JP5891668B2 - Focus adjustment device and imaging device - Google Patents

Focus adjustment device and imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP5891668B2
JP5891668B2 JP2011201276A JP2011201276A JP5891668B2 JP 5891668 B2 JP5891668 B2 JP 5891668B2 JP 2011201276 A JP2011201276 A JP 2011201276A JP 2011201276 A JP2011201276 A JP 2011201276A JP 5891668 B2 JP5891668 B2 JP 5891668B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
detection
lens
calculated
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011201276A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013061582A (en
Inventor
宏明 高原
宏明 高原
Original Assignee
株式会社ニコン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ニコン filed Critical 株式会社ニコン
Priority to JP2011201276A priority Critical patent/JP5891668B2/en
Publication of JP2013061582A publication Critical patent/JP2013061582A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5891668B2 publication Critical patent/JP5891668B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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、この符号は本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, the reference numerals corresponding to the drawings showing the embodiments of the present invention are used for explanation, but these reference numerals are only for facilitating the understanding of the present invention and are not intended to limit the invention. Absent.
[1]本実施形態に係る焦点調節装置は、位相差を用いてデフォーカスを検出する第1検出部と、焦点評価値を検出する第2検出部と、前記第1検出部により検出された前記デフォーカス、及び、前記第2検出部により検出された前記焦点評価値の少なくとも一方を用いて合焦位置を演算する演算部と、前記演算部により演算された前記合焦位置にフォーカスレンズを駆動する制御をする制御部とを有し、前記制御部は、前記フォーカスレンズを前記演算部により演算された前記合焦位置に停止した後、前記第1検出部により所定の閾値よりも大きい前記デフォーカスの変化が検出されたときは、前記デフォーカスを用いて演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動する制御を行い、前記第1検出部により前記所定の閾値よりも小さい前記デフォーカスの変化が検出されたときは、前記デフォーカスを用いて演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動する制御を行わず、前記第1検出部により前記デフォーカスが検出できないときは、前記第2検出部により検出された前記焦点評価値の変化、及び、被写界の明るさの変化の少なくとも一方に基づいて、前記演算部が前記合焦位置を演算するために前記フォーカスレンズを駆動する制御を行う。 [1] The focus adjustment apparatus according to the present embodiment is detected by a first detection unit that detects defocus using a phase difference, a second detection unit that detects a focus evaluation value, and the first detection unit. A calculation unit that calculates a focus position using at least one of the defocus and the focus evaluation value detected by the second detection unit; and a focus lens at the focus position calculated by the calculation unit A control unit that controls the driving, and the control unit stops the focus lens at the in-focus position calculated by the calculation unit, and then is larger than a predetermined threshold by the first detection unit. When a change in defocus is detected, control is performed to drive the focus lens to the in-focus position calculated using the defocus, and the first detection unit performs a control smaller than the predetermined threshold. When the change in defocus is detected, control for driving the focus lens to the in-focus position calculated using the defocus is not performed, and the defocus cannot be detected by the first detection unit. When the calculation unit calculates the in-focus position based on at least one of the change in the focus evaluation value detected by the second detection unit and the change in the brightness of the object scene, Control to drive the focus lens.
本発明の撮像装置によれば、光学系の焦点調節を適切に行なうことができる。   According to the imaging apparatus of the present invention, it is possible to appropriately adjust the focus of the optical system.
図1は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a camera according to the present embodiment. 図2は、図1に示す撮像素子の撮像面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III部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the III part of FIG. 図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221. 図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図である。FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b. 図6は、撮像画素221の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing one of the imaging pixels 221. 図7(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す断面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す断面図である。FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222b. 図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 図9は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the camera according to the present embodiment.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。   FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a digital camera 1 according to an embodiment of the present invention. A digital camera 1 according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as a camera 1) includes a camera body 2 and a lens barrel 3, and the camera body 2 and the lens barrel 3 are detachably coupled by a mount unit 4. Yes.
レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33、および絞り34を含む撮影光学系が内蔵されている。   The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 2. As shown in FIG. 1, the lens barrel 3 includes a photographic optical system including lenses 31, 32, 33 and a diaphragm 34.
レンズ32は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ35によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ36によってその位置が調節される。   The lens 32 is a focus lens, and can adjust the focal length of the photographing optical system by moving in the direction of the optical axis L1. The focus lens 32 is provided so as to be movable along the optical axis L1 of the lens barrel 3, and its position is adjusted by the focus lens drive motor 36 while its position is detected by the encoder 35.
このフォーカスレンズ32の光軸L1に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒3に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝(螺旋溝)を形成するとともに、フォーカスレンズ32を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ36によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1に沿って直進移動することになる。   The specific configuration of the moving mechanism along the optical axis L1 of the focus lens 32 is not particularly limited. For example, a rotating cylinder is rotatably inserted into a fixed cylinder fixed to the lens barrel 3, a helicoid groove (spiral groove) is formed on the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and the focus lens 32 is fixed. The end of the lens frame is fitted into the helicoid groove. Then, by rotating the rotating cylinder by the focus lens drive motor 36, the focus lens 32 fixed to the lens frame moves straight along the optical axis L1.
上述したようにレンズ鏡筒3に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32は光軸L1方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ36がレンズ鏡筒3に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ36と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ32は光軸L1の逆方向へ直進移動することになる。   As described above, the focus lens 32 fixed to the lens frame by rotating the rotary cylinder with respect to the lens barrel 3 moves straight in the direction of the optical axis L1, but the focus lens drive motor 36 as the drive source is the lens. The lens barrel 3 is provided. The focus lens drive motor 36 and the rotary cylinder are connected by a transmission composed of a plurality of gears, for example, and when the drive shaft of the focus lens drive motor 36 is driven to rotate in any one direction, it is transmitted to the rotary cylinder at a predetermined gear ratio. Then, when the rotating cylinder rotates in any one direction, the focus lens 32 fixed to the lens frame moves linearly in any direction of the optical axis L1. When the drive shaft of the focus lens drive motor 36 is rotated in the reverse direction, the plurality of gears constituting the transmission also rotate in the reverse direction, and the focus lens 32 moves straight in the reverse direction of the optical axis L1. .
フォーカスレンズ32の位置はエンコーダ35によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ32の光軸L1方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒3に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。   The position of the focus lens 32 is detected by the encoder 35. As described above, the position of the focus lens 32 in the optical axis L1 direction correlates with the rotation angle of the rotating cylinder, and can be obtained by detecting the relative rotation angle of the rotating cylinder with respect to the lens barrel 3, for example.
本実施形態のエンコーダ35としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量(回転方向でも光軸方向の何れでもよい)に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。   As the encoder 35 of this embodiment, an encoder that detects the rotation of a rotating disk coupled to the rotational drive of the rotating cylinder with an optical sensor such as a photo interrupter and outputs a pulse signal corresponding to the number of rotations, or a fixed cylinder And the contact point of the brush on the surface of the flexible printed wiring board provided on either one of the rotating cylinders, and the brush contact provided on the other, the amount of movement of the rotating cylinder (in either the rotational direction or the optical axis direction) A device that detects a change in the contact position according to the detection circuit using a detection circuit can be used.
