JP5434992B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus.

従来より、撮像素子に備えられた焦点検出画素の出力に基づいて、光学系の像面のずれ量を検出することで、光学系の焦点状態を検出する撮像装置が知られている。このような撮像装置として、たとえば、焦点検出を行う際にケラレが発生することを防止するために、光学系の絞り値を所定の絞り値よりも小さい値(開放側の値)に設定し、焦点検出を行う方法が知られている(たとえば、特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image pickup apparatus that detects a focus state of an optical system by detecting a shift amount of an image plane of the optical system based on an output of a focus detection pixel provided in the image pickup element. As such an imaging device, for example, in order to prevent vignetting when performing focus detection, the aperture value of the optical system is set to a value (open side value) smaller than a predetermined aperture value, A method of performing focus detection is known (for example, Patent Document 1).

特開2010−217618号公報JP 2010-217618 A

しかしながら、従来技術では、画像を本撮影するために、光学系の絞り値を、焦点検出時の絞り値から撮影絞り値へと変更した場合に、絞り値の変更に伴って光学系の像面が移動してしまい、その結果、被写体にピントの合った画像が撮影できない場合があった。   However, in the prior art, when the aperture value of the optical system is changed from the aperture value at the time of focus detection to the imaging aperture value in order to actually capture an image, the image plane of the optical system is changed along with the change of the aperture value. Moved, and as a result, there was a case where an image focused on the subject could not be taken.

本発明が解決しようとする課題は、画像を良好に撮影することができる撮像装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an imaging apparatus capable of capturing an image satisfactorily.

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In the following description, reference numerals corresponding to the drawings showing the embodiment of the present invention are given and described. However, the reference numerals are only for facilitating the understanding of the invention and are not intended to limit the invention. .

[1]本発明の第1の観点に係る撮像装置は、焦点調節光学系(32)を含む光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部(22)と、前記画像信号に基づいて、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部(21)と、前記焦点検出部による焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部(36)と、前記光学系を通過し前記撮像部に入射する光束を制限する絞り(34)の絞り値を開放絞り値とした状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、該焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系の駆動を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせる制御部(21)と、前記焦点検出部により焦点検出を行う際における前記絞りの絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値としてレンズ鏡筒(3)から取得する取得部(21)と、を備え、前記制御部は、前記レンズ鏡筒から前記開放側制限値を取得できた場合には、前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、該焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系の駆動を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記光学系の焦点状態を検出できない場合には、前記絞りの絞り値を前記開放絞り値として、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、該焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系の駆動を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせる制御動作を行うことを特徴とする。
[1] An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes an imaging unit (22) that captures an image by an optical system including a focus adjustment optical system (32) and outputs an image signal corresponding to the captured image. , based on the previous SL image signals, the focus detection unit which detects a focus state of the optical system (21), on the basis of the focus detection result of the focus detection unit, drives the focal optics in the optical axis direction Thus, in a state where the aperture value of the focus adjustment unit (36) that performs the focus adjustment of the optical system and the aperture value (34) that restricts the light beam that passes through the optical system and enters the imaging unit is set to the open aperture value. , Causing the focus detection unit to perform focus detection, causing the focus adjustment unit to start driving the focus adjustment optical system based on the focus detection result, and narrowing down the aperture while driving the focus adjustment optical system The focus detection unit in a state where the aperture is stopped Control unit to perform focus detection (21), obtains a limit value of the open side of the aperture value of the aperture the at the time of performing focus detection by the focus detection unit, the lens barrel (3) as an open side limit value An acquisition unit (21), and when the control unit is able to acquire the open side limit value from the lens barrel, the aperture value of the diaphragm is set to the open side limit value, The focus detection unit performs focus detection, and based on the focus detection result, causes the focus adjustment unit to start driving the focus adjustment optical system, and narrows down the aperture during the drive of the focus adjustment optical system, If the focus detection unit performs focus detection with the aperture stopped, and the aperture state of the aperture is set to the open side limit value, and the focus state of the optical system cannot be detected, the aperture The aperture value of A point detection unit that performs focus detection, and based on the focus detection result, causes the focus adjustment unit to start driving the focus adjustment optical system, and narrows down the diaphragm while the focus adjustment optical system is being driven, A control operation for causing the focus detection unit to perform focus detection is performed in a state where the aperture is stopped .

[2]本発明の第2の観点に係る撮像装置は、焦点調節光学系(32)を含む光学系による像を撮像し撮像信号を出力する撮像部(22)と、前記撮像信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部(21)と、前記焦点検出部による焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動制御する制御部(21)と、前記焦点検出部により焦点検出を行う際における絞り(34)の絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値としてレンズ鏡筒から取得する取得部(21)と、を備え、前記制御部は、前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記光学系の焦点調節状態を検出できた場合には、前記焦点検出部が検出した焦点調節状態に基づいて、前記焦点調節光学系の駆動制御を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で前記焦点検出部に焦点調節状態を検出させ、前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記光学系の焦点調節状態を検出できない場合には、前記絞りの絞り値を開放絞り値とした状態で、前記焦点検出部が検出した焦点調節状態に基づいて、前記焦点調節光学系の駆動制御を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で前記焦点検出部に焦点調節状態を検出させる制御動作を行うことを特徴とする。
[2] An imaging device according to a second aspect of the present invention is based on the imaging unit (22) that captures an image by an optical system including a focus adjustment optical system (32) and outputs an imaging signal, and the imaging signal. A focus detection unit (21) for detecting a focus adjustment state of the optical system, and a control unit (21) for driving and controlling the focus adjustment optical system in the optical axis direction based on a focus detection result by the focus detection unit; An acquisition unit (21) for acquiring, from the lens barrel, an open-side limit value of the aperture value of the aperture (34) when focus detection is performed by the focus detection unit, and the control And when the focus adjustment state of the optical system can be detected in a state where the aperture value of the aperture is set to the open side limit value, the focus is based on the focus adjustment state detected by the focus detection unit. Start driving control of the adjusting optical system, and The aperture is narrowed down during driving of the optical saving system, the focus detection state is detected by the focus detection unit in a state in which the aperture is stopped, and the aperture value of the aperture is set to the open side limit value. When the focus adjustment state of the system cannot be detected, drive control of the focus adjustment optical system is started based on the focus adjustment state detected by the focus detection unit with the aperture value of the aperture set to the open aperture value And performing a control operation of causing the focus detection unit to detect a focus adjustment state in a state in which the aperture is reduced while the focus adjustment optical system is being driven .

[3]上記撮像装置に係る発明において、前記制御部(21)は、前記取得部(21)が前記開放側制限値を取得できなかった場合に、前記絞り(34)の絞り値を前記開放絞り値とした状態で、前記焦点検出部(21)が検出した焦点調節状態に基づいて、前記焦点調節光学系(32)の駆動制御を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点調節状態を検出させる制御動作を行うように構成することができる。
[3] In the invention relating to the imaging apparatus, the control unit (21) may open the aperture value of the aperture (34) when the acquisition unit (21) fails to acquire the open limit value. In a state where the aperture value is set, drive control of the focus adjustment optical system (32) is started based on the focus adjustment state detected by the focus detection unit (21), and the diaphragm is driven while the focus adjustment optical system is being driven. It is possible to perform a control operation for causing the focus detection unit to detect a focus adjustment state in a state where the aperture is reduced.

[4]上記撮像装置に係る発明において、被写体に照明光を照明する照明部と、被写体の輝度を検出し、検出した被写体の輝度に基づいて、前記照明部による照明が必要か否かを判断する判断部(21)と、をさらに備え、前記制御部(21)は、前記照明部による照明が必要であると判断された場合に、前記制御動作を行うように構成することができる。
[4] In the invention relating to the imaging apparatus, the illumination unit that illuminates the subject with the illumination light, and the luminance of the subject are detected, and whether the illumination by the illumination unit is necessary is determined based on the detected luminance of the subject. And a control unit (21) configured to perform the control operation when it is determined that illumination by the illumination unit is necessary .

]上記撮像装置に係る発明において、前記制御部(21)は、前記焦点調節光学系(32)の駆動中に、前記光学系の絞り値が、画像を撮影する際の撮影絞り値となるように、前記絞り(34)を絞り込むように構成することができる。
[ 5 ] In the invention relating to the imaging apparatus, the control unit (21) may determine that the aperture value of the optical system is a shooting aperture value at the time of shooting an image while the focus adjustment optical system (32) is being driven. Thus, the diaphragm (34) can be configured to be narrowed.

