JP5705270B2 - 撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、コンティニュアスAFおよびワンショットAFを実行可能な撮像装置に関する。
従来から、撮像素子を用いた焦点状態を検出する方式として、コントラストAFおよび撮像面位相差AFが知られている。コントラストAFは、レンズを駆動しながら、像信号から得られるコントラスト情報に基づいて焦点調節を行う方式であり、より高精度な焦点調節動作が可能である。一方、撮像面位相差AFは、レンズの射出瞳を通過した光束を分割して得られた分割光束を複数の焦点検出画素により受光し、その受光量に応じて出力される信号のずれ量に基づいて合焦に必要なレンズの駆動量を求める。撮像面位相差AFによれば、高速かつ滑らかな焦点調節動作が可能である。しかし、撮像面位相差AFは、レンズの光学特性や環境によって、コントラストAFに比べて合焦精度が劣る場合がある。このため、高精度な合焦精度を確保するには、コントラストAFにより焦点調節を行うことが望ましい。
一方、動画撮影や、焦点調節時の補助機能として、連続的に焦点調節を行い、常に合焦状態に制御する焦点調節方式(コンティニュアスAF)が知られている。動画撮影時には滑らかな合焦動作が要求され、焦点調節の補助機能時には素早い焦点調節が求められる。このため、コンティニュアスAFを行う場合、撮像面位相差AFを用いることが望ましい。
特許文献1には、撮像面位相差AFとコントラストAFのハイブリッドAFにおいて、レンズの絞りを絞った場合、ウォブリング対応レンズに対してのみコントラストAFでウォブリングを行い、焦点調節動作を行う撮像装置が開示されている。また特許文献2には、主被写体の焦点検出位置を予測し、撮像面位相差AFとコントラストAFとを切り替えて実行するカメラが開示されている。
しかしながら、特許文献1、2のいずれにおいても、コンティニュアスAFおよびワンショットAFを実行可能な撮像装置において、コンティニュアスAFの品位の保持、および、ワンショットAFにおける合焦精度の向上を図ることは困難である。
そこで本発明は、コンティニュアスAFの品位を保持しつつ、高い合焦精度の静止画撮影が可能な撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。
本発明の一側面としての撮像装置は、交換レンズが着脱可能な撮像装置であって、光学像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の焦点検出画素から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第1の焦点検出手段と、コントラスト方式による焦点検出を行う第2の焦点検出手段と、前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段のいずれかを選択して焦点調節を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続的に焦点調節を行いながらレンズを駆動する第1のモードにおいて、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行い、焦点調節後に前記レンズを合焦位置に停止させる第2のモードにおいて、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行う。
本発明の他の側面としての撮像システムは、撮像光学系を備えたレンズ装置と、前記撮像装置とを有する。
本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、撮像素子の焦点検出画素から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第1の焦点検出手段、および、コントラスト方式による焦点検出を行う第2の焦点検出手段を用いた交換レンズが着脱可能な撮像装置の制御方法であって、光学像を光電変換するステップと、連続的に焦点調節を行いながらレンズを駆動する第1のモードにおいて、前記第1の焦点検出手段を用いて該焦点調節を行うステップと、焦点調節後に前記レンズを合焦位置に停止させる第2のモードにおいて、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うステップと、を有する。
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるように構成されている。
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、コンティニュアスAFの品位を保持しつつ、高い合焦精度の静止画撮影が可能な撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
