JP6272116B2 - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents

Imaging apparatus and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6272116B2
JP6272116B2 JP2014083096A JP2014083096A JP6272116B2 JP 6272116 B2 JP6272116 B2 JP 6272116B2 JP 2014083096 A JP2014083096 A JP 2014083096A JP 2014083096 A JP2014083096 A JP 2014083096A JP 6272116 B2 JP6272116 B2 JP 6272116B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
image
image signal
subject
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014083096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015203774A (en
Inventor
嘉人 玉木
嘉人 玉木
福田 浩一
浩一 福田
洋 宮成
洋 宮成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014083096A priority Critical patent/JP6272116B2/en
Publication of JP2015203774A publication Critical patent/JP2015203774A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6272116B2 publication Critical patent/JP6272116B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は撮像装置及びその制御方法に関し、更に詳しくは、撮像面位相差検出方式のオートフォーカス制御を行う撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof, and more particularly to an imaging apparatus that performs autofocus control of an imaging plane phase difference detection method and a control method thereof.

従来より、マイクロレンズと複数の光電変換部の相対位置を偏位させた画素(焦点検出用画素)を2次元的に配置することで、異なる射出瞳を通過した光束を受光し、一対の像信号を取得することが可能な撮像素子が提案されている。そして、取得した一対の像信号の相対的な位置ずれを示す位相差に基づいてデフォーカス量を検出する位相差AFを行う技術がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, pixels (focus detection pixels) in which the relative positions of a microlens and a plurality of photoelectric conversion units are displaced are two-dimensionally arranged to receive a light beam that has passed through different exit pupils, and a pair of images An image sensor capable of acquiring a signal has been proposed. There is a technique for performing phase difference AF that detects a defocus amount based on a phase difference indicating a relative positional deviation between a pair of acquired image signals (see, for example, Patent Document 1).

また、特許文献2には、撮像装置が高解像モードと通常モードを有する撮像装置が開示されている。この撮像装置において、高解像モード時にはプログレッシブスキャンを行って全画素を順次読み出し、通常モードではインターレーススキャンを行って画素加算または画素間引きによってリアルタイムなビデオ信号を出力する。しかしながら、ローリング電子シャッターでは動画像撮影時の1フレームの蓄積時間は信号読み出し間隔となり、被写体の輝度に関わらず固定となってしまう。   Patent Document 2 discloses an imaging apparatus in which the imaging apparatus has a high resolution mode and a normal mode. In this imaging apparatus, progressive scanning is performed in the high resolution mode to sequentially read out all pixels, and in normal mode, interlace scanning is performed to output a real-time video signal by pixel addition or pixel thinning. However, in the rolling electronic shutter, the accumulation time of one frame at the time of moving image shooting is a signal reading interval, and is fixed regardless of the luminance of the subject.

そこで、特許文献3には、動画撮影時にCMOSセンサを次のように駆動制御する技術が開示されている。すなわち、動画撮影時に、少なくとも1行おきに画像信号を読み出す走査を複数回行うことにより、CMOSセンサから1画面分の画像信号を読み出すと共に、走査毎に異なる行を走査し、かつ走査毎に電荷蓄積時間が異なるように駆動制御する。   Therefore, Patent Document 3 discloses a technique for controlling the drive of a CMOS sensor as follows during moving image shooting. That is, at the time of moving image shooting, at least every other row is scanned a plurality of times to read an image signal, thereby reading out an image signal for one screen from the CMOS sensor, scanning a different row for each scan, and charging for each scan. The drive is controlled so that the accumulation times are different.

また、特許文献4には次のような技術が開示されている。すなわち、動画撮影において、静止画の撮影指示がされた場合に動画撮影時と画角が等しく、かつフレームレートが高い駆動方法で撮像素子を駆動して得られた画像データに基づいて静止画撮影用の焦点調節処理を行う。このようにすることで、動画記録の中断時間を最小限に抑えると共に静止画撮影用の焦点調節(AF)動作を短時間で完了させることができる。   Patent Document 4 discloses the following technique. In other words, in moving image shooting, when a still image shooting instruction is given, still image shooting is performed based on image data obtained by driving the image sensor with a driving method that has the same angle of view and high frame rate as during moving image shooting. The focus adjustment process is performed. By doing so, it is possible to minimize the interruption time of the moving image recording and complete the focus adjustment (AF) operation for still image shooting in a short time.

特開平04−267211号公報JP 04-267211 A 特開平07−298111号公報JP 07-298111 A 特開2006−33381号公報JP 2006-33381 A 特開2008−141236号公報JP 2008-141236 A

しかしながら、特許文献3では、動画時のダイナミックレンジを拡大する為にCMOSセンサを駆動制御しており、読み出された画像信号をAFには使用しない。また、特許文献4では、静止画撮影用の焦点調節処理で使用する画像データを取得する際、読み出し行を間引くことで焦点検出処理用画素データ取得のフレームレートを高速化している。しかしながら、更に時系列的に間引いて撮像クロックレートに合わせてコマ落ちさせている為、取得する画素データを減らすことのみで焦点検出処理を短時間で完了させることが困難である。更に特許文献4の焦点検出処理で使用するコマ落ちした画素データでは低輝度な被写体において焦点検出精度が低下するという課題がある。   However, in Patent Document 3, the CMOS sensor is driven and controlled in order to expand the dynamic range during moving images, and the read image signal is not used for AF. In Patent Document 4, when acquiring image data to be used in focus adjustment processing for still image shooting, the frame rate for acquiring pixel data for focus detection processing is increased by thinning out readout rows. However, since the frames are further thinned out in time series and dropped according to the imaging clock rate, it is difficult to complete the focus detection process in a short time only by reducing the acquired pixel data. Further, the pixel data with dropped frames used in the focus detection process of Patent Document 4 has a problem that the focus detection accuracy is lowered in a low-luminance subject.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、高フレームレートで画像信号を取得するとともに、焦点検出を高速化し、かつ低輝度な被写体に対しても高精度な焦点検出を行うことを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and obtains an image signal at a high frame rate, speeds up focus detection, and performs high-precision focus detection even for a low-luminance subject. Objective.

