JP6459165B2 - Focus detection device - Google Patents

Focus detection device Download PDF

Info

Publication number
JP6459165B2
JP6459165B2 JP2013240301A JP2013240301A JP6459165B2 JP 6459165 B2 JP6459165 B2 JP 6459165B2 JP 2013240301 A JP2013240301 A JP 2013240301A JP 2013240301 A JP2013240301 A JP 2013240301A JP 6459165 B2 JP6459165 B2 JP 6459165B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
unit
focus detection
photoelectric conversion
marker
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.)
Active
Application number
JP2013240301A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015099338A (en
Inventor
祐起 喜多
祐起 喜多
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2013240301A priority Critical patent/JP6459165B2/en
Publication of JP2015099338A publication Critical patent/JP2015099338A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6459165B2 publication Critical patent/JP6459165B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

本発明は、焦点検出装置に関する。
The present invention relates to a focus detection apparatus .

従来、可視光画像および赤外光画像が撮像可能なカメラが知られている。例えば特許文献1には、操作部の操作により「複合AF機能」を利用可能なカメラが記載されている。特許文献1の「複合AF機能」とは、赤外光に基づく被写体画像を分析して焦点検出領域を決定し、可視光に基づく焦点検出を行う機能である。   Conventionally, a camera capable of capturing a visible light image and an infrared light image is known. For example, Patent Document 1 describes a camera that can use the “composite AF function” by operating an operation unit. The “composite AF function” of Patent Document 1 is a function of analyzing a subject image based on infrared light to determine a focus detection region and performing focus detection based on visible light.

特開2010−62742号公報JP 2010-62742 A

従来技術では、必ずしも所望の被写体にピントが合うとは限らないという問題があった。   The prior art has a problem that the desired subject is not always in focus.

請求項1に記載の焦点検出装置は、撮像装置に用いられ、不可視光線を反射するパターンが表面に形成された被写体の焦点検出を行う焦点検出装置であって、撮影光学系を通過した不可視光線を光電変換し第1光電変換信号を出力する第1光電変換部と、前記撮影光学系を通過した可視光線を光電変換し第2光電変換信号を出力する第2光電変換部と、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とを積層した撮像素子と、前記第1光電変換信号に基づいて焦点調節状態を検出する第1焦点検出部と、前記第2光電変換信号に基づいて焦点調節状態を検出する第2焦点検出部と、前記パターンを前記第1光電変換信号から検出する検出部と、前記第1焦点検出部と前記第2焦点検出部との少なくとも一方の検出結果を用いて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、を備える。
The focus detection apparatus according to claim 1 is a focus detection apparatus that is used in an imaging apparatus and performs focus detection of a subject on which a pattern that reflects invisible light is formed, and the invisible light that has passed through a photographing optical system. A first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first photoelectric conversion signal, a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts visible light that has passed through the photographing optical system and outputs a second photoelectric conversion signal, and the first photoelectric conversion unit. An imaging device in which a photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit are stacked, a first focus detection unit that detects a focus adjustment state based on the first photoelectric conversion signal, and a focus based on the second photoelectric conversion signal using a second focus detection unit for detecting modulation states, a detecting unit for detecting a pattern from the first photoelectric conversion signals, at least one of the detection result of said second focus detection unit and the first focus detection unit The focus of the photographic optical system And a focus adjustment unit that performs regulation.

本発明によれば、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。   According to the present invention, it is possible to accurately focus on a desired subject.

本発明の第1の実施の形態によるデジタルカメラ1の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the digital camera 1 by the 1st Embodiment of this invention. 本実施形態に係る撮像素子21の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the image pick-up element 21 which concerns on this embodiment. 上部光電変換層31および下部光電変換層32の画素配置を示す図である。3 is a diagram illustrating a pixel arrangement of an upper photoelectric conversion layer 31 and a lower photoelectric conversion layer 32. FIG. 撮像素子21の断面の一部を例示する図である。2 is a diagram illustrating a part of a cross section of an image sensor 21. FIG. 撮像素子21における1つの画素P(x,y)の回路構成を例示する図である。3 is a diagram illustrating a circuit configuration of one pixel P (x, y) in the image sensor 21. FIG. マーカー表面に形成されるパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern formed in the marker surface. 制御部11により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。4 is a flowchart of an automatic focus adjustment process executed by a control unit 11. 本発明の第2の実施の形態によるデジタルカメラ2の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the digital camera 2 by the 2nd Embodiment of this invention. 制御部111により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。5 is a flowchart of an automatic focus adjustment process executed by a control unit 111. 本発明の第3の実施の形態によるデジタルカメラ3の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the digital camera 3 by the 3rd Embodiment of this invention. 演算部211gによる重みαの決定方法を示す図である。It is a figure which shows the determination method of weight (alpha) by the calculating part 211g. 制御部211により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。5 is a flowchart of an automatic focus adjustment process executed by a control unit 211.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態によるデジタルカメラ1の構成を例示する図である。デジタルカメラ1は、撮影光学系10、制御部11、撮像部12、操作部13、画像処理部14、液晶モニタ15、およびバッファメモリ16を有する。また、デジタルカメラ1には、メモリカード17が装着されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a digital camera 1 according to the first embodiment of the invention. The digital camera 1 includes a photographing optical system 10, a control unit 11, an imaging unit 12, an operation unit 13, an image processing unit 14, a liquid crystal monitor 15, and a buffer memory 16. In addition, a memory card 17 is attached to the digital camera 1.

撮影光学系10は、複数のレンズにより構成され、撮像素子21(後述)の撮像面に被写体像を結像させる。撮影光学系10を構成する複数のレンズには、ピント位置を調節するために光軸方向に駆動されるフォーカスレンズが含まれる。フォーカスレンズは、不図示のアクチュエータ(例えば超音波モータなど)により光軸方向に駆動される。   The photographic optical system 10 includes a plurality of lenses, and forms a subject image on an imaging surface of an imaging element 21 (described later). The plurality of lenses constituting the photographing optical system 10 include a focus lens that is driven in the optical axis direction in order to adjust the focus position. The focus lens is driven in the optical axis direction by an actuator (not shown) (for example, an ultrasonic motor).

制御部11は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成され、不図示のROMに格納された制御プログラムを実行することにより、デジタルカメラ1の各種の制御を行う。制御部11は、焦点調節部11aと、マーカー検出部11bと、マーカー選択部11cと、優先順位読出部11dとを機能的に有する。これらの各機能部は、上記の制御プログラムによりソフトウェア的に実装される。なお、これらの各機能部を電子回路により構成することも可能である。   The control unit 11 includes a microprocessor and its peripheral circuits, and performs various controls of the digital camera 1 by executing a control program stored in a ROM (not shown). The control unit 11 functionally includes a focus adjustment unit 11a, a marker detection unit 11b, a marker selection unit 11c, and a priority order reading unit 11d. Each of these functional units is implemented in software by the control program described above. Each of these functional units can also be configured by an electronic circuit.

焦点調節部11aは、撮像素子21(後述)により出力された画像信号に基づき、撮影光学系10の焦点調節を行う。マーカー検出部11bは、撮影光学系10により結像された被写体像の赤外光成分に基づき、後述するマーカーを検出する。マーカー選択部11cは、マーカー検出部11bが後述するマーカーを複数検出した場合に、それら複数のマーカーからいずれか1つのマーカーを選択する。優先順位読出部11dは、後述するマーカーから、そのマーカーが付された被写体の優先順位を読み出す。   The focus adjusting unit 11a adjusts the focus of the photographing optical system 10 based on an image signal output from an image sensor 21 (described later). The marker detection unit 11b detects a marker described later based on the infrared light component of the subject image formed by the photographing optical system 10. When the marker detection unit 11b detects a plurality of markers to be described later, the marker selection unit 11c selects any one of the plurality of markers. The priority order reading unit 11d reads the priority order of the subject to which the marker is attached from the markers described later.

撮像部12は、撮像素子21、増幅回路22、およびAD変換回路23を有する。撮像素子21は、複数の画素から構成され、不図示の撮影光学系を介して被写体からの光束を受光し、光電変換を行ってアナログ画像信号を出力する。増幅回路22は、撮像素子21から出力されるアナログ画像信号を所定の増幅率(ゲイン)で増幅してAD変換回路23に出力する。AD変換回路23は、アナログ画像信号をAD変換してデジタル画像信号を出力する。制御部11は、撮像部12から出力されるデジタル画像信号をバッファメモリ16に格納する。   The imaging unit 12 includes an imaging device 21, an amplification circuit 22, and an AD conversion circuit 23. The image sensor 21 is composed of a plurality of pixels, receives a light beam from a subject via a photographing optical system (not shown), performs photoelectric conversion, and outputs an analog image signal. The amplifier circuit 22 amplifies the analog image signal output from the image sensor 21 with a predetermined amplification factor (gain) and outputs the amplified signal to the AD conversion circuit 23. The AD conversion circuit 23 performs AD conversion on the analog image signal and outputs a digital image signal. The control unit 11 stores the digital image signal output from the imaging unit 12 in the buffer memory 16.

バッファメモリ16に格納されたデジタル画像信号は、画像処理部14において各種の画像処理が行われ、液晶モニタ15に表示されたり、メモリカード17に格納されたりする。メモリカード17は、不揮発性のフラッシュメモリなどから構成され、デジタルカメラ1に対して着脱可能である。   The digital image signal stored in the buffer memory 16 is subjected to various image processing in the image processing unit 14 and displayed on the liquid crystal monitor 15 or stored in the memory card 17. The memory card 17 is composed of a non-volatile flash memory or the like and is detachable from the digital camera 1.

操作部13は、レリーズボタンやモード切り替えボタン、電源ボタンなど各種の操作ボタンから構成され、撮影者により操作される。操作部13は、撮影者による上記の各操作ボタンの操作に応じた操作信号を制御部11へ出力する。画像処理部14は、ASIC等により構成されている。画像処理部14は、撮像部12によって撮像された画像データに対して、補間、圧縮、ホワイトバランスなどの各種の画像処理を行う。   The operation unit 13 includes various operation buttons such as a release button, a mode switching button, and a power button, and is operated by a photographer. The operation unit 13 outputs an operation signal corresponding to the operation of each operation button by the photographer to the control unit 11. The image processing unit 14 is configured by an ASIC or the like. The image processing unit 14 performs various types of image processing such as interpolation, compression, and white balance on the image data captured by the imaging unit 12.

(撮像素子21の説明)
図2は、本実施形態に係る撮像素子21の概要を示す図である。なお、図2では、撮像素子21の光入射側を上側とした状態を示している。このため、以下の説明では、撮像素子21の光入射側の方向を「上方」または「上」とし、光入射側に対して反対側の方向を「下方」または「下」とする。撮像素子21は、上部光電変換層31と下部光電変換層32とを有する。上部光電変換層31と下部光電変換層32とは、同一光路上に積層配置されている。上部光電変換層31は、所定の波長域(詳しくは後述する)の光を吸収(光電変換)する有機光電膜で構成される。上部光電変換層31で吸収(光電変換)されなかった波長域の光は、上部光電変換層31を透過して下部光電変換層32に入射し、下部光電変換層32で光電変換される。下部光電変換層32は、フォトダイオードにより光電変換を行う。
(Description of the image sensor 21)
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the image sensor 21 according to the present embodiment. 2 shows a state in which the light incident side of the image sensor 21 is the upper side. Therefore, in the following description, the direction on the light incident side of the image sensor 21 is “upper” or “upper”, and the direction opposite to the light incident side is “lower” or “lower”. The image sensor 21 includes an upper photoelectric conversion layer 31 and a lower photoelectric conversion layer 32. The upper photoelectric conversion layer 31 and the lower photoelectric conversion layer 32 are stacked on the same optical path. The upper photoelectric conversion layer 31 is composed of an organic photoelectric film that absorbs (photoelectric conversion) light in a predetermined wavelength range (details will be described later). Light in a wavelength region that has not been absorbed (photoelectric conversion) by the upper photoelectric conversion layer 31 passes through the upper photoelectric conversion layer 31 and enters the lower photoelectric conversion layer 32, and is photoelectrically converted by the lower photoelectric conversion layer 32. The lower photoelectric conversion layer 32 performs photoelectric conversion using a photodiode.