まず、図2を参照して、本発明の実施例における撮像装置(撮像システム)について説明する。図2は、本実施例における撮像装置(撮像システム100)の構成を示すブロック図である。本実施例の撮像システム100は、撮像装置(カメラ本体)と撮像装置に着脱可能なレンズ装置(交換レンズ)とを備えたデジタルカメラシステムである。また本実施例の撮像装置(撮像システム100)は、後述のように、撮像面位相差AF方法およびコントラストAF方法による焦点調節が可能である。なお図2において、被写体側(交換レンズ側)を撮像装置(カメラ本体)の前方と定義し、各部の位置関係を説明する。
第1レンズ群101は、撮影レンズ(撮像光学系)を構成する複数のレンズ群のうち最も前端(被写体側)に位置し、光軸OAの方向(光軸方向)に進退可能な状態でレンズ鏡筒に保持される。絞り兼用シャッタ102は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うとともに、静止画撮影時には露光調節用シャッタとして機能する。第2レンズ群103は、絞り兼用シャッタ102と一体的に光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作と連動して変倍動作を行うズーム機能を有する。第3レンズ群105は、光軸方向に進退することにより焦点調節を行うフォーカスレンズ群である。光学的ローパスフィルタ106は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。
撮像素子107は、被写体像(光学像)の光電変換を行い、例えばCMOSセンサまたはCCDセンサ、および、その周辺回路により構成される。撮像素子107としては、例えば、横方向にm個の画素、縦方向にn個の画素を有する受光ピクセル上にベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタをオンチップで形成した2次元単板カラーセンサが用いられる。
レンズROM110(読み出し専用メモリ)は、カメラ本体に着脱可能な交換レンズ毎に固有のデータ(レンズIDなどのレンズ情報)を記憶している。レンズROM110に記憶されたレンズ情報は、焦点検出などを行う際に必要となるため、通信により、後述のCPU121(中央演算処理装置)に提供される。
ズームアクチュエータ111は、不図示のカム筒を回動(駆動)することで第1レンズ群101および第2レンズ群103を光軸方向に沿って移動させることにより、変倍動作を行う。絞りシャッタアクチュエータ112は、絞り兼用シャッタ102の開口径を制御して光量(撮影光量)を調節するとともに、静止画撮影時の露光時間を制御する。フォーカスアクチュエータ114は、第3レンズ群105を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。
電子フラッシュ115は、被写体を照明するために用いられる照明装置である。電子フラッシュ115としては、キセノン管を備えた閃光照明装置または連続発光するLED(発光ダイオード)を備えた照明装置が用いられる。AF補助光部116は、所定の開口パターンを有するマスクの像を、投光レンズを介して、被写界に投影する。これにより、暗い被写体や低コントラストの被写体に対する焦点検出能力を向上させることができる。
CPU121は、撮像装置(カメラ本体)の種々の制御を司る制御手段である。CPU121は、演算部、ROM(リード・オンリー・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、および、通信インターフェイス回路などを有する。CPU121は、ROMに記憶された所定のプログラムを読み出して実行することにより各部を駆動し、焦点検出、撮影、画像処理、または、記録などの一連の動作を制御する。
またCPU121は、第1の焦点検出手段121aおよび第2の焦点検出手段121bを備えている。第1の焦点検出手段121aは、撮像素子107の焦点検出画素から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出(撮像面位相差AF)を行う。第2の焦点検出手段121bは、コントラスト方式による焦点検出(コントラストAF)を行う。CPU121は、後述のように、第1の焦点検出手段121aまたは第2の焦点検出手段121bのいずれかを選択して焦点調節を行う。
電子フラッシュ制御回路122は、撮影動作に同期して電子フラッシュ115の点灯制御を行う。補助光駆動回路123は、焦点検出動作に同期してAF補助光部116の点灯制御を行う。撮像素子駆動回路124は、撮像素子107の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をA/D変換してCPU121に送信する。画像処理回路125は、撮像素子107から取得した画像データのγ(ガンマ)変換、カラー補間、または、JPEG圧縮などの処理を行う。JPEGは“Joint Photographic Experts Group”の略号である。