]上記撮像装置に係る発明において、前記焦点検出部(21)により焦点検出を行う際における前記光学系の絞り値の絞り込み側の制限値を、絞り込み側制限値として記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部(21)は、画像を撮影する際の撮影絞り値が、前記絞り込み側制限値よりも絞り込み側の値である場合には、前記焦点調節光学系(32)の駆動中に、前記光学系の絞り値が、前記絞り込み側制限値となるように、前記絞り(34)を絞り込むように構成することができる。
[ 6 ] In the invention related to the imaging apparatus, the storage unit further stores a restriction value on the narrowing side of the aperture value of the optical system when performing focus detection by the focus detection unit (21) as a restriction value on the narrowing side. The control unit (21) is configured to drive the focus adjustment optical system (32) when the imaging aperture value at the time of capturing an image is a value closer to the aperture than the aperture limit value. The aperture (34) can be narrowed down so that the aperture value of the optical system becomes the aperture limit value.

]上記撮像装置に係る発明において、前記撮像部(22)は、二次元状に配列された複数の撮像用画素(221)と、前記撮像用画素に混在して一次元または二次元状に配列された複数の焦点検出用画素(222a,222b)とを有し、前記焦点検出部(21)は、前記焦点検出用画素から出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式の焦点検出、および、前記撮像用画素により出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出し、算出した前記評価値に基づいて、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式の焦点検出のうち、少なくともいずれか一方の方式で焦点検出を行うことが可能であるように構成することができる。
[ 7 ] In the invention relating to the imaging apparatus, the imaging unit (22) includes a plurality of imaging pixels (221) arranged in a two-dimensional manner and a one-dimensional or two-dimensional configuration mixed with the imaging pixels. A plurality of focus detection pixels (222a, 222b) arranged on the focus detection unit (21), and the focus detection unit (21) generates an image by the optical system based on the image signal output from the focus detection pixels. Based on the phase difference detection type focus detection for detecting the focus state of the optical system by detecting the amount of deviation of the surface, and the image signal output by the imaging pixels, the image of the image by the optical system is detected. An evaluation value related to contrast is calculated, and based on the calculated evaluation value, focus detection is performed by at least one of the focus detection methods of the contrast detection method that detects the focus state of the optical system. It can be configured to be.

本発明によれば、画像を良好に撮影することができる。   According to the present invention, an image can be taken satisfactorily.

図1は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a camera according to the present embodiment. 図2は、図1に示す撮像素子の撮像面における焦点検出位置を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a focus detection position on the imaging surface of the imaging device shown in FIG. 図3は、図2のIII部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the III part of FIG. 図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221. 図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図である。FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b. 図6は、撮像画素221の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing one of the imaging pixels 221. 図7(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す断面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す断面図である。FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222b. 図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 図9は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the camera according to the present embodiment. 図10は、本実施形態において設定される焦点検出時の絞り値と、撮影絞り値との関係の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the relationship between the aperture value at the time of focus detection set in the present embodiment and the photographing aperture value.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。   FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a digital camera 1 according to an embodiment of the present invention. A digital camera 1 according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as a camera 1) includes a camera body 2 and a lens barrel 3, and the camera body 2 and the lens barrel 3 are detachably coupled by a mount unit 4. Yes.

レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33、および絞り34を含む撮影光学系が内蔵されている。   The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 2. As shown in FIG. 1, the lens barrel 3 includes a photographic optical system including lenses 31, 32, 33 and a diaphragm 34.

レンズ32は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ35によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ36によってその位置が調節される。   The lens 32 is a focus lens, and can adjust the focal length of the photographing optical system by moving in the direction of the optical axis L1. The focus lens 32 is provided so as to be movable along the optical axis L1 of the lens barrel 3, and its position is adjusted by the focus lens drive motor 36 while its position is detected by the encoder 35.

このフォーカスレンズ32の光軸L1に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒3に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝(螺旋溝)を形成するとともに、フォーカスレンズ32を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ36によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1に沿って直進移動することになる。   The specific configuration of the moving mechanism along the optical axis L1 of the focus lens 32 is not particularly limited. For example, a rotating cylinder is rotatably inserted into a fixed cylinder fixed to the lens barrel 3, a helicoid groove (spiral groove) is formed on the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and the focus lens 32 is fixed. The end of the lens frame is fitted into the helicoid groove. Then, by rotating the rotating cylinder by the focus lens drive motor 36, the focus lens 32 fixed to the lens frame moves straight along the optical axis L1.

上述したようにレンズ鏡筒3に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32は光軸L1方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ36がレンズ鏡筒3に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ36と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ32は光軸L1の逆方向へ直進移動することになる。   As described above, the focus lens 32 fixed to the lens frame by rotating the rotary cylinder with respect to the lens barrel 3 moves straight in the direction of the optical axis L1, but the focus lens drive motor 36 as the drive source is the lens. The lens barrel 3 is provided. The focus lens drive motor 36 and the rotary cylinder are connected by a transmission composed of a plurality of gears, for example, and when the drive shaft of the focus lens drive motor 36 is driven to rotate in any one direction, it is transmitted to the rotary cylinder at a predetermined gear ratio. Then, when the rotating cylinder rotates in any one direction, the focus lens 32 fixed to the lens frame moves linearly in any direction of the optical axis L1. When the drive shaft of the focus lens drive motor 36 is rotated in the reverse direction, the plurality of gears constituting the transmission also rotate in the reverse direction, and the focus lens 32 moves straight in the reverse direction of the optical axis L1. .

フォーカスレンズ32の位置はエンコーダ35によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ32の光軸L1方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒3に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。   The position of the focus lens 32 is detected by the encoder 35. As described above, the position of the focus lens 32 in the optical axis L1 direction correlates with the rotation angle of the rotating cylinder, and can be obtained by detecting the relative rotation angle of the rotating cylinder with respect to the lens barrel 3, for example.

本実施形態のエンコーダ35としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量(回転方向でも光軸方向の何れでもよい)に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。   As the encoder 35 of this embodiment, an encoder that detects the rotation of a rotating disk coupled to the rotational drive of the rotating cylinder with an optical sensor such as a photo interrupter and outputs a pulse signal corresponding to the number of rotations, or a fixed cylinder And the contact point of the brush on the surface of the flexible printed wiring board provided on either one of the rotating cylinders, and the brush contact provided on the other, the amount of movement of the rotating cylinder (in either the rotational direction or the optical axis direction) A device that detects a change in the contact position according to the detection circuit using a detection circuit can be used.

フォーカスレンズ32は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部(至近端ともいう)から被写体側の端部(無限端ともいう)までの間を光軸L1方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ35で検出されたフォーカスレンズ32の現在位置情報は、レンズ制御部37を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ36は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ32の駆動位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより駆動する。   The focus lens 32 can move in the direction of the optical axis L1 from the end on the camera body side (also referred to as the closest end) to the end on the subject side (also referred to as the infinite end) by the rotation of the rotating cylinder described above. it can. Incidentally, the current position information of the focus lens 32 detected by the encoder 35 is sent to the camera control unit 21 to be described later via the lens control unit 37, and the focus lens drive motor 36 calculates the focus calculated based on this information. The driving position of the lens 32 is driven by being sent from the camera control unit 21 via the lens control unit 37.

絞り34は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り34による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された絞り値に応じた開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された撮影絞り値に応じた開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部37に入力される。絞り34の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部37で現在の開口径が認識される。   The diaphragm 34 is configured such that the aperture diameter around the optical axis L1 can be adjusted in order to limit the amount of light flux that passes through the photographing optical system and reaches the image sensor 22 and to adjust the blur amount. The adjustment of the aperture diameter by the diaphragm 34 is performed, for example, by sending an aperture diameter corresponding to the aperture value calculated in the automatic exposure mode from the camera control unit 21 via the lens control unit 37. Further, the aperture diameter corresponding to the set photographing aperture value is input from the camera control unit 21 to the lens control unit 37 by manual operation by the operation unit 28 provided in the camera body 2. The aperture diameter of the aperture 34 is detected by an aperture sensor (not shown), and the lens controller 37 recognizes the current aperture diameter.

