JP6257245B2 - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態における撮像装置1の構成を示すブロック図である。図1において、撮影レンズ鏡筒31は、ズームレンズ群2、フォーカスレンズ群3、更に、ズームレンズ群2及びフォーカスレンズ群3等の撮像光学系を透過した光束の量を制御するである絞り4等からなる。撮像光学系を透過し、絞り4によって光量調節された被写体像光は、撮像素子5の受光面に結像され、撮像素子5はこの結像した被写体像光を光電変換して電気的な画像信号を出力する。
係数1=(飽和値)÷(EVF用の露光条件での位相差AF用の画像信号の最大値)
により求められた係数1を、S23で求められたEVF用の電荷蓄積時間に掛けたものを、位相差AF用の電荷蓄積時間とする。もし求めた電荷蓄積時間が上限値より長くなった場合は、EVF画像表示の更新時間を電荷蓄積時間とし、不足する露光量は信号を増幅することで補う。例えば、EVF画像表示の更新時間が8分の1秒、計算された電荷蓄積時間が4分の1秒となった場合は、電荷蓄積時間を8分の1秒として、2倍の信号増幅を行う。増幅率は列アンプ回路210の値を調整して設定する。但し、信号のSN比の観点から増幅率の設定にも上限があるので、EVF画像表示の更新時間を電荷蓄積時間とし増幅率を上限に設定してもなお露光量が不足する場合は、上記の上限値より長くなっても構わないので、電荷蓄積時間を延ばして対応する。
Uk=Σmax(aj+1,bj+k)-Σmax(aj,bj+k+1) …(1)
ここで、max(X,Y)はX,Yのうち大きい方をとるという意味である。またkは相関演算を行う像ずらし量、jは相関演算を行う画素数であり、S504で初期化されている。
δ=l+|Ul|÷[|Ul|+|Ul+1|] …(2)
となる。但し、|z|はzの絶対値を意味する。
P=δ―Δ …(3)
により求める。但し、Δは合焦時の像ずれ量である。そして、S512において撮影レンズ鏡筒31の特性から決まる基線長を用いることで、プレディクション量Pからデフォーカス量d(フォーカスレンズ群の移動量と方向)を
d=K・P …(4)
により求め、処理を終了する。但し、Kはフォーカスに関する敏感度で、撮影レンズ鏡筒31の焦点距離、絞り4の値、像高に依存する値なので、EEPROM25内にこれらをパラメータとするテーブルを用意しておき、そのテーブルを参照して値を求めている。S512でデフォーカス量を求めると、図7の処理に戻る。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、LCD10に表示するEVF用の画像信号と、スキャンAF用の画像信号と、位相差AF用の画像信号の3つの信号を異なる露光条件で取得し、異なる読み出しレートで得られるようにしている。この点が、EVF用の画像信号またはスキャンAF用の画像信号と、位相差AF用の画像信号の2つの信号を異なる露光条件で取得し、ほぼ同時に得られるようにした第1の実施形態と異なる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態と第1及び第2の実施形態との違いは、撮像素子5において、位相差AF用画素が、図15に示すように配置されている点である。第3の実施形態においては、位相差AF用画素が1行に1画素置きに配置され、かつ位相差AF用画素が配置された行が連続していない。図15において、「A」と記載された画素は位相差AF用画素のうち基準画像(A像)を形成する画素、「B」と記載された画素は位相差AF画素のうち参照画像(B像)を形成する画素、その他の画素は撮像用画素である。なお、画素の配置を除く撮像装置の構成は、第1の実施形態で説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
Claims (12)
- 複数の画素により構成され、撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過する一対の光をそれぞれ光電変換して画像信号を出力する焦点検出用画素を含む行と、前記焦点検出用画素を含まない、撮像用画素からなる行とを有する撮像素子と、
測光手段と、
前記測光手段による測光結果に基づいて、前記撮像用画素のための第1の電荷蓄積時間と、前記焦点検出用画素のための第2の電荷蓄積時間とを演算する演算手段と、
前記焦点検出用画素を含まない予め決められた数の行を前記第1の電荷蓄積時間で駆動し、前記焦点検出用画素を含む行を含む予め決められた数の行を前記第2の電荷蓄積時間で駆動する駆動手段と、
前記第1の電荷蓄積時間で駆動された行の前記撮像用画素から得られた画像信号を周期的に更新して表示する表示手段と、
前記第2の電荷蓄積時間で駆動された行の前記焦点検出用画素から得られた画像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出処理を行う第1の焦点検出手段と、
前記第1の焦点検出手段による焦点検出ができなかった場合に、前記焦点検出用画素を含まない予め決められた数の行の前記撮像用画素から得られた画像信号の高周波成分に基づいて焦点検出処理を行う第2の焦点検出手段と、を有し、
前記第2の電荷蓄積時間は、前記第1の電荷蓄積時間より長く、
前記第1の焦点検出手段による焦点検出ができなかった場合に、前記焦点調節手段を光軸方向に駆動しながら、前記駆動手段は、前記焦点検出用画素を含まない予め決められた数の行を、前記第1の電荷蓄積時間の代わりに、第3の電荷蓄積時間で駆動することを特徴とする撮像装置。 - 前記演算手段は、
前記測光手段による測光結果に基づいて、前記撮像用画素から予め決められた範囲の輝度の信号が得られる前記第1の電荷蓄積時間を求める第1の演算手段と、