フォーカスレンズ32は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部(至近端ともいう)から被写体側の端部(無限端ともいう)までの間を光軸L1方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ35で検出されたフォーカスレンズ32の現在位置情報は、レンズ制御部37を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ36は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ32の駆動位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより駆動する。   The focus lens 32 can move in the direction of the optical axis L1 from the end on the camera body side (also referred to as the closest end) to the end on the subject side (also referred to as the infinite end) by the rotation of the rotating cylinder described above. it can. Incidentally, the current position information of the focus lens 32 detected by the encoder 35 is sent to the camera control unit 21 to be described later via the lens control unit 37, and the focus lens drive motor 36 calculates the focus calculated based on this information. The driving position of the lens 32 is driven by being sent from the camera control unit 21 via the lens control unit 37.
絞り34は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り34による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部37に入力される。絞り34の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部37で現在の開口径が認識される。   The diaphragm 34 is configured such that the aperture diameter around the optical axis L1 can be adjusted in order to limit the amount of light flux that passes through the photographing optical system and reaches the image sensor 22 and to adjust the blur amount. The adjustment of the aperture diameter by the diaphragm 34 is performed, for example, by sending an appropriate aperture diameter calculated in the automatic exposure mode from the camera control unit 21 via the lens control unit 37. Further, the set aperture diameter is input from the camera control unit 21 to the lens control unit 37 by a manual operation by the operation unit 28 provided in the camera body 2. The aperture diameter of the aperture 34 is detected by an aperture sensor (not shown), and the lens controller 37 recognizes the current aperture diameter.
一方、カメラ本体2には、上記撮影光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCD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、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子22の構造の詳細は後述する。   On the other hand, the camera body 2 is provided with an imaging element 22 that receives the light beam L1 from the photographing optical system on a planned focal plane of the photographing optical system, and a shutter 23 is provided on the front surface thereof. The image sensor 22 is composed of a device such as a CCD 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 camera memory 24 which is a recording medium. The camera memory 24 can be either a removable card type memory or a built-in memory. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.
カメラ本体2には、撮像素子22で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ(EVF)26と、これを駆動する液晶駆動回路25と、接眼レンズ27とを備えている。液晶駆動回路25は、撮像素子22で撮像され、カメラ制御部21へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ26を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ27を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸L2による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体2の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。   The camera body 2 is provided with an observation optical system for observing an image picked up by the image pickup device 22. The observation optical system of the present embodiment includes an electronic viewfinder (EVF) 26 composed of a liquid crystal display element, a liquid crystal driving circuit 25 that drives the electronic viewfinder (EVF) 26, and an eyepiece lens 27. The liquid crystal drive circuit 25 reads the captured image information captured by the image sensor 22 and sent to the camera control unit 21, and drives the electronic viewfinder 26 based on the read image information. Thereby, the user can observe the current captured image through the eyepiece lens 27. Note that, instead of or in addition to the observation optical system using the optical axis L2, a liquid crystal display may be provided on the back surface of the camera body 2, and a photographed image may be displayed on the liquid crystal display.
カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。   A camera control unit 21 is provided in the camera body 2. The camera control unit 21 is electrically connected to the lens control unit 37 through an electric signal contact unit 41 provided in the mount unit 4, receives lens information from the lens control unit 37, and defocuses to the lens control unit 37. Send information such as volume and aperture diameter. The camera control unit 21 reads out the pixel output from the image sensor 22 as described above, generates image information by performing predetermined information processing on the read out pixel output as necessary, and generates the generated image information. Is output to the liquid crystal driving circuit 25 and the memory 24 of the electronic viewfinder 26. The camera control unit 21 controls the entire camera 1 such as correction of image information from the image sensor 22 and detection of a focus adjustment state and an aperture adjustment state of the lens barrel 3.
また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。   In addition to the above, the camera control unit 21 detects the focus state of the photographic optical system by the phase detection method and the focus state of the photographic optical system by the contrast detection method based on the pixel data read from the image sensor 22. I do. A specific focus state detection method will be described later.
操作部28は、シャッターレリーズボタンなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、オードフォーカスモードの中でも、AF−Sモード/AF−Cモードの切換が行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。   The operation unit 28 is an input switch for a photographer to set various operation modes of the camera 1 such as a shutter release button. The AF-S mode is selected among the auto focus mode / manual focus mode switching and the auto focus mode. / AF-C mode can be switched. 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.
ここで、AF−Sモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ32を駆動することで合焦駆動を行ない、一度調節したフォーカスレンズ32の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードである。また、AF−Cモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ32を駆動することで合焦駆動を行ない、その後、シャッターレリーズボタンの半押し操作が継続されている間は、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、変化した焦点状態に応じて、フォーカスレンズ32を駆動するモードである。   Here, the AF-S mode means that after the shutter release button is half-pressed, the focus lens 32 is driven based on the focus detection result to perform the focus drive, and the position of the focus lens 32 adjusted once is set. This is a mode in which the subject is fixed and photographed at the focus lens position. In the AF-C mode, after the shutter release button is half-pressed, the focus lens 32 is driven based on the focus detection result to perform in-focus driving, and then the shutter release button is half-pressed. While the operation is continued, the focus state is repeatedly detected, and when the focus state changes, the focus lens 32 is driven in accordance with the changed focus state.
また、本実施形態においては、オードフォーカスモードを切換えるためのスイッチとして、ワンショットモード/コンティニュアスモードを切換えるためのスイッチを備えているような構成としてもよい。そして、この場合においては、撮影者によりワンショットモードが選択された場合には、AF−Sモードに設定され、また、撮影者によりコンティニュアスモードが選択された場合には、AF−Cモードに設定されるような構成とすることができる。   In the present embodiment, the switch for switching the autofocus mode may be provided with a switch for switching the one-shot mode / continuous mode. In this case, when the one-shot mode is selected by the photographer, the AF-S mode is set, and when the continuous mode is selected by the photographer, the AF-C mode is set. It can be set as such.
次に、本実施形態に係る撮像素子22について説明する。   Next, the image sensor 22 according to the present embodiment will be described.
図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2のIII部分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 device 22, and FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the III part of FIG.