上部光電変換層31は不可視光(例えば赤外光)を光電変換する。下部光電変換層32は可視光を光電変換する。上部光電変換層31と下部光電変換層32とは同一の半導体基板上に形成され、各画素位置は一対一に対応する。たとえば上部光電変換層31の1行1列目の画素は、下部光電変換層32の1行1列目の画素に対応する。   The upper photoelectric conversion layer 31 photoelectrically converts invisible light (for example, infrared light). The lower photoelectric conversion layer 32 photoelectrically converts visible light. The upper photoelectric conversion layer 31 and the lower photoelectric conversion layer 32 are formed on the same semiconductor substrate, and each pixel position corresponds to one to one. For example, the pixel in the first row and the first column of the upper photoelectric conversion layer 31 corresponds to the pixel in the first row and the first column of the lower photoelectric conversion layer 32.

図3(a)は、上部光電変換層31の画素配置を示す図である。図3(a)において、水平方向をx軸、垂直方向をy軸とし、画素Pの座標をP(x,y)と表記する。図3(a)に示す上部光電変換層31の例では、各画素を、不可視光(赤外光)を光電変換する有機光電膜としている。そして、各画素で受光されない光、すなわち可視光は透過される。たとえば画素P(1,1)は赤外光(IR)を光電変換して可視光を透過する。   FIG. 3A is a diagram illustrating a pixel arrangement of the upper photoelectric conversion layer 31. In FIG. 3A, the horizontal direction is the x-axis, the vertical direction is the y-axis, and the coordinates of the pixel P are expressed as P (x, y). In the example of the upper photoelectric conversion layer 31 shown in FIG. 3A, each pixel is an organic photoelectric film that photoelectrically converts invisible light (infrared light). Then, light that is not received by each pixel, that is, visible light is transmitted. For example, the pixel P (1, 1) photoelectrically converts infrared light (IR) and transmits visible light.

図3(b)は、下部光電変換層32の画素配置を示す図である。なお、図3(b)に示す各画素位置は、図3(a)と同じである。たとえば下部光電変換層32の画素P(1,1)は、上部光電変換層31の画素P(1,1)に対応する。図3(b)において、下部光電変換層32には、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルターがいわゆるベイヤ配列で設けられている。上部光電変換層31を透過する可視光(すなわち上部光電変換層31の有機光電膜で吸収されて光電変換される不可視光以外の波長域の光)を光電変換する。従って、下部光電変換層32は、奇数行の画素ではGとBの色成分の画像信号、偶数行の各画素ではRとGの色成分の画像信号を出力する。たとえば画素P(1,1)ではG成分の画像信号が得られる。同様に、画素P(2,1)ではB成分の画像信号、画素P(1,2)ではR成分の画像信号がそれぞれ得られる。   FIG. 3B is a diagram illustrating a pixel arrangement of the lower photoelectric conversion layer 32. Each pixel position shown in FIG. 3B is the same as that in FIG. For example, the pixel P (1, 1) of the lower photoelectric conversion layer 32 corresponds to the pixel P (1, 1) of the upper photoelectric conversion layer 31. In FIG. 3B, the lower photoelectric conversion layer 32 is provided with three color filters of red (R), green (G), and blue (B) in a so-called Bayer arrangement. Visible light that passes through the upper photoelectric conversion layer 31 (that is, light in a wavelength region other than invisible light that is absorbed and photoelectrically converted by the organic photoelectric film of the upper photoelectric conversion layer 31) is photoelectrically converted. Therefore, the lower photoelectric conversion layer 32 outputs an image signal of G and B color components for pixels in odd rows, and an image signal of R and G color components for each pixel in even rows. For example, a G component image signal is obtained at the pixel P (1, 1). Similarly, a B component image signal is obtained from the pixel P (2, 1), and an R component image signal is obtained from the pixel P (1, 2).

このように、本実施形態に係る撮像素子21では、有機光電膜で構成される上部光電変換層31が下部光電変換層32に対して赤外フィルターの役割を果たす。本実施形態に係る撮像素子21では、上部光電変換層31からは赤外光による被写体の画像(赤外光画像)を取得することができ、下部光電変換層32からは可視光による被写体の画像(R、G、Bの3色からなるRGB画像)を取得することができる。以下の説明において、上部光電変換層31から出力される画像信号を赤外光信号と呼ぶ。また、下部光電変換層32から出力される画像信号を可視光信号と呼ぶ。   Thus, in the imaging device 21 according to the present embodiment, the upper photoelectric conversion layer 31 formed of an organic photoelectric film serves as an infrared filter with respect to the lower photoelectric conversion layer 32. In the imaging device 21 according to the present embodiment, an image of an object by infrared light (infrared light image) can be acquired from the upper photoelectric conversion layer 31, and an image of the object by visible light from the lower photoelectric conversion layer 32. (RGB image composed of three colors of R, G, and B) can be acquired. In the following description, an image signal output from the upper photoelectric conversion layer 31 is referred to as an infrared light signal. The image signal output from the lower photoelectric conversion layer 32 is referred to as a visible light signal.

図4は、撮像素子21の断面の一部を例示する図である。図4に示すように、撮像素子21では、シリコン基板上に形成された下部光電変換層32と、有機光電膜を用いた上部光電変換層31とが配線層40を介して積層されている。上部光電変換層31の上方には、1つの画素に対して1つのマイクロレンズMLが形成されている。上部光電変換層31と下部光電変換層32との間には、1つの画素に対して1つのカラーフィルターCFが形成されている。たとえば、上部光電変換層31において、画素P(1,1)の光電変換部を構成する有機光電膜による受光部PC(1,1)は、マイクロレンズML(1,1)から入射された被写体光における赤外光を光電変換して可視光を透過する。受光部PC(1,1)を透過した可視光のうち、G成分はカラーフィルターCF(1,1)を透過し、R成分、B成分はカラーフィルターCF(1,1)により遮蔽される。下部光電変換層32において、画素P(1,1)を構成するフォトダイオードPD(1,1)は、カラーフィルターCF(1,1)を透過したGの光を受光して光電変換する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a part of a cross section of the image sensor 21. As shown in FIG. 4, in the imaging element 21, a lower photoelectric conversion layer 32 formed on a silicon substrate and an upper photoelectric conversion layer 31 using an organic photoelectric film are stacked via a wiring layer 40. Above the upper photoelectric conversion layer 31, one microlens ML is formed for one pixel. Between the upper photoelectric conversion layer 31 and the lower photoelectric conversion layer 32, one color filter CF is formed for one pixel. For example, in the upper photoelectric conversion layer 31, the light receiving part PC (1,1) by the organic photoelectric film that constitutes the photoelectric conversion part of the pixel P (1,1) is the subject incident from the microlens ML (1,1). Visible light is transmitted by photoelectrically converting infrared light in the light. Of the visible light transmitted through the light receiving unit PC (1, 1), the G component transmits through the color filter CF (1, 1), and the R component and B component are shielded by the color filter CF (1, 1). In the lower photoelectric conversion layer 32, the photodiode PD (1, 1) constituting the pixel P (1, 1) receives and photoelectrically converts the G light transmitted through the color filter CF (1, 1).

図5は、撮像素子21における1つの画素P(x,y)の回路構成を例示する図である。画素P(x,y)は、下部光電変換層32を構成するための回路として、フォトダイオードPDと、転送トランジスタTxと、リセットトランジスタR2と、出力トランジスタSF2と、選択トランジスタSEL2とを有する。フォトダイオードPDは、入射光の光量に応じた電荷を蓄積する。転送トランジスタTxは、フォトダイオードPDに蓄積された電荷を出力トランジスタSF2側の浮遊拡散領域(FD部)に転送する。出力トランジスタSF2は選択トランジスタSEL2を介して電流源PW2とソースホロワを構成し、FD部に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力信号OUT2として垂直信号線VLINE2に出力する。なお、リセットトランジスタR2は、FD部の電荷を電源電圧Vccにリセットする。   FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration of one pixel P (x, y) in the image sensor 21. The pixel P (x, y) includes a photodiode PD, a transfer transistor Tx, a reset transistor R2, an output transistor SF2, and a selection transistor SEL2 as a circuit for configuring the lower photoelectric conversion layer 32. The photodiode PD accumulates charges according to the amount of incident light. The transfer transistor Tx transfers the charge accumulated in the photodiode PD to the floating diffusion region (FD portion) on the output transistor SF2 side. The output transistor SF2 constitutes a current source PW2 and a source follower via the selection transistor SEL2, and outputs an electric signal corresponding to the electric charge accumulated in the FD section as an output signal OUT2 to the vertical signal line VLINE2. The reset transistor R2 resets the charge in the FD portion to the power supply voltage Vcc.

また、画素P(x,y)は、上部光電変換層31を構成するための回路として、有機光電膜による受光部PCと、リセットトランジスタR1と、出力トランジスタSF1と、選択トランジスタSEL1とを有する。有機光電膜による受光部PCは、非透過光を光量に応じた電気信号に変換し、選択トランジスタSEL1を介して電流源PW1とソースホロワを構成する出力トランジスタSF1を介して出力信号OUT1として垂直信号線VLINE1に出力する。なお、リセットトランジスタR1は、受光部PCの出力信号をリファレンス電圧Vrefにリセットする。また、有機光電膜の動作用として高電圧Vpcが与えられている。各トランジスタはMOSFETで構成される。   Further, the pixel P (x, y) includes a light receiving unit PC using an organic photoelectric film, a reset transistor R1, an output transistor SF1, and a selection transistor SEL1 as a circuit for configuring the upper photoelectric conversion layer 31. The light receiving unit PC using an organic photoelectric film converts non-transmitted light into an electrical signal corresponding to the amount of light, and outputs a vertical signal line as an output signal OUT1 via a selection transistor SEL1 and an output transistor SF1 constituting a source follower. Output to VLINE1. The reset transistor R1 resets the output signal of the light receiving unit PC to the reference voltage Vref. Further, a high voltage Vpc is applied for the operation of the organic photoelectric film. Each transistor is composed of a MOSFET.

