置の第2実施形態であるデジタルカメラについて説明する。なお、上記第1の実施形態に対して重複する部分については、図及び符号を流用しつつ、主に相違点について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a digital camera which is a second embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the part which overlaps with respect to the said 1st Embodiment, a difference is mainly demonstrated, using a figure and a code | symbol.
上記第1の実施形態では、図11のステップS1103で変換係数Kと閾値Kthの比較結果に応じて焦点検出時の絞り値を決定していたが、これに限定されない。例えば、焦点検出を行っている際に、その都度検出されるデフォーカス量も加味して、その次の焦点検出の絞り値を決定してもよい。撮像面位相差検出方式による焦点検出は、絞り値が大きいほど、得られる像はボケにくく鮮明になるため、デフォーカス量が大きい場合における焦点検出性能は向上する。 In the first embodiment, the aperture value at the time of focus detection is determined according to the comparison result between the conversion coefficient K and the threshold value Kth in step S1103 in FIG. 11, but the present invention is not limited to this. For example, when performing focus detection, the aperture value for the next focus detection may be determined in consideration of the defocus amount detected each time. In focus detection by the imaging surface phase difference detection method, the larger the aperture value, the clearer the resulting image becomes and the clearer the image, the better the focus detection performance when the defocus amount is large.
図12は、連写開始から終了までの一連の処理を説明するフローチャートである。図12の各処理は、システム制御回路121のROM等に記憶されたプログラムがRAMに展開されてCPU等によって実行される。なお、図12のステップS1201〜ステップS1212の処理は、上記第1の実施形態の図11のステップS1101〜ステップS1102の処理と同一であるため、ステップS1203aについて説明する。
FIG. 12 is a flowchart for explaining a series of processes from the start to the end of continuous shooting. Each process in FIG. 12 is executed by a CPU or the like after a program stored in the ROM or the like of the
ステップS1203において、変換係数Kが閾値Kthを超えていたとしても、その時、もしくはその直前で検出された検出デフォーカス量Defが閾値Dthを超えている場合であれば、小絞りのまま焦点検出を行ったほうが正確である。 Even if the conversion coefficient K exceeds the threshold value Kth in step S1203, if the detected defocus amount Def detected immediately before or exceeds the threshold value Dth exceeds the threshold value Dth, focus detection is performed with a small aperture. It is more accurate to go.
変換係数Kは、合焦近傍付近において高い検出性能を示すには小さいほど良いが、検出される検出デフォーカス量Defが大きい場合はそうとは限らない。 The smaller the conversion coefficient K is, the better the high detection performance is in the vicinity of the in-focus state, but this is not always the case when the detected defocus amount Def is large.
よって、ステップS1203aでは、システム制御回路121は、検出デフォーカス量Defが閾値Dthを超えている場合は、ステップS1204に進んで小絞りのまま焦点検出を行い、閾値Dth以下の場合にステップS1208に進む。このように焦点検出用の絞り値を決定すれば、あらゆるデフォーカス状態においても良好に焦点検出を行うことが可能となる。その他の構成、及び作用効果は、上記第1の実施形態と同様である。
Therefore, in step S1203a, if the detected defocus amount Def exceeds the threshold value Dth, the
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to what was illustrated by said each embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
ところで、近年では、連写を行う際に、撮影者が合焦精度を重視するか、もしくは連写速度を重視するかを選択できるカメラが増えてきている。このため、撮影者が合焦精度を重視する場合は、変換係数Kが閾値Kthを超えるとき、閾値Kth以下の絞り値に変更し、連写速度を重視したい場合は、絞り駆動自体を省略したいので、絞りは撮影用の絞り値のまま焦点検出を行って撮影を行うようにしてもよい。これにより、撮影者が合焦精度を重視する場合、もしくは連写速度を重視する場合などにおいて、それぞれ適した絞り駆動を行い、合焦精度と連写速度のバランスを持った連写を行うことが可能となる。 By the way, in recent years, when performing continuous shooting, an increasing number of cameras can be used to select whether a photographer places importance on focusing accuracy or continuous shooting speed. For this reason, when the photographer places importance on the focusing accuracy, when the conversion coefficient K exceeds the threshold value Kth, the aperture value is changed to the threshold value Kth or less, and when the continuous shooting speed is to be emphasized, the aperture drive itself is omitted. Therefore, the aperture may be taken by performing focus detection while keeping the aperture value for shooting. As a result, when the photographer places importance on focusing accuracy or when focusing on continuous shooting speed, the appropriate aperture drive is performed, and continuous shooting with a balance between focusing accuracy and continuous shooting speed is performed. Is possible.
また、上記各実施形態では、連写を行う際の焦点検出の絞り値決定方法について説明したが、連写に限ることなく、1枚のみの単体撮影を行う場合でもよい。 In each of the above-described embodiments, the method for determining the aperture value for focus detection when performing continuous shooting has been described. However, the present invention is not limited to continuous shooting, and single image shooting may be performed.
また、本発明の適用範囲は、静止画を撮影するための撮像装置、動画を撮影するための撮像装置、またその両方を撮影するための撮像装置の全てに適用することができる。例えば、一般的な一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、または監視カメラ等の像ぶれ補正を行う撮像装置において適用することができる。 Further, the application range of the present invention can be applied to all of an imaging device for capturing a still image, an imaging device for capturing a moving image, or an imaging device for capturing both. For example, the present invention can be applied to an imaging apparatus that performs image blur correction such as a general single-lens reflex camera, a compact camera, a video camera, or a surveillance camera.
