JP5862087B2 - Focus adjustment device and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。   The present invention relates to a focus adjustment device and an imaging device.

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、焦点調節レンズ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 focus position, and then the focus state of the optical system is detected by the contrast detection method in the vicinity of the focus position, and the focus adjustment lens is focused based on the detection result by the contrast detection method. A technique for driving to a position is known (for example, see Patent Document 1).

特開2006−84545号公報JP 2006-84545 A

しかしながら、従来技術では、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があった。   However, in the prior art, focus detection is first performed by the phase difference detection method, and subsequently focus detection is performed by the contrast detection method, so that there is a problem that it takes time to adjust the focus.

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点調節を適切に行なうことができる焦点調節装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a focus adjustment device capable of appropriately adjusting the focus of an optical system.

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]本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズを有する光学系による像を撮像して画像信号を出力する撮像部と、前記撮像部から出力された画像信号の位相差を検出する位相差検出部と、前記撮像部から出力された画像信号から生成される画像のコントラストを検出するコントラスト検出部と、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記位相差検出部による位相差の検出および前記コントラスト検出部によるコントラストの検出を行い、前記位相差検出部により位相差が検出できた場合、検出された位相差に基づいて前記焦点調節レンズを移動させ、前記焦点調節レンズを駆動させた後、前記焦点調節レンズが停止している状態において、前記位相差検出部による位相差の検出が所定回数連続してできなかった場合、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記位相差検出部による位相差の検出および前記コントラスト検出部によるコントラストの検出を行い、前記位相差検出部により位相差が検出できた場合、検出された位相差に基づいて、前記焦点調節レンズを移動させる制御部と、を備える。
[2]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部は、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記位相差検出部による位相差の検出および前記コントラスト検出部によるコントラストの検出を行い、前記位相差検出部により位相差が検出できなかった場合、前記コントラスト検出部により検出されたコントラストに基づいて前記焦点調節レンズを移動させるように構成することができる。
[3]上記焦点調節装置に係る発明において、前記位相差検出部は、前記撮像部の受光面に備えられ、前記撮像部の撮像中に前記画像信号の位相差を繰り返し検出するように構成することができる。
[1] focusing device according to the present invention, detection and imaging unit for outputting the images signals by imaging an image formed by an optical system having a focusing lens, a phase difference of the image signal output from the imaging unit a phase difference detector for a contrast detection unit for detecting the contrast of the image generated from the image signal output from the imaging unit, while moving the focusing lens, detection of the phase difference by the phase difference detection section When the contrast is detected by the contrast detection unit and the phase difference is detected by the phase difference detection unit, the focus adjustment lens is moved based on the detected phase difference, and the focus adjustment lens is driven. after the in a state where the focusing lens is stopped, the case where the detection of by that phase difference in the phase difference detecting unit has failed to be consecutively a predetermined number of times said focusing Les While moving the figure, performs detection of the contrast due to detection and the contrast detection of the phase difference by the phase difference detecting unit, when the phase difference by the phase difference detecting unit can be detected, based on the detected phase difference a control unit for moving the focusing lens, Ru comprising a.
[2] In the invention related to the focus adjustment device, the control unit performs detection of a phase difference by the phase difference detection unit and detection of contrast by the contrast detection unit while moving the focus adjustment lens. When the phase difference cannot be detected by the phase difference detection unit, the focus adjustment lens can be moved based on the contrast detected by the contrast detection unit .
[3] In the invention related to the focus adjustment apparatus, the phase difference detection unit is provided on a light receiving surface of the imaging unit, and is configured to repeatedly detect the phase difference of the image signal during imaging of the imaging unit. be able to.

]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部は、前記位相差に基づく前記焦点調節レンズの移動中であって、前記焦点調節レンズが停止する直前に、前記位相差検出部により位相差の検出ができなかった場合であり、かつ、前記焦点調節レンズの停止後において、前記位相差検出部により位相差の検出が所定回数連続してできなかった場合に、合焦不能であると判断すように構成することができる。 [4] In the invention according to the focusing device, wherein the control unit is a moving of the focusing lens based on the phase difference, immediately before the focusing lens is stopped, the phase difference detection section If the phase difference could not be detected and the phase difference detection unit could not detect the phase difference a predetermined number of times after the focusing lens was stopped, focusing could not be performed. it can be configured to you determine that.

]上記焦点調節装置に係る発明において、合焦不能であることを報知する報知部を備えるように構成することができる。 [5] In the invention according to the focusing device can be configured to include a notification unit for notifying the focus impossible der Rukoto.

]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備える。
[6] the imaging apparatus according to the present invention, Ru with the focusing device.

本発明によれば、光学系の焦点調節を適切に行なうことができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately adjust the focus of the optical system.