また、本実施形態において、レンズ制御部37は、光学系の焦点状態を検出する際における、光学系の絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値として、メモリ39に予め記憶している。ここで、たとえば、光学系の焦点状態を検出する際の絞り値をF1.4とし、画像を本撮影する際の撮影絞り値をF2.8とした場合に、焦点検出後に本撮影を行うために、光学系の絞り値を、焦点検出を行う際の絞り値であるF1.4から撮影絞り値であるF2.8に変更した場合に、絞り値の変更に伴う光学系の像面の移動により、焦点検出時において検出された合焦位置が、画像の本撮影時における光学系の被写界深度から外れてしまい、焦点検出時にピントの合っていた被写体にピントの合った画像を撮影できない場合がある。特に、光学系の絞り値が開放側の値になるほど、この傾向は大きくなる。そこで、このような場合、たとえば、光学系の焦点状態を検出する際の絞り値を、F1.4にできないように、F2までに制限することで、絞り値の変更に伴う像面移動量を抑制し、光学系の絞り値を、焦点状態を検出する際の絞り値から撮影絞り値に変更した場合でも、被写体にピントの合った画像を撮影することができるようになる。開放側制限値は、このように、光学系の絞り値を、焦点検出時の絞り値から撮影絞り値に変更した場合でも、画像を良好に撮影することができる、光学系の絞り値の開放側の制限値であり、レンズ鏡筒3ごとに固有の値として、メモリ39に予め記憶されている。   In the present embodiment, the lens control unit 37 stores in advance the limit value on the open side of the aperture value of the optical system when detecting the focus state of the optical system in the memory 39 as the open side limit value. Yes. Here, for example, when the aperture value at the time of detecting the focus state of the optical system is F1.4 and the imaging aperture value at the time of actual imaging of the image is F2.8, the main imaging is performed after the focus detection. In addition, when the aperture value of the optical system is changed from F1.4, which is the aperture value at the time of focus detection, to F2.8, which is the photographing aperture value, the image plane of the optical system is moved along with the change of the aperture value. As a result, the in-focus position detected at the time of focus detection deviates from the depth of field of the optical system at the time of actual image capture, and an in-focus image cannot be captured on the subject that was in focus at the time of focus detection. There is a case. In particular, this tendency increases as the aperture value of the optical system becomes a value on the open side. Therefore, in such a case, for example, by restricting the aperture value at the time of detecting the focus state of the optical system to F2 so that it cannot be F1.4, the amount of image plane movement accompanying the change of the aperture value can be reduced. Even when the aperture value of the optical system is suppressed and the aperture value at the time of detecting the focus state is changed to the imaging aperture value, an image in focus on the subject can be captured. In this way, the open side limit value is an open aperture value of the optical system that can capture a good image even when the aperture value of the optical system is changed from the aperture value at the time of focus detection to the shooting aperture value. This limit value is stored in the memory 39 in advance as a unique value for each lens barrel 3.

また、本実施形態において、レンズ制御部37は、開放側制限値を、開放絞り値からの絞り段数として、メモリ39に記憶している。たとえば、開放側制限値が、絞り値(F値)でF2である場合において、開放絞り値がF1.2であり、光学系の絞り値を開放絞り値であるF1.2から開放側制限値であるF2に変更するための絞り34の絞り段数が2段である場合には、カメラ制御部37は、開放側制限値を、2段として記憶している。このように、開放側制限値を、開放絞り値からの絞り段数として記憶しておくことで、たとえば、ズームレンズのレンズ位置が変更された場合でも、ズームレンズのレンズ位置に応じた開放絞り値に基づいて、ズームレンズのレンズ位置に応じた開放側制限値を求めることができ、ズームレンズのレンズ位置ごとに、開放絞り値を記憶しておく必要がない。なお、上述した開放絞り値、開放側制限値、および絞り段数は一例であって、これらの値に限定されるものではない。   In the present embodiment, the lens control unit 37 stores the open side limit value in the memory 39 as the number of aperture stages from the open aperture value. For example, when the open side limit value is F2 as an aperture value (F value), the open aperture value is F1.2, and the aperture value of the optical system is changed from the open aperture value F1.2 to the open side limit value. When the number of aperture stages of the aperture 34 for changing to F2 is 2, the camera control unit 37 stores the open side limit value as two stages. Thus, by storing the open side limit value as the number of aperture stages from the open aperture value, for example, even when the lens position of the zoom lens is changed, the open aperture value according to the lens position of the zoom lens Based on the above, it is possible to obtain the open side limit value according to the lens position of the zoom lens, and it is not necessary to store the open aperture value for each lens position of the zoom lens. The above-described open aperture value, open side limit value, and number of aperture stages are examples, and are not limited to these values.

一方、カメラ本体2には、上記撮影光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ24に記録される。メモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。なお、撮像素子22の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。撮像素子22の構造の詳細は後述する。   On the other hand, the camera body 2 is provided with an imaging element 22 that receives the light beam L1 from the photographing optical system on a planned focal plane of the photographing optical system, and a shutter 23 is provided on the front surface thereof. The image sensor 22 is composed of a device such as a CCD or CMOS, converts the received optical signal into an electrical signal, and sends it to the camera control unit 21. The captured image information sent to the camera control unit 21 is sequentially sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder (EVF) 26 of the observation optical system, and a release button ( When (not shown) is fully pressed, the photographed image information is recorded in the memory 24 that is a recording medium. As the memory 24, any of a removable card type memory and a built-in type memory can be used. An infrared cut filter for cutting infrared light and an optical low-pass filter for preventing image aliasing noise are disposed in front of the imaging surface of the image sensor 22. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.

カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。   A camera control unit 21 is provided in the camera body 2. The camera control unit 21 is electrically connected to the lens control unit 37 through an electric signal contact unit 41 provided in the mount unit 4, receives lens information from the lens control unit 37, and defocuses to the lens control unit 37. Send information such as volume and aperture diameter. The camera control unit 21 reads out the pixel output from the image sensor 22 as described above, generates image information by performing predetermined information processing on the read out pixel output as necessary, and generates the generated image information. Is output to the liquid crystal driving circuit 25 and the memory 24 of the electronic viewfinder 26. The camera control unit 21 controls the entire camera 1 such as correction of image information from the image sensor 22 and detection of a focus adjustment state and an aperture adjustment state of the lens barrel 3.

また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による光学系の焦点状態の検出を行う。なお、焦点状態の検出方法については、後述する。   In addition to the above, the camera control unit 21 detects the focus state of the photographing optical system by the phase detection method and the focus state of the optical system by the contrast detection method based on the pixel data read from the image sensor 22. Do. A method for detecting the focus state will be described later.

操作部28は、シャッターレリーズボタンおよび撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。   The operation unit 28 is a shutter release button and an input switch for the photographer to set various operation modes of the camera 1, and can switch between an auto focus mode and a manual focus mode. Various modes set by the operation unit 28 are sent to the camera control unit 21, and the operation of the entire camera 1 is controlled by the camera control unit 21. The shutter release button includes a first switch SW1 that is turned on when the button is half-pressed and a second switch SW2 that is turned on when the button is fully pressed.

次に、本実施形態に係る撮像素子22について説明する。   Next, the image sensor 22 according to the present embodiment will be described.

図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2のIII部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。   FIG. 2 is a front view showing the imaging surface of the image sensor 22, and FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the III part of FIG.

本実施形態の撮像素子22は、図3に示すように、複数の撮像画素221が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する4つの画素群223(稠密正方格子配列)において一方の対角線上に2つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が1つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群223を単位として、当該画素群223を撮像素子22の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子22が構成されている。   As shown in FIG. 3, the imaging element 22 of the present embodiment includes a green pixel G having a color filter in which a plurality of imaging pixels 221 are two-dimensionally arranged on the plane of the imaging surface and transmit a green wavelength region. A red pixel R having a color filter that transmits a red wavelength region and a blue pixel B having a color filter that transmits a blue wavelength region are arranged in a so-called Bayer Arrangement. That is, in four adjacent pixel groups 223 (dense square lattice arrangement), two green pixels are arranged on one diagonal line, and one red pixel and one blue pixel are arranged on the other diagonal line. The image sensor 22 is configured by repeatedly arranging the pixel group 223 on the imaging surface of the image sensor 22 in a two-dimensional manner with the Bayer array pixel group 223 as a unit.

なお、単位画素群223の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ(緑:G、イエロー:Ye、マゼンタ:Mg,シアン:Cy)の配列を採用することもできる。   The unit pixel group 223 may be arranged in a dense hexagonal lattice arrangement other than the dense square lattice shown in the figure. Further, the configuration and arrangement of the color filters are not limited to this, and an arrangement of complementary color filters (green: G, yellow: Ye, magenta: Mg, cyan: Cy) can also be adopted.

図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図、図6は断面図である。一つの撮像画素221は、マイクロレンズ2211と、光電変換部2212と、図示しないカラーフィルタから構成され、図6の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2212が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2211が形成されている。光電変換部2212は、マイクロレンズ2211により撮影光学系の射出瞳(たとえばF1.0)を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。   FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221, and FIG. 6 is a cross-sectional view. One imaging pixel 221 includes a micro lens 2211, a photoelectric conversion unit 2212, and a color filter (not shown), and a photoelectric conversion unit is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213 of the image sensor 22 as shown in the cross-sectional view of FIG. 2212 is built in and a microlens 2211 is formed on the surface. The photoelectric conversion unit 2212 is configured to receive an imaging light beam that passes through an exit pupil (for example, F1.0) of the photographing optical system by the micro lens 2211, and receives the imaging light beam.

また、撮像素子22の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の3箇所には、上述した撮像画素221に代えて焦点検出画素222a,222bが配列された焦点検出画素列22a,22b,22cが設けられている。そして、図3に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素222aおよび222bが、互いに隣接して交互に、横一列(22a,22c,22c)に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素222aおよび222bは、ベイヤー配列された撮像画素221の緑画素Gと青画素Bとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。   In addition, focus detection pixel rows 22a, 22b, and 22c in which focus detection pixels 222a and 222b are arranged in place of the above-described imaging pixels 221 at the center of the image pickup surface of the image pickup element 22 and three positions that are symmetrical from the center. Is provided. As shown in FIG. 3, one focus detection pixel column includes a plurality of focus detection pixels 222 a and 222 b that are alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row (22 a, 22 c, 22 c). Yes. In the present embodiment, the focus detection pixels 222a and 222b are densely arranged without providing a gap at the position of the green pixel G and the blue pixel B of the image pickup pixel 221 arranged in the Bayer array.

