JP5561246B2 - Focus adjustment device and imaging device provided with the same - Google Patents

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Description

本発明は、焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置に関する。   The present invention relates to a focus adjustment apparatus and an imaging apparatus including the same.

従来より、光学系の焦点調節を行なう際に、焦点調節精度を高めるために、まず、位相差検出方式により光学系の焦点状態の検出を行い、位相差検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節用のレンズを合焦位置近傍まで駆動し、次いで、合焦位置近傍において、コントラスト検出方式によって光学系の焦点状態の検出を行い、該コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節光学系を合焦位置まで駆動する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, when adjusting the focus of an optical system, in order to improve the focus adjustment accuracy, first, the focus state of the optical system is detected by the phase difference detection method, and the focus is determined based on the detection result by the phase difference detection method. The adjustment lens is driven to the vicinity of the in-focus position, and then the focus state of the optical system is detected in the vicinity of the in-focus position by the contrast detection method. Based on the detection result by the contrast detection method, the focus adjustment optical system Is known to drive the lens to the in-focus position (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−109690号公報JP 2004-109690 A

しかしながら、上記特許文献1は、位相差検出方式およびコントラスト検出方式の両方の方式で、光学系の焦点検出が可能である場面を前提としており、そのため、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれか一方の方式によって、焦点検出ができないような撮影場面においては、焦点調節を良好に行なうことができない場合があった。また、上記特許文献1においては、まず、位相差検出方式による焦点検出を行い、これに続いて、コントラスト検出方式による焦点検出を行うものであるため、焦点調節に時間が掛かってしまうという問題もあった。   However, the above-described Patent Document 1 is based on the assumption that the focus detection of the optical system can be performed by both the phase difference detection method and the contrast detection method. Therefore, either of the phase difference detection method and the contrast detection method is used. In some cases, the focus adjustment cannot be performed satisfactorily in a shooting scene where the focus cannot be detected. In Patent Document 1, focus detection is first performed using a phase difference detection method, and subsequently focus detection is performed using a contrast detection method. Therefore, there is a problem that it takes time to adjust the focus. there were.

本発明が解決しようとする課題は、焦点調節を適切に行なうことのできる焦点調節装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a focus adjustment device capable of appropriately performing focus adjustment.

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の観点に係る焦点調節装置は、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部(22)と、位相差を用いて焦点調節状態を検出する第1焦点検出部(222a,222b)と、前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいてコントラストに関する評価値して焦点調節状態を検出する第2焦点検出部(221)と、前記第1焦点検出部による焦点調節状態の検出結果または前記第2焦点検出部による焦点調節状態の検出結果に基づいて焦点調節光学系(32)を駆動させる第1駆動制御と、前記焦点調節光学系をスキャン駆動させる第2駆動制御とが可能な制御部(21)と、を備え、前記制御部は、前記焦点調節光学系をスキャン駆動させる前記第2駆動制御をしているときに、前記第1焦点検出部、及び、前記第2焦点検出部が焦点調節状態を検出するように前記第1焦点検出部及び前記第2焦点検出部を制御し、前記第2焦点検出部よりも先に前記第1焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第1焦点検出部の検出結果に基づいて前記第1駆動制御を行い、前記第1焦点検出部よりも先に前記第2焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第2焦点検出部の検出結果に基づいて前記第1駆動制御を行うことを特徴とする。
[1] A focus adjustment apparatus according to a first aspect of the present invention includes an imaging unit (22) that outputs an image signal corresponding to a captured image, and a first focus detection that detects a focus adjustment state using a phase difference. A second focus detection unit (221) that detects a focus adjustment state by using an evaluation value related to contrast based on the image signal output from the image pickup unit, and a first focus detection unit (222a, 222b) A first drive control for driving the focus adjustment optical system (32) based on a detection result of the focus adjustment state or a detection result of the focus adjustment state by the second focus detection unit, and a second drive control for driving the focus adjustment optical system. A control unit (21) capable of drive control, wherein the control unit performs the second drive control for scanning the focus adjustment optical system, and the first focus detection unit, and The above 2 focus detection unit controls the first focus detection unit and the second focus detection unit to detect the focusing state, the in-focus position by the first focus detection unit earlier than the second focus detection unit Was detected, the first drive control was performed based on the detection result of the first focus detection unit, and the in-focus position could be detected by the second focus detection unit prior to the first focus detection unit. The first drive control is performed based on the detection result of the second focus detection unit .

[2]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部(21)、前記第1焦点検出部(222a,222b)により、前記光学系の焦点状態の検出ができない場合に、前記第2駆動制御を行うように構成することができる。 [2] In the invention related to the focus adjustment apparatus, the control unit (21) performs the second drive when the first focus detection unit (222a, 222b) cannot detect the focus state of the optical system. It can be configured to perform control .

[]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部(21)が、前記第1焦点検出部(222a,222b)により、前記光学系(31,32,33)の焦点状態の検出ができた場合に、前記第1焦点検出部による検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系(32)を合焦位置に駆動させるように構成することができる。
[ 3 ] In the invention related to the focus adjusting apparatus, the control unit (21) can detect the focus state of the optical system (31, 32, 33) by the first focus detection unit (222a, 222b). In this case, the focus adjustment optical system (32) can be driven to the in-focus position based on the detection result by the first focus detection unit.

