JP2020003553A - Control device, imaging apparatus, control method, program, and, storage medium - Google Patents

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Abstract

To provide a control device capable of swiftly and precise focusing.SOLUTION: The control device includes: calculation means (204) configured to calculate the defocus amount on the basis of a first signal and a second signal corresponding to the light flux passing through the different pupil areas of a lens unit; and focusing means (2122) that performs focusing on the basis of the defocus amount. The focusing means (2122) performs focus determination on the basis of control characteristic information of lens unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、焦点検出を行う撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device that performs focus detection.

レンズ交換式の撮像装置では、撮像装置本体に装着される交換レンズの光学特性およびメカ特性に応じて、速度と精度を両立させたオートフォーカス制御(AF制御)を実現することが重要である。例えば特許文献1には、交換レンズが対応可能な許容錯乱円径に関する情報に基づいて位相差AFの合焦範囲を決定するカメラ本体が開示されている。   In an interchangeable lens type imaging apparatus, it is important to realize autofocus control (AF control) that achieves both speed and accuracy in accordance with the optical characteristics and mechanical characteristics of an interchangeable lens mounted on the imaging apparatus body. For example, Patent Literature 1 discloses a camera body that determines a focusing range of a phase difference AF based on information on a permissible circle of confusion that the interchangeable lens can support.

特許第5979902号公報Japanese Patent No. 5797902

しかしながら、特許文献1に開示されたカメラ本体は、最も厳しい撮影条件(焦点距離)に基づいて合焦範囲を決定する。このため、撮影条件によっては焦点調節の精度が低下する場合がある。   However, the camera body disclosed in Patent Literature 1 determines an in-focus range based on the strictest shooting conditions (focal length). For this reason, the accuracy of focus adjustment may decrease depending on the shooting conditions.

そこで本発明は、高速かつ高精度の焦点調節が可能な制御装置、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を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control device, an imaging device, a control method, a program, and a storage medium that can perform high-speed and high-precision focus adjustment.

本発明の一側面としての制御装置は、レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段と、前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、前記焦点調節手段は、前記レンズユニットの制御特性情報に基づいて合焦判定を行う。   A control device according to one aspect of the present invention includes: a calculating unit configured to calculate a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to light beams that have passed through different pupil regions of the lens unit; And a focus adjustment unit that performs focus adjustment based on the control unit, and the focus adjustment unit performs focus determination based on control characteristic information of the lens unit.

本発明の他の側面としての制御装置は、レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段と、前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、前記焦点調節手段は、前記デフォーカス量が第1合焦範囲にある場合、合焦状態であると判定し、前記デフォーカス量が前記第1合焦範囲になく、かつ前記第1合焦範囲より広い第2合焦範囲にある場合、前記デフォーカス量に基づいて前記レンズユニットのフォーカスレンズを駆動した後に合焦状態であると判定する。   A control device according to another aspect of the present invention includes: a calculating unit configured to calculate a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam that has passed through mutually different pupil regions of a lens unit; Focus adjustment means for performing focus adjustment based on the following.If the defocus amount is within the first focus range, the focus adjustment means determines that the object is in focus, and the defocus amount is If not in the first focus range and in a second focus range wider than the first focus range, it is determined that the camera is in focus after driving the focus lens of the lens unit based on the defocus amount. I do.

本発明の他の側面としての撮像装置は、レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過する光束にそれぞれ対応する第1信号および第2信号を出力する撮像素子と、前記制御装置とを有する。   An imaging device according to another aspect of the present invention includes an imaging device that outputs a first signal and a second signal that respectively correspond to light beams that pass through different pupil regions of a lens unit, and the control device.

本発明の他の側面としての制御方法は、レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出するステップと、前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行うステップとを有し、前記焦点調節を行うステップにおいて、前記レンズユニットの制御特性情報に基づいて合焦判定を行う。   A control method according to another aspect of the present invention includes a step of calculating a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam that has passed through different pupil regions of a lens unit; Adjusting the focus based on the control characteristic information of the lens unit.

本発明の他の側面としての制御方法は、レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出するステップと、前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行うステップとを有し、前記焦点調節を行うステップにおいて、前記デフォーカス量が第1合焦範囲にある場合、合焦状態であると判定し、前記デフォーカス量が前記第1合焦範囲になく、かつ前記第1合焦範囲より広い第2合焦範囲にある場合、前記デフォーカス量に基づいて前記レンズユニットのフォーカスレンズを駆動した後に合焦状態であると判定する。   A control method according to another aspect of the present invention includes a step of calculating a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam that has passed through different pupil regions of a lens unit; Performing a focus adjustment based on the information.In the step of performing the focus adjustment, when the defocus amount is within the first focus range, it is determined that the object is in focus, and the defocus amount is determined by the When not in one focus range and in a second focus range wider than the first focus range, it is determined that a focus state is established after driving a focus lens of the lens unit based on the defocus amount. .

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。   A program according to another aspect of the present invention causes a computer to execute the control method.

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。   A storage medium according to another aspect of the present invention stores the program.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。   Other objects and features of the present invention will be described in the following embodiments.

本発明によれば、高速かつ高精度の焦点調節が可能な制御装置、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。   According to the present invention, it is possible to provide a control device, an imaging device, a control method, a program, and a storage medium that can perform high-speed and high-precision focus adjustment.

各実施形態における撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of an imaging device in each embodiment. 従来技術における課題の説明図である。It is an explanatory view of a problem in the conventional technology. (a)非撮像面位相差方式および(b)撮像面位相差方式の画素構成例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a pixel configuration of a non-imaging plane phase difference method and FIG. 第1の実施形態における焦点調節動作のフローチャートである。5 is a flowchart of a focus adjustment operation according to the first embodiment. 各実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating focus detection processing in each embodiment. 各実施形態における焦点検出領域の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a focus detection area in each embodiment. 各実施形態におけるAF用信号(一対の像信号)の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an AF signal (a pair of image signals) in each embodiment. 各実施形態におけるAF用信号のシフト量と相関量との関係の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a relationship between a shift amount of an AF signal and a correlation amount in each embodiment. 各実施形態におけるAF用信号のシフト量と相関変化量との関係の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a relationship between a shift amount of an AF signal and a correlation change amount in each embodiment. 第1の実施形態における効果の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an effect in the first embodiment. 第2の実施形態における焦点調節動作のフローチャートである。It is a flowchart of the focus adjustment operation in the second embodiment. 第3の実施形態における焦点調節動作のフローチャートである。13 is a flowchart of a focus adjustment operation according to the third embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態における撮像装置の構成について説明する。図1は、本実施形態における撮像装置100(レンズ交換式カメラシステム)のブロック図である。撮像装置100は、カメラ本体20(撮像装置本体)と、カメラ本体20に着脱可能なレンズユニット10(交換レンズ)とを備えて構成されている。レンズユニット10の全体の動作を統括制御するレンズ制御部106と、レンズユニット10を含む撮像装置100(カメラシステム)の全体の動作を統括するカメラ制御部212とは、レンズマウントに設けられた端子(不図示)を介して相互に通信可能である。なお本実施形態は、レンズユニットとカメラ本体とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。
(1st Embodiment)
First, the configuration of the imaging device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of an imaging apparatus 100 (interchangeable lens camera system) according to the present embodiment. The imaging apparatus 100 includes a camera body 20 (imaging apparatus body) and a lens unit 10 (interchangeable lens) that is detachable from the camera body 20. The lens control unit 106 that controls the entire operation of the lens unit 10 and the camera control unit 212 that controls the entire operation of the imaging apparatus 100 (camera system) including the lens unit 10 include terminals provided on a lens mount. (Not shown). Note that the present embodiment is also applicable to an imaging device in which a lens unit and a camera body are integrally configured.

まず、レンズユニット10の構成について説明する。固定レンズ101、絞り102、および、フォーカスレンズ103は、撮像光学系を構成する。絞り102は、絞り駆動部104により駆動され、後述する撮像素子201への入射光量を制御する。フォーカスレンズ103は、フォーカスレンズ駆動部105により駆動され、フォーカスレンズ103の位置に応じて撮像光学系の合焦距離が変化する。絞り駆動部104およびフォーカスレンズ駆動部105は、レンズ制御部106により制御され、絞り102の開口量およびフォーカスレンズ103の位置をそれぞれ決定する。   First, the configuration of the lens unit 10 will be described. The fixed lens 101, the aperture 102, and the focus lens 103 form an imaging optical system. The diaphragm 102 is driven by a diaphragm driving unit 104 and controls the amount of light incident on an image sensor 201 described later. The focus lens 103 is driven by the focus lens drive unit 105, and the focusing distance of the imaging optical system changes according to the position of the focus lens 103. The aperture driving unit 104 and the focus lens driving unit 105 are controlled by the lens control unit 106, and determine the aperture amount of the aperture 102 and the position of the focus lens 103, respectively.

レンズ操作部107は、AF(オートフォーカス)/MF(マニュアルフォーカス)モードの切り替え、MFによるフォーカスレンズ103の位置調整、手ブレ補正モードの設定など、ユーザがレンズユニット10の動作に関する設定を行う入力デバイス群である。レンズ操作部107がユーザにより操作されると、レンズ制御部106はその操作に応じた制御を行う。レンズ制御部106は、後述するカメラ制御部212から受信した制御命令や制御情報に応じて絞り駆動部104やフォーカスレンズ駆動部105を制御する。またレンズ制御部106は、レンズ制御情報をカメラ制御部212に送信する。   The lens operation unit 107 is an input by which the user performs settings related to the operation of the lens unit 10 such as switching between AF (autofocus) / MF (manual focus) mode, position adjustment of the focus lens 103 by MF, and setting of a camera shake correction mode. Device group. When the lens operation unit 107 is operated by the user, the lens control unit 106 performs control according to the operation. The lens control unit 106 controls the aperture driving unit 104 and the focus lens driving unit 105 according to a control command and control information received from a camera control unit 212 described later. Further, the lens control unit 106 transmits the lens control information to the camera control unit 212.