本実施形態の撮像素子22は、図3に示すように、複数の撮像画素221が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する4つの画素群223(稠密正方格子配列)において一方の対角線上に2つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が1つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群223を単位として、当該画素群223を撮像素子22の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子22が構成されている。   As shown in FIG. 3, the imaging element 22 of the present embodiment includes a green pixel G having a color filter in which a plurality of imaging pixels 221 are two-dimensionally arranged on the plane of the imaging surface and transmit a green wavelength region. A red pixel R having a color filter that transmits a red wavelength region and a blue pixel B having a color filter that transmits a blue wavelength region are arranged in a so-called Bayer Arrangement. That is, in four adjacent pixel groups 223 (dense square lattice arrangement), two green pixels are arranged on one diagonal line, and one red pixel and one blue pixel are arranged on the other diagonal line. The image sensor 22 is configured by repeatedly arranging the pixel group 223 on the imaging surface of the image sensor 22 in a two-dimensional manner with the Bayer array pixel group 223 as a unit.
なお、単位画素群223の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ(緑:G、イエロー:Ye、マゼンタ:Mg,シアン:Cy)の配列を採用することもできる。   The unit pixel group 223 may be arranged in a dense hexagonal lattice arrangement other than the dense square lattice shown in the figure. Further, the configuration and arrangement of the color filters are not limited to this, and an arrangement of complementary color filters (green: G, yellow: Ye, magenta: Mg, cyan: Cy) can also be adopted.
図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図、図6は断面図である。一つの撮像画素221は、マイクロレンズ2211と、光電変換部2212と、図示しないカラーフィルタから構成され、図6の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2212が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2211が形成されている。光電変換部2212は、マイクロレンズ2211により撮影光学系の射出瞳(たとえばF1.0)を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。   FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221, and FIG. 6 is a cross-sectional view. One imaging pixel 221 includes a micro lens 2211, a photoelectric conversion unit 2212, and a color filter (not shown), and a photoelectric conversion unit is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213 of the image sensor 22 as shown in the cross-sectional view of FIG. 2212 is built in and a microlens 2211 is formed on the surface. The photoelectric conversion unit 2212 is configured to receive an imaging light beam that passes through an exit pupil (for example, F1.0) of the photographing optical system by the micro lens 2211, and receives the imaging light beam.
また、撮像素子22の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の3箇所には、上述した撮像画素221に代えて焦点検出画素222a,222bが配列された焦点検出画素列22a,22b,22cが設けられている。そして、図3に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素222aおよび222bが、互いに隣接して交互に、横一列(22a,22c,22c)に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素222aおよび222bは、ベイヤー配列された撮像画素221の緑画素Gと青画素Bとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。   In addition, focus detection pixel rows 22a, 22b, and 22c in which focus detection pixels 222a and 222b are arranged in place of the above-described imaging pixels 221 at the center of the image pickup surface of the image pickup element 22 and three positions that are symmetrical from the center. Is provided. As shown in FIG. 3, one focus detection pixel column includes a plurality of focus detection pixels 222 a and 222 b that are alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row (22 a, 22 c, 22 c). Yes. In the present embodiment, the focus detection pixels 222a and 222b are densely arranged without providing a gap at the position of the green pixel G and the blue pixel B of the image pickup pixel 221 arranged in the Bayer array.
なお、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列22a〜22cの中から、撮影者が操作部28を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。   Note that the positions of the focus detection pixel rows 22a to 22c shown in FIG. 2 are not limited to the illustrated positions, and may be any one or two, or may be arranged at four or more positions. it can. In actual focus detection, a photographer manually operates the operation unit 28 from among a plurality of focus detection pixel rows 22a to 22c, and selects a desired focus detection pixel row as a focus detection area. You can also.
図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図7(A)は、焦点検出画素222aの断面図である。また、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの断面図である。焦点検出画素222aは、図5(A)に示すように、マイクロレンズ2221aと、半円形状の光電変換部2222aとから構成され、図7(A)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222aが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221aが形成されている。また、焦点検出画素222bは、図5(B)に示すように、マイクロレンズ2221bと、光電変換部2222bとから構成され、図7(B)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222bが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221bが形成されている。そして、これら焦点検出画素222aおよび222bは、図3に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cを構成する。   FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7A is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222a. FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222b. As shown in FIG. 5A, the focus detection pixel 222a includes a micro lens 2221a and a semicircular photoelectric conversion unit 2222a. As shown in the cross-sectional view of FIG. A photoelectric conversion portion 2222a is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213, and a micro lens 2221a is formed on the surface. The focus detection pixel 222b includes a micro lens 2221b and a photoelectric conversion unit 2222b as shown in FIG. 5B, and a semiconductor of the image sensor 22 as shown in a cross-sectional view of FIG. 7B. A photoelectric conversion unit 2222b is formed on the surface of the circuit board 2213, and a microlens 2221b is formed on the surface. Then, as shown in FIG. 3, these focus detection pixels 222a and 222b are alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row, thereby forming focus detection pixel rows 22a to 22c shown in FIG.
なお、焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは、マイクロレンズ2221a,2221bにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域(たとえばF2.8)を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素222a,222bにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素221と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。   The photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b have such a shape that the microlenses 2221a and 2221b receive a light beam that passes through a predetermined region (eg, F2.8) of the exit pupil of the photographing optical system. Is done. Further, the focus detection pixels 222a and 222b are not provided with color filters, and their spectral characteristics are the total of the spectral characteristics of a photodiode that performs photoelectric conversion and the spectral characteristics of an infrared cut filter (not shown). ing. However, it may be configured to include one of the same color filters as the imaging pixel 221, for example, a green filter.
また、図5(A)、図5(B)に示す焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは半円形状としたが、光電変換部2222a,2222bの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。   In addition, although the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b illustrated in FIGS. 5A and 5B have a semicircular shape, the shape of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b is not limited thereto. Other shapes such as an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape can also be used.
ここで、上述した焦点検出画素222a,222bの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。   Here, a so-called phase difference detection method for detecting the focus state of the photographing optical system based on the pixel outputs of the focus detection pixels 222a and 222b described above will be described.
図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸L1近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2が、射出瞳350の測距瞳351,352から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図8においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図8に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳351,352から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 3. The focus detection pixels 222 a-1, 222 b-1, 222 a-2, and 222 b-2 that are arranged in the vicinity of the photographing optical axis L 1 and adjacent to each other are It shows that light beams AB1-1, AB2-1, AB1-2, and AB2-2 irradiated from the distance measuring pupils 351 and 352 of the exit pupil 350 are received. 8 illustrates only the focus detection pixels 222a and 222b that are located in the vicinity of the photographing optical axis L1, but other focus detection pixels other than the focus detection pixels illustrated in FIG. 8 are illustrated. In the same manner, the light beams emitted from the pair of distance measuring pupils 351 and 352 are respectively received.
ここで、射出瞳350とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bの前方の距離Dの位置に設定された像である。距離Dは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Dを測距瞳距離と称する。また、測距瞳351,352とは、焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bにより、それぞれ投影された光電変換部2222a,2222bの像をいう。   Here, the exit pupil 350 is an image set at a distance D in front of the microlenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b arranged on the planned focal plane of the photographing optical system. The distance D is a value uniquely determined according to the curvature and refractive index of the microlens, the distance between the microlens and the photoelectric conversion unit, and the distance D is referred to as a distance measurement pupil distance. The distance measurement pupils 351 and 352 are images of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b respectively projected by the micro lenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b.