]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部(21)が、前記第1焦点検出部(222a,222b)により、前記光学系の焦点状態の検出ができなかった場合には、前記第2駆動制御より前記焦点調節光学系(32)をスキャン駆動させながら、前記第1焦点検出部による焦点調節状態の検出および前記第2焦点検出部(221)による焦点調節状態の検出を行なわせるように構成することができる。
]本発明の第の観点に係る焦点調節装置は、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部(22)と、位相差を用いて焦点調節状態を検出する第1焦点検出部(222a,222b)と、前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいてコントラストに関する評価値を算出して焦点調節状態を検出する第2焦点検出部(221)と、焦点調節光学系(32)をスキャン駆動させることができる制御部(21)と、を備え、前記制御部は、前記焦点調節光学系をスキャン駆動させているときに、前記第1焦点検出部、及び、前記第2焦点検出部が焦点調節状態を検出するように前記第1焦点検出部及び前記第2焦点検出部を制御し、前記第2焦点検出部よりも先に前記第1焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第1焦点検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系を駆動する制御を行い、前記第1焦点検出部よりも先に前記第2焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第2焦点検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系を駆動する制御を行うことを特徴とする。
]上記焦点調節装置に係る発明において、前記撮像部(22)は、第1画素(222a,222b)と、前記第1画素とは異なる第2画素(221)とを有し、前記第1焦点検出部(222a,222b)は、前記第1画素の出力を用いて焦点調節状態を検出し、前記第2焦点検出部(221)は、前記第2画素の出力を用いて焦点調節状態を検出するように構成することができる。
[ 4 ] In the invention related to the focus adjusting apparatus, when the control unit (21) cannot detect the focus state of the optical system by the first focus detection unit (222a, 222b), While the focus adjustment optical system (32) is scan-driven by the second drive control, the focus adjustment state is detected by the first focus detection unit and the focus adjustment state is detected by the second focus detection unit (221). It can be constituted as follows.
[ 5 ] A focus adjustment apparatus according to a second aspect of the present invention includes an imaging unit (22) that outputs an image signal corresponding to a captured image, and a first focus detection that detects a focus adjustment state using a phase difference. A second focus detection unit (221) that detects a focus adjustment state by calculating an evaluation value related to contrast based on the image signal output by the imaging unit (222a, 222b), and a focus adjustment optical system ( 32), and a control unit (21) capable of scan driving, wherein the control unit scans the focus adjusting optical system when the first focus detection unit and the second focus detection optical system are driven. The first focus detection unit and the second focus detection unit are controlled so that the focus detection unit detects the focus adjustment state, and the in- focus position is set by the first focus detection unit prior to the second focus detection unit. When detected, When the focus adjustment optical system is driven based on the detection result of the focus detection unit, and the in-focus position can be detected by the second focus detection unit prior to the first focus detection unit, the second Control for driving the focus adjustment optical system is performed based on the detection result of the focus detection unit .
[ 6 ] In the invention related to the focus adjustment apparatus, the imaging unit (22) includes a first pixel (222a, 222b) and a second pixel (221) different from the first pixel. The one focus detection unit (222a, 222b) detects the focus adjustment state using the output of the first pixel, and the second focus detection unit (221) detects the focus adjustment state using the output of the second pixel. Can be configured to detect.

[]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
[ 7 ] An imaging apparatus according to the present invention includes the above-described focus adjustment apparatus.

本発明によれば、焦点調節を適切に行なうことができる。   According to the present invention, focus adjustment can be performed appropriately.

図1は、本実施形態に係るデジタルカメラ1を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a digital camera 1 according to this 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、図2のIV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. 4 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the IV part of FIG. 図5は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図である。FIG. 5 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221. 図6(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図6(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。6A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 6B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b. 図7は、撮像画素221の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing one of the imaging pixels 221. 図8(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す断面図、図8(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。8A is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222b. 図9は、3つの撮像画素RGBそれぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。FIG. 9 is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelength of each of the three imaging pixels RGB. 図10は、示す焦点検出画素の波長に対する相対感度を示す分光特性図である。FIG. 10 is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelength of the focus detection pixel shown. 図11は、図3および図4のXI-XI線に沿う断面図である。11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIGS. 図12は、本発明の実施形態に係るカメラの動作例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing an operation example of the camera according to the embodiment of the present invention. 図13は、本実施形態に係るサーチ動作における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value and the relationship between the focus lens position and time in the search operation according to the present embodiment.

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適切な開口径が、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 appropriate aperture diameter calculated in the automatic exposure mode from the camera control unit 21 via the lens control unit 37. Further, the set aperture diameter is input from the camera control unit 21 to the lens control unit 37 by a 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.

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。なお、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。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, 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. Note that the memory 24 can be either a removable card type memory or a built-in memory. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.

カメラ本体2には、撮像素子22で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ(EVF)26と、これを駆動する液晶駆動回路25と、接眼レンズ27とを備えている。液晶駆動回路25は、撮像素子22で撮像され、カメラ制御部21へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ26を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ27を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸L2による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体2の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。   The camera body 2 is provided with an observation optical system for observing an image picked up by the image pickup device 22. The observation optical system of the present embodiment includes an electronic viewfinder (EVF) 26 composed of a liquid crystal display element, a liquid crystal driving circuit 25 that drives the electronic viewfinder (EVF) 26, and an eyepiece lens 27. The liquid crystal drive circuit 25 reads the captured image information captured by the image sensor 22 and sent to the camera control unit 21, and drives the electronic viewfinder 26 based on the read image information. Thereby, the user can observe the current captured image through the eyepiece lens 27. Note that, instead of or in addition to the observation optical system using the optical axis L2, a liquid crystal display may be provided on the back surface of the camera body 2, and a photographed image may be displayed on the liquid crystal display.

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撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な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 photographic optical system by the phase detection method and the focus state of the photographic optical system by the contrast detection method based on the pixel data read from the image sensor 22. I do. A specific focus state detection method will be described later.

操作部28は、シャッターレリーズボタンやユーザがカメラ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や、オードフォーカスモードの中でも、ワンショットモード/コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカスレンズ32の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカスレンズ32の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードである。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 or an input switch for the user to set various operation modes of the camera 1. Switching between the auto focus mode / manual focus mode and the one-shot mode / continuous mode are also possible. The as mode can be switched. Here, the one-shot mode is a mode in which the position of the focus lens 32 once adjusted is fixed and photographing is performed at the focus lens position, whereas the continuous mode is a mode in which the position of the focus lens 32 is fixed. In this mode, the focus lens position is adjusted according to the subject. 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、図4は、図2のIV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。   2 is a front view showing an image pickup surface of the image pickup device 22, FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the portion III in FIG. 2, and FIG. FIG. 4 is a front view schematically showing an arrangement of focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the IV part of FIG.