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体の光学像を形成する結像光学系を通過した被写体光をそれぞれ光電変換して画像信号を出力する複数の画素を含む撮像素子と、前記複数の画素を複数の領域に分割し、前記分割した複数の領域のうちの予め決められた複数の領域から、予め決められた周期で領域ごとに画像信号を読み出すように前記撮像素子を制御する制御手段と、前記周期で読み出された前記領域の画像信号に基づいて焦点状態を検出すると共に、前記被写体の輝度が予め決められた閾値より小さい場合に、複数の前記周期で得られた前記複数の領域の前記焦点状態を平均する検出手段と、前記被写体の輝度が前記閾値以上の場合に、前記周期で得られた焦点状態に基づいて前記周期で焦点調節を行い、前記被写体の輝度が前記閾値より小さい場合に、前記平均した焦点状態に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、前記周期で読み出された画像信号を表示用の画像に変換して表示手段に順次表示する表示制御手段とを有する。   In order to achieve the above object, an imaging device according to the present invention includes an imaging device including a plurality of pixels that photoelectrically convert subject light that has passed through an imaging optical system that forms an optical image of a subject and output an image signal. , Dividing the plurality of pixels into a plurality of regions, and reading the image signal for each region at a predetermined cycle from a plurality of predetermined regions among the plurality of divided regions. When the focus state is detected based on the control means for controlling and the image signal of the area read out in the cycle, and the luminance of the subject is smaller than a predetermined threshold, it is obtained in a plurality of the cycles. Detecting means for averaging the focus states of the plurality of regions; and when the luminance of the subject is equal to or higher than the threshold, focus adjustment is performed in the cycle based on the focus state obtained in the cycle; When the luminance is smaller than the threshold value, a focus adjustment unit that performs focus adjustment based on the averaged focus state, and an image signal read out in the cycle is converted into a display image and sequentially displayed on the display unit. Display control means.

本発明によれば、高フレームレートで画像信号を取得するとともに、焦点検出を高速化し、かつ低輝度な被写体に対しても高精度な焦点検出を行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to acquire an image signal at a high frame rate, increase the speed of focus detection, and perform focus detection with high accuracy even for a low-luminance subject.

本発明の実施形態に係る撮像システムの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an imaging system according to an embodiment of the present invention. 実施形態に係る撮像素子の焦点検出用画素の平面図と断面図。FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of focus detection pixels of the image sensor according to the embodiment. 第1の実施形態における被写体輝度に応じた焦点調節及び画像表示処理を示すフローチャート。6 is a flowchart showing focus adjustment and image display processing according to subject brightness in the first embodiment. 第1の実施形態における通常の読み出し動作及び高フレームレート読み出し動作を説明するためのタイミングチャート。6 is a timing chart for explaining a normal reading operation and a high frame rate reading operation in the first embodiment. 第1の実施形態における被写体輝度判定値が輝度閾値以上であると判定された場合における高フレームレート読み出し時に算出されるデフォーカス量を説明するための図。The figure for demonstrating the defocus amount calculated at the time of high-frame-rate reading when it determines with the to-be-photographed object brightness | luminance determination value in 1st Embodiment being more than a brightness | luminance threshold value. 第1の実施形態における被写体輝度判定値が輝度閾値未満であると判定された場合における高フレームレート読み出し時に算出されるデフォーカス量を説明するための図。The figure for demonstrating the defocus amount calculated at the time of high-frame-rate reading when it determines with the to-be-photographed object brightness | luminance determination value in 1st Embodiment being less than a brightness | luminance threshold value. 第1の実施形態における画像表示手順を説明するための図。The figure for demonstrating the image display procedure in 1st Embodiment. 第2の実施形態において高フレームレート読み出し時に算出されるデフォーカス量を説明するための図。The figure for demonstrating the amount of defocus calculated at the time of high frame rate reading in 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components exemplified in the present embodiment should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not limited to.

<第1の実施形態>
(全体構成)
図1は本発明の実施形態における撮像システムの一例であるデジタルスチルカメラの概略構成を示す図である。本実施形態における撮像システムは、主に、撮像素子を有するカメラ本体138と、別体の撮影レンズ137とで構成されており、カメラ本体138に対して撮影レンズ137が交換可能である。
<First Embodiment>
(overall structure)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a digital still camera which is an example of an imaging system according to an embodiment of the present invention. The imaging system according to the present embodiment mainly includes a camera main body 138 having an image sensor and a separate photographing lens 137, and the photographing lens 137 can be exchanged for the camera main body 138.

まず、撮影レンズ137の構成について説明する。第1レンズ群101は被写体の光学像を形成する結像光学系の先端に配置され、光軸方向に進退可能に保持される。絞り102は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う。第2レンズ群103は、絞り102と一体となって光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作との連動により、変倍作用(ズーム機能)を実現することができる。第3レンズ群105(フォーカスレンズ)は、光軸方向の進退により焦点調節を行う。   First, the configuration of the taking lens 137 will be described. The first lens group 101 is disposed at the tip of an imaging optical system that forms an optical image of a subject, and is held so as to be able to advance and retract in the optical axis direction. The diaphragm 102 adjusts the light amount at the time of photographing by adjusting the aperture diameter. The second lens group 103 moves forward and backward in the optical axis direction integrally with the stop 102, and can achieve a zooming function (zoom function) in conjunction with the forward and backward movement of the first lens group 101. The third lens group 105 (focus lens) performs focus adjustment by advancing and retreating in the optical axis direction.

ズームアクチュエータ111は、不図示のカム筒を回動することで、第1レンズ群101ないし第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行う。絞りアクチュエータ112は、絞り102の開口径を制御して撮影光量を調節する。フォーカスアクチュエータ114は、第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。   The zoom actuator 111 rotates the cam cylinder (not shown) to drive the first lens group 101 to the third lens group 105 back and forth in the optical axis direction, and performs a zooming operation. The aperture actuator 112 controls the aperture diameter of the aperture 102 to adjust the amount of photographing light. The focus actuator 114 adjusts the focus by driving the third lens group 105 back and forth in the optical axis direction.

カメラ通信回路136は、撮影レンズ137に関する情報をカメラ本体138に渡したり、カメラ本体138に関する情報を受け取ったりする。なお、撮影レンズ137に関する情報とは、ズーム状態、絞り状態、フォーカス状態、レンズ枠情報等である。カメラ通信回路136はカメラ本体138側に設けられたレンズ通信回路135にこれらの情報を渡す。   The camera communication circuit 136 passes information about the photographing lens 137 to the camera body 138 and receives information about the camera body 138. Note that the information regarding the photographing lens 137 includes a zoom state, a diaphragm state, a focus state, lens frame information, and the like. The camera communication circuit 136 passes these pieces of information to the lens communication circuit 135 provided on the camera body 138 side.

