JP5961979B2 - 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、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系によるコントラストに関する評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting a focus state of an optical system by calculating an evaluation value related to contrast by the optical system while driving a focus adjustment lens in the optical axis direction is known (see, for example, Patent Document 1). .

特開2010−139666号公報JP 2010-139666 A

しかしながら、従来技術は、光学系の焦点状態を検出するために、焦点調節レンズを所定の速度で駆動させるものであるため、接写用のレンズ鏡筒を用いて撮影を行う場合など、焦点調節レンズの光軸方向の移動に伴って、光学系の絞り値が変化し、これにより、被写界深度が変化するような場合には、焦点調節レンズを所定の速度で駆動させている場合でも、被写界深度の変化に伴って、焦点調節レンズの駆動速度が、焦点検出に適した速度よりも速くなってしまう場合や、焦点検出に適した速度よりも遅くなってしまう場合があり、光学系の焦点状態を適切に検出できない場合があった。   However, since the conventional technique is to drive the focus adjustment lens at a predetermined speed in order to detect the focus state of the optical system, the focus adjustment lens is used when shooting using a lens barrel for close-up photography. As the aperture value of the optical system changes with the movement in the optical axis direction, and the depth of field changes thereby, even when the focus adjustment lens is driven at a predetermined speed, As the depth of field changes, the driving speed of the focus adjustment lens may become faster than the speed suitable for focus detection or slower than the speed suitable for focus detection. In some cases, the focus state of the system could not be detected properly.

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態を適切に検出することができる焦点調節装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a focus adjustment device that can appropriately detect the focus state 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]本発明の第一の観点に係る焦点調節装置は、駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記焦点調節レンズの光軸方向における位置が第1位置であるときの開放絞り値、及び、前記焦点調節レンズの光軸方向における位置が前記第1位置とは異なる第2位置であるときの開放絞り値のうち、小さい方を所定開放絞り値として取得する第1取得部と、現在の絞り段数を取得する第2取得部と、前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを前記所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記焦点検出部が前記光学系の焦点状態の検出を行うときの前記焦点調節レンズの駆動速度を決定する。 [1] The focus adjustment apparatus according to the first aspect of the present invention calculates the evaluation value related to the contrast of the image by the optical system while driving the focus adjustment lens in the optical axis direction by the drive unit, thereby the optical system. a focus detection unit for detecting the focus state of the open aperture value when position that put in the optical axis direction of the focusing lens is a first position, and, that put in the optical axis direction of the focusing lens position of open aperture value when location is a second position different from the first position, a first obtaining unit that retrieve and the smaller the predetermined open aperture value, a second acquisition unit for acquiring the current aperture number And the aperture value when the focus adjustment lens is moved to the lens position corresponding to the predetermined aperture value with the current aperture level based on the predetermined aperture value and the current aperture level. A calculation unit for calculating the value, and the drive While the by driving the focusing lens to the part, and a control unit to perform the detection of the focusing state of the optical system in the focus detection unit, wherein the control unit, on the basis of the predetermined stop value, the focus detection part is to determine the driving speed of said focusing lens when the detection of focus state of the optical system.

[] 本発明の第の観点に係る焦点調節装置は、フォーカスレンズの位置が第1位置であるときの開放絞り値である第1の値、及び、前記フォーカスレンズの位置が前記第1位置とは異なる第2位置であるときの開放絞り値である第2の値のうち小さい方の値と、現在の絞り段数とを取得する取得部と、前記第1の値及び前記第2の値のうち小さい方の値と前記現在の絞り段数とを用いて、開放絞り値が前記第1の値及び前記第2の値のうち小さい方の値となる前記フォーカスレンズの位置において前記現在の絞り段数としたときの絞り値である第3の値を演算する演算部と、前記フォーカスレンズを移動させて焦点状態を検出する際に、前記第3の値を用いて決定した速度で前記フォーカスレンズを移動させる制御を行う制御部とを有する。 [ 2 ] In the focus adjusting apparatus according to the second aspect of the present invention, the first value which is an open aperture value when the position of the focus lens is the first position, and the position of the focus lens is the first position. An acquisition unit that acquires a smaller one of the second values that are the full aperture value when the second position is different from the position, and the current aperture stage number, the first value, and the second value Using the smaller value of the values and the current number of apertures, the current aperture position at the position of the focus lens where the maximum aperture value is the smaller of the first value and the second value. A calculation unit that calculates a third value that is an aperture value when the number of aperture stages is set, and the focus at a speed determined using the third value when the focus lens is detected by moving the focus lens And a control unit that performs control to move the lens .

