JP5966267B2 - 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、動画撮影時に、光学系による像面のずれ量を検出し、検出したずれ量に基づいて焦点調節を行う焦点調節装置が知られている。このような、焦点調節装置において、合焦後に、焦点調節光学系が駆動していない状態で、ずれ量の検出を繰り返し行い、検出されたずれ量が所定値以上となった場合に、検出したずれ量に基づいて、再度、光学系の焦点調節を行う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 focus adjusting apparatus that detects an image plane shift amount by an optical system and performs focus adjustment based on the detected shift amount at the time of moving image shooting is known. In such a focus adjustment device, after the in-focus state, the detection of the shift amount is repeatedly performed in a state where the focus adjustment optical system is not driven, and the detection is performed when the detected shift amount is a predetermined value or more. A technique for adjusting the focus of an optical system again based on the amount of deviation is known (for example, see Patent Document 1).

特開2010−160427号公報JP 2010-160427 A

しかしながら、従来技術では、たとえば、被写体が低コントラストまたは低輝度であるために、所定値以上のずれ量が誤って検出された場合でも、誤って検出されたずれ量に基づいて焦点調節が行われてしまうため、動画像の見栄えが低下してしまう場合があった。   However, in the related art, for example, since the subject has low contrast or low brightness, even when a shift amount greater than a predetermined value is erroneously detected, focus adjustment is performed based on the erroneous shift amount detected. Therefore, the appearance of the moving image may be deteriorated.

本発明が解決しようとする課題は、好適な焦点調節が可能な焦点調節装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a focus adjustment device capable of suitable focus adjustment.

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In the following description, reference numerals corresponding to the drawings showing the embodiment of the present invention are given and described. However, the reference numerals are only for facilitating the understanding of the invention and are not intended to limit the invention. .

[1]本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系を有する光学系を介して結像した像を撮像して信号を出力する撮像部と、前記焦点調節光学系を有する光学系による像面と前記撮像部の撮像面とのずれ量を検出する焦点検出部と、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、を備え、前記焦点調節部は、前記ずれ量が、撮影画面内の焦点検出位置の数に応じて設定される所定回数以上検出されるまで前記焦点調節光学系を駆動させず、前記ずれ量が前記所定回数以上検出されると前記焦点調節光学系を駆動させる。 [1] focusing device according to the present onset Ming, an imaging unit for outputting a signal by imaging an image formed through an optical system having a focusing optical system, the optical system having the focal optics A focus detection unit that detects a shift amount between an image plane and the imaging plane of the imaging unit, and a focus adjustment unit that performs focus adjustment of the optical system by driving the focus adjustment optical system in an optical axis direction. The focus adjustment unit does not drive the focus adjustment optical system until the deviation amount is detected a predetermined number of times or more set according to the number of focus detection positions in the photographing screen, and the deviation amount is When it is detected a predetermined number of times or more, the focus adjusting optical system is driven.

]上記焦点調節装置に係る発明において、前記焦点検出部により所定値以上の大きさを有するずれ量が検出された場合に、前記ずれ量が検出できたと判断する判定部を備えるように構成することができる。 [ 2 ] The invention according to the focus adjustment apparatus includes a determination unit that determines that the shift amount can be detected when the shift amount having a magnitude greater than or equal to a predetermined value is detected by the focus detection unit. can do.

]上記焦点調節装置に係る発明において、前記所定値は前記光学系の絞り値に基づいて設定されるように構成することができる。 [ 3 ] In the invention relating to the focus adjusting apparatus, the predetermined value may be set based on an aperture value of the optical system.

]上記焦点調節装置に係る発明において、前記光学系の焦点状態が合焦状態にあると判断できる範囲を、合焦範囲として設定する合焦範囲設定部を備え、前記所定値は前記合焦範囲の大きさに基づいて設定されるように構成することができる。 [ 4 ] In the invention related to the focus adjustment apparatus, the focus adjustment apparatus includes a focus range setting unit that sets a range in which the focus state of the optical system can be determined to be in focus as a focus range, and the predetermined value is the focus value. It can be configured to be set based on the size of the focal range.

]上記焦点調節装置に係る発明において、前記焦点調節部は、前記光学系の絞り値が所定値以上である場合に、前記焦点調節光学系を駆動させるように構成することができる。 [ 5 ] In the invention related to the focus adjustment device, the focus adjustment unit may be configured to drive the focus adjustment optical system when the aperture value of the optical system is equal to or greater than a predetermined value.

]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備える。
[ 6 ] An imaging apparatus according to the present invention includes the focus adjustment apparatus.

本発明によれば、好適な焦点調節が実現できる。   According to the present invention, suitable focus adjustment can be realized.

図1は、第1実施形態に係るカメラを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a camera according to the first embodiment. 図2は、図1に示す撮像素子の撮像面における焦点検出エリアを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a focus detection area on the imaging surface of the imaging device shown in FIG. 図3は、図2のIII部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the III part of FIG. 図4は、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、第1実施形態に係るカメラの動作例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the camera according to the first embodiment. 図10は、絞りとデフォーカス量の変換係数との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the aperture and the defocus amount conversion coefficient. 図11は、第2実施形態に係るカメラ1の動作例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the camera 1 according to the second 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.

≪第1実施形態≫
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。第1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。
<< First Embodiment >>
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 first embodiment (hereinafter simply referred to as a camera 1) includes a camera body 2 and a lens barrel 3. The camera body 2 and the lens barrel 3 are detachably coupled by a mount unit 4. ing.

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、記録媒体であるメモリ24に記録される。メモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。なお、撮像素子22の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。撮像素子22の構造の詳細は後述する。   On the other hand, the camera body 2 is provided with an imaging element 22 that receives the light beam L1 from the photographing optical system on a planned focal plane of the photographing optical system, and a shutter 23 is provided on the front surface thereof. The image sensor 22 is composed of a device such as a CCD or CMOS, converts the received optical signal into an electrical signal, and sends it to the camera control unit 21. The captured image information sent to the camera control unit 21 is sequentially sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder (EVF) 26 of the observation optical system, and a release button ( When (not shown) is fully pressed, the photographed image information is recorded in the memory 24 that is a recording medium. As the memory 24, any of a removable card type memory and a built-in type memory can be used. An infrared cut filter for cutting infrared light and an optical low-pass filter for preventing image aliasing noise are disposed in front of the imaging surface of the image sensor 22. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.