次に、カメラ本体20の構成について説明する。カメラ本体20は、レンズユニット10の撮像光学系を通過した光束から撮像信号を取得するように構成されている。撮像素子201は、CCDセンサやCMOSセンサなどを備え、レンズユニット10の撮像光学系を介して形成された被写体像(光学像)を光電変換して画素信号(画像データ)を出力する。すなわち撮像光学系から入射した光束は、撮像素子201の受光面上に結像し、撮像素子201において配列された画素(フォトダイオード)により、入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部212の指令に従い、タイミングジェネレータ214から出力される駆動パルスに基づいて、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子201から順次読み出される。   Next, the configuration of the camera body 20 will be described. The camera body 20 is configured to acquire an imaging signal from a light beam that has passed through the imaging optical system of the lens unit 10. The imaging element 201 includes a CCD sensor, a CMOS sensor, and the like, and photoelectrically converts a subject image (optical image) formed via the imaging optical system of the lens unit 10 to output a pixel signal (image data). That is, the light beam incident from the image pickup optical system forms an image on the light receiving surface of the image pickup device 201, and is converted into signal charges corresponding to the amount of incident light by pixels (photodiodes) arranged in the image pickup device 201. The signal charges stored in each photodiode are sequentially read out from the image sensor 201 as a voltage signal corresponding to the signal charges based on a drive pulse output from the timing generator 214 in accordance with a command from the camera control unit 212.

本実施形態で用いられる撮像素子201の各画素は、2つ(一対)のフォトダイオードA、Bとこれら一対のフォトダイオードA、Bに対して設けられた(フォトダイオードA、Bを共有する)1つのマイクロレンズとを備えて構成されている。すなわち撮像素子201は、1つのマイクロレンズに対し一対のフォトダイオード(第1光電変換部および第2光電変換部)を有し、複数のマイクロレンズが2次元状に配列されている。各画素は、入射する光をマイクロレンズで分割して一対のフォトダイオードA、B上に一対の光学像を形成し、この一対のフォトダイオードA、Bから後述するAF用信号に用いられる一対の画素信号(A像信号およびB像信号)を出力する。また、一対のフォトダイオードA、Bの出力を加算することにより、撮像用信号(A+B像信号)を得ることができる。   Each pixel of the image sensor 201 used in the present embodiment is provided for two (a pair) of photodiodes A and B and for the pair of photodiodes A and B (the photodiodes A and B are shared). It is configured to include one micro lens. That is, the imaging element 201 has a pair of photodiodes (first photoelectric conversion unit and second photoelectric conversion unit) for one microlens, and a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged. Each pixel divides incident light with a microlens to form a pair of optical images on a pair of photodiodes A and B. The pair of photodiodes A and B form a pair of optical images used for AF signals described later. It outputs pixel signals (A image signal and B image signal). Further, by adding the outputs of the pair of photodiodes A and B, an imaging signal (A + B image signal) can be obtained.

複数の画素から出力された複数のA像信号と複数のB像信号とをそれぞれ合成することにより、撮像面位相差検出方式によるAF(撮像面位相差AF)に用いられるAF用信号(焦点検出用信号)としての一対の像信号が得られる。後述するAF信号処理部204は、一対の像信号に対する相関演算を行って、一対の像信号のずれ量である位相差(像ずれ量)を算出し、さらに像ずれ量から撮像光学系のデフォーカス量(およびデフォーカス方向)を算出する。   By synthesizing a plurality of A image signals and a plurality of B image signals output from a plurality of pixels, respectively, an AF signal (focus detection) used for AF (imaging plane phase difference AF) by an imaging plane phase difference detection method is used. A pair of image signals is obtained. An AF signal processing unit 204, which will be described later, performs a correlation operation on the pair of image signals to calculate a phase difference (image shift amount) which is a shift amount of the pair of image signals, and further calculates a data of the imaging optical system from the image shift amount. The focus amount (and the defocus direction) is calculated.

このように撮像素子201は、レンズユニット10の撮像光学系を通過した光束を受光して形成された光学像を電気信号に光電変換して画像データ(像信号)を出力する。本実施形態の撮像素子201は、1つのマイクロレンズに対して2つのフォトダイオードが設けられており、撮像面位相差AF方式による焦点検出に用いる像信号を生成可能である。なお、1つのマイクロレンズに対して4つのフォトダイオードを設けるなど、1つのマイクロレンズを共有するフォトダイオード(分割PD)の個数を変更してもよい。   As described above, the imaging element 201 photoelectrically converts an optical image formed by receiving the light beam that has passed through the imaging optical system of the lens unit 10 into an electric signal, and outputs image data (image signal). The image sensor 201 according to the present embodiment is provided with two photodiodes for one microlens, and can generate an image signal used for focus detection by the imaging surface phase difference AF method. Note that the number of photodiodes (division PDs) sharing one microlens may be changed, such as providing four photodiodes for one microlens.

図3(a)は、撮像面位相差AF方式に対応していない画素の構成、図3(b)は、撮像面位相差AF方式に対応した画素の構成例を模式的に示している。図3(a)、(b)のいずれの画素構成でも、ベイヤー配列が用いられており、Rは赤のカラーフィルタを、Bは青のカラーフィルタを、Gr、Gbは緑のカラーフィルタをそれぞれ示している。撮像面位相差AFに対応する図3(b)の画素構成では、図3(a)に示される撮像面位相差AF方式に非対応の画素構成における1画素(実線で示される画素)内に、図3(b)の水平方向に2分割された2つのフォトダイオードA、Bが設けられている。フォトダイオードA、B(第1光電変換部、第2光電変換部)は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を受光する。フォトダイオードAとフォトダイオードBは、撮影光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光するため、B像信号はA像信号に対して視差を有している。なお、図3(b)に示される画素の分割方法は一例であり、図3(b)の垂直方向に分割した構成や、水平方向および垂直方向に2分割ずつ(合計4分割)した構成などの他の構成を採用してもよい。また、同じ撮像素子内において互いに異なる分割方法で分割された複数種類の画素が含まれてもよい。   FIG. 3A schematically illustrates a configuration of a pixel that does not support the imaging surface phase difference AF method, and FIG. 3B schematically illustrates a configuration example of a pixel that supports the imaging surface phase difference AF method. In each of the pixel configurations of FIGS. 3A and 3B, a Bayer array is used, where R is a red color filter, B is a blue color filter, and Gr and Gb are green color filters. Is shown. In the pixel configuration of FIG. 3B corresponding to the imaging plane phase difference AF, one pixel (pixel indicated by a solid line) in the pixel configuration not supporting the imaging plane phase difference AF method shown in FIG. , Two photodiodes A and B divided in the horizontal direction in FIG. 3B are provided. The photodiodes A and B (the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit) receive light beams that have passed through mutually different pupil regions of the imaging optical system. Since the photodiodes A and B receive light beams that have passed through different areas of the exit pupil of the imaging optical system, the B image signal has parallax with the A image signal. Note that the pixel dividing method illustrated in FIG. 3B is an example, and the pixel is divided in the vertical direction in FIG. 3B, or the pixel is divided into two in the horizontal and vertical directions (a total of four). Other configurations may be adopted. In addition, a plurality of types of pixels divided by different division methods may be included in the same image sensor.

なお本実施形態では、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部が配置され、瞳分割された光束が各光電変換部に入射される構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば焦点検出用画素の構成は、マイクロレンズ下に1つのPDを有し、遮光層により左右または上下を遮光することで瞳分割を行う構成でもよい。また、複数の撮像用画素の配列の中に一対の焦点検出用画素を離散的に配置し、その一対の焦点検出用画素から一対の像信号を取得する構成でもよい。   In the present embodiment, a configuration is shown in which a plurality of photoelectric conversion units are arranged for one microlens, and a pupil-divided light beam is incident on each photoelectric conversion unit. However, the present invention is not limited to this. Not something. For example, the focus detection pixel may have a configuration in which one PD is provided below the microlens and pupil division is performed by shielding the light from left and right or up and down by a light shielding layer. Alternatively, a configuration may be adopted in which a pair of focus detection pixels are discretely arranged in an array of a plurality of imaging pixels, and a pair of image signals are acquired from the pair of focus detection pixels.

CDS/AGC/ADコンバータ202は、撮像素子201から読み出されたAF用信号および撮像用信号に対して、リセットノイズを除去するための相関二重サンプリング、ゲイン調節、および、AD変換を行う。CDS/AGC/ADコンバータ202は、これらの処理を行った撮像用信号およびAF用信号のそれぞれを画像入力コントローラ203およびAF信号処理部204に出力する。   The CDS / AGC / AD converter 202 performs correlated double sampling, gain adjustment, and AD conversion on the AF signal and the imaging signal read from the imaging element 201 to remove reset noise. The CDS / AGC / AD converter 202 outputs the imaging signal and the AF signal that have been subjected to these processes to the image input controller 203 and the AF signal processing unit 204.

画像入力コントローラ203は、CDS/AGC/ADコンバータ202から出力された撮像用信号を、バス21を介してSDRAM209に画像信号として格納する。SDRAM209に格納された画像信号は、バス21を介して表示制御部205により読み出され、表示部206に表示される。画像信号の記録を行う録画モードにおいて、SDRAM209に格納された画像信号は、記録媒体制御部207により半導体メモリなどの記録媒体208に記録される。ROM210(記憶手段)は、カメラ制御部212により実行される制御プログラムや処理プログラム、および、これらのプログラムの実行に必要な各種データなどを格納している。フラッシュROM211は、ユーザにより設定されたカメラ本体20の動作に関する各種設定情報などを格納している。   The image input controller 203 stores the imaging signal output from the CDS / AGC / AD converter 202 in the SDRAM 209 via the bus 21 as an image signal. The image signal stored in the SDRAM 209 is read by the display control unit 205 via the bus 21 and displayed on the display unit 206. In the recording mode for recording an image signal, the image signal stored in the SDRAM 209 is recorded by the recording medium control unit 207 on a recording medium 208 such as a semiconductor memory. The ROM 210 (storage means) stores control programs and processing programs executed by the camera control unit 212, and various data necessary for executing these programs. The flash ROM 211 stores various setting information related to the operation of the camera body 20 set by the user.