なお、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列22a〜22cの中から、撮影者が操作部28を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出位置として選択することもできる。   Note that the positions of the focus detection pixel rows 22a to 22c shown in FIG. 2 are not limited to the illustrated positions, and may be any one or two, or may be arranged at four or more positions. it can. In actual focus detection, the photographer manually operates the operation unit 28 from among a plurality of focus detection pixel rows 22a to 22c, and selects a desired focus detection pixel row as a focus detection position. You can also

図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図7(A)は、焦点検出画素222aの断面図である。また、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの断面図である。焦点検出画素222aは、図5(A)に示すように、マイクロレンズ2221aと、半円形状の光電変換部2222aとから構成され、図7(A)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222aが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221aが形成されている。また、焦点検出画素222bは、図5(B)に示すように、マイクロレンズ2221bと、光電変換部2222bとから構成され、図7(B)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222bが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221bが形成されている。そして、これら焦点検出画素222aおよび222bは、図3に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cを構成する。   FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7A is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222a. FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222b. As shown in FIG. 5A, the focus detection pixel 222a includes a micro lens 2221a and a semicircular photoelectric conversion unit 2222a. As shown in the cross-sectional view of FIG. A photoelectric conversion portion 2222a is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213, and a micro lens 2221a is formed on the surface. The focus detection pixel 222b includes a micro lens 2221b and a photoelectric conversion unit 2222b as shown in FIG. 5B, and a semiconductor of the image sensor 22 as shown in a cross-sectional view of FIG. 7B. A photoelectric conversion unit 2222b is formed on the surface of the circuit board 2213, and a microlens 2221b is formed on the surface. Then, as shown in FIG. 3, these focus detection pixels 222a and 222b are alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row, thereby forming focus detection pixel rows 22a to 22c shown in FIG.

なお、焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは、マイクロレンズ2221a,2221bにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域(たとえばF2.8)を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素222a,222bにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素221と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。   The photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b have such a shape that the microlenses 2221a and 2221b receive a light beam that passes through a predetermined region (eg, F2.8) of the exit pupil of the photographing optical system. Is done. Further, the focus detection pixels 222a and 222b are not provided with color filters, and their spectral characteristics are the total of the spectral characteristics of a photodiode that performs photoelectric conversion and the spectral characteristics of an infrared cut filter (not shown). ing. However, it may be configured to include one of the same color filters as the imaging pixel 221, for example, a green filter.

また、図5(A)、図5(B)に示す焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは半円形状としたが、光電変換部2222a,2222bの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。   In addition, although the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b illustrated in FIGS. 5A and 5B have a semicircular shape, the shapes of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b are not limited thereto. Other shapes such as an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape can also be used.

ここで、上述した焦点検出画素222a,222bの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。   Here, a so-called phase difference detection method for detecting the focus state of the photographing optical system based on the pixel outputs of the focus detection pixels 222a and 222b described above will be described.

図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸L1近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2が、射出瞳350の測距瞳351,352から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図8においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図8に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳351,352から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 3. The focus detection pixels 222 a-1, 222 b-1, 222 a-2, and 222 b-2 that are arranged in the vicinity of the photographing optical axis L 1 It shows that light beams AB1-1, AB2-1, AB1-2, and AB2-2 irradiated from the distance measuring pupils 351 and 352 of the exit pupil 350 are received. 8 illustrates only the focus detection pixels 222a and 222b that are located in the vicinity of the photographing optical axis L1, but other focus detection pixels other than the focus detection pixels illustrated in FIG. 8 are illustrated. In the same manner, the light beams emitted from the pair of distance measuring pupils 351 and 352 are respectively received.

ここで、射出瞳350とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bの前方の距離Dの位置に設定された像である。距離Dは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Dを測距瞳距離と称する。また、測距瞳351,352とは、焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bにより、それぞれ投影された光電変換部2222a,2222bの像をいう。   Here, the exit pupil 350 is an image set at a distance D in front of the microlenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b arranged on the planned focal plane of the photographing optical system. The distance D is a value uniquely determined according to the curvature and refractive index of the microlens, the distance between the microlens and the photoelectric conversion unit, and the distance D is referred to as a distance measurement pupil distance. The distance measurement pupils 351 and 352 are images of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b respectively projected by the micro lenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b.

なお、図8において焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2の配列方向は一対の測距瞳351,352の並び方向と一致している。   In FIG. 8, the arrangement direction of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, 222b-2 coincides with the arrangement direction of the pair of distance measuring pupils 351, 352.

また、図8に示すように、焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2のマイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2の背後に配置された各光電変換部2222a−1,2222b−1,2222a−2,2222b−2の形状が、各マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2から測距距離Dだけ離れた射出瞳350上に投影され、その投影形状は測距瞳351,352を形成する。   As shown in FIG. 8, the microlenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, and 2221b-2 of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, and 222b-2 are photographic optical systems. Near the planned focal plane. The shapes of the photoelectric conversion units 2222a-1, 2222b-1, 2222a-2, 2222b-2 arranged behind the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2 are the same as the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2. Projected onto the exit pupil 350 that is separated from the lenses 2221 a-1, 2221 b-1, 2221 a-2, and 2221 b-2 by a distance measurement distance D, and the projection shape forms distance measurement pupils 351 and 352.

すなわち、測距距離Dにある射出瞳350上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳351,352)が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。   That is, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (distance measurement pupils 351 and 352) of the focus detection pixels coincide on the exit pupil 350 at the distance D. Is determined, and the projection direction of the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel is thereby determined.

図8に示すように、焦点検出画素222a−1の光電変換部2222a−1は、測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−1に向う光束AB1−1によりマイクロレンズ2221a−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222a−2の光電変換部2222a−2は測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−2に向う光束AB1−2によりマイクロレンズ2221a−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   As shown in FIG. 8, the photoelectric conversion unit 2222a-1 of the focus detection pixel 222a-1 is formed on the microlens 2221a-1 by the light beam AB1-1 that passes through the distance measuring pupil 351 and goes to the microlens 2221a-1. A signal corresponding to the intensity of the image to be output is output. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222a-2 of the focus detection pixel 222a-2 passes through the distance measuring pupil 351, and the intensity of the image formed on the microlens 2221a-2 by the light beam AB1-2 toward the microlens 2221a-2. The signal corresponding to is output.

また、焦点検出画素222b−1の光電変換部2222b−1は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−1に向う光束AB2−1によりマイクロレンズ2221b−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222b−2の光電変換部2222b−2は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−2に向う光束AB2−2によりマイクロレンズ2221b−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   Further, the photoelectric conversion unit 2222b-1 of the focus detection pixel 222b-1 passes through the distance measuring pupil 352, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-1 by the light beam AB2-1 directed to the microlens 2221b-1. Output the corresponding signal. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222b-2 of the focus detection pixel 222b-2 passes through the distance measuring pupil 352, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-2 by the light beam AB2-2 toward the microlens 2221b-2. The signal corresponding to is output.

そして、上述した2種類の焦点検出画素222a,222bを、図3に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bの出力を、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。   Then, a plurality of the above-described two types of focus detection pixels 222a and 222b are arranged in a straight line as shown in FIG. 3, and the outputs of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b are used as the distance measurement pupil 351. Of the pair of images formed on the focus detection pixel array by the focus detection light fluxes passing through each of the distance measurement pupil 351 and the distance measurement pupil 352. Data on the distribution is obtained. Then, by applying an image shift detection calculation process such as a correlation calculation process or a phase difference detection process to the intensity distribution data, an image shift amount by a so-called phase difference detection method can be detected.

そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出エリアにおける焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。   Then, a conversion calculation is performed on the obtained image shift amount according to the center-of-gravity interval of the pair of distance measuring pupils, thereby obtaining a focal plane corresponding to the current focal plane (the position corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane). The deviation of the focal plane in the detection area), that is, the defocus amount can be obtained.

なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部21により実行される。   The calculation of the image shift amount by the phase difference detection method and the calculation of the defocus amount based thereon are executed by the camera control unit 21.

また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。   Further, the camera control unit 21 reads the output of the imaging pixel 221 of the imaging element 22 and calculates a focus evaluation value based on the read pixel output. This focus evaluation value can be obtained, for example, by extracting a high-frequency component of an image output from the imaging pixel 221 of the imaging element 22 using a high-frequency transmission filter. It can also be obtained by extracting high-frequency components using two high-frequency transmission filters having different cutoff frequencies.

そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部37に制御信号を送出してフォーカスレンズ32を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ32の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。   Then, the camera control unit 21 sends a control signal to the lens control unit 37 to drive the focus lens 32 at a predetermined sampling interval (distance) to obtain a focus evaluation value at each position, and the focus evaluation value is maximum. The focus detection by the contrast detection method is performed in which the position of the focus lens 32 is determined as the in-focus position. Note that this in-focus position is obtained when, for example, when the focus evaluation value is calculated while driving the focus lens 32, the focus evaluation value rises twice and then moves down twice. Can be obtained by performing an operation such as interpolation using the focus evaluation value.

次いで、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図9は、本実施形態に係るカメラ1の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ1の電源がオンされることにより開始される。   Next, an operation example of the camera 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the camera 1 according to the present embodiment. The following operation is started when the camera 1 is turned on.

まず、ステップS101では、カメラ制御部21により、開放側制限値の取得が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、光学系の焦点状態を検出する際における、光学系の絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値として、レンズ制御部37から取得する。なお、本実施形態において、開放側制限値は、開放絞り値からの絞り込み段数として、メモリ39に記憶されているため、カメラ制御部21は、開放絞り値と開放絞り値からの絞り込み段数とに基づいて、焦点検出を行う際における光学系の絞り値の開放側の制限値(F値)を、開放側制限値として求める。   First, in step S101, the camera control unit 21 acquires an open side limit value. Specifically, the camera control unit 21 acquires, from the lens control unit 37, the open side limit value of the aperture value of the optical system when detecting the focus state of the optical system as the open side limit value. In the present embodiment, since the open side limit value is stored in the memory 39 as the number of apertures from the aperture value, the camera control unit 21 sets the aperture value from the aperture value to the aperture value. Based on this, the limit value (F value) on the open side of the aperture value of the optical system when performing focus detection is obtained as the open side limit value.

ステップS102では、カメラ制御部21により、操作部28に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し(第1スイッチSW1のオン)がされたかどうかの判断が行なわれる。シャッターレリーズボタンが半押しされた場合は、ステップS103に進む。一方、シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合は、ステップS102で待機する。   In step S102, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button provided in the operation unit 28 is half-pressed (the first switch SW1 is turned on). If the shutter release button is pressed halfway, the process proceeds to step S103. On the other hand, if the shutter release button is not half-pressed, the process waits in step S102.

ステップS103では、カメラ制御部21により、ステップS101で開放側制限値を取得できたか否かの判断が行われる。開放側制限値を取得できたと判断された場合は、ステップS104に進み、一方、開放側制限値を取得できなかったと判断された場合は、ステップS105に進む。ここで、本実施形態に係るレンズ鏡筒3は、メモリ39に、開放側制限値を記憶しており、カメラ制御部21は、レンズ制御部37を介して、開放側制限値を取得することができるため、ステップS104に進む。一方、レンズ鏡筒の種別によっては、レンズ鏡筒に開放側制限値を記憶していないものもあり、このようなレンズ鏡筒を用いた場合、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒から開放側制限値を取得することができない。このような場合、開放側制限値を取得することができないと判断し、ステップS105に進む。   In step S103, the camera control unit 21 determines whether or not the open side limit value has been acquired in step S101. If it is determined that the open side limit value can be acquired, the process proceeds to step S104. On the other hand, if it is determined that the open side limit value cannot be acquired, the process proceeds to step S105. Here, the lens barrel 3 according to the present embodiment stores the open side limit value in the memory 39, and the camera control unit 21 acquires the open side limit value via the lens control unit 37. Therefore, the process proceeds to step S104. On the other hand, depending on the type of the lens barrel, there is a lens barrel that does not store the open side limit value. When such a lens barrel is used, the camera control unit 21 opens the lens barrel from the open side. The limit value cannot be obtained. In such a case, it is determined that the open side limit value cannot be acquired, and the process proceeds to step S105.

ステップS104では、開放側制限値が取得されているため、カメラ制御部21により、光学系の絞り値(F値)が、開放側制限値に設定される。ここで、図10は、焦点検出を行うために設定される絞り値と、撮影絞り値との関係の一例を示す図である。なお、図10に示す例では、開放絞り値がF1.2であり、最大絞り値(最大F値)がF16であるレンズ鏡筒3において、開放側制限値がF2.8として取得された場面を示している。ステップS104では、開放側制限値が取得されているため、図10の(A)に示すように、光学系の絞り値が、開放側制限値であるF2.8に設定される。   In step S104, since the open side limit value is acquired, the camera control unit 21 sets the aperture value (F value) of the optical system to the open side limit value. Here, FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the relationship between the aperture value set for performing focus detection and the imaging aperture value. In the example shown in FIG. 10, in the lens barrel 3 having the maximum aperture value of F1.2 and the maximum aperture value (maximum F value) of F16, the open side limit value is acquired as F2.8. Is shown. In step S104, since the open side limit value is acquired, as shown in FIG. 10A, the aperture value of the optical system is set to F2.8, which is the open side limit value.

一方、ステップS103で、開放側制限値を取得できなかったと判断された場合には、ステップS105に進み、カメラ制御部21により、光学系の絞り値(F値)が、開放絞り値に設定される。たとえば、ステップS105では、図10の(B)に示すように、光学系の絞り値が、開放絞り値であるF1.2に設定される。   On the other hand, if it is determined in step S103 that the open side limit value could not be acquired, the process proceeds to step S105, where the camera control unit 21 sets the aperture value (F value) of the optical system to the open aperture value. The For example, in step S105, as shown in FIG. 10B, the aperture value of the optical system is set to F1.2 which is the full aperture value.

そして、ステップS106では、カメラ制御部21により、焦点検出の露出制御が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、撮像素子22の出力に基づいて、焦点検出エリア(図2に示す焦点検出画素列22a,22b,22c)をそれぞれ含む所定領域内においてスポット測光を行い、焦点検出エリアを含む所定領域内の輝度値SpotBvを算出する。そして、カメラ制御部21は、算出した輝度値SpotBvに基づいて、焦点検出に適した露出(例えば、適正露出よりも1段明るい露出)が得られるように、撮像素子22に対する露出の制御を行う。   In step S106, the camera control unit 21 performs exposure control for focus detection. Specifically, the camera control unit 21 performs spot photometry in predetermined areas including the focus detection areas (focus detection pixel rows 22a, 22b, and 22c shown in FIG. 2) based on the output of the image sensor 22, A luminance value SpotBv within a predetermined area including the focus detection area is calculated. Then, the camera control unit 21 controls the exposure with respect to the image sensor 22 so that an exposure suitable for focus detection (for example, an exposure one step brighter than the appropriate exposure) is obtained based on the calculated luminance value SpotBv. .

また、ステップS106の露出制御において、カメラ制御部21は、ステップS104で光学系の絞り値が開放側制限値に設定された場合には、開放側制限値に応じた絞りAvとしたまま、受光感度Svおよび露光時間Tvのうち少なくとも一方を変更することで、撮像素子22に対する露出を制御する。同様に、カメラ制御部21は、ステップS105で光学系の絞り値が開放絞り値に設定された場合には、開放絞り値に応じた絞りAvとしたまま、受光感度Svおよび露光時間Tvのうち少なくとも一方を変更することで、撮像素子22に対する露出を制御する。   In the exposure control in step S106, when the aperture value of the optical system is set to the open side limit value in step S104, the camera control unit 21 receives the light while keeping the aperture Av according to the open side limit value. Exposure to the image sensor 22 is controlled by changing at least one of the sensitivity Sv and the exposure time Tv. Similarly, when the aperture value of the optical system is set to the open aperture value in step S105, the camera control unit 21 keeps the aperture Av according to the open aperture value, out of the light receiving sensitivity Sv and the exposure time Tv. By changing at least one, exposure to the image sensor 22 is controlled.

ステップS107では、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理が行われる。具体的には、まず、撮像素子22により、光学系からの光束の受光が行われ、カメラ制御部21により、撮像素子22の3つの焦点検出画素列22a〜22cを構成する各焦点検出画素222a,222bから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行われる。この場合、撮影者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部21は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、3つの焦点検出画素列22a〜22cに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部21は、算出したデフォーカス量について、その信頼性の評価を行う。たとえば、カメラ制御部21は、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて、デフォーカス量の信頼性を判断することができる。   In step S107, the camera control unit 21 performs a defocus amount calculation process using a phase difference detection method. Specifically, first, a light beam from the optical system is received by the image sensor 22, and each focus detection pixel 222 a configuring the three focus detection pixel rows 22 a to 22 c of the image sensor 22 by the camera control unit 21. , 222b, a pair of image data corresponding to the pair of images is read out. In this case, when a specific focus detection position is selected by a manual operation of the photographer, only data from focus detection pixels corresponding to the focus detection position may be read. Then, the camera control unit 21 performs image shift detection calculation processing (correlation calculation processing) based on the read pair of image data, and images at the focus detection positions corresponding to the three focus detection pixel rows 22a to 22c. The shift amount is calculated, and the image shift amount is converted into a defocus amount. Further, the camera control unit 21 evaluates the reliability of the calculated defocus amount. For example, the camera control unit 21 can determine the reliability of the defocus amount based on the matching degree and contrast of the pair of image data.