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

カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。   A camera control unit 21 is provided in the camera body 2. The camera control unit 21 is electrically connected to the lens control unit 37 through an electric signal contact unit 41 provided in the mount unit 4, receives lens information from the lens control unit 37, and defocuses to the lens control unit 37. Send information such as volume and aperture diameter. The camera control unit 21 reads out the pixel output from the image sensor 22 as described above, generates image information by performing predetermined information processing on the read out pixel output as necessary, and generates the generated image information. Is output to the liquid crystal driving circuit 25 and the memory 24 of the electronic viewfinder 26. The camera control unit 21 controls the entire camera 1 such as correction of image information from the image sensor 22 and detection of a focus adjustment state and an aperture adjustment state of the lens barrel 3.

また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。   In addition to the above, the camera control unit 21 detects the focus state of the photographic optical system by the phase detection method and the focus state of the photographic optical system by the contrast detection method based on the pixel data read from the image sensor 22. I do. A specific focus state detection method will be described later.

操作部28は、シャッターレリーズボタンや、動画撮影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、オートフォーカスモードの中でも、AF−Sモード/AF−Cモード/AF−F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 a moving image shooting button. The operation unit 28 switches between the auto focus mode / manual focus mode and the auto focus mode. The AF-S mode / AF-C mode / AF-F 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33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33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。なお、AF−Sモードは、静止画撮影に適したモードであり、通常、静止画撮影を行なう際に選択される。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33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、フォーカスレンズ33のスキャン駆動を行なうモードである。なお、AF−Cモードは、静止画撮影に適したモードであり、通常、静止画撮影を行なう際に選択される。さらに、AF−Fモードとは、シャッターレリーズボタンの操作の有無に関係なく、焦点検出結果に基づきフォーカスレンズ33を駆動することで合焦駆動を行ない、その後、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、フォーカスレンズ33のスキャン駆動を行なうモードである。なお、AF−Fモードは、動画撮影に適したモードであり、通常、動画撮影を行なう際に選択される。   Here, the AF-S mode means that after the shutter release button is half-pressed, the focus lens 33 is driven based on the focus detection result to perform focusing driving, and the position of the focus lens 33 adjusted once is set. This is a mode in which the subject is fixed and photographed at the focus lens position. The AF-S mode is a mode suitable for still image shooting, and is normally selected when still image shooting is performed. In the AF-C mode, after the shutter release button is half-pressed, the focus lens 33 is driven based on the focus detection result to perform focusing drive, and then the shutter release button is half-pressed. In this mode, the focus state is repeatedly detected while the focus state changes, and the focus lens 33 is scanned when the focus state changes. The AF-C mode is a mode suitable for still image shooting, and is normally selected when still image shooting is performed. Further, in the AF-F mode, regardless of whether or not the shutter release button is operated, the focus lens 33 is driven based on the focus detection result to perform the focus drive, and thereafter the focus state is repeatedly detected, and the focus is detected. When the state changes, this is a mode in which the focus lens 33 is scan-driven. The AF-F mode is a mode suitable for moving image shooting, and is usually selected when moving image shooting is performed.

また、本実施形態においては、オート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、撮影モードが静止画撮影モードであるときには、AF−Cモードに設定され、撮影モードが動画撮影モードであるときには、AF−F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, a switch for switching the one-shot mode / continuous mode may be provided as a switch for switching the autofocus 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 photographing mode is stationary. When the image shooting mode is set, the AF-C mode is set. When the shooting mode is the moving image shooting mode, the AF-F mode is set.

さらに、操作部28は、AFエリアモードの切換え、すなわち、シングルエリアAFモード/オートエリアAFモードの切換えも行えるようになっている。シングルAFモードとは、撮影者により選択された焦点検出エリアで焦点検出を行うモードであるのに対し、オートエリアAFモードとは、カメラ1により焦点検出エリアを選択してピントを合わせるモードである。   Further, the operation unit 28 can also switch between AF area modes, that is, switch between single area AF mode / auto area AF mode. The single AF mode is a mode in which focus detection is performed in the focus detection area selected by the photographer, while the auto area AF mode is a mode in which the focus detection area is selected and focused by the camera 1. .

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

図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2のIII部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。   FIG. 2 is a front view showing the imaging surface of the image sensor 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34の測距瞳341,342から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図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341,342から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。   FIG. 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 It shows that light beams AB1-1, AB2-1, AB1-2, and AB2-2 irradiated from the distance measuring pupils 341 and 342 of the exit pupil 34 are received, respectively. 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 341 and 342 are respectively received.

ここで、射出瞳34とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bの前方の距離Dの位置に設定された像である。距離Dは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Dを測距瞳距離と称する。また、測距瞳341,342とは、焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bにより、それぞれ投影された光電変換部2222a,2222bの像をいう。   Here, the exit pupil 34 is an image set at a distance D in front of the microlenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b arranged on the planned focal plane of the photographing optical system. The distance D is a value uniquely determined according to the curvature and refractive index of the microlens, the distance between the microlens and the photoelectric conversion unit, and the distance D is referred to as a distance measurement pupil distance. The distance measurement pupils 341 and 342 are images of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b respectively projected by the micro lenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b.

なお、図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341,342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 341, 342.

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

すなわち、測距距離Dにある射出瞳34上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳341,342)が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。   In other words, on the exit pupil 34 at the distance measurement distance D, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (the distance measurement pupils 341 and 342) of the photoelectric conversion unit of each focus detection pixel match. Is determined, and the projection direction of the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel is thereby determined.

図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341を通過し、マイクロレンズ2221a−1に向う光束AB1−1によりマイクロレンズ2221a−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222a−2の光電変換部2222a−2は測距瞳341を通過し、マイクロレンズ2221a−2に向う光束AB1−2によりマイクロレンズ2221a−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   As shown in FIG. 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 341 and goes to the microlens 2221a-1. A signal corresponding to the intensity of the image to be output is output. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222a-2 of the focus detection pixel 222a-2 passes through the distance measuring pupil 341, and the intensity of the image formed on the microlens 2221a-2 by the light beam AB1-2 toward the microlens 2221a-2. The signal corresponding to is output.