本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately detect the focus state 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 the present embodiment. 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.

なお、本実施形態では、レンズ鏡筒3として、接写用のマイクロレンズ(接写用レンズ)を用いている。マイクロレンズ(接写用レンズ)は、通常のレンズ鏡筒と比べて、最小撮影距離が短く、最小撮影距離が、たとえば200mm以下(たとえば、105mm)のものなどがある。また、マイクロレンズでは、フォーカスレンズ32の光軸方向への移動に伴い、開放絞り値が変化し、たとえば、至近側のフォーカスレンズ位置では、開放絞り値がF4となるのに対して、無限遠側のフォーカスレンズ位置では、開放絞り値がF2.8となる場合がある。レンズ制御部37は、このようにフォーカスレンズ32の光軸方向におけるレンズ位置ごとの複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ制御部37に備えるメモリに記憶するとともに、最小開放絞り値を、カメラ制御部21に送信する。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒3として、フォーカスレンズ32の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化するようなマイクロレンズを用いるが、レンズ鏡筒3は、フォーカスレンズ32の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化するものであれば、接写用のマイクロレンズに特に限定されるものではない。   In the present embodiment, a close-up microlens (close-up lens) is used as the lens barrel 3. A micro lens (lens for close-up) has a short minimum shooting distance and a minimum shooting distance of, for example, 200 mm or less (for example, 105 mm) as compared with a normal lens barrel. Further, in the microlens, the open aperture value changes as the focus lens 32 moves in the optical axis direction. For example, the open aperture value is F4 at the closest focus lens position, but at infinity. The open aperture value may be F2.8 at the focus lens position on the side. In this way, the lens control unit 37 stores the minimum aperture value among the plurality of aperture values for each lens position in the optical axis direction of the focus lens 32 as a minimum aperture value in a memory included in the lens control unit 37. The minimum aperture value is stored and transmitted to the camera control unit 21. In this embodiment, a microlens whose aperture value changes as the focus lens 32 moves in the optical axis direction is used as the lens barrel 3, but the lens barrel 3 is the focus lens 32. As long as the aperture value changes as the lens moves in the optical axis direction, the microlens for close-up photography is not particularly limited.

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。   The camera body 2 is provided with a camera control unit 21. The camera control unit 21 is electrically connected to the lens control unit 37 through an electrical signal contact unit 41 provided on the mount unit 4, receives lens information from the lens control unit 37, and receives data from the lens control unit 37. Information such as the focus amount and aperture diameter is transmitted. 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, and can switch between an auto focus mode and a manual focus mode. Various modes set by the operation unit 28 are sent to the camera control unit 21, and the operation of the entire camera 1 is controlled by the camera control unit 21. The shutter release button includes a first switch SW1 that is turned on when the button is half-pressed and a second switch SW2 that is turned on when the button is fully pressed.

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

図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2のIII部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 shapes of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b are not limited thereto. Other shapes such as an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape can also be used.

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

図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸L1近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2が、射出瞳350の測距瞳351,352から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図8においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図8に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳351,352から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 3. The focus detection pixels 222 a-1, 222 b-1, 222 a-2, and 222 b-2 that are arranged in the vicinity of the photographing optical axis L 1 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に駆動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 drive 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 the 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。図9は、本実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ1の電源が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. FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the camera 1 according to this embodiment. The following operation is started when the camera 1 is turned on.