フォーカス駆動回路126およびフォーカスアクチュエータ114は、フォーカス手段を構成する。フォーカス駆動回路126は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ114を駆動し、第3レンズ群105を光軸方向に沿って移動させることにより、焦点ずれ量(デフォーカス量)を調節する。絞りシャッタ駆動回路128は、絞りシャッタアクチュエータ112を駆動して、絞り兼用シャッタ102の開口径を制御する。ズーム駆動回路129は、撮影者のズーム操作に応じて、ズームアクチュエータ111を駆動する。フォーカス駆動回路126、絞りシャッタ駆動回路128、および、ズーム駆動回路129は、それぞれ、端子130(通信部)を介して、撮像装置(カメラ本体)内のCPU121と接続される。
表示器131は、例えばLCD(液晶表示装置)を備えて構成される。表示器131は、撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、または、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作部132は、電源スイッチ、レリーズ(撮影トリガ)スイッチ、ズーム操作スイッチ、および、撮影モード選択スイッチなどを備えて構成される。レリーズスイッチは、半押し状態(SW1_ON)、および、全押し状態(SW2_ON)の2段階のスイッチを有する。記録媒体133は、例えば撮像装置に着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影画像(画像データ)を記録する。
続いて、図3を参照して、本実施例における撮像素子107の構造について説明する。図3は撮像素子107の構造を示す図である。図3(A)は撮像素子107の画素配列の説明図、図3(B)は図3(A)中の画素部210Gの拡大図、図3(C)は図3(B)中の線a−aの断面図をそれぞれ示している。
図3(A)は、撮像素子107(2次元CMOSセンサ)の画素配列を、4行×4列の画素範囲で示している。画素部210の配列は、2行×2列であり、ベイヤー配列が採用されている。対角方向の2画素として、G(緑)の分光感度を有する画素部210Gが配置されている。また、他の2画素として、R(赤)の分光感度を有する画素部210R、および、B(青)の分光感度を有する画素部210Bがそれぞれ配置されている。画素部210R、210G、210Bは、それぞれ、瞳分割用の2つの副画素201a、201bを有する。副画素201aは、撮像光学系の第1瞳領域を通過した光束を受光する第1画素である。また、副画素201bは、撮像光学系の第2瞳領域を通過した光束を受光する第2画素である。各画素を構成する検出素子(検出部)は、撮像用素子(撮像用画素)と焦点検出素子(焦点検出用画素)を兼用する。
図3(B)中のx、y、zで示される座標軸に関し、x−y平面は図3(B)の紙面内に位置し、z軸は紙面に対して垂直な軸である。副画素201a、201bは、x軸に平行な方向に沿って配置されている。
図3(C)中のx,y,zで示される座標軸に関し、x−z平面は図3(C)の紙面内に位置し、y軸は紙面に対して垂直な軸である。検出部は、p型層200およびn型層から構成されるフォトダイオードを有する。マイクロレンズ202は、受光面からz軸方向(光軸OAの方向)に所定の距離だけ離れた位置に配置されている。マイクロレンズ202は、配線層203上に形成されている。
本実施例において、撮像素子107の全ての画素部210R、210G、210Bに、瞳分割用の副画素201a、201bが設けられている。副画素201a、201bは、焦点検出用画素(検出素子)として用いられる。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、瞳分割可能な焦点検出用画素(検出素子)が全画素のうちの一部の画素にのみ設けられている構成であってもよい。
続いて、図4を参照して、撮像素子107の瞳分割機能について説明する。図4は、撮像素子107の瞳分割機能の説明図であり、1つの画素部における瞳分割の様子を示している。図4中の下方に示される検出部(画素部)の座標軸(x、y、z)に関し、x−z平面は図4の紙面内に位置し、y軸は紙面に対して垂直な軸である。検出部は、p型層300、および、n型層301a、301bを備えている。p型層300およびn型層301aは、副画素201aに相当する検出素子を構成する。また、p型層300およびn型層301bは、副画素201bに相当する検出素子を構成する。マイクロレンズ303は、z軸上に配置されている。
また、図4の上方には、射出瞳302、および、枠304(例えば、絞り枠やレンズ枠)がそれぞれ示されている。図4の上方に示される座標軸(x、y、z)に関し、x−y平面は図4の紙面内に位置し、z軸は紙面に対して垂直な軸である。