なお、図8において焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2の配列方向は一対の測距瞳351,352の並び方向と一致している。   In FIG. 8, the arrangement direction of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, 222b-2 coincides with the arrangement direction of the pair of distance measuring pupils 351, 352.
また、図8に示すように、焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2のマイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2の背後に配置された各光電変換部2222a−1,2222b−1,2222a−2,2222b−2の形状が、各マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2から測距距離Dだけ離れた射出瞳350上に投影され、その投影形状は測距瞳351,352を形成する。   As shown in FIG. 8, the microlenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, and 2221b-2 of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, and 222b-2 are photographic optical systems. Near the planned focal plane. The shapes of the photoelectric conversion units 2222a-1, 2222b-1, 2222a-2, 2222b-2 arranged behind the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2 are the same as the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2. Projected onto the exit pupil 350 that is separated from the lenses 2221 a-1, 2221 b-1, 2221 a-2, and 2221 b-2 by a distance measurement distance D, and the projection shape forms distance measurement pupils 351 and 352.
すなわち、測距距離Dにある射出瞳350上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳351,352)が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。   That is, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (distance measurement pupils 351 and 352) of the focus detection pixels coincide on the exit pupil 350 at the distance D. Is determined, and the projection direction of the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel is thereby determined.
図8に示すように、焦点検出画素222a−1の光電変換部2222a−1は、測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−1に向う光束AB1−1によりマイクロレンズ2221a−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222a−2の光電変換部2222a−2は測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−2に向う光束AB1−2によりマイクロレンズ2221a−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   As shown in FIG. 8, the photoelectric conversion unit 2222a-1 of the focus detection pixel 222a-1 is formed on the microlens 2221a-1 by the light beam AB1-1 that passes through the distance measuring pupil 351 and goes to the microlens 2221a-1. A signal corresponding to the intensity of the image to be output is output. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222a-2 of the focus detection pixel 222a-2 passes through the distance measuring pupil 351, and the intensity of the image formed on the microlens 2221a-2 by the light beam AB1-2 toward the microlens 2221a-2. The signal corresponding to is output.
また、焦点検出画素222b−1の光電変換部2222b−1は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−1に向う光束AB2−1によりマイクロレンズ2221b−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222b−2の光電変換部2222b−2は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−2に向う光束AB2−2によりマイクロレンズ2221b−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   Further, the photoelectric conversion unit 2222b-1 of the focus detection pixel 222b-1 passes through the distance measuring pupil 352, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-1 by the light beam AB2-1 directed to the microlens 2221b-1. Output the corresponding signal. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222b-2 of the focus detection pixel 222b-2 passes through the distance measuring pupil 352, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-2 by the light beam AB2-2 toward the microlens 2221b-2. The signal corresponding to is output.
そして、上述した2種類の焦点検出画素222a,222bを、図3に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bの出力を、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。   Then, a plurality of the above-described two types of focus detection pixels 222a and 222b are arranged in a straight line as shown in FIG. 3, and the outputs of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b are used as the distance measurement pupil 351. Of the pair of images formed on the focus detection pixel array by the focus detection light fluxes passing through each of the distance measurement pupil 351 and the distance measurement pupil 352. Data on the distribution is obtained. Then, by applying an image shift detection calculation process such as a correlation calculation process or a phase difference detection process to the intensity distribution data, an image shift amount by a so-called phase difference detection method can be detected.
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出エリアにおける焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。   Then, a conversion calculation is performed on the obtained image shift amount according to the center-of-gravity interval of the pair of distance measuring pupils, thereby obtaining a focal plane corresponding to the current focal plane (the position corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane) The deviation of the focal plane in the detection area), that is, the defocus amount can be obtained.
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部21により実行される。   The calculation of the image shift amount by the phase difference detection method and the calculation of the defocus amount based thereon are executed by the camera control unit 21.
また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。   Further, the camera control unit 21 reads the output of the imaging pixel 221 of the imaging element 22 and calculates a focus evaluation value based on the read pixel output. This focus evaluation value can be obtained, for example, by extracting a high-frequency component of an image output from the imaging pixel 221 of the imaging element 22 using a high-frequency transmission filter. It can also be obtained by extracting high-frequency components using two high-frequency transmission filters having different cutoff frequencies.
そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部37に制御信号を送出してフォーカスレンズ32を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ32の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。   Then, the camera control unit 21 sends a control signal to the lens control unit 37 to drive the focus lens 32 at a predetermined sampling interval (distance) to obtain a focus evaluation value at each position, and the focus evaluation value is maximum. The focus detection by the contrast detection method is performed in which the position of the focus lens 32 is determined as the in-focus position. Note that this in-focus position is obtained when, for example, when the focus evaluation value is calculated while driving the focus lens 32, the focus evaluation value rises twice and then moves down twice. Can be obtained by performing an operation such as interpolation using the focus evaluation value.
次いで、図9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。なお、以下においては、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後に、焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動する合焦駆動を行なった後も、シャッターレリーズボタンの半押し操作が継続されている間は、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、変化した焦点状態に応じて、フォーカスレンズ32を駆動させるAF−Cモードが選択されている場面を説明する。図9は、AF−Cモードが選択されている場合におけるカメラ1の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、たとえば、カメラ1の電源がオンされることにより開始される。   Next, an example of the operation of the camera 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the half-pressing operation of the shutter release button is continued even after the focus release driving the focus lens 32 is performed based on the focus detection result after the shutter release button is half-pressed. The focus state detection is repeated while the focus state is changed, and when the focus state changes, a scene in which the AF-C mode for driving the focus lens 32 is selected according to the changed focus state will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the camera 1 when the AF-C mode is selected. 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、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3つの焦点検出画素列22a〜22cを構成する各焦点検出画素222a,222bから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部21は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、3つの焦点検出画素列22a〜22cに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部21は、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて行なわれる。そして、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。   First, in step S101, 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 each of the focus detection pixels 222a and 222b constituting the three focus detection pixel rows 22a to 22c of the image sensor 22. Then, the camera control unit 21 performs image shift detection calculation processing (correlation calculation processing) based on the read pair of image data, and images at the focus detection positions corresponding to the three focus detection pixel rows 22a to 22c. The shift amount is calculated, and the image shift amount is converted into a defocus amount. Further, the camera control unit 21 evaluates the reliability of the calculated defocus amount. Note that the reliability of the defocus amount is evaluated based on, for example, the degree of coincidence and contrast of a pair of image data. The defocus amount calculation process using such a phase difference detection method is repeatedly executed at predetermined intervals.
