JP6477630B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.
従来より、レリーズボタンが半押しされた後に、光学系の焦点状態の検出を行う焦点調節装置が知られている。このような焦点調節装置において、光学系の焦点状態を適切に検出するため、焦点検出に用いる画像信号の出力レベルが所定範囲内にない場合には、露出制御を行う技術が知られている(たとえば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a focus adjustment device that detects a focus state of an optical system after a release button is half-pressed is known. In such a focus adjustment device, in order to appropriately detect the focus state of the optical system, a technique for performing exposure control when the output level of an image signal used for focus detection is not within a predetermined range is known ( For example, Patent Document 1).
しかしながら、従来技術では、光学系の焦点状態を検出する際に、焦点検出に用いる画像信号の出力レベルが所定範囲内にない場合には、一律に、露出制御が行われてしまうため、レリーズボタンが半押しされてから、フォーカスレンズが駆動されるまでに、時間を要してしまう場合があった。 However, in the prior art, when the focus state of the optical system is detected, if the output level of the image signal used for focus detection is not within the predetermined range, exposure control is performed uniformly, so the release button In some cases, it may take some time from when the button is half-pressed until the focus lens is driven.
本発明が解決しようとする課題は、レリーズボタンが半押しされてから、フォーカスレンズが駆動されるまでの時間を短縮することが可能な撮像装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an imaging apparatus capable of shortening the time from when the release button is half-pressed until the focus lens is driven.
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In the following description, reference numerals corresponding to the drawings showing the embodiment of the present invention are given and described. However, the reference numerals are only for facilitating the understanding of the invention and are not intended to limit the invention. .
[1]本発明に係る撮像装置は、焦点調節光学系(32)を有する光学系による像を撮像して信号を出力する撮像部と、前記撮像部から出力された信号に基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する前記焦点調節光学系の合焦位置を検出する検出部と、前記焦点調節光学系の位置を制御する位置制御部(37)と、前記位置制御部により前記焦点調節光学系の位置を前記合焦位置に移動させるために操作される操作部と、前記操作部が操作されると、前記位置制御部により前記焦点調節光学系の移動が開始されてから前記合焦位置へ移動するまでに、前記合焦位置を検出するための露出制御を行い、前記操作部が操作されるまでに前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内でなければ、前記焦点調節光学系の移動が開始される前に前記合焦位置を検出するための露出制御を行う露出制御部(21)と、を備える。
[2]上記撮像装置に係る発明において、前記撮像部から出力された信号に基づいて画像を表示する表示部を備え、前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまで、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御を行うことができる。
[3]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記合焦位置を検出するための露出制御における露出値を、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御における露出値よりも大きくすることができる。
[4]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記撮像部の感度または露光時間を用いて、前記合焦位置を検出するための露出制御を行うことができる。
[5]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記光学系が有する絞りよりも前記撮像部の感度または露光時間を優先して用いて、前記合焦位置を検出するための露出制御を行うことができる。
[6]上記撮像装置に係る発明において、前記位置制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出された合焦位置に前記焦点調節光学系の位置を制御することができる。
[7]上記撮像装置に係る発明において、前記位置制御部は、前記合焦位置を検出するための露出制御が前記露出制御部により行われてから、前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内であると、前記合焦位置を検出するために前記焦点調節光学系を移動させることができる。
[8]本発明に係る撮像装置は、焦点調節光学系を有する光学系による像を撮像して信号を出力する撮像部と、前記撮像部から出力された信号に基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する前記焦点調節光学系の合焦位置と前記焦点調節光学系の位置とのずれ量を検出する検出部と、前記焦点調節光学系の位置を制御する位置制御部と、前記位置制御部により前記焦点調節光学系の位置を前記合焦位置に移動させるために操作される操作部と、前記操作部が操作されると、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性があると、前記焦点調節光学系の移動が開始する前に前記ずれ量を検出するための露出制御を行わず、前記焦点調節光学系の移動が開始されてから前記合焦位置へ移動するまでに、前記ずれ量を検出するための露出制御を行う露出制御部と、を備える。
[9]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がないと、前記位置制御部により前記焦点調節光学系の移動が開始されるまでに、前記ずれ量を検出するための露出制御を行うことができる。
[10]上記撮像装置に係る発明において、前記撮像部から出力された信号に基づいて画像を表示する表示部を備え、前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまで、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御を行うことができる。
[11]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記ずれ量を検出するための露出制御における露出値を、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御における露出値よりも大きくすることができる。
[12]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記撮像部の感度または露光時間を用いて、前記ずれ量を検出するための露出制御を行うことができる。
[13]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記光学系が有する絞りよりも前記撮像部の感度または露光時間を優先して用いて、前記ずれ量を検出するための露出制御を行うことができる。
[14]上記撮像装置に係る発明において、前記位置制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性があると、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に基づいて、前記焦点調節光学系の位置を制御することができる。
[15]上記撮像装置に係る発明において、前記位置制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がないと、前記ずれ量を検出するための露出制御が行われてから検出されたずれ量に基づいて、前記焦点調節光学系の位置を制御することができる。
[16]上記撮像装置に係る発明において、前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がなく、前記操作部が操作されるまでに前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内でないと、前記操作部が操作されてから前記位置制御部により前記焦点調節光学系の移動が開始されるまでに、前記合焦位置を検出するための露出制御を行うことができる。
[17]上記撮像装置に係る発明において、前記位置制御部は、前記ずれ量を検出するための露出制御が前記露出制御部により行われてから、前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がなく、前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内であると、前記合焦位置を検出するために前記焦点調節光学系を移動させることができる。
[1] The imaging apparatus according to the present invention is configured to capture an image by an optical system having a focus adjustment optical system (32) and output a signal, and based on the signal output from the imaging unit, the optical A detection unit that detects a focus position of the focus adjustment optical system in which an image by the system is focused on the imaging unit, a position control unit (37) that controls the position of the focus adjustment optical system, and the position control unit. An operation unit operated to move the position of the focus adjustment optical system to the in-focus position, and when the operation unit is operated , movement of the focus adjustment optical system is started by the position control unit. Exposure control for detecting the in-focus position is performed before moving to the in-focus position, and the magnitude of the signal output from the imaging unit before the operation unit is operated must be within a predetermined range. The focus adjustment optical system starts moving. Comprising an exposure control unit (21), for performing exposure control for detecting the focusing position before.
[2] In the invention related to the imaging apparatus, the image capturing apparatus further includes a display unit that displays an image based on a signal output from the imaging unit, and the exposure control unit includes the display unit until the operation unit is operated. Exposure control for capturing an image to be displayed can be performed.
[3] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit uses an exposure value in the exposure control for detecting the in-focus position, and an exposure value in the exposure control for capturing an image displayed on the display unit. Can be larger.
[4] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit can perform exposure control for detecting the in-focus position using sensitivity or exposure time of the imaging unit.