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。この場合、使用者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部21は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、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 calculating the defocus amount by the 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. In this case, when a specific focus detection position is selected by a user's manual operation, only data from focus detection pixels corresponding to the focus detection position may be read. Then, the camera control unit 21 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。また、撮影者の手動操作により特定の焦点検出位置が選択されているときには、選択された焦点検出位置に対応する撮像画素221の画素出力のみを読み出して、焦点評価値を算出するような構成としてもよい。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. Further, when a specific focus detection position is selected by a manual operation of the photographer, only the pixel output of the imaging pixel 221 corresponding to the selected focus detection position is read and a focus evaluation value is calculated. Also good. 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に進み、一方、第1スイッチSW1がオンしていない場合は、ステップS103で待機し、第1スイッチSW1がオンされるまで、デフォーカス量の算出と焦点評価値の算出とが繰り返し行われる。   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, the process waits in step S103 and calculates the defocus amount until the first switch SW1 is turned on. And the calculation of the focus evaluation value are repeated.

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、ステップS113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、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は、デフォーカス量が算出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 has been calculated by the phase difference detection method. If the defocus amount can be calculated, the process proceeds to step S113. On the other hand, if the defocus amount cannot be calculated, the process proceeds to step S105. 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 S105. I will do it. 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. The

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S113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 S113.

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S113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。   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 S113, 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.

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に進む。ステップS105では、カメラ制御部21により、最小開放絞り値A0_minの取得が行われる。ここで、上述したように、本実施形態では、レンズ鏡筒3として、接写用のマイクロレンズなど、フォーカスレンズ32の光軸方向の移動に伴い、開放絞り値が変化するようなレンズ鏡筒を用いており、レンズ制御部37は、フォーカスレンズ32の光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値A0_minとして、レンズ制御部37に備えるメモリに記憶している。たとえば、フォーカスレンズ32が無限遠側に位置するほど、開放絞り値が小さくなるレンズ鏡筒3において、フォーカスレンズ32が至近端に位置する場合の開放絞り値がF4であり、フォーカスレンズ32が無限遠端に位置する場合の開放絞り値がF2.8である場合、開放絞り値の最小値はF2.8となり、この場合、レンズ制御部37は、最小開放絞り値A0_minとして、F2.8を記憶している。ステップS105において、カメラ制御部21は、このような最小開放絞り値A0_minを、レンズ制御部37に備えるメモリから取得する。 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. In step S105, the camera control unit 21 obtains the minimum opening aperture value A0_min . Here, as described above, in the present embodiment, the lens barrel 3 is a lens barrel such as a close-up microlens whose aperture value changes as the focus lens 32 moves in the optical axis direction. The lens control unit 37 uses the minimum aperture value among the plurality of aperture values corresponding to the lens position in the optical axis direction of the focus lens 32 as the minimum aperture value A0_min. Is stored in the memory prepared for. For example, in the lens barrel 3 where the open aperture value becomes smaller as the focus lens 32 is positioned on the infinity side, the open aperture value when the focus lens 32 is positioned at the closest end is F4, and the focus lens 32 is When the aperture value at the infinite end is F2.8, the minimum aperture value is F2.8. In this case, the lens control unit 37 sets the minimum aperture value A0_min as F2. 8 is remembered. In step S <b> 105, the camera control unit 21 acquires such a minimum aperture value A 0 — min from a memory provided in the lens control unit 37.

ステップS106では、カメラ制御部21により、現在の絞り段数Sの取得が行われる。ここで、本実施形態では、たとえば、カメラ制御部21による露出制御などにより、現在の開放絞り値と、目標とする光学系の絞り値とに基づいて、絞り段数Sが設定され、カメラ制御部21は、このように設定された現在の絞り段数Sを取得する。たとえば、現在の開放絞り値がF4であり、目標とする光学系の絞り値がF5.6である場合に、絞り段数Sが1段に設定され、この場合、カメラ制御部21は、現在の絞り段数Sを1段として取得することができる。また、絞り段数Sは、操作部28を介した撮影者の操作により設定することもでき、この場合、カメラ制御部21は、撮影者により設定された絞り段数を、現在の絞り段数Sとして取得することもできる。   In step S106, the camera control unit 21 obtains the current aperture stage number S. Here, in this embodiment, for example, the aperture step number S is set based on the current open aperture value and the target aperture value of the optical system, for example, by exposure control by the camera control unit 21, and the camera control unit. 21 acquires the current aperture stage number S set in this way. For example, when the current maximum aperture value is F4 and the target aperture value of the optical system is F5.6, the number of aperture stages S is set to 1. In this case, the camera control unit 21 The aperture stage number S can be acquired as one stage. The aperture stage number S can also be set by a photographer's operation via the operation unit 28. In this case, the camera control unit 21 acquires the aperture stage number set by the photographer as the current aperture stage number S. You can also