ステップS102では、カメラ制御部21により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子22の撮像画素221の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより行われる。なお、焦点評価値の算出処理は、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 focus evaluation value calculation process. In the present embodiment, the focus evaluation value calculation process is performed by reading out the pixel output of the imaging pixel 221 of the imaging element 22, extracting a high-frequency component of the read-out pixel output using a high-frequency transmission filter, and accumulating these. Done. The focus evaluation value calculation process is repeatedly executed at predetermined intervals.
ステップS103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)がされたか否かの判断が行なわれる。第1スイッチSW1がオンした場合はステップS104に進む。一方、第1スイッチSW1がオンしていない場合は、第1スイッチSW1がオンされるまで、ステップS103を繰り返す。すなわち、第1スイッチSW1がオンされるまで、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理、焦点評価値の算出処理が繰り返し実行される。   In step S103, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button provided in the operation unit 28 is half-pressed (the first switch SW1 is turned on). If the first switch SW1 is turned on, the process proceeds to step S104. On the other hand, if the first switch SW1 is not turned on, step S103 is repeated until the first switch SW1 is turned on. That is, the defocus amount calculation process and the focus evaluation value calculation process by the phase difference detection method are repeatedly executed until the first switch SW1 is turned on.
ステップS104では、カメラ制御部21により、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップS109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S105に進む。なお、本実施形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合にも、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップS105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 S104, the camera control unit 21 determines whether or not the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method. If the defocus amount can be calculated, it is determined that distance measurement is possible, and the process proceeds to step S109. 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 S105. In the present embodiment, even when the defocus amount can be calculated, even when the reliability of the calculated defocus amount is low, it is treated that the defocus amount cannot be calculated, and the process returns to step S105. Let's go ahead. In the present embodiment, for example, when the subject has a low contrast, the subject is an ultra-low brightness subject, or the subject is an ultra-high brightness subject, it is determined that the reliability of the defocus amount is low. .
なお、ステップS104においては、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いて、上記判定を行なうが、直近の所定回数のデフォーカス量算出処理において、連続して、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、連続して、デフォーカス量の信頼性が低かった場合に、測距不能と判断して、ステップS105に進み、逆に、直近の所定回数のデフォーカス量算出処理において、一度でもデフォーカス量が算出された場合には、測距可能と判断して、ステップS109に進むような構成としてもよい。   In step S104, the above determination is performed using the result of the most recent defocus amount calculation process. However, the defocus amount is continuously calculated in the most recent predetermined number of defocus amount calculation processes. If not, or if the reliability of the defocus amount is low continuously, it is determined that distance measurement is impossible, and the process proceeds to step S105. Conversely, in the defocus amount calculation process of the most recent predetermined number of times. If the defocus amount is calculated even once, it may be determined that distance measurement is possible and the process proceeds to step S109.
ステップS104において、デフォーカス量が算出できたと判定され、測距可能と判断された場合には、ステップS109に進み、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駆動が行なわれる。具体的には、カメラ制御部21により、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、レンズ駆動モータ36に送出される。そして、レンズ駆動モータ36は、カメラ制御部21により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させる。そして、フォーカスレンズ32の合焦位置までの駆動が完了すると、フォーカスレンズ32は合焦位置において停止される。   If it is determined in step S104 that the defocus amount has been calculated and it is determined that distance measurement is possible, the process proceeds to step S109, and focusing driving based on the defocus amount calculated by the phase difference detection method is performed. Specifically, the camera control unit 21 calculates and calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position from the defocus amount calculated by the phase difference detection method. The lens driving amount is sent to the lens driving motor 36 via the lens control unit 37. Then, the lens driving motor 36 drives the focus lens 32 to the in-focus position based on the lens driving amount calculated by the camera control unit 21. When the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the focus lens 32 is stopped at the in-focus position.
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.
一方、ステップS104において、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出ができなかったと判定された場合には、ステップS105に進み、ステップS105で、カメラ制御部21により、スキャン動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のスキャン動作は、フォーカスレンズ駆動モータ36により、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。   On the other hand, if it is determined in step S104 that the defocus amount cannot be calculated by the phase difference detection method, the process proceeds to step S105, and in step S105, the camera control unit 21 performs a scan operation start process. It is. In the scan operation of this embodiment, the focus lens drive motor 36 scans the focus lens 32, and the camera control unit 21 calculates a defocus amount and a focus evaluation value by a phase difference detection method. Thus, the detection of the in-focus position by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method are simultaneously performed at predetermined intervals.
具体的には、カメラ制御部21は、レンズ制御部37にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部37は、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を光軸L1に沿ってスキャン駆動させる。なお、フォーカスレンズ32のスキャン駆動は、無限遠端位置から至近端位置に向かって、あるいは、至近端位置から無限遠端位置に向かって行なう。   Specifically, the camera control unit 21 sends a scan drive start command to the lens control unit 37, and the lens control unit 37 drives the focus lens drive motor 36 based on the command from the camera control unit 21 to focus. The lens 32 is scan-driven along the optical axis L1. Note that the scan driving of the focus lens 32 is performed from the infinity end position toward the close end position, or from the close end position toward the infinity end position.
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、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う構成としてもよい。さらに、この場合、ウォブリング駆動を行いながら、位相差検出方式による焦点検出とコントラスト検出方式による焦点検出とを同時に行い、いずれかの焦点検出方式により焦点状態を検出できた場合には、検出した焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦駆動させる構成としてもよい。また、焦点検出結果の信頼性を評価し、評価した焦点検出結果の信頼性が、焦点検出結果に基づいて合焦位置を検出することができる程度に高くない場合でも、合焦位置が存在する方向を判断することができる程度である場合には、焦点検出結果に基づいて合焦位置が存在する方向を決定し、決定した方向に向かって、スキャン駆動を開始する構成としてもよい。また、ウォブリング駆動を行う際には、1回の往復駆動の中の2点において焦点状態を検出する構成としてもよいし、1回の往復駆動の中の3点において焦点状態を検出する構成としてもよい。さらに、ウォブリング駆動を行いながらスキャン駆動を行い、合焦位置が検出された場合にも、ウォブリング駆動を行いながら合焦位置まで駆動する構成としてもよい。   Note that, before performing the scan drive, it is possible to perform a wobbling drive in which the focus lens 32 is finely reciprocated in the optical axis direction. Further, in this case, while performing wobbling driving, focus detection by the phase difference detection method and focus detection by the contrast detection method are simultaneously performed, and if the focus state can be detected by any one of the focus detection methods, the detected focus is detected. The focus lens 32 may be driven in focus based on the detection result. Further, the reliability of the focus detection result is evaluated, and the focus position exists even when the reliability of the evaluated focus detection result is not high enough to detect the focus position based on the focus detection result. When the direction can be determined, the direction in which the in-focus position exists is determined based on the focus detection result, and the scan driving may be started in the determined direction. In addition, when performing wobbling drive, the focus state may be detected at two points in one reciprocating drive, or the focus state may be detected at three points in one reciprocating drive. Also good. Further, the scanning drive may be performed while performing the wobbling drive, and the driving to the in-focus position may be performed while performing the wobbling drive even when the in-focus position is detected.