図1は、第1実施形態に係るカメラを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a camera according to the first embodiment. 図2は、図1に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing an imaging surface of the imaging device shown in FIG. 図3は、図2の22a付近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 vicinity of 22a in FIG. 図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221. 図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図である。FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b. 図6は、撮像画素221の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing one of the imaging pixels 221. 図7(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す断面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す断面図である。FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222b. 図8は、焦点検出画素222a,222bの大きさを説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the sizes of the focus detection pixels 222a and 222b. 図9は、従来の位相差検出モジュールに備えられているラインセンサを構成する各画素の大きさを説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the size of each pixel constituting the line sensor provided in the conventional phase difference detection module. 図10は、図3のX-X線に沿う断面図である。10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図11は、本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. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the camera according to the present embodiment. 図12は、ステップS116のスキャン動作実行処理を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing the scan operation execution process in step S116.

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 rotary 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(無限遠端ともいう)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 moves in the direction of the optical axis L <b> 1 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 infinity end) by the rotation of the rotating cylinder described above. Can do. 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やCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ24に記録される。メモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。なお、撮像素子22の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。撮像素子22の構造の詳細は後述する。   On the other hand, the camera body 2 is provided with an imaging element 22 that receives the light beam L1 from the photographing optical system on a planned focal plane of the photographing optical system, and a shutter 23 is provided on the front surface thereof. The image sensor 22 is composed of a device such as a CCD or CMOS, converts the received optical signal into an electrical signal, and sends it to the camera control unit 21. The captured image information sent to the camera control unit 21 is sequentially sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder (EVF) 26 of the observation optical system, and a release button ( When (not shown) is fully pressed, the photographed image information is recorded in the memory 24 that is a recording medium. As the memory 24, any of a removable card type memory and a built-in type memory can be used. An infrared cut filter for cutting infrared light and an optical low-pass filter for preventing image aliasing noise are disposed in front of the imaging surface of the image sensor 22. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.

カメラ本体2には、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が行えるようになっている。そして、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, and can switch between an autofocus mode and a manual focus mode. Various modes set by the operation unit 28 are sent to the camera control unit 21, and the operation of the entire camera 1 is controlled by the camera control unit 21. The shutter release button includes a first switch SW1 that is turned on when the button is half-pressed and a second switch SW2 that is turned on when the button is fully pressed.

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

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

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

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

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

また、撮像素子22の撮像面には、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5つの焦点検出画素列22a〜22eが設けられている。そして、図3に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素222aおよび222bが、互いに隣接して交互に、横一列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。   Further, on the imaging surface of the imaging element 22, five focus detection pixel rows 22a to 22e in which focus detection pixels 222a and 222b are arranged instead of the above-described imaging pixel 221 are provided. As shown in FIG. 3, one focus detection pixel column is configured by a plurality of focus detection pixels 222 a and 222 b being alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row. 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、三箇所、あるいは四箇所とすることもでき、また、六箇所以上の位置に配置することもできる。また、図3においては、16個の焦点検出画素222a,222bにより、焦点検出画素列を構成する例を示しているが、焦点検出画素列を構成する焦点検出画素の数は、この例に限定されるものではない。   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 four locations, and more than six locations. It can also be arranged at the position. FIG. 3 shows an example in which the focus detection pixel array is configured by 16 focus detection pixels 222a and 222b, but the number of focus detection pixels configuring the focus detection pixel array is limited to this example. Is not to be done.

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

ここで、各焦点検出画素222a,222bは、図8に示すように、その構造上、撮像画素221と略同一のサイズとする必要があるため、撮像画素221と略同一のサイズ、すなわち、縦幅L1および横幅L2がともに、通常、10μm以下程度の大きさに設定される。一方、従来の位相差検出モジュールに備えられるラインセンサ(位相差検出専用のセンサ)においては、図9に示すように、そのサイズに特に制約がないため、ラインセンサ50の各画素50aの大きさは、通常、縦幅L3が数百μm程度、横幅L4が数十μm〜数百μm程度の大きさに設定されている。すなわち、従来のラインセンサ50の各画素50aの大きさは、数百μm×数十μm〜数百μmであるのに対し、焦点検出画素222a,222bは、10μm四方以下のサイズに設定されている。なお、図8は、焦点検出画素222a,222bの画素の大きさを説明するための図であり、図9は、従来の位相差検出モジュールに備えられているラインセンサを構成する各画素の大きさを説明するための図である。   Here, as shown in FIG. 8, the focus detection pixels 222a and 222b are required to have substantially the same size as the imaging pixel 221 because of the structure thereof. Both the width L1 and the lateral width L2 are normally set to a size of about 10 μm or less. On the other hand, in the conventional line sensor (phase difference detection sensor) provided in the phase difference detection module, as shown in FIG. 9, there is no particular limitation on the size thereof, so the size of each pixel 50a of the line sensor 50 is large. In general, the vertical width L3 is set to about several hundred μm, and the horizontal width L4 is set to about several tens μm to several hundred μm. That is, the size of each pixel 50a of the conventional line sensor 50 is several hundreds μm × several tens μm to several hundreds μm, whereas the focus detection pixels 222a and 222b are set to a size of 10 μm square or less. Yes. FIG. 8 is a diagram for explaining the pixel sizes of the focus detection pixels 222a and 222b, and FIG. 9 shows the size of each pixel constituting the line sensor provided in the conventional phase difference detection module. It is a figure for demonstrating this.