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、本発明は、上述の実施形態の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。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read the program. It can also be realized by processing to be executed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
101 第1レンズ群
102 絞り兼用シャッタ
103 第2レンズ
105 第3レンズ
107 撮像素子
112 絞りシャッタアクチュエータ
121 システム制御回路
124 撮像素子駆動回路
125 画像処理回路
128 絞りシャッタ駆動回路
101
Claims (9)
前記第1焦点検出画素の受光信号に基づいて第1焦点検出信号を生成し、前記第2焦点検出画素の受光信号に基づいて第2焦点検出信号を生成する生成手段と、
前記第1焦点検出信号と前記第2焦点検出信号に基づいて像ずれ量を算出し、前記算出した前記像ずれ量と、撮影時の前記撮影光学系の光学条件および前記撮像素子の光学条件に応じて算出される変換係数とからデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
前記変換係数に対する閾値を設定する設定手段と、
前記変換係数と前記設定手段によって設定された前記閾値とを比較した結果に基づき、焦点検出時の絞り値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 Imaging in which a plurality of first focus detection pixels and second focus detection pixels that receive a light beam passing through a first pupil partial region and a second pupil partial region different from the first pupil partial region of the photographing optical system are arranged. Elements,
Generating means for generating a first focus detection signal based on the light reception signal of the first focus detection pixel, and generating a second focus detection signal based on the light reception signal of the second focus detection pixel;
An image shift amount is calculated based on the first focus detection signal and the second focus detection signal, and the calculated image shift amount, the optical condition of the shooting optical system at the time of shooting, and the optical condition of the imaging element are calculated. A focus detection means for detecting a defocus amount from the conversion coefficient calculated in response,
Setting means for setting a threshold for the conversion coefficient;
An imaging apparatus comprising: a determination unit that determines an aperture value at the time of focus detection based on a result of comparing the conversion coefficient and the threshold set by the setting unit.
前記第1焦点検出画素の受光信号に基づいて第1焦点検出信号を生成し、前記第2焦点検出画素の受光信号に基づいて第2焦点検出信号を生成する生成ステップと、
前記第1焦点検出信号と前記第2焦点検出信号に基づいて像ずれ量を算出し、前記算出した前記像ずれ量と、撮影時の前記撮影光学系の光学条件および前記撮像素子の光学条件に応じて算出される変換係数とからデフォーカス量を検出する焦点検出ステップと、
前記変換係数に対する閾値を設定する設定ステップと、
前記変換係数と前記設定ステップで設定された前記閾値とを比較した結果に基づき、焦点検出時の絞り値を決定する決定ステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 An imaging device in which a plurality of first focus detection pixels and second focus detection pixels that receive a light beam that passes through a first pupil partial region and a second pupil partial region different from the first pupil partial region of an imaging optical system are arranged An imaging apparatus control method comprising:
Generating a first focus detection signal based on the light reception signal of the first focus detection pixel, and generating a second focus detection signal based on the light reception signal of the second focus detection pixel;
An image shift amount is calculated based on the first focus detection signal and the second focus detection signal, and the calculated image shift amount, the optical condition of the shooting optical system at the time of shooting, and the optical condition of the imaging element are calculated. A focus detection step for detecting a defocus amount from a conversion coefficient calculated according to the
A setting step for setting a threshold for the conversion coefficient;
And a determination step of determining an aperture value at the time of focus detection based on a result of comparing the conversion coefficient with the threshold value set in the setting step.
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011142464A (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Nikon Corp | Focus detecting device and imaging device |
JP2011227388A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Canon Inc | Imaging device |
JP2012058747A (en) * | 2011-11-01 | 2012-03-22 | Nikon Corp | Digital camera |
JP2012208159A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Sony Corp | Imaging device, image pickup element, image processing method, and program |
JP2012220925A (en) * | 2011-04-14 | 2012-11-12 | Canon Inc | Imaging apparatus and camera system |
JP2013054120A (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Nikon Corp | Focus detection device and focus adjustment device |
JP2013239787A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Olympus Corp | Imaging element and imaging apparatus using the same |
JP2014215476A (en) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and method for controlling the same |
US20170041588A1 (en) * | 2011-03-29 | 2017-02-09 | Sony Corporation | Image pickup unit, image pickup device, picture processing method, diaphragm control method, and program |
-
2017
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011142464A (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Nikon Corp | Focus detecting device and imaging device |
JP2011227388A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Canon Inc | Imaging device |
JP2012208159A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Sony Corp | Imaging device, image pickup element, image processing method, and program |
US20170041588A1 (en) * | 2011-03-29 | 2017-02-09 | Sony Corporation | Image pickup unit, image pickup device, picture processing method, diaphragm control method, and program |
JP2012220925A (en) * | 2011-04-14 | 2012-11-12 | Canon Inc | Imaging apparatus and camera system |
JP2013054120A (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Nikon Corp | Focus detection device and focus adjustment device |
JP2012058747A (en) * | 2011-11-01 | 2012-03-22 | Nikon Corp | Digital camera |
JP2013239787A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Olympus Corp | Imaging element and imaging apparatus using the same |
JP2014215476A (en) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and method for controlling the same |
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