ステップS106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S109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S107に進む。なお、ステップS106においては、上述したステップS104と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップS107に進むこととする。   In step S106, 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 S109. 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 S107. . In step S106, similarly to step S104 described above, even when the defocus amount can be calculated, the defocus amount cannot be calculated if the reliability of the calculated defocus amount is low. It is assumed that the process proceeds to step S107.
ステップS107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S110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S108に進む。   In step S107, the camera control unit 21 determines whether or not the in-focus position has been detected by the contrast detection method as a result of performing the scanning operation. If the in-focus position can be detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S110. If the in-focus position cannot be detected, the process proceeds to step S108.
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップS106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、スキャン動作を停止し、ステップS109に進み、上記と同様にして、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく合焦駆動が行なわれる。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、フォーカスレンズ32は合焦位置で停止された状態となる。   As a result of executing the scanning operation, when it is determined in step S106 that the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method, the scanning operation is stopped, and the process proceeds to step S109. Focusing driving based on the defocus amount calculated by the phase difference detection method is performed. When the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the focus lens 32 is stopped at the in-focus position.
また、スキャン動作を実行した結果、ステップS107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、スキャン動作を停止し、ステップS110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く合焦駆動が行なわれる。すなわち、ステップS110では、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。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、フォーカスレンズ32は合焦位置で停止された状態となる。   As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S107 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the scanning operation is stopped, and the process proceeds to step S110 to detect the alignment detected by the contrast detection method. Focusing driving based on the focal position is performed. That is, in step S110, a focus drive process for driving the focus lens 32 to the focus position is performed based on the focus position detected by the contrast detection method. When the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the focus lens 32 is stopped at the in-focus position.
なお、本実施形態においては、ステップS107において、コントラスト検出方式により合焦位置が検出できたと判定され、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ32の駆動を禁止する。すなわち、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された後においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できた場合でも、位相差検出方式の結果に基づいたフォーカスレンズ32の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ32のハンチング現象を抑制することができる。   In this embodiment, it is determined in step S107 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, and when the focus lens 32 is driven to the in-focus position based on the detection result by the contrast detection method. Until the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the drive of the focus lens 32 based on the focus detection result by the phase difference detection method is prohibited. That is, after it is determined that the in-focus position can be detected by the contrast detection method, the focus lens 32 is driven based on the result of the phase difference detection method even when the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method. Is prohibited. Thereby, the hunting phenomenon of the focus lens 32 can be suppressed.
また、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S106〜S108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S106〜S108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S106)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S107)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。   Further, in the scanning operation of the present embodiment, the above-described steps S106 to S108 are repeatedly executed, so that the focus lens 32 is driven to scan, 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 S106 to S108 described above, the focus detection result by the detection method in which the defocus amount is calculated or the in-focus position can be detected first among the phase difference detection method and the contrast detection method. The focus lens 32 is used to drive to the in-focus position. Further, as described above, in the scanning operation of this embodiment, after determining whether or not the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method (step S106), 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 (step S107), 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S108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S111に進む。ステップS111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われる。なお、スキャン動作が終了することで、フォーカスレンズ32は所定のレンズ位置で停止された状態となる。   On the other hand, if it is determined in step S108 that the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S111. In step S111, 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, and therefore the scanning operation end process is performed. Note that when the scanning operation is completed, the focus lens 32 is stopped at a predetermined lens position.
そして、ステップS112では、カメラ制御部21により、シャッターレリーズボタンの全押し(第2スイッチSW2のオン)がされたか否か判断される。第2スイッチSW2がオンの場合には、ステップS113に進み、被写体像の撮影が行なわれる。一方、第2スイッチSW2がオンではない場合には、ステップS114に進む。   In step S112, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button is fully pressed (the second switch SW2 is turned on). If the second switch SW2 is on, the process proceeds to step S113, where a subject image is taken. On the other hand, if the second switch SW2 is not on, the process proceeds to step S114.
ステップS114では、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が解除(第1スイッチSW1がオフ)されたか否かの判断が行われる。シャッターレリーズボタンの半押しが解除されていない場合は、ステップS115に進み、一方、シャッターレリーズボタンの半押しが解除された場合には、このカメラ1の動作を終了する。   In step S114, the camera control unit 21 determines whether or not the half-press of the shutter release button is released (the first switch SW1 is turned off). If the half-press of the shutter release button has not been released, the process proceeds to step S115. On the other hand, if the half-press of the shutter release button has been released, the operation of the camera 1 ends.
ステップS115では、カメラ制御部21により、スキャン駆動が終了した後(ステップS111)または合焦駆動が終了した後(ステップS109,S110)に、フォーカスレンズ32が停止している状態で、デフォーカス量が算出された回数をカウントするためのパラメータNが0に設定される。そして、ステップS116では、デフォーカス量を算出できたか否かの判断が行われる。ここで、スキャン駆動が終了した後(ステップS111)、または合焦駆動が終了した後(ステップS109,S110)も、フォーカスレンズ32が停止したままの状態で、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が繰り返し行われている。ステップS116では、このように、スキャン駆動が終了した後、または合焦駆動が終了した後に、フォーカスレンズ32が停止したままの状態で、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を行った結果、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る。なお、ステップS116においても、ステップS104,S106と同様に、デフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量を算出できなかったものとして扱われる。   In step S115, the defocus amount is maintained in the state where the focus lens 32 is stopped after the scan drive is finished (step S111) or the focus drive is finished (steps S109 and S110) by the camera control unit 21. The parameter N for counting the number of times calculated is set to 0. In step S116, it is determined whether or not the defocus amount has been calculated. Here, after the scan drive is finished (step S111) or after the focus drive is finished (steps S109 and S110), the defocus amount by the phase difference detection method is maintained with the focus lens 32 stopped. Calculation is repeated. In step S116, as described above, as a result of calculating the defocus amount by the phase difference detection method with the focus lens 32 stopped after the scan drive is completed or after the focus drive is completed, A new determination is made as to whether or not the defocus amount has been calculated. In step S116, as in steps S104 and S106, when the reliability of the defocus amount is low, the defocus amount cannot be calculated.
そして、ステップS116で、デフォーカス量を算出できなかった場合には、ステップS117に進み、カメラ制御部21により、パラメータNが所定回数以上であるか否かの判断が行われる。パラメータNが所定回数未満であれば、ステップS118に進み、パラメータNに1が追加され、ステップS116に戻る。すなわち、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出できない場合には、デフォーカス量の算出がN回行われるまで、デフォーカス量の算出が繰り返し行われ、デフォーカス量が算出できたか否かの判断が繰り返し行われる。   If the defocus amount cannot be calculated in step S116, the process proceeds to step S117, and the camera control unit 21 determines whether the parameter N is equal to or greater than a predetermined number. If the parameter N is less than the predetermined number, the process proceeds to step S118, 1 is added to the parameter N, and the process returns to step S116. That is, when the defocus amount cannot be calculated by the phase difference detection method, the defocus amount is repeatedly calculated until the defocus amount is calculated N times, and it is determined whether the defocus amount can be calculated. Is repeated.