本実施形態の撮像素子22は、図3および図4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 FIGS. 3 and 4, the imaging element 22 of the present embodiment includes 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 green pixel G, 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5は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図、図7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7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31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. 5 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221, and FIG. 7 is a cross-sectional view. One imaging pixel 221 includes a microlens 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 31 by the micro lens 2211 and receives the imaging light beam.

なお、本実施形態のカラーフィルタはマイクロレンズ2211と光電変換部2212との間に設けられ、緑画素Gと赤画素Rと青画素Bのそれぞれのカラーフィルタの分光感度は、たとえば図9に示すとおりとされている。図9は、図3および図4に示す3つの撮像画素RGBそれぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。   The color filter of this embodiment is provided between the microlens 2211 and the photoelectric conversion unit 2212. The spectral sensitivities of the color filters of the green pixel G, the red pixel R, and the blue pixel B are shown in FIG. 9, for example. It is said to be as follows. FIG. 9 is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelength of each of the three imaging pixels RGB shown in FIGS. 3 and 4.

図2に戻り、撮像素子22の撮像面の中心、ならびに中心から上下および左右対称位置の5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,22d,22eが設けられている。そして、図3、図4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,22d,22e)または縦一列(22b,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。   Returning to FIG. 2, focus detection pixel arrays in which focus detection pixels 222 a and 222 b are arranged in place of the above-described imaging pixels 221 at the center of the imaging surface of the imaging element 22 and at five positions vertically and horizontally symmetrical from the center. 22a, 22b, 22c, 22d, and 22e are provided. As shown in FIGS. 3 and 4, one focus detection pixel column includes a plurality of focus detection pixels 222 a and 222 b that are adjacent to each other alternately in a horizontal row (22 a, 22 d, 22 e) or a vertical row ( 22b, 22c). 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〜22eの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所または三箇所等にすることもでき、また、六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〜22eの中から、ユーザが操作部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 22e shown in FIG. 2 are not limited to the illustrated positions, and may be any one, two, three, or the like, and may be at six or more positions. It can also be arranged. In actual focus detection, the user manually operates the operation unit 28 from among a plurality of focus detection pixel rows 22a to 22e, and selects a desired focus detection pixel row as a focus detection position. You can also.

図6(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図8(A)は、焦点検出画素222aの断面図である。また、図6(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図、図8(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6(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8(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6(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8(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、図4に示すように、互いに隣接して交互に、横一列または縦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〜22eを構成する。   6A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 8A is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222a. FIG. 6B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222b. As shown in FIG. 6A, the focus detection pixel 222a includes a micro lens 2221a and a semicircular photoelectric conversion portion 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. 6B. As shown in a cross-sectional view of FIG. A photoelectric conversion unit 2222b is formed on the surface of the circuit board 2213, and a microlens 2221b is formed on the surface. The focus detection pixels 222a and 222b are alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row or a vertical row, as shown in FIGS. 3 and 4, so that the focus detection pixel rows 22a to 22b shown in FIG. 22e is configured.

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。図10に焦点検出画素222a,222bの分光特性を示すが、相対感度は、図9に示す撮像画素221の青画素B、緑画素Gおよび赤画素Rの各感度を加算したような分光特性とされ、また感度が現れる光波長領域は、図10に示す撮像画素221の青画素B、緑画素Gおよび赤画素Rの感度の光波長領域を包摂した領域となっている。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。なお、図10は、図3および図4に示す焦点検出画素の波長に対する相対感度を示す分光特性図である。   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. FIG. 10 shows the spectral characteristics of the focus detection pixels 222a and 222b. The relative sensitivity is such that the sensitivity of the blue pixel B, the green pixel G, and the red pixel R of the imaging pixel 221 shown in FIG. The light wavelength region where the sensitivity appears is a region including the light wavelength regions of the sensitivity of the blue pixel B, the green pixel G, and the red pixel R of the imaging pixel 221 shown in FIG. However, it may be configured to include one of the same color filters as the imaging pixel 221, for example, a green filter. FIG. 10 is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelength of the focus detection pixels shown in FIGS. 3 and 4.

また、図6(A)、図6(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. 6A and 6B are semicircular, 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11は、図3および図4のXI-XI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34の測距瞳341,342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11においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L近傍に位置するもののみを例示して示したが、図11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341,342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. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIGS. 3 and 4, and the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, 222b- are arranged in the vicinity of the photographing optical axis L1 and adjacent to each other. 2 indicates that light beams AB1-1, AB2-1, AB1-2, and AB2-2 irradiated from the distance measurement pupils 341 and 342 of the exit pupil 34 are received, respectively. 11 illustrates only the focus detection pixels 222a and 222b that are located in the vicinity of the photographing optical axis L, but other focus detection pixels other than the focus detection pixels illustrated in FIG. In the same manner, the light beams emitted from the pair of distance measuring pupils 341 and 342 are respectively received.

ここで、射出瞳34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341,342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 34 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 341 and 342 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11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341,342の並び方向と一致している。   In FIG. 11, the arrangement direction of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, and 222b-2 coincides with the arrangement direction of the pair of distance measurement pupils 341 and 342.

また、図11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34上に投影され、その投影形状は測距瞳341,342を形成する。   As shown in FIG. 11, 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 Projected onto the exit pupil 34 separated from the lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2 by the distance measurement distance D, and the projection shape forms the distance measurement pupils 341, 342.

すなわち、測距距離Dにある射出瞳34上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳341,342)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。   In other words, on the exit pupil 34 at the distance measurement distance D, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (the distance measurement pupils 341 and 342) of the photoelectric conversion unit of each focus detection pixel match. Is determined, and the projection direction of the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel is thereby determined.