前記第1の演算手段により求めた前記第1の電荷蓄積時間から、前記焦点検出用画素が前記一対の光のいずれかを受光する受光領域の開口率及び前記焦点検出用画素の像高による減光量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記焦点検出用画素のための前記第2の電荷蓄積時間を求める第2の演算手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第2の演算手段は、前記減光量を、撮像光学系の瞳距離及び絞り値に基づいて決定することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 増幅手段を更に有し、
前記第2の演算手段は、前記求めた第2の電荷蓄積時間が、前記表示手段により前記画像信号を更新して表示する周期よりも長いかどうかを判断し、長い場合に、前記第2の電荷蓄積時間を前記周期に制限し、
前記増幅手段は、前記制限により短縮された時間に対応する増幅率を、前記焦点検出用画素から得られた画像信号にかけることを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。 - 前記第2の演算手段は、前記求めた第2の電荷蓄積時間が、前記撮像光学系の焦点距離に応じて予め決められた上限の時間よりも長いかどうかを判断し、長い場合に、前記第2の電荷蓄積時間を前記上限の時間に制限し、
前記増幅手段は、前記制限により短縮された時間に対応する増幅率を、前記焦点検出用画素から得られた画像信号にかけることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記第2の演算手段は、前記求めた第2の電荷蓄積時間により駆動した場合に、飽和する焦点検出用画素があるかどうかを判断し、あると判断した場合に、前記第2の電荷蓄積時間を焦点検出用画素が飽和しない時間に制限し、
前記増幅手段は、前記制限により短縮された時間に対応する増幅率を、前記焦点検出用画素から得られた画像信号にかけることを特徴とする請求項4または5に記載の撮像装置。 - 焦点検出領域を設定する手段と、
前記設定された焦点検出領域に点光源被写体が存在するかどうかを判定する手段とを更に有し、
前記設定された焦点検出領域に前記点光源被写体が存在すると判定された場合に、前記第2の演算手段は、前記求めた第2の電荷蓄積時間を焦点検出用画素が飽和しない時間に調整し、
前記増幅手段は、前記調整により短縮された時間に対応する増幅率を、前記焦点検出用画素から得られた画像信号にかけることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記焦点検出用画素を含まない、撮像用画素からなる行は、前記第1の電荷蓄積時間で駆動する行と、前記第3の電荷蓄積時間で駆動する行とを含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1の焦点検出手段は、前記焦点調節手段を駆動しながら前記第3の電荷蓄積時間で駆動を行っている場合に、前記位相差方式による焦点検出処理を行わないことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 焦点検出領域を設定する手段を更に有し、
前記駆動手段は、前記第2の電荷蓄積時間で駆動された行のうち、前記設定された焦点検出領域に含まれる画素から画像信号を読み出すことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記増幅手段による増幅率に上限を設け、増幅率が上限に達しても前記焦点検出用画素の露光量が不足する場合に、前記演算手段は、前記第2の電荷蓄積時間を延ばすことを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 複数の画素により構成され、撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過する一対の光をそれぞれ光電変換して画像信号を出力する焦点検出用画素を含む行と、前記焦点検出用画素を含まない、撮像用画素からなる行とを有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
測光手段により測光を行う測光工程と、
演算手段が、前記測光工程の測光結果に基づいて、前記撮像用画素のための第1の電荷蓄積時間と、前記焦点検出用画素のための第2の電荷蓄積時間とを演算する演算工程と、
駆動手段が、前記焦点検出用画素を含まない予め決められた数の行を前記第1の電荷蓄積時間で駆動し、前記焦点検出用画素を含む行を含む予め決められた数の行を前記第2の電荷蓄積時間で駆動する駆動工程と、
表示手段が、前記第1の電荷蓄積時間で駆動された行の前記撮像用画素から得られた画像信号を周期的に更新して表示する表示工程と、
第1の焦点検出手段が、前記第2の電荷蓄積時間で駆動された行の前記焦点検出用画素から得られた画像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出処理を行う第1の焦点検出工程と、
前記第1の焦点検出手段による焦点検出ができなかった場合に、前記焦点検出用画素を含まない予め決められた数の行の前記撮像用画素から得られた画像信号の高周波成分に基づいて焦点検出処理を行う第2の焦点検出工程と、を有し、
前記第2の電荷蓄積時間は、前記第1の電荷蓄積時間より長く、
前記駆動工程において、前記第1の焦点検出手段による焦点検出ができなかった場合に、前記焦点調節手段を光軸方向に駆動しながら、前記焦点検出用画素を含まない予め決められた数の行を、前記第1の電荷蓄積時間の代わりに、第3の電荷蓄積時間で駆動することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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