次に、カメラ本体138について説明する。光学的ローパスフィルタ106は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。撮像素子107は、少なくとも一部の画素が後述する構成を有する焦点検出用画素により構成されたCMOSセンサと、その周辺回路から構成されている。CMOSセンサを構成する各画素は、光を電荷に変換するフォトダイオード(PD)を有する。また、周辺回路にはPDで発生した電荷を後述する蓄積領域(フローティングディフュージョン:FD)に転送する転送スイッチや、電荷を一時的に蓄積しておく蓄積領域(FD)などがある。撮像素子107は、撮影レンズ137が結像する被写体像を電気信号として出力する。後述するように、本実施形態における撮像素子107は撮像面位相差AF用の像信号を生成可能である。また、本実施形態の撮像素子107は、マイクロレンズと複数の焦点検出用画素を設けた画素を用いて、撮像面位相差AF用の像信号を生成する構成を有するが、撮像面位相差AF用の像信号を生成可能であれば、他の構成であってもよい。また、1つのマイクロレンズに対応する複数の焦点検出用画素から出力された信号は、加算することで、記録用の画像を生成することも可能である。撮像素子107には、横方向m画素、縦方向n画素の複数画素上に、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、2次元単板カラーセンサが用いられる。   Next, the camera body 138 will be described. The optical low-pass filter 106 is an optical element for reducing false colors and moire in the captured image. The image sensor 107 is composed of a CMOS sensor composed of focus detection pixels, at least some of which are described later, and its peripheral circuits. Each pixel constituting the CMOS sensor has a photodiode (PD) that converts light into electric charge. In addition, the peripheral circuit includes a transfer switch that transfers charges generated in the PD to a storage area (floating diffusion: FD), which will be described later, and a storage area (FD) that temporarily stores charges. The image sensor 107 outputs a subject image formed by the photographing lens 137 as an electrical signal. As will be described later, the image sensor 107 in the present embodiment can generate an image signal for the imaging plane phase difference AF. The image sensor 107 of the present embodiment has a configuration for generating an image signal for imaging plane phase difference AF using a pixel provided with a microlens and a plurality of focus detection pixels. However, the imaging plane phase difference AF is used. Any other configuration may be used as long as an image signal can be generated. In addition, signals output from a plurality of focus detection pixels corresponding to one microlens can be added to generate a recording image. As the image sensor 107, a two-dimensional single-plate color sensor in which a Bayer array primary color mosaic filter is formed on-chip on a plurality of pixels of m pixels in the horizontal direction and n pixels in the vertical direction is used.

シャッターユニット139は、静止画撮影時の露光時間制御を行う。シャッターアクチュエータ140は、シャッターユニット139を動かし、シャッター駆動回路145は、シャッターアクチュエータ140を駆動する。   The shutter unit 139 performs exposure time control during still image shooting. The shutter actuator 140 moves the shutter unit 139, and the shutter drive circuit 145 drives the shutter actuator 140.

カメラ本体138の種々の制御を司るカメラ内CPU121は、演算部、ROM、RAM、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。CPU121は、ROMに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、AF、撮影、画像処理と記録等の一連の動作を実行する。また、CPU121では、被写体輝度検出、画像表示制御、焦点検出及び各種制御に関する演算処理が行われる。   The in-camera CPU 121 that performs various controls of the camera body 138 includes a calculation unit, a ROM, a RAM, an A / D converter, a D / A converter, a communication interface circuit, and the like. The CPU 121 drives various circuits included in the camera based on a predetermined program stored in the ROM, and executes a series of operations such as AF, photographing, image processing, and recording. Further, the CPU 121 performs arithmetic processing related to subject luminance detection, image display control, focus detection, and various controls.

撮像素子駆動回路124は、撮像素子107の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をA/D変換してCPU121に送信する。画像処理回路125は、撮像素子107が取得した画像のγ変換、カラー補間、JPEG圧縮等の処理を行う。   The image sensor driving circuit 124 controls the image capturing operation of the image sensor 107, A / D converts the acquired image signal, and transmits it to the CPU 121. The image processing circuit 125 performs processing such as γ conversion, color interpolation, and JPEG compression of the image acquired by the image sensor 107.

フォーカス駆動回路126は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ114を駆動制御し、第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。絞り駆動回路128は、絞りアクチュエータ112を駆動制御して絞り102の開口を制御する。ズーム駆動回路129は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ111を駆動する。   The focus drive circuit 126 controls the focus actuator 114 based on the focus detection result, and adjusts the focus by driving the third lens group 105 back and forth in the optical axis direction. The aperture drive circuit 128 controls the aperture of the aperture 102 by drivingly controlling the aperture actuator 112. The zoom drive circuit 129 drives the zoom actuator 111 according to the zoom operation of the photographer.

LCD等の表示器131は、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。操作スイッチ群132は、電源スイッチ、レリーズ(撮影トリガ)スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ、動画/LVスイッチ等で構成される。着脱可能なフラッシュメモリ133は、撮影済み画像を記録する。   A display 131 such as an LCD displays information on the shooting mode of the camera, a preview image before shooting and a confirmation image after shooting, a focus state display image at the time of focus detection, and the like. The operation switch group 132 includes a power switch, a release (shooting trigger) switch, a zoom operation switch, a shooting mode selection switch, a moving image / LV switch, and the like. The detachable flash memory 133 records captured images.

レンズ通信回路135は、撮影レンズ137内のカメラ通信回路136と通信を行う。カメラ内メモリ144は、CPU121で行う演算に必要な各種データが保存されている。   The lens communication circuit 135 communicates with the camera communication circuit 136 in the photographing lens 137. The in-camera memory 144 stores various data necessary for calculations performed by the CPU 121.

撮影時の被写体照明用電子フラッシュ115は、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適だが、連続発光するLEDを備えた照明装置を用いても良い。AF補助光発光部116は、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。   The electronic flash 115 for illuminating the subject is preferably a flash illumination device using a xenon tube, but an illumination device including an LED that emits light continuously may be used. The AF auxiliary light emitting unit 116 projects a mask image having a predetermined opening pattern onto the object field via the projection lens, and improves the focus detection capability for a dark subject or a low-contrast subject.

電子フラッシュ制御回路122は、撮影動作に同期して電子フラッシュ115を点灯制御する。補助光駆動回路123は、焦点検出動作に同期してAF補助光発光部116を点灯制御する。   The electronic flash control circuit 122 controls lighting of the electronic flash 115 in synchronization with the photographing operation. The auxiliary light driving circuit 123 controls the lighting of the AF auxiliary light emitting unit 116 in synchronization with the focus detection operation.

(焦点検出画素の構成)
図2は、本第1の実施形態における撮像素子107を構成する焦点検出用画素の構成を示す図である。図2(a)は2行×2列の焦点検出用画素の平面図である。本実施形態においては、2行×2列の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置した、ベイヤー配列が採用されている。そして、このベイヤー配列の間に、焦点検出用画素が分散配置されている。なお、図2は、R、G、Bすべての画素が焦点検出用画素である場合を示している。
(Configuration of focus detection pixel)
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the focus detection pixels constituting the image sensor 107 in the first embodiment. FIG. 2A is a plan view of focus detection pixels of 2 rows × 2 columns. In the present embodiment, out of 4 pixels of 2 rows × 2 columns, pixels having G (green) spectral sensitivity are arranged in 2 diagonal pixels, and R (red) and B (blue) are arranged in the other 2 pixels. A Bayer arrangement in which one pixel each having a spectral sensitivity of 1 is arranged is employed. The focus detection pixels are distributed and arranged in the Bayer array. FIG. 2 shows a case where all the R, G, and B pixels are focus detection pixels.