カメラ制御部212の被写体検出部2121は、画像入力コントローラ203から入力された撮像用信号に基づいて特定の被写体を検出し、撮像用信号内での特定の被写体の位置を決定する。また被写体検出部2121は、画像入力コントローラ203から連続的に撮像用信号を入力し、検出した特定の被写体が移動した場合には移動先の被写体の位置を判定する。このように被写体検出部2121は、特定の被写体の位置を追従する。特定の被写体とは、例えば、顔被写体や、カメラ操作部213を介してユーザにより撮像画面内で指定された位置に存在する被写体などである。後述するように、検出した特定の被写体の位置や大きさに関する情報は、主にAFを行う領域(焦点検出領域)を設定するために用いられる。   The subject detection unit 2121 of the camera control unit 212 detects a specific subject based on the imaging signal input from the image input controller 203, and determines the position of the specific subject in the imaging signal. Further, the subject detection unit 2121 continuously inputs an imaging signal from the image input controller 203, and determines the position of the destination subject when the detected specific subject has moved. Thus, the subject detection unit 2121 follows the position of a specific subject. The specific subject is, for example, a face subject or a subject existing at a position designated by the user via the camera operation unit 213 in the imaging screen. As will be described later, the detected information on the position and size of the specific subject is mainly used to set an area where AF is performed (focus detection area).

AF信号処理部204(算出手段)は、CDS/AGC/ADコンバータ202から出力されたAF用信号である一対の像信号に対して相関演算を行い、一対の像信号の像ずれ量および信頼性を算出する。信頼性は、後述する二像(一対の像信号)の一致度と相関変化量の急峻度とを用いて算出される。またAF信号処理部204は、撮像画面内で焦点検出およびAFを行う領域である焦点検出領域の位置および大きさを設定する。AF信号処理部204は、焦点検出領域において算出した像ずれ量(検出量)および信頼性に関する情報をカメラ制御部212に出力する。なお、AF信号処理部204が行う処理の詳細については後述する。   The AF signal processing unit 204 (calculation unit) performs a correlation operation on a pair of image signals, which are AF signals output from the CDS / AGC / AD converter 202, and calculates an image shift amount and reliability of the pair of image signals. Is calculated. The reliability is calculated using the coincidence between two images (a pair of image signals) and the steepness of the correlation change amount described later. Further, the AF signal processing unit 204 sets the position and size of a focus detection area, which is an area where focus detection and AF are performed in the imaging screen. The AF signal processing unit 204 outputs to the camera control unit 212 information on the image shift amount (detection amount) and reliability calculated in the focus detection area. The details of the processing performed by the AF signal processing unit 204 will be described later.

カメラ制御部212内のAF制御部2122は、AF信号処理部204により算出された像ずれ量、信頼性、および、レンズユニット10とカメラ本体20との状態を示す情報に基づいて、必要に応じてAF信号処理部204の設定を変更する。例えば、AF制御部2122は、像ずれ量が所定量以上である場合、相関演算を行う領域をAF信号処理部204により設定された領域よりも広く設定し、または、一対の像信号のコントラストに応じてバンドパスフィルタの種類を変更する。またAF制御部2122は、AF信号処理部204による焦点検出領域の設定のため、被写体検出部2121にて検出された特定の被写体や、カメラ操作部213を介してユーザにより撮像画面内で指定された位置をAF信号処理部204に渡す。これにより、AF制御部2122およびAF信号処理部204は、これらの情報に基づいて焦点検出領域の位置や範囲を設定することができる。   The AF control unit 2122 in the camera control unit 212 performs an operation based on information indicating the image shift amount and reliability calculated by the AF signal processing unit 204 and information indicating the state of the lens unit 10 and the camera body 20 as necessary. Then, the setting of the AF signal processing unit 204 is changed. For example, when the image shift amount is equal to or more than the predetermined amount, the AF control unit 2122 sets the area where the correlation calculation is performed to be wider than the area set by the AF signal processing unit 204, or adjusts the contrast of a pair of image signals. Change the type of bandpass filter accordingly. In addition, the AF control unit 2122 is used to set a focus detection area by the AF signal processing unit 204, to specify a specific subject detected by the subject detection unit 2121, or to specify a specific subject in the imaging screen via the camera operation unit 213. The position is transferred to the AF signal processing unit 204. Accordingly, the AF control unit 2122 and the AF signal processing unit 204 can set the position and range of the focus detection area based on the information.

なお本実施形態において、カメラ制御部212は、撮像素子201から、撮像用信号(A+B像信号)およびAF用信号である一対の像信号(A像信号、B像信号)の計3つの信号を取得する。ただし、撮像素子201の負荷を考慮して、カメラ制御部212は、例えば撮像用信号(A+B像信号)と1つのAF用信号(A像信号)の計2つの信号を撮像素子201から取り出すように構成してもよい。この場合、カメラ制御部212は、取り出した撮像用信号とAF用像信号との差分((A+B像信号)−(A像信号))を、他の1つのAF用像信号(B像信号)として算出して用いることができる。なお、撮像用信号(A+B像信号)と一方の像信号(A像信号またはB像信号)も視差を有する。   In the present embodiment, the camera control unit 212 outputs a total of three signals from the image sensor 201, i.e., a pair of image signals (A image signal and B image signal), which are an imaging signal (A + B image signal) and an AF signal. get. However, in consideration of the load of the image sensor 201, the camera control unit 212 extracts two signals from the image sensor 201, for example, an image signal (A + B image signal) and one AF signal (A image signal). May be configured. In this case, the camera control unit 212 determines the difference ((A + B image signal) − (A image signal)) between the taken-out imaging signal and AF image signal by using another AF image signal (B image signal). Can be calculated and used. Note that the imaging signal (A + B image signal) and one of the image signals (A image signal or B image signal) also have parallax.

カメラ制御部212は、カメラ本体20内の各部と情報のやり取りを行いながら各部を制御する。またカメラ制御部212は、ユーザの操作に基づくカメラ操作部213からの入力に応じて、電源のON/OFF、各種設定の変更、撮像処理、AF処理、記録画像の再生処理など、ユーザ操作に対応する種々の処理を実行する。またカメラ制御部212は、レンズユニット10(レンズ制御部106)に対する制御命令やカメラ本体20の情報をレンズ制御部106に送信し、また、レンズユニット10の情報をレンズ制御部106から取得する。カメラ制御部212は、マイクロコンピュータを備えて構成され、ROM210に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、レンズユニット10を含むカメラシステム全体の制御を司る。またカメラ制御部212は、AF信号処理部204にて算出された焦点検出領域での像ずれ量を用いてデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいてレンズ制御部106を介してフォーカスレンズ103の駆動を制御する。   The camera control unit 212 controls each unit while exchanging information with each unit in the camera body 20. In addition, the camera control unit 212 responds to an input from the camera operation unit 213 based on a user's operation to perform a user operation such as power ON / OFF, change of various settings, imaging processing, AF processing, and playback processing of a recorded image. Execute various corresponding processes. Further, the camera control unit 212 transmits a control command to the lens unit 10 (the lens control unit 106) and information on the camera body 20 to the lens control unit 106, and acquires information on the lens unit 10 from the lens control unit 106. The camera control unit 212 includes a microcomputer, and controls the entire camera system including the lens unit 10 by executing a computer program stored in the ROM 210. Further, the camera control unit 212 calculates a defocus amount using the image shift amount in the focus detection area calculated by the AF signal processing unit 204, and via the lens control unit 106 based on the calculated defocus amount. The driving of the focus lens 103 is controlled.

次に、図4を参照して、本実施形態における焦点調節動作(フォーカス制御)について説明する。図4は、焦点調節動作の手順を示すフローチャートである。図4の各ステップは、カメラ制御部212(主にAF制御部2122)によりコンピュータプログラム(撮像処理プログラム)に従って実行される。   Next, a focus adjustment operation (focus control) in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the focus adjustment operation. Each step in FIG. 4 is executed by the camera control unit 212 (mainly the AF control unit 2122) according to a computer program (imaging processing program).

まず、ステップS401において、カメラ制御部212は、カメラ本体20の設定やカメラ操作部213からの入力信号に応じて、焦点調節動作を実行するか否かを判定する。焦点調節動作を開始するまで、ステップS401を繰り返す。カメラ制御部212が焦点調節動作を実行すると判定すると、ステップS402に進む。ステップS402において、カメラ制御部212は、レンズマウントに設けられた端子を通じてレンズ制御部106との通信を行い、現在のレンズユニット10の状態におけるフォーカスレンズ103の最小駆動可能量を取得(受信)する。本実施形態において、カメラ制御部212は、最小駆動可能量をフォーカスレンズ103のメカ的な駆動量としてパルスカウント値で取得する。ただし本発明は、これに限定されるものではなく、最小駆動可能量を、パルスカウント値に繰出し量をかけた物理的な移動量、またはそれらにフォーカス敏感度をかけた像面変化量として取得してもよい。   First, in step S401, the camera control unit 212 determines whether or not to execute a focus adjustment operation according to the settings of the camera body 20 and an input signal from the camera operation unit 213. Step S401 is repeated until the focus adjustment operation is started. If the camera control unit 212 determines to execute the focus adjustment operation, the process proceeds to step S402. In step S402, the camera control unit 212 communicates with the lens control unit 106 through a terminal provided on the lens mount, and acquires (receives) the minimum drivable amount of the focus lens 103 in the current state of the lens unit 10. . In the present embodiment, the camera control unit 212 acquires the minimum drivable amount as a mechanical drive amount of the focus lens 103 as a pulse count value. However, the present invention is not limited to this, and obtains the minimum drivable amount as a physical movement amount obtained by multiplying a pulse count value by an extension amount, or an image plane change amount obtained by multiplying them by focus sensitivity. May be.