ステップS107では、カメラ制御部21により、ステップS105で取得した最小開放絞り値A0_minと、ステップS106で取得した現在の絞り段数Sとに基づいて、最小絞り値Aminの算出が行われる。本実施形態では、フォーカスレンズ32の光軸方向の移動に伴って、開放絞り値が変化するため、フォーカスレンズ32の光軸方向の移動に伴って、現在の絞り段数Sにおける光学系の絞り値も変化する。たとえば、フォーカスレンズ32が至近端に位置する場合の開放絞り値がF4であり、フォーカスレンズ32が無限遠端に位置する場合の開放絞り値がF2.8である場合において、現在の絞り段数が1段に設定されている場合には、フォーカスレンズ32が至近端に位置する場合の光学系の絞り値はF5.6となり、フォーカスレンズ32が無限遠端に位置する場合の光学系の絞り値はF4となる。このように、本実施形態では、フォーカスレンズ32の光軸方向におけるレンズ位置ごとに光学系の絞り値が得られる。ステップS107において、カメラ制御部21は、このように、現在の絞り段数Sでフォーカスレンズ32を光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの光学系の絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値Aminとして算出する。具体的には、たとえば、ステップS105で取得した最小開放絞り値A0_minがF4であり、ステップS105で取得した現在の絞り段数Sが1段である場合には、カメラ制御部21は、最小絞り値AminをF5.6として算出する。 In step S107, the camera control unit 21 and a minimum open aperture A 0_Min acquired in step S105, based on the current stop number S obtained in step S106, the calculation of the minimum diaphragm value A min is performed. In the present embodiment, since the open aperture value changes as the focus lens 32 moves in the optical axis direction, the aperture value of the optical system at the current aperture stage number S as the focus lens 32 moves in the optical axis direction. Also changes. For example, when the open aperture value is F4 when the focus lens 32 is located at the closest end, and the open aperture value is F2.8 when the focus lens 32 is located at the infinity end, the current aperture number Is set to one stage, the aperture value of the optical system when the focus lens 32 is located at the closest end is F5.6, and the optical system when the focus lens 32 is located at the infinity end. The aperture value is F4. Thus, in this embodiment, the aperture value of the optical system is obtained for each lens position in the optical axis direction of the focus lens 32. In step S107, the camera control unit 21 thus sets the minimum aperture value among the aperture values of the optical system for each lens position when the focus lens 32 is moved in the optical axis direction at the current aperture stage number S. The minimum aperture value A min is calculated. Specifically, for example, when the minimum opening aperture value A0_min acquired in step S105 is F4 and the current aperture stage number S acquired in step S105 is 1, the camera control unit 21 The value A min is calculated as F5.6.

ステップ108では、カメラ制御部21により、ステップS107で算出した最小絞り値Aminに基づいて、スキャン動作における、フォーカスレンズ32の駆動速度を、スキャン駆動速度Vとして決定する処理が行われる。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、このステップS107で決定するスキャン駆動速度Vで駆動させながら、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、およびコントラスト検出方式による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、同時に並行して実行する動作である。 In step 108, the camera control unit 21 based on the minimum diaphragm value A min calculated in step S107, the scanning operation, the driving speed of the focus lens 32, the process of determining a scan driving speed V is performed. Here, the scan operation means that the focus lens 32 is driven by the focus lens drive motor 36 at the scan drive speed V determined in step S107, while the defocus amount by the phase difference detection method is driven by the camera control unit 21. Calculation and calculation of the focus evaluation value by the contrast detection method are simultaneously performed at a predetermined interval, whereby 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 It is an operation that is executed at the same time in parallel at intervals.