図2(a)におけるA−A断面図と、各焦点検出用画素の受光領域と撮影レンズ137の射出瞳との関係を図2(b)に示す。焦点検出用画素は、画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズML、R(赤色)のカラーフィルタCFまたはG(緑色)のカラーフィルタCF、コンタクトレイヤーCLを有する。コンタクトレイヤーCLは、撮像素子107内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。なお、不図示ではあるが、Bの画素の場合には、B(青色)のカラーフィルタCFが配置される。撮影レンズ137の射出瞳をTLで模式的に表している。 FIG. 2B shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A and the relationship between the light receiving area of each focus detection pixel and the exit pupil of the photographing lens 137. Focus detection pixel has a color filter CF G, a contact layer CL of disposed in the top on-chip microlens ML, a color of R (red) filter CF R or G (green) pixel. The contact layer CL is a wiring layer for forming signal lines for transmitting various signals in the image sensor 107. Although not shown, in the case of the B pixel, a B (blue) color filter CF B is arranged. The exit pupil of the photographic lens 137 is schematically represented by TL.

また、各焦点検出用画素に含まれる2つの光電変換素子をPDA及びPDBとして模式的に示している。光電変換素子PDAはマイクロレンズMLの中心に対して−x側にあるため、撮影レンズ137射出瞳TLの+x側の射出瞳領域EPDAを通過した被写体光を受光する。同様に、光電変換素子PDBはマイクロレンズMLの中心の+x側向にあるため、射出瞳TLの−x側の射出瞳領域EPDBを通過した被写体光を受光する。 In addition, two photoelectric conversion elements included in each focus detection pixel are schematically shown as PDA and PDB. Since the photoelectric conversion element PDA is in the -x side relative to the center of the microlens ML, it receives an object light that has passed through an exit pupil region EP DA of + x side of the taking lens 137 exit pupil TL. Similarly, the photoelectric conversion element PDB is due to the + x side toward the center of the microlens ML, receives an object light that has passed through an exit pupil region EP DB of -x side of the exit pupil TL.

以上のような構成を有する焦点検出用画素をx方向に規則的に配列し、これらの画素群の光電変換素子PDAから取得した被写体像をA像、光電変換素子PDBから取得した被写体像をB像とする。そして、取得したA像とB像の位相差を検出することで、x方向に輝度分布を有する被写体像の焦点状態を示す焦点ずれ量(デフォーカス量)を検出することができる。これに基づいて、撮影レンズ137のレンズ位置を調節する。なお、撮像用画素の間に、焦点検出用画素を離散的に配置する技術や、この焦点検出用画素を用いて焦点検出を行う技術は、特開2000−20961号公報等で開示されている公知の技術であるため、説明は省略する。   The focus detection pixels having the above-described configuration are regularly arranged in the x direction, the subject image acquired from the photoelectric conversion element PDA of these pixel groups is an A image, and the subject image acquired from the photoelectric conversion element PDB is B It is an image. Then, by detecting the phase difference between the acquired A image and B image, it is possible to detect a defocus amount (defocus amount) indicating a focus state of a subject image having a luminance distribution in the x direction. Based on this, the lens position of the taking lens 137 is adjusted. A technique for discretely arranging focus detection pixels between imaging pixels and a technique for performing focus detection using the focus detection pixels are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-20961. Since this is a known technique, the description thereof is omitted.

なお、図2に示す画素では、撮影画面のx方向に輝度分布を有した被写体、例えばy方向の線(縦線)に対しては焦点検出可能だが、y方向に輝度分布を有するx方向の線(横線)は焦点検出不能である。そのため、後者についても焦点検出できるよう、撮影レンズのy方向にも瞳分割を行う画素を備えてもよい。   In the pixel shown in FIG. 2, focus detection is possible for an object having a luminance distribution in the x direction on the shooting screen, for example, a line (vertical line) in the y direction, but in an x direction having a luminance distribution in the y direction. The line (horizontal line) cannot detect the focus. Therefore, a pixel that performs pupil division may also be provided in the y direction of the photographic lens so that the latter can be detected in focus.

(AF制御フロー)
次に、本第1の実施形態におけるライブビュー時のフレームレート(周期)の高速化と、被写体輝度に応じてデフォーカス量や表示画像を切り替える動作について、図3のフローチャートを用いて説明する。
(AF control flow)
Next, an operation for increasing the frame rate (cycle) during live view and switching the defocus amount and the display image according to the subject luminance in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

図3に示す処理は撮像システムの電源オンと共にスタートし、S1では、レンズ通信回路135を介して撮影レンズ137内のカメラ通信回路136とレンズ通信を行う。レンズ通信により撮影レンズ137の動作確認を行い、撮影レンズ137内のメモリ内容や実行プログラムの初期化を行うと共に、準備動作を実行させる。また、焦点検出や撮像に必要なレンズの諸特性データを取得し、カメラ内メモリ144に保存する。動作が完了するとS2へと進む。   The processing shown in FIG. 3 starts when the imaging system is turned on. In S1, lens communication is performed with the camera communication circuit 136 in the photographing lens 137 via the lens communication circuit 135. The operation of the photographic lens 137 is confirmed through lens communication, the memory contents in the photographic lens 137 and the execution program are initialized, and a preparatory operation is executed. Further, lens characteristic data necessary for focus detection and imaging is acquired and stored in the in-camera memory 144. When the operation is completed, the process proceeds to S2.

S2では、操作スイッチ群132のうち、撮影者によって動画/LV(ライブビュー)スイッチが押されたか否かを判別し、押されていなければS2にて撮影待機状態を維持する。S2で動画/LVスイッチが押されるとS3に移行する。   In S2, it is determined whether or not the video / LV (live view) switch is pressed by the photographer in the operation switch group 132. If not, the shooting standby state is maintained in S2. When the moving image / LV switch is pressed in S2, the process proceeds to S3.

S3では、撮影画面内の主被写体を検出して主被写体輝度を検出し、被写体輝度判定値として保持する。ここで撮影画面内の主被写体を検出する方法としては、例えば、顔検出がある。なお顔検出処理は、例えば、特開平6−259534等に記載されているような顔検出手法をはじめとして様々な手法があるが、公知の技術であるため説明は省略する。   In S3, the main subject brightness is detected by detecting the main subject in the shooting screen, and is held as a subject brightness determination value. Here, as a method for detecting the main subject in the shooting screen, for example, there is face detection. There are various face detection processes including a face detection technique described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-259534, but the description thereof is omitted because it is a known technique.

S4では、撮像素子107を露光して、間引きして読み出す。ここで本第1の実施形態では、間引きにより読み出す行をフレーム毎に変更する。ここで、本第1の実施形態におけるスリットローリングシャッター方式による高フレームレート読み出しについて図4を用いて説明する。   In S4, the image sensor 107 is exposed, thinned and read. Here, in the first embodiment, the row to be read by thinning is changed for each frame. Here, high frame rate readout by the slit rolling shutter system in the first embodiment will be described with reference to FIG.

図4は第1の実施形態における撮像素子107の行毎の動作を時間軸で表したものである。図4(a)は通常の読み出し動作を表しており、図4(b)は本第1の実施形態における高フレームレート読み出し動作を表している。   FIG. 4 shows the operation for each row of the image sensor 107 in the first embodiment on the time axis. FIG. 4A shows a normal reading operation, and FIG. 4B shows a high frame rate reading operation in the first embodiment.