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

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

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

図10は、図3のX-X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10においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図10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. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 3. The focus detection pixels 222 a-1, 222 b-1, 222 a-2, and 222 b-2 arranged in the vicinity of the photographing optical axis L 1 are adjacent to each other. It shows that light beams AB1-1, AB2-1, AB1-2, and AB2-2 irradiated from the distance measuring pupils 341 and 342 of the exit pupil 34 are received, respectively. 10 illustrates only the focus detection pixels 222a and 222b that are located in the vicinity of the photographing optical axis L1, but other focus detection pixels other than the focus detection pixels illustrated in FIG. 10 are illustrated. 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10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. 10, 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 measuring pupils 341 and 342.

また、図10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。   Further, as shown in FIG. 10, the microlenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, and 2221b-2 of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, and 222b-2 are photographic optical systems. Near the planned focal plane. The shapes of the photoelectric conversion units 2222a-1, 2222b-1, 2222a-2, 2222b-2 arranged behind the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2 are the same as the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2. Projected onto the exit pupil 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10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. 10, the photoelectric conversion unit 2222a-1 of the focus detection pixel 222a-1 is formed on the microlens 2221a-1 by a 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 kinds of focus detection pixels 222a and 222b are arranged in a straight line as shown in FIG. Of the pair of images formed on the focus detection pixel row by the focus detection light fluxes that pass through each of the distance measurement pupil 341 and the distance measurement pupil 342. Data on the distribution is obtained. Then, by applying an image shift detection calculation process such as a correlation calculation process or a phase difference detection process to the intensity distribution data, an image shift amount by a so-called phase difference detection method can be detected.

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

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

また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算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 by, for example, extracting a high frequency component of an image output from the imaging pixel 221 of the imaging element 22 using a high frequency transmission filter and integrating the extracted high frequency component. It can also be obtained by extracting high-frequency components using two high-frequency transmission filters having different cutoff frequencies and integrating them.

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

次いで、図11を参照して、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図11は、本実施形態に係るカメラ1の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、たとえば、カメラ1の電源がオンされることで開始される。   Next, an example of the operation of the camera 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the camera 1 according to the present embodiment. The following operation is started, for example, when the camera 1 is turned on.

まず、ステップS101では、カメラ制御部21により、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がオンされた場合はステップS102に進む。一方、第1スイッチSW1がオンされていない場合は、第1スイッチSW1がオンされるまで、ステップS101を繰り返す。   First, in step S101, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button provided in the operation unit 28 is half-pressed (the first switch SW1 is turned on). When the first switch SW1 is turned on, the process proceeds to step S102. On the other hand, if the first switch SW1 is not turned on, step S101 is repeated until the first switch SW1 is turned on.

ステップS102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、撮影者の手動操作により、特定の焦点検出エリアが選択されているときは、その焦点検出エリア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にそれぞれ対応する焦点検出エリア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、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、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、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と、デフォーカス量の信頼性の評価とは、所定の間隔で繰り返し実行される。   In step S102, 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 area is selected by a photographer's manual operation, only data from focus detection pixels corresponding to the focus detection area 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 in the focus detection areas respectively corresponding to the five focus detection pixel rows 22a to 22e. An image shift amount is calculated, and the image shift amount is converted into a defocus amount. In addition, the camera control unit 21 evaluates the reliability of the calculated defocus amount based on the matching degree and contrast of the pair of image data. Note that the calculation of the defocus amount by the phase difference detection method and the evaluation of the reliability of the defocus amount are repeatedly performed at predetermined intervals.

そして、ステップS103では、カメラ制御部21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S104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S116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S116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 S103, the camera control unit 21 determines whether the defocus amount has been calculated. If the defocus amount can be calculated, it is determined that distance measurement is possible, and the process proceeds to step S104. 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 S116. In the present embodiment, even when the defocus amount can be calculated, if 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 S116. 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. .