一方、ステップS116で、デフォーカス量を算出することができた場合には、ステップS121に進む。ステップS121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、光学系の焦点状態が変化したか否かの判断が行なわれる。たとえば、カメラ制御部21は、繰り返し算出しているデフォーカス量が、所定値以上変化した場合に、光学系の焦点状態が変化したと判断することができる。光学系の焦点状態が変化したと判断した場合には、ステップS109に戻り、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を合焦位置まで駆動させるための合焦駆動が行なわれる。一方、光学系の焦点状態が変化していない場合には、ステップS112に戻り、第2スイッチSW2がオンにされるか(ステップS112)、第1スイッチSW1がオフにされるか(ステップS114)、パラメータNが所定回数以上となるか(ステップS117)、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで(ステップS121)、フォーカスレンズ32を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する。   On the other hand, if the defocus amount can be calculated in step S116, the process proceeds to step S121. In step S121, the camera control unit 21 determines whether or not the focus state of the optical system has changed based on the calculated defocus amount. For example, the camera control unit 21 can determine that the focus state of the optical system has changed when the repeatedly calculated defocus amount changes by a predetermined value or more. If it is determined that the focus state of the optical system has changed, the process returns to step S109, and focus drive for driving the focus lens 32 to the focus position is performed based on the newly calculated defocus amount. . On the other hand, if the focus state of the optical system has not changed, the process returns to step S112, whether the second switch SW2 is turned on (step S112) or the first switch SW1 is turned off (step S114). Until the parameter N becomes equal to or greater than the predetermined number of times (step S117) or until the focus state of the optical system changes (step S121), the focus lens 32 is kept at the current lens position and waits.
また、ステップS117で、パラメータNが所定回数以上であると判断された場合、すなわち、スキャン駆動を終了した後(ステップS111)、または合焦駆動を終了した後(ステップS109,S110)に、フォーカスレンズ32が停止したままの状態で、デフォーカス量の算出を所定回数以上繰り返し行ったが、デフォーカス量を算出できなかった場合には、ステップS119に進む。ステップS119では、カメラ制御部21により、スキャン駆動を行うか否かを判定するためのスキャン駆動判定処理が行われる。ここで、スキャン駆動を終了した後(ステップS111)、または合焦駆動を終了した後(ステップS109,S110)も、フォーカスレンズ32を停止したままの状態で、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出が繰り返し行われている。ステップS119では、たとえば、繰り返し算出した焦点評価値が所定値以上変化した場合や、焦点評価値に基づいて画面全体における被写体の輝度を検出し、検出した被写体の輝度が所定値以上変化した場合に、構図の変更や被写体の移動などにより光学系の焦点状態が変化したものと判断し、スキャン駆動を実行するように判定を行う。   If it is determined in step S117 that the parameter N is equal to or greater than the predetermined number of times, that is, after the scan drive is finished (step S111) or after the focus drive is finished (steps S109 and S110), the focus The calculation of the defocus amount is repeated a predetermined number of times or more while the lens 32 is stopped. If the defocus amount cannot be calculated, the process proceeds to step S119. In step S119, the camera control unit 21 performs a scan drive determination process for determining whether to perform scan drive. Here, after the scan drive is finished (step S111) or after the focus drive is finished (steps S109 and S110), the focus evaluation value is calculated by the contrast detection method while the focus lens 32 is stopped. Has been repeated. In step S119, for example, when the repeatedly calculated focus evaluation value changes by a predetermined value or more, or when the brightness of the subject in the entire screen is detected based on the focus evaluation value, and the detected subject brightness changes by a predetermined value or more. Then, it is determined that the focus state of the optical system has changed due to a change in composition or movement of the subject, and determination is made to execute scan driving.
そして、ステップS120では、カメラ制御部21により、ステップS119でスキャン駆動を実行すると判定されたか否かの判断が行われ、スキャン駆動を実行すると判定された場合には、ステップS105に戻り、スキャン駆動が実行される。一方、スキャン駆動を実行すると判定されなかった場合には、ステップS112に戻り、ステップS112〜S121の処理が繰り返される。   In step S120, the camera control unit 21 determines whether or not it is determined to execute scan driving in step S119. If it is determined that scan driving is to be performed, the process returns to step S105 to perform scan driving. Is executed. On the other hand, if it is not determined that the scan drive is to be executed, the process returns to step S112, and the processes of steps S112 to S121 are repeated.
以上のように、本実施形態に係るカメラ1は、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, the camera 1 according to the present embodiment executes 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 the same time. In order to adjust the focus of the photographing optical system, the focus lens 32 is first driven to the vicinity of the in-focus position by the phase difference detection method, and then the in-focus position is detected by the contrast detection method near the in-focus position. Compared with the technology that performs the above, the focus adjustment of the photographing optical system can be performed in a short time.
また、本実施形態に係るカメラ1は、位相差検出方式またはコントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて合焦駆動が行われた後も、フォーカスレンズ32を停止したままの状態で、位相差検出方式およびコントラスト検出方式による焦点状態の検出を繰り返し行い、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を所定回数以上行っても、デフォーカス量の算出ができなかった場合には、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値に基づいて、スキャン駆動を行うか否かの判定が行われる。そして、たとえば、合焦駆動後に繰り返し算出した焦点評価値が所定値以上変化した場合などに、スキャン駆動を実行すると判定し、スキャン駆動が行われる。これにより、本実施形態では、たとえば、AF−Cモードが設定されており、移動被写体に追従するようにフォーカスレンズ32を駆動する場面において、位相差検出方式により焦点検出ができなくなった場合でも、フォーカスレンズ32を停止したままの状態とするのではなく、スキャン駆動を行って被写体の焦点状態を検出することで、フォーカスレンズ32を、移動被写体に追従するように適切に駆動させることができ、これにより、被写体にピントの合った画像を適切に撮影することができる。特に、本実施形態では、合焦駆動後、フォーカスレンズ32が停止している状態で、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うことで、デフォーカス量をより適切に算出することができ、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の駆動を行うことで、移動被写体への追従性を向上させることができるとともに、デフォーカス量が算出できない場合でも、スキャン駆動を行うことで、フォーカスレンズ32を移動被写体に適切に追従させることができる。   In addition, the camera 1 according to the present embodiment detects the phase difference while the focus lens 32 remains stopped after the focus driving is performed based on the focus detection result by the phase difference detection method or the contrast detection method. If the defocus amount cannot be calculated even if the defocus amount is calculated more than a predetermined number of times by repeatedly detecting the focus state using the contrast detection method and the contrast detection method, the contrast detection method is used. Based on the focus evaluation value thus determined, it is determined whether or not to perform scan driving. Then, for example, when the focus evaluation value repeatedly calculated after the focus drive changes by a predetermined value or more, it is determined that the scan drive is executed, and the scan drive is performed. Thereby, in this embodiment, for example, when the AF-C mode is set and the focus lens 32 is driven so as to follow the moving subject, even when focus detection cannot be performed by the phase difference detection method, Instead of keeping the focus lens 32 in a stopped state, the focus lens 32 can be appropriately driven to follow the moving subject by performing scan driving to detect the focus state of the subject. Thereby, it is possible to appropriately capture an image in which the subject is in focus. In particular, in the present embodiment, the defocus amount can be calculated more appropriately by repeatedly calculating the defocus amount by the phase difference detection method with the focus lens 32 stopped after the focus drive. In addition, by driving the focus lens 32 based on the calculated defocus amount, the followability to the moving subject can be improved, and even when the defocus amount cannot be calculated, the scan drive is performed. Thus, the focus lens 32 can appropriately follow the moving subject.