図4(a)に示す通常の読み出し動作では、Startのタイミングで撮影開始指示がなされると、PDとFDの一括リセットが行われた後、撮影動作が開始される。そして、図4(a)の画面上部から画面下部への斜線が読み出し動作を表しており、順次、画像信号が読み出される。tは電荷蓄積時間である。   In the normal reading operation shown in FIG. 4A, when a shooting start instruction is given at the Start timing, the shooting operation is started after the PD and FD are collectively reset. Then, the diagonal lines from the upper part of the screen to the lower part of the screen in FIG. t is the charge accumulation time.

一方、図4(b)に示す高フレームレート読み出し動作では、図4(a)に示す通常の読み出し動作と比較して、フレームレートを2倍(電荷蓄積時間を半分)にするとともに、読み出す行とスキップする行とが、フレーム毎に異なっている。以下、奇数フレームにおいて間引きして読み出された信号を第1画像信号I1、偶数フレームにおいて間引きして読み出された信号を第2画像信号I2と呼ぶ。すなわち、第1画像信号I1と第2画像信号I2は、フレーム毎に交互に読み出される。このとき、間引かれる行に対しても図4(b)のStartのタイミングで、通常の読み出し動作と同様にPDとFDのリセット動作を行うが、読み出し動作は行わない。図4(b)では、第(fn)フレームで読み出される第1画像信号I1をI1(fn)といったように表している。また、第(fn+1)フレームで読み出される第2画像信号I2をI2(fn+1)、第(tn+2)フレームで読み出される第1画像信号I1をI1(tn+2)といったように表している。また、奇数フレームで読み出す行に含まれる画素を第1画素群と呼び、偶数フレームで読み出す行に含まれる画素を第2画素群と呼ぶ。   On the other hand, in the high frame rate read operation shown in FIG. 4B, the frame rate is doubled (the charge accumulation time is halved) and the read row is compared with the normal read operation shown in FIG. And the line to skip are different for each frame. Hereinafter, a signal read out by thinning out an odd frame is called a first image signal I1, and a signal read out by thinning out an even frame is called a second image signal I2. That is, the first image signal I1 and the second image signal I2 are alternately read for each frame. At this time, PD and FD reset operations are performed on the thinned-out rows at the start timing shown in FIG. 4B as in the normal read operation, but the read operation is not performed. In FIG. 4B, the first image signal I1 read in the (fn) th frame is represented as I1 (fn). Further, the second image signal I2 read in the (fn + 1) frame is I2 (fn + 1), the first image signal I1 read in the (tn + 2) frame is I1 (tn + 2), and so on. Represents. In addition, pixels included in a row read in an odd frame are called a first pixel group, and pixels included in a row read in an even frame are called a second pixel group.

このように、各フレームで読み出す行数を、通常読み出し動作時の半分とすることで、高フレームレートで画像信号を取得することができる。そのため、電荷蓄積時間は通常読み出しにおける電荷蓄積時間tの半分のt/2に短縮される。   As described above, by setting the number of rows read in each frame to half that in the normal read operation, an image signal can be acquired at a high frame rate. Therefore, the charge accumulation time is shortened to t / 2 which is half of the charge accumulation time t in normal reading.

S4において上述したようにして第1画像信号I1または第2画像信号I2のいずれか一方を読み出すと、S5では、読み出した第1画像信号I1または第2画像信号I2を用いて位相差検出方式のAFを行う。本実施形態の撮像素子107は、焦点検出用画素を含んでいるため、第1画素群または第2画素群に含まれる焦点検出用画素から読み出された第1画像信号I1または第2画像信号I2からA像とB像を生成し、A像とB像の位相差を求めることができる。そして、求めた位相差に基づいてデフォーカス量を検出する。   When one of the first image signal I1 and the second image signal I2 is read in S4 as described above, in S5, the phase difference detection method is used using the read first image signal I1 or second image signal I2. Perform AF. Since the image sensor 107 of the present embodiment includes focus detection pixels, the first image signal I1 or the second image signal read from the focus detection pixels included in the first pixel group or the second pixel group. An A image and a B image are generated from I2, and a phase difference between the A image and the B image can be obtained. Then, the defocus amount is detected based on the obtained phase difference.

S5の処理が完了すると、S6へと進み、S3で検出された被写体輝度判定値と輝度閾値とを比較する。被写体輝度判定値が輝度閾値以上と判定された場合には、撮影画面内の被写体輝度は十分であると判断してS7へ進む。また被写体輝度判定値が輝度閾値よりも小さいと判定された場合には、撮影画面内の被写体輝度が十分ではない低輝度被写体であると判断してS8へ進む。   When the process of S5 is completed, the process proceeds to S6, where the subject brightness determination value detected in S3 is compared with the brightness threshold. If it is determined that the subject brightness determination value is equal to or greater than the brightness threshold value, it is determined that the subject brightness in the shooting screen is sufficient, and the process proceeds to S7. If it is determined that the subject brightness determination value is smaller than the brightness threshold value, it is determined that the subject brightness is not sufficient in the shooting screen and the process proceeds to S8.

ここで、S6で被写体輝度が輝度閾値以上と判定された場合に、S7で行う焦点調節処理について、図5を用いて説明する。以下、第(fn)フレームで読み出される第1画像信号I1(fn)に基づいて検出されたデフォーカス量を第1のデフォーカス量Def1(fn)と表す。また、第(fn+1)フレームで読み出される第2画像信号I2(fn+1)に基づいて検出されたデフォーカス量を第2のデフォーカス量Def2(fn+1)と表す。以下同様に、デフォーカス量Defの後に、第1画像信号I1または第2画像信号I2のいずれに基づいて検出したか、及び、第何番目のフレームであるかを記す。   Here, the focus adjustment process performed in S7 when the subject brightness is determined to be equal to or greater than the brightness threshold value in S6 will be described with reference to FIG. Hereinafter, the defocus amount detected based on the first image signal I1 (fn) read in the (fn) th frame is represented as a first defocus amount Def1 (fn). Further, the defocus amount detected based on the second image signal I2 (fn + 1) read in the (fn + 1) th frame is represented as a second defocus amount Def2 (fn + 1). In the same manner, after the defocus amount Def, the detection based on the first image signal I1 or the second image signal I2 and the number of the first frame are described.

まず、CPU121は、S1で取得したレンズの諸特性データを用いて、S5で検出した第1のデフォーカス量Def1または第2のデフォーカス量Def2から、フォーカスレンズ駆動量を算出する。そして、CPU121は、算出したフォーカスレンズ駆動量に基づいて、フォーカスアクチュエータ114を介して第3レンズ群105を駆動させて焦点調節を行う。従って、第1のデフォーカス量Def1に基づいた焦点調節と第2のデフォーカス量Def2に基づいた焦点調節が時系列的に交互に行われる。そして動作が完了するとS9へと進む。   First, the CPU 121 calculates the focus lens drive amount from the first defocus amount Def1 or the second defocus amount Def2 detected in S5, using the lens characteristic data acquired in S1. Then, the CPU 121 performs focus adjustment by driving the third lens group 105 via the focus actuator 114 based on the calculated focus lens drive amount. Accordingly, the focus adjustment based on the first defocus amount Def1 and the focus adjustment based on the second defocus amount Def2 are alternately performed in time series. When the operation is completed, the process proceeds to S9.