[5] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit uses the sensitivity or the exposure time of the imaging unit in preference to the diaphragm of the optical system to detect the focus position. Control can be performed.
[6] In the invention related to the imaging apparatus, the position control unit can control the position of the focus adjustment optical system to the in-focus position detected by the detection unit until the operation unit is operated. .
[7] In the invention relating to the imaging apparatus, the position control unit may be configured to control the magnitude of a signal output from the imaging unit after exposure control for detecting the in-focus position is performed by the exposure control unit. Is within a predetermined range, the focus adjustment optical system can be moved to detect the in-focus position.
[8] An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup unit that picks up an image by an optical system having a focus adjustment optical system and outputs a signal, and an image by the optical system based on a signal output from the image pickup unit. A detection unit that detects a shift amount between a focus position of the focus adjustment optical system that focuses on the imaging unit and a position of the focus adjustment optical system, and a position control unit that controls the position of the focus adjustment optical system; The position control unit operated to move the position of the focus adjustment optical system to the in-focus position; and when the operation unit is operated, the detection is performed until the operation unit is operated. If the amount of deviation detected by the unit is reliable, exposure control for detecting the amount of deviation is not performed before the movement of the focus adjustment optical system is started, and the movement of the focus adjustment optical system is started. Before moving to the in-focus position. Comprising an exposure control unit that performs exposure control for detecting a shift amount.
[9] In the invention related to the imaging apparatus, the focus control is performed by the position control unit when the exposure control unit is not reliable in the amount of deviation detected by the detection unit until the operation unit is operated. Until the movement of the optical system is started, exposure control for detecting the shift amount can be performed .
[10] In the invention related to the imaging apparatus, the image capturing apparatus further includes a display unit that displays an image based on a signal output from the imaging unit, and the exposure control unit includes the display unit until the operation unit is operated. Exposure control for capturing an image to be displayed can be performed.
[11] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit may determine an exposure value in exposure control for detecting the shift amount from an exposure value in exposure control for capturing an image displayed on the display unit. Can also be increased.
[12] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit can perform exposure control for detecting the shift amount by using sensitivity or exposure time of the imaging unit.
[13] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit uses the sensitivity or exposure time of the imaging unit in preference to the diaphragm of the optical system to detect the shift amount. It can be performed.
[14] In the invention relating to the imaging apparatus, the position control unit may determine that the amount of deviation detected by the detection unit before the operation unit is operated is reliable until the operation unit is operated. In addition, the position of the focus adjustment optical system can be controlled based on the amount of deviation detected by the detection unit.
[15] In the invention related to the imaging apparatus, the position control unit is configured to detect the shift amount when the shift amount detected by the detection unit before the operation unit is operated is not reliable. The position of the focus adjustment optical system can be controlled based on the amount of deviation detected after the exposure control.
[16] In the invention related to the imaging apparatus, the exposure control unit is not reliable in the amount of deviation detected by the detection unit until the operation unit is operated, and before the operation unit is operated. If the magnitude of the signal output from the imaging unit is not within a predetermined range, the in-focus position is determined after the operation unit is operated and before the position control unit starts moving the focus adjustment optical system. Exposure control for detection can be performed.
[17] In the invention relating to the imaging apparatus, the position control unit may be reliable for the amount of deviation detected by the detection unit after exposure control for detecting the amount of deviation is performed by the exposure control unit. If the magnitude of the signal output from the imaging unit is within a predetermined range, the focus adjustment optical system can be moved to detect the in-focus position.
本発明によれば、レリーズボタンが半押しされてから、フォーカスレンズが駆動されるまでの時間を短縮することができる。 According to the present invention, the time from when the release button is pressed halfway down until the focus lens is driven can be shortened.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a
レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33、および絞り34を含む撮影光学系が内蔵されている。
The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the
レンズ32は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ35によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ36によってその位置が調節される。
The
このフォーカスレンズ32の光軸L1に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒3に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝(螺旋溝)を形成するとともに、フォーカスレンズ32を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ36によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1に沿って直進移動することになる。
The specific configuration of the moving mechanism along the optical axis L1 of the
上述したようにレンズ鏡筒3に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32は光軸L1方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ36がレンズ鏡筒3に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ36と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ32は光軸L1の逆方向へ直進移動することになる。
As described above, the
フォーカスレンズ32の位置はエンコーダ35によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ32の光軸L1方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒3に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。
The position of the
本実施形態のエンコーダ35としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量(回転方向でも光軸方向の何れでもよい)に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。
As the
フォーカスレンズ32は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部(至近端ともいう)から被写体側の端部(無限端ともいう)までの間を光軸L1方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ35で検出されたフォーカスレンズ32の現在位置情報は、レンズ制御部37を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ36は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ32の駆動位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより駆動する。
The
絞り34は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り34による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部37に入力される。絞り34の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部37で現在の開口径が認識される。
The
一方、カメラ本体2には、上記撮影光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ24に記録される。メモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。なお、撮像素子22の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。撮像素子22の構造の詳細は後述する。
On the other hand, the
カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。
A
また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。
In addition to the above, the
操作部28は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード/コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカスレンズ32の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカスレンズ32の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードである。また、操作部28は、静止画撮影モード/動画撮影モードの切換が行えるようにもなっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。
The
次に、本実施形態に係る撮像素子22について説明する。
Next, the
図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2のIII部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the imaging surface of the
本実施形態の撮像素子22は、図3に示すように、複数の撮像画素221が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する4つの画素群223(稠密正方格子配列)において一方の対角線上に2つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が1つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群223を単位として、当該画素群223を撮像素子22の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子22が構成されている。
As shown in FIG. 3, the
なお、単位画素群223の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ(緑:G、イエロー:Ye、マゼンタ:Mg,シアン:Cy)の配列を採用することもできる。
The