また、焦点検出画素222b−1の光電変換部2222b−1は測距瞳342を通過し、マイクロレンズ2221b−1に向う光束AB2−1によりマイクロレンズ2221b−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222b−2の光電変換部2222b−2は測距瞳342を通過し、マイクロレンズ2221b−2に向う光束AB2−2によりマイクロレンズ2221b−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   Further, the photoelectric conversion unit 2222b-1 of the focus detection pixel 222b-1 passes through the distance measuring pupil 342, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-1 by the light beam AB2-1 directed to the microlens 2221b-1. Output the corresponding signal. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222b-2 of the focus detection pixel 222b-2 passes through the distance measuring pupil 342, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-2 by the light beam AB2-2 toward the microlens 2221b-2. The signal corresponding to is output.

そして、上述した2種類の焦点検出画素222a,222bを、図3に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bの出力を、測距瞳341と測距瞳342とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳341と測距瞳342とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。   Then, a plurality of the above-described two 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 converted into the distance measurement pupil 341, respectively. Of the pair of images formed on the focus detection pixel row by the focus detection light fluxes that pass through each of the distance measurement pupil 341 and the distance measurement pupil 342. Data on the distribution is obtained. Then, by applying an image shift detection calculation process such as a correlation calculation process or a phase difference detection process to the intensity distribution data, an image shift amount by a so-called phase difference detection method can be detected.

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

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

また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算することでも求めることができる。   Further, the camera control unit 21 reads the output of the imaging pixel 221 of the imaging element 22 and calculates a focus evaluation value based on the read pixel output. This focus evaluation value can be obtained by, for example, extracting a high frequency component of an image output from the imaging pixel 221 of the imaging element 22 using a high frequency transmission filter and integrating the extracted high frequency component. It can also be obtained by extracting high-frequency components using two high-frequency transmission filters having different cutoff frequencies and integrating them.

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

次いで、第1実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図9は、第1実施形態に係るカメラ1の動作例を示すフローチャートである。以下においては、撮影者により操作部28を介して動画撮影モードが設定されており、オートフォーカスモードのうち、動画撮影モードに適したAF−Fモードが設定されている場面におけるカメラ1の動作を説明する。なお、以下に説明する動作は、動画撮影ボタンがオンされることにより開始される。   Next, an operation example of the camera 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the camera 1 according to the first embodiment. In the following, the operation of the camera 1 in a scene in which the video shooting mode is set by the photographer via the operation unit 28 and the AF-F mode suitable for the video shooting mode is set in the autofocus mode. explain. The operation described below is started when the moving image shooting button is turned on.

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)を実行する。   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 executes an image shift detection calculation process (correlation calculation process) based on the read pair of image data.

具体的には、カメラ制御部21は、各焦点検出画素列22a,22b,22cから読み出した第1像データ列a,a,...,aと、第2像データ列b,b,...bとを、一次元状に相対的にシフトさせながら、下記式(1)に示す相関演算を行う。
C(k)=Σ|a(n+k)−b(n)| …(1)
なお、上記式(1)において、Σ演算はnについての累積演算(相和演算)を示し、像ずらし量kに応じてa(n+k)、b(n)のデータが存在する範囲に限定される。また、像ずらし量kは整数であり、焦点検出画素列22a〜22cの画素間隔を単位としたシフト量である。なお、上記式(1)の演算結果においては、一対の像データの相関が高いシフト量において、相関量C(k)は極小(小さいほど相関度が高い)になる。
Specifically, the camera control unit 21 reads the first image data sequences a 1 , a 2 ,. . . , An and the second image data sequence b 1 , b 2 ,. . . and b n, while relatively shifting one-dimensionally, performs correlation calculation of the following formula (1).
C (k) = Σ | a (n + k) −b (n) | (1)
In the above equation (1), the Σ operation indicates a cumulative operation (phase sum operation) for n, and is limited to a range in which data of a (n + k) and b (n) exist according to the image shift amount k. The The image shift amount k is an integer, and is a shift amount in units of pixel intervals of the focus detection pixel rows 22a to 22c. In the calculation result of the above formula (1), the correlation amount C (k) is minimal (the correlation degree is higher as it is smaller) in the shift amount where the correlation between the pair of image data is high.

次いで、カメラ制御部21は、算出した相関量C(k)に基づいて、相関量の極小値を算出する。本実施形態では、たとえば、以下の下記式(2)〜(5)に示す3点内挿の手法を用いて、連続的な相関量に対する極小値C(x)と、極小値C(x)を与えるシフト量xを算出することができる。なお、下記式に示すC(kj)は、上記式(1)で得られた相関量C(k)のうち、C(k−1)≧C(k)およびC(k+1)>C(k)の条件を満たす値である。
D={C(kj−1)−C(kj+1)}/2 …(2)
C(x)= C(kj)−|D| …(3)
x=kj+D/SLOP …(4)
SLOP=MAX{C(kj+1)−C(kj),C(kj−1)−C(kj)} …(5)
Next, the camera control unit 21 calculates a minimum value of the correlation amount based on the calculated correlation amount C (k). In the present embodiment, for example, the minimum value C (x) and the minimum value C (x) with respect to the continuous correlation amount are obtained by using the three-point interpolation method shown in the following formulas (2) to (5). Can be calculated. Note that C (kj) shown in the following equation is C (k−1) ≧ C (k) and C (k + 1)> C (k) among the correlation amounts C (k) obtained in the above equation (1). ) Satisfying the condition of
D = {C (kj−1) −C (kj + 1)} / 2 (2)
C (x) = C (kj) − | D | (3)
x = kj + D / SLOP (4)
SLOP = MAX {C (kj + 1) -C (kj), C (kj-1) -C (kj)} (5)

そして、カメラ制御部21は、相関量の極小値C(x)が得られるシフト量xに基づいて、下記式(6)に従い、デフォーカス量dfを算出する。
df=x・k …(6)
なお、上記式(6)において、kは、相関量の極小値C(x)が得られるシフト量xをデフォーカス量に変換するための変換係数(kファクター)である。変換係数kは、たとえば、図10に示すように、絞り値に応じて予め設定されており、絞り値が大きいほど大きな値となっている。これは、デフォーカス量(予定焦点面に対する現在の焦点面のずれ量)が同じ場合では、絞り値が大きい場合(絞り34の開口径が小さい場合)は、絞り値が小さい場合(絞り34の開口径が大きい場合)と比べて、一対の測距瞳の重心間隔が小さくなり、その結果、相関量の極小値C(x)が得られるシフト量xが小さくなるためである。なお、図10は、絞り値と変換係数kとの関係を示すグラフであり、縦軸は変換係数kの大きさ、横軸は絞り値をそれぞれ示している。
Then, the camera control unit 21 calculates the defocus amount df according to the following equation (6) based on the shift amount x from which the minimum value C (x) of the correlation amount is obtained.
df = x · k (6)
In the above equation (6), k is a conversion coefficient (k factor) for converting the shift amount x from which the minimum value C (x) of the correlation amount is obtained into the defocus amount. For example, as shown in FIG. 10, the conversion coefficient k is set in advance according to the aperture value, and increases as the aperture value increases. This is because when the defocus amount (the amount of deviation of the current focal plane with respect to the planned focal plane) is the same, when the aperture value is large (when the aperture diameter of the aperture 34 is small), when the aperture value is small (of the aperture 34). This is because the distance between the center of gravity of the pair of distance measurement pupils is smaller than that in the case where the aperture diameter is large, and as a result, the shift amount x that provides the minimum value C (x) of the correlation amount is small. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the aperture value and the conversion coefficient k, where the vertical axis indicates the size of the conversion coefficient k and the horizontal axis indicates the aperture value.