また、コントラスト検出方式による焦点検出では、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、所定のサンプリング間隔で、焦点評価値を算出することで、焦点評価値がピークとなるレンズ位置を、合焦位置として検出する。この焦点評価値のサンプリング間隔は、フォーカスレンズ32の駆動速度が速くなるほど大きくなり、フォーカスレンズ32の駆動速度が所定速度を越えた場合には、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなり過ぎてしまい、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう。これは、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなるほど、フォーカスレンズ32を至近端から無限遠端まで駆動させた場合でも、検出対象の被写体が、一度も、焦点状態を適切に検出できる被写界深度内に入らず、被写体の位置における焦点状態を適切に検出できない場合があるためである。特に、光学系の絞り値が小さいほど、被写体深度は狭くなるため、合焦位置を適切に検出するためには、光学系の絞り値が大きい場合と比べて、焦点評価値のサンプリング間隔を小さくする必要がある。そこで、本実施形態において、カメラ制御部21は、ステップS108で算出した最小絞り値Aminにおいて、合焦位置を適切に検出することができるフォーカスレンズレンズ32の駆動速度のうち、最大の駆動速度を、スキャン駆動速度Vとして算出する。 In focus detection by the contrast detection method, a focus evaluation value is calculated at a predetermined sampling interval while the focus lens 32 is driven to scan, and a lens position where the focus evaluation value reaches a peak is detected as a focus position. To do. The sampling interval for the focus evaluation value increases as the driving speed of the focus lens 32 increases. When the driving speed of the focus lens 32 exceeds a predetermined speed, the sampling interval for the focus evaluation value becomes too large. The in-focus position cannot be detected properly. This is because, as the focus evaluation value sampling interval increases, the object to be detected can detect the focus state properly once even when the focus lens 32 is driven from the closest end to the infinite end. This is because the focus state at the position of the subject cannot be properly detected without entering the depth. In particular, the smaller the aperture value of the optical system, the narrower the subject depth. Therefore, in order to detect the in-focus position appropriately, the sampling interval of the focus evaluation value is made smaller than when the aperture value of the optical system is large. There is a need to. Therefore, in this embodiment, the camera control unit 21 uses the maximum driving speed among the driving speeds of the focus lens lens 32 that can appropriately detect the in-focus position at the minimum aperture value A min calculated in step S108. Is calculated as the scan drive speed V.

そして、ステップS109では、ステップS108で決定したスキャン駆動速度Vで、スキャン動作が開始される。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、ステップS108で決定したスキャン駆動速度Vでスキャン駆動させる。そして、カメラ制御部21は、スキャン駆動速度Vでフォーカスレンズ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、スキャン駆動速度Vでフォーカスレンズ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。   In step S109, the scan operation is started at the scan drive speed V determined in step S108. 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 at the scan drive speed V determined in step S108. The camera control unit 21 reads 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 a predetermined interval while driving the focus lens 32 at the scan driving speed V. Based on this, the defocus amount is calculated and the reliability of the calculated defocus amount is evaluated by the phase difference detection method, and the focus lens 32 is driven at the scan drive speed V, and imaging is performed at predetermined intervals. The pixel output is read out from the imaging pixel 221 of the element 22, and based on this, a focus evaluation value is calculated, thereby acquiring a focus evaluation value at a different focus lens position. Perform detection.

そして、ステップS110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S113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S111に進む。なお、ステップS110においても、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、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップS111に進むこととする。   In step S110, the camera control unit 21 determines whether or not the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method as a result of the scanning operation. If the defocus amount can be calculated, it is determined that distance measurement is possible and the process proceeds to step S113. 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 S111. . In step S110, as in step S104, even when the defocus amount can be calculated, if the reliability of the calculated defocus amount is low, the defocus amount cannot be calculated. The process proceeds to step S111.