図11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341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341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. 11, 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 341 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 341, 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342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342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 342, 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 342, 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および図4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341と測距瞳342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341と測距瞳342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 FIGS. 3 and 4, and the outputs of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b are measured. By combining the output groups corresponding to the distance pupil 341 and the distance measurement pupil 342, a pair of focus detection light beams that pass through each of the distance measurement pupil 341 and the distance measurement pupil 342 are formed on the focus detection pixel row. Data on the intensity distribution of the image 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位置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 at the detection position, 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し、これを積算して焦点電圧を検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し、それぞれを積算して焦点電圧を検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 image sensor 22 using a high-frequency transmission filter and integrating the extracted high-frequency components to detect a focus voltage. It can also be obtained by extracting high-frequency components using two high-frequency transmission filters having different cutoff frequencies and integrating them to detect the focus voltage.

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、たとえば内挿法などの演算方式を用いて求められる。   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. This in-focus position is obtained by using an arithmetic method such as an interpolation method.

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12は、本実施形態に係るカメラ1の動作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ONされることにより開始される。また、以下においては、ワンショットモード、すなわち、一度調節したフォーカスレンズ32の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードが選択されている場合を例示して説明を行なう。   Next, an operation example of the camera 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the camera 1 according to this embodiment. The following operation is started when the camera 1 is turned on. In the following, a description will be given by exemplifying a case where a one-shot mode, that is, a mode in which the position of the focus lens 32 adjusted once is fixed and shooting is performed at the focus lens position is selected.

まず、ステップS1では、カメラ制御部21によるスルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ26による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子22により露光動作が行なわれ、カメラ制御部21により、撮像画素221の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部21は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路25に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ26に表示される。そして、これにより、接眼レンズ27を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。   First, in step S1, generation of a through image by the camera control unit 21 and display of a through image by the electronic viewfinder 26 of the observation optical system are started. Specifically, an exposure operation is performed by the imaging element 22, and pixel data of the imaging pixel 221 is read by the camera control unit 21. Then, the camera control unit 21 generates a through image based on the read data, and the generated through image is sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder 26 of the observation optical system. As a result, the user can view the moving image of the subject through the eyepiece lens 27. Note that the generation of the through image and the display of the through image are repeatedly executed at predetermined intervals.

次いで、ステップS2では、カメラ制御部21により、スキャン動作許可指令が、レンズ制御部37に送出され、スキャン動作が許可状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。   Next, in step S2, the camera control unit 21 sends a scan operation permission command to the lens control unit 37, and the scan operation is permitted. The scan operation will be described later.

ステップS3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開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部21により、撮像素子22の5つの焦点検出画素列22a〜22e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なわれる。この場合、使用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、5つの焦点検出画素列22a〜22e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の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、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行なわれる。   In step S3, the camera control unit 21 starts a defocus amount calculation process using a phase difference detection method. In the present embodiment, the calculation process of the defocus amount by the phase difference detection method is performed as follows. That is, first, the camera control unit 21 reads a pair of image data corresponding to a pair of images from the focus detection pixels 222a and 222b constituting the five focus detection pixel rows 22a to 22e of the image sensor 22. In this case, when a specific focus detection position is selected by a user's manual operation, only data from focus detection pixels corresponding to the focus detection position may be read. Then, the camera control unit 21 executes 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 five focus detection pixel rows 22a to 22e. 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. Note that the reliability of the defocus amount is evaluated based on, for example, the degree of coincidence and contrast of a pair of image data.

そして、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、後述するステップS14において、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれるまで、所定の間隔で繰り返し実行される。   Such defocus amount calculation processing by the phase difference detection method is repeatedly executed at predetermined intervals until focus lock (processing for prohibiting driving of the focus lens 32) is performed in step S14 described later. The

ステップS4では、カメラ制御部21により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子22の撮像画素221の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して焦点電圧を検出することにより行われる。焦点評価値の算出は、使用者の手動操作により、あるいは、被写体認識モードなどにより、特定の焦点検出位置が選択されているときには、選択された焦点検出位置に対応する撮像画素221の画素出力のみを読み出すような構成としてもよい。なお、焦点評価値の算出処理は、後述するステップS14において、合焦ロックが行なわれるまで、所定の間隔で繰り返し実行される。   In step S <b> 4, the camera control unit 21 starts a focus evaluation value calculation process. In the present embodiment, the focus evaluation value calculation process reads out the pixel output of the imaging pixel 221 of the imaging device 22, extracts a high-frequency component of the read-out pixel output using a high-frequency transmission filter, integrates it, and focuses on it. This is done by detecting the voltage. The focus evaluation value is calculated only when the specific focus detection position is selected by the user's manual operation or the subject recognition mode, and only the pixel output of the imaging pixel 221 corresponding to the selected focus detection position. It is good also as a structure which reads. The focus evaluation value calculation process is repeatedly executed at predetermined intervals until focus lock is performed in step S14 described later.

ステップS5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。第1スイッチSW1がオンした場合はステップS6に進む。一方、第1スイッチSW1がオンしていない場合は、第1スイッチSW1がオンされるまで、ステップS5を繰り返す。すなわち、第1スイッチSW1がオンされるまで、スルー画像の生成・表示、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理、および焦点評価値の算出処理が繰り返し実行される。   In step S5, the camera control unit 21 determines whether the shutter release button provided in the operation unit 28 is half-pressed (the first switch SW1 is turned on). If the first switch SW1 is turned on, the process proceeds to step S6. On the other hand, if the first switch SW1 is not turned on, step S5 is repeated until the first switch SW1 is turned on. That is, until the first switch SW1 is turned on, the through image generation / display, the defocus amount calculation processing by the phase difference detection method, and the focus evaluation value calculation processing are repeatedly executed.