ステップS108では、カメラ制御部21により、ステップS107で算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行われ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、フォーカスレンズ駆動モータ36に送出される。これにより、フォーカスレンズ駆動モータ36により、算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が開始される。   In step S108, the camera control unit 21 calculates and calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position based on the defocus amount calculated in step S107. The lens driving amount is sent to the focus lens driving motor 36 via the lens control unit 37. Thereby, the focus lens driving motor 36 starts driving the focus lens 32 based on the calculated lens driving amount.

そして、フォーカスレンズ32の駆動が開始されると、ステップS109に進み、ステップS109において、カメラ制御部21により、光学系の絞り値が、撮影絞り値に設定される。たとえば、図10の(A)では、ステップS104で、光学系の絞り値が、開放側絞り値であるF2.8に設定されているが、ステップS109で、光学系の絞り値が、撮影絞り値であるF4に設定される。また、図10の(B)では、ステップS105で、光学系の絞り値が、開放絞り値であるF1.2に設定されているが、ステップS109で、光学系の絞り値が、撮影絞り値であるF4に設定される。   When the drive of the focus lens 32 is started, the process proceeds to step S109, and in step S109, the camera control unit 21 sets the aperture value of the optical system to the photographing aperture value. For example, in FIG. 10A, in step S104, the aperture value of the optical system is set to F2.8, which is the open-side aperture value, but in step S109, the aperture value of the optical system is set to the photographing aperture. The value is set to F4. In FIG. 10B, the aperture value of the optical system is set to F1.2 which is the open aperture value in step S105, but the aperture value of the optical system is set to the photographing aperture value in step S109. Is set to F4.

ステップS110では、ステップS106と同様に、カメラ制御部21により、焦点検出用の露出制御が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、焦点検出エリアを含む所定領域内の輝度値SpotBvを算出し、算出した輝度値SpotBvと、ステップS109で設定された撮影絞り値に対応する絞りAvとに基づいて、受光感度Svおよび露光時間Tvを決定し、決定した受光感度Svおよび露光時間Tvに基づいて、シャッター23のシャッタースピードや、撮像素子22の撮像感度などを設定する。なお、ステップS110でも、ステップS104と同様に、ステップS109で設定された撮影絞り値に対応する絞りAvを固定したまま、受光感度Svおよび露光時間Tvを変更することで、撮像素子22に対する露出制御が行われる。   In step S110, as in step S106, the camera control unit 21 performs exposure control for focus detection. Specifically, the camera control unit 21 calculates a luminance value SpotBv within a predetermined region including the focus detection area, and calculates the calculated luminance value SpotBv and the aperture Av corresponding to the imaging aperture value set in step S109. Based on the light reception sensitivity Sv and the exposure time Tv, the shutter speed of the shutter 23 and the image pickup sensitivity of the image sensor 22 are set based on the determined light reception sensitivity Sv and exposure time Tv. In step S110, as in step S104, exposure control for the image sensor 22 is performed by changing the light receiving sensitivity Sv and the exposure time Tv while fixing the aperture Av corresponding to the imaging aperture value set in step S109. Is done.

そして、ステップS111では、光学系の絞り値が撮影絞り値に設定された状態で、デフォーカス量の算出が行われ、続くステップS112では、ステップS111で算出したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が実行される。   In step S111, the defocus amount is calculated in a state where the aperture value of the optical system is set to the photographing aperture value. In subsequent step S112, the focus lens is calculated based on the defocus amount calculated in step S111. 32 driving is executed.

ステップS113では、カメラ制御部21により、合焦判定が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以下であるか否かを判断し、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以下である場合には、光学系の焦点状態が合焦状態であるものと判断して、ステップS114に進み、一方、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値よりも大きい場合には、合焦していないものと判断して、ステップS111に戻り、デフォーカス量の算出と、算出されたデファーカス量に基づくフォーカスレンズ32の駆動とが繰り返される。   In step S113, the camera control unit 21 performs in-focus determination. Specifically, the camera control unit 21 determines whether or not the calculated absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than a predetermined value, and when the calculated absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than the predetermined value. Determines that the focus state of the optical system is the in-focus state, and proceeds to step S114. On the other hand, if the calculated absolute value of the defocus amount is larger than the predetermined value, the focus is not achieved. If it is determined, the process returns to step S111, and the calculation of the defocus amount and the driving of the focus lens 32 based on the calculated defocus amount are repeated.

ステップS113で合焦と判定された場合には、ステップS114に進み、カメラ制御部21により、シャッターレリーズボタンの全押し(第2スイッチSW2のオン)がされたか否か判断される。第2スイッチSW2がオンの場合には、ステップS115に進み、一方、第2スイッチSW2がオンではない場合には、ステップS102に戻る。   If it is determined in step S113 that the subject is in focus, the process proceeds to step S114, and the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button has been fully pressed (the second switch SW2 is turned on). If the second switch SW2 is on, the process proceeds to step S115. On the other hand, if the second switch SW2 is not on, the process returns to step S102.

ステップS115では、撮像素子22により画像の撮像が行われ、撮像された画像データが、メモリ24に記憶される。なお、本実施形態では、ステップS109で、光学系の絞り値が、撮影絞り値に設定されているため、撮影絞り値のまま、画像の撮影が行われる。   In step S <b> 115, an image is captured by the image sensor 22, and the captured image data is stored in the memory 24. In this embodiment, since the aperture value of the optical system is set to the shooting aperture value in step S109, an image is shot with the shooting aperture value unchanged.

以上のように、本実施形態では、レンズ鏡筒3から開放側制限値を取得できない場合、光学系の絞り値を開放絞り値に設定して、焦点検出を行い、この焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動を開始し、フォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値を、開放絞り値から撮影絞り値に変更して、焦点検出を行う。このように、本実施形態では、まず、光学系の絞り値を開放絞り値に設定して、焦点検出を行うことで、被写体の輝度が低い場合でも、光学系の焦点状態を適切に検出することができるとともに、フォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値を撮影絞り値に設定して、焦点検出を行うことで、絞り値の変更に伴う像面の変化により、焦点検出にピントを合わせた被写体が、撮影時にピントが合わなくなってしまうことを有効に防止することができ、被写体にピントの合った画像を適切に撮影することができる。   As described above, in this embodiment, when the open side limit value cannot be acquired from the lens barrel 3, the aperture value of the optical system is set to the open aperture value, focus detection is performed, and based on the focus detection result. Then, the driving of the focus lens 32 is started, and while the focus lens 32 is being driven, the aperture value of the optical system is changed from the open aperture value to the photographing aperture value, and focus detection is performed. As described above, in the present embodiment, first, the aperture value of the optical system is set to the open aperture value, and focus detection is performed, so that the focus state of the optical system is appropriately detected even when the luminance of the subject is low. In addition, while the focus lens 32 is being driven, the aperture value of the optical system is set to the photographing aperture value, and focus detection is performed, thereby focusing on focus detection due to a change in the image plane accompanying the change of the aperture value. Thus, it is possible to effectively prevent the subject that is in focus from being out of focus during shooting, and it is possible to appropriately shoot an image that is in focus on the subject.