図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図、図6は断面図である。一つの撮像画素221は、マイクロレンズ2211と、光電変換部2212と、図示しないカラーフィルタから構成され、図6の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2212が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2211が形成されている。光電変換部2212は、マイクロレンズ2211により撮影光学系の射出瞳(たとえばF1.0)を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。
FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the
また、撮像素子22の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の3箇所には、上述した撮像画素221に代えて焦点検出画素222a,222bが配列された焦点検出画素列22a,22b,22cが設けられている。そして、図3に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素222aおよび222bが、互いに隣接して交互に、横一列(22a,22c,22c)に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素222aおよび222bは、ベイヤー配列された撮像画素221の緑画素Gと青画素Bとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
In addition, focus
なお、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列22a〜22cの中から、撮影者が操作部28を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出位置として選択することもできる。
Note that the positions of the focus
図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図7(A)は、焦点検出画素222aの断面図である。また、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの断面図である。焦点検出画素222aは、図5(A)に示すように、マイクロレンズ2221aと、半円形状の光電変換部2222aとから構成され、図7(A)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222aが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221aが形成されている。また、焦点検出画素222bは、図5(B)に示すように、マイクロレンズ2221bと、光電変換部2222bとから構成され、図7(B)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222bが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221bが形成されている。そして、これら焦点検出画素222aおよび222bは、図3に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cを構成する。
FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the
なお、焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは、マイクロレンズ2221a,2221bにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域(たとえばF2.8)を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素222a,222bにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素221と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
The
また、図5(A)、図5(B)に示す焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは半円形状としたが、光電変換部2222a,2222bの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
In addition, although the
ここで、上述した焦点検出画素222a,222bの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
Here, a so-called phase difference detection method for detecting the focus state of the photographing optical system based on the pixel outputs of the
図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸L1近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2が、射出瞳34の測距瞳341,342から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図8においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図8に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳341,342から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 3. The focus detection pixels 222 a-1, 222 b-1, 222 a-2, and 222 b-2 that are arranged in the vicinity of the photographing
ここで、射出瞳34とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bの前方の距離Dの位置に設定された像である。距離Dは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Dを測距瞳距離と称する。また、測距瞳341,342とは、焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bにより、それぞれ投影された光電変換部2222a,2222bの像をいう。
Here, the
なお、図8において焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2の配列方向は一対の測距瞳341,342の並び方向と一致している。
In FIG. 8, the arrangement direction of the
また、図8に示すように、焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2のマイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2の背後に配置された各光電変換部2222a−1,2222b−1,2222a−2,2222b−2の形状が、各マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2から測距距離Dだけ離れた射出瞳34上に投影され、その投影形状は測距瞳341,342を形成する。
As shown in FIG. 8, the
すなわち、測距距離Dにある射出瞳34上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳341,342)が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
In other words, on the
図8に示すように、焦点検出画素222a−1の光電変換部2222a−1は、測距瞳341を通過し、マイクロレンズ2221a−1に向う光束AB1−1によりマイクロレンズ2221a−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222a−2の光電変換部2222a−2は測距瞳341を通過し、マイクロレンズ2221a−2に向う光束AB1−2によりマイクロレンズ2221a−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
As shown in FIG. 8, the
また、焦点検出画素222b−1の光電変換部2222b−1は測距瞳342を通過し、マイクロレンズ2221b−1に向う光束AB2−1によりマイクロレンズ2221b−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222b−2の光電変換部2222b−2は測距瞳342を通過し、マイクロレンズ2221b−2に向う光束AB2−2によりマイクロレンズ2221b−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
Further, the
そして、上述した2種類の焦点検出画素222a,222bを、図3に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bの出力を、測距瞳341と測距瞳342とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳341と測距瞳342とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
Then, a plurality of the above-described two types of
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。 Then, a conversion calculation is performed on the obtained image shift amount according to the center-of-gravity interval of the pair of distance measuring pupils, thereby obtaining a focal plane corresponding to the current focal plane (the position corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane) The deviation of the focal plane at the detection position, that is, the defocus amount can be obtained.
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部21により実行される。
The calculation of the image shift amount by the phase difference detection method and the calculation of the defocus amount based thereon are executed by the
また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して焦点電圧を検出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算して焦点電圧を検出することでも求めることができる。
Further, the
そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部37に制御信号を送出してフォーカスレンズ32を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ32の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
Then, the
次いで、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図9は、本実施形態に係るカメラ1の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ1の電源がオンされることにより開始される。また、以下においては、静止画撮影モードが選択されており、さらに、ワンショットモード、すなわち、一度調節したフォーカスレンズ32の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードが選択されている場面を例示して説明を行なう。
Next, an operation example of the
まず、ステップS101では、カメラ制御部21による、スルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ26による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子22により露光動作が行なわれ、カメラ制御部21により、撮像画素221の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部21は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路25に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ26に表示される。そして、これにより、接眼レンズ27を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。
First, in step S101, generation of a through image by the
ステップS102では、カメラ制御部21により、スルー画像生成用の露出制御が開始される。具体的には、カメラ制御部21は、撮像素子22の出力に基づいて、撮影画面全体の輝度値Bvを算出し、算出した撮影画面全体の輝度値Bvに基づいて、撮影画面全体で適正露出が得られるように、受光感度Sv、露光時間Tv、および絞りAvなどの露出条件を設定する。また、カメラ制御部21は、算出した輝度値Bvをメモリ24に記憶する。メモリ24に記憶された輝度値Bvは、後述するステップS110またはステップS117において、焦点検出用の露出制御を行う際に用いられる。なお、スルー画像生成時の露出制御は、所定の間隔で繰り返し実行されるが、スルー画像生成用の露出制御を行う間隔は、スルー画像の生成およびスルー画像の表示を繰り返す間隔よりも長い間隔とすることができる。例えば、スルー画像の生成およびスルー画像の表示が3回繰り返される間に、スルー画像生成用の露出制御を1回行うようにすることができる。
In step S102, the
ステップS103では、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行われる。すなわち、まず、撮像素子22により、撮影光学系からの光束の受光が行われ、カメラ制御部21により、撮像素子22の3つの焦点検出画素列22a〜22cを構成する各焦点検出画素222a,222bから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行われる。この場合、撮影者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部21は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、3つの焦点検出画素列22a〜22cに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。
In step S103, the
また、ステップS103において、カメラ制御部21は、算出したデフォーカス量について、その信頼性の評価を行う。本実施形態において、カメラ制御部21は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて、デフォーカス量の信頼性を、「高」、「中」、「低」、および「測距不能」の4段階で評価する。例えば、カメラ制御部21は、一対の像データの一致度が高く、デフォーカス量の信頼性が第1の判定値以上である場合には、デフォーカス量の信頼性を「高」と評価し、デフォーカス量の信頼性が、第1の判定値未満であり、かつ、第1の判定値よりも小さい第2の判定値以上である場合には、デフォーカス量の信頼性を「中」と評価する。さらに、カメラ制御部21は、デフォーカス量の信頼性が、第2の判定値未満であり、かつ、第2の判定値よりも小さい第3の判定値以上である場合には、デフォーカス量の信頼性を「低」と評価し、デフォーカス量の信頼性が、第3の判定値未満である場合には、デフォーカス量の信頼性を「測距不能」と評価する。このように得られたデフォーカス量およびデフォーカス量の信頼性は、デフォーカス量の履歴データとして、メモリ24に記憶される。
In step S103, the
なお、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、このカメラ1の動作が行われている間、所定の間隔で繰り返し実行される。
Note that the defocus amount calculation processing by such a phase difference detection method is repeatedly performed at predetermined intervals while the operation of the
ステップS104では、カメラ制御部21により、操作部28に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し(第1スイッチSW1のオン)がされたかどうかの判断が行なわれる。シャッターレリーズボタンが半押しされた場合は、ステップS105に進む。一方、シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合は、シャッターレリーズボタンの半押しされるまで、ステップS104を繰り返す。すなわち、シャッターレリーズボタンが半押しされるまで、スルー画像の生成・表示、スルー画像生成用の露出制御、デフォーカス量の算出、およびデフォーカス量の信頼性の評価が繰り返し実行される。
In step S104, the
そして、続くステップS105〜S108では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるかの判断が行われる。 In subsequent steps S105 to S108, it is determined whether the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”.
