JP5398893B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う複数の測距ポイントを有する位相差検出部と、
前記撮像素子からの出力に基づいて被写体の特徴点の位置または範囲を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点の位置または範囲に基づいて前記複数の測距ポイントから少なくとも1つの測距ポイントを選択し、当該選択した測距ポイントからの信号を用いてオートフォーカスを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体よりも当該被写体の鉛直方向下側であって当該被写体の水平方向に重複する範囲の被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
本発明の実施形態1に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。
カメラ本体4は、被写体像を撮影画像として取得する撮像ユニット1と、撮像ユニット1の露光状態を調節するシャッタユニット42と、撮像ユニット1に入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのIRカット兼OLPF(Optical Low Pass Filter)43と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示する画像表示部44と、ボディ制御部5とを有している。このカメラ本体4が撮像装置本体を構成する。
交換レンズ7は、カメラ本体4内の撮像ユニット1に被写体像を結ぶための撮像光学系を構成しており、主に、フォーカシングを行うフォーカス調節部7Aと、絞りを調節する絞り調節部7Bと、光路を調節することで像ブレを補正するレンズ用像ブレ補正部7Cと、交換レンズ7の動作を制御するレンズ制御部8とを有している。
撮像ユニット1は、図2に示すように、被写体像を電気信号に変換するための撮像素子10と、撮像素子10を保持するためのパッケージ31と、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差検出ユニット20とを有している。
ここで、
Rk:透過部17のR画素補正量−透過部17以外のR画素補正量
Gk:透過部17のG画素補正量−透過部17以外のG画素補正量
Bk:透過部17のB画素補正量−透過部17以外のB画素補正量
とする。
このように構成されたカメラ100は、種々の撮影モード及び機能を備えている。以下、カメラ100の種々の撮影モード及び機能と共にそのときの動作を説明する。
カメラ100は、静止画撮影モードにおいて、レリーズボタン40bが半押しされると、AFにより焦点を合わせるが、このAFとして、位相差検出方式AFと、コントラスト検出方式AFと、ハイブリッド方式AFと、被写体検出AFとの4つのオートフォーカス機能を有している。これら4つのオートフォーカス機能は、カメラ本体4に設けられたAF設定スイッチ40cを操作することによって、撮影者が選択可能となっている。
まず、位相差検出方式AF方式によるカメラシステムの撮影動作について、図11,12を参照して説明する。
次に、コントラスト検出方式AFによるカメラシステムの撮影動作について、図13を参照して説明する。
続いて、ハイブリッド方式AFによるカメラシステムの撮影動作について、図14を参照して説明する。
続いて、被写体を検出し特定の被写体に対してAFを行う被写体検出AFについて説明する。図15は、被写体検出AFによる撮影動作における、AF方式決定まで間での流れを示すフローチャートである。
次に、カメラ100の動画撮影時の機能について説明する。動画撮影モード選択スイッチ40dによって動作撮影モードが選択されると、カメラ制御部5は、動画撮影のための動作を行うようにカメラ100を制御する。
図17は、動画撮影モードにおけるフローチャートである。
撮影者によりRECボタン40eの操作がなされると、動画像の記録が開始される。具体的には、ボディマイコン50の指示により、撮像ユニット制御部52が撮像ユニット1からの電気信号をA/D変換してボディマイコン50へ周期的に出力する。ボディマイコン50は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理およびフレーム内圧縮またはフレーム間圧縮処理等を行い、動画データを生成する。そして、ボディマイコン50は、画像読み出し/記録部53に動画データを送信し、画像格納部58への画像信号の保存を開始させる。
図17は、撮影モードの自動選択のフローチャートである。以下、説明の便宜のため、撮影モードの自動選択機能を「おまかせiA」と呼ぶ。
図18は、ノーマルモードのAFのフローチャートである。まず、ボディマイコン50は、撮像素子10からの出力に基づき、被写体の特徴点として顔の位置または範囲を抽出する(ステップSe6)。ここで、ボディマイコン50が画像信号に基づき、被写体の顔があると検出した場合、フラグを0に設定し(ステップSe7)、認識した顔の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがあるか否かを判定する(ステップSe8)。測距ポイントが存在した場合、位相差焦点検出(ステップSe9)へ進む。なお、顔認識(ステップSe6)および測距ポイント重複判断(ステップSe8)の各動作は、上述の被写体検出AF(図15)のステップSd5およびSd8と同様に行う。
図19は、マクロモードのAFのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのAFと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのAFと異なる点についてのみ行う。また、マクロモードのAFのフローチャート(図19)にて、ノーマルモードのAFのフローチャート(図18)と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
図20は、風景モードのAFのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのAFと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのAFと異なる点についてのみ行う。また、風景モードのAFのフローチャート(図20)にて、ノーマルモードのAFのフローチャート(図18)と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