1つの画素部には、p型層300に埋め込まれたn型層301a、301bが設けられていることにより、2つの副画素が形成されている。2つの副画素は、x方向に沿って規則的に配置されている。また2つの副画素は、+x方向および−x方向にそれぞれ偏芯しているため、1つのマイクロレンズ303を用いて瞳分割を行うことが可能である。図4において、射出瞳302として、像信号Aの瞳302a、および、像信号Bの瞳302bが示されている。像信号Aは、−x方向に偏芯したn型層301aに対応する副画素で取得される第1の像信号である。また、像信号Bは、+x方向に偏芯したn型層301bに対応する副画素で取得される第2の像信号である。CPU121は、像信号Aと像信号Bとの相対的な像ずれ量を検出し、相関演算を用いて焦点ずれ量(デフォーカス量)を算出することにより、撮影レンズの焦点状態を検出する(焦点検出を行う)ことができる。またCPU121は、フォーカス手段(フォーカス駆動回路126およびフォーカスアクチュエータ114)を用いて、焦点状態の検出結果に基づいて、撮影レンズの焦点ずれ量を調節する処理を行う。
なお、図4に示される例では、x方向に輝度分布を有する被写体に対応した構成について説明している。同様の構成は、y方向についても適用可能であるため、y方向に輝度分布を有する被写体にも対応することができる。また本実施例では、瞳分割を行うため、1画素中に偏芯させた複数の副画素を1次元方向(x方向)に配置した例について説明している。ただし、複数の副画素の配置(瞳分割方法)はこれに限定されるものではなく、x方向およびy方向の2次元平面にて瞳分割用の複数の副画素を配置してもよい。また本実施例では、瞳分割を行う1つのマイクロレンズ当たり、複数の副画素を配置した例について説明している。ただし、複数の副画素の配置(瞳分割方法)はこれに限定されるものではなく、1つマイクロレンズ当たり、偏芯させた画素を1つ配置し、偏芯量の異なる複数の画素を用いて焦点検出を行ってもよい。
撮像素子107を用いた焦点状態を検出する方式として、コントラストを用いた焦点調節方式(コントラストAF)がある。コントラストAFは、撮影レンズを動かしながら、撮像素子107からの信号(画素信号)のコントラスト情報に基づいて焦点調節を行う方法である。コントラストAFは、より高精度な焦点調節動作が可能である。コントラストAFは、CPU121(第2の焦点検出手段)により実行される。
また、コントラストAFとは異なる焦点状態を検出する方式として、位相差検出方式(ずれ方式)がある。位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を2分割し、2分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光する。そして、その受光量に応じて出力される信号のずれ量、すなわち、光束の分割方向の相対的な位置ずれ量を検出することにより、合焦させるために必要な撮影レンズの駆動量を直接求める。位相差検出方式によれば、焦点検出用画素(焦点検出用センサ)により一度蓄積動作を行うことにより、焦点ずれ量および合焦方向が得られるため、高速な焦点調節動作が可能である。また、焦点ずれ量および合焦方向を取得しながら撮影レンズを駆動させることにより、被写体に対する合焦位置を通り過ぎることのない滑らかな焦点調節が可能となる。また、位相差検出方式を利用する構成として、撮像素子107に焦点検出用画素を配置して位相差検出方式による焦点検出を行う焦点調節方式(撮像面位相差AF)がある。撮像面位相差AFは、CPU121(第1の焦点検出手段)により実行される。
撮像装置(撮像システム100)は、静止画撮影時において、焦点調節を行ってから撮影を行う。撮影時には、第3レンズ群105が合焦位置に停止していることが望ましい。このため、静止画撮影時の焦点調節を行う際に、合焦後(焦点調節後)に第3レンズ群105を合焦位置に停止させるようにフォーカスアクチュエータ114を制御するモード(ワンショットAF、第2のモード)がある。ワンショットAFは、高い合焦精度が要求されるため、高精度の焦点調節を行う必要がある。
一方、撮像面位相差AFは、撮影レンズの光学特性や環境により、コントラストAFに比べて合焦精度が劣る場合がある。このため、高い合焦精度を必要とするワンショットAFの場合、焦点調節方式をコントラストAFに切り替えるように制御する必要がある。
また、動画撮影や、焦点調節時の補助機能として、連続的に焦点調節を行い、第3レンズ群105の合焦状態を継続的に維持する焦点調節方式のモード(コンティニュアスAF、第1のモード)がある。動画撮影時には、滑らかな合焦動作が求められ、焦点調節の補助機能時には素早い焦点調節が求められる。このため、コンティニュアスAFを行う際には、撮像面位相差AFを用いることが望ましい。
[実施形態1]
次に、図1を参照して、本発明の実施形態1における撮像装置の制御方法(焦点調節動作)について説明する。図1は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスAF制御がONである場合(コンティニュアスAF制御を行う場合)について示している。図1に示される各ステップは、主に、CPU121の指令に基づいて実行される。