具体的には、まず、ステップS105において、カメラ制御部21により、所定のパラメータnが0に設定される。そして、ステップS106では、ステップS103で記憶したデフォーカス量の履歴データが参照され、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量およびデフォーカス量の信頼性のうち、パラメータnに応じたデフォーカス量およびデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断が行われる。例えば、カメラ制御部21は、パラメータnが0に設定されている場合には、シャッターレリーズボタンが半押しされる直前に算出されたデフォーカス量および該デフォーカス量の信頼性を読み出し、シャッターレリーズボタンが半押しされる直前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断を行う。また、カメラ制御部21は、パラメータnが1に設定されている場合には、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量よりも1つ前に算出されたデフォーカス量および該デフォーカス量の信頼性を読み出し、読み出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断を行う。同様に、カメラ制御部21は、nの値が大きくなるほど、過去に遡って、シャッターレリーズボタンが半押しされる直前に算出されたデフォーカス量よりもn個前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断を行う。
Specifically, first, in step S105, the
そして、ステップS106において、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量よりもn個前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であると判断された場合は、ステップS114に進み、一方、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量よりもn個前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」ではないと判断された場合は、ステップS107に進む。 If it is determined in step S106 that the reliability of the defocus amount calculated n times before the defocus amount immediately before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, On the other hand, if it is determined that the reliability of the defocus amount calculated n times before the defocus amount immediately before the shutter release button is half-pressed is not “high” or “medium”, the process proceeds to S114. The process proceeds to S107.
ステップS107では、カメラ制御部21により、パラメータnの値が所定数未満であるか否かの判断が行われる。nの値が所定数未満である場合は、ステップS108に進み、nの値に1が加えられた後、ステップS106に戻り、ステップS108において設定されたnを用いて、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量よりもn個前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断が行われる。一方、ステップS107において、nの値が所定数以上であると判断された場合は、ステップS109に進む。
In step S107, the
このように、ステップS106〜S108では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が、新しく算出されたデフォーカス量から順に、所定の数だけ遡って判断される。そして、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であると判断された場合には、ステップS114に進み、一方、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」ではないと判断された場合には、ステップS109に進む。 As described above, in steps S106 to S108, the reliability of the defocus amount calculated before half-pressing the shutter release button is determined by going back a predetermined number in order from the newly calculated defocus amount. When it is determined that the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, the process proceeds to step S114, while the shutter release button is half-pressed. If it is determined that the reliability of the previously calculated defocus amount is not “high” or “medium”, the process proceeds to step S109.
ステップS114では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であると判断されているため、カメラ制御部21により、信頼性が「高」または「中」であると判断された、シャッターレリーズボタンが半押しされる前のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行われ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、フォーカスレンズ駆動モータ36に送出される。次いで、ステップS115において、フォーカスレンズ駆動モータ36により、ステップS114で算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が行われる。
In step S114, since it is determined that the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, the
また、上述したように、ステップS102で開始されたデフォーカス量の算出およびデフォーカス量の信頼性の評価は、シャッターレリーズボタンの半押し後においても、所定の間隔で繰り返し行われる。そこで、カメラ制御部21は、シャッターレリーズボタンの半押し後に新たに算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」である場合には、このデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32のレンズ駆動量を新たに算出し、新たに算出したレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動する。なお、レンズ駆動量の演算は、後述するステップS119において、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれるまで、所定の間隔で繰り返し実行される。
Further, as described above, the calculation of the defocus amount and the evaluation of the reliability of the defocus amount started in step S102 are repeatedly performed at predetermined intervals even after the shutter release button is half-pressed. Therefore, when the reliability of the newly calculated defocus amount after the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, the
ステップS116では、カメラ制御部21により、後述する焦点検出用の露出制御が開始されているか否かの判断が行われる。焦点検出用の露出制御が開始されていると判断された場合は、ステップS118に進み、一方、焦点検出用の露出制御が開始されていないと判断された場合は、焦点検出用の露出制御を開始するために、ステップS117に進む。たとえば、上述したステップS106において、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であると判断された場合は、焦点検出用の露出制御が行われることなく、フォーカスレンズ32の駆動が開始されるため、ステップS116においては、焦点検出用の露出制御が開始されていないと判断され、ステップS117に進むこととなる。
In step S116, the
ステップS117では、焦点検出画素222a,222bの出力レベルを所定の出力レベルの範囲内とするために、カメラ制御部21により、焦点検出用の露出制御が開始される。具体的には、カメラ制御部21は、撮像素子22の出力に基づいて、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cを含む所定領域内の輝度値SpotBvを算出し、算出した輝度値SpotBvと、ステップS102において算出した撮影画面全体の輝度値Bvとの差をΔBvとして算出する。さらに、カメラ制御部21は、焦点検出に適した露出(例えば、適正露出よりも1段明るい露出)となるように、算出したΔBvを補正してΔBv’を求め、補正したΔBv’に基づいて、受光感度Sv、露光時間Tv、および絞りAvなどの露出条件を算出する。そして、カメラ制御部21は、ステップS102で設定されたスルー画像生成用の露出条件を、このステップS109で算出された焦点検出用の露出条件に変更する。
In step S117, exposure control for focus detection is started by the
また、カメラ制御部21は、焦点検出用の露出条件に変更した後も、焦点検出画素222a,222bの出力レベルを所定の出力レベルの範囲内になるように、所定の間隔で、焦点検出用の露出制御を繰り返し行う。具体的には、カメラ制御部21は、たとえば、焦点検出画素222a,222bの出力に基づいて、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、位相差検出方式による焦点検出に適した出力レベルの範囲内になるように、受光感度Sv、露光時間Tv、および絞りAvなどの露出条件の設定を、所定の間隔で繰り返し行う。なお、焦点検出用の露出制御を行う間隔は、焦点検出画素222a,222bから像データが出力される間隔よりも長い間隔とすることができ、たとえば、焦点検出画素222a,222bからの出力が3回行われる間に、焦点検出用の露出制御を1回行うようにすることができる。また、焦点検出用の露出制御では、受光感度Svおよび露光時間Tvを、絞りAvよりも優先して変更することが好適であり、受光感度Svおよび露光時間Tvを変更するだけでは、焦点検出画素222a,222bの出力レベルを、所定の出力レベルの範囲内とすることができない場合に、受光感度Svおよび露光時間Tvに加えて、絞りAvを変更する構成とすることができる。このように受光感度Svおよび露光時間Tvを絞りAvよりも優先して変更することで、絞りAvの変更に伴って絞り値が変更されてしまい、その結果、測距結果に誤差が生じてしまうことを有効に防止することができる。なお、焦点検出用の露出を、適正露出よりも明るい露出に変更した場合には、焦点検出時に表示されるスルー画像が明るくなってしまう場合があるため、このような場合には、スルー画像の明るさを暗くなるように制御してもよい。
The
そして、フォーカスレンズ32が合焦位置まで駆動されると、ステップS118に進み、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップS119に進み、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれる。なお、ステップS118における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。また、合焦表示を行なう際には、位相差検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
When the
このように、本実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であると判断された場合には、焦点検出用の露出制御が行われることなく、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動量が算出され、フォーカスレンズ32の駆動が行われる。そして、フォーカスレンズ32の駆動が開始された後に、焦点検出用の露出制御が開始され、これにより、フォーカスレンズ32が合焦位置に駆動されるまでの間、焦点検出用の露出制御が繰り返され、焦点検出用の露出制御により変更された露出条件で算出されたデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動が行われることとなる。
As described above, in this embodiment, when it is determined that the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, the focus detection exposure control is performed. Without being performed, the drive amount of the
また、ステップS106〜S108において、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」ではないと判断された場合には、ステップS109に進む。ステップS109では、カメラ制御部21により、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であるか否かの判断が行われる。たとえば、カメラ制御部21は、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、焦点検出に適した出力レベルの範囲内にある場合には、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であると判断することができる。焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であると判断された場合は、ステップS113に進み、一方、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内ではないと判断された場合は、焦点検出用の露出制御を行うために、ステップS110に進む。
If it is determined in steps S106 to S108 that the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is not “high” or “medium”, the process proceeds to step S109. In step S109, the
ステップS110では、上述したステップS117と同様に、カメラ制御部21により、焦点検出用の露出制御が開始される。そして、ステップS111では、カメラ制御部21により、焦点検出用の露出制御により変更された露出条件で算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断が行われる。焦点検出用の露出制御により変更された露出条件で算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」であると判断された場合は、ステップS114に進み、一方、焦点検出用の露出制御により変更された露出条件で算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」ではないと判断された場合は、ステップS112に進む。
In step S110, as in step S117 described above, the