続いてステップS403において、AF信号処理部204は、カメラ制御部212(AF制御部2122)からの指令に基づいて、焦点検出処理を行う。焦点検出処理は、撮像面位相差AFを行うためのデフォーカス量と信頼性(相関信頼性)に関する情報を取得する処理である。また、焦点検出処理において情報を取得する撮像画面内の領域(焦点検出領域)に関して設定される検出特性は、カメラ本体20の状態などに応じて設定される。なお、焦点検出処理の詳細については後述する。   Subsequently, in step S403, the AF signal processing unit 204 performs a focus detection process based on a command from the camera control unit 212 (AF control unit 2122). The focus detection process is a process of acquiring information regarding the defocus amount and reliability (correlation reliability) for performing the imaging surface phase difference AF. Further, detection characteristics set for an area (focus detection area) in the imaging screen from which information is acquired in the focus detection processing are set according to the state of the camera body 20 and the like. The details of the focus detection processing will be described later.

続いてステップS404において、カメラ制御部212(AF制御部2122)は、ステップS403にて算出された信頼性(相関信頼性)が第2信頼性閾値以上であるか否かを判定する。信頼性は、前述した二像の一致度や像ずれ量の急峻性により求められる。本実施形態において、大の閾値として、算出されたデフォーカス量を信頼することができない信頼性範囲の最高値を設定することが好ましい。なお、信頼性は、二像の一致度および像ずれ量の急峻性の両方または一方(すなわち少なくとも一方)を用いて求めることができる。また信頼性は、二像の信号レベルなどの他の指標を用いて求めてもよい。   Subsequently, in step S404, the camera control unit 212 (AF control unit 2122) determines whether the reliability (correlation reliability) calculated in step S403 is equal to or greater than a second reliability threshold. The reliability is obtained from the coincidence between the two images and the steepness of the image shift amount. In the present embodiment, it is preferable to set, as the large threshold, the highest value in the reliability range in which the calculated defocus amount cannot be relied on. The reliability can be obtained by using both or one (that is, at least one) of the coincidence between the two images and the steepness of the image shift amount. Further, the reliability may be obtained by using another index such as a signal level of two images.

ステップS404にて信頼性が第2信頼性閾値以上であると判定された場合、ステップS405へ進み、AF制御部2122は、信頼性が第2信頼性閾値よりも高い第1信頼性閾値以上であるか否かを判定する。第1信頼性閾値は、算出されたデフォーカス量の検出ばらつきに基づいて決定され、合焦精度を保証することができない信頼性範囲の最高値を設定することが好ましい。   If it is determined in step S404 that the reliability is equal to or higher than the second reliability threshold, the process proceeds to step S405, where the AF control unit 2122 determines that the reliability is equal to or higher than the first reliability threshold higher than the second reliability threshold. It is determined whether or not there is. The first reliability threshold value is determined based on the calculated detection variation of the defocus amount, and is preferably set to the highest value of a reliability range in which focusing accuracy cannot be guaranteed.

ステップS405にて信頼性が第1信頼性閾値以上であると判定された場合、ステップS406へ進む。ステップS406において、AF制御部2122は、ステップS403にて算出されたデフォーカス量(検出デフォーカス量)が第2デフォーカス量閾値以内であるか否かを判定する。第2デフォーカス量閾値は、算出されたデフォーカス量に基づいて決定され、前述の評価帯域をデフォーカス量の検出範囲の狭い高域に切り替えた場合でもデフォーカス量を検出可能なデフォーカス範囲の最高値を設定することが好ましい。   If it is determined in step S405 that the reliability is equal to or greater than the first reliability threshold, the process proceeds to step S406. In step S406, the AF control unit 2122 determines whether the defocus amount (detected defocus amount) calculated in step S403 is within the second defocus amount threshold. The second defocus amount threshold is determined based on the calculated defocus amount, and the defocus range in which the defocus amount can be detected even when the above-described evaluation band is switched to a high range where the detection range of the defocus amount is narrow. Is preferably set.

検出デフォーカス量が第2デフォーカス量閾値以内であると判定された場合、ステップS407へ進み、AF制御部2122は、検出デフォーカス量が第2デフォーカス量閾値よりも小さい第1デフォーカス量閾値以内であるか否かを判定する。第1デフォーカス量閾値は、焦点深度に基づいて決定され、合焦状態であると判定可能なデフォーカス範囲の最高値を設定することが好ましい。   If it is determined that the detected defocus amount is within the second defocus amount threshold, the process proceeds to step S407, where the AF control unit 2122 determines that the detected defocus amount is smaller than the second defocus amount threshold. It is determined whether it is within the threshold. The first defocus amount threshold value is determined based on the depth of focus, and it is preferable to set a maximum value of a defocus range in which a focus state can be determined.

ステップS407にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内でないと判定された場合、ステップS408へ進む。ステップS408において、AF制御部2122は、検出デフォーカス量がステップS402にて取得した最小駆動可能量以下(すなわち、最小駆動可能量に相当する像面移動量以下)であるか否かを判定する。ここで、本来であれば、ステップS407にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内でない場合、合焦に必要なピント精度が得られていないため、後述のステップS410のターゲット駆動によりさらなるピントの追込みが必要である。しかし、カメラ本体20に装着されたレンズユニット10のフォーカスレンズ103の制御特性が十分でなく、その後のターゲット駆動を実行しても精度改善が期待できない場合、それ以上のピントの追込みを行う必要がないため、ステップS408の判定を行う。   If it is determined in step S407 that the detected defocus amount is not within the first defocus amount threshold, the process proceeds to step S408. In step S408, the AF control unit 2122 determines whether the detected defocus amount is equal to or less than the minimum drivable amount acquired in step S402 (that is, equal to or less than the image plane movement amount corresponding to the minimum drivable amount). . Here, originally, if the detected defocus amount is not within the first defocus amount threshold value in step S407, the focusing accuracy required for focusing has not been obtained, so that the target driving in step S410 described later further increases the focus accuracy. Focusing is required. However, if the control characteristics of the focus lens 103 of the lens unit 10 mounted on the camera body 20 are not sufficient and the accuracy cannot be expected to be improved even after the subsequent target driving, it is necessary to perform further focusing. Therefore, the determination in step S408 is performed.

ステップS407にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内であると判定された場合、または、ステップS408にて検出デフォーカス量が最小駆動可能量以下であると判定された場合、ステップS409へ進む。ステップS409において、AF制御部2122は、被写体に合焦させることができた(合焦状態である)と判定し、フォーカスレンズ103を停止する(合焦停止)。   If it is determined in step S407 that the detected defocus amount is within the first defocus amount threshold, or if it is determined in step S408 that the detected defocus amount is equal to or less than the minimum drivable amount, step S409 is performed. Proceed to. In step S409, the AF control unit 2122 determines that the subject has been focused (is in a focused state), and stops the focus lens 103 (stops focusing).

ここで、図2および図10を参照して、本実施形態の効果について説明する。図2は従来技術の課題の説明図であり、図2(a)は最小駆動可能量が合焦範囲内である場合、図2(b)は最小駆動可能量が合焦範囲を超える場合をそれぞれ示している。図10は、本実施形態における効果の説明図である。図2(a)、(b)、および、図10のそれぞれにおいて、横軸はズーム位置(ズームレンズの位置、焦点距離)、縦軸はフォーカス位置(フォーカスレンズ103の位置)をそれぞれ示している。   Here, the effects of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of the problem of the prior art. FIG. 2A shows a case where the minimum drivable amount is within the focusing range, and FIG. Each is shown. FIG. 10 is an explanatory diagram of the effect in the present embodiment. 2A, 2B, and 10, the horizontal axis indicates the zoom position (the position of the zoom lens, the focal length), and the vertical axis indicates the focus position (the position of the focus lens 103). .

例えば、フォーカス位置(デフォーカス量)が1/4Fδの範囲内である場合に合焦状態であると判定とする場合、図2(a)に示されるようにフォーカスレンズの最小駆動可能量xが合焦判定基準である1/4Fδに対して十分小さい場合には問題ない。一方、図2(b)に示されるように、レンズユニットの種類によっては、焦点距離に応じて(ズーム位置Z1よりも望遠側において)フォーカスレンズの最小駆動可能量yが1/4Fδを超える場合がある。このような場合、特許文献1に開示された従来技術では、許容錯乱円を大きくする、すなわち合焦判定基準を1/4Fδから1/2Fδに緩和する(大きくする)。その結果、広角側においてフォーカス制御の精度が低下してしまう。   For example, when it is determined that the focus state is established when the focus position (defocus amount) is within the range of 4 Fδ, the minimum driveable amount x of the focus lens is determined as shown in FIG. There is no problem if it is sufficiently smaller than 1 / Fδ which is the focus determination criterion. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the minimum drivable amount y of the focus lens exceeds 1 / Fδ depending on the focal length (on the telephoto side of the zoom position Z1) depending on the type of the lens unit. There is. In such a case, in the related art disclosed in Patent Document 1, the allowable circle of confusion is increased, that is, the focus determination criterion is reduced (increased) from 4Fδ to δFδ. As a result, the accuracy of focus control on the wide-angle side decreases.

一方、本実施形態では、図10に示されるように、最小駆動可能量に関する情報に基づいて、合焦判定を行うための条件(合焦判定基準)を変更する。すなわち、デフォーカス量と最小駆動可能量に関する情報とに基づいて合焦判定を行う。例えば、デフォーカス量が最小駆動可能量yよりも小さい場合(ズーム位置Z1よりも望遠側において)、デフォーカス量が合焦判定基準である1/4Fδよりも大きい場合でも、最小駆動可能量y以下である場合、合焦状態であると判定する。このように、図2(b)に示されるような課題が存在する場合でも、図10に示されるように必要十分な合焦判定条件を設定することにより、精度と速度を両立させることが可能となる。この効果は、後述の各実施形態においても同様に得られる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, a condition (focusing determination criterion) for performing the focusing determination is changed based on the information regarding the minimum drivable amount. That is, focus determination is performed based on the defocus amount and information on the minimum drivable amount. For example, when the defocus amount is smaller than the minimum drivable amount y (on the telephoto side than the zoom position Z1), even when the defocus amount is larger than 1 / 4Fδ, which is the focus determination criterion, the minimum drivable amount y In the following cases, it is determined that the object is in focus. In this way, even when there is a problem as shown in FIG. 2B, it is possible to achieve both accuracy and speed by setting necessary and sufficient focus determination conditions as shown in FIG. It becomes. This effect is similarly obtained in each embodiment described later.