ここで、下部光電変換層32に係る回路の動作について説明する。まず、選択信号φSEL2が“High”になると、選択トランジスタSEL2がオンする。次に、リセット信号φR2が“High”になると、FD部で電源電圧Vccにリセットされ、出力信号OUT2もリセットレベルになる。そして、リセット信号φR2が“Low”になった後、転送信号φTxが“High”になり、フォトダイオードPDに蓄積された電荷がFD部に転送され、出力信号OUT2が電荷量に応じて変化し始め、安定する。そして、転送信号φTxが“Low”になり、画素から垂直信号線VLINE2に読み出される出力信号OUT2の信号レベルが確定する。そして、垂直信号線VLINE2に読み出された各画素の出力信号OUT2は、不図示の水平出力回路に行毎に一時的に保持された後、撮像素子21から出力される。このようにして、撮像素子21の下部光電変換層32の各画素から信号が読み出される。   Here, the operation of the circuit according to the lower photoelectric conversion layer 32 will be described. First, when the selection signal φSEL2 becomes “High”, the selection transistor SEL2 is turned on. Next, when the reset signal φR2 becomes “High”, the FD section resets the power supply voltage Vcc, and the output signal OUT2 also becomes a reset level. Then, after the reset signal φR2 becomes “Low”, the transfer signal φTx becomes “High”, the charge accumulated in the photodiode PD is transferred to the FD portion, and the output signal OUT2 changes according to the amount of charge. Start and stabilize. Then, the transfer signal φTx becomes “Low”, and the signal level of the output signal OUT2 read from the pixel to the vertical signal line VLINE2 is determined. The output signal OUT2 of each pixel read out to the vertical signal line VLINE2 is temporarily held for each row in a horizontal output circuit (not shown) and then output from the image sensor 21. In this way, a signal is read from each pixel of the lower photoelectric conversion layer 32 of the image sensor 21.

また、上部光電変換層31に係る回路の動作について説明する。まず、選択信号φSEL1が“High”になると、選択トランジスタSEL1がオンする。次にリセット信号φR1が“High”になり、出力信号OUT1もリセットレベルになる。そして、リセット信号φR1が“Low”になった直後から有機光電膜による受光部PCの電荷蓄積が開始され、電荷量に応じて出力信号OUT1が変化する。そして、出力信号OUT1が不図示の水平出力回路に行毎に一時的に保持された後、撮像素子21から出力される。このようにして、撮像素子21の上部光電変換層31の各画素から信号が読み出される。   The operation of the circuit relating to the upper photoelectric conversion layer 31 will be described. First, when the selection signal φSEL1 becomes “High”, the selection transistor SEL1 is turned on. Next, the reset signal φR1 becomes “High”, and the output signal OUT1 also becomes the reset level. Then, immediately after the reset signal φR1 becomes “Low”, the charge accumulation of the light receiving unit PC by the organic photoelectric film is started, and the output signal OUT1 changes according to the amount of charge. The output signal OUT1 is temporarily held for each row in a horizontal output circuit (not shown), and then output from the image sensor 21. In this way, a signal is read from each pixel of the upper photoelectric conversion layer 31 of the image sensor 21.

(自動焦点調節処理の説明)
撮影者が所定の焦点調節操作(例えばレリーズボタンを半押しする操作)を行うと、制御部11は、いわゆるコントラスト方式の自動焦点調節処理を実行する。コントラスト方式の自動焦点調節処理を簡単に説明すると、フォーカスレンズを駆動させながら周期的に被写体像を撮像し、フォーカスレンズの位置ごとの被写体像のコントラスト量を調べ、コントラスト量が極大となるフォーカスレンズの位置を合焦位置として特定する方式である。
(Description of automatic focus adjustment process)
When the photographer performs a predetermined focus adjustment operation (for example, an operation of pressing the release button halfway), the control unit 11 executes a so-called contrast type automatic focus adjustment process. Briefly explaining the contrast type auto-focus adjustment process, a subject lens is picked up periodically while the focus lens is driven, the amount of contrast of the subject image at each position of the focus lens is examined, and the focus lens that maximizes the contrast amount This position is specified as the in-focus position.

制御部11が有する焦点調節部11aは、可視光信号、すなわち可視光による被写体像に基づいて、コントラスト方式の自動焦点調節処理を行うことができる。制御部11は、撮影者により焦点調節操作が為されると、マーカー検出部11bに後述するマーカーを検出させる。焦点調節部11aは、マーカーの検出結果に応じて、撮影画面内に焦点検出領域を設定する。焦点調節部11aは、可視光信号から、設定した焦点検出領域における焦点評価値を演算して焦点調節を行う。   The focus adjustment unit 11a included in the control unit 11 can perform a contrast-type automatic focus adjustment process based on a visible light signal, that is, a subject image by visible light. When the photographer performs a focus adjustment operation, the control unit 11 causes the marker detection unit 11b to detect a marker described later. The focus adjustment unit 11a sets a focus detection area in the shooting screen according to the marker detection result. The focus adjustment unit 11a performs focus adjustment by calculating a focus evaluation value in the set focus detection area from the visible light signal.

(マーカーの説明)
本実施形態のデジタルカメラ1は、マーカーを用いて焦点調節を行うことができる。マーカーは、表面に所定のパターンが形成されたものであり、例えばシールとして被写体表面に貼り付けられたり、被写体表面に印刷されたりする。このパターンは、可視光を透過し、赤外光を反射するように形成される。つまり、このマーカーを下部光電変換層32により撮像しても、可視光信号に上記パターンは現れない。一方、上部光電変換層31で撮像すると、赤外光信号に上記パターンが現れる。
(Description of marker)
The digital camera 1 of the present embodiment can perform focus adjustment using a marker. The marker has a predetermined pattern formed on the surface, and is affixed to the subject surface as a seal, for example, or printed on the subject surface. This pattern is formed to transmit visible light and reflect infrared light. That is, even if this marker is imaged by the lower photoelectric conversion layer 32, the above pattern does not appear in the visible light signal. On the other hand, when the upper photoelectric conversion layer 31 captures an image, the above pattern appears in the infrared light signal.

図6は、マーカー表面に形成されるパターンの一例を示す図である。マーカー80の表面にはパターン81が形成される。マーカー80は、赤外光や可視光を透過する素材で形成されている。パターン81は、可視光を透過し赤外光を一定の反射率で反射する素材で形成されている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a pattern formed on the marker surface. A pattern 81 is formed on the surface of the marker 80. The marker 80 is formed of a material that transmits infrared light or visible light. The pattern 81 is formed of a material that transmits visible light and reflects infrared light with a constant reflectance.

パターン81には2つの役割がある。まず、パターン81には、このパターンが付された被写体(例えば人物、建物など)の自動焦点調節における優先順位を表す数値がエンコードされている。この数値は、例えば大きいほど当該被写体の優先順位が高いことを表す。優先順位読出部11dは、マーカー検出部11bにより検出されたパターン81をデコードし、優先順位を表す数値を読み出す。   The pattern 81 has two roles. First, the pattern 81 is encoded with a numerical value representing a priority order in automatic focus adjustment of a subject (for example, a person, a building, etc.) to which this pattern is attached. This numerical value indicates, for example, that the higher the priority, the higher the priority of the subject. The priority order reading unit 11d decodes the pattern 81 detected by the marker detection unit 11b, and reads a numerical value representing the priority order.

次に、パターン81は、焦点検出に有利な形状を有している。具体的には、コントラストが大きい、明瞭なエッジを有する、周期性が低い、等の特徴を有する形状である。このような特徴を有する形状のパターン81は、ピントが大きくずれている場合であっても一定の信頼性でコントラストを検出することができる、偽合焦が生じにくい等、焦点検出に有利な特性を有する。   Next, the pattern 81 has a shape advantageous for focus detection. Specifically, the shape has features such as high contrast, clear edges, and low periodicity. The pattern 81 having such a characteristic has characteristics that are advantageous for focus detection, such as being able to detect contrast with a certain degree of reliability even when the focus is greatly deviated, and preventing false focusing. Have

以上のように、マーカー80が有するパターン81は、被写体の優先順位に関する情報を保持する役割と、焦点調節を補助する役割とを兼ね備える。デジタルカメラ1を利用する際、ユーザは、予めピント合わせの対象としたい人物の着衣や装身具、建物の表面などに対してマーカー80を形成しておく。マーカー検出部11bは、赤外光信号から、例えばパターンマッチング等の方法により上記のパターン81を検出する。1つ以上のパターン81が検出されると、優先順位読出部11dは、それらのパターン81の各々から、当該パターン81が付された被写体の優先順位を読み出す。マーカー選択部11cは、読み出された優先順位が最も高いマーカー80を選択する。焦点調節部11aは、選択されたマーカー80の位置に焦点検出領域を設定して自動焦点調節を行う。   As described above, the pattern 81 included in the marker 80 has both a role of holding information related to the priority order of subjects and a role of assisting focus adjustment. When using the digital camera 1, the user previously forms a marker 80 on clothes, accessories, a building surface, or the like of a person to be focused. The marker detection unit 11b detects the pattern 81 from the infrared light signal by a method such as pattern matching. When one or more patterns 81 are detected, the priority order reading unit 11d reads the priority order of the subject to which the pattern 81 is attached from each of the patterns 81. The marker selection unit 11c selects the marker 80 having the highest priority read. The focus adjustment unit 11a performs automatic focus adjustment by setting a focus detection region at the position of the selected marker 80.

例えばコンタクトレンズの表面にマーカー80を形成しておけば、そのコンタクトレンズを身につけた人物の顔に容易にピントを合わせることができる。また、屋外広告の看板にマーカー80を形成しておけば、その看板に容易にピントを合わせることができる。マーカー80は、可視光を透過する素材で形成されているので、コンタクトレンズの機能や屋外広告の掲示内容の視認を阻害しない。   For example, if the marker 80 is formed on the surface of the contact lens, it is possible to easily focus on the face of the person wearing the contact lens. In addition, if the marker 80 is formed on the signboard of the outdoor advertisement, the signboard can be easily focused. Since the marker 80 is formed of a material that transmits visible light, the marker 80 does not hinder the function of the contact lens and the visibility of the posted content of the outdoor advertisement.

図7は、制御部11により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。図7に示す自動焦点調節処理は、制御部11が実行する制御プログラムに含まれる。まずステップS100で、撮像素子21が被写体像を撮像する。これにより、上部光電変換層31からは可視光信号が出力されると共に、下部光電変換層32からは赤外光信号が出力される。ステップS110において、マーカー検出部11bが、ステップS100の撮像により出力された赤外光信号からマーカー80の検出を試みる。そして、ステップS120で制御部11は、ステップS110においてマーカー検出部11bが少なくとも1つのマーカー80の検出に成功したか否かを判定する。   FIG. 7 is a flowchart of the automatic focus adjustment process executed by the control unit 11. The automatic focus adjustment process shown in FIG. 7 is included in a control program executed by the control unit 11. First, in step S100, the image sensor 21 captures a subject image. Thereby, a visible light signal is output from the upper photoelectric conversion layer 31 and an infrared light signal is output from the lower photoelectric conversion layer 32. In step S110, the marker detection unit 11b attempts to detect the marker 80 from the infrared light signal output by the imaging in step S100. In step S120, the control unit 11 determines whether or not the marker detection unit 11b has successfully detected at least one marker 80 in step S110.

ステップS120においてマーカー80が1つも検出されなかった場合、制御部11は処理をステップS170に進める。他方、マーカー80が少なくとも1つ検出された場合、制御部11は処理をステップS140に進める。ステップS140において優先順位読出部11dは、ステップS110で検出された1つ乃至複数のマーカー80から、当該マーカー80が有するパターンにより表される優先順位を読み出す。ステップS150においてマーカー選択部11cは、ステップS140において読み出された優先順位に基づいて、ピント合わせの対象とするマーカー80を1つ選択する。具体的には、最も優先順位が高いマーカー80をピント合わせの対象として選択する。ステップS160で焦点調節部11aは、ステップS150で選択されたマーカー80の位置に、焦点検出領域を設定する。焦点検出領域は、例えばマーカー80の中心を中心位置として設定され、そのサイズはマーカー80と大きくても小さくてもよい。ステップS170において焦点調節部11aは、ステップS100の撮像により出力された可視光信号から、焦点検出領域における焦点評価値(コントラスト値)を演算する。ステップS180で焦点調節部11aは、フォーカスレンズを所定方向に所定量だけ駆動する。   If no marker 80 is detected in step S120, the control unit 11 advances the process to step S170. On the other hand, when at least one marker 80 is detected, the control unit 11 advances the process to step S140. In step S140, the priority order reading unit 11d reads the priority order represented by the pattern of the marker 80 from the one or more markers 80 detected in step S110. In step S150, the marker selection unit 11c selects one marker 80 to be focused based on the priority order read in step S140. Specifically, the marker 80 with the highest priority is selected as a focus target. In step S160, the focus adjustment unit 11a sets a focus detection region at the position of the marker 80 selected in step S150. The focus detection area is set, for example, with the center of the marker 80 as the center position, and the size may be larger or smaller than the marker 80. In step S170, the focus adjustment unit 11a calculates a focus evaluation value (contrast value) in the focus detection region from the visible light signal output by the imaging in step S100. In step S180, the focus adjustment unit 11a drives the focus lens by a predetermined amount in a predetermined direction.

制御部11は、図7に示す処理を周期的(例えば60分の1秒ごと)に実行する。これにより、フォーカスレンズの各位置に対応する焦点評価値が求まる。その後、焦点調節部11aは、焦点評価値が極大となるフォーカスレンズの位置、すなわち合焦位置にフォーカスレンズを駆動し、目的とする被写体にピントを合わせる。   The control part 11 performs the process shown in FIG. 7 periodically (for example, every 1/60 second). Thereby, a focus evaluation value corresponding to each position of the focus lens is obtained. Thereafter, the focus adjusting unit 11a drives the focus lens to the position of the focus lens where the focus evaluation value is maximized, that is, the focus position, and focuses on the target subject.

上述した第1の実施の形態によるデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
(1)上部光電変換層31(第1光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した不可視光線を光電変換し赤外光信号(第1光電変換信号)を出力する。マーカー検出部11bbは、不可視光線を反射するパターン81を有し被写体の表面に予め設置されたマーカー80を、赤外光信号からパターン81を検出することにより検出する。焦点調節部11aは、マーカー80が設置されている被写体にピントが合うように撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。
According to the digital camera according to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The upper photoelectric conversion layer 31 (first photoelectric conversion means) photoelectrically converts invisible light that has passed through the photographing optical system 10 and outputs an infrared light signal (first photoelectric conversion signal). The marker detection unit 11bb detects a marker 80 having a pattern 81 that reflects an invisible light beam and set in advance on the surface of the subject by detecting the pattern 81 from the infrared light signal. The focus adjusting unit 11a adjusts the focus of the photographing optical system 10 so that the subject on which the marker 80 is installed is focused. Since this is done, the desired subject can be accurately focused.

(2)マーカー選択部11cは、マーカー検出部11bにより複数の被写体の各々に設置された複数のマーカー80が検出された場合に、当該複数のマーカー80からいずれか1つのマーカー80を選択する。焦点調節部11aは、マーカー検出部11bにより複数のマーカー80が検出された場合、マーカー選択部11cにより選択されたマーカー80が設置された被写体にピントが合うように焦点調節を行う。このようにしたので、多数の被写体が存在する場合であっても、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。 (2) The marker selection unit 11c selects any one of the plurality of markers 80 when the marker detection unit 11b detects the plurality of markers 80 installed on each of the plurality of subjects. When a plurality of markers 80 are detected by the marker detection unit 11b, the focus adjustment unit 11a performs focus adjustment so that the subject on which the marker 80 selected by the marker selection unit 11c is placed is in focus. Since it did in this way, even if it is a case where there are many subjects, it can focus on a desired subject exactly.

(3)優先順位読出部11dは、マーカー検出部11bにより検出された各々のマーカー80から、当該マーカー80により特定される被写体の優先順位に関する情報を読み出す。マーカー選択部11cは、優先順位読出部11dにより最も高い優先順位が読み出されたマーカー80をピント合わせの対象として選択する。このようにしたので、多数の被写体が存在する場合であっても、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。 (3) The priority order reading unit 11d reads information related to the priority order of the subject specified by the marker 80 from each marker 80 detected by the marker detection unit 11b. The marker selection unit 11c selects the marker 80 from which the highest priority is read by the priority reading unit 11d as a focus target. Since it did in this way, even if it is a case where there are many subjects, it can focus on a desired subject exactly.

(4)デジタルカメラ1は、上部光電変換層31と下部光電変換層32とを積層した撮像素子21を備える。上部光電変換層31は可視光を透過し、下部光電変換層32は上部光電変換層31を透過した可視光を光電変換する。このようにしたので、赤外光カットフィルタを省略でき、デジタルカメラ1の製造コストを削減することができる。また、可視光用と赤外光用の2つの撮像素子を搭載する場合に比べ、デジタルカメラ1を小型化することが可能になる。 (4) The digital camera 1 includes the image sensor 21 in which an upper photoelectric conversion layer 31 and a lower photoelectric conversion layer 32 are stacked. The upper photoelectric conversion layer 31 transmits visible light, and the lower photoelectric conversion layer 32 photoelectrically converts visible light transmitted through the upper photoelectric conversion layer 31. Since it did in this way, an infrared-light cut filter can be abbreviate | omitted and the manufacturing cost of the digital camera 1 can be reduced. Further, the digital camera 1 can be downsized as compared with the case where two imaging elements for visible light and infrared light are mounted.

(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態に係るデジタルカメラ2について説明する。なお、以下の説明では、第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1との相違点を中心に説明を行い、第1の実施の形態と同一の箇所については第1の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。
(Second Embodiment)
The digital camera 2 according to the second embodiment of the present invention will be described below. In the following description, differences from the digital camera 1 according to the first embodiment will be mainly described, and the same parts as those in the first embodiment are the same as those in the first embodiment. Reference numerals are assigned and description is omitted.

図8は、本発明の第2の実施の形態によるデジタルカメラ2の構成を例示する図である。デジタルカメラ2は、第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1の制御部11を、制御部111で置き換えた構成を有する。制御部111は、制御部11の焦点調節部11aを焦点調節部111aで置き換え、更に第1焦点検出部111eと第2焦点検出部111fとを追加した構成を有する。   FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the digital camera 2 according to the second embodiment of the invention. The digital camera 2 has a configuration in which the control unit 11 of the digital camera 1 according to the first embodiment is replaced with a control unit 111. The control unit 111 has a configuration in which the focus adjustment unit 11a of the control unit 11 is replaced with a focus adjustment unit 111a, and a first focus detection unit 111e and a second focus detection unit 111f are further added.

第1焦点検出部111eは、上部光電変換層31により出力された赤外光信号に基づき焦点検出を行う。第2焦点検出部111fは、下部光電変換層32により出力された可視光信号に基づき焦点検出を行う。   The first focus detection unit 111e performs focus detection based on the infrared light signal output from the upper photoelectric conversion layer 31. The second focus detection unit 111f performs focus detection based on the visible light signal output by the lower photoelectric conversion layer 32.

第1の実施の形態に係る焦点調節部11aは、下部光電変換層32により出力された可視光信号を用いて焦点調節を行っていた。他方、本実施の形態に係る焦点調節部111aは、上部光電変換層31により出力された赤外光信号と、下部光電変換層32により出力された赤外光信号と、の一方を用いて焦点調節を行う。焦点調節部111aは、マーカー検出部11bによるマーカー80の検出結果に応じて、どちらの画像信号を用いるかを決定する。   The focus adjustment unit 11 a according to the first embodiment performs focus adjustment using the visible light signal output from the lower photoelectric conversion layer 32. On the other hand, the focus adjustment unit 111a according to the present embodiment uses one of the infrared light signal output from the upper photoelectric conversion layer 31 and the infrared light signal output from the lower photoelectric conversion layer 32 to focus. Make adjustments. The focus adjustment unit 111a determines which image signal to use according to the detection result of the marker 80 by the marker detection unit 11b.

焦点調節部111aは、マーカー80が検出された場合には、第1焦点検出部111eにより赤外光信号から検出された焦点評価値を用いる。他方、マーカー80が検出されなかった場合には、第2焦点検出部111fにより可視光信号から検出された焦点評価値を用いる。これは、マーカー80のパターン81が焦点検出に有利な形状を有しているためである。被写体によってはコントラストが検出しづらいことがあるが、マーカー80は常に焦点検出が有利に行える形状のパターン81を有しているので、マーカー80が検出された場合にはマーカー80を対象とする方が安定して焦点検出を行うことができる。   When the marker 80 is detected, the focus adjustment unit 111a uses the focus evaluation value detected from the infrared light signal by the first focus detection unit 111e. On the other hand, when the marker 80 is not detected, the focus evaluation value detected from the visible light signal by the second focus detection unit 111f is used. This is because the pattern 81 of the marker 80 has a shape advantageous for focus detection. Although it may be difficult to detect the contrast depending on the subject, the marker 80 always has a pattern 81 having a shape that can advantageously perform focus detection. Therefore, when the marker 80 is detected, the marker 80 is targeted. However, focus detection can be performed stably.

図9は、制御部111により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。図9に示す自動焦点調節処理は、制御部111が実行する制御プログラムに含まれる。まずステップS200で、撮像素子21が被写体像を撮像する。これにより、上部光電変換層31からは可視光信号が出力されると共に、下部光電変換層32からは赤外光信号が出力される。ステップS210において、マーカー検出部11bが、ステップS200の撮像により出力された赤外光信号からマーカー80の検出を試みる。そして、ステップS220で制御部111は、ステップS210においてマーカー検出部11bが少なくとも1つのマーカー80の検出に成功したか否かを判定する。   FIG. 9 is a flowchart of an automatic focus adjustment process executed by the control unit 111. The automatic focus adjustment process shown in FIG. 9 is included in a control program executed by the control unit 111. First, in step S200, the image sensor 21 captures a subject image. Thereby, a visible light signal is output from the upper photoelectric conversion layer 31 and an infrared light signal is output from the lower photoelectric conversion layer 32. In step S210, the marker detection unit 11b attempts to detect the marker 80 from the infrared light signal output by the imaging in step S200. In step S220, the control unit 111 determines whether the marker detection unit 11b has successfully detected at least one marker 80 in step S210.

ステップS220においてマーカー80が1つも検出されなかった場合、制御部111は処理をステップS230に進める。ステップS230で第2焦点検出部111fは、ステップS200の撮像により出力された可視光信号から、焦点検出を行う。すなわち、焦点検出領域における焦点評価値を演算する。他方、ステップS220においてマーカー80が少なくとも1つ検出された場合、制御部111は処理をステップS240に進める。   If no marker 80 is detected in step S220, the controller 111 advances the process to step S230. In step S230, the second focus detection unit 111f performs focus detection from the visible light signal output by the imaging in step S200. That is, the focus evaluation value in the focus detection area is calculated. On the other hand, when at least one marker 80 is detected in step S220, the control unit 111 advances the process to step S240.

ステップS240において優先順位読出部11dは、ステップS210で検出された1つ乃至複数のマーカー80から、当該マーカー80が有するパターンにより表される優先順位を読み出す。ステップS250においてマーカー選択部11cは、ステップS240において読み出された優先順位に基づいて、ピント合わせの対象とするマーカー80を1つ選択する。具体的には、最も優先順位が高いマーカー80をピント合わせの対象として選択する。ステップS260で焦点調節部111aは、ステップS250で選択されたマーカー80の位置に、焦点検出領域を設定する。ステップS270において第1焦点検出部111eは、ステップS200の撮像により出力された赤外光信号から、焦点検出を行う。すなわち、焦点検出領域における焦点評価値を演算する。ステップS280で焦点調節部111aは、フォーカスレンズを所定方向に所定量だけ駆動する。   In step S240, the priority order reading unit 11d reads the priority order represented by the pattern of the marker 80 from the one or more markers 80 detected in step S210. In step S250, the marker selection unit 11c selects one marker 80 to be focused based on the priority order read in step S240. Specifically, the marker 80 with the highest priority is selected as a focus target. In step S260, the focus adjustment unit 111a sets a focus detection region at the position of the marker 80 selected in step S250. In step S270, the first focus detection unit 111e performs focus detection from the infrared light signal output by the imaging in step S200. That is, the focus evaluation value in the focus detection area is calculated. In step S280, the focus adjustment unit 111a drives the focus lens by a predetermined amount in a predetermined direction.

制御部111は、図9に示す処理を周期的(例えば60分の1秒ごと)に実行する。これにより、フォーカスレンズの各位置に対応する焦点評価値が求まる。その後、焦点調節部111aは、焦点評価値が極大となるフォーカスレンズの位置、すなわち合焦位置にフォーカスレンズを駆動し、目的とする被写体にピントを合わせる。   The control part 111 performs the process shown in FIG. 9 periodically (for example, every 1/60 second). Thereby, a focus evaluation value corresponding to each position of the focus lens is obtained. Thereafter, the focus adjusting unit 111a drives the focus lens to the position of the focus lens where the focus evaluation value is maximized, that is, the focus position, and focuses on the target subject.

上述した第2の実施の形態によるデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
(1)上部光電変換層31(第1光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した不可視光線を光電変換し赤外光信号(第1光電変換信号)を出力する。マーカー検出部11bは、不可視光線を反射するパターン81を有し被写体の表面に予め設置されたマーカー80を、赤外光信号からパターン81を検出することにより検出する。焦点調節部111aは、マーカー80が設置されている被写体にピントが合うように撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。
According to the digital camera according to the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The upper photoelectric conversion layer 31 (first photoelectric conversion means) photoelectrically converts invisible light that has passed through the photographing optical system 10 and outputs an infrared light signal (first photoelectric conversion signal). The marker detection unit 11b detects a marker 80 that has a pattern 81 that reflects invisible light and is previously set on the surface of the subject by detecting the pattern 81 from the infrared light signal. The focus adjustment unit 111a adjusts the focus of the photographing optical system 10 so that the subject on which the marker 80 is installed is focused. Since this is done, the desired subject can be accurately focused.

(2)マーカー選択部11cは、マーカー検出部11bにより複数の被写体の各々に設置された複数のマーカー80が検出された場合に、当該複数のマーカー80からいずれか1つのマーカー80を選択する。焦点調節部111aは、マーカー検出部11bにより複数のマーカー80が検出された場合、マーカー選択部11cにより選択されたマーカー80が設置された被写体にピントが合うように焦点調節を行う。このようにしたので、多数の被写体が存在する場合であっても、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。 (2) The marker selection unit 11c selects any one of the plurality of markers 80 when the marker detection unit 11b detects the plurality of markers 80 installed on each of the plurality of subjects. When a plurality of markers 80 are detected by the marker detection unit 11b, the focus adjustment unit 111a performs focus adjustment so that the subject on which the marker 80 selected by the marker selection unit 11c is placed is in focus. Since it did in this way, even if it is a case where there are many subjects, it can focus on a desired subject exactly.

(3)優先順位読出部11dは、マーカー検出部11bにより検出された各々のマーカー80から、当該マーカー80により特定される被写体の優先順位に関する情報を読み出す。マーカー選択部11cは、優先順位読出部11dにより最も高い優先順位が読み出されたマーカー80をピント合わせの対象として選択する。このようにしたので、多数の被写体が存在する場合であっても、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。 (3) The priority order reading unit 11d reads information related to the priority order of the subject specified by the marker 80 from each marker 80 detected by the marker detection unit 11b. The marker selection unit 11c selects the marker 80 from which the highest priority is read by the priority reading unit 11d as a focus target. Since it did in this way, even if it is a case where there are many subjects, it can focus on a desired subject exactly.

(4)下部光電変換層32(第2光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した可視光線を光電変換し可視光信号(第2光電変換信号)を出力する。第1焦点検出部111eは、赤外光信号(第1光電変換信号)に基づき焦点検出を行う。第2焦点検出部111fは、可視光信号に基づき焦点検出を行う。焦点調節部111aは、第1焦点検出部111eと第2焦点検出部111fとの少なくとも一方を用いて撮影光学系10の焦点調節を行う。このように、赤外光信号と可視光信号とを使い分けるようにしたので、一方の画像信号だけで焦点調節を行う場合に比べて、より精度の高い焦点調節を行うことができる。 (4) The lower photoelectric conversion layer 32 (second photoelectric conversion means) photoelectrically converts visible light that has passed through the photographing optical system 10 and outputs a visible light signal (second photoelectric conversion signal). The first focus detection unit 111e performs focus detection based on the infrared light signal (first photoelectric conversion signal). The second focus detection unit 111f performs focus detection based on the visible light signal. The focus adjustment unit 111a performs focus adjustment of the photographing optical system 10 using at least one of the first focus detection unit 111e and the second focus detection unit 111f. As described above, since the infrared light signal and the visible light signal are selectively used, it is possible to perform focus adjustment with higher accuracy than in the case where focus adjustment is performed using only one image signal.

(5)焦点調節部111aは、マーカー検出部11bによりマーカー80が検出された場合には第1焦点検出部111eによる焦点検出結果を用いて撮影光学系10の焦点調節を行い、マーカー検出部11bによりマーカー80が検出されなかった場合には第2焦点検出部111fによる焦点検出結果を用いて撮影光学系10の焦点調節を行う。このように、赤外光信号と可視光信号とを使い分けるようにしたので、一方の画像信号だけで焦点調節を行う場合に比べて、より精度の高い焦点調節を行うことができる。 (5) When the marker 80 is detected by the marker detection unit 11b, the focus adjustment unit 111a adjusts the focus of the photographing optical system 10 using the focus detection result by the first focus detection unit 111e, and the marker detection unit 11b. When the marker 80 is not detected by the above, the focus adjustment of the photographing optical system 10 is performed using the focus detection result by the second focus detection unit 111f. As described above, since the infrared light signal and the visible light signal are selectively used, it is possible to perform focus adjustment with higher accuracy than in the case where focus adjustment is performed using only one image signal.

(6)デジタルカメラ2は、上部光電変換層31と下部光電変換層32とを積層した撮像素子21を備える。上部光電変換層31は可視光を透過し、下部光電変換層32は上部光電変換層31を透過した可視光を光電変換する。このようにしたので、赤外光カットフィルタを省略でき、デジタルカメラ1の製造コストを削減することができる。また、可視光用と赤外光用の2つの撮像素子を搭載する場合に比べ、デジタルカメラ2を小型化することが可能になる。 (6) The digital camera 2 includes the imaging device 21 in which an upper photoelectric conversion layer 31 and a lower photoelectric conversion layer 32 are stacked. The upper photoelectric conversion layer 31 transmits visible light, and the lower photoelectric conversion layer 32 photoelectrically converts visible light transmitted through the upper photoelectric conversion layer 31. Since it did in this way, an infrared-light cut filter can be abbreviate | omitted and the manufacturing cost of the digital camera 1 can be reduced. In addition, the digital camera 2 can be downsized compared to the case where two imaging elements for visible light and infrared light are mounted.

(第3の実施の形態)
以下、本発明の第3の実施の形態に係るデジタルカメラ3について説明する。なお、以下の説明では、第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1との相違点を中心に説明を行い、第1の実施の形態と同一の箇所については第1の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a digital camera 3 according to a third embodiment of the present invention will be described. In the following description, differences from the digital camera 1 according to the first embodiment will be mainly described, and the same parts as those in the first embodiment are the same as those in the first embodiment. Reference numerals are assigned and description is omitted.

図10は、本発明の第3の実施の形態によるデジタルカメラ3の構成を例示する図である。デジタルカメラ3は、第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1の制御部11を、制御部211で置き換えた構成を有する。制御部211は、制御部11の焦点調節部11aを焦点調節部211aで置き換え、更に第1焦点検出部111e、第2焦点検出部111f、演算部211g、測光部211hを追加した構成を有する。   FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the digital camera 3 according to the third embodiment of the invention. The digital camera 3 has a configuration in which the control unit 11 of the digital camera 1 according to the first embodiment is replaced with a control unit 211. The control unit 211 has a configuration in which the focus adjustment unit 11a of the control unit 11 is replaced with a focus adjustment unit 211a, and a first focus detection unit 111e, a second focus detection unit 111f, a calculation unit 211g, and a photometry unit 211h are added.

測光部211hは、下部光電変換層32により出力された可視光信号に基づき、被写体から撮影光学系10に入射する光量を測定する。例えば、下部光電変換層32の各画素からの画素出力を合算することにより、被写体からの光量を測定する。なお、下部光電変換層32とは別に、被写体の光量を検出する照度センサを設け、この照度センサの出力を用いて光量を測定するようにしてもよい。   The photometry unit 211 h measures the amount of light incident on the photographing optical system 10 from the subject based on the visible light signal output by the lower photoelectric conversion layer 32. For example, the amount of light from the subject is measured by adding the pixel outputs from the pixels of the lower photoelectric conversion layer 32 together. In addition to the lower photoelectric conversion layer 32, an illuminance sensor that detects the amount of light of the subject may be provided, and the amount of light may be measured using the output of the illuminance sensor.

演算部211gは、マーカー検出部11bによるマーカー80の検出結果に基づいて、第1焦点検出部111eによる焦点検出結果と第2焦点検出部111fによる焦点検出結果との加重平均を演算する。   The calculation unit 211g calculates a weighted average of the focus detection result by the first focus detection unit 111e and the focus detection result by the second focus detection unit 111f based on the detection result of the marker 80 by the marker detection unit 11b.

第1の実施の形態に係る焦点調節部11aは、下部光電変換層32により出力された可視光信号を用いて焦点調節を行っていた。他方、本実施の形態に係る焦点調節部211aは、上部光電変換層31により出力された赤外光信号と、下部光電変換層32により出力された赤外光信号とを、マーカー検出部11bによるマーカー80の検出結果に応じて組み合わせて焦点調節に用いる。   The focus adjustment unit 11 a according to the first embodiment performs focus adjustment using the visible light signal output from the lower photoelectric conversion layer 32. On the other hand, the focus adjustment unit 211a according to the present embodiment uses the marker detection unit 11b to generate the infrared light signal output from the upper photoelectric conversion layer 31 and the infrared light signal output from the lower photoelectric conversion layer 32. It is used for focus adjustment in combination according to the detection result of the marker 80.

演算部211gは、第1焦点検出部111eにより演算された第1合焦位置と、第2焦点検出部111fにより演算された第2合焦位置とを、次式(1)により重み付けした第3合焦位置を生成する。
C=α×A+(1−α)×B …(1)
The calculating unit 211g is a third weighting unit that weights the first in-focus position calculated by the first focus detecting unit 111e and the second in-focus position calculated by the second focus detecting unit 111f by the following equation (1). A focus position is generated.
C = α × A + (1−α) × B (1)

ここでCは第3合焦位置であり、Aは第1焦点評価値から特定される第1合焦位置、Bは第2焦点評価値から特定される合焦位置である。αは重みであり、0〜1の値をとる。αが大きいほど、第3合焦位置における赤外光の影響が大きくなり、αが小さいほど、第3合焦位置における可視光の影響が大きくなる。   Here, C is a third focus position, A is a first focus position specified from the first focus evaluation value, and B is a focus position specified from the second focus evaluation value. α is a weight and takes a value of 0 to 1. The larger α is, the greater the influence of infrared light at the third in-focus position, and the smaller α is, the greater the influence of visible light at the third in-focus position.

図11は、演算部211gによる重みαの決定方法を示す図である。演算部211gは、重みαの値を、マーカー検出部11bによるマーカー80の検出結果と、測光部211hにより測定された被写体の光量とに基づいて決定する。   FIG. 11 is a diagram illustrating a method of determining the weight α by the calculation unit 211g. The calculation unit 211g determines the value of the weight α based on the detection result of the marker 80 by the marker detection unit 11b and the light amount of the subject measured by the photometry unit 211h.

第3合焦位置を演算する際、演算部211gは、まずマーカー検出部11bによりマーカー80が検出されたか否かを判定する。そして、マーカー80が検出されていた場合には、図11(a)に示すマーカー使用係数グラフに被写体光量を当てはめ、重みαを決定する。他方、マーカー80が検出されていない場合には、図11(b)に示すマーカー不使用係数グラフに被写体光量を当てはめ、重みαを決定する。   When calculating the third in-focus position, the calculation unit 211g first determines whether or not the marker 80 is detected by the marker detection unit 11b. If the marker 80 has been detected, the subject light quantity is applied to the marker usage coefficient graph shown in FIG. 11A to determine the weight α. On the other hand, when the marker 80 is not detected, the subject light quantity is applied to the marker nonuse coefficient graph shown in FIG.

図11(a)に示すマーカー使用係数グラフは、図11(b)に示すマーカー不使用係数グラフよりも、第1合焦位置を大きく重み付けするように構成されている。このようにしたのは、焦点検出に有利な形状のパターン81を有するマーカー80が、焦点調節により活用されるようにするためである。   The marker usage coefficient graph shown in FIG. 11A is configured to weight the first in-focus position more heavily than the marker non-use coefficient graph shown in FIG. This is because the marker 80 having the pattern 81 having a shape advantageous for focus detection is utilized by focus adjustment.

また、図11(a)に示すマーカー使用係数グラフは、低照度の場合には第1合焦位置を大きく重み付けし、高照度の場合には第2合焦位置を大きく重み付けするよう構成されている。このようにしたのは、赤外光は低照度の環境下であっても可視光に比べて光量が大きい傾向があるためである。   In addition, the marker usage coefficient graph shown in FIG. 11A is configured so that the first in-focus position is heavily weighted in the case of low illuminance, and the second in-focus position is heavily weighted in the case of high illuminance. Yes. This is because infrared light tends to have a larger light quantity than visible light even in a low illuminance environment.

図11(b)に示すマーカー不使用係数グラフは、図11(a)に示すマーカー使用係数グラフと同様に、低照度の場合には第1合焦位置を大きく重み付けし、高照度の場合には第2合焦位置を大きく重み付けするよう構成されている。その一方で、図11(b)に示すマーカー不使用係数グラフは、図11(a)に示すマーカー使用係数グラフと比べて、中照度下において、第1合焦位置の重みが小さくなるよう構成されている。このようにしたのは、マーカー80が存在しないため、低照度でないならば赤外光を積極的に利用する必要がないためである。   In the marker nonuse coefficient graph shown in FIG. 11B, as in the marker use coefficient graph shown in FIG. 11A, the first in-focus position is heavily weighted in the case of low illuminance, and in the case of high illuminance. Is configured to heavily weight the second in-focus position. On the other hand, the marker nonuse coefficient graph shown in FIG. 11B is configured so that the weight of the first in-focus position becomes smaller under medium illuminance than the marker use coefficient graph shown in FIG. Has been. This is because the marker 80 does not exist, and it is not necessary to actively use infrared light unless the illumination is low.

図12は、制御部211により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。図12に示す自動焦点調節処理は、制御部211が実行する制御プログラムに含まれる。まずステップS300で、撮像素子21が被写体像を撮像する。これにより、上部光電変換層31からは可視光信号が出力されると共に、下部光電変換層32からは赤外光信号が出力される。ステップS305では、測光部211hが、ステップS300の撮像により出力された可視光信号から被写体の光量を測定する。   FIG. 12 is a flowchart of the automatic focus adjustment process executed by the control unit 211. The automatic focus adjustment process illustrated in FIG. 12 is included in a control program executed by the control unit 211. First, in step S300, the image sensor 21 captures a subject image. Thereby, a visible light signal is output from the upper photoelectric conversion layer 31 and an infrared light signal is output from the lower photoelectric conversion layer 32. In step S305, the photometry unit 211h measures the amount of light of the subject from the visible light signal output by the imaging in step S300.

ステップS310において、マーカー検出部11bが、ステップS300の撮像により出力された赤外光信号からマーカー80の検出を試みる。そして、ステップS320で制御部211は、ステップS310においてマーカー検出部11bが少なくとも1つのマーカー80の検出に成功したか否かを判定する。   In step S310, the marker detection unit 11b attempts to detect the marker 80 from the infrared light signal output by the imaging in step S300. In step S320, the control unit 211 determines whether or not the marker detection unit 11b has successfully detected at least one marker 80 in step S310.

ステップS320においてマーカー80が1つも検出されなかった場合、制御部211は処理をステップS330に進める。ステップS330で演算部211gは、図11(b)に示したマーカー不使用係数グラフに、ステップS305で測定された被写体光量を当てはめ、重みαを決定する。   If no marker 80 is detected in step S320, the control unit 211 advances the process to step S330. In step S330, the computing unit 211g applies the subject light amount measured in step S305 to the marker nonuse coefficient graph shown in FIG.

他方、ステップS320においてマーカー80が少なくとも1つ検出された場合、制御部211は処理をステップS340に進める。ステップS340において優先順位読出部11dは、ステップS310で検出された1つ乃至複数のマーカー80から、当該マーカー80が有するパターンにより表される優先順位を読み出す。ステップS350においてマーカー選択部11cは、ステップS340において読み出された優先順位に基づいて、ピント合わせの対象とするマーカー80を1つ選択する。具体的には、最も優先順位が高いマーカー80をピント合わせの対象として選択する。ステップS360で焦点調節部211aは、ステップS350で選択されたマーカー80の位置に、焦点検出領域を設定する。ステップS370において演算部211gは、図11(a)に示したマーカー使用係数グラフに、ステップS305で測定された被写体光量を当てはめ、重みαを決定する。   On the other hand, when at least one marker 80 is detected in step S320, the control unit 211 advances the process to step S340. In step S340, the priority order reading unit 11d reads the priority order represented by the pattern of the marker 80 from the one or more markers 80 detected in step S310. In step S350, the marker selection unit 11c selects one marker 80 to be focused based on the priority order read in step S340. Specifically, the marker 80 with the highest priority is selected as a focus target. In step S360, the focus adjustment unit 211a sets a focus detection region at the position of the marker 80 selected in step S350. In step S370, the calculation unit 211g applies the subject light amount measured in step S305 to the marker usage coefficient graph shown in FIG.

ステップS372で第1焦点検出部111eは、ステップS300の撮像により出力された赤外光信号から、焦点検出領域における第1焦点評価値を演算する。ステップS374で第2焦点検出部111fは、ステップS300の撮像により出力された可視光信号から、焦点検出領域における第2焦点評価値を演算する。ステップS376で制御部211は、焦点検出演算が完了したか否か、すなわち、第1焦点評価値の極大位置と第2焦点評価値の極大位置とが見つかったか否かを判定する。焦点検出演算が完了していない場合、制御部211は処理をステップS380に進める。ステップS380で焦点調節部211aは、フォーカスレンズを所定方向に所定量だけ駆動する。ステップS381で撮像素子21が被写体像を撮像する。その後、処理はステップS372に進む。他方、ステップS376において焦点検出演算が完了していた場合、制御部211は処理をステップS382に進める。   In step S372, the first focus detection unit 111e calculates a first focus evaluation value in the focus detection region from the infrared light signal output by the imaging in step S300. In step S374, the second focus detection unit 111f calculates a second focus evaluation value in the focus detection region from the visible light signal output by the imaging in step S300. In step S376, the control unit 211 determines whether the focus detection calculation is completed, that is, whether the maximum position of the first focus evaluation value and the maximum position of the second focus evaluation value are found. If the focus detection calculation has not been completed, the control unit 211 advances the process to step S380. In step S380, the focus adjustment unit 211a drives the focus lens by a predetermined amount in a predetermined direction. In step S381, the image sensor 21 captures a subject image. Thereafter, the process proceeds to step S372. On the other hand, when the focus detection calculation has been completed in step S376, the control unit 211 advances the process to step S382.

ステップS382で第1焦点検出部111eは、様々なフォーカスレンズの位置にそれぞれ対応する第1焦点評価値から、第1焦点評価値が極大となるフォーカスレンズの位置である第1合焦位置を特定する。同様に、ステップS384で第2焦点検出部111fは、様々なフォーカスレンズの位置にそれぞれ対応する第2焦点評価値から、第2焦点評価値が極大となるフォーカスレンズの位置である第2合焦位置を特定する。なお、ここで可視光と赤外光との結像位置のずれを補正してもよい。つまり、フォーカスレンズが同一位置のとき、可視光と赤外光とで結像位置に一定のずれが生じるので、特定された第2合焦位置をこのずれ量の分だけずらしてもよい。   In step S382, the first focus detection unit 111e identifies the first focus position, which is the position of the focus lens at which the first focus evaluation value is maximized, from the first focus evaluation values corresponding to the various focus lens positions. To do. Similarly, in step S384, the second focus detection unit 111f determines the second focus that is the position of the focus lens at which the second focus evaluation value is maximized from the second focus evaluation values corresponding to the positions of various focus lenses. Identify the location. Here, the shift of the imaging position between visible light and infrared light may be corrected. That is, when the focus lens is at the same position, a certain shift occurs in the imaging position between the visible light and the infrared light. Therefore, the specified second focus position may be shifted by this shift amount.

ステップS386で演算部211gは、ステップS382で特定された第1合焦位置と、ステップS384で特定された第2合焦位置と、ステップS330またはステップS370で決定された重みαとを、上式(1)に代入し、第3合焦位置を演算する。ステップS388で焦点調節部211aは、ステップS386で演算された第3合焦位置にフォーカスレンズを駆動し、目的とする被写体にピントを合わせる。   In step S386, the calculation unit 211g calculates the first focus position specified in step S382, the second focus position specified in step S384, and the weight α determined in step S330 or step S370 using the above formula. Substituting into (1), the third in-focus position is calculated. In step S388, the focus adjusting unit 211a drives the focus lens to the third in-focus position calculated in step S386, and focuses on the target subject.

上述した第3の実施の形態によるデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
(1)上部光電変換層31(第1光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した不可視光線を光電変換し赤外光信号(第1光電変換信号)を出力する。マーカー検出部11bは、不可視光線を反射するパターン81を有し被写体の表面に予め設置されたマーカー80を、赤外光信号からパターン81を検出することにより検出する。焦点調節部211aは、マーカー80が設置されている被写体にピントが合うように撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。
According to the digital camera according to the third embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The upper photoelectric conversion layer 31 (first photoelectric conversion means) photoelectrically converts invisible light that has passed through the photographing optical system 10 and outputs an infrared light signal (first photoelectric conversion signal). The marker detection unit 11b detects a marker 80 that has a pattern 81 that reflects invisible light and is previously set on the surface of the subject by detecting the pattern 81 from the infrared light signal. The focus adjustment unit 211a adjusts the focus of the photographing optical system 10 so that the subject on which the marker 80 is installed is focused. Since this is done, the desired subject can be accurately focused.

(2)マーカー選択部11cは、マーカー検出部11bにより複数のマーカー80が検出された場合に、当該複数のマーカー80からいずれか1つのマーカー80を選択する。焦点調節部211aは、マーカー検出部11bにより複数のマーカー80が検出された場合、マーカー選択部11cにより選択されたマーカー80が設置された被写体にピントが合うように焦点調節を行う。このようにしたので、多数の被写体が存在する場合であっても、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。 (2) The marker selection unit 11c selects any one of the plurality of markers 80 when the plurality of markers 80 are detected by the marker detection unit 11b. When a plurality of markers 80 are detected by the marker detection unit 11b, the focus adjustment unit 211a performs focus adjustment so that the subject on which the marker 80 selected by the marker selection unit 11c is placed is in focus. Since it did in this way, even if it is a case where there are many subjects, it can focus on a desired subject exactly.

(3)優先順位読出部11dは、マーカー検出部11bにより検出された各々のマーカー80から、当該マーカー80により特定される被写体の優先順位に関する情報を読み出す。マーカー選択部11cは、優先順位読出部11dにより最も高い優先順位が読み出されたマーカー80をピント合わせの対象として選択する。このようにしたので、多数の被写体が存在する場合であっても、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。 (3) The priority order reading unit 11d reads information related to the priority order of the subject specified by the marker 80 from each marker 80 detected by the marker detection unit 11b. The marker selection unit 11c selects the marker 80 from which the highest priority is read by the priority reading unit 11d as a focus target. Since it did in this way, even if it is a case where there are many subjects, it can focus on a desired subject exactly.

(4)下部光電変換層32(第2光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した可視光線を光電変換し可視光信号(第2光電変換信号)を出力する。第1焦点検出部111eは、赤外光信号(第1光電変換信号)に基づき焦点検出を行う。第2焦点検出部111fは、可視光信号に基づき焦点検出を行う。焦点調節部211aは、第1焦点検出部111eによる焦点検出結果と第2焦点検出部111fによる焦点検出結果との少なくとも一方を用いて撮影光学系10の焦点調節を行う。このように、赤外光信号と可視光信号とを使い分けるようにしたので、一方の画像信号だけで焦点調節を行う場合に比べて、より精度の高い焦点調節を行うことができる。 (4) The lower photoelectric conversion layer 32 (second photoelectric conversion means) photoelectrically converts visible light that has passed through the photographing optical system 10 and outputs a visible light signal (second photoelectric conversion signal). The first focus detection unit 111e performs focus detection based on the infrared light signal (first photoelectric conversion signal). The second focus detection unit 111f performs focus detection based on the visible light signal. The focus adjustment unit 211a performs focus adjustment of the photographing optical system 10 using at least one of the focus detection result by the first focus detection unit 111e and the focus detection result by the second focus detection unit 111f. As described above, since the infrared light signal and the visible light signal are selectively used, it is possible to perform focus adjustment with higher accuracy than in the case where focus adjustment is performed using only one image signal.

(5)焦点調節部211aは、マーカー検出部11bによるマーカー80の検出結果に基づいて第1焦点評価値と第2焦点評価値とを組み合わせることにより撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、赤外光と可視光とを組み合わせた高精度な焦点調節を行うことが可能になる。 (5) The focus adjustment unit 211a adjusts the focus of the photographing optical system 10 by combining the first focus evaluation value and the second focus evaluation value based on the detection result of the marker 80 by the marker detection unit 11b. Since it did in this way, it becomes possible to perform highly accurate focus adjustment which combined infrared light and visible light.

(6)演算部211gは、マーカー検出部11bによるマーカー80の検出結果に基づいて第1合焦位置と第2合焦位置との加重平均である第3合焦位置を演算する。焦点調節部211aは、この第3合焦位置に基づき撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、赤外光と可視光とを組み合わせた高精度な焦点調節を行うことが可能になる。 (6) The computing unit 211g computes a third in-focus position that is a weighted average of the first in-focus position and the second in-focus position based on the detection result of the marker 80 by the marker detection unit 11b. The focus adjustment unit 211a adjusts the focus of the photographing optical system 10 based on the third focus position. Since it did in this way, it becomes possible to perform highly accurate focus adjustment which combined infrared light and visible light.

(7)演算部211gは、マーカー検出部11bによりマーカー80が検出された場合には、マーカー検出部11bによりマーカー80が検出されなかった場合に比べて、第1合焦位置により大きな重みを割り当てて第3合焦位置を演算する。このようにしたので、マーカー80を可能な限り活用し、高精度な焦点調節を行うことが可能になる。 (7) The calculation unit 211g assigns a greater weight to the first in-focus position when the marker 80 is detected by the marker detection unit 11b than when the marker 80 is not detected by the marker detection unit 11b. To calculate the third in-focus position. Since it did in this way, it becomes possible to utilize the marker 80 as much as possible, and to perform a highly accurate focus adjustment.

(8)測光部211hは、被写体から撮影光学系10に入射する光量を測定する。演算部211gは、測光部211hにより測定された光量が少ないほど、第1合焦位置に大きな重みを割り当てて第3合焦位置を演算する。このようにしたので、暗い環境下における焦点調節の精度が向上する。 (8) The photometry unit 211h measures the amount of light incident on the photographing optical system 10 from the subject. The calculation unit 211g calculates the third focus position by assigning a larger weight to the first focus position as the light amount measured by the photometry unit 211h is smaller. Since it did in this way, the precision of the focus adjustment in a dark environment improves.

(9)デジタルカメラ3は、上部光電変換層31と下部光電変換層32とを積層した撮像素子21を備える。上部光電変換層31は可視光を透過し、下部光電変換層32は上部光電変換層31を透過した可視光を光電変換する。このようにしたので、赤外光カットフィルタを省略でき、デジタルカメラ1の製造コストを削減することができる。また、可視光用と赤外光用の2つの撮像素子を搭載する場合に比べ、デジタルカメラ3を小型化することが可能になる。 (9) The digital camera 3 includes the imaging device 21 in which the upper photoelectric conversion layer 31 and the lower photoelectric conversion layer 32 are stacked. The upper photoelectric conversion layer 31 transmits visible light, and the lower photoelectric conversion layer 32 photoelectrically converts visible light transmitted through the upper photoelectric conversion layer 31. Since it did in this way, an infrared-light cut filter can be abbreviate | omitted and the manufacturing cost of the digital camera 1 can be reduced. In addition, the digital camera 3 can be downsized as compared with the case where two imaging elements for visible light and infrared light are mounted.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。   The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.

(変形例1)
第1の実施の形態では、可視光を用いたいわゆるコントラスト方式の自動焦点調節制御を行っていたが、これ以外の方式の自動焦点調節制御を採用してもよい。例えば、撮影光学系10の一対の瞳領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差から焦点調節状態を検出する、いわゆる位相差検出方式の自動焦点調節制御を、可視光を用いて実行してもよい。また、可視光ではなく赤外光などの不可視光を用いて、上述したコントラスト方式や位相差検出方式の自動焦点調節制御を実行することもできる。第2の実施の形態や第3の実施の形態でも同様に、位相差検出方式の自動焦点調節制御を用いることが可能である。
(Modification 1)
In the first embodiment, so-called contrast-type automatic focus adjustment control using visible light is performed, but other types of automatic focus adjustment control may be adopted. For example, automatic focus adjustment control using a so-called phase difference detection method for detecting a focus adjustment state from a phase difference between a pair of light beams that have passed through a pair of pupil regions of the photographing optical system 10 may be executed using visible light. Good. In addition, the above-described automatic focus adjustment control using the contrast method or the phase difference detection method can be executed using invisible light such as infrared light instead of visible light. Similarly, in the second and third embodiments, it is possible to use phase difference detection type automatic focus adjustment control.

(変形例2)
マーカー選択部11cが、マーカー80に埋め込まれた優先順位以外の情報に基づいてピント合わせの対象とするマーカー80を選択してもよい。例えば、複数のマーカー80が検出された場合には、デジタルカメラからの距離が最も短い、すなわちデジタルカメラに最も近い位置にあるマーカー80を選択するようにしてもよい。
(Modification 2)
The marker selection unit 11c may select the marker 80 to be focused based on information other than the priority order embedded in the marker 80. For example, when a plurality of markers 80 are detected, the marker 80 having the shortest distance from the digital camera, that is, the position closest to the digital camera may be selected.

(変形例3)
焦点調節部11a,111a,211aがいわゆる被写体追尾を行うようにしてもよい。例えば、撮影者がレリーズスイッチを半押し状態のまま維持している間、焦点調節部11a,111a,211aが、マーカー80の移動に応じて繰り返しマーカー80に対する撮影光学系10の焦点調節を行うようにしてもよい。このようにすることで、従来の被写体追尾よりも、同一の被写体を確実に追尾することができる。
(Modification 3)
The focus adjustment units 11a, 111a, and 211a may perform so-called subject tracking. For example, while the photographer maintains the release switch in the half-pressed state, the focus adjustment units 11a, 111a, and 211a repeatedly adjust the focus of the imaging optical system 10 with respect to the marker 80 according to the movement of the marker 80. It may be. In this way, it is possible to reliably track the same subject as compared to the conventional subject tracking.