また、本実施形態では、レンズ鏡筒3から開放側制限値を取得できた場合には、光学系の絞り値を、開放絞り値ではなく、開放側制限値に設定して、焦点検出を行う。これにより、本実施形態では、光学系の絞り値を、開放側制限値から撮影絞り値に変更した場合における、光学系の像面の移動量を、所定値以下とすることができ、開放側制限値で検出された合焦位置を、撮影時の被写界深度の範囲内とすることができる。そのため、本実施形態では、たとえ、撮影絞り値で合焦位置を検出できなかった場合でも、被写体にピントが合った画像を撮影することができる。   In the present embodiment, when the open limit value can be obtained from the lens barrel 3, focus detection is performed by setting the aperture value of the optical system to the open limit value instead of the open stop value. . Thereby, in this embodiment, when the aperture value of the optical system is changed from the open side limit value to the shooting aperture value, the amount of movement of the image plane of the optical system can be set to a predetermined value or less, and the open side The focus position detected by the limit value can be set within the range of the depth of field at the time of shooting. For this reason, in the present embodiment, even when the in-focus position cannot be detected with the photographing aperture value, an image in which the subject is in focus can be captured.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態では、レンズ鏡筒3から開放側制限値を取得できた場合に、図10の(A)に示すように、光学系の絞り値を開放側制限値に設定して、焦点検出を行い、焦点検出結果に基づくフォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値を撮影絞り値となるように、絞り34を絞り込む構成を例示したが、たとえば、レンズ鏡筒3から開放側制限値を取得できた場合でも、光学系の絞り値を開放絞り値に設定して、焦点検出を行い、この焦点検出結果に基づくフォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値が開放側制限値と同じ値または開放側制限値よりも絞り込み側の値となるように、絞り34を絞り込む構成としてもよい。たとえば、図10の(C)に示すように、開放側制限値がF2.8として取得できた場合でも、光学系の絞り値を、開放絞り値であるF1.2に設定し、焦点検出を行う。そして、この焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値が、開放側制限値であるF2.8と同じ値、または、開放側制限値であるF2.8よりも絞り込み側の値となるように、絞り34を絞り込み、焦点検出を行う。たとえば、図10の(C)では、フォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値を、開放側制限値よりも絞り込み側の値であるF3.5に設定して、焦点検出を行なう。そして、画像を撮影する際には、光学系の絞り値を、撮影絞り値であるF4に設定して、画像を撮影する。これにより、焦点検出から本撮影に移行する際の像面移動量を所定値以下とすることができ、被写体にピントが合った画像を撮影することができる。   For example, in the above-described embodiment, when the open-side limit value can be acquired from the lens barrel 3, as shown in FIG. 10A, the aperture value of the optical system is set to the open-side limit value, The configuration in which focus detection is performed and the aperture 34 is narrowed down so that the aperture value of the optical system becomes the shooting aperture value during driving of the focus lens 32 based on the focus detection result has been illustrated. Even when the side limit value can be obtained, the aperture value of the optical system is set to the open aperture value, focus detection is performed, and the aperture value of the optical system is opened while the focus lens 32 is driven based on the focus detection result. The diaphragm 34 may be narrowed down so that the same value as the side limit value or a value closer to the narrower side than the open side limit value. For example, as shown in FIG. 10C, even when the open limit value can be acquired as F2.8, the aperture value of the optical system is set to F1.2 which is the open aperture value, and focus detection is performed. Do. Then, during the driving of the focus lens 32 based on the focus detection result, the aperture value of the optical system is the same value as F2.8 which is the open side limit value, or more than F2.8 which is the open side limit value. The diaphragm 34 is narrowed so that the value on the narrowing side is obtained, and focus detection is performed. For example, in FIG. 10C, while the focus lens 32 is being driven, focus detection is performed by setting the aperture value of the optical system to F3.5, which is a value closer to the aperture side than the open side limit value. Then, when shooting an image, the aperture value of the optical system is set to F4, which is the shooting aperture value, and the image is shot. As a result, the amount of image plane movement when shifting from focus detection to main shooting can be set to a predetermined value or less, and an image in focus on the subject can be shot.

また、上述した実施形態では、レンズ鏡筒3から開放側制限値を取得できた場合には、光学系の絞り値を開放側制限値に設定し、焦点検出を行う構成を例示したが、この構成に加えて、光学系の絞り値を開放側制限値とした状態で、光学系の焦点状態を検出できなかった場合には、光学系の絞り値を開放絞り値に変更して、焦点検出を行う構成としてもよい。これにより、被写体の輝度が低い場合などに、光学系の焦点状態をより適切に検出することができる。   In the above-described embodiment, when the open limit value can be acquired from the lens barrel 3, the aperture value of the optical system is set to the open limit value, and the focus detection is performed. In addition to the configuration, if the focus state of the optical system cannot be detected with the aperture value of the optical system set to the open limit value, the focus value is detected by changing the aperture value of the optical system to the open aperture value. It is good also as composition which performs. Thereby, the focus state of the optical system can be detected more appropriately when the luminance of the subject is low.

さらに、上述した実施形態では、焦点検出を行う際における、光学系の絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値として取得する構成を例示したが、たとえば、焦点検出を行う際における、光学系の絞り値の絞り込み側の制限値を、絞り込み側制限値として、カメラ制御部21に備えるメモリに予め記憶しておき、この絞り込み側制限値に基づいて、焦点検出を行う構成としてもよい。なお、絞り込み側制限値は、焦点検出を行う際に、たとえば、ケラレの発生を有効に防止することができ、良好な焦点検出精度を得ることができる絞り値のうち、最も絞り込み側の値とすることができる。たとえば、図10の(D)に示すように、絞り込み側制限値がF5.6として記憶されており、撮影絞り値がF8として設定されている場面では、撮影絞り値であるF8が、絞り込み側制限値であるF5.6よりも絞り込み側の値である。このような場合、フォーカスレンズ32駆動中における光学系の絞り値を、絞り込み側制限値であるF5.6に制限して、焦点検出を行うことで、焦点検出時にケラレが発生することを有効に防止することができ、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。なお、この場合、焦点検出後に、光学系の絞り値が、撮影絞り値であるF8に設定されて、設定された撮影絞り値で、画像の本撮影が行われる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration in which the limit value on the open side of the aperture value of the optical system when performing focus detection is illustrated as the open side limit value. However, for example, when performing focus detection, A limit value on the aperture side of the aperture value of the optical system may be stored in advance in a memory provided in the camera control unit 21 as a limit value on the aperture side, and focus detection may be performed based on the limit value on the aperture side. . It should be noted that the narrowing-side limit value is, for example, the most narrow-side value among aperture values that can effectively prevent the occurrence of vignetting and obtain good focus detection accuracy when performing focus detection. can do. For example, as shown in FIG. 10D, in the scene where the narrowing limit value is stored as F5.6 and the photographing aperture value is set as F8, the photographing aperture value F8 is the narrowing side. It is a value closer to the narrower side than the limit value F5.6. In such a case, the focus value is detected by limiting the aperture value of the optical system during driving of the focus lens 32 to F5.6 which is the limit value on the aperture side, thereby effectively preventing vignetting during focus detection. Therefore, the focus state of the optical system can be detected appropriately. In this case, after focus detection, the aperture value of the optical system is set to F8, which is the shooting aperture value, and the actual shooting of the image is performed with the set shooting aperture value.

また、上述した実施形態では、光学系の絞り値を、開放側制限値または開放絞り値に設定して焦点検出を行い、この焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動を開始すると、直ぐに、光学系の絞り値を、撮影絞り値に設定する構成を例示したが、たとえば、フォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値を、開放側制限値または開放絞り値から、撮影絞り値へと次第に変更するように、絞り34を徐々に絞り込む構成としてもよい。また、絞り込み側制限値を記憶しており、撮影絞り値が絞り込み側制限値よりも絞り込み側の値である場合には、フォーカスレンズ32の駆動中に、光学系の絞り値を、開放側制限値または開放絞り値から、絞り込み側制限値へと次第に変更するように、絞り34を徐々に絞り込む構成としてもよい。   In the above-described embodiment, focus detection is performed by setting the aperture value of the optical system to the open side limit value or the open aperture value, and when the focus lens 32 starts to be driven based on the focus detection result, Although the configuration in which the aperture value of the optical system is set to the shooting aperture value is exemplified, for example, the aperture value of the optical system is changed from the open side limit value or the open aperture value while the focus lens 32 is being driven. The diaphragm 34 may be gradually narrowed so as to gradually change. Further, when the aperture limit value is stored, and the photographing aperture value is closer to the aperture side than the aperture limit value, the aperture value of the optical system is set to the open side limit while the focus lens 32 is being driven. A configuration may be adopted in which the diaphragm 34 is gradually narrowed so as to gradually change from the value or the open diaphragm value to the narrowing limit value.

加えて、カメラ本体2に、被写体に照明光を照射するための照明光照射部を備え、カメラ制御部21が、被写体の輝度に基づいて、照明光照射部により照明光を照射する必要があると判断した場合にのみ、上述したカメラ1の動作を行う構成としてもよい。   In addition, the camera body 2 is provided with an illumination light irradiation unit for irradiating the subject with illumination light, and the camera control unit 21 needs to irradiate the illumination light with the illumination light irradiation unit based on the luminance of the subject. Only when it is determined that the operation of the camera 1 described above is performed.

加えて、上述した実施形態では、位相差検出方式による焦点検出を行う構成を例示したが、この構成に加えて、コントラスト検出方式による焦点検出を行う構成としてもよい。また、位相差検出による焦点検出を優先して行い、位相差検出による焦点検出ができない場合に、コントラスト検出方式による焦点検出を行う構成としてもよい。さらに、フォーカスレンズ32を駆動させながら、位相差検出方式による焦点検出と、コントラスト検出方式による焦点検出とを同時に行い、焦点検出ができた方式による焦点検出結果に基づいて、合焦駆動を行う構成としてもよい。   In addition, in the above-described embodiment, the configuration in which focus detection is performed by the phase difference detection method has been illustrated. However, in addition to this configuration, focus detection by the contrast detection method may be performed. Alternatively, focus detection by phase difference detection may be performed with priority, and focus detection by a contrast detection method may be performed when focus detection by phase difference detection is not possible. Furthermore, while driving the focus lens 32, the focus detection by the phase difference detection method and the focus detection by the contrast detection method are simultaneously performed, and the focus drive is performed based on the focus detection result by the method in which the focus detection is completed. It is good.