一方、検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内ではなく、かつ検出デフォーカス量が最小駆動可能量以下(または、最小駆動可能量に相当する像面移動量以下)ではないと判定された場合、ステップS410へ進む。ステップS410において、AF制御部2122は、検出デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ103の駆動量を算出するとともに、フォーカスレンズ駆動部105を介してフォーカスレンズ103を間欠的に駆動するターゲット駆動を行う。ターゲット駆動は、焦点調節における検出精度および制御精度を高めるため、焦点検出処理とフォーカスレンズ制御(フォーカスレンズ駆動)とを排他的に行う駆動である。すなわちターゲット駆動では、フォーカスレンズが停止中に取得された画像信号を用いて焦点検出が行われる。   On the other hand, it is determined that the detected defocus amount is not within the first defocus amount threshold value and the detected defocus amount is not smaller than the minimum drivable amount (or smaller than the image plane movement amount corresponding to the minimum drivable amount). In this case, the process proceeds to step S410. In step S410, the AF control unit 2122 calculates a drive amount of the focus lens 103 based on the detected defocus amount, and performs a target drive for intermittently driving the focus lens 103 via the focus lens drive unit 105. The target drive is a drive that exclusively performs focus detection processing and focus lens control (focus lens drive) in order to increase detection accuracy and control accuracy in focus adjustment. That is, in the target drive, focus detection is performed using the image signal acquired while the focus lens is stopped.

ステップS405にて信頼性が第1信頼性閾値以上でないと判定された場合、または、ステップS406にて検出デフォーカス量が第2デフォーカス量閾値以内でないと判定された場合、ステップS411へ進む。ステップS411において、AF制御部2122は、検出デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ103の駆動量を算出するとともに、フォーカスレンズ駆動部105を介してフォーカスレンズ103を連続的に駆動するデフォーカス駆動を行う。デフォーカス駆動は、精度よりも速度を優先して、焦点検出処理とフォーカスレンズ制御(フォーカスレンズ駆動)とを並行して行う駆動である。すなわちデフォーカス駆動では、フォーカスレンズの駆動中に取得された画像信号を用いて焦点検出が行われる。   If it is determined in step S405 that the reliability is not equal to or greater than the first reliability threshold, or if it is determined in step S406 that the detected defocus amount is not within the second threshold value, the process proceeds to step S411. In step S411, the AF control unit 2122 calculates the driving amount of the focus lens 103 based on the detected defocus amount, and performs defocus driving for continuously driving the focus lens 103 via the focus lens driving unit 105. . The defocus drive is a drive that performs focus detection processing and focus lens control (focus lens drive) in parallel with priority given to speed over accuracy. That is, in the defocus drive, focus detection is performed using an image signal acquired during driving of the focus lens.

ステップS404にて信頼性が第2信頼性閾値以上でないと判定された場合、ステップS412へ進む。ステップS412において、AF制御部2122は、信頼性が高いデフォーカス量が得られるように、フォーカスレンズ103の駆動量を算出するとともに、フォーカスレンズ駆動部105を介してフォーカスレンズ103を駆動するサーチ駆動を行う。サーチ駆動は、算出したデフォーカス量を用いずに焦点深度に応じて駆動速度を決定し、焦点検出処理とフォーカスレンズ制御とを並行して行う駆動である。   If it is determined in step S404 that the reliability is not greater than or equal to the second reliability threshold, the process proceeds to step S412. In step S412, the AF control unit 2122 calculates the drive amount of the focus lens 103 so as to obtain a highly reliable defocus amount, and performs a search drive for driving the focus lens 103 via the focus lens drive unit 105. I do. The search drive is a drive that determines the drive speed according to the depth of focus without using the calculated defocus amount, and performs focus detection processing and focus lens control in parallel.

ステップS409〜S412にて焦点調節動作の制御状態をそれぞれ設定すると、ステップS413へ進む。ステップS413において、カメラ制御部212は、カメラ本体20の設定やカメラ操作部213からの入力、および、焦点調節動作の制御状態に応じて、焦点調節動作を終了するか否かを判定する。焦点調節動作を終了しないと判定されると、ステップS402へ戻る。一方、焦点調節動作を終了すると判定されると、本フローを終了する。このようにカメラ制御部212は、フォーカスレンズ103の特性に応じて焦点調節動作の合焦判定条件を設定する(撮像光学系の制御特性情報に基づいて合焦判定を行う)ことにより、精度と速度の両立を図った適切な焦点調節動作を行うことができる。   After setting the control state of the focus adjustment operation in steps S409 to S412, the process proceeds to step S413. In step S413, the camera control unit 212 determines whether to end the focus adjustment operation according to the settings of the camera body 20, the input from the camera operation unit 213, and the control state of the focus adjustment operation. If it is determined that the focus adjustment operation is not to be ended, the process returns to step S402. On the other hand, when it is determined that the focus adjustment operation is to be ended, the present flow ends. As described above, the camera control unit 212 sets the focus determination condition of the focus adjustment operation in accordance with the characteristics of the focus lens 103 (performs the focus determination based on the control characteristic information of the imaging optical system), thereby improving the accuracy and the accuracy. It is possible to perform an appropriate focus adjustment operation that balances the speed.

次に、図5を参照して、AF信号処理部204により実行される焦点検出処理(図4のステップS403)について詳述する。図5は、焦点検出処理を示すフローチャートである。図5の各ステップは、主に、カメラ制御部212の指令に基づいてAF信号処理部204により実行される。   Next, the focus detection process (step S403 in FIG. 4) executed by the AF signal processing unit 204 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the focus detection processing. Each step in FIG. 5 is mainly executed by the AF signal processing unit 204 based on a command from the camera control unit 212.

まずステップS501において、AF信号処理部204は、撮像素子201の焦点検出領域に含まれる複数の画素からAF用信号としての一対の像信号(像データ)を取得する。図6は、撮像素子201の画素アレイ601上での焦点検出領域602の説明図である。焦点検出領域602の両側のシフト領域603は、相関演算に必要な領域である。このため、焦点検出領域602とシフト領域603とを合わせた領域604が相関演算に必要な画素領域である。図6中のp、q、s、tはそれぞれ、水平方向(x軸方向)での座標であり、pとqはそれぞれ領域604(画素領域)の始点と終点のx座標、sとtはそれぞれ焦点検出領域602の始点と終点のx座標をそれぞれ示している。   First, in step S501, the AF signal processing unit 204 acquires a pair of image signals (image data) as AF signals from a plurality of pixels included in the focus detection area of the image sensor 201. FIG. 6 is an explanatory diagram of the focus detection area 602 on the pixel array 601 of the image sensor 201. The shift areas 603 on both sides of the focus detection area 602 are areas necessary for the correlation calculation. Therefore, an area 604 obtained by combining the focus detection area 602 and the shift area 603 is a pixel area necessary for the correlation calculation. In FIG. 6, p, q, s, and t are the coordinates in the horizontal direction (x-axis direction), respectively, p and q are the x coordinates of the start point and end point of the area 604 (pixel area), and s and t are the coordinates. The x-coordinates of the start point and the end point of the focus detection area 602 are respectively shown.

図7は、図6の焦点検出領域602に含まれる複数の画素から取得したAF用信号(一対の像信号)の説明図である。図7において、実線701は一対の像信号のうちの一方(A像信号)、破線702は一対の像信号のうち他方(B像信号)である。図7(a)はシフト前のA像信号およびB像信号を示し、図7(b)、(c)はそれぞれ、A像信号およびB像信号を図7(a)の状態からプラス方向およびマイナス方向にシフトした状態を示している。   FIG. 7 is an explanatory diagram of AF signals (a pair of image signals) acquired from a plurality of pixels included in the focus detection area 602 in FIG. In FIG. 7, a solid line 701 is one of the pair of image signals (A image signal), and a broken line 702 is the other of the pair of image signals (B image signal). FIG. 7A shows the A image signal and the B image signal before the shift, and FIGS. 7B and 7C show the A image signal and the B image signal, respectively, from the state of FIG. This shows a state shifted in the minus direction.

続いて、図5のステップS502において、AF信号処理部204は、ステップS501にて取得した一対の像信号(A像信号、B像信号)を1画素(1ビット)ずつ相対的にシフトさせながら、一対の像信号の相関量(相関データ)を算出する。AF信号処理部204は、焦点検出領域内に設けられた複数の画素ライン(走査ライン)のそれぞれに関して、図8(b)、(c)に示されるようにA像信号701およびB像信号702の両方を矢印の方向に1ビットずつシフトする。またAF信号処理部204は、複数の走査ラインのそれぞれに関して一対の像信号(A像信号701、B像信号702)の相関量を算出し、複数の走査ラインの相関量を加算平均することにより、1つの相関量を算出する。   Subsequently, in step S502 in FIG. 5, the AF signal processing unit 204 relatively shifts the pair of image signals (A image signal, B image signal) acquired in step S501 by one pixel (1 bit). , The amount of correlation (correlation data) between the pair of image signals is calculated. The AF signal processing unit 204 performs an A image signal 701 and a B image signal 702 on each of a plurality of pixel lines (scan lines) provided in the focus detection area as illustrated in FIGS. Are shifted one bit at a time in the direction of the arrow. Further, the AF signal processing unit 204 calculates a correlation amount of a pair of image signals (A image signal 701 and B image signal 702) for each of the plurality of scanning lines, and performs an averaging of the correlation amounts of the plurality of scanning lines. Calculate one correlation amount.