ステップS112では、カメラ制御部21により、焦点検出用の露出制御が開始された後の焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であるか否かの判断が行われる。焦点検出画素222a,222bの出力レベルが所定の範囲内であると判断された場合は、ステップS113に進み、一方、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内ではないと判断された場合は、ステップS111に戻り、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内となるまで、ステップS111,S112で、焦点検出用の露出制御と、該焦点検出用の露出制御により変更された露出条件で算出されたデフォーカス量の信頼性の判断とが繰り返し行われることとなる。
In step S112, the
ステップS113では、カメラ制御部21により、スキャン動作を実行するためのスキャン動作実行処理が行なわれる。ここで、スキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ36により、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。以下においては、図10を参照して、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を説明する。なお、図10は、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を示すフローチャートである。
In step S113, the
まず、ステップS201では、カメラ制御部21により、スキャン動作の開始処理が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、レンズ制御部37にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部37は、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を光軸L1に沿ってスキャン駆動させる。なお、スキャン駆動を行う方向は特に限定されず、フォーカスレンズ32のスキャン駆動を、無限端から至近端に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端から無限端に向かって行なってもよい。
First, in step S201, the
そして、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の焦点検出画素222a,222bから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ32を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の撮像画素221から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。
Then, while driving the
ステップS202では、コントラスト検出方式による合焦位置の検出を行っている間に、露出が変更されてしまうことを防止するため、AEロック(露出条件の変更を禁止する処理)が行われる。そして、ステップS203では、カメラ制御部21により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップS206に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップS204に進む。なお、ステップS203においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が「低」または「測距不能」と評価された場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップS204に進むこととする。
In step S202, AE lock (processing for prohibiting change of exposure conditions) is performed to prevent the exposure from being changed while the focus position is detected by the contrast detection method. In step S203, the
ステップS204では、カメラ制御部21により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップS211に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップS205に進む。
In step S204, the
ステップS205では、カメラ制御部21により、スキャン動作を、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップS203に戻り、ステップS203〜S205を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップS215に進む。
In step S <b> 205, the
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップS203において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップS206に進み、ステップS206〜S210において、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。 As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S203 that the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method, the process proceeds to step S206, and in steps S206 to S210, the calculation is performed by the phase difference detection method. A focusing operation is performed based on the defocus amount.
すなわち、まず、ステップS206において、カメラ制御部21により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップS207に進み、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。
That is, first, in step S206, the
そして、ステップS208では、ステップS203において位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、レンズ駆動モータ36に送出される。そして、レンズ駆動モータ36は、カメラ制御部21により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させる。
In step S208, the lens driving amount required to drive the
なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させている間においても、制御部21は、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、制御部21は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる。
In the present embodiment, the
そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS209に進み、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップS210に進み、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれる。なお、ステップS209における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。また、合焦表示を行なう際には、位相差検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
When the driving of the
また、スキャン動作を実行した結果、ステップS204において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、ステップS211に進み、ステップS211〜S214において、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、フォーカスレンズ32の駆動動作が行なわれる。
As a result of executing the scanning operation, if it is determined in step S204 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S211 and detected in steps S211 to S214 by the contrast detection method. Based on the in-focus position, the
すなわち、まず、ステップS211において、カメラ制御部21により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップS212に進み、上述したステップS207と同様に、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。
That is, first, in step S211, the
そして、ステップS213に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させるレンズ駆動処理が行なわれる。なお、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ32の駆動を禁止することが好適である。これにより、フォーカスレンズ32のハンチング現象を抑制することができる。
Then, the process proceeds to step S213, and a lens driving process for driving the
そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS214に進み、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップS210に進み、合焦ロック(フォーカスレンズ32の駆動を禁止する処理)が行なわれる。なお、ステップS214における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。また、合焦表示を行なう際には、コントラスト検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
When the driving of the
なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップS203〜S205を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ32をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップS203〜S205を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かを判断した(ステップS203)後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う(ステップS204)ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。
In the scanning operation of the present embodiment, the above-described steps S203 to S205 are repeatedly executed, so that the
一方、ステップS205において、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップS215に進む。ステップS215では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれ、次いで、ステップS216に進み、合焦不能表示が行なわれる。合焦不能表示は、たとえば、電子ビューファインダ26により行われる。
On the other hand, if it is determined in step S205 that the scan operation has been completed for the entire driveable range of the
そして、ステップS217に進み、カメラ制御部21により、シャッターレリーズボタンの半押し(第1スイッチSW1のオン)がされた状態が継続しているか否かの判定が行なわれる。シャッターレリーズボタンが半押しされている場合はステップS218に進み、シャッターレリーズボタンの半押しされていない場合は、ステップS220に進む。
In step S217, the
ステップS217において、シャッターレリーズボタンが半押しされていると判定された場合には、ステップS218に進み、上述したステップS203と同様に、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。その結果、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップS219に進み、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれた後、ステップS207に進み、ステップS207〜S210において、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。一方、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合には、ステップS217に戻り、シャッターレリーズボタンが半押しされている状態が継続している間、ステップS217、S218を繰り返し実行する。なお、この場合においては、フォーカスレンズ32は、停止した状態であるため、コントラスト検出方式による焦点検出は実行されず、位相差検出方式による焦点検出のみが行われることとなる。
If it is determined in step S217 that the shutter release button is half-pressed, the process proceeds to step S218, and whether or not the defocus amount can be calculated by the phase difference detection method as in step S203 described above. A determination is made. As a result, when it is determined that the defocus amount can be calculated, the process proceeds to step S219, and after processing for turning off the in-focus display is performed, the process proceeds to step S207. In steps S207 to S210, the phase difference is determined. A focusing operation based on the defocus amount calculated by the detection method is performed. On the other hand, if it is determined that the defocus amount cannot be calculated, the process returns to step S217, and steps S217 and S218 are repeatedly executed while the shutter release button is being pressed halfway. In this case, since the
一方、ステップS217において、シャッターレリーズボタンが半押しされていないと判定された場合には、ステップS220に進み、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれる。 On the other hand, if it is determined in step S217 that the shutter release button has not been pressed halfway, the process proceeds to step S220, and processing for turning off the in-focus display is performed.