次に、図1を参照して、本発明の実施形態1における撮像装置の制御方法(焦点調節動作)について説明する。図1は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスAF制御がONである場合(コンティニュアスAF制御を行う場合)について示している。図1に示される各ステップは、主に、CPU121の指令に基づいて実行される。
まず、ステップS101において、CPU121は、撮像面位相差AFにより(第1の焦点検出手段121aを選択して)コンティニュアスAFを開始する。続いてステップS102において、CPU121は、操作部132のレリーズスイッチが半押し状態(SW1_ON)であるか否かを判定する。レリーズスイッチが半押し状態(SW1_ON)でない場合、ステップS102の判定を繰り返す。この間、撮像面位相差AFによるコンティニュアスAFが継続している。一方、レリーズスイッチが半押し状態(SW1_ON)である場合、ステップS103に進む。これにより、CPU121は、コンティニュアスAFからワンショットAFへ切り替えるための制御を開始する。すなわちCPU121は、レリーズスイッチが半押し状態になった場合、コンティニュアスAFモードからワンショットAFモードに変更する。
ステップS103において、CPU121は、撮像装置(カメラ本体)に装着された交換レンズが撮像面位相差AFに対応しているレンズ(撮像面位相差AF対応レンズ)であるか否かを判定する。この判定は、レンズROM110のレンズ情報に含まれるレンズIDに基づいて行われる。撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差AF対応レンズである場合、ステップS104に進む。一方、交換レンズが撮像面位相差AF対応レンズでない場合、ステップS105に進む。
ステップS104において、CPU121は、撮像面位相差AFにより(第1の焦点検出手段121aを選択して)焦点調節(ワンショットAF)を行う。一方、ステップS105において、CPU121は、コントラストAFにより(第2の焦点検出手段121bを選択して)焦点調節(ワンショットAF)を行う。このように本実施例において、CPU121は、撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差AF対応レンズであるか否かに応じて、ワンショットAFの方式(撮像面位相差AFまたはコントラストAF)を変更する。
続いてステップS106において、CPU121は、ステップS104またはステップS105のそれぞれの焦点調節動作により合焦したか否か(合焦状態にあるか否か)を判定する。合焦状態でない場合、ステップS106の判定を繰り返す。一方、合焦状態である場合、ステップS107に進む。
ステップS107において、CPU121は、レリーズスイッチが全押し状態(SW2_ON)であるか否かを判定する。レリーズスイッチが全押し状態(SW2_ON)でない場合、ステップS107の判定を繰り返す。一方、レリーズスイッチが全押し状態(SW2_ON)である場合、ステップS108に進む。ステップS108において、CPU121は撮影動作を行い、撮像素子107から撮影画像(画像データ)が得られる。
このようにCPU121(制御手段)は、連続的に焦点調節を行いながら第3レンズ群105を駆動する第1のモード(コンティニュアスAFモード)において、第1の焦点検出手段121aを用いて焦点調節を行う。またCPU121は、焦点調節後に第3レンズ群105を合焦位置に停止させる第2のモード(ワンショットAFモード)において、レンズ情報に応じて選択された第1の焦点検出手段121aまたは第2の焦点検出手段121bを用いて焦点調節を行う。レンズ情報は、例えばレンズIDであるが、これに限定されるものではなく、例えばレンズROM110に記憶された焦点検出に関する情報であってもよい。
好ましくは、CPU121は、第2のモードにおいて、レンズ情報が第1の情報である場合、第1の焦点検出手段121aを用いて焦点調節を行う。一方、CPU121は、レンズ情報が第2の情報である場合、第2の焦点検出手段121bを用いて焦点調節を行う。
より好ましくは、第1の情報は、第3レンズ群105が位相差方式による焦点検出(撮像面位相差AF)に対応していることを示す情報、すなわち第3レンズ群105が位相差方式による焦点検出において所定の合焦精度を有することを示す情報である。また、第2の情報は、第3レンズ群105が位相差方式による焦点検出に対応していないことを示す情報、すなわち第3レンズ群105が位相差方式による焦点検出において所定の合焦精度を有しないことを示す情報である。
本実施形態において、滑らかな焦点調節動作が要求されるコンティニュアスAFを行う際には、撮像面位相差AFにより焦点調節(AF制御)を行う。一方、高い合焦精度が要求されるワンショットAFを行う際には、交換レンズに応じて撮像面位相差AFまたはコントラストAFのいずれか一方により焦点調節を行う。このため本実施形態によれば、コントラストAFに比べて撮像面位相差AFによる合焦精度が劣る交換レンズがカメラ本体に装着された場合でも、静止画撮影時の合焦精度を保ちつつ、コンティニュアスAFの品位を向上させることができる。