本実施形態では、相関量を算出する際に、一対の像信号を1画素ずつ相対的にシフトさせるように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、一対の像信号を2画素ずつ相対的にシフトさせるなど、より多くの画素単位でシフトさせるように構成してもよい。また本実施形態では、複数の走査ラインのそれぞれに関する相関量を加算平均することにより1つの相関量を算出しているが、これに限定されるものではない。例えば、複数の走査ラインのそれぞれに関する一対の像信号に対して加算平均を行い、その後、加算平均した一対の像信号に対して相関量の算出を行うように構成してもよい。   In the present embodiment, when calculating the correlation amount, the pair of image signals are configured to be relatively shifted by one pixel, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration may be adopted in which a pair of image signals are shifted by a larger number of pixels, such as by shifting the image signals relatively by two pixels. In the present embodiment, one correlation amount is calculated by averaging the correlation amounts for each of the plurality of scan lines, but the present invention is not limited to this. For example, an arrangement may be made in which the averaging is performed on a pair of image signals for each of a plurality of scanning lines, and then the correlation amount is calculated for the pair of image signals that are averaged.

相関量COR[i]は、以下の式(1)を用いて算出することができる。   The correlation amount COR [i] can be calculated using the following equation (1).

式(1)において、iはシフト量、p−sはマイナス方向の最大シフト量、q−tはプラス方向の最大シフト量、xは焦点検出領域702の開始座標、yは焦点検出領域702の終了座標である。   In equation (1), i is the shift amount, ps is the maximum shift amount in the minus direction, qt is the maximum shift amount in the plus direction, x is the start coordinate of the focus detection area 702, and y is the coordinate of the focus detection area 702. End coordinates.

ここで、図8を参照して、シフト量と相関量CORとの関係について説明する。図8(a)、(b)は、シフト量と相関量CORとの関係の説明図である。図8(b)は図8(a)の領域802の拡大図である。図8(a)において、横軸はシフト量、縦軸は相関量CORをそれぞれ示している。シフト量とともに変化する相関量801における極値付近の領域802、803のうち、より小さい相関量に対応するシフト量において一対の像信号(A像信号、B像信号)の一致度が最も高くなる。   Here, the relationship between the shift amount and the correlation amount COR will be described with reference to FIG. FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating the relationship between the shift amount and the correlation amount COR. FIG. 8B is an enlarged view of a region 802 in FIG. In FIG. 8A, the horizontal axis represents the shift amount, and the vertical axis represents the correlation amount COR. Of the regions 802 and 803 near the extreme value in the correlation amount 801 that changes with the shift amount, the degree of coincidence between the pair of image signals (A image signal and B image signal) is the highest in the shift amount corresponding to the smaller correlation amount. .

続いて、図5のステップS503において、AF信号処理部204は、ステップS502にて算出した相関量に基づいて相関変化量を算出する。本実施形態では、図8(a)に示される相関量801の波形における1シフトおきの相関量の差を相関変化量として算出する。相関変化量ΔCOR[i]は、以下の式(2)を用いて算出することができる。   Subsequently, in step S503 of FIG. 5, the AF signal processing unit 204 calculates a correlation change amount based on the correlation amount calculated in step S502. In the present embodiment, the difference between the correlation amounts at every other shift in the waveform of the correlation amount 801 shown in FIG. 8A is calculated as the correlation change amount. The correlation change amount ΔCOR [i] can be calculated using the following equation (2).

続いて、ステップS504において、AF信号処理部204は、ステップS503にて算出した相関変化量を用いて像ずれ量を算出する。ここで、図9を参照して、シフト量と相関変化量ΔCORとの関係について説明する。図9(a)、(b)は、シフト量と相関変化量ΔCORとの関係の説明図である。図9(b)は図9(a)の領域902の拡大図である。図9(a)において、横軸はシフト量、縦軸は相関変化量ΔCORをそれぞれ示している。シフト量とともに変化する相関変化量901は、領域902、903においてプラスからマイナスになる。相関変化量が0となる状態をゼロクロスと呼び、一対の像信号(A像信号、B像信号)の一致度が最も高くなる。このため、ゼロクロスを与えるシフト量が像ずれ量となる。   Subsequently, in step S504, the AF signal processing unit 204 calculates an image shift amount using the correlation change amount calculated in step S503. Here, the relationship between the shift amount and the correlation change amount ΔCOR will be described with reference to FIG. FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating the relationship between the shift amount and the correlation change amount ΔCOR. FIG. 9B is an enlarged view of a region 902 in FIG. 9A. In FIG. 9A, the horizontal axis represents the shift amount, and the vertical axis represents the correlation change amount ΔCOR. The correlation change amount 901 that changes with the shift amount changes from plus to minus in the regions 902 and 903. The state where the correlation change amount is 0 is called zero cross, and the degree of coincidence between a pair of image signals (A image signal and B image signal) is the highest. Therefore, the shift amount giving the zero cross is the image shift amount.

図9(b)において、904は相関変化量901の一部である。ゼロクロスを与えるシフト量(k−1+α)は、整数部分β(=k−1)と小数部分αとに分けられる。小数部分αは、図9(b)中の三角形ABCと三角形ADEとの相似の関係から、以下の式(3)を用いて算出することができる。   In FIG. 9B, reference numeral 904 denotes a part of the correlation change amount 901. The shift amount (k−1 + α) that gives a zero cross is divided into an integer part β (= k−1) and a decimal part α. The fractional part α can be calculated from the similarity between the triangle ABC and the triangle ADE in FIG. 9B by using the following equation (3).

整数部分βは、図9(b)より、以下の式(4)を用いて算出することができる。   The integer part β can be calculated from FIG. 9B using the following equation (4).

すなわち、小数部分αと整数部分βとの和から像ずれ量PRDを算出することができる。図9(a)に示されるように、相関変化量ΔCORのゼロクロスが複数存在する場合、その付近での相関変化量ΔCORの変化の急峻性がより大きい方を第1のゼロクロスとする。この急峻性はAFの行い易さを示す指標であり、その値が大きいほど高精度なAFを行い易い点であることを示す。急峻性maxderは、以下の式(5)を用いて算出することができる。   That is, the image shift amount PRD can be calculated from the sum of the decimal part α and the integer part β. As shown in FIG. 9A, when there are a plurality of zero crosses of the correlation change amount ΔCOR, the one where the steepness of the change of the correlation change amount ΔCOR in the vicinity is larger is defined as the first zero cross. This steepness is an index indicating the ease of performing AF, and indicates that the larger the value, the easier it is to perform high-precision AF. The steepness maxder can be calculated using the following equation (5).

本実施形態では、相関変化量のゼロクロスが複数存在する場合、その急峻性に基づいて第1のゼロクロスを決定し、第1のゼロクロスを与えるシフト量を像ずれ量とする。   In the present embodiment, when there are a plurality of zero crosses of the correlation change amount, the first zero cross is determined based on the steepness, and the shift amount that gives the first zero cross is defined as the image shift amount.

続いて、図5のステップS505において、AF信号処理部204は、ステップS504にて算出された像ずれ量の信頼性の高さを表す信頼性(相関信頼性)を算出する。像ずれ量の信頼性は、一対の像信号(A像信号、B像信号)の一致度(二像の一致度)fnclvlと、前述の相関変化量ΔCORの急峻性とにより定義することができる。二像の一致度は、像ずれ量の精度を表す指標であり、ここではその値が小さいほど精度が良いことを意味する。図8(b)において、804は相関量801の一部である。二像の一致度fnclvlは、以下の式(6)を用いて算出することができる。   Subsequently, in step S505 of FIG. 5, the AF signal processing unit 204 calculates reliability (correlation reliability) indicating the high degree of reliability of the image shift amount calculated in step S504. The reliability of the image shift amount can be defined by the degree of coincidence (degree of coincidence between two images) fnclvl of the pair of image signals (A image signal and B image signal) and the steepness of the above-described correlation change amount ΔCOR. . The degree of coincidence between two images is an index indicating the accuracy of the image shift amount. Here, a smaller value means higher accuracy. In FIG. 8B, reference numeral 804 denotes a part of the correlation amount 801. The coincidence fnclvl of the two images can be calculated using the following equation (6).

最後に、図5のステップS506において、AF信号処理部204は、ステップS604にて算出された像ずれ量を用いて、対象となる焦点検出領域に関するデフォーカス量を算出し、本フロー(焦点検出処理)を終了する。   Finally, in step S506 in FIG. 5, the AF signal processing unit 204 calculates a defocus amount related to the target focus detection area using the image shift amount calculated in step S604, and executes this flow (focus detection). Processing) ends.

本実施形態によれば、通信を介してレンズごとの特性(制御特性情報)に応じたフォーカスレンズの最小駆動可能量を取得し、取得した最小駆動可能量に基づいて焦点検出動作の合焦判定条件を設定する。これにより、精度と速度を両立させた適切な焦点調節動作(フォーカス制御)を行うことができる。   According to the present embodiment, the minimum drivable amount of the focus lens according to the characteristics (control characteristic information) of each lens is obtained through communication, and the focus determination of the focus detection operation is performed based on the obtained minimum drivable amount. Set conditions. Thereby, it is possible to perform an appropriate focus adjustment operation (focus control) while achieving both accuracy and speed.

(第2の実施形態)
次に、図11を参照して、第2の実施形態における焦点調節動作(フォーカス制御)について説明する。図11は、本実施形態における焦点調節動作の手順を示すフローチャートである。図11の各ステップは、カメラ制御部212(主にAF制御部2122)によりコンピュータプログラム(撮像処理プログラム)に従って実行される。
(Second embodiment)
Next, a focus adjustment operation (focus control) according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart illustrating the procedure of the focus adjustment operation in the present embodiment. Each step in FIG. 11 is executed by the camera control unit 212 (mainly the AF control unit 2122) according to a computer program (imaging processing program).

図11のステップS1101〜S1106は、図4のステップS401、S403〜S407とそれぞれ同様である。ステップS1106にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内でない(第1合焦範囲にない)と判定された場合、ステップS1107へ進む。   Steps S1101 to S1106 in FIG. 11 are the same as steps S401 and S403 to S407 in FIG. 4, respectively. If it is determined in step S1106 that the detected defocus amount is not within the first defocus amount threshold (not in the first focus range), the process advances to step S1107.