ステップS6では、カメラ制御部21により、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップS11に進む。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップS7に進む。なお、本実施形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合にも、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップS7に進むこととする。本実施形態においては、たとえば、被写体のコントラストが低い場合、被写体が超低輝度被写体である場合、あるいは被写体が超高輝度被写体である場合などにおいて、デフォーカス量の信頼性が低いと判断される。   In step S6, the camera control unit 21 determines whether or not the defocus amount has been calculated by the phase difference detection method. If the defocus amount can be calculated, it is determined that distance measurement is possible, and the process proceeds to step S11. On the other hand, if the defocus amount cannot be calculated, it is determined that distance measurement is impossible, and the process proceeds to step S7. In the present embodiment, even when the defocus amount can be calculated, even when the reliability of the calculated defocus amount is low, it is treated that the defocus amount cannot be calculated, and the process proceeds to step S7. Let's go ahead. In the present embodiment, for example, when the subject has a low contrast, the subject is an ultra-low brightness subject, or the subject is an ultra-high brightness subject, it is determined that the reliability of the defocus amount is low. .

なお、ステップS6においては、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いて、上記判定を行なってもよいが、直近数回のデフォーカス量算出処理において、連続して、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、連続して、デフォーカス量の信頼性が低かった場合に、測距不能と判断して、ステップS7に進み、逆に、直近数回のデフォーカス量算出処理において、一度でもデフォーカス量が算出された場合には、測距可能と判断して、ステップS11に進むような構成としてもよい。   In step S6, the above determination may be performed using the result of the most recent defocus amount calculation process. However, in the most recent defocus amount calculation process, the defocus amount is continuously obtained. If the defocus amount cannot be calculated, or if the reliability of the defocus amount is low continuously, it is determined that distance measurement is impossible, and the process proceeds to step S7. In this case, if the defocus amount is calculated even once, it may be determined that distance measurement is possible and the process proceeds to step S11.

ステップS6において、デフォーカス量が算出できたと判定され、測距可能と判断された場合には、ステップS11に進み、ステップS11〜S14において、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。   If it is determined in step S6 that the defocus amount has been calculated and it is determined that distance measurement is possible, the process proceeds to step S11, and in steps S11 to S14, based on the defocus amount calculated by the phase difference detection method. A focusing operation is performed.

すなわち、まず、ステップS11において、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止指令が、レンズ制御部37に送出され、スキャン動作が禁止状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。   That is, first, in step S11, the camera control unit 21 performs a scan operation prohibiting process. Specifically, the camera control unit 21 sends a scan operation prohibition command to the lens control unit 37, and the scan operation is prohibited. The scan operation will be described later.

ステップS12では、ステップS3において位相差検出方式により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処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部21により、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、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なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、レンズ駆動モータ36に送出される。そして、レンズ駆動モータ36は、カメラ制御部21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を合焦位置まで駆動させる。   In step S12, processing for driving the focus lens 32 to the in-focus position is performed based on the defocus amount calculated by the phase difference detection method in step S3. Specifically, the camera control unit 21 calculates and calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position from the defocus amount calculated by the phase difference detection method. The lens driving amount is sent to the lens driving motor 36 via the lens control unit 37. Then, the lens driving motor 36 drives the focus lens 32 to the in-focus position based on the lens driving amount calculated by the camera control unit 21.

なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させている間においても、制御部21は、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、制御部21は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる。   In the present embodiment, the controller 21 repeatedly calculates the defocus amount by the phase difference detection method while the lens drive motor 36 is driven and the focus lens 32 is driven to the in-focus position. As a result, when a new defocus amount is calculated, the control unit 21 drives the focus lens 32 based on the new defocus amount.

そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS13に進み、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップS14に進み、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれる。なお、ステップS13における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。また、合焦表示を行なう際には、位相差検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。   When the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S13, in-focus display is performed, and then the process proceeds to step S14, where focus lock (processing for prohibiting driving of the focus lens 32) is performed. Done. Note that the in-focus display in step S13 is performed by the electronic viewfinder 26, for example. Further, when performing the focus display, a display for notifying the user that the focus operation has been performed by the phase difference detection method may be performed together.

一方、ステップS6において、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合、または、算出されたデフォーカス量の信頼性が低いと判定された場合には、ステップS7に進み、ステップS7では、カメラ制御部21により、スキャン動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のスキャン動作は、フォーカスレンズ駆動モータ36により、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、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、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。   On the other hand, if it is determined in step S6 that the defocus amount cannot be calculated, or if it is determined that the calculated defocus amount is not reliable, the process proceeds to step S7. The control unit 21 performs a scan operation start process. In the scan operation of this embodiment, the focus lens drive motor 36 scans the focus lens 32, and the camera control unit 21 calculates a defocus amount and a focus evaluation value by a phase difference detection method. Thus, the detection of the in-focus position by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method are simultaneously performed at predetermined intervals.

具体的には、カメラ制御部21は、レンズ制御部37にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部37は、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を光軸L1に沿ってスキャン駆動させる。なお、フォーカスレンズ32のスキャン駆動は、無限端から至近端に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端から無限端に向かって行なってもよい。   Specifically, the camera control unit 21 sends a scan drive start command to the lens control unit 37, and the lens control unit 37 drives the focus lens drive motor 36 based on the command from the camera control unit 21 to focus. The lens 32 is scan-driven along the optical axis L1. Note that the scan driving of the focus lens 32 may be performed from the infinite end to the close end, or may be performed from the close end to the infinite end.

そして、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の焦点検出画素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を行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ32を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の撮像画素221から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。   Then, while driving the focus lens 32, the camera control unit 21 reads out a pair of image data corresponding to the pair of images from the focus detection pixels 222a and 222b of the image sensor 22 at predetermined intervals. The phase difference detection method calculates the defocus amount, evaluates the reliability of the calculated defocus amount, and drives the focus lens 32 to drive the pixel output from the imaging pixel 221 of the imaging element 22 at a predetermined interval. Reading is performed, and based on this, a focus evaluation value is calculated, thereby acquiring a focus evaluation value at a different focus lens position, thereby detecting a focus position by a contrast detection method.