図21は、スポットライトモードのAFのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのAFと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのAFと異なる点についてのみ行う。また、スポットライトモードのAFのフローチャート(図21)にて、ノーマルモードのAFのフローチャート(図18)と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
上述のローライト状態が検出されるとローライトモードに移行する。例えば日中室内での撮影等、窓や電灯の光など局所的に強い光が被写体像に含まれる状態が検出されるとローライトモードに移行する。このような照明環境化では、窓や電灯の光など局所的に強い光に露光が平均化されてしまい、主被写体が暗く撮影されることがある。ローライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン50は、測光分布に応じて輝度が少ないエリアを明るく撮影するよう制御する。
カメラ100は、自動追尾AFモードも有している。図23は、自動追尾AFモードのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのAFと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのAFと異なる点についてのみ行う。また、自動追尾AFモードのフローチャート(図23)にて、ノーマルモードのAFのフローチャート(図18)と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。なお、自動追尾AFモードのどの段階においても上述の「動画記録の開始/終了指示」を受け付けることが可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
「撮影モードの自動選択機能」を動画撮影モードに適用した例について説明したが、静止画撮影モードに適用してもよい。例えば、静止画撮影モードにてS1がONされる前のライブビュー表示段階では、図17に示すステップSe1からステップSe5を用いて撮影モードの選択を行い、各撮影モード(E〜J)に移行した後、各撮影モードに応じた露光制御、ホワイトバランス制御等を行い、合焦動作をさせずに図17の(D)に戻るようにする。静止画撮影前のライブビュー表示段階では、被写体に合焦させる必要がなく、フォーカスレンズ群72を駆動するための電力の消費を抑えることができる。また、ライブビュー表示段階で被写体に合焦させなくても、ステップSe3では、フォーカスレンズ群72の現在位置とデフォーカス情報とに基づいて被写体距離が測定可能である。
また、静止画撮影モードにおいて、撮影者によりレリーズボタン40bが半押しされる(即ち、S1スイッチがONされる)とAFが開始される構成ついて説明したが、レリーズボタン40bは半押しされる前からAFを行ってもよい。また、合焦と判断するとAFを終了する構成について説明したが、合焦判定後もAFを継続するようにしてもよく、合焦判定をせずに継続してAFを行ってもよい。以下に具体例を説明する。図11,12において、ステップSa4でシャッタユニット42が開かれた後、ステップSa6の位相差焦点検出とステップSa7のフォーカスレンズ駆動とを繰り返して行うようにする。これと並行して、ステップSa5の判定、ステップSa9の測光、ステップSa10の像ブレ検出開始、ステップSa11の判定を行う。これにより、撮影者によりレリーズボタン40bが半押しされる前から合焦状態にすることができる。例えば、ライブビュー画像の表示と併用することにより、合焦状態でのライブビュー画像の表示が可能となる。また、位相差検出方式AFを用いれば、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式AFとを併用さることができる。このような動作を「常時AFモード」としてカメラに備えるようにしてもよく、「常時AFモード」のON/OFFを切替可能に構成してもよい。
ボディマイコン50は、動画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群72を駆動する速度が、静止画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群72を駆動する速度よりも遅くなるように制御してもよい。
ボディマイコン50は、動画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群72を駆動する速度を、デフォーカス量に応じて変更するようにしてもよい。例えば、図20から図23のステップSe11において、デフォーカス量に応じて所定の時間で合焦位置にフォーカスレンズ群72が移動するようにフォーカスレンズ群72を駆動する速度を制御してもよい。例えば、図23のSe11においては、撮影者がターゲットを変更した場合に、変更後のターゲットに対してフォーカスが所定の速度で、例えば、ゆっくりと合うような動画像を撮影することができ、撮影者の利便性が向上する。
前記実施形態1,2では、撮像ユニット1をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。撮像ユニット1を搭載したカメラは、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができるカメラの一例である。これに限られず、例えば撮像素子への光を分離する光分離素子(例えばプリズム、半透過ミラー等)により被写体光を撮像素子と位相差検出ユニットの両方に導くカメラであってもよい。また、撮像素子のマイクロレンズの一部をセパレータレンズとし、瞳分割された被写体光をそれぞれ受光部にて受光できるように配列したカメラであってもよい。
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は以下に限定されるものではない。また、各特徴について記載された効果を得るためには、記載された特徴以外の構成は変形または削除されてもよい。
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う複数の測距ポイントを有する位相差検出部と、