ステップS1107において、AF制御部2122は、検出デフォーカス量が第3デフォーカス量閾値以内であるか否か(第2合焦範囲にあるか否か)を判定する。第3デフォーカス量閾値は、第1デフォーカス量閾値よりも大きく、かつ第2デフォーカス量閾値よりも小さい(すなわち、第2合焦範囲は第1合焦範囲よりも広い)。ここで、本来であれば、ステップS1107にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内でない場合、合焦に必要なピント精度が得られていないため、後述のステップS1110のターゲット駆動によりさらなるピントの追込みが必要である。しかし、カメラ本体20に装着されたレンズユニット10のフォーカスレンズ103の制御特性が十分でなく、その後のターゲット駆動を実行しても精度改善が期待できない場合、それ以上のピントの追込みを行う必要がないため、ステップS1107の判定を行う。   In step S1107, the AF control unit 2122 determines whether the detected defocus amount is within the third defocus amount threshold (whether the detected defocus amount is within the second focusing range). The third defocus amount threshold is larger than the first defocus amount threshold and smaller than the second defocus amount threshold (that is, the second focus range is wider than the first focus range). Here, originally, if the detected defocus amount is not within the first defocus amount threshold value in step S1107, the focusing accuracy required for focusing is not obtained. Focusing is required. However, if the control characteristics of the focus lens 103 of the lens unit 10 mounted on the camera body 20 are not sufficient and the accuracy cannot be expected to be improved even after the subsequent target driving, it is necessary to perform further focusing. Therefore, the determination in step S1107 is performed.

ステップS1107にて検出デフォーカス量が第3デフォーカス量閾値以内であると判定された場合、ステップS1108へ進む。ステップS1108において、AF制御部2122は、検出デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ103の駆動量を算出するとともに、フォーカスレンズ駆動部105を介してフォーカスレンズ103を間欠的に駆動するターゲット駆動を一度だけ行う。   If it is determined in step S1107 that the detected defocus amount is within the third defocus amount threshold, the process advances to step S1108. In step S1108, the AF control unit 2122 calculates the drive amount of the focus lens 103 based on the detected defocus amount, and performs the target drive for intermittently driving the focus lens 103 via the focus lens drive unit 105 only once. Do.

ステップS1108にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内であると判定された場合、またはステップS1108にて検出デフォーカス量が第3デフォーカス量閾値以内であると判定されてターゲット駆動が完了した場合、ステップS1109へ進む。なお、ステップS1109〜S1113は、図4のステップS409〜S413とそれぞれ同様である。なお本実施形態は、第1の実施形態のようにフォーカスレンズ103の最小駆動可能量等の制御特性情報を更に利用してもよい。   If it is determined in step S1108 that the detected defocus amount is within the first defocus amount threshold, or if it is determined in step S1108 that the detected defocus amount is within the third defocus amount threshold, target driving is performed. If completed, the process advances to step S1109. Steps S1109 to S1113 are the same as steps S409 to S413 in FIG. 4, respectively. Note that the present embodiment may further use control characteristic information such as the minimum drivable amount of the focus lens 103 as in the first embodiment.

本実施形態によれば、所定条件を満たした後にターゲット駆動を一度だけ行う。これにより、精度と速度を両立させた適切な焦点調節動作(フォーカス制御)を行うことができる。   According to the present embodiment, the target drive is performed only once after the predetermined condition is satisfied. Thereby, it is possible to perform an appropriate focus adjustment operation (focus control) while achieving both accuracy and speed.

(第3の実施形態)
次に、図12を参照して、第3の実施形態における焦点調節動作(フォーカス制御)について説明する。図12は、本実施形態における焦点調節動作の手順を示すフローチャートである。図12の各ステップは、カメラ制御部212(主にAF制御部2122)によりコンピュータプログラム(撮像処理プログラム)に従って実行される。
(Third embodiment)
Next, a focus adjustment operation (focus control) according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart illustrating the procedure of the focus adjustment operation in the present embodiment. Each step in FIG. 12 is executed by the camera control unit 212 (mainly the AF control unit 2122) according to a computer program (imaging processing program).

図12のステップS1201〜S1208は、図11のステップS1101〜S1108とそれぞれ同様である。ステップS1208において、AF制御部2122は、検出デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ103の駆動量を算出するとともに、フォーカスレンズ駆動部105を介してフォーカスレンズ103を間欠的に駆動するターゲット駆動を行う。   Steps S1201 to S1208 in FIG. 12 are the same as steps S1101 to S1108 in FIG. 11, respectively. In step S1208, the AF control unit 2122 calculates the drive amount of the focus lens 103 based on the detected defocus amount, and performs target drive for intermittently driving the focus lens 103 via the focus lens drive unit 105.

続いてステップS1209において、AF制御部2122は、ステップS1208のターゲット駆動後にフォーカスレンズ103の位置(フォーカス位置)が変化したか否かを判定する。ここで、ターゲット駆動後にフォーカスレンズ103の位置が変化しない場合とは、フォーカスレンズ103の制御特性が十分でなく、その後のターゲット駆動を実行しても精度の改善を期待できない場合を意味する。フォーカスレンズ103の位置が変化したと判定された場合、ステップS1211へ進む。   Subsequently, in step S1209, the AF control unit 2122 determines whether the position (focus position) of the focus lens 103 has changed after the target driving in step S1208. Here, the case where the position of the focus lens 103 does not change after driving the target means the case where the control characteristics of the focus lens 103 are not sufficient and improvement in accuracy cannot be expected even if the subsequent target driving is executed. If it is determined that the position of the focus lens 103 has changed, the process advances to step S1211.

ステップS1208にて検出デフォーカス量が第1デフォーカス量閾値以内である(第1合焦範囲にある)と判定された場合、または、ステップS1209にてフォーカスレンズ103の位置が変化していないと判定された場合、ステップS1210へ進む。ステップS1210〜S1214は、図11のステップS1109〜S1113とそれぞれ同様である。なお本実施形態は、第1の実施形態のようにフォーカスレンズ103の最小駆動可能量等の制御特性情報を更に利用してもよい。   When it is determined in step S1208 that the detected defocus amount is within the first defocus amount threshold (in the first focusing range), or in step S1209, the position of the focus lens 103 has not changed. If it is determined, the process proceeds to step S1210. Steps S1210 to S1214 are the same as steps S1109 to S1113 in FIG. 11, respectively. Note that the present embodiment may further use control characteristic information such as the minimum drivable amount of the focus lens 103 as in the first embodiment.

本実施形態によれば、所定条件を満たした場合、ターゲット駆動後のフォーカスレンズ103の位置の変化に応じて焦点調節動作(フォーカス制御)の合焦判定条件を設定する。これにより、精度と速度を両立させた適切な焦点調節動作を行うことができる。   According to the present embodiment, when the predetermined condition is satisfied, the focus determination condition of the focus adjustment operation (focus control) is set according to a change in the position of the focus lens 103 after driving the target. Thus, it is possible to perform an appropriate focus adjustment operation that achieves both accuracy and speed.

このように各実施形態において、制御装置は、算出手段(AF信号処理部204)および焦点調節手段(AF制御部2122)を有する。算出手段は、レンズユニット10の互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出する。焦点調節手段は、デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う。また焦点調節手段は、レンズユニットの制御特性情報(駆動特性情報)に基づいて合焦判定を行う。   As described above, in each embodiment, the control device includes the calculation unit (AF signal processing unit 204) and the focus adjustment unit (AF control unit 2122). The calculating means calculates a defocus amount based on the first signal and the second signal corresponding to the light beams that have passed through different pupil regions of the lens unit 10. The focus adjustment means performs focus adjustment based on the defocus amount. Further, the focus adjusting means makes a focus determination based on control characteristic information (drive characteristic information) of the lens unit.

好ましくは、焦点調節手段は、制御特性情報に基づいて、合焦判定を行うための条件(合焦判定基準)を変更する。また好ましくは、制御特性情報は、レンズユニットのフォーカスレンズの最小駆動可能量に関する情報である。より好ましくは、最小駆動可能量に関する情報は、最小駆動可能量に相当する像面移動量である。また好ましくは、焦点調節手段は、デフォーカス量と最小駆動可能量に関する情報とに基づいて合焦判定を行う。また好ましくは、焦点調節手段は、デフォーカス量が最小駆動可能量に関する情報よりも小さい場合、合焦状態であると判定する。一方、焦点調節手段は、デフォーカス量が最小駆動可能量に関する情報よりも大きい場合、合焦状態でないと判定する。   Preferably, the focus adjustment unit changes a condition (focusing determination criterion) for performing the focusing determination based on the control characteristic information. Preferably, the control characteristic information is information on a minimum drivable amount of the focus lens of the lens unit. More preferably, the information on the minimum drivable amount is an image plane movement amount corresponding to the minimum drivable amount. Preferably, the focus adjustment unit performs the focus determination based on the defocus amount and information on the minimum drivable amount. Preferably, when the defocus amount is smaller than the information on the minimum drivable amount, the focus adjustment unit determines that the object is in focus. On the other hand, when the defocus amount is larger than the information on the minimum drivable amount, the focus adjustment unit determines that the object is not in focus.

好ましくは、制御装置(撮像装置)は、複数の種類のレンズユニットのそれぞれに関する制御特性情報を記憶する記憶手段(ROM210またはカメラ制御部212の内部メモリ)を有する。焦点調節手段は、撮像装置(カメラ本体20)に装着されたレンズユニットから受信したレンズ情報(レンズID等)に基づいて、記憶手段から制御特性情報を選択する。また好ましくは、焦点調節手段は、撮像装置に装着されたレンズユニットから制御特性情報を受信する。また好ましくは、焦点調節手段は、撮像装置またはレンズユニットの状態が変化した場合、レンズユニットから制御特性情報を受信する。また好ましくは、焦点調節手段は、周期的に、レンズユニットから制御特性情報を受信する。   Preferably, the control device (imaging device) includes a storage unit (the ROM 210 or the internal memory of the camera control unit 212) that stores control characteristic information regarding each of the plurality of types of lens units. The focus adjustment unit selects control characteristic information from the storage unit based on lens information (such as a lens ID) received from a lens unit mounted on the imaging device (camera body 20). Preferably, the focus adjustment unit receives the control characteristic information from a lens unit mounted on the imaging device. Also preferably, when the state of the imaging device or the lens unit changes, the focus adjustment unit receives the control characteristic information from the lens unit. Preferably, the focus adjustment unit periodically receives control characteristic information from the lens unit.