(変形例4)
上述した各実施の形態では、赤外光を光電変換し可視光を透過する上部光電変換層31と、可視光を光電変換する下部光電変換層32とを積層した撮像素子21を用いるデジタルカメラ1、2、3について説明した。積層順序を逆にしてもよい。例えば、上層に可視光を光電変換し赤外光を透過する層を設け、下層に赤外光を光電変換する撮像素子を用いてもよい。また、2層の光電変換層の代わりに、2つの撮像素子を用いてもよい。例えばペリクルミラー等により被写体光を分割し、これら2つの撮像素子に分割された被写体光の各々が入射するようにすることができる。
(Modification 4)
In each of the above-described embodiments, the digital camera 1 using the imaging element 21 in which the upper photoelectric conversion layer 31 that photoelectrically converts infrared light and transmits visible light and the lower photoelectric conversion layer 32 that photoelectrically converts visible light are stacked. 2 and 3 have been described. The stacking order may be reversed. For example, an imaging element that photoelectrically converts visible light into the upper layer and transmits infrared light may be provided in the upper layer, and an imaging element that photoelectrically converts infrared light may be used in the lower layer. Two imaging elements may be used instead of the two photoelectric conversion layers. For example, subject light can be divided by a pellicle mirror or the like, and each of the divided subject light can be incident on these two image pickup devices.

(変形例5)
デジタルカメラ1に赤外光の照射装置を設け、マーカー検出部11bがマーカーを検出する際、被写体に赤外光を照射するようにしてもよい。このようにすることで、マーカーの検出精度を向上させることができる。
(Modification 5)
The digital camera 1 may be provided with an infrared light irradiation device so that the subject is irradiated with infrared light when the marker detection unit 11b detects the marker. By doing in this way, the detection accuracy of a marker can be improved.

(変形例6)
マーカー80の形状やパターン81に埋め込まれる情報の内容、パターン81に情報を埋め込む方式等は、上述の実施形態で例示したものに限定されず、どのようなものであってもよい。
(Modification 6)
The shape of the marker 80, the content of information embedded in the pattern 81, the method of embedding information in the pattern 81, and the like are not limited to those exemplified in the above-described embodiment, and may be anything.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。   Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

1、2、3…デジタルカメラ、11、111、211…制御部、11a、111a,211a…焦点調節部、11b…マーカー検出部、11c…マーカー選択部、11d…優先順位読出部、21…撮像素子、31…上部光電変換層、32…下部光電変換層、111e…第1焦点検出部、111f…第2焦点検出部、211g…演算部、211h…測光部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3 ... Digital camera 11, 111, 211 ... Control part, 11a, 111a, 211a ... Focus adjustment part, 11b ... Marker detection part, 11c ... Marker selection part, 11d ... Priority order reading part, 21 ... Imaging Element 31 ... Upper photoelectric conversion layer 32 ... Lower photoelectric conversion layer 111e ... First focus detection unit 111f ... Second focus detection unit 211g ... Calculation unit 211h ... Photometry unit

Claims (10)

撮像装置に用いられ、不可視光線を反射するパターンが表面に形成された被写体の焦点検出を行う焦点検出装置であって、
撮影光学系を通過した不可視光線を光電変換し第1光電変換信号を出力する第1光電変換部と、
前記撮影光学系を通過した可視光線を光電変換し第2光電変換信号を出力する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とを積層した撮像素子と、
前記第1光電変換信号に基づいて焦点調節状態を検出する第1焦点検出部と、
前記第2光電変換信号に基づいて焦点調節状態を検出する第2焦点検出部と、
前記パターンを前記第1光電変換信号から検出する検出部と、
前記第1焦点検出部と前記第2焦点検出部との少なくとも一方の検出結果を用いて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、
を備える焦点検出装置
A focus detection device that is used in an imaging device and performs focus detection of a subject on which a pattern that reflects invisible light is formed on a surface,
A first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts invisible light that has passed through the imaging optical system and outputs a first photoelectric conversion signal;
A second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts visible light that has passed through the imaging optical system and outputs a second photoelectric conversion signal;
An imaging device in which the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit are stacked;
A first focus detection unit that detects a focus adjustment state based on the first photoelectric conversion signal;
A second focus detector for detecting a focus adjustment state based on the second photoelectric conversion signal;
A detection unit for detecting the pattern from the first photoelectric conversion signal;
A focus adjustment unit that performs focus adjustment of the photographing optical system using a detection result of at least one of the first focus detection unit and the second focus detection unit;
A focus detection apparatus .
請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記検出部により複数の前記被写体の各々が有する複数の前記パターンが検出された場合に、当該複数のパターンからいずれか1つのパターンを選択する選択部を備え、
前記焦点調節部は、前記検出部により前記複数のパターンが検出された場合、前記選択部により選択された前記1つのパターンを有する前記被写体にピントが合うように焦点調節を行う焦点検出装置
The focus detection apparatus according to claim 1,
A selection unit that selects any one of the plurality of patterns when the detection unit detects a plurality of the patterns of each of the plurality of subjects;
The focus adjustment device, wherein the focus adjustment unit performs focus adjustment so that the subject having the one pattern selected by the selection unit is in focus when the detection unit detects the plurality of patterns.
請求項2に記載の焦点検出装置において、
前記検出部により検出された各々の前記パターンから、当該パターンにより特定される前記被写体の優先順位に関する情報を読み出す優先順位読出部を備え、
前記選択部は、前記優先順位読出部により最も高い前記優先順位が読み出された前記パターンを選択する焦点検出装置
The focus detection apparatus according to claim 2,
A priority order reading unit that reads information on the priority order of the subject specified by the pattern from each of the patterns detected by the detection unit;
The focus detection apparatus , wherein the selection unit selects the pattern from which the highest priority is read by the priority reading unit.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記焦点調節部は、前記検出部により前記パターンが検出された場合には前記第1焦点検出部を用いて前記撮影光学系の焦点調節を行い、前記検出部により前記パターンが検出されなかった場合には前記第2焦点検出部を用いて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置
In the focus detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
When the pattern is detected by the detection unit, the focus adjustment unit adjusts the focus of the photographing optical system using the first focus detection unit, and the pattern is not detected by the detection unit. A focus detection device for adjusting the focus of the photographing optical system using the second focus detection unit.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記焦点調節部は、前記検出部による前記パターンの検出結果に基づいて前記第1焦点検出部と前記第2焦点検出部とを組み合わせることにより前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置
In the focus detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The focus adjustment unit is configured to adjust the focus of the photographing optical system by combining the first focus detection unit and the second focus detection unit based on the detection result of the pattern by the detection unit .
請求項5に記載の焦点検出装置において、
前記検出部による前記パターンの検出結果に基づいて前記第1焦点検出部による焦点検出結果と前記第2焦点検出部による焦点検出結果との加重平均を演算する演算部を備え、
前記焦点調節部は、前記演算部により演算された前記加重平均に基づき前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置
The focus detection apparatus according to claim 5,
A calculation unit that calculates a weighted average of the focus detection result by the first focus detection unit and the focus detection result by the second focus detection unit based on the detection result of the pattern by the detection unit;
The focus adjustment unit is a focus detection device that performs focus adjustment of the photographing optical system based on the weighted average calculated by the calculation unit .
請求項6に記載の焦点検出装置において、
前記演算部は、前記検出部により前記パターンが検出された場合には、前記検出部により前記パターンが検出されなかった場合に比べて、前記第1焦点検出部による焦点検出結果により大きな重みを割り当てて前記加重平均を演算する焦点検出装置
The focus detection apparatus according to claim 6,
The arithmetic unit assigns a greater weight to the focus detection result of the first focus detection unit when the pattern is detected by the detection unit than when the pattern is not detected by the detection unit. And a focus detection device for calculating the weighted average.
請求項6または請求項7に記載の焦点検出装置において、
前記被写体から前記撮影光学系に入射する光量を測定する測光部を備え、
前記演算部は、前記測光部により測定された前記光量が少ないほど、前記第1焦点検出部による焦点検出結果に大きな重みを割り当てて前記加重平均を演算する焦点検出装置
In the focus detection apparatus according to claim 6 or 7,
A photometric unit that measures the amount of light incident on the photographing optical system from the subject,
The focus detection device that calculates the weighted average by assigning a larger weight to a focus detection result by the first focus detection unit as the light amount measured by the photometry unit is smaller.
請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記撮像素子は、前記第1光電変換部の光入射側に前記第2光電変換部を積層した焦点検出装置
In the focus detection apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The imaging device is a focus detection device in which the second photoelectric conversion unit is stacked on a light incident side of the first photoelectric conversion unit.
請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記撮像素子は、前記第2光電変換部の光入射側に前記第1光電変換部を積層した焦点検出装置
In the focus detection apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The imaging device is a focus detection device in which the first photoelectric conversion unit is stacked on a light incident side of the second photoelectric conversion unit.
JP2013240301A 2013-11-20 2013-11-20 Focus detection device Active JP6459165B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013240301A JP6459165B2 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Focus detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013240301A JP6459165B2 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Focus detection device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018246860A Division JP6724975B2 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015099338A JP2015099338A (en) 2015-05-28
JP6459165B2 true JP6459165B2 (en) 2019-01-30

Family

ID=53375967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013240301A Active JP6459165B2 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Focus detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6459165B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6647134B2 (en) * 2016-05-12 2020-02-14 日本放送協会 Subject tracking device and program thereof
WO2018025545A1 (en) * 2016-08-05 2018-02-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging device
JP6920652B2 (en) * 2017-02-03 2021-08-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging device
JP7289754B2 (en) * 2019-08-08 2023-06-12 キヤノン株式会社 Control device, control method, and program

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3057004B2 (en) * 1996-06-19 2000-06-26 松下電工株式会社 Tracking device
JP2005266520A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Olympus Corp Imaging apparatus and imaging method
JP2006050280A (en) * 2004-08-05 2006-02-16 Sony Corp Image pickup unit and image pickup method
JP2007304124A (en) * 2006-05-08 2007-11-22 Nikon Corp Camera and index
JP5352133B2 (en) * 2008-06-20 2013-11-27 富士フイルム株式会社 Photoelectric conversion material, photoelectric conversion element, and solid-state imaging element
JP2011103618A (en) * 2009-11-12 2011-05-26 Panasonic Corp Image capturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015099338A (en) 2015-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2585235C2 (en) Image capture devices
JP4770560B2 (en) Imaging apparatus, camera, and image processing method
JP5753371B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
CN102308241A (en) Imaging device
US10021289B2 (en) Image pickup apparatus and image pickup system with point image intensity distribution calculation
JP2004309701A (en) Range-finding/photometric sensor and camera
JP6459165B2 (en) Focus detection device
JP7169863B2 (en) Imaging device, its control method, and calculation method
US11375101B2 (en) Image capturing apparatus, control method thereof, and storage medium
JP6740666B2 (en) Imaging device, focus detection device, and imaging device
US20230177711A1 (en) Distance measurement apparatus, distance detection technique, and imaging apparatus
JP7380777B2 (en) Control devices, control methods, computer programs and electronic equipment
JP2013097154A (en) Distance measurement device, imaging apparatus, and distance measurement method
KR20180033128A (en) Image pickup device, image pickup method, and program
JP6724975B2 (en) Imaging device
JP2022012301A (en) Information processing apparatus, imaging apparatus, control method, and program
JP5794665B2 (en) Imaging device
JP2009175310A (en) Focus detection device, focus detection method and camera
US9906705B2 (en) Image pickup apparatus
JP2007132967A (en) Focus detecting unit and method, and imaging apparatus
JP7094767B2 (en) Imaging device and its control method and program
JP5793210B2 (en) Imaging device
JP2015103157A (en) Imaging device
JP6765829B2 (en) Image processing device, control method of image processing device, imaging device
JP6349678B2 (en) Focus detection apparatus and imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170523

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180306

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180628

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180628

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: 20181204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6459165

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250