一方、S6で被写体輝度が輝度閾値よりも小さいと判定された場合に、S8で行う焦点調節処理について、図6を用いて説明する。図6において、第1のデフォーカス量Def1(fn)と第2のデフォーカス量Def2(fn+1)との平均デフォーカス量を、平均デフォーカス量Def´(fn+1)といったように表す。まず図6の第1のデフォーカス量Def1(fn)と第2のデフォーカス量Def2(fn+1)から平均デフォーカス量Def´(fn+1)を算出する。   On the other hand, the focus adjustment process performed in S8 when it is determined in S6 that the subject brightness is smaller than the brightness threshold will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the average defocus amount of the first defocus amount Def1 (fn) and the second defocus amount Def2 (fn + 1) is expressed as an average defocus amount Def ′ (fn + 1). . First, an average defocus amount Def ′ (fn + 1) is calculated from the first defocus amount Def1 (fn) and the second defocus amount Def2 (fn + 1) in FIG.

なお、図6に示す例では、2フレームおきに2フレーム分の第1のデフォーカス量Def1及び第2のデフォーカス量Def2とを用いて焦点調節を行う。しかしながら、本発明はこれに限るものでは無い。各フレームで求めた第1のデフォーカス量Def1または第2のデフォーカス量Def2と、1フレーム前に求めた第2のデフォーカス量Def2または第1のデフォーカス量Def1とから、フレーム毎に平均デフォーカス量Def´(fn+1)を算出してもよい。この場合、フレーム毎の焦点調節が可能となる。   In the example illustrated in FIG. 6, focus adjustment is performed using the first defocus amount Def1 and the second defocus amount Def2 for two frames every two frames. However, the present invention is not limited to this. An average for each frame from the first defocus amount Def1 or the second defocus amount Def2 obtained in each frame and the second defocus amount Def2 or the first defocus amount Def1 obtained one frame before. The defocus amount Def ′ (fn + 1) may be calculated. In this case, it is possible to adjust the focus for each frame.

次にS1で取得したレンズの諸特性データを用いて、算出した平均デフォーカス量Def´からフォーカスレンズ駆動量を算出する。そして、CPU121は、算出したフォーカスレンズ駆動量に基づいてフォーカスアクチュエータ114を介して第3レンズ群105を駆動させて焦点調節を行う。動作が完了するとS9へと進む。   Next, the focus lens drive amount is calculated from the calculated average defocus amount Def ′ using the lens characteristic data acquired in S1. Then, the CPU 121 performs focus adjustment by driving the third lens group 105 via the focus actuator 114 based on the calculated focus lens drive amount. When the operation is completed, the process proceeds to S9.

S9では、S4で取得した第1画像信号I1または第2画像信号I2から、表示用の画像を生成して順次表示を行う。この表示方法について図7を用いて説明する。上述したように、本実施形態における焦点検出用画素はそれぞれ2つの光電変換素子PDA、PDBを含み、独立に信号を出力する。従って、撮影画像を得るために、第(fn)フレームでは、第1画像信号I1(fn)のうち、各焦点検出用画素の2つの光電変換素子PDA、PDBから出力された2つの信号を画素単位で加算して、表示用の信号を生成する。このようにして、第(fn)フレームで第1画像信号I1から生成された表示用の信号を撮影画像P1(fn)と表す。同様に、第(fn+1)フレームで第2画像信号I2から生成された表示用の信号を撮影画像P2(fn+1)と表す。   In S9, an image for display is generated from the first image signal I1 or the second image signal I2 acquired in S4 and sequentially displayed. This display method will be described with reference to FIG. As described above, the focus detection pixels in the present embodiment each include two photoelectric conversion elements PDA and PDB, and independently output signals. Therefore, in order to obtain a captured image, in the (fn) th frame, two signals output from the two photoelectric conversion elements PDA and PDB of each focus detection pixel in the first image signal I1 (fn) are converted into pixels. A signal for display is generated by adding in units. In this way, a display signal generated from the first image signal I1 in the (fn) th frame is represented as a captured image P1 (fn). Similarly, a display signal generated from the second image signal I2 in the (fn + 1) th frame is represented as a captured image P2 (fn + 1).

第1画像信号I1と第2画像信号I2は時系列的に高フレームレートで交互に取得される画像信号である。これらの画像信号から生成された撮影画像P1(fn)、P2(tn+1)、P1(fn+2)、P2(fn+3)...を高フレームレートで交互に表示するため、画面のちらつきがなく、滑らかな動画表示が可能となる。動作が完了するとS10へと進む。   The first image signal I1 and the second image signal I2 are image signals obtained alternately at a high frame rate in time series. Captured images P1 (fn), P2 (tn + 1), P1 (fn + 2), P2 (fn + 3). . . Are alternately displayed at a high frame rate, so that there is no flickering on the screen and smooth video display is possible. When the operation is completed, the process proceeds to S10.

S10では、一連の焦点検出、焦点調節、画像記録・表示を行った後に撮影者によって動画/LVスイッチが再び押されたか否か、もしくはライブビュー(LV)撮影指示がされたか否かを判別する。指示されていなければS3に移行して動画/LV撮影を継続する。一方でS11で動画/LVスイッチが押されると、動画・LV撮影を終了する。以上のようにして、一連の焦点検出フローが終了する。   In S10, it is determined whether or not the video / LV switch has been pressed again by the photographer after a series of focus detection, focus adjustment, and image recording / display, or whether a live view (LV) shooting instruction has been issued. . If not instructed, the process proceeds to S3 to continue moving image / LV shooting. On the other hand, when the moving image / LV switch is pressed in S11, the moving image / LV shooting ends. As described above, a series of focus detection flows is completed.

上記の通り本第1の実施形態によれば、フレーム毎に間引き読み出し行を変更して高フレームレートで画像信号を取得し、焦点検出を高速化することができる。また、撮影画面内の主被写体輝度に応じて、デフォーカス量の算出方法を切り替えることができる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to change the thinning-out readout line for each frame, acquire an image signal at a high frame rate, and speed up focus detection. In addition, the defocus amount calculation method can be switched according to the main subject luminance in the shooting screen.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、電荷の蓄積時間及び読み出しに関する制御が、上述した第1の実施形態と異なる。図8は、第2の実施形態における電荷の蓄積及び読み出し制御を示す図である。第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様に、フレーム毎に、第1画素群と第2画素群とを交互に読み出す。だたし、第2の実施形態においては、第1画素群と第2画素群を走査する際、所定の時間間隔Δtだけ電荷蓄積時間を重複させて読み出しを行う。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment described above in terms of control relating to charge accumulation time and readout. FIG. 8 is a diagram illustrating charge accumulation and readout control in the second embodiment. Also in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the first pixel group and the second pixel group are alternately read for each frame. However, in the second embodiment, when scanning the first pixel group and the second pixel group, reading is performed with the charge accumulation time overlapping by a predetermined time interval Δt.