なお、上述した実施形態のカメラ1は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、一眼レフデジタルカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。   The camera 1 of the above-described embodiment is not particularly limited. For example, the present invention is applied to other optical devices such as a digital video camera, a single-lens reflex digital camera, a lens-integrated digital camera, and a camera for a mobile phone. May be.

1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
221…撮像画素
222a,222b…焦点検出画素
28…操作部
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 2 ... Camera body 21 ... Camera control part 22 ... Imaging device 221 ... Imaging pixel 222a, 222b ... Focus detection pixel 28 ... Operation part 3 ... Lens barrel 32 ... Focus lens 36 ... Focus lens drive motor 37 ... Lens Control unit

Claims (7)

焦点調節光学系を含む光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と
記画像信号に基づいて、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部による焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、
前記光学系を通過し前記撮像部に入射する光束を制限する絞りの絞り値を開放絞り値とした状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、該焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系の駆動を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせる制御部と、
前記焦点検出部により焦点検出を行う際における前記絞りの絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値としてレンズ鏡筒から取得する取得部と、を備え、
前記制御部は、
前記レンズ鏡筒から前記開放側制限値を取得できた場合には、前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、該焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系の駆動を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、
前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記光学系の焦点状態を検出できない場合には、前記絞りの絞り値を前記開放絞り値として、前記焦点検出部に焦点検出を行わせ、該焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系の駆動を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点検出を行わせる制御動作を行うことを特徴とする撮像装置。
An imaging unit that captures an image by an optical system including a focus adjustment optical system and outputs an image signal corresponding to the captured image ;
Based on the previous SL image signal, and a focus detection unit which detects a focus state of said optical system,
A focus adjustment unit that performs focus adjustment of the optical system by driving the focus adjustment optical system in an optical axis direction based on a focus detection result by the focus detection unit;
The focus detection unit is configured to perform focus detection in a state where the aperture value of the aperture that restricts the light beam that passes through the optical system and enters the imaging unit is an open aperture value, and the focus is determined based on the focus detection result. A control unit that causes the adjustment unit to start driving the focus adjustment optical system, narrows down the diaphragm while the focus adjustment optical system is being driven, and causes the focus detection unit to perform focus detection in a state in which the diaphragm is reduced. When,
An acquisition unit that acquires, as an open side limit value, a limit value on the open side of the aperture value of the aperture when performing focus detection by the focus detection unit;
The controller is
When the open side limit value can be obtained from the lens barrel, the focus detection unit performs focus detection in a state where the aperture value of the aperture is set to the open side limit value, and the focus detection result Based on this, the focus adjustment unit starts to drive the focus adjustment optical system, the aperture is narrowed down while the focus adjustment optical system is being driven, and the focus detection unit detects the focus in a state where the aperture is reduced. Let
If the focus state of the optical system cannot be detected with the aperture value of the aperture set to the open side limit value, the focus detection unit performs focus detection using the aperture value of the aperture as the open aperture value. Based on the focus detection result, the focus adjustment unit starts driving the focus adjustment optical system, and when the focus adjustment optical system is driven, the aperture is narrowed down, and the aperture is in a reduced state, An image pickup apparatus that performs a control operation for causing the focus detection unit to perform focus detection .
焦点調節光学系を含む光学系による像を撮像し撮像信号を出力する撮像部と、An imaging unit that captures an image by an optical system including a focus adjustment optical system and outputs an imaging signal;
前記撮像信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、A focus detection unit that detects a focus adjustment state of the optical system based on the imaging signal;
前記焦点検出部による焦点検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動制御する制御部と、A control unit that drives and controls the focus adjustment optical system in an optical axis direction based on a focus detection result by the focus detection unit;
前記焦点検出部により焦点検出を行う際における絞りの絞り値の開放側の制限値を、開放側制限値としてレンズ鏡筒から取得する取得部と、を備え、An acquisition unit that acquires, as an open side limit value, a limit value on the open side of the aperture value of the aperture when performing focus detection by the focus detection unit;
前記制御部は、The controller is
前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記光学系の焦点調節状態を検出できた場合には、前記焦点検出部が検出した焦点調節状態に基づいて、前記焦点調節光学系の駆動制御を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点調節状態を検出させ、When the focus adjustment state of the optical system can be detected in a state where the aperture value of the stop is the open side limit value, the focus adjustment optical system is based on the focus adjustment state detected by the focus detection unit. The drive control is started, the diaphragm is narrowed down while the focus adjustment optical system is being driven, and the focus detection state is detected by the focus detection unit in a state where the diaphragm is stopped,
前記絞りの絞り値を前記開放側制限値とした状態で、前記光学系の焦点調節状態を検出できない場合には、前記絞りの絞り値を開放絞り値とした状態で、前記焦点検出部が検出した焦点調節状態に基づいて、前記焦点調節光学系の駆動制御を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点調節状態を検出させる制御動作を行うことを特徴とする撮像装置。If the focus adjustment state of the optical system cannot be detected when the aperture value of the aperture is set to the open limit value, the focus detection unit detects that the aperture value of the aperture is set to the open aperture value. Based on the focus adjustment state, the drive control of the focus adjustment optical system is started, the aperture is narrowed down while the focus adjustment optical system is being driven, and the focus detection unit is adjusted in the state where the aperture is reduced. An imaging apparatus characterized by performing a control operation for detecting a state.
請求項2に記載の撮像装置であって、The imaging apparatus according to claim 2,
前記制御部は、前記取得部が前記開放側制限値を取得できなかった場合に、前記絞りの絞り値を前記開放絞り値とした状態で、前記焦点検出部が検出した焦点調節状態に基づいて、前記焦点調節光学系の駆動制御を開始させ、前記焦点調節光学系の駆動中に前記絞りを絞り込み、前記絞りが絞られた状態で、前記焦点検出部に焦点調節状態を検出させる制御動作を行うことを特徴とする撮像装置。The control unit is configured based on the focus adjustment state detected by the focus detection unit in a state where the aperture value of the aperture is set to the open aperture value when the acquisition unit cannot acquire the open side limit value. A control operation of starting the drive control of the focus adjustment optical system, narrowing down the diaphragm while the focus adjustment optical system is driven, and causing the focus detection unit to detect the focus adjustment state in a state where the diaphragm is stopped. An imaging device characterized in that it performs.
請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置であって、The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
被写体に照明光を照明する照明部と、An illumination unit that illuminates the subject with illumination light;
被写体の輝度を検出し、検出した被写体の輝度に基づいて、前記照明部による照明が必要か否かを判断する判断部と、をさらに備え、A determination unit that detects the luminance of the subject and determines whether illumination by the illumination unit is necessary based on the detected luminance of the subject;
前記制御部は、前記照明部による照明が必要であると判断された場合に、前記制御動作を行うことを特徴とする撮像装置。The image pickup apparatus, wherein the control unit performs the control operation when it is determined that illumination by the illumination unit is necessary.
請求項1〜4に記載の撮像装置であって、
前記制御部は、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記光学系の絞り値が、画像を撮影する際の撮影絞り値となるように、前記絞りを絞り込むことを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1,
The control unit narrows down the aperture so that the aperture value of the optical system becomes an imaging aperture value for capturing an image during driving of the focus adjustment optical system.
請求項1〜5のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記焦点検出部により焦点検出を行う際における前記光学系の絞り値の絞り込み側の制限値を、絞り込み側制限値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、画像を撮影する際の撮影絞り値が、前記絞り込み側制限値よりも絞り込み側の値である場合には、前記焦点調節光学系の駆動中に、前記光学系の絞り値が、前記絞り込み側制限値となるように、前記絞りを絞り込むことを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
A storage unit that stores a limit value on the aperture side of the aperture value of the optical system when performing focus detection by the focus detection unit;
When the photographing aperture value at the time of capturing an image is a value closer to the aperture side than the aperture-side limit value, the aperture value of the optical system is set during the driving of the focus adjustment optical system. An image pickup apparatus that narrows down the diaphragm so as to be the limit value on the narrowing side.
請求項1〜6のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記撮像部は、二次元状に配列された複数の撮像用画素と、前記撮像用画素に混在して一次元または二次元状に配列された複数の焦点検出用画素とを有し、
前記焦点検出部は、前記焦点検出用画素から出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式の焦点検出、および、前記撮像用画素により出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出し、算出した前記評価値に基づいて、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式の焦点検出のうち、少なくともいずれか一方の方式で焦点検出を行うことが可能であることを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
The imaging unit has a plurality of imaging pixels arranged two-dimensionally, and a plurality of focus detection pixels mixed in the imaging pixels and arranged one-dimensionally or two-dimensionally,
The focus detection unit detects a focus state of the optical system by detecting a shift amount of an image plane by the optical system based on the image signal output from the focus detection pixel. And an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system is calculated based on the image signal output from the imaging pixel and the image signal output, and the focus state of the optical system is calculated based on the calculated evaluation value. An image pickup apparatus characterized in that focus detection can be performed by at least one of the focus detection methods of the contrast detection method for detecting the image.
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