このように、カメラ制御部21は、3つの焦点検出画素列22a〜22cに対応する焦点検出エリアにおける一対の像データの像ズレ量に基づいて、デフォーカス量を算出する。また、これに加えて、カメラ制御部21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、算出したデフォーカス量の信頼性の評価も行う。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とデフォーカス量の信頼性の評価は、所定の間隔で繰り返し実行される。   As described above, the camera control unit 21 calculates the defocus amount based on the image shift amounts of the pair of image data in the focus detection areas corresponding to the three focus detection pixel rows 22a to 22c. In addition to this, the camera control unit 21 also evaluates the reliability of the calculated defocus amount based on, for example, the degree of coincidence and contrast of a pair of image data. Then, the calculation of the defocus amount and the evaluation of the reliability of the defocus amount by such a phase difference detection method are repeatedly executed at predetermined intervals.

ステップS102では、カメラ制御部21により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップS103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、デフォーカス量が算出できるまで、ステップS102で待機する。なお、本実施形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップS102で待機することとする。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 S102, the camera control unit 21 determines whether or not the defocus amount has been calculated. If the defocus amount can be calculated, it is determined that distance measurement is possible, and the process proceeds to step S103. On the other hand, if the defocus amount cannot be calculated, it is determined that distance measurement is impossible, and the process waits in step S102 until the defocus amount can be calculated. 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 in step S102 I will wait. In the present embodiment, for example, when the subject has a low contrast, the subject is an ultra-low brightness subject, or the subject is an ultra-high brightness subject, it is determined that the reliability of the defocus amount is low. .

ステップS103では、カメラ制御部21により、算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行われ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、フォーカスレンズ駆動モータ36に送出される。そして、続くステップS104において、フォーカスレンズ駆動モータ36により、ステップS103で算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が開始される。なお、本実施形態では、ステップS104でフォーカスレンズ32の駆動が開始された後も、所定の間隔で、デフォーカス量の算出が繰り返し行われ、その結果、新たにデフォーカス量が算出された場合には、新たに算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32が駆動される。   In step S103, the camera control unit 21 calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position based on the calculated defocus amount, and the calculated lens driving amount. Is sent to the focus lens drive motor 36 via the lens control unit 37. In subsequent step S104, the focus lens driving motor 36 starts driving the focus lens 32 based on the lens driving amount calculated in step S103. In the present embodiment, after the focus lens 32 is started to be driven in step S104, the defocus amount is repeatedly calculated at a predetermined interval, and as a result, a new defocus amount is calculated. The focus lens 32 is driven based on the newly calculated defocus amount.

そして、ステップS105では、カメラ制御部21により、合焦判定が行われる。本実施形態において、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32の駆動が行われている間も、デフォーカス量の算出を繰り返し行っており、たとえば、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以上である場合には、合焦ではないと判定して、ステップS105の合焦判定を繰り返し行い、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値未満となった場合に、合焦と判定して、ステップS106に進み、合焦表示を行う。なお、ステップS106の合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。   In step S105, the camera control unit 21 performs in-focus determination. In the present embodiment, the camera control unit 21 repeatedly calculates the defocus amount while the focus lens 32 is being driven. For example, the absolute value of the newly calculated defocus amount is a predetermined value. If it is greater than or equal to the value, it is determined that the subject is not in focus, the focus determination in step S105 is repeated, and the newly calculated defocus amount is in focus when the absolute value of the defocus amount is less than a predetermined value. In step S106, focus display is performed. The focus display in step S106 is performed by the electronic viewfinder 26, for example.

ステップS107では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32が停止しているか否かの判断が行われる。たとえば、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了し、フォーカスレンズ32が停止している場合には、ステップS108に進み、一方、フォーカスレンズ32が合焦位置に向かって駆動している場合には、フォーカスレンズ32は停止していないと判断し、ステップS107で待機する。   In step S107, the camera control unit 21 determines whether or not the focus lens 32 is stopped. For example, when the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed and the focus lens 32 is stopped, the process proceeds to step S108, while the focus lens 32 is driven toward the in-focus position. In step S107, it is determined that the focus lens 32 is not stopped.

ステップS107で、フォーカスレンズ32が停止していると判断された場合には、ステップS108に進む。ステップS108では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32の駆動禁止処理が行われ、その後、ステップS109に進み、カメラ制御部21により、所定のパラメータであるnが0に設定される。   If it is determined in step S107 that the focus lens 32 is stopped, the process proceeds to step S108. In step S108, the camera control unit 21 performs a drive prohibition process for the focus lens 32. Then, the process proceeds to step S109, and the camera control unit 21 sets n as a predetermined parameter to 0.

そして、ステップS110では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が、所定の基準値s1以上であるか否かの判断が行われる。   In step S110, the camera control unit 21 determines whether or not the newly calculated absolute value of the defocus amount is equal to or greater than a predetermined reference value s1 in a state where the focus lens 32 is not driven. Done.

所定の基準値s1は、合焦範囲の大きさ、すなわち、フォーカスレンズ32を駆動しなくても、光学系の焦点状態が合焦状態であると判断できる範囲の大きさに応じて、カメラ制御部21により設定される。具体的には、カメラ制御部21は、デフォーカス量の絶対値が基準値s1以上であるか否かを判断することで、デフォーカス量が合焦範囲を超えるか否かを判断することができるような値を、基準値s1として設定することができる。基準値s1をこのように設定することで、カメラ制御部21は、デフォーカス量の絶対値が基準値s1以上となった場合には、被写体は光軸方向に移動しており、フォーカスレンズ32を駆動しなければ、被写体にピントを合わせることができないものと判断することができる。   The predetermined reference value s1 is controlled by the camera in accordance with the size of the focusing range, that is, the size of the range in which the focus state of the optical system can be determined to be the in-focus state without driving the focus lens 32. Set by the unit 21. Specifically, the camera control unit 21 can determine whether or not the defocus amount exceeds the in-focus range by determining whether or not the absolute value of the defocus amount is greater than or equal to the reference value s1. A possible value can be set as the reference value s1. By setting the reference value s1 in this way, the camera control unit 21 moves the subject in the optical axis direction when the absolute value of the defocus amount is equal to or greater than the reference value s1, and the focus lens 32 If is not driven, it can be determined that the subject cannot be focused.

ここで、合焦範囲は、たとえば、被写界深度内の所定範囲とすることができる。そのため、カメラ制御部21は、絞り値に応じて合焦範囲を変化させることができる。すなわち、カメラ制御部21は、絞り値に応じて、所定の基準値s1を設定することもできる。また、上記以外にも、カメラ制御部21は、選択されているオートフォーカスモード(AF−Sモード、AF−Cモード、または、AF−Fモード)に応じて、合焦範囲を設定することができる。そのため、カメラ制御部21は、選択されているオートフォーカスモードに応じて、基準値s1を設定することもできる。   Here, the focus range can be set to a predetermined range within the depth of field, for example. Therefore, the camera control unit 21 can change the focus range according to the aperture value. That is, the camera control unit 21 can set the predetermined reference value s1 according to the aperture value. In addition to the above, the camera control unit 21 can set a focusing range according to the selected autofocus mode (AF-S mode, AF-C mode, or AF-F mode). it can. Therefore, the camera control unit 21 can also set the reference value s1 according to the selected autofocus mode.

そして、ステップS110で、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1以上であると判断された場合には、ステップS111に進み、一方、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1未満であると判断された場合には、ステップS110で待機する。なお、所定の基準値s1は、ステップS105の合焦判定を行う際の所定値として用いることもできる。   If it is determined in step S110 that the newly calculated absolute value of the defocus amount is greater than or equal to the reference value s1, the process proceeds to step S111, while the newly calculated absolute value of the defocus amount is Is determined to be less than the reference value s1, the process waits in step S110. Note that the predetermined reference value s1 can also be used as a predetermined value when performing the focus determination in step S105.

ステップS110で、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1以上であると判断された場合には、ステップS111に進む。ステップS111では、カメラ制御部21により、パラメータnに1が加えられ、その後、続くステップS112において、カメラ制御部21により、パラメータnが所定数以上(たとえば、5以上)であるか否かの判断が行われる。そして、パラメータnが所定数以上である場合には、ステップS114に進み、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32の駆動許可処理が行われた後、ステップS103に戻り、新たに算出されたデフォーカス量に基づいて焦点調節が行われることとなる。このように、本実施形態では、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が検出された場合に、直ぐに、被写体が移動したものと判断して、新たに検出されたデフォーカス量に基づいて焦点調節を行うのではなく、たとえば、上記の所定数を5とした場合には、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が5回以上検出された場合に、5回目に検出された直近のデフォーカス量に基づいて焦点調節が行われることとなる。   If it is determined in step S110 that the newly calculated absolute value of the defocus amount is greater than or equal to the reference value s1, the process proceeds to step S111. In step S111, 1 is added to the parameter n by the camera control unit 21, and then in the subsequent step S112, the camera control unit 21 determines whether the parameter n is a predetermined number or more (for example, 5 or more). Is done. If the parameter n is greater than or equal to the predetermined number, the process proceeds to step S114, and after the camera control unit 21 performs the drive permission process for the focus lens 32, the process returns to step S103, and the newly calculated defocus is performed. Focus adjustment is performed based on the amount. Thus, in this embodiment, when the defocus amount with the absolute value equal to or greater than the reference value s1 is detected in a state where the focus lens 32 is not driven, it is determined that the subject has moved immediately. Instead of performing focus adjustment based on the newly detected defocus amount, for example, when the predetermined number is set to 5, the absolute value is the reference value when the focus lens 32 is not driven. When a defocus amount that is greater than or equal to s1 is detected five or more times, focus adjustment is performed based on the most recent defocus amount detected for the fifth time.

一方、ステップS112で、パラメータnが所定数未満であると判断された場合は、ステップS113に進み、カメラ制御部21により、所定の終了動作、たとえば、カメラ1の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれたか否かの判断が行われる。終了動作が行われた場合には、このカメラ1の動作を終了し、一方、終了動作が行われていない場合は、ステップS110に戻る。このように、第1実施形態では、終了動作が行われない限り、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が所定回数以上検出されるまで、フォーカスレンズ32の駆動が禁止されることとなる。   On the other hand, if it is determined in step S112 that the parameter n is less than the predetermined number, the process proceeds to step S113, and the camera control unit 21 performs a predetermined end operation, for example, the power-off operation of the camera 1 or the end of moving image shooting. A determination is made as to whether an operation has been performed. When the end operation is performed, the operation of the camera 1 is ended. On the other hand, when the end operation is not performed, the process returns to step S110. As described above, in the first embodiment, unless the end operation is performed, the defocus amount with the absolute value equal to or greater than the reference value s1 is detected a predetermined number of times or more while the focus lens 32 is not driven. The driving of the focus lens 32 is prohibited.

なお、上記の所定数は、5回に限定されるものではなく、5よりも小さい数としてもよし、5よりも大きい数としてもよい。また、本実施形態において、カメラ制御部21は、上記の所定数を、撮影画面内に設定された焦点検出エリアの数に応じて決定することができる。たとえば、撮影者により選択された1つの焦点検出エリアのみで焦点検出を行うシングルエリアAFモードが選択されている場合には、1つの焦点検出エリアのみでデフォーカス量の検出が行われ、1回のデフォーカス量の検出に要する時間は短くなるため、上記の所定数を比較的大きい数とすることができる。反対に、複数の焦点検出エリアにおいてデフォーカス量の算出を行うオートエリアAFモードが選択されている場合には、複数の焦点検出エリアにおいてデフォーカス量を検出する必要があり、1回のデフォーカス量の検出にかかる時間は長くなるため、上記の所定数を比較的小さい数とすることができる。   In addition, said predetermined number is not limited to 5 times, It is good also as a number smaller than 5 and a number larger than 5. In the present embodiment, the camera control unit 21 can determine the predetermined number according to the number of focus detection areas set in the shooting screen. For example, when the single area AF mode in which focus detection is performed only in one focus detection area selected by the photographer is selected, the defocus amount is detected only in one focus detection area, and once Since the time required for detecting the defocus amount becomes shorter, the predetermined number can be made a relatively large number. On the other hand, when the auto area AF mode for calculating the defocus amount in the plurality of focus detection areas is selected, it is necessary to detect the defocus amount in the plurality of focus detection areas. Since the time required for detecting the amount becomes long, the predetermined number can be made a relatively small number.

以上のように、第1実施形態では、動画撮影を行っている際に、絶対値が基準値s1以上のデフォーカス量が所定回数以上検出されるまでは、新たに算出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の駆動を禁止し、絶対値が基準値s1以上のデフォーカス量が所定回数以上検出された場合に、被写体が光軸方向に移動したものと判断し、新たに算出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の駆動を許可する。これにより、第1実施形態では、動画撮影を行っている際に、たとえば、被写体が低コントラストまたは低輝度であるために、被写体が移動していないにも拘わらず、絶対値が基準値s1以上のデフォーカス量が誤って検出された場合でも、誤って検出されたデフォーカス量に基づいて、焦点調節が行われてしまうことを有効に防ぐことができ、動画像の見栄えが低下してしまうことを有効に防止することができる。   As described above, in the first embodiment, when moving image shooting is performed, the newly calculated defocus amount is maintained until a defocus amount whose absolute value is greater than or equal to the reference value s1 is detected a predetermined number of times or more. When the focus lens 32 based on the drive is prohibited and a defocus amount whose absolute value is greater than or equal to the reference value s1 is detected a predetermined number of times or more, it is determined that the subject has moved in the optical axis direction, and the newly calculated defocus amount is determined. The drive of the focus lens 32 based on the focus amount is permitted. As a result, in the first embodiment, when performing moving image shooting, for example, because the subject has low contrast or low brightness, the absolute value is equal to or greater than the reference value s1 even though the subject has not moved. Even if the defocus amount is detected in error, it is possible to effectively prevent the focus adjustment from being performed based on the erroneously detected defocus amount, and the appearance of the moving image is deteriorated. This can be effectively prevented.

≪第2実施形態≫
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。第2実施形態では、図1に示すカメラ1において、図11に示すように、カメラ1が動作すること以外は、第1実施形態と同様である。以下において、図11を参照して、第2実施形態に係るカメラ1の動作について説明する。なお、図11は第2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。
<< Second Embodiment >>
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing. In the second embodiment, the camera 1 shown in FIG. 1 is the same as the first embodiment except that the camera 1 operates as shown in FIG. Hereinafter, the operation of the camera 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the camera 1 according to the second embodiment.

まず、図11に示すように、ステップS201〜S206では、第1実施形態のステップS101〜S106と同様に、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の駆動が行われる。そして、ステップS207において、第1実施形態のステップS107と同様に、フォーカスレンズ32が停止しているか否か判断され、フォーカスレンズ32が停止している場合には、ステップS208に進み、第1実施形態のステップS108と同様に、フォーカスレンズ32の駆動禁止処理が行われる。   First, as shown in FIG. 11, in steps S201 to S206, the focus lens 32 is driven based on the calculated defocus amount, as in steps S101 to S106 of the first embodiment. In step S207, as in step S107 of the first embodiment, it is determined whether or not the focus lens 32 is stopped. If the focus lens 32 is stopped, the process proceeds to step S208, and the first embodiment is performed. Similarly to step S108 of the embodiment, a drive prohibiting process of the focus lens 32 is performed.

そして、ステップS209では、カメラ制御部21により、判定時間tの計測が開始され、続くステップS210では、第1実施形態のステップS101と同様に、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1以上であるか否かの判断が行われる。そして、ステップS210で、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1未満であると判断された場合には、ステップS211に進み、判定時間tがクリアされた後、ステップS209に戻り、再度、判定時間tがゼロから計測される。一方、ステップS210で、新たに算出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1以上であると判断された場合には、判定時間tが計測されたまま、ステップS212に進む。このように、判定時間tは、絶対値が基準値s1以上であるデフォーカス量が連続して検出された時間であり、絶対値が基準値s1以上であるデフォーカス量が検出されている間は、その時間が判定時間tとして計測され、絶対値が基準値s1未満であるデフォーカス量が検出された場合に、判定時間tはゼロとなる。   In step S209, measurement of the determination time t is started by the camera control unit 21, and in step S210, as in step S101 of the first embodiment, the focus lens 32 is not driven and a new one is newly started. A determination is made as to whether or not the absolute value of the calculated defocus amount is greater than or equal to the reference value s1. If it is determined in step S210 that the newly calculated absolute value of the defocus amount is less than the reference value s1, the process proceeds to step S211. After the determination time t is cleared, the process returns to step S209. Again, the determination time t is measured from zero. On the other hand, if it is determined in step S210 that the newly calculated absolute value of the defocus amount is greater than or equal to the reference value s1, the process proceeds to step S212 while the determination time t is being measured. Thus, the determination time t is a time when the defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is continuously detected, and while the defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is detected. Is measured as the determination time t, and the determination time t becomes zero when the defocus amount whose absolute value is less than the reference value s1 is detected.

そして、ステップS212では、カメラ制御部21により、判定時間tが基準時間t1以上であるかの判断が行われる。判定時間tが基準時間t1以上であると判断された場合には、ステップS214に進み、第1実施形態のステップS114と同様に、フォーカスレンズ32の駆動許可処理が行われ、ステップS203に戻り、新たに算出されたデフォーカス量に基づいて焦点調節が行われる。このように、第2実施形態では、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が、所定の基準時間t1以上連続して検出された場合に、検出された直近のデフォーカス量に基づいて焦点調節が行われることとなる。   In step S212, the camera control unit 21 determines whether the determination time t is greater than or equal to the reference time t1. If it is determined that the determination time t is equal to or greater than the reference time t1, the process proceeds to step S214, and the drive permission process for the focus lens 32 is performed as in step S114 of the first embodiment, and the process returns to step S203. Focus adjustment is performed based on the newly calculated defocus amount. As described above, in the second embodiment, when the defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is continuously detected for the predetermined reference time t1 or more when the focus lens 32 is not driven, Focus adjustment is performed based on the most recently detected defocus amount.