第2の実施形態における焦点調節及びライブビュー表示処理は、基本的に図3のフローチャートに示す手順と同じであるが、S7及びS8における処理の詳細が異なるため、以下、図8を用いて説明する。   The focus adjustment and live view display processing in the second embodiment is basically the same as the procedure shown in the flowchart of FIG. 3, but the details of the processing in S7 and S8 are different. To do.

図8において、図6と同様の信号には同じ参照番号を付している。図8において、第2の実施形態で第(fn)フレームで読み出される画像信号を第1画像信号I1´(fn)、第(fn+1)フレームで読み出される画像信号を第2画像信号I2´(fn+1)といったように表す。また、Δtは所定の時間間隔である。第2の実施形態ではCPU121は第1画像信号I1´と第2画像信号I2´を取得する際、所定の時間間隔Δtだけ電荷蓄積時間を一部重複させて読み出しを行う。このようにして得られた第1画像信号I1´(fn)と第2画像信号I2´(fn+1)から、第1のデフォーカス量Def1(fn)と第2のデフォーカス量Def2(fn+1)とを検出する。そして、S6で判定された結果を受けて、S7及びS8でデフォーカス量を決定して焦点調節を行う。なお、デフォーカス量の決定方法については上述した第1の実施形態と同様である。   In FIG. 8, signals similar to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 8, in the second embodiment, the image signal read in the (fn) frame is the first image signal I1 ′ (fn), and the image signal read in the (fn + 1) frame is the second image signal I2 ′. It is expressed as (fn + 1). Δt is a predetermined time interval. In the second embodiment, when the CPU 121 acquires the first image signal I1 ′ and the second image signal I2 ′, the CPU 121 performs reading by partially overlapping the charge accumulation time by a predetermined time interval Δt. From the first image signal I1 ′ (fn) and the second image signal I2 ′ (fn + 1) obtained in this way, the first defocus amount Def1 (fn) and the second defocus amount Def2 (fn). +1) is detected. Then, in response to the result determined in S6, the defocus amount is determined in S7 and S8, and the focus is adjusted. The defocus amount determination method is the same as in the first embodiment described above.

上記の通り第2の実施形態によれば、フレーム毎に間引き読み出し行を変更して高フレームレートで画像信号を取得し焦点検出を高速化することができる。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to speed up focus detection by changing the thinning-out readout row for each frame to acquire an image signal at a high frame rate.

また、撮影画面内の主被写体輝度に応じたデフォーカス量を算出し、切り替えることができる。   Further, it is possible to calculate and switch the defocus amount according to the main subject brightness in the shooting screen.

さらに、所定の時間間隔だけ重複させるように読み出しを行うことで主被写体輝度が輝度閾値よりも低い場合においても高精度な焦点検出を行うことができる。   Furthermore, by performing readout so as to overlap only a predetermined time interval, highly accurate focus detection can be performed even when the main subject luminance is lower than the luminance threshold.

なお、上述した第1及び第2の実施形態では相関演算に位相差方式を用いたが、他の方法を用いたとしても同様の結果を得ることができる。   In the first and second embodiments described above, the phase difference method is used for the correlation calculation. However, similar results can be obtained even if other methods are used.

また、上述した例では、奇数フレームと偶数フレームで1行おきに画像信号を交互に読み出す場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、3フレーム以上かけて撮像素子107を間引き読み出ししてもよく、その場合、被写体輝度が輝度閾値よりも小さければ、必要なフレーム数おきに焦点調節を行ってもよい。また、表示器131の画素数によっては、間引く行を多くしても良く、例えば、4行毎に2行を奇数フレームと偶数フレームで交互に読み出すようにしてもよい。また、撮像素子107の画素がすべて水平方向に分割された焦点検出用画素で構成される場合、奇数フレームと偶数フレームとで異なる複数の行の画像信号を加算して読み出すようにしても良い。また、例えば、8行毎に、1、2行目を加算して奇数フレームで読み出し、3、4行目を加算して偶数フレームで読み出し、5〜8行目を読み出さないようにするなど、加算し加算読み出しと、間引き読み出しとを両方行ってもよい。   In the above-described example, the case where the image signal is alternately read every other row in the odd-numbered frame and the even-numbered frame has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the image sensor 107 may be thinned and read over three frames or more. In that case, if the subject luminance is smaller than the luminance threshold, focus adjustment may be performed every necessary number of frames. Further, depending on the number of pixels of the display 131, the number of thinned rows may be increased. For example, every four rows, two rows may be alternately read in odd frames and even frames. Further, when the pixels of the image sensor 107 are all composed of focus detection pixels divided in the horizontal direction, a plurality of rows of image signals different in odd frames and even frames may be added and read out. Also, for example, every 8 rows, the first and second rows are added and read in odd frames, the third and fourth rows are added and read in even frames, and the fifth to eighth rows are not read. Both addition and addition reading and thinning-out reading may be performed.

107:撮像素子、114:フォーカスアクチュエータ、121:CPU、124:撮像素子駆動回路、125:画像処理回路、126:フォーカス駆動回路、131:表示器、132:操作スイッチ群、307:撮影レンズ   107: Image sensor, 114: Focus actuator, 121: CPU, 124: Image sensor drive circuit, 125: Image processing circuit, 126: Focus drive circuit, 131: Display, 132: Operation switch group, 307: Shooting lens

Claims (9)