ステップS104では、デフォーカス量が検出できたため、カメラ制御部21により、スキャン動作の禁止処理が行われる。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。   In step S104, since the defocus amount has been detected, the camera control unit 21 performs a scanning operation prohibition 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S105では、カメラ制御部21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のに必要となるレンズ駆動量の算出が行われ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、フォーカスレンズ駆動モータ36に送出される。そして、続くステップS106において、フォーカスレンズ駆動モータ36により、ステップS105で算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が開始される。なお、本実施形態では、ステップS106でフォーカスレンズ32の駆動が開始された後も、所定の間隔で、デフォーカス量の算出が繰り返し行われ、その結果、新たにデフォーカス量が算出された場合には、新たに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が駆動される。   In step S105, the camera control unit 21 calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position based on the calculated defocus amount, and the calculated lens driving amount. Is sent to the focus lens drive motor 36 via the lens control unit 37. In subsequent step S106, the focus lens driving motor 36 starts driving the focus lens 32 based on the lens driving amount calculated in step S105. In the present embodiment, after the focus lens 32 starts to be driven in step S106, the defocus amount is repeatedly calculated at a predetermined interval, and as a result, a new defocus amount is calculated. The focus lens 32 is driven based on the newly calculated defocus amount.

そして、ステップS107では、カメラ制御部21により、合焦判定が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以下であるか否かを判断し、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以下である場合には、光学系の焦点状態が合焦状態であるとものと判断して、ステップS108に進み、一方、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値よりも大きい場合には、合焦していないものと判断して、ステップS107で待機する。なお、カメラ制御部21は、デフォーカス量の算出後、フォーカスレンズ32を合焦位置に向かって駆動させている間も、デフォーカス量の算出を繰り返し行っており、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値よりも大きい場合には、合焦していないものと判断して、ステップS107の合焦判定を繰り返し、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以下となった場合に、合焦と判定して、ステップS108に進む。そして、続くステップS108において、合焦表示が行われる。なお、ステップS108の合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。   In step S107, the camera control unit 21 performs in-focus determination. Specifically, the camera control unit 21 determines whether or not the calculated absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than a predetermined value, and when the calculated absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than the predetermined value. Determines that the focus state of the optical system is an in-focus state, and proceeds to step S108. On the other hand, if the calculated absolute value of the defocus amount is greater than a predetermined value, the optical system is in focus. It is determined that there is not, and the process waits in step S107. Note that after the defocus amount is calculated, the camera control unit 21 repeatedly calculates the defocus amount while the focus lens 32 is driven toward the in-focus position, and the newly calculated defocus is calculated. If the absolute value of the amount is larger than the predetermined value, it is determined that the subject is not in focus, and the focus determination in step S107 is repeated, and the newly calculated absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than the predetermined value. If it is, the focus is determined and the process proceeds to step S108. In the subsequent step S108, focus display is performed. Note that the focus display in step S108 is performed by the electronic viewfinder 26, for example.

ステップS109では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32が停止している状態となったか否かの判断が行われる。たとえば、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了し、フォーカスレンズ32が停止している状態となった場合には、ステップS110に進み、一方、フォーカスレンズ32が合焦位置に向かって駆動している場合には、ステップS109で待機する。   In step S109, the camera control unit 21 determines whether or not the focus lens 32 is stopped. For example, when the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed and the focus lens 32 is stopped, the process proceeds to step S110, while the focus lens 32 is driven toward the in-focus position. If so, the process waits in step S109.

ステップS110では、カメラ制御部21により、所定のパラメータであるnが0に設定される。そして、続くステップS111では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32が停止している状態で、新たにデフォーカス量を算出できたか否かの判断が行われる。本実施形態では、フォーカスレンズ32が停止している状態でも、デフォーカス量の算出が繰り返し行われており、フォーカスレンズ32が停止している状態で、新たにデフォーカス量を算出できた場合には、ステップS105に戻り、新たに算出されたデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動量の算出が行われ、フォーカスレンズ32が新たな合焦位置まで駆動されることとなる。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、ステップS112に進む。   In step S110, the camera control unit 21 sets n, which is a predetermined parameter, to 0. In the subsequent step S111, the camera control unit 21 determines whether or not a new defocus amount can be calculated while the focus lens 32 is stopped. In the present embodiment, the defocus amount is repeatedly calculated even when the focus lens 32 is stopped, and the defocus amount can be newly calculated while the focus lens 32 is stopped. In step S105, the lens driving amount is calculated based on the newly calculated defocus amount, and the focus lens 32 is driven to a new in-focus position. On the other hand, if the defocus amount cannot be calculated, the process proceeds to step S112.

ステップS112では、カメラ制御部21により、パラメータnに1が加えられ、その後、続くステップS113において、カメラ制御部21により、パラメータnが所定数以上(たとえば、5以上)であるか否かの判断が行われる。そして、パラメータnが所定数以上であると判断された場合には、ステップS115に進み、非合焦表示が行われる。非合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。   In step S112, the camera control unit 21 adds 1 to the parameter n, and then in the subsequent step S113, the camera control unit 21 determines whether the parameter n is a predetermined number or more (for example, 5 or more). Is done. If it is determined that the parameter n is equal to or greater than the predetermined number, the process proceeds to step S115, and the out-of-focus display is performed. The out-of-focus display is performed by the electronic viewfinder 26, for example.

一方、ステップS113で、パラメータnが所定数未満であると判断された場合には、ステップS114に進み、カメラ制御部21により、シャッターレリーズボタンの半押し(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。そして、ステップS114で、第1スイッチSW1がオンしていると判断された場合は、ステップS111に戻り、新たにデフォーカス量が算出できたか否かの判断が行われ、一方、ステップS114で、第1スイッチSW1がオフであると判断された場合は、このカメラ1の動作を終了する。   On the other hand, if it is determined in step S113 that the parameter n is less than the predetermined number, the process proceeds to step S114 where the shutter release button is half-pressed (the first switch SW1 is turned on) by the camera control unit 21. A determination is made whether or not the state is continuing. If it is determined in step S114 that the first switch SW1 is on, the process returns to step S111 to determine whether or not a new defocus amount has been calculated. On the other hand, in step S114, When it is determined that the first switch SW1 is off, the operation of the camera 1 is terminated.

このように、本実施形態では、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させた後に、フォーカスレンズ32が停止している状態で(ステップS109=Yes)、デフォーカス量の検出を繰り返し行い、デフォーカス量の検出を所定回数行った結果、デフォーカス量が一度検出できなかった場合に(ステップS111=No、ステップS113=Yes)、非合焦表示が行われる(ステップS115)。一方、フォーカスレンズ32が停止している状態で、デフォーカス量の算出を繰り返し行い、デフォーカス量の検出を所定回数行うまでに、デフォーカス量を検出できた場合には(ステップS111=Yes)、新たに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が駆動される。   As described above, in the present embodiment, after the focus lens 32 is driven to the in-focus position, the focus lens 32 is stopped (step S109 = Yes), and the defocus amount is repeatedly detected and the defocus is performed. As a result of performing the amount detection a predetermined number of times, if the defocus amount cannot be detected once (step S111 = No, step S113 = Yes), out-of-focus display is performed (step S115). On the other hand, when the focus lens 32 is stopped, the calculation of the defocus amount is repeatedly performed, and the defocus amount can be detected before the defocus amount is detected a predetermined number of times (step S111 = Yes). The focus lens 32 is driven based on the newly calculated defocus amount.

一方、ステップS103で、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断され、ステップS116に進む。ステップS116では、カメラ制御部21により、スキャン動作を実行するためのスキャン動作実行処理が行なわれる。ここで、スキャン動作とは、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。以下においては、図12を参照して、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を説明する。なお、図12は、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を示すフローチャートである。   On the other hand, if the defocus amount cannot be calculated in step S103, it is determined that distance measurement is impossible, and the process proceeds to step S116. In step S116, the camera control unit 21 performs a scan operation execution process for executing a scan operation. Here, the scan operation is a predetermined calculation of the defocus amount and the focus evaluation value by the phase difference detection method by the camera control unit 21 while the focus lens 32 is scan-driven by the focus lens drive motor 36. 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. In the following, the scan operation execution process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing a scan operation execution process according to the present embodiment.

まず、ステップS201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われる。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、スキャン駆動を行う方向は特に限定されず、フォーカスレンズ32のスキャン駆動を、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。   First, in step S201, the camera control unit 21 performs a scan operation start process. 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. The direction in which the scan drive is performed is not particularly limited, and the scan drive 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. Good.

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.

なお、本実施形態において、カメラ制御部21は、スキャン駆動を行う前に、フォーカスレンズ32を光軸方向に微小に往復駆動させるウォブリング駆動を行いながら、デフォーカス量の算出と焦点評価値の算出とを行い、この結果に基づいて、スキャン駆動におけるフォーカスレンズ33の駆動方向を決定することができる。   In the present embodiment, the camera control unit 21 calculates the defocus amount and calculates the focus evaluation value while performing the wobbling drive that causes the focus lens 32 to reciprocate slightly in the optical axis direction before performing the scan drive. And the driving direction of the focus lens 33 in the scan driving can be determined based on the result.