ステップS8では、カメラ制御部21により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップS15に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップS9に進む。なお、ステップS8においては、上述したステップS6と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップS9に進むこととする。   In step S8, it is determined whether the defocus amount has been calculated by the phase difference detection method as a result of the scanning operation performed by the camera control unit 21. If the defocus amount can be calculated, it is determined that distance measurement is possible and the process proceeds to step S15. On the other hand, if the defocus amount cannot be calculated, it is determined that distance measurement is not possible and the process proceeds to step S9. . In step S8, similarly to step S6 described above, even when the defocus amount can be calculated, the defocus amount cannot be calculated if the reliability of the calculated defocus amount is low. It is assumed that the process proceeds to step S9.

ステップS9では、カメラ制御部21により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップS16に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップS10に進む。   In step S9, the camera control unit 21 determines whether or not the in-focus position has been detected by the contrast detection method as a result of the scanning operation. If the in-focus position can be detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S16. If the in-focus position cannot be detected, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、カメラ制御部21により、スキャン動作を、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップS8に戻り、ステップS8〜S10を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップS20に進む。   In step S <b> 10, the camera control unit 21 determines whether the scan operation has been performed for the entire driveable range of the focus lens 32. When the scan operation is not performed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process returns to step S8, and steps S8 to S10 are repeated to perform the scan operation, that is, while the focus lens 32 is driven to scan. The operation of simultaneously executing the calculation of the defocus amount by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method at predetermined intervals is continuously performed. On the other hand, if the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S20.

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップS8において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップS15に進み、ステップS15、S11〜S14において、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。   If it is determined in step S8 that the defocus amount has been calculated by the phase difference detection method in step S8, the process proceeds to step S15. In steps S15 and S11 to S14, the phase difference detection method is executed. A focusing operation based on the defocus amount calculated by the above is performed.

すなわち、まず、ステップS15において、カメラ制御部21により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップS11に進み、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。   That is, first, in step S15, the camera control unit 21 performs a scan operation stop process. Then, the process proceeds to step S11, and the camera control unit 21 performs a scan operation prohibition process.

そして、ステップS12に進み、上記と同様にして、位相差検出方式により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処理が行なわれ、その後、ステップS13に進み、合焦表示が行なわれた後、ステップS14において、合焦ロックが行なわれる。   Then, the process proceeds to step S12, and in the same manner as described above, the process of driving the focus lens 32 to the in-focus position is performed based on the defocus amount calculated by the phase difference detection method, and then the process proceeds to step S13. After the focus display is performed, focus lock is performed in step S14.

また、スキャン動作を実行した結果、ステップS9において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、ステップS16に進み、ステップS16〜S19において、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、合焦動作が行なわれる。   As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S9 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S16, and is detected by the contrast detection method in steps S16 to S19. A focusing operation based on the focusing position is performed.

すなわち、まず、ステップS16において、カメラ制御部21により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップS17に進み、上述したステップS11と同様に、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。   That is, first, in step S16, the camera control unit 21 performs a scan operation stop process, and then proceeds to step S17. As in step S11 described above, the camera control unit 21 performs a scan operation prohibition process. It is.

そして、ステップS18に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。ここで、図13に、スキャン動作の結果、コントラスト検出方式により合焦位置が検出された場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を表す図を示す。図13に示すように、スキャン動作開始時には、フォーカスレンズ32は、図13に示すP0に位置しており、P0から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ32を駆動させながら、焦点評価値の取得を行う。そして、フォーカスレンズ32を、図13に示すP1の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置(合焦位置)が検出されると(ステップS9=Yes)、スキャン動作を停止し(ステップS16)、スキャン動作の禁止処理(ステップS17)が行なわれた後、フォーカスレンズ32を合焦位置(図13中、P2の位置)まで駆動するための合焦駆動(ステップS18)が行なわれる。   Then, the process proceeds to step S18, and a focus drive process for driving the focus lens 32 to the focus position is performed based on the focus position detected by the contrast detection method. Here, FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value and the relationship between the focus lens position and time when the in-focus position is detected by the contrast detection method as a result of the scanning operation. Show. As shown in FIG. 13, at the start of the scanning operation, the focus lens 32 is positioned at P0 shown in FIG. 13, and the focus evaluation is performed while driving the focus lens 32 from P0 from the infinity side to the close side. Get the value. When the focus lens 32 is moved to the position P1 shown in FIG. 13 and the peak position (focus position) of the focus evaluation value is detected (step S9 = Yes), the scanning operation is stopped ( Step S16) After the scanning operation prohibition process (step S17) is performed, the focus drive (step S18) for driving the focus lens 32 to the focus position (position P2 in FIG. 13) is performed. .

なお、本実施形態においては、ステップS9において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定され、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ32の駆動を禁止する。すなわち、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された後においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できた場合でも、位相差検出方式の結果に基づいたフォーカスレンズ32の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ32のハンチング現象を抑制することができる。   In the present embodiment, when it is determined in step S9 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the focus lens 32 is driven to the in-focus position based on the detection result by the contrast detection method. In other words, until the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the drive of the focus lens 32 based on the focus detection result by the phase difference detection method is prohibited. That is, after it is determined that the in-focus position can be detected by the contrast detection method, the focus lens 32 is driven based on the result of the phase difference detection method even when the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method. Is prohibited. Thereby, the hunting phenomenon of the focus lens 32 can be suppressed.

そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS19に進み、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップS14に進み、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれる。なお、ステップS19における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。また、合焦表示を行なう際には、コントラスト検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。   When the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S19, where focus display is performed, and then the process proceeds to step S14, where focus lock (processing for prohibiting drive of the focus lens 32) is performed. Done. The in-focus display in step S19 is performed by the electronic viewfinder 26, for example. Further, when performing the in-focus display, a display for notifying the user that the in-focus operation has been performed by the contrast detection method may be performed together.

なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップS8〜S10を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップS8〜S10を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かを判断した(ステップS8)後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う(ステップS9)ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。   In the scanning operation of the present embodiment, the above-described steps S8 to S10 are repeatedly executed, so that the focus lens 32 is scan-driven while the defocus amount is calculated by the phase difference detection method and the contrast detection method is used. The detection of the focal position is simultaneously performed at a predetermined interval. Then, as a result of repeatedly executing steps S8 to S10 described above, the focus detection result by the detection method in which the defocus amount is calculated or the in-focus position can be detected first among the phase difference detection method and the contrast detection method. The focus lens 32 is used to drive to the in-focus position. Further, as described above, in the scanning operation of this embodiment, after determining whether or not the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method (step S8), the focus position can be detected by the contrast detection method. If the phase difference detection method and the contrast detection method can calculate the defocus amount and detect the in-focus position at the same time by determining whether or not the focus position has been detected, the focus by the phase difference detection method is determined. The detection result is adopted in preference to the focus detection result by the contrast detection method.

一方、ステップS10において、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップS20に進む。ステップS20では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれ、次いで、ステップS21に進み、合焦不能表示が行なわれる。合焦不能表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。   On the other hand, if it is determined in step S10 that the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S20. In step S20, as a result of performing the scanning operation, focus detection could not be performed by any of the phase difference detection method and the contrast detection method. Therefore, the scanning operation end processing is performed, and then in step S21 Advancing and in-focus indication is performed. The in-focus indication is performed by the electronic viewfinder 26, for example.

そして、ステップS22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半押し(第1スイッチSW1のオン)がされた状態が継続しているか否かの判定が行なわれる。第1スイッチSW1がオンしている場合はステップS23に進み、第1スイッチSW1がオフとされた場合は、ステップS25に進む。   In step S22, the camera control unit 21 determines whether or not the state where the shutter release button is half-pressed (the first switch SW1 is turned on) continues. When the first switch SW1 is turned on, the process proceeds to step S23, and when the first switch SW1 is turned off, the process proceeds to step S25.

ステップS22において、第1スイッチSW1がオンしていると判定された場合には、ステップS23に進み、上述したステップS6と同様に、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。その結果、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップS24に進み、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれた後、ステップS11に進み、ステップS11〜S14において、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。一方、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合には、ステップS22に戻り、第1スイッチSW1がオンとされている状態が継続している間、ステップS22、S23を繰り返し実行する。なお、この場合においては、フォーカスレンズ32は、停止した状態であるため、コントラスト検出方式による焦点検出は実行されず、位相差検出方式による焦点検出のみが行われることとなる。   If it is determined in step S22 that the first switch SW1 is on, the process proceeds to step S23, and whether or not the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method as in step S6 described above. A determination is made. As a result, when it is determined that the defocus amount can be calculated, the process proceeds to step S24, and after processing for turning off the in-focus display is performed, the process proceeds to step S11. In steps S11 to S14, the phase difference is determined. A focusing operation based on the defocus amount calculated by the detection method is performed. On the other hand, if it is determined that the defocus amount cannot be calculated, the process returns to step S22, and steps S22 and S23 are repeatedly executed while the first switch SW1 is kept on. In this case, since the focus lens 32 is in a stopped state, focus detection by the contrast detection method is not performed, and only focus detection by the phase difference detection method is performed.

一方、ステップS21において、第1スイッチSW1がオフとされたと判定された場合には、ステップS25に進み、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれた後、ステップS5に戻る。   On the other hand, if it is determined in step S21 that the first switch SW1 has been turned off, the process proceeds to step S25, where a process for turning off the in-focus indication is performed, and then the process returns to step S5.

本実施形態のカメラ1は、以上のように動作する。   The camera 1 of this embodiment operates as described above.

本実施形態においては、まず、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出を行い、デフォーカス量を算出できた場合には、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を合焦位置まで駆動させ、デフォーカス量を算出できない場合には、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を同時に実行するスキャン動作を実行する。そして、スキャン動作を実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させる処理を行なう。そのため、本実施形態によれば、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合(たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場合)や、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合(たとえば、輝度が低い被写体を撮影する場合)のいずれの場合でも、撮影光学系の焦点調節を適切に行なうことができる。また、本実施形態によれば、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を同時に実行し、先に焦点検出ができた方式により、撮影光学系の焦点調節を行なうため、まず、従来技術(すなわち、位相差検出方式により合焦位置近傍までフォーカスレンズ32を駆動し、次いで、合焦位置近でコントラスト検出方式による合焦位置の検出を行う技術)と比較して、撮影光学系の焦点調節を短い時間で行なうことができる。   In the present embodiment, first, the defocus amount is calculated by the phase difference detection method. When the defocus amount can be calculated, the focus lens 32 is moved to the in-focus position based on the calculated defocus amount. If the defocus amount cannot be calculated by driving, the scan operation for simultaneously executing the calculation of the defocus amount by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method while driving the focus lens 32 to scan is performed. Run. As a result of executing the scanning operation, the focus lens is obtained by using the focus detection result obtained by the detection method in which the defocus amount is calculated or the in-focus position is detected first among the phase difference detection method and the contrast detection method. Processing to drive 32 to the in-focus position is performed. Therefore, according to the present embodiment, when it is difficult to detect the focus state of the photographing optical system by the phase difference detection method (for example, when photographing a subject having the same reflectance and different colors), or by using the contrast detection method. In any case where it is difficult to detect the focus state of the photographing optical system (for example, when photographing a subject with low brightness), the focus adjustment of the photographing optical system can be appropriately performed. In addition, according to the present embodiment, the calculation of the defocus amount by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method are simultaneously performed, and the focus of the photographing optical system is determined by the method in which the focus detection is performed first. In order to perform the adjustment, first, the conventional technique (that is, the technique of driving the focus lens 32 to the vicinity of the in-focus position by the phase difference detection method and then detecting the in-focus position by the contrast detection method near the in-focus position). In comparison, the focus adjustment of the photographing optical system can be performed in a short time.

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、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)がされる前に、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理および焦点評価値の算出処理を開始するような構成を例示したが(図12に示すステップS3〜S5)、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後に、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理および焦点評価値の算出処理を開始するような構成としてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the defocus amount calculation process and the focus evaluation value by the phase difference detection method are performed before the shutter release button provided in the operation unit 28 is half-pressed (the first switch SW1 is turned on). Is illustrated (steps S3 to S5 shown in FIG. 12). After the shutter release button is pressed halfway, the defocus amount calculation process and the focus evaluation value by the phase difference detection method are illustrated. The calculation process may be started.