被写体の光学像を形成する結像光学系を通過した被写体光をそれぞれ光電変換して画像信号を出力する複数の画素を含む撮像素子と、
前記複数の画素を複数の領域に分割し、前記分割した複数の領域のうちの予め決められた複数の領域から、予め決められた周期で領域ごとに画像信号を読み出すように前記撮像素子を制御する制御手段と、
前記周期で読み出された前記領域の画像信号に基づいて焦点状態を検出すると共に、前記被写体の輝度が予め決められた閾値より小さい場合に、複数の前記周期で得られた前記複数の領域の前記焦点状態を平均する検出手段と、
前記被写体の輝度が前記閾値以上の場合に、前記周期で得られた焦点状態に基づいて前記周期で焦点調節を行い、前記被写体の輝度が前記閾値より小さい場合に、前記平均した焦点状態に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記周期で読み出された画像信号を表示用の画像に変換して表示手段に順次表示する表示制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging device including a plurality of pixels that photoelectrically convert subject light that has passed through an imaging optical system that forms an optical image of the subject and output an image signal;
The plurality of pixels are divided into a plurality of regions, and the image sensor is controlled so as to read image signals for each region at a predetermined cycle from a plurality of predetermined regions among the plurality of divided regions. Control means to
When the focus state is detected based on the image signal of the area read out in the period and the luminance of the subject is smaller than a predetermined threshold value, the plurality of areas obtained in the plurality of periods are detected. Detecting means for averaging the focus state;
When the luminance of the subject is equal to or higher than the threshold, focus adjustment is performed in the cycle based on the focus state obtained in the cycle. When the luminance of the subject is lower than the threshold, the focus is adjusted based on the average focus state. Focus adjusting means for adjusting the focus,
An image pickup apparatus comprising: a display control unit that converts the image signal read at the cycle into a display image and sequentially displays the image signal on a display unit.
前記撮像素子は、前記結像光学系の異なる瞳領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換して、複数の画像信号を出力する焦点検出用画素を含み、
前記検出手段は、前記周期で読み出された前記領域に含まれる焦点検出用画素の画像信号に基づいて焦点状態を検出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The imaging device includes focus detection pixels that photoelectrically convert subject light that has passed through different pupil regions of the imaging optical system and output a plurality of image signals,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects a focus state based on an image signal of a focus detection pixel included in the region read out in the cycle.
前記制御手段は、前記複数の領域それぞれの電荷蓄積時間が、前記周期となるように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the charge accumulation time of each of the plurality of regions to be the cycle. 前記制御手段は、読み出しを行う領域の電荷蓄積時間と、次に読み出しを行う領域の電荷蓄積時間とが一部重複するように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。   3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so that a charge accumulation time of a region where reading is performed and a charge accumulation time of a region where reading is performed next partially overlap. . 前記複数の領域は、互いに異なる複数の行の画素からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。   5. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the plurality of regions include pixels in a plurality of different rows. 前記複数の領域は、1行おきの画素からなる第1の領域と、前記第1の領域に含まれない1行おきの画素からなる第2の領域とから構成され、前記検出手段は、前記被写体の輝度が前記閾値より小さい場合に、前記第1の領域の画像信号から得られた焦点状態と前記第2の領域の画像信号から得られた焦点状態とを平均することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。   The plurality of regions include a first region composed of every other row of pixels and a second region composed of every other row of pixels not included in the first region. The focus state obtained from the image signal of the first region and the focus state obtained from the image signal of the second region are averaged when the luminance of the subject is smaller than the threshold value. Item 6. The imaging device according to Item 5. ライブビューまたは動画の撮影を行う場合に、前記制御手段、前記検出手段、前記焦点調節手段による制御及び処理を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein control and processing are performed by the control unit, the detection unit, and the focus adjustment unit when shooting live view or a moving image. 前記撮像素子はCMOSセンサであって、前記制御手段は、スリットローリングシャッター方式により前記CMOSセンサを駆動制御する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。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging device is a CMOS sensor, and the control unit drives and controls the CMOS sensor by a slit rolling shutter system. 被写体の光学像を形成する結像光学系を通過した被写体光をそれぞれ光電変換して画像信号を出力する撮像素子を有する複数の画素を含む撮像装置の制御方法であって、
読み出し手段が、前記複数の画素を複数の領域に分割し、前記分割した複数の領域のうちの予め決められた複数の領域から、予め決められた周期で領域ごとに画像信号を読み出す読み出し工程と、
検出手段が、前記周期で読み出された前記領域の画像信号に基づいて焦点状態を検出すると共に、前記被写体の輝度が予め決められた閾値より小さい場合に、複数の前記周期で得られた前記複数の領域の前記焦点状態を平均する検出工程と、
焦点調節手段が、前記被写体の輝度が前記閾値以上の場合に、前記周期で得られた焦点状態に基づいて前記周期で焦点調節を行い、前記被写体の輝度が前記閾値より小さい場合に、前記平均した焦点状態に基づいて焦点調節を行う焦点調節工程と、
表示制御手段が、前記周期で読み出された画像信号を表示用の画像に変換して表示手段に順次表示する表示制御工程と
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus including a plurality of pixels each having an imaging element that photoelectrically converts subject light that has passed through an imaging optical system that forms an optical image of a subject and outputs an image signal,
A reading step in which the reading unit divides the plurality of pixels into a plurality of regions, and reads an image signal for each region at a predetermined cycle from a plurality of predetermined regions among the plurality of divided regions; ,
The detection means detects the focus state based on the image signal of the area read out in the cycle, and the luminance obtained in the plurality of cycles when the luminance of the subject is smaller than a predetermined threshold value. A detection step of averaging the focus states of a plurality of regions;
The focus adjustment unit performs focus adjustment in the cycle based on the focus state obtained in the cycle when the luminance of the subject is equal to or higher than the threshold value, and the average when the luminance of the subject is smaller than the threshold value. A focus adjustment step for performing focus adjustment based on the focused state,
And a display control step in which the display control means converts the image signal read out in the cycle into a display image and sequentially displays it on the display means.
JP2014083096A 2014-04-14 2014-04-14 Imaging apparatus and control method thereof Expired - Fee Related JP6272116B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014083096A JP6272116B2 (en) 2014-04-14 2014-04-14 Imaging apparatus and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014083096A JP6272116B2 (en) 2014-04-14 2014-04-14 Imaging apparatus and control method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015203774A JP2015203774A (en) 2015-11-16
JP6272116B2 true JP6272116B2 (en) 2018-01-31

Family

ID=54597255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014083096A Expired - Fee Related JP6272116B2 (en) 2014-04-14 2014-04-14 Imaging apparatus and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6272116B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6781589B2 (en) * 2016-08-08 2020-11-04 キヤノン株式会社 Image blur correction device and its control method, program, storage medium
JP7246176B2 (en) * 2018-12-12 2023-03-27 キヤノン株式会社 Imaging device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06319069A (en) * 1993-05-06 1994-11-15 Mitsubishi Electric Corp Automatic focusing device
WO2006068160A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Focus detection apparatus and focus detection method
JP4641502B2 (en) * 2005-02-08 2011-03-02 キヤノン株式会社 Focus detection apparatus and optical instrument
JP2006308884A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Olympus Corp Automatic focusing device
JP4637029B2 (en) * 2006-02-08 2011-02-23 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method thereof
JP4321579B2 (en) * 2006-11-28 2009-08-26 ソニー株式会社 Imaging device
JP2012104918A (en) * 2010-11-08 2012-05-31 Canon Inc Imaging device and method of driving the same
JP2012237769A (en) * 2011-05-09 2012-12-06 Nikon Corp Imaging device
JP5597243B2 (en) * 2012-12-21 2014-10-01 キヤノン株式会社 Imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015203774A (en) 2015-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8525917B2 (en) Image sensing apparatus with plural focus detection pixel groups
JP5400406B2 (en) Imaging device
EP2409487B1 (en) Image capturing apparatus and method of controlling an image capturing apparatus
US8817165B2 (en) Image capturing apparatus
JP5241355B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP5183565B2 (en) Imaging device
JP5746496B2 (en) Imaging device
US9357121B2 (en) Image capturing apparatus and control method thereof
JP6238578B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP6272116B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP5864989B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP6671868B2 (en) Control device, imaging device, control method, program, and storage medium
JP6254780B2 (en) Focus detection apparatus and method, and imaging apparatus
JP2016208437A (en) Imaging apparatus and control method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170407

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171115

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171228

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6272116

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees