JP6300670B2 - 焦点調節装置、焦点調節方法およびプログラム、並びに撮像装置 - Google Patents
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Description
撮像装置の全体概略構成
以下に、本発明の好ましい実施例を、図1〜図7を参照して詳細に説明する。
撮像素子122は、C−MOSセンサとその周辺部で構成され、C−MOSセンサは横方向にm画素、縦方向にn画素の受光ピクセル上に1つの光電変換素子が配置された画素配列を有する。撮像素子122は、画素配列の各画素の独立な出力が可能なように構成されている。また、一部の画素が焦点検出用画素となっており、撮像面における位相差AF検出方式の焦点検出(撮像面位相差AF)が可能となっている。
次に、図2を参照して、図1のカメラMPU125及び第2の焦点検出部130により算出されるボケ評価値の算出方法について説明する。図2は、本発明のボケ評価値を算出する部のブロック図である。同図において、図1と同様の部分は同じ符号を付して示す。
以下、図2、図4を参照して、上記構成を有するカメラMPU(プロセッサ)125が実行する、本実施例に係わる焦点調節装置を適用した撮像装置における合焦動作(AF動作)について説明する。
次に、図6を参照して第2の焦点検出部130による焦点検出と信頼性判定処理動作について説明する。図6は、図4のS406で実行される第2の焦点検出部による焦点検出と信頼性判定処理動作のフローチャートを示す図である。この動作に関する制御プログラムは、カメラMPU125によって実行される。図6においても、「S」はステップの略である。
図7(b)は、ボケ評価値Cとフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。図7(b)の至近端Ls、無限端Lm、はフォーカスレンズ104の駆動の限界位置の両端を表しており、Lgは合焦位置である。
以下、図8から図9を参照して、本発明の第2の実施例に係わる焦点調節装置を適用した撮像装置について説明する。なお、本実施例においては、第1の実施例に係わる焦点調節装置を有する撮像装置のブロック図(図1)、ボケ評価値を算出する部のブロック図(図2)は同様の構成であり、同様の動作を行うため、説明は省略する。また、画像信号のパワーとフォーカスレンズ位置の関係を示す図(図3)、デフォーカス範囲とフォーカスレンズ位置の関係を示す図(図5)に関しても、同様の構成であり、説明は省略する。
以下、図8を参照して、上記構成を有するカメラMPU(プロセッサ)125が実行する、本実施例による合焦動作(AF動作)について説明する。図8は、本実施例に係わる焦点調節装置を適用した撮像装置のAF動作のフローチャートを示す図である。この動作に関する制御プログラムは、カメラMPU125によって実行される。なお、図8において、「S」はステップの略であり、図4と同様の部分は同じ符号を付して示す。図8ではステップS801,802,803以外のステップは、第1の実施例の図1と同様の構成であり、同様の動作を行うため、説明は省略する。
以下、図8のステップS803で実行されるSW1前のAF動作を、図9を参照して説明する。図9は、本実施例におけるSW1前のAF動作(S803)のフローチャートを示す図であり、同図においても、「S」はステップの略であり、図4と同様の部分は同じ符号を付して示す。図9の動作に関する制御プログラムは、カメラMPU125によって実行される。
Claims (15)
- フォーカスレンズを含む撮影光学系で形成された被写体像を撮像手段で撮像して得られた画像信号を取得する取得手段と、
前記画像信号を用いて、前記撮像手段の撮像面の第1の方向での前記被写体像のピント状態を検出して前記フォーカスレンズの第1の駆動情報を生成する第1の焦点検出手段と、
デフォーカス量が異なるボケ状態の前記被写体像に対応する複数の画像信号を用いて、前記第1の方向を含む複数の方向について、前記フォーカスレンズの位置と相関関係を有するボケ状態の評価値を生成し、前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの第2の駆動情報を生成する第2の焦点検出手段と、
前記評価値に従って、前記第1の駆動情報および前記第2の駆動情報のいずれかを用いて前記フォーカスレンズの駆動を制御する焦点調節手段と、
を備えることを特徴とする焦点調節装置。 - 前記焦点調節手段は、前記評価値が所定の範囲にある場合は、前記第2の駆動情報を用いて前記フォーカスレンズの駆動を制御し、前記所定の範囲にない場合は、前記第1の駆動情報を用いて前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。
- 前記焦点調節手段は、前記評価値が所定の範囲にあるかどうかを、前記第2の焦点検出手段が用いる画像信号の前記複数の方向におけるパワーに基づいて判定し、前記パワーは、前記複数の方向についての画像信号の二乗の総和であり、前記焦点調節手段は、少なくとも前記パワーが所定の閾値以上であるときに、前記評価値が所定の範囲にあると判定することを特徴とする請求項2に記載の焦点調節装置。
- 前記第2の焦点検出手段は、前記デフォーカス量が異なるボケ状態の前記被写体像に対応する前記画像信号のパワーに基づいて前記評価値を生成することを特徴とする請求項3に記載の焦点調節装置。
- 前記第2の焦点検出手段は、前記デフォーカス量が異なるボケ状態の前記被写体像に対応する複数の画像信号それぞれのデフォーカス量の差分が所定の閾値よりも大きいかどうかを判定する判定手段を有し、前記判定の結果に従って前記評価値の生成および第2の駆動情報の生成を制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記第2の焦点検出手段は、前記評価値を、それと相関関係にある前記フォーカスレンズの位置に対応するデフォーカス量に変換する変換手段を有し、前記変換手段で変換されたデフォーカス量に基づいて前記第2の駆動情報を生成することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記第1の焦点検出手段および第2の焦点検出手段のそれぞれが用いる画像信号を抽出する評価範囲を設定する設定手段を備え、前記設定手段は、少なくとも一つの前記評価範囲を設定することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 焦点調節装置の制御方法において、
フォーカスレンズを含む撮影光学系で形成された被写体像を撮像手段で撮像して得られた画像信号を取得する取得工程と、
前記画像信号を用いて、前記撮像手段の撮像面の第1の方向でのピント状態を検出して前記フォーカスレンズの第1の駆動情報を生成する第1の焦点検出工程と、
デフォーカス量が異なるボケ状態の前記被写体像に対応する複数の画像信号を用いて、前記第1の方向を含む複数の方向について、前記フォーカスレンズの位置と相関関係を有するボケ状態の評価値を生成し、前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの第2の駆動情報を生成する第2の焦点検出工程と、
前記評価値に従って、前記第1の駆動情報および前記第2の駆動情報のいずれかを用いて前記フォーカスレンズの駆動を制御する焦点調節工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。 - 請求項8に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項8に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
- 光軸方向に進退可能なフォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮影光学系で形成された異なるボケ状態の被写体像を前記撮像手段で撮像して得られた画像信号を取得する取得手段と、
前記画像信号を用いて、前記撮像手段の撮像面の第1の方向でのピント状態を検出して前記フォーカスレンズの第1の駆動情報を生成する第1の焦点検出手段と、
デフォーカス量が異なるボケ状態の前記被写体像に対応する複数の画像信号を用いて、前記第1の方向を含む複数の方向について、前記フォーカスレンズの位置と相関関係を有するボケ状態の評価値を生成し、前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの第2の駆動情報を生成する第2の焦点検出手段と、
前記評価値に従って、前記第1の駆動情報および前記第2の駆動情報のいずれかを用いて、前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段を制御する焦点調節手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮影光学系の撮影パラメータを変更する変更手段を備え、前記デフォーカス量が異なるボケ状態の前記被写体像に対応する複数の画像信号は、前記変更手段で前記撮影パラメータが変更された撮影光学系で形成された被写体像を前記撮像手段で撮像して得られた画像信号であり、前記撮影パラメータは、少なくとも前記フォーカスレンズの位置、絞り量、焦点距離を含むことを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段に前記被写体像の撮像を行わせるための露光を指示する指示手段を有し、前記焦点調節手段は、前記指示手段により前記露光が指示されたかどうかを判定し、前記判定の結果に従って、前記駆動手段の制御を行うことを特徴とする請求項11又は12に記載の撮像装置。
- 前記指示手段により前記露光が指示されていないと判定した場合の前記焦点調節手段による前記駆動手段の制御は、前記撮像手段に前記被写体像の撮像を行わせる制御を含む、前記第2の駆動情報を用いた前記駆動手段の制御であり、前記指示手段により前記露光が指示されていると判定した場合の前記焦点調節手段による前記駆動手段の制御は、前記評価値に従って前記第1の駆動情報と前記第2の駆動情報のいずれかを用いる前記駆動手段の制御を含むことを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段は、前記被写体像の画像を生成するための撮影用画素と、複数の光電変換手段が前記撮影用画素に対応する画素を構成する焦点検出用画素を含み、前記第1の焦点検出手段は、前記焦点検出用画素からの画像信号を用いて前記ピント状態を検出することを特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載の撮像装置。
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