[実施形態2]
次に、図5を参照して、本発明の実施形態2における撮像装置の制御方法(焦点調節動作)について説明する。
次に、図5を参照して、本発明の実施形態2における撮像装置の制御方法(焦点調節動作)について説明する。
撮像面位相差AFの合焦精度は、交換レンズに応じて、像高が高くなるとコントラストAFに比べて劣る場合がある。本実施形態は、像高が高くなると撮像面位相差AFの合焦精度が劣化する場合があることを考慮して、像高に応じてワンショットAFにおける焦点調節動作の方式を変更する。すなわち本実施形態では、撮像面位相差AF対応レンズがカメラ本体に装着された場合でも、撮像面の領域(像高)に応じて、焦点調節動作を変更する。撮像面位相差AFにより所望の合焦精度を満たすことができる領域、例えば像高の低い中央領域に関しては、撮像面位相差AFによる焦点調節を行う。一方、中央領域以外の領域、例えば像高の高い周辺領域に関しては、コントラストAFによる焦点調節を行う。
図5は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスAF制御がONである場合(コンティニュアスAF制御を行う場合)について示している。図5に示される各ステップは、主に、CPU121の指令に基づいて実行される。なお、図5のステップS201〜S203、S205〜S209は、図1のステップS101〜S108とそれぞれ同様であるため、これらの説明は省略する。
ステップS203において、CPU121は、撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差AF対応レンズであると判定した場合、ステップS204に進む。ステップS204において、CPU121は、ステップS202にてレリーズスイッチが半押し状態(SW1_ON)になった時点の焦点検出領域(測距領域)が、撮像面位相差AF対応領域内(所定の領域内)であるか否かを判定する。撮像面位相差AF対応領域とは、撮像面位相差AFによりワンショットAFを行った場合に所望の合焦精度が得られる領域である。撮像面位相差AF対応領域は、CPU121のROMやその他の記憶手段に予め記憶されている。また撮像面位相差AF対応領域は、撮像装置に装着された交換レンズ(レンズIDなどのレンズ情報)に応じて変更可能である。また、焦点検出領域が撮像面位相差AF対応領域内であるとは、焦点検出領域の全てが撮像面位相差AF対応領域内である場合または焦点検出領域の少なくとも一部(または所定の割合以上の領域)が撮像面位相差AF対応領域内である場合のいずれであってもよい。
ステップS204において、焦点検出領域が撮像面位相差AF対応領域内である場合、ステップS205において、CPU121は、撮像面位相差AFにより焦点調節(ワンショットAF)を行う。一方、焦点検出領域が撮像面位相差AF対応領域内でない場合、ステップS206において、CPU121は、コントラストAFにより焦点調節(ワンショットAF)を行う。
このように本実施例において、CPU121は、レンズ情報が第1の情報である場合、焦点検出領域の像高に応じて選択された第1の焦点検出手段121aまたは第2の焦点検出手段121bを用いて焦点調節を行う。好ましくは、CPU121は、レンズ情報が第1の情報である場合、焦点検出領域が所定の領域内であるか否かを判定する。そしてCPU121は、焦点検出領域が所定の領域内である場合、第1の焦点検出手段121aを用いて前記焦点調節を行う。一方、焦点検出領域が所定の領域内でない場合、第2の焦点検出手段121bを用いて焦点調節を行う。
本実施形態によれば、撮像面位相差AF対応レンズがカメラ本体に装着された場合でも、像高に応じて撮像面位相差AFまたはコントラストAFのいずれか一方を選択して焦点調節を行う。このため本実施形態によれば、コントラストAFに比べて撮像面位相差AFによる合焦精度が劣る交換レンズがカメラ本体に装着された場合でも、静止画撮影時の合焦精度を保ちつつ、コンティニュアスAFの品位を向上させることができる。
[実施形態3]
次に、図6を参照して、本発明の実施形態3における撮像装置の制御方法(焦点調節動作)について説明する。
次に、図6を参照して、本発明の実施形態3における撮像装置の制御方法(焦点調節動作)について説明する。
撮像面位相差AFの合焦精度は、被写体や環境(撮影シーン)によっては、コントラストAFに比べて劣る場合がある。撮像面位相差AFの合焦精度が劣る場合としては、例えば、低輝度環境である場合、低コントラストの被写体や等間隔の縞模様などの繰り返しパターンを撮影する場合がある。本実施形態では、所定の撮影シーンにおいて撮像面位相差AFの合焦精度が劣化する場合があることを考慮して、撮影シーンに応じて撮像面位相差AFの信頼度を判定する。撮像面位相差AFの信頼度は、例えば、一対の像信号の一致度、シャープネス(鮮鋭度)、明暗比、相関変化量、蓄積時間などの撮像面位相差AFの各種パラメータに基づいて判定される。このような信頼度判定により所望の信頼度が得られない場合、撮像面位相差AFからコントラストAFに切り替えて焦点調節を行う。