このように、ステップS113のスキャン動作実行処理は行われる。そして、ステップS113のスキャン動作実行処理が終了した後は、カメラ1の動作も終了する。
In this way, the scan operation execution process in step S113 is performed. Then, after the scan operation execution process in step S113 is completed, the operation of the
続いて、本実施形態に係るカメラ1の動作例を、図11に基づいて説明する。図11は、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明するための図であり、シャッターレリーズボタンの半押し前のデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」である場面を例示している。なお、図11においては、「高」または「中」と評価されたデフォーカス量の信頼性を「○」で表している(図12においても同じ)。また、図11では、横軸に時間を示しており、時刻t6においてシャッターレリーズボタンが半押しされた場面を例示している。たとえば、カメラ1の電源がオンされると、スルー画像の生成・表示が開始される(ステップS101)。これにより、図11に示すように、まず、時刻t1において、入射光に応じた電荷の蓄積が開始され、時刻t2において、蓄積された電荷の量に応じた像データの転送が開始される。そして、時刻t3において、像データの転送が終了し、スルー画像生成用の露出演算とデフォーカス量の演算とが開始される(ステップS102,ステップS103)。これにより、時刻t4において、露出演算の結果に基づくスルー画像生成用の露出制御が行われ、また、時刻t5において、デフォーカス量の算出およびデフォーカス量の信頼性の評価が行われる。このような電荷の蓄積、像データの転送、スルー画像生成用の露出制御、デフォーカス量の演算、およびデフォーカス量の信頼性の評価は、図11に示すように、所定の間隔で繰り返し行われる。
Next, an operation example of the
そして、時刻t6において、シャッターレリーズボタンが半押しされると(ステップS104=Yes)、まず、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量(時刻t5において算出されたデフォーカス量)の信頼性が「高」または「中」であるか否かの判断が行われる(ステップS105,S106)。ここで、図11に示す例では、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量(時刻t5において算出されたデフォーカス量)の信頼性が「高」または「中」であるため(ステップS106=Yes)、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量(時刻t5において算出されたデフォーカス量)に基づいて、フォーカスレンズ32のレンズ駆動量の演算が開始される(ステップS114)。その結果、時刻t7において、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量(時刻t5において算出されたデフォーカス量)に基づいたレンズ駆動量が算出され、算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が指示され、フォーカスレンズ32の駆動が開始される(ステップS115)。
When the shutter release button is half-pressed at time t6 (step S104 = Yes), first, a defocus amount (defocus amount calculated at time t5) calculated immediately before the shutter release button is half-pressed. It is determined whether the reliability is “high” or “medium” (steps S105 and S106). Here, in the example shown in FIG. 11, the reliability of the defocus amount (defocus amount calculated at time t5) calculated immediately before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium” ( In step S106 = Yes, calculation of the lens drive amount of the
さらに、本実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量(時刻t5において算出されたデフォーカス量)の信頼性が「高」または「中」であるため、フォーカスレンズ32を駆動する前の焦点検出用の露出制御は不要であると判断され、時刻t7では、焦点検出用の露出制御を行うことなく、フォーカスレンズ32の駆動が開始される(ステップS115)。
Furthermore, in this embodiment, since the reliability of the defocus amount (defocus amount calculated at time t5) calculated immediately before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, the
また、図11に示す例では、フォーカスレンズ32の駆動が開始されるまで、焦点検出用の露出制御が行われていないため(ステップS116=No)、フォーカスレンズ32の駆動が開始された後の時刻t8において、焦点検出用の露出制御が開始される(ステップS117)。たとえば、時刻t8では、時刻t4で得られた露出演算の測光結果のうち、焦点検出画素列22a〜22cを含む所定領域内の輝度に基づいて、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、焦点検出に適した所定の出力レベルの範囲内となるように、受光感度Svや露光時間Tvなどの露出条件が変更される。また、時刻t8における焦点検出用の露出制御により変更された露出条件は、時刻t9以降に開始される電荷の蓄積に反映される。そのため、時刻t9から、時刻t8で変更された露出条件で電荷の蓄積が開始され、時刻t11において、時刻t8で変更された露出条件で蓄積された電荷に基づく像データが転送され、時刻t12において、時刻t8で変更された露出条件で得られた像データに基づくデフォーカス量が算出される。その結果、時刻t13において、時刻t8で変更された焦点検出用の露出条件で算出されたデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動量が算出され、この焦点検出用の露出条件で算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32が駆動されることとなる。同様に、時刻t10,t14およびt15においても、焦点検出用の露出制御が繰り返し行われ、これにより、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、焦点検出に適した所定の出力レベルの範囲内とされる。
Further, in the example shown in FIG. 11, since exposure control for focus detection is not performed until the drive of the
また、図12は、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明するための図であり、シャッターレリーズボタンの半押し前のデフォーカス量の信頼性が「低」または「測距不能」である場面を例示している。なお、図12においては、「低」または「測距不能」と評価されたデフォーカス量の信頼性を「×」で表している。また、図12では、横軸に時間を示しており、時刻t27においてシャッターレリーズボタンが半押しされた場面を例示している。図12に示す例では、時刻t21において、入射光に応じた電荷の蓄積が開始され、時刻t22において、蓄積された電荷に応じた像データの転送が開始され、時刻t23において、転送された像データに基づいて、スルー画像生成用の露出演算とデフォーカス量の演算とが開始される(ステップS102,ステップS103)。これにより、時刻t24において、スルー画像生成用の露出演算の演算結果に基づいて、露出条件を変更する露出制御が行われ、また、時刻t25において、デフォーカス量の算出およびデフォーカス量の信頼性の評価が行われる。そして、このような電荷の蓄積、像データの転送、スルー画像生成用の露出制御、デフォーカス量の演算、およびデフォーカス量の信頼性の評価が繰り返し行われることで、図12に示す例では、シャッターレリーズボタンが半押しされる時刻t27までの時刻t25,t26において、デフォーカス量の算出が行われる。
FIG. 12 is a diagram for explaining an example of the operation of the
そして、時刻t27において、シャッターレリーズボタンが半押しされると(ステップS104=Yes)、まず、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量、すなわち、時刻t26において算出されたデフォーカス量の信頼性が判断される(ステップS105,S106)。ここで、図12に示す例においては、シャッターレリーズボタンの半押し直前に算出されたデフォーカス量(時刻t26において算出されたデフォーカス量)の信頼性は「高」または「中」ではないため(ステップS106=No)、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量(時刻t26において算出されたデフォーカス量)よりも1つ前に算出されたデフォーカス量(時刻t25において算出されたデフォーカス量)の信頼性が判断される。しかしながら、図12に示す例では、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量よりも1つ前に算出されたデフォーカス量(時刻t25において算出されたデフォーカス量)の信頼性も「高」または「中」ではないため(ステップS106=No)、シャッターレリーズボタンの半押し後に算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動が行われることとなる。
When the shutter release button is half-pressed at time t27 (step S104 = Yes), first, the reliability of the defocus amount immediately before the shutter release button is half-pressed, that is, the defocus amount calculated at time t26. Is determined (steps S105 and S106). Here, in the example shown in FIG. 12, the reliability of the defocus amount (defocus amount calculated at time t26) calculated immediately before the shutter release button is half-pressed is not “high” or “medium”. (Step S106 = No), the defocus amount calculated immediately before the defocus amount (defocus amount calculated at time t26) immediately before the shutter release button is half-pressed (defocus calculated at time t25). Reliability) is determined. However, in the example shown in FIG. 12, the reliability of the defocus amount calculated immediately before the defocus amount immediately before the shutter release button is half-pressed (defocus amount calculated at time t25) is also “high”. Alternatively, since it is not “medium” (step S106 = No), the
すなわち、図12に示す例では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」ではないため、まず、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であるか否かの判断が行われる(ステップS109)。焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内ではない場合(ステップS109=No)には、時刻t28において、時刻t24の露出演算での測光結果に基づいて、焦点検出用の露出制御が開始される(ステップS110)。なお、焦点検出用の露出制御は、焦点検出用の露出制御の開始後に、所定の間隔で繰り返し行われ、図12に示す例では、時刻t29、t32、t35において行われる。
That is, in the example shown in FIG. 12, since the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is not “high” or “medium”, first, the output levels of the
時刻t29で設定された露出条件は、時刻t30以降に開始される電荷の蓄積に反映され、時刻t30から、時刻t29で設定された露出条件で電荷の蓄積が開始される。これにより、時刻t31では、時刻t29で設定された露出条件で蓄積された電荷に基づく像データの転送が行われ、時刻t33では、時刻t29で設定された露出条件で得られた像データに基づくデフォーカス量が算出される。図12に示す例では、時刻t33において算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」と判断されるため(ステップS111=Yes)、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であるか否かに関係なく、時刻t33において算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動量が演算され(ステップS114)、その結果、時刻t34において、フォーカスレンズ32の駆動が開始される(ステップS116)。
The exposure condition set at time t29 is reflected in the charge accumulation started after time t30, and charge accumulation is started under the exposure condition set at time t29 from time t30. Thereby, at time t31, image data is transferred based on the charges accumulated under the exposure condition set at time t29, and at time t33, based on the image data obtained under the exposure condition set at time t29. A defocus amount is calculated. In the example shown in FIG. 12, since the reliability of the defocus amount calculated at time t33 is determined to be “high” or “medium” (step S111 = Yes), the output levels of the
なお、図12に示す例では、時刻t33において算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」と判断されているが、たとえば、時刻t33において算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」ではなく(ステップS111=No)、かつ、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内であると判断された場合には(ステップS112=Yes)、スキャン動作が実行されることとなる。
In the example shown in FIG. 12, the reliability of the defocus amount calculated at time t33 is determined to be “high” or “medium”. For example, the reliability of the defocus amount calculated at time t33 is determined. Is not “high” or “medium” (step S111 = No), and it is determined that the output levels of the
以上のように、本実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出したデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」である場合には、図11に示すように、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32の駆動を開始する。これにより、本実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押し後に算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる場合と比較して、シャッターレリーズボタンが半押されてから、フォーカスレンズ32が駆動されるまでの時間を短縮することができる。
As described above, in this embodiment, when the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is “high” or “medium”, as shown in FIG. The driving of the
また、本実施形態では、図11に示すように、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出したデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」である場合には、フォーカスレンズ32を駆動する前の焦点検出用の露出制御は不要であると判断し、焦点検出用の露出制御を行うことなく、フォーカスレンズ32の駆動を開始する。これにより、シャッターレリーズボタンの半押し後、フォーカスレンズ32の駆動を開始するまでの間に、焦点検出用の露出制御を行い、焦点検出用の露出制御により変更された露出条件で焦点検出画素222a,222bから像データを取得し、取得した像データに基づいてデフォーカス量を算出する一連の処理時間を省くことができる。そのため、フォーカスレンズ32を駆動する前に焦点調節用の露出制御を行う場合と比較して、シャッターレリーズボタンが半押されてから、フォーカスレンズ32が駆動されるまでの時間をより短縮することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, when the reliability of the defocus amount calculated before half-pressing the shutter release button is “high” or “medium”, the
さらに、本実施形態では、フォーカスレンズ32の駆動を開始した後に、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、焦点検出に適した所定の出力レベルの範囲となるように、スルー画像生成用の露出条件を焦点検出用の露出条件に変更するとともに、その後、焦点検出用の露出制御を繰り返して行う。これにより、本実施形態では、焦点検出画素222a,222bの出力のS/Nを向上させることができ、その結果、デフォーカス量のばらつきを低減させ、デフォーカス量の算出精度を高めることができる。
Further, in this embodiment, after driving the
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、シャッターレリーズボタンが半押しされた後に、フォーカスレンズ32のレンズ駆動量を算出しているが、レンズ駆動量を、シャッターレリーズボタンが半押しされる前に算出しておく構成としてもよい。これにより、シャッターレリーズボタンが半押しされた後に、フォーカスレンズ32のレンズ駆動量を算出する時間を省くことができるため、シャッターレリーズボタンが半押しされてから、フォーカスレンズ32が駆動されるまでの時間を、さらに短縮することができる。なお、シャッターレリーズボタンが半押しされる前に、フォーカスレンズ32の駆動量を算出する構成とした場合であっても、シャッターレリーズボタンが半押しされる前のフォーカスレンズ32の駆動は禁止される。
For example, in the above-described embodiment, the lens driving amount of the
また、上述した実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量の信頼性を、新しく算出されたデフォーカス量から順に遡って判断し、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動量を算出しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出されたデフォーカス量のうち、信頼性が最も高いデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動量を算出する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the reliability of the defocus amount calculated before the shutter release button is half-pressed is determined retrospectively from the newly calculated defocus amount, and the reliability is “high” or “medium”. The lens drive amount is calculated based on the defocus amount that is “”, but is not limited to this configuration. For example, among the defocus amounts calculated before the shutter release button is pressed halfway, The lens driving amount may be calculated based on the defocus amount having the highest performance.