ステップS202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S205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S203に進む。なお、ステップS202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S203に進むこととする。   In step S202, it is determined whether or not 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 S205. 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 S203. . In step S202, even if the defocus amount can be calculated, if the reliability of the calculated defocus amount is low, the defocus amount cannot be calculated, and the process proceeds to step S203. I will do it.

ステップS203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S210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S204に進む。   In step S203, it is determined whether the in-focus position has been detected by the contrast detection method as a result of the scanning operation performed by the camera control unit 21. If the in-focus position can be detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S210. If the in-focus position cannot be detected, the process proceeds to step S204.

ステップS204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S202に戻り、ステップS202〜S204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S215に進む。   In step S <b> 204, the camera control unit 21 determines whether the scan operation has been performed for the entire driveable range of the focus lens 32. If the scan operation is not performed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process returns to step S202, and steps S202 to S204 are repeated to perform the scan operation, that is, while the focus lens 32 is scan-driven. 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 S215.

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップS202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S205に進み、ステップS205〜S209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 S202 that the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method in step S202, the process proceeds to step S205. In steps S205 to S209, the calculation is performed by the phase difference detection method. A focusing operation is performed based on the defocus amount.

すなわち、まず、ステップS205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S206に進み、カメラ制御部21により、スキャン動作の禁止処理が行なわれる。   That is, first, in step S205, the camera control unit 21 performs a scan operation stop process, and then proceeds to step S206. The camera control unit 21 performs a scan operation prohibition process.

そして、ステップS207では、ステップS202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 S207, the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position is calculated from the defocus amount calculated by the phase difference detection method in step S202, and the calculated lens is calculated. The 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、カメラ制御部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、カメラ制御部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 camera control unit 21 repeatedly calculates the defocus amount by the phase difference detection method while the lens driving 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 camera 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S208に進み、合焦表示が行なわれ、続くステップS209において、カメラ制御部21により、合焦と判定される。なお、ステップS208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。また、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、フォーカスレンズ32は停止している状態となる。   Then, when the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S208, in-focus display is performed, and in the subsequent step S209, the camera control unit 21 determines that in-focus. The focus display in step S208 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. Further, when the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the focus lens 32 is stopped.

また、スキャン動作を実行した結果、ステップS203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S210に進み、ステップS210〜S214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、フォーカスレンズ32の駆動動作が行なわれる。   As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S203 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S210, and is detected by the contrast detection method in steps S210 to S214. Based on the in-focus position, the focus lens 32 is driven.

すなわち、まず、ステップS210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S211に進み、上述したステップS206と同様に、カメラ制御部21により、スキャン動作の禁止処理が行なわれる。   That is, first, in step S210, the camera control unit 21 performs a scan operation stop process, and then proceeds to step S211. As in step S206 described above, the camera control unit 21 performs a scan operation prohibition process. Done.

そして、ステップS212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レンズ駆動処理が行なわれる。なお、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の駆動を禁止することが好適である。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。   Then, the process proceeds to step S212, and a lens driving process for driving the focus lens 32 to the in-focus position is performed based on the in-focus position detected by the contrast detection method. When driving the focus lens 32 to the in-focus position based on the detection result by the contrast detection method, the focus by the phase difference detection method is completed until the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed. It is preferable to prohibit the driving of the focus lens 32 based on the detection result. 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S213に進み、合焦表示が行なわれる。なお、ステップS213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。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S214に進み、ステップS214において、カメラ制御部21により、合焦と判定される。なお、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、フォーカスレンズ32は停止している状態となる。   When the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S213, and in-focus display is performed. The in-focus display in step S213 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. When the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S214, and in step S214, the camera control unit 21 determines that the focus is achieved. Note that when the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the focus lens 32 is stopped.

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S202〜S204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S202〜S204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S202)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S203)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 S202 to S204 are repeatedly executed, so that the focus lens 32 is driven to scan, and 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. As a result of repeatedly executing steps S202 to S204 described above, the focus detection result obtained by the detection method in which the defocus amount can be 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 S202), the in-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S204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S215に進む。ステップS215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S216に進み、非合焦表示が行なわれる。非合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。そして、続くステップS217では、カメラ制御部21により、合焦不能と判定される。   On the other hand, if it is determined in step S204 that the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S215. In step S215, 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, so that the scanning operation end processing is performed, and then in step S216 Advancing and out-of-focus display is performed. The out-of-focus display is performed by the electronic viewfinder 26, for example. In step S217, the camera control unit 21 determines that focusing cannot be performed.