図6は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスAF制御がONである場合(コンティニュアスAF制御を行う場合)について示している。図6に示される各ステップは、主に、CPU121の指令に基づいて実行される。なお、図6のステップS301〜S303、S305〜S309は、図1のステップS101〜S108とそれぞれ同様であるため、これらの説明は省略する。
ステップS303において、CPU121は、撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差AF対応レンズであると判定した場合、ステップS304に進む。ステップS304において、CPU121は、撮像面位相差AFの信頼度を判定する。この信頼度判定により、所望の信頼度が得られないと判定された場合、ステップS306に進む。一方、所望の信頼度が得られると判定された場合、ステップS305に進む。
ステップS304において、所望の信頼度が得られると判定された場合、ステップS305において、CPU121は、撮像面位相差AFにより焦点調節(ワンショットAF)を行う。一方、所望の信頼度が得られないと判定された場合、ステップS306において、CPU121は、コントラストAFにより焦点調節(ワンショットAF)を行う。
このように本実施例において、CPU121は、レンズ情報が第1の情報である場合、撮影シーンに応じて選択された第1の焦点検出手段121aまたは第2の焦点検出手段121bを用いて焦点調節を行う。
好ましくは、CPU121は、レンズ情報が第1の情報である場合、撮影シーンが位相差方式による焦点検出の際に所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定する。そしてCPU121は、撮影シーンが所定の信頼度が得られるシーンである場合、第1の焦点検出手段121aを用いて焦点調節を行う。一方、撮影シーンが所定の信頼度が得られるシーンでない場合、CPU121は第2の焦点検出手段121bを用いて焦点調節を行う。より好ましくは、CPU121は、一対の像信号の一致度、鮮鋭度、明暗比、相関変化量、および、蓄積時間の少なくとも一つに基づいて、撮影シーンが所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定する。
本実施形態によれば、撮像面位相差AF対応レンズがカメラ本体に装着された場合でも、撮影シーンに応じて(撮像面位相差AF信頼度の判定結果に応じて)撮像面位相差AFまたはコントラストAFのいずれか一方を選択して焦点調節を行う。このため本実施形態によれば、コントラストAFに比べて撮像面位相差AFによる合焦精度が劣る交換レンズがカメラ本体に装着された場合でも、静止画撮影時の合焦精度を保ちつつ、コンティニュアスAFの品位を向上させることができる。
[その他の実施形態]
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
各実施例によれば、コンティニュアスAFの品位を保持しつつ、高い合焦精度の静止画撮影が可能な撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
107 撮像素子
121 CPU
121a 第1の焦点検出手段
121b 第2の焦点検出手段
121 CPU
121a 第1の焦点検出手段
121b 第2の焦点検出手段
Claims (15)
- 交換レンズが着脱可能な撮像装置であって、
光学像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の焦点検出画素から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第1の焦点検出手段と、
コントラスト方式による焦点検出を行う第2の焦点検出手段と、
前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段のいずれかを選択して焦点調節を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
連続的に焦点調節を行いながらレンズを駆動する第1のモードにおいて、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行い、
焦点調節後に前記レンズを合焦位置に停止させる第2のモードにおいて、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行う、ことを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第2のモードにおいて、
前記レンズ情報が第1の情報である場合、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行い、