ステップS111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S114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S112に進む。   In step S111, 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 S114. If the in-focus position cannot be detected, the process proceeds to step S112.

ステップS112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S110に戻り、ステップS110〜S112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S115に進む。   In step S <b> 112, the camera control unit 21 determines whether or not the scan operation has been performed over the entire driveable range of the focus lens 32. When the scan operation is not performed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process returns to step S110, and steps S110 to S112 are repeated to perform the scan operation, that is, while the focus lens 32 is driven to scan. The operation of simultaneously executing the calculation of the defocus amount by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method at predetermined intervals is continuously performed. On the other hand, if the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S115.

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップS110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、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップS113に進み、上述のように、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ32を駆動させる合焦駆動が行なわれる。   As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S110 that the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method, the scanning operation is stopped, and then the process proceeds to step S113. As described above, the focus drive for driving the focus lens 32 is performed up to the focus position detected by the phase difference detection method.

また、スキャン動作を実行した結果、ステップS111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、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップS114に進み、カメラ制御部21により、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ32を駆動させる合焦駆動が行なわれる。   As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S111 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the scanning operation is stopped, and then the process proceeds to step S114 to control the camera. The unit 21 performs focus driving for driving the focus lens 32 to the focus position detected by the contrast detection method.

一方、ステップS112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S115に進む。ステップS115では、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、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、その後、合焦不能表示が行なわれる。なお、合焦不能表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。   On the other hand, if it is determined in step S112 that the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S115. In step S115, as a result of performing the scanning operation, focus detection could not be performed by the contrast detection method, so that the scanning operation is terminated, and then in-focus display is performed. Note that the in-focus state display is performed by the electronic viewfinder 26, for example.

以上のように、本実施形態に係るカメラ1は動作する。   As described above, the camera 1 according to this embodiment operates.

このように、本実施形態では、接写用のマイクロレンズを用いて撮影を行う場合など、フォーカスレンズ32の光軸方向の移動に伴い、開放絞り値が変化するような場合に、フォーカスレンズ32のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値A0_minとして取得する。そして、取得した最小開放絞り値A0_minと、現在の絞り段数Sとに基づいて、現在の絞り段数Sでフォーカスレンズ32を光軸方向に移動させた場合における絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値Aminとして算出する。そして、光学系の絞り値を最小絞り値Aminとして、スキャン動作を実行した場合に、合焦位置を適切に検出することができるフォーカスレンズ32の駆動速度を、スキャン駆動速度Vとして決定し、決定したスキャン駆動速度Vで、スキャン動作を実行する。これにより、本実施形態では、接写用のマイクロレンズを用いた場合など、フォーカスレンズ32の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化し、現在の絞り段数Sにおける光学系の絞り値が変化するような場合でも、焦点検出に適したスキャン駆動速度Vでスキャン動作を行うことができ、合焦位置を適切に検出することができる。 As described above, in the present embodiment, when the open aperture value changes with the movement of the focus lens 32 in the optical axis direction, such as when shooting using a close-up microlens, Among the plurality of open aperture values corresponding to the lens position, the minimum open aperture value is acquired as the minimum open aperture value A0_min . Then, based on the acquired minimum aperture value A0_min and the current aperture stage number S, the minimum aperture value among the aperture values when the focus lens 32 is moved in the optical axis direction at the current aperture stage number S. and it is calculated as the minimum diaphragm value a min. Then, the aperture value of the optical system as the minimum diaphragm value A min, when performing a scan operation, the driving speed of the focus lens 32 to the focus position can be properly detected, determined as the scan driving speed V, A scan operation is executed at the determined scan drive speed V. Thus, in this embodiment, when the focus lens 32 is moved in the optical axis direction, such as when a close-up microlens is used, the aperture value changes, and the aperture of the optical system at the current aperture stage number S is changed. Even when the value changes, the scan operation can be performed at the scan drive speed V suitable for focus detection, and the in-focus position can be detected appropriately.