反対に、ステップS212で、判定時間tが基準時間t1未満であると判断された場合には、ステップS213に進み、第1実施形態のステップS113と同様に、所定の終了動作が実行されたか否かの判断が行われ、所定の終了動作が行われていない場合には、ステップS210に戻り、絶対値が基準値s1以上であるデフォーカス量が基準時間t1以上連続して検出されるまで、ステップS210からステップS213の処理を繰り返す。一方、ステップS213で、所定の終了動作が実行されたと判断された場合には、このカメラ1の動作を終了する。   On the other hand, if it is determined in step S212 that the determination time t is less than the reference time t1, the process proceeds to step S213, and whether or not a predetermined end operation has been executed as in step S113 of the first embodiment. If the predetermined end operation is not performed, the process returns to step S210 until the defocus amount whose absolute value is the reference value s1 or more is continuously detected for the reference time t1 or more. The processing from step S210 to step S213 is repeated. On the other hand, if it is determined in step S213 that the predetermined end operation has been executed, the operation of the camera 1 is ended.

なお、所定の基準時間t1は、特に限定されるものではなく、カメラ制御部21は、基準時間t1を、たとえば、撮影画面内に設定された焦点検出エリアの数に応じて決定することができる。たとえば、撮影者により選択された1つの焦点検出エリアのみで焦点検出を行うシングルエリアAFモードが選択されている場合には、1つの焦点検出エリアのみでデフォーカス量の検出が行われ、1回のデフォーカス量の検出に要する時間は短くなるため、基準時間t1を比較的短い時間とすることができる。反対に、複数の焦点検出エリアにおいてデフォーカス量の算出を行うオートエリアAFモードが選択されている場合には、複数の焦点検出エリアでデフォーカス量を検出する必要があり、1回のデフォーカス量の検出にかかる時間は長くなるため、基準時間t1を比較的長い時間とすることができる。   The predetermined reference time t1 is not particularly limited, and the camera control unit 21 can determine the reference time t1 according to, for example, the number of focus detection areas set in the shooting screen. . For example, when the single area AF mode in which focus detection is performed only in one focus detection area selected by the photographer is selected, the defocus amount is detected only in one focus detection area, and once Since the time required for detecting the defocus amount becomes shorter, the reference time t1 can be set to a relatively short time. On the other hand, when the auto area AF mode for calculating the defocus amount in the plurality of focus detection areas is selected, it is necessary to detect the defocus amount in the plurality of focus detection areas, and one defocus is performed. Since the time required for detecting the amount becomes long, the reference time t1 can be set to a relatively long time.

以上のように、第2実施形態では、動画撮影を行っている際に、絶対値が基準値s1以上のデフォーカス量が基準時間t1以上連続して検出されるまでは、フォーカスレンズ32の駆動を禁止し、絶対値が基準値s1以上のデフォーカス量が基準時間t1以上連続して検出された場合に、被写体が光軸方向に移動したものと判断し、新たに算出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の駆動を許可する。これにより、第2実施形態では、第1実施形態の効果に加えて、たとえば、撮影画面内に複数の焦点検出エリアが設定されており、絶対値が基準値s1以上のデフォーカス量を所定回数以上検出すると時間がかかってしまうような場合でも、被写体が光軸方向に移動したか否かを適切な時間で判断することができるという効果も奏することができる。   As described above, in the second embodiment, when moving image shooting is performed, the focus lens 32 is driven until a defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is continuously detected for the reference time t1 or more. , And when the defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is continuously detected for the reference time t1 or more, it is determined that the subject has moved in the optical axis direction, and the newly calculated defocus amount The driving of the focus lens 32 based on the above is permitted. Thereby, in the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, for example, a plurality of focus detection areas are set in the shooting screen, and a defocus amount whose absolute value is greater than or equal to the reference value s1 is set a predetermined number of times. Even in the case where it takes time to detect the above, it is possible to obtain an effect that it can be determined in an appropriate time whether or not the subject has moved in the optical axis direction.

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が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量を所定回数以上検出した場合に、フォーカスレンズ32の駆動を許可する駆動制御処理を説明したが、この駆動制御処理を、絞り値が所定値以上である場合(たとえば、絞り値がF11またはF16以上である場合)にのみ行う構成としてもよい。図10に示すように、絞り値が大きいほどデフォーカス量の変換係数kは大きくなり、それに伴い、算出されるデフォーカス量も大きくなるため、誤って検出されたデフォーカス量が合焦範囲を超えてしまい、誤って検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ32の駆動が行われ易くなるためである。また、同様に、カメラ制御部21は、この駆動制御処理を、画角の狭いレンズ(テレ側のレンズ)を用いる場合にのみ行う構成としてもよい。画角の狭いレンズでは、画角の広いレンズと比べて、被写体深度が浅く合焦範囲が狭く、誤って検出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が行われ易くなるためである。   For example, in the above-described embodiment, when the focus lens 32 is not driven, the drive control that permits the focus lens 32 to be driven when a defocus amount with an absolute value equal to or greater than the reference value s1 is detected a predetermined number of times or more. Although the process has been described, the drive control process may be performed only when the aperture value is a predetermined value or more (for example, when the aperture value is F11 or F16 or more). As shown in FIG. 10, as the aperture value increases, the defocus amount conversion coefficient k increases, and accordingly, the calculated defocus amount also increases. Therefore, the erroneously detected defocus amount is in the in-focus range. This is because the focus lens 32 is easily driven based on the defocus amount detected in error. Similarly, the camera control unit 21 may perform the drive control process only when a lens with a narrow angle of view (lens on the tele side) is used. This is because a lens with a narrow angle of view has a shallow subject depth and a narrow focus range compared to a lens with a wide angle of view, and the focus lens 32 is easily driven based on the defocus amount detected in error. is there.

また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量を所定回数以上検出した場合に、フォーカスレンズ32の駆動を許可する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が、連続して、所定回数以上検出された場合に、フォーカスレンズ32の駆動を許可する構成としてもよい。   In the above-described embodiment, when the focus lens 32 is not driven, the drive of the focus lens 32 is permitted when a defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is detected a predetermined number of times or more. Although illustrated, the present invention is not limited to this configuration. For example, in a state where the focus lens 32 is not driven, a defocus amount whose absolute value is equal to or greater than the reference value s1 is continuously detected a predetermined number of times or more. In this case, the driving of the focus lens 32 may be permitted.