前記レンズ情報が第2の情報である場合、前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1の情報は、前記レンズが前記位相差方式による焦点検出に対応していることを示す情報であり、
前記第2の情報は、前記レンズが前記位相差方式による焦点検出に対応していないことを示す情報であり、
前記制御手段は、前記第1のモードにおいて、前記レンズが前記位相差方式による焦点検出に対応していない場合でも、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行えることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1の情報は、前記レンズが前記位相差方式による焦点検出において所定の合焦精度を有することを示す情報であり、
前記第2の情報は、前記レンズが前記位相差方式による焦点検出において前記所定の合焦精度を有しないことを示す情報であることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記レンズ情報が前記第1の情報である場合、焦点検出領域の像高に応じて選択された前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、
前記レンズ情報が前記第1の情報である場合、焦点検出領域が所定の領域内であるか否かを判定し、
前記焦点検出領域が前記所定の領域内である場合、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行い、
前記焦点検出領域が前記所定の領域内でない場合、前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記レンズ情報が前記第1の情報である場合、撮影シーンに応じて選択された前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、
前記レンズ情報が前記第1の情報である場合、撮影シーンが前記位相差方式による焦点検出の際に所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定し、
前記撮影シーンが前記所定の信頼度が得られるシーンである場合、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行い、
前記撮影シーンが前記所定の信頼度が得られるシーンでない場合、前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、一対の前記像信号の一致度、鮮鋭度、明暗比、相関変化量、および、蓄積時間の少なくとも一つに基づいて、前記撮影シーンが前記所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、レリーズスイッチが半押し状態になった場合、前記第1のモードから前記第2のモードに変更することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 撮像光学系を備えたレンズ装置と、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。 - 撮像素子の焦点検出画素から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第1の焦点検出手段、および、コントラスト方式による焦点検出を行う第2の焦点検出手段を用いた交換レンズが着脱可能な撮像装置の制御方法であって、
光学像を光電変換するステップと、
連続的に焦点調節を行いながらレンズを駆動する第1のモードにおいて、前記第1の焦点検出手段を用いて該焦点調節を行うステップと、
焦点調節後に前記レンズを合焦位置に停止させる第2のモードにおいて、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第1の焦点検出手段または前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 前記第2のモードにおいて、
前記レンズ情報が第1の情報である場合、前記第1の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行い、
前記レンズ情報が第2の情報である場合、前記第2の焦点検出手段を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする請求項12に記載の撮像装置の制御方法。 - 請求項12または13に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
- 請求項14に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
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