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のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち最小の開放絞り値である最小開放絞り値A0_minに基づいて、現在の絞り段数で得られる最小の絞り値を最小絞り値Aminとして算出し、光学系の絞り値が最小絞り値Aminである場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ32の駆動速度を、スキャン駆動速度Vとして、スキャン動作を行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、以下のような構成とすることができる。 For example, in the above-described embodiment, the minimum aperture value A 0 — min that is the minimum aperture value among the plurality of aperture values corresponding to the lens position of the focus lens 32 is the minimum obtained with the current number of aperture stages. the aperture is calculated as the minimum diaphragm value a min, even when the aperture value of the optical system is a minimum aperture value a min, the driving speed of the detectable focus lens 32 the focus state of the optical system, as the scan driving speed V However, the present invention is not limited to this configuration, and may be configured as follows, for example.

すなわち、フォーカスレンズ32の現在のレンズ位置よりも至近側の第1位置に対応する開放絞り値(第1開放絞り値)、および、現在のレンズ位置よりも無限側の第2位置に対応する開放絞り値(第2開放絞り値)のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒3から取得する。そして、現在の絞り段数でフォーカスレンズ32を所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させた際に得られる絞り値を、所定絞り値として算出する。そして、光学系の絞り値が所定絞り値である場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ32の駆動速度を、スキャン駆動速度Vとして、スキャン駆動を行う構成としてもよい。   In other words, the open aperture value (first open aperture value) corresponding to the first position closer to the current lens position than the current lens position of the focus lens 32 and the open position corresponding to the second position on the infinite side of the current lens position. A smaller one of the aperture values (second aperture value) is acquired from the lens barrel 3 as a predetermined aperture value. Then, the aperture value obtained when the focus lens 32 is moved to the lens position corresponding to the predetermined open aperture value with the current aperture stage number is calculated as the predetermined aperture value. Even when the aperture value of the optical system is a predetermined aperture value, scan driving may be performed with the drive speed of the focus lens 32 capable of detecting the focus state of the optical system as the scan drive speed V.

あるいは、フォーカスレンズ32の所定のレンズ位置に対応する開放絞り値である開放絞り値が、現在のレンズ位置に対応する開放絞り値よりも小さい場合に、上記所定のレンズ位置に対応する開放絞り値を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒3から取得する。そして、現在の絞り段数でフォーカスレンズ32を、取得した所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させた際に得られる絞り値を、所定絞り値として算出する。そして、光学系の絞り値が所定絞り値である場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ32の駆動速度を、スキャン駆動速度Vとして、スキャン動作を行う構成としてもよい。   Alternatively, when the open aperture value corresponding to the predetermined lens position of the focus lens 32 is smaller than the open aperture value corresponding to the current lens position, the open aperture value corresponding to the predetermined lens position. Is obtained from the lens barrel 3 as a predetermined maximum aperture value. Then, the aperture value obtained when the focus lens 32 is moved to the lens position corresponding to the acquired predetermined open aperture value with the current aperture number is calculated as the predetermined aperture value. Even when the aperture value of the optical system is a predetermined aperture value, the scan operation may be performed with the drive speed of the focus lens 32 capable of detecting the focus state of the optical system as the scan drive speed V.

また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ32を駆動させながら、位相差検出方式による焦点検出と、コントラスト検出方式による焦点検出とを、所定間隔で、同時に行うスキャン動作における、スキャン駆動速度Vを、最小絞り値Aminに基づいて算出する構成を例示したが、たとえば、位相差検出方式による焦点検出を行わず、コントラスト検出方式による焦点検出のみを行うような場面においては、コントラスト検出方式による焦点検出における、フォーカスレンズ32の駆動速度を、最小絞り値Aminに基づいて算出する構成としてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the scan drive speed V in the scan operation in which the focus detection by the phase difference detection method and the focus detection by the contrast detection method are simultaneously performed at a predetermined interval while driving the focus lens 32. has been illustrated a structure for calculating based on the minimum diaphragm value a min, for example, without performing focus detection by a phase difference detection method, in a scene that perform only focus detection by the contrast detection method, the focus detection by the contrast detection method in the driving speed of the focus lens 32, it may be calculated based on the minimum diaphragm value a min.