前記撮像素子からの出力に基づいて被写体の特徴点の位置または範囲を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点の位置または範囲に基づいて前記複数の測距ポイントから少なくとも1つの測距ポイントを選択し、当該選択した測距ポイントからの信号を用いてオートフォーカスを制御する制御部と、を備える。
A1に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
A1に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体よりも当該被写体の鉛直方向下側であって当該被写体の水平方向に重複する範囲の被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
A1から3のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記撮像素子からの出力のうち、前記特徴点の位置または範囲に対応する出力をさらに用いてオートフォーカスを制御する。
A1から4のいずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている。
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから1つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、を備える。
B1に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、所定の第1距離よりも近いとき、第1撮影モードを選択する。
B2に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、前記第1距離よりも大きい所定の第2距離よりも遠いとき、第2撮影モードを選択する。
B3に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定する光測定部と、
前記制御部は、算出した被写体距離が第1距離と第2距離の間であるとき、前記撮像素子からの出力に基づいて前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定し、当該光量と分布とに基づいて第3撮影モードを選択する。
B1からB4いずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている。
B1からB5のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果に基づいてデフォーカス方向にフォーカスレンズ群を駆動したときに前記撮像素子からの出力に基づくコントラスト値が減少した場合、位相差検出によるフォーカス駆動を停止する。
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる。
B7に記載の撮像装置において、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間よりも、動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間を長く設定する。
10,210,310 撮像素子
20,420 位相差検出ユニット(位相差検出部)
40e 露光中AF設定スイッチ(設定スイッチ)
5 ボディ制御部(制御部、距離検出部)
72 フォーカスレンズ群(フォーカスレンズ)
100,200 カメラ(撮像装置)
Claims (3)
- 被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う複数の測距ポイントを有する位相差検出部と、
前記撮像素子からの出力に基づいて被写体の特徴点の位置または範囲を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点の位置または範囲に基づいて前記複数の測距ポイントから少なくとも1つの測距ポイントを選択し、当該選択した測距ポイントからの信号を用いてオートフォーカスを制御する制御部と、
を備え、
被写体から前記撮像素子へ向かう光を反射するミラーを備えておらず、
前記測距ポイントは、前記撮像素子の撮像面に垂直な方向から見たときに該撮像面内に配置されており、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体よりも当該被写体の鉛直方向下側であって当該被写体の水平方向に重複する範囲の被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記撮像素子からの出力のうち、前記特徴点の位置または範囲に対応する出力をさらに用いてオートフォーカスを制御する、撮像装置。 - 被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う複数の測距ポイントを有する位相差検出部と、
前記撮像素子からの出力に基づいて被写体の特徴点の位置または範囲を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点の位置または範囲に基づいて前記複数の測距ポイントから少なくとも1つの測距ポイントを選択し、当該選択した測距ポイントからの信号を用いてオートフォーカスを制御する制御部と、
を備え、
被写体から前記撮像素子へ向かう光を反射するミラーを備えておらず、
前記測距ポイントは、前記撮像素子の撮像面に垂直な方向から見たときに該撮像面内に配置されており、
前記制御部は、
前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体からの光を受光する測距ポイントを選択するように構成され、
動画を撮影する際であって前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体からの光を受光する測距ポイントがない場合、前記特徴点の動きを検出し、当該動きに基づいて前記特徴点の移動予測先を算出し、当該移動予測先に対応する被写体からの光を受光する測距ポイントがある場合には、フォーカスレンズ群の移動を待機する撮像装置。
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