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
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 3 ... Lens barrel 32 ... Focus lens 36 ... Focus lens drive motor 37 ... Lens control part

Claims (7)

撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
位相差を用いて焦点調節状態を検出する第1焦点検出部と、
前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいてコントラストに関する評価値を算出して焦点調節状態を検出する第2焦点検出部と、
前記第1焦点検出部による焦点調節状態の検出結果または前記第2焦点検出部による焦点調節状態の検出結果に基づいて焦点調節光学系を駆動させる第1駆動制御と、前記焦点調節光学系をスキャン駆動させる第2駆動制御とが可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記焦点調節光学系をスキャン駆動させる前記第2駆動制御をしているときに、前記第1焦点検出部、及び、前記第2焦点検出部が焦点調節状態を検出するように前記第1焦点検出部及び前記第2焦点検出部を制御し、
前記第2焦点検出部よりも先に前記第1焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第1焦点検出部の検出結果に基づいて前記第1駆動制御を行い、
前記第1焦点検出部よりも先に前記第2焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第2焦点検出部の検出結果に基づいて前記第1駆動制御を行うことを特徴とする焦点調節装置。
An imaging unit that outputs an image signal corresponding to the captured image;
A first focus detection unit that detects a focus adjustment state using a phase difference;
A second focus detection unit that detects a focus adjustment state by calculating an evaluation value related to contrast based on the image signal output by the imaging unit;
First drive control for driving the focus adjustment optical system based on the detection result of the focus adjustment state by the first focus detection unit or the detection result of the focus adjustment state by the second focus detection unit, and scanning the focus adjustment optical system A control unit capable of performing second drive control to be driven,
The controller is
The first focus detection is performed so that the first focus detection unit and the second focus detection unit detect a focus adjustment state when the second drive control for scanning the focus adjustment optical system is performed. And the second focus detection unit ,
When the in-focus position can be detected by the first focus detection unit prior to the second focus detection unit, the first drive control is performed based on the detection result of the first focus detection unit,
The first drive control is performed based on the detection result of the second focus detection unit when the in-focus position can be detected by the second focus detection unit prior to the first focus detection unit. Focus adjustment device.
請求項1に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記第1焦点検出部により、前記光学系の焦点状態の検出ができない場合に、前記第2駆動制御を行うことを特徴とする焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to claim 1,
The control unit is configured to perform the second drive control when the focus state of the optical system cannot be detected by the first focus detection unit.
請求項1または2に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記第1焦点検出部により、前記光学系の焦点状態の検出ができた場合に、前記第1焦点検出部による検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を合焦位置に駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
The focusing apparatus according to claim 1 or 2 ,
When the first focus detection unit is able to detect the focus state of the optical system, the control unit sets the focus adjustment optical system to the in-focus position based on the detection result of the first focus detection unit. A focus adjustment device that is driven.
請求項1〜のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記第1焦点検出部により、前記光学系の焦点状態の検出ができなかった場合には、前記第2駆動制御より前記焦点調節光学系をスキャン駆動させながら、前記第1焦点検出部による焦点調節状態の検出および前記第2焦点検出部による焦点調節状態の検出を行なわせることを特徴とする焦点調節装置。
In the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
When the focus state of the optical system cannot be detected by the first focus detection unit, the control unit scans the focus adjustment optical system based on the second drive control while the first focus detection unit scans the focus adjustment optical system. A focus adjustment apparatus, characterized in that a focus adjustment state is detected by a detector and a focus adjustment state is detected by the second focus detector.
撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
位相差を用いて焦点調節状態を検出する第1焦点検出部と、
前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいてコントラストに関する評価値を算出して焦点調節状態を検出する第2焦点検出部と、
焦点調節光学系をスキャン駆動させることができる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記焦点調節光学系をスキャン駆動させているときに、前記第1焦点検出部、及び、前記第2焦点検出部が焦点調節状態を検出するように前記第1焦点検出部及び前記第2焦点検出部を制御し、
前記第2焦点検出部よりも先に前記第1焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第1焦点検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系を駆動する制御を行い、
前記第1焦点検出部よりも先に前記第2焦点検出部により合焦位置が検出できたとき、前記第2焦点検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系を駆動する制御を行うことを特徴とする焦点調節装置。
An imaging unit that outputs an image signal corresponding to the captured image;
A first focus detection unit that detects a focus adjustment state using a phase difference;
A second focus detection unit that detects a focus adjustment state by calculating an evaluation value related to contrast based on the image signal output by the imaging unit;
A control unit capable of scanning the focus adjustment optical system,
The control unit includes the first focus detection unit and the first focus detection unit so that the first focus detection unit and the second focus detection unit detect a focus adjustment state when the focus adjustment optical system is scan-driven. Controlling the second focus detection unit ;
When the in-focus position can be detected by the first focus detection unit prior to the second focus detection unit, the focus adjustment optical system is driven based on the detection result of the first focus detection unit,
When the in-focus position can be detected by the second focus detection unit prior to the first focus detection unit, control is performed to drive the focus adjustment optical system based on the detection result of the second focus detection unit. Focus adjustment device characterized by.
請求項1〜のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
前記撮像部は、第1画素と、前記第1画素とは異なる第2画素とを有し、
前記第1焦点検出部は、前記第1画素の出力を用いて焦点調節状態を検出し、
前記第2焦点検出部は、前記第2画素の出力を用いて焦点調節状態を検出することを特徴とする焦点調節装置。
It is a focus adjustment apparatus in any one of Claims 1-5 ,
The imaging unit includes a first pixel and a second pixel different from the first pixel,
The first focus detection unit detects a focus adjustment state using an output of the first pixel,
The focus adjustment apparatus, wherein the second focus detection unit detects a focus adjustment state using an output of the second pixel.
請求項1〜のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。 An imaging device provided with the focus adjustment apparatus in any one of Claims 1-6 .
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