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、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 embodiment described above is not particularly limited, and the present invention may be applied to other optical devices such as a digital video camera, a lens-integrated digital camera, and a camera for a mobile phone.

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 (6)

駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向における位置が第1位置であるときの開放絞り値、及び、前記焦点調節レンズの光軸方向における位置が前記第1位置とは異なる第2位置であるときの開放絞り値のうち、小さい方を所定開放絞り値として取得する第1取得部と、
現在の絞り段数を取得する第2取得部と、
前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを前記所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記焦点検出部が前記光学系の焦点状態の検出を行うときの前記焦点調節レンズの駆動速度を決定する焦点調節装置。
A focus detection unit that detects the focus state of the optical system by calculating an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system while driving the focus adjustment lens in the optical axis direction by the drive unit;
Open aperture value when position that put in the optical axis direction is the first position of the focusing lens, and a different second and position is the first position that put in the optical axis direction of the focusing lens of open aperture value when a position, a first obtaining unit that retrieve and the smaller the predetermined open aperture value,
A second acquisition unit that acquires the current aperture stage number;
Based on the predetermined aperture value and the current aperture level, the aperture value when the focus adjustment lens is moved to the lens position corresponding to the predetermined aperture value at the current aperture level is set as the predetermined aperture value. A computing unit to calculate,
A control unit that causes the focus detection unit to detect the focus state of the optical system while driving the focus adjustment lens to the drive unit,
Wherein the control unit, the predetermined aperture value on the basis of the focus adjusting apparatus for determining the driving speed of said focusing lens when said focus detection unit detects the focus state of the optical system.
請求項1に記載の焦点調節装置であって、
前記第1位置は、現在のレンズ位置よりも至近側の位置であり、前記第2位置は、現在のレンズ位置よりも無限側の位置である焦点調節装置。
The focus adjustment device according to claim 1,
The focus adjustment device, wherein the first position is a position closer to the current lens position, and the second position is an infinite position than the current lens position.
フォーカスレンズの位置が第1位置であるときの開放絞り値である第1の値、及び、前記フォーカスレンズの位置が前記第1位置とは異なる第2位置であるときの開放絞り値である第2の値のうち小さい方の値と、現在の絞り段数とを取得する取得部と、
前記第1の値及び前記第2の値のうち小さい方の値と前記現在の絞り段数とを用いて、開放絞り値が前記第1の値及び前記第2の値のうち小さい方の値となる前記フォーカスレンズの位置において前記現在の絞り段数としたときの絞り値である第3の値を演算する演算部と、
前記フォーカスレンズを移動させて焦点状態を検出する際に、前記第3の値を用いて決定した速度で前記フォーカスレンズを移動させる制御を行う制御部とを有する焦点調節装置。
A first value that is an open aperture value when the position of the focus lens is the first position, and a first value that is an open aperture value when the position of the focus lens is a second position different from the first position. An acquisition unit for acquiring the smaller one of the two values and the current aperture stage number;
Using the smaller value of the first value and the second value and the current number of aperture stages, the aperture value is the smaller of the first value and the second value. An arithmetic unit that calculates a third value that is an aperture value when the current aperture stage number is set at the position of the focus lens;
And a control unit that performs control to move the focus lens at a speed determined by using the third value when detecting the focus state by moving the focus lens.
請求項に記載された焦点調節装置であって、
前記制御部が前記第3の値を用いて決定した速度で前記フォーカスレンズを移動させる制御をしているときに、前記フォーカスレンズを含む光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部を有する焦点調節装置。
The focus adjustment device according to claim 3 ,
When the control unit performs control to move the focus lens at a speed determined using the third value, by calculating an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system including the focus lens, A focus adjustment device having a focus detection unit for detecting a focus state of the optical system.
請求項1から請求項の何れか一項に記載された焦点調節装置を有する撮像装置。 An imaging apparatus comprising the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 4 . 請求項に記載された撮像装置であって、
光学系を有するレンズ鏡筒を有する撮像装置。
An imaging apparatus according to claim 5 , wherein
An imaging apparatus having a lens barrel having an optical system.
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