さらに、上述した実施形態では、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量を、たとえば、5回以上検出した場合に、5回目に検出された直近のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が、たとえば、5回以上検出された場合に、この5回のデフォーカス量の平均値に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる構成としてもよい。あるいは、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で、絶対値が基準値s1以上となるデフォーカス量が、たとえば、5回以上検出された場合に、5回目に検出された直近のデフォーカス量に基づいて、5回目に検出された直近のデフォーカス量に応じたレンズ駆動量よりも少ないレンズ駆動量で、フォーカスレンズ32を駆動する構成としてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, when the defocus amount whose absolute value is greater than or equal to the reference value s1 is detected, for example, five times or more in a state where the focus lens 32 is not driven, the latest detected for the fifth time. Although the configuration in which the focus lens 32 is driven based on the defocus amount is exemplified, the configuration is not limited to this configuration. For example, the absolute value is equal to or greater than the reference value s1 when the focus lens 32 is not driven. For example, when the defocus amount to be detected is detected five times or more, the focus lens 32 may be driven based on the average value of the five defocus amounts. Alternatively, in a state where the focus lens 32 is not driven, when the defocus amount whose absolute value is equal to or larger than the reference value s1 is detected, for example, five times or more, the closest defocus amount detected for the fifth time is detected. Based on this, the focus lens 32 may be driven with a lens drive amount smaller than the lens drive amount corresponding to the most recent defocus amount detected for the fifth time.

また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ32が駆動していない状態で検出されたデフォーカス量の絶対値が、基準値s1以上であるか否かを判定しているが、たとえば、信頼性が最も低い「測距不能」であるデフォーカス量については、デフォーカス量は検出されなかったものとみなし、デフォーカス量の絶対値が基準値s1以上となるか否かの判定を行わない構成としてもよい。あるいは、デフォーカス量の信頼性が、たとえば、信頼性の高い「中」以上である場合に、デフォーカス量が検出されたものと判断し、検出されたデフォーカス量の絶対値が基準値s1以上となるか否かの判定を行う構成としてもよい。   In the above-described embodiment, it is determined whether or not the absolute value of the defocus amount detected when the focus lens 32 is not driven is equal to or greater than the reference value s1. Regarding the defocus amount that is the lowest “distance measurement impossible”, it is considered that the defocus amount is not detected, and it is not determined whether or not the absolute value of the defocus amount is equal to or greater than the reference value s1. Also good. Alternatively, when the reliability of the defocus amount is, for example, “medium” or higher with high reliability, it is determined that the defocus amount is detected, and the absolute value of the detected defocus amount is the reference value s1. It is good also as a structure which determines whether it becomes the above.

なお、上述した実施形態では、動作撮影時におけるカメラ1の動作を例示して説明したが、本発明は、静止画像の撮影時にも適用することができる。ただし、静止画像の撮影する際に、レスポンスを優先する場合には、上述した駆動制御処理を行わない構成とすることが好適である。   In the above-described embodiment, the operation of the camera 1 at the time of motion shooting has been described as an example, but the present invention can also be applied at the time of shooting a still image. However, when priority is given to response when shooting a still image, it is preferable that the drive control process described above is not performed.

また、上述した実施形態では、撮像素子22の焦点検出画素222a,222bにおいて、位相差検出方式による焦点状態の検出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、位相差検出方式による焦点状態の検出を行う焦点検出モジュールを、撮像素子22とは独立して設ける構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the focus detection pixels 222a and 222b of the image sensor 22 are exemplified by the configuration for detecting the focus state by the phase difference detection method. However, the configuration is not limited to this configuration, and the phase difference detection is performed. A focus detection module that detects the focus state by the method may be provided independently of the image sensor 22.

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

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

Claims (6)

焦点調節光学系を有する光学系を介して結像した像を撮像して信号を出力する撮像部と、
前記焦点調節光学系を有する光学系による像面と前記撮像部の撮像面とのずれ量を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、を備え、
前記焦点調節部は、前記ずれ量が、撮影画面内の焦点検出位置の数に応じて設定される所定回数以上検出されるまで前記焦点調節光学系を駆動させず、前記ずれ量が前記所定回数以上検出されると前記焦点調節光学系を駆動させる焦点調節装置。
An imaging unit that captures an image formed through an optical system having a focusing optical system and outputs a signal;
A focus detection unit for detecting a shift amount between an image plane by the optical system having the focus adjustment optical system and an imaging plane of the imaging unit;
A focus adjustment unit that adjusts the focus of the optical system by driving the focus adjustment optical system in the optical axis direction;
The focus adjustment unit does not drive the focus adjustment optical system until the deviation amount is detected a predetermined number of times or more set according to the number of focus detection positions in the photographing screen, and the deviation amount is the predetermined number of times. A focus adjustment device that drives the focus adjustment optical system when detected above.
請求項1に記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部により所定値以上の大きさを有するずれ量が検出された場合に、前記ずれ量が検出できたと判断する判定部を備える焦点調節装置。
The focus adjustment apparatus according to claim 1 ,
A focus adjustment apparatus comprising: a determination unit that determines that the shift amount is detected when a shift amount having a magnitude greater than or equal to a predetermined value is detected by the focus detection unit.
請求項に記載の焦点調節装置において、
前記所定値は前記光学系の絞り値に基づいて設定される焦点調節装置。
The focusing apparatus according to claim 2 , wherein
The focus adjustment apparatus in which the predetermined value is set based on an aperture value of the optical system.
請求項2または3に記載の焦点調節装置において、
前記光学系の焦点状態が合焦状態にあると判断できる範囲を、合焦範囲として設定する合焦範囲設定部を備え、
前記所定値は前記合焦範囲の大きさに基づいて設定される焦点調節装置。
The focusing apparatus according to claim 2 or 3 ,
A focus range setting unit that sets a range in which the focus state of the optical system can be determined to be in focus as a focus range;
The focus adjustment device in which the predetermined value is set based on the size of the focusing range.
請求項1〜のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記焦点調節部は、前記光学系の絞り値が所定値以上である場合に、前記焦点調節光学系を駆動させる焦点調節装置。
In the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
The focus adjusting unit drives the focus adjusting optical system when the aperture value of the optical system is equal to or greater than a predetermined value.
請求項1〜のいずれかに記載の焦点調節装置を備えた撮像装置。 The imaging device provided with the focus adjustment apparatus in any one of Claims 1-5 .
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