そして、ステップS116のスキャン動作実行処理が終了した後は、ステップS117に進み、カメラ制御部21により、スキャン動作実行処理での合焦判定の結果に基づいて、合焦したか否かの判定が行われる。スキャン動作実行処理において、合焦と判定された場合は、ステップS110に進み、一方、合焦不能と判定された場合は、このカメラ1の動作が終了される。   Then, after the scan operation execution process in step S116 is completed, the process proceeds to step S117, and the camera control unit 21 determines whether or not the camera is in focus based on the focus determination result in the scan operation execution process. Done. In the scan operation execution process, if it is determined that the focus is achieved, the process proceeds to step S110. On the other hand, if it is determined that the focus is not possible, the operation of the camera 1 is terminated.

以上のように、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、従来技術(すなわち、まず、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。   As described above, 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 imaging optical is obtained by the method in which the focus detection can be performed first. In order to adjust the focus of the system, the focus lens 32 is first driven to the vicinity of the focus position by the phase difference detection method, and then the focus position is detected by the contrast detection method near the focus position. Compared with the technology), the focus adjustment of the photographing optical system can be performed in a short time.

また、本実施形態では、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させた後、フォーカスレンズ32が停止している状態で、デフォーカス量の検出を繰り返し行い、デフォーカス量の検出を所定回数行った結果、デフォーカス量を1度も検出できなかった場合に、測距不能と判断して、非合焦表示を行う。一方、フォーカスレンズ32が停止している状態で、デフォーカス量の検出を繰り返し行い、デフォーカス量の検出を所定回数行うまでに、デフォーカス量を検出できた場合には、新たに検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を駆動させる。これにより、本実施形態では、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させた後に、被写体が光軸方向に移動していないにも拘らず、たとえば構図ブレなどにより、デフォーカス量が一度検出できなくなっただけで、非合焦表示が直ぐに行われてしまうことを有効に防ぐことができる。特に、本実施形態では、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させた後に、デフォーカス量の検出を所定回数行うまでに、デフォーカス量が検出された場合には、新たに検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ことができるため、被写体に適切にピントを合わせることができる。   In the present embodiment, after the focus lens 32 is driven to the in-focus position, the defocus amount is repeatedly detected while the focus lens 32 is stopped, and the defocus amount is detected a predetermined number of times. As a result, when the defocus amount cannot be detected even once, it is determined that the distance measurement is impossible, and the out-of-focus display is performed. On the other hand, when the focus lens 32 is stopped, the defocus amount is repeatedly detected, and if the defocus amount can be detected before the defocus amount is detected a predetermined number of times, it is newly detected. The focus lens 32 is driven based on the defocus amount. Thus, in the present embodiment, after the focus lens 32 is driven to the in-focus position, the defocus amount cannot be detected once due to, for example, composition blur, even though the subject has not moved in the optical axis direction. It is possible to effectively prevent the out-of-focus display from being performed immediately. In particular, in the present embodiment, when the defocus amount is detected after the focus lens 32 is driven to the in-focus position and the defocus amount is detected a predetermined number of times, the newly detected defocus is detected. Since the focus lens 32 can be driven to the in-focus position based on the amount, the subject can be properly focused.

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、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させた後に、フォーカスレンズ32が停止している状態において、デフォーカス量の検出を繰り返し行い、その結果、デフォーカス量が所定回数連続して検出できない場合には、合焦不能と判断して、非合焦表示を行う構成を説明したが、この構成に限定されず、たとえば、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させている間も、デフォーカス量の検出を繰り返し行い、その結果、フォーカスレンズ32が停止する直前のデフォーカス量の検出結果が測距不能となり、かつ、フォーカスレンズ32の停止後において、デフォーカス量が所定回数連続して検出できなかった場合に、合焦不能と判断して、非合焦表示を行う構成としてもよい。   For example, in the above-described embodiment, after the focus lens 32 is driven to the in-focus position, the defocus amount is repeatedly detected in a state where the focus lens 32 is stopped. As a result, the defocus amount is determined a predetermined number of times. In the case where it is impossible to detect continuously, it is determined that focusing cannot be performed and the in-focus display is performed. However, the configuration is not limited to this configuration. For example, the focus lens 32 is driven to the focusing position. During this time, the detection of the defocus amount is repeatedly performed. As a result, the detection result of the defocus amount immediately before the focus lens 32 stops becomes impossible to measure the distance, and after the focus lens 32 stops, the defocus amount becomes a predetermined value. A configuration may be adopted in which it is determined that focusing cannot be performed and in-focus display is performed when the detection cannot be performed consecutively.

また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ32の停止後において、ステップS111で新たにデフォーカス量が算出された場合に、新たに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を駆動させる構成を説明したが、この構成に限定されず、たとえば、ステップS111で新たにデフォーカス量が算出された場合には、新たに算出されたデフォーカス量が所定値以上であるか否かを判断し、新たに算出されたデフォーカス量が所定値以上である場合にのみ、このデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる構成としてもよい。   In the above-described embodiment, when the defocus amount is newly calculated in step S111 after the focus lens 32 is stopped, the focus lens 32 is driven based on the newly calculated defocus amount. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, when a new defocus amount is calculated in step S111, it is determined whether or not the newly calculated defocus amount is equal to or greater than a predetermined value. The focus lens 32 may be driven based on the defocus amount only when the newly calculated defocus amount is equal to or greater than a predetermined value.