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.
1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
221…撮像画素
222a,222b…焦点検出画素
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 2 ... Camera body 21 ... Camera control part 22 ... Imaging device 221 ... Imaging pixel 222a, 222b ... Focus detection pixel 3 ... Lens barrel 32 ... Focus lens 36 ... Focus lens drive motor 37 ... Lens control part

Claims (3)

  1. 位相差を用いてデフォーカスを検出する第1検出部と、
    焦点評価値を検出する第2検出部と、
    前記第1検出部により検出された前記デフォーカス、及び、前記第2検出部により検出された前記焦点評価値の少なくとも一方を用いて合焦位置を演算する演算部と、
    前記演算部により演算された前記合焦位置にフォーカスレンズを駆動する制御をする制御部とを有し、
    前記制御部は、前記フォーカスレンズを前記演算部により演算された前記合焦位置に停止した後、前記第1検出部により所定の閾値よりも大きい前記デフォーカスの変化が検出されたときは、前記デフォーカスを用いて演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動する制御を行い、前記第1検出部により前記所定の閾値よりも小さい前記デフォーカスの変化が検出されたときは、前記デフォーカスを用いて演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動する制御を行わず、前記第1検出部により前記デフォーカスが検出できないときは、前記第2検出部により検出された前記焦点評価値の変化、及び、被写界の明るさの変化の少なくとも一方に基づいて、前記演算部が前記合焦位置を演算するために前記フォーカスレンズを駆動する焦点調節装置。
    A first detector that detects defocus using a phase difference ;
    A second detection unit for detecting a focus evaluation value ;
    A calculation unit that calculates a focus position using at least one of the defocus detected by the first detection unit and the focus evaluation value detected by the second detection unit ;
    A control unit that performs control to drive a focus lens at the in-focus position calculated by the calculation unit ;
    The control unit stops the focus lens at the in-focus position calculated by the calculation unit, and then detects a change in defocus greater than a predetermined threshold by the first detection unit. Control is performed to drive the focus lens to the in-focus position calculated using defocus, and when the defocus change smaller than the predetermined threshold is detected by the first detector, the defocus is detected. The focus evaluation detected by the second detection unit when the control of driving the focus lens to the in-focus position calculated using the focus is not performed and the defocus cannot be detected by the first detection unit. Based on at least one of a change in value and a change in brightness of the object scene, the calculation unit calculates the focus position so that the focus lens Drive to focusing device.
  2. 請求項に記載の焦点調節装置であって、
    数の撮像用画素と複数の焦点検出用画素とを有する撮像部を有し、
    前記第1検出部は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、デフォーカスを検出し、
    前記第2検出部は、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、焦点評価値を検出する焦点調節装置。
    The focus adjustment device according to claim 1 ,
    An image pickup unit having an image pickup pixels of the multiple and a plurality of focus detection pixels,
    The first detection unit detects defocus based on an image signal output from the focus detection pixel,
    The second detection unit, based on the image signal output from the image pickup pixel, you detecting the estimated in focus value focus point adjuster.
  3. 請求項1または2に記載の焦点調節装置を備える撮像装置。 An imaging apparatus comprising a focusing device according to claim 1 or 2.
JP2011201276A 2011-09-15 2011-09-15 Focus adjustment device and imaging device Active JP5891668B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011201276A JP5891668B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Focus adjustment device and imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011201276A JP5891668B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Focus adjustment device and imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013061582A JP2013061582A (en) 2013-04-04
JP5891668B2 true JP5891668B2 (en) 2016-03-23

Family

ID=48186278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011201276A Active JP5891668B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Focus adjustment device and imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5891668B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6238547B2 (en) * 2013-04-09 2017-11-29 キヤノン株式会社 Focus adjustment apparatus and control method thereof
JP6476547B2 (en) * 2014-01-28 2019-03-06 株式会社ニコン Focus detection device and imaging device
JP2018081224A (en) 2016-11-17 2018-05-24 キヤノン株式会社 Imaging device and control method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3977062B2 (en) * 2001-11-21 2007-09-19 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and focus adjustment method
JP2007043491A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Olympus Imaging Corp Digital camera
JP5322783B2 (en) * 2009-06-05 2013-10-23 キヤノン株式会社 IMAGING DEVICE AND CONTROL METHOD OF IMAGING DEVICE
JP5234099B2 (en) * 2010-12-20 2013-07-10 株式会社ニコン Autofocus device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013061582A (en) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6019556B2 (en) Focus detection device, imaging device, and camera.
JP5776210B2 (en) Focus adjustment device and imaging device
JP2013050690A (en) Focus adjusting device and imaging apparatus
JP5831070B2 (en) Imaging device
JP6399140B2 (en) Imaging device
JP5891668B2 (en) Focus adjustment device and imaging device
JP5891667B2 (en) Focus adjustment device and imaging device provided with the same
JP6187617B2 (en) Imaging device
JP5929060B2 (en) Focus detection apparatus and imaging apparatus
JP2013061579A (en) Focusing device and imaging apparatus
JP6183482B2 (en) Focus detection apparatus and imaging apparatus
JP2014074853A (en) Focus adjustment device and imaging device
JP2012181448A (en) Focusing device and imaging apparatus
JP5899735B2 (en) interchangeable lens
JP5423734B2 (en) Lens barrel and imaging device
JP5454521B2 (en) Imaging device
JP5561246B2 (en) Focus adjustment device and imaging device provided with the same
JP5982749B2 (en) Focus adjustment device and imaging device
JP5966283B2 (en) Camera body and camera
JP2015049473A (en) Focus adjustment device and imaging device
JP2013011839A (en) Focus detection device and imaging apparatus having the same
JP6127730B2 (en) Imaging device
JP5961979B2 (en) Focus adjustment device and imaging device
JP2017219855A (en) Imaging device
JP5953679B2 (en) Lens barrel and camera system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140911

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150623

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5891668

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250