また各実施形態において、焦点調節手段は、デフォーカス量が第1合焦範囲にある場合(第1デフォーカス量閾値よりも小さい場合)、合焦状態であると判定する。一方、焦点調節手段は、デフォーカス量が第1合焦範囲になく、かつ第1合焦範囲より広い第2合焦範囲にある場合(第3デフォーカス量閾値よりも小さい場合)、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動した後に合焦状態であると判定する。好ましくは、焦点調節手段は、デフォーカス量が第1合焦範囲になく、かつ第2合焦範囲にある場合において、デフォーカス量に基づくフォーカスレンズの駆動後にフォーカスレンズの位置が変化したと判定したとき、フォーカスレンズの駆動を継続する。一方、焦点調節手段は、デフォーカス量が第1合焦範囲になく、かつ第2合焦範囲にある場合において、デフォーカス量に基づくフォーカスレンズの駆動後にフォーカスレンズの位置が変化していないと判定したとき、合焦状態であると判定する。   In each embodiment, when the defocus amount is within the first focus range (when smaller than the first defocus amount threshold), the focus adjustment unit determines that the object is in focus. On the other hand, if the defocus amount is not in the first focus range and is in the second focus range wider than the first focus range (smaller than the third defocus amount threshold value), After the focus lens is driven based on the amount, it is determined that the camera is in focus. Preferably, the focus adjustment unit determines that the position of the focus lens has changed after driving the focus lens based on the defocus amount when the defocus amount is not in the first focus range and in the second focus range. Then, the driving of the focus lens is continued. On the other hand, when the defocus amount is not in the first focus range and in the second focus range, the focus adjustment unit determines that the position of the focus lens has not changed after driving the focus lens based on the defocus amount. When it is determined, it is determined that the subject is in focus.

(その他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program for realizing one or more functions of the above-described embodiments to a system or an apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or the apparatus read and execute the program. It can also be realized by the following processing. Further, it can be realized by a circuit (for example, an ASIC) that realizes one or more functions.

各実施形態によれば、高速かつ高精度の焦点調節が可能な制御装置、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。   According to each embodiment, it is possible to provide a control device, an imaging device, a control method, a program, and a storage medium that can perform focus adjustment with high speed and high accuracy.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

204 AF信号処理部(算出手段)
2122 AF制御部(焦点調節手段)
204 AF signal processing unit (calculation means)
2122 AF control section (focus adjustment means)

Claims (18)

レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、を有し、
前記焦点調節手段は、前記レンズユニットの制御特性情報に基づいて合焦判定を行うことを特徴とする制御装置。
Calculating means for calculating a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam having passed through different pupil regions of the lens unit;
Focus adjustment means for performing focus adjustment based on the defocus amount,
The control device according to claim 1, wherein the focus adjustment unit performs a focus determination based on control characteristic information of the lens unit.
前記焦点調節手段は、前記制御特性情報に基づいて、前記合焦判定を行うための条件を変更することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。   The control device according to claim 1, wherein the focus adjustment unit changes a condition for performing the focus determination based on the control characteristic information. 前記制御特性情報は、前記レンズユニットのフォーカスレンズの最小駆動可能量に関する情報であることを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。   The control device according to claim 1, wherein the control characteristic information is information on a minimum drivable amount of a focus lens of the lens unit. 前記最小駆動可能量に関する情報は、前記最小駆動可能量に相当する像面移動量であることを特徴とする請求項3に記載の制御装置。   4. The control device according to claim 3, wherein the information on the minimum drivable amount is an image plane movement amount corresponding to the minimum drivable amount. 前記焦点調節手段は、前記デフォーカス量と前記最小駆動可能量に関する情報とに基づいて前記合焦判定を行うことを特徴とする請求項3または4に記載の制御装置。   5. The control device according to claim 3, wherein the focus adjustment unit performs the focus determination based on the defocus amount and information on the minimum drivable amount. 6. 前記焦点調節手段は、
前記デフォーカス量が前記最小駆動可能量に関する情報よりも小さい場合、合焦状態であると判定し、
前記デフォーカス量が前記最小駆動可能量に関する情報よりも大きい場合、前記合焦状態でないと判定することを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
The focus adjustment means,
If the defocus amount is smaller than the information on the minimum drivable amount, it is determined that the in-focus state,
6. The control device according to claim 5, wherein when the defocus amount is larger than the information regarding the minimum drivable amount, it is determined that the object is not in the in-focus state.
複数の種類のレンズユニットのそれぞれに関する前記制御特性情報を記憶する記憶手段を更に有し、
前記焦点調節手段は、撮像装置に装着された前記レンズユニットから受信したレンズ情報に基づいて、前記記憶手段から前記制御特性情報を選択することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御装置。
A storage unit that stores the control characteristic information for each of a plurality of types of lens units;
7. The apparatus according to claim 1, wherein the focus adjustment unit selects the control characteristic information from the storage unit based on lens information received from the lens unit mounted on an imaging device. The control device according to item 1.
前記焦点調節手段は、撮像装置に装着された前記レンズユニットから前記制御特性情報を受信することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御装置。   The control device according to claim 1, wherein the focus adjustment unit receives the control characteristic information from the lens unit mounted on an imaging device. 前記焦点調節手段は、前記撮像装置または前記レンズユニットの状態が変化した場合、前記レンズユニットから前記制御特性情報を受信することを特徴とする請求項8に記載の制御装置。   The control device according to claim 8, wherein the focus adjustment unit receives the control characteristic information from the lens unit when a state of the imaging device or the lens unit changes. 前記焦点調節手段は、周期的に、前記レンズユニットから前記制御特性情報を受信することを特徴とする請求項8に記載の制御装置。   The control device according to claim 8, wherein the focus adjustment unit periodically receives the control characteristic information from the lens unit. レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、を有し、
前記焦点調節手段は、
前記デフォーカス量が第1合焦範囲にある場合、合焦状態であると判定し、
前記デフォーカス量が前記第1合焦範囲になく、かつ前記第1合焦範囲より広い第2合焦範囲にある場合、前記デフォーカス量に基づいて前記レンズユニットのフォーカスレンズを駆動した後に合焦状態であると判定することを特徴とする制御装置。
Calculating means for calculating a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam having passed through different pupil regions of the lens unit;
Focus adjustment means for performing focus adjustment based on the defocus amount,
The focus adjustment means,
If the defocus amount is within the first focusing range, it is determined that the subject is in focus,
When the defocus amount is not in the first focus range and is in a second focus range wider than the first focus range, the focus is adjusted after driving the focus lens of the lens unit based on the defocus amount. A control device for determining that the camera is in a focus state.
前記焦点調節手段は、前記デフォーカス量が前記第1合焦範囲になく、かつ前記第2合焦範囲にある場合において、
前記デフォーカス量に基づく前記フォーカスレンズの駆動後に前記フォーカスレンズの位置が変化したと判定したとき、前記フォーカスレンズの駆動を継続し、
前記デフォーカス量に基づく前記フォーカスレンズの駆動後に前記フォーカスレンズの位置が変化していないと判定したとき、前記合焦状態であると判定することを特徴とする請求項11に記載の制御装置。
The focus adjustment unit may be arranged such that, when the defocus amount is not in the first focus range and is in the second focus range,
When it is determined that the position of the focus lens has changed after driving the focus lens based on the defocus amount, the drive of the focus lens is continued,
12. The control device according to claim 11, wherein when it is determined that the position of the focus lens has not changed after driving the focus lens based on the defocus amount, the focus state is determined.
レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過する光束にそれぞれ対応する第1信号および第2信号を出力する撮像素子と、
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
An image sensor that outputs a first signal and a second signal respectively corresponding to light beams passing through different pupil regions of the lens unit;
An imaging device comprising: the control device according to claim 1.
前記撮像素子は、1つのマイクロレンズに対して第1光電変換部および第2光電変換部を有し、該マイクロレンズが2次元状に配列されていることを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。   14. The imaging device according to claim 13, wherein the imaging element has a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit for one microlens, and the microlenses are two-dimensionally arranged. Imaging device. レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出するステップと、
前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行うステップと、を有し、
前記焦点調節を行うステップにおいて、前記レンズユニットの制御特性情報に基づいて合焦判定を行うことを特徴とする制御方法。
Calculating a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam that has passed through different pupil regions of the lens unit;
Performing a focus adjustment based on the defocus amount,
The control method, wherein in the step of performing the focus adjustment, a focus determination is performed based on control characteristic information of the lens unit.
レンズユニットの互いに異なる瞳領域を通過した光束に対応する第1信号および第2信号に基づいてデフォーカス量を算出するステップと、
前記デフォーカス量に基づいて焦点調節を行うステップと、を有し、
前記焦点調節を行うステップにおいて、
前記デフォーカス量が第1合焦範囲にある場合、合焦状態であると判定し、
前記デフォーカス量が前記第1合焦範囲になく、かつ前記第1合焦範囲より広い第2合焦範囲にある場合、前記デフォーカス量に基づいて前記レンズユニットのフォーカスレンズを駆動した後に合焦状態であると判定することを特徴とする制御方法。
Calculating a defocus amount based on a first signal and a second signal corresponding to a light beam that has passed through different pupil regions of the lens unit;
Performing a focus adjustment based on the defocus amount,
In the step of performing the focus adjustment,
If the defocus amount is within the first focusing range, it is determined that the subject is in focus,
When the defocus amount is not in the first focus range and is in a second focus range wider than the first focus range, the focus is adjusted after driving the focus lens of the lens unit based on the defocus amount. A control method characterized by determining that the camera is in a focus state.
請求項15または16に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。   A program for causing a computer to execute the control method according to claim 15 or 16. 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。   A storage medium storing the program according to claim 17.
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