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

1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
221…撮像画素
222a,222b…焦点検出画素
24…メモリ
28…操作部
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 2 ... Camera body 21 ... Camera control part 22 ... Imaging device 221 ... Imaging pixel 222a, 222b ... Focus detection pixel 24 ... Memory 28 ... Operation part 3 ... Lens barrel 32 ... Focus lens 36 ... Focus lens drive motor 37 ... Lens control unit

Claims (6)

焦点調節レンズを有する光学系による像を撮像して画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部から出力された画像信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記撮像部から出力された画像信号から生成される画像のコントラストを検出するコントラスト検出部と、
前記焦点調節レンズを移動させながら、前記位相差検出部による位相差の検出および前記コントラスト検出部によるコントラストの検出を行い、前記位相差検出部により位相差が検出できた場合、検出された位相差に基づいて前記焦点調節レンズを移動させ、前記焦点調節レンズを駆動させた後、前記焦点調節レンズが停止している状態において、前記位相差検出部による位相差の検出が所定回数連続してできなかった場合、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記位相差検出部による位相差の検出および前記コントラスト検出部によるコントラストの検出を行い、前記位相差検出部により位相差が検出できた場合、検出された位相差に基づいて、前記焦点調節レンズを移動させる制御部と、を備える焦点調節装置。
An imaging unit for outputting the images signals by imaging an image formed by an optical system having a focusing lens,
A phase difference detection unit for detecting a phase difference of the image signal output from the imaging unit;
A contrast detection unit for detecting a contrast of an image generated from the image signal output from the imaging unit;
When the phase difference detection unit detects the phase difference and the contrast detection unit detects the contrast while moving the focus adjustment lens, and the phase difference detection unit detects the phase difference, the detected phase difference is detected. the focusing lens is moved, said after the focusing lens is driven, in a state in which the focusing lens is stopped, detection of by that phase difference in the phase difference detecting unit is predetermined number of times consecutively, based on If the phase difference detection unit detects the phase difference and the contrast detection unit detects the phase difference while moving the focus adjustment lens, the phase difference detection unit can detect the phase difference. , based on the detected phase difference, the focusing lens with that focal point adjuster and a control unit for moving the.
請求項1に記載の焦点調節装置において、The focus adjustment apparatus according to claim 1,
前記制御部は、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記位相差検出部による位相差の検出および前記コントラスト検出部によるコントラストの検出を行い、前記位相差検出部により位相差が検出できなかった場合、前記コントラスト検出部により検出されたコントラストに基づいて前記焦点調節レンズを移動させる焦点調節装置。The control unit detects the phase difference by the phase difference detection unit and the contrast by the contrast detection unit while moving the focus adjustment lens, and the phase difference detection unit cannot detect the phase difference. A focus adjustment device that moves the focus adjustment lens based on the contrast detected by the contrast detection unit.
請求項1または2に記載の焦点調節装置において、The focusing apparatus according to claim 1 or 2,
前記位相差検出部は、前記撮像部の受光面に備えられ、前記撮像部の撮像中に前記画像信号の位相差を繰り返し検出する焦点調節装置。The phase difference detection unit is provided on a light receiving surface of the imaging unit, and repeatedly detects a phase difference of the image signal during imaging of the imaging unit.
請求項1から3のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記位相差に基づく前記焦点調節レンズの移動中であって、前記焦点調節レンズが停止する直前に、前記位相差検出部により位相差の検出ができなかった場合であり、かつ、前記焦点調節レンズの停止後において、前記位相差検出部により位相差の検出が所定回数連続してできなかった場合に、合焦不能であると判断する焦点調節装置。
In the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
Wherein the control unit is a moving of the focusing lens based on the phase difference, immediately before the focusing lens is stopped by the phase difference detecting unit to a case can not detect the phase difference, and , after stopping of the focusing lens, wherein when the detection of the phase difference failed to be the predetermined number of times consecutively, the by the phase difference detecting section, to that focus point adjuster considered not focus.
請求項に記載の焦点調節装置において、
合焦不能であることを報知する報知部を備える焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to claim 4 .
Focusing device comprising a notifying unit for notifying the focus impossible der Rukoto.
請求項1〜のいずれか一項に記載の焦点調節装置を備えた撮像装置。 The imaging device provided with the focus adjustment apparatus as described in any one of Claims 1-5 .
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