さらに、上述した実施形態では、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合に、シャッターレリーズボタンが半押しされる前に算出されたデフォーカス量に基づいて、焦点検出用の露出制御を行うか否かを判断する構成を例示したが、例えば、シャッターレリーズボタンとは別に、光学系の焦点調節を起動するためのボタンが設けられている場合には、焦点調節を起動するためのボタンが押される前からデフォーカス量を算出しておき、焦点調節を起動するためのボタンが押された場合に、焦点調節を起動するためのボタンが押される前に算出したデフォーカス量に基づいて、焦点検出用の露出制御を行うか否かを判断する構成としてもよい。 Furthermore, in the embodiment described above, whether or not to perform exposure control for focus detection based on the defocus amount calculated before the shutter release button is pressed halfway when the shutter release button is pressed halfway. However, for example, when a button for starting focus adjustment of the optical system is provided separately from the shutter release button, before the button for starting focus adjustment is pressed, If the button for starting focus adjustment is pressed, the defocus amount is calculated based on the defocus amount calculated before the focus adjustment button is pressed. It may be configured to determine whether to perform exposure control.
加えて、上述した実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量よりも前に算出されたデフォーカス量の信頼性を、所定の数だけ、遡って判断しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、シャッターレリーズボタンの半押し直前のデフォーカス量よりも所定時間(例えば、0.1秒)前までに算出されたデフォーカス量の信頼性を遡って判断する構成としてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the reliability of the defocus amount calculated before the defocus amount immediately before the shutter release button is half-pressed is determined retroactively by a predetermined number. For example, the reliability of the defocus amount calculated up to a predetermined time (for example, 0.1 second) before the defocus amount immediately before the shutter release button is half-pressed is determined retrospectively. It is good also as a structure.
また、上述した実施形態では、撮像素子22の焦点検出画素222a,222bにおいて、位相差検出方式による焦点状態の検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、位相差検出方式による焦点状態の検出を行う焦点検出モジュールを、撮像素子22とは独立して設ける構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態のステップS109,S112においては、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、所定の出力レベルの範囲内となった場合に、スキャン動作を実行しているが、この構成に限定されず、たとえば、焦点検出画素222a,222bの出力レベルが、位相差検出方式による焦点検出に適した所定の出力レベルの範囲内となり、かつ、撮像画素221の出力レベルが、コントラスト検出方式による焦点検出に適した所定の出力レベルの範囲内となった場合に、スキャン動作を実行する構成としてもよい。
Furthermore, in steps S109 and S112 of the above-described embodiment, the scan operation is executed when the output level of the
なお、上述した実施形態のカメラ1は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、一眼レフデジタルカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
The
1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
221…撮像画素
222a,222b…焦点検出画素
24…メモリ
28…操作部
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記撮像部から出力された信号に基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する前記焦点調節光学系の合焦位置を検出する検出部と、
前記焦点調節光学系の位置を制御する位置制御部と、
前記位置制御部により前記焦点調節光学系の位置を前記合焦位置に移動させるために操作される操作部と、
前記操作部が操作されると、前記位置制御部により前記焦点調節光学系の移動が開始されてから前記合焦位置へ移動するまでに、前記合焦位置を検出するための露出制御を行い、前記操作部が操作されるまでに前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内でなければ、前記焦点調節光学系の移動が開始される前に前記合焦位置を検出するための露出制御を行う露出制御部と、を備える撮像装置。 An imaging unit that captures an image by an optical system having a focus adjustment optical system and outputs a signal;
Based on a signal output from the imaging unit, a detection unit that detects a focusing position of the focus adjustment optical system in which an image by the optical system is focused on the imaging unit;
A position controller for controlling the position of the focus adjusting optical system;
An operation unit operated by the position control unit to move the position of the focus adjustment optical system to the in-focus position;
When the operation unit is operated , exposure control for detecting the in-focus position is performed from the start of the movement of the focus adjustment optical system by the position control unit to the in- focus position, If the magnitude of the signal output from the imaging unit before the operation unit is operated is not within a predetermined range, the focus position is detected before the focus adjustment optical system starts moving. An imaging apparatus comprising: an exposure control unit that performs exposure control.
前記撮像部から出力された信号に基づいて画像を表示する表示部を備え、
前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまで、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to claim 1 ,
A display unit that displays an image based on a signal output from the imaging unit;
The exposure control unit is an imaging apparatus that performs exposure control for capturing an image to be displayed on the display unit until the operation unit is operated.
前記露出制御部は、前記合焦位置を検出するための露出制御における露出値を、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御における露出値よりも大きくする撮像装置。 The imaging device according to claim 2,
The exposure apparatus, wherein the exposure control unit makes an exposure value in exposure control for detecting the in-focus position larger than an exposure value in exposure control for capturing an image to be displayed on the display unit.
前記露出制御部は、前記撮像部の感度または露光時間を用いて、前記合焦位置を検出するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The said exposure control part is an imaging device which performs exposure control for detecting the said focus position using the sensitivity or exposure time of the said imaging part.
前記露出制御部は、前記光学系が有する絞りよりも前記撮像部の感度または露光時間を優先して用いて、前記合焦位置を検出するための露出制御を行う撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 4,
The imaging apparatus that performs exposure control for detecting the in-focus position by using the sensitivity or exposure time of the imaging unit with priority over the diaphragm of the optical system.
前記位置制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出された合焦位置に前記焦点調節光学系の位置を制御する撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The position control unit is an imaging apparatus that controls the position of the focus adjustment optical system to the in-focus position detected by the detection unit before the operation unit is operated.
前記位置制御部は、前記合焦位置を検出するための露出制御が前記露出制御部により行われてから、前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内であると、前記合焦位置を検出するために前記焦点調節光学系を移動させる撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 6,
When the exposure control for detecting the in-focus position is performed by the exposure control unit and the magnitude of a signal output from the imaging unit is within a predetermined range, the position control unit An imaging apparatus for moving the focus adjustment optical system to detect a position.
前記撮像部から出力された信号に基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する前記焦点調節光学系の合焦位置と前記焦点調節光学系の位置とのずれ量を検出する検出部と、
前記焦点調節光学系の位置を制御する位置制御部と、
前記位置制御部により前記焦点調節光学系の位置を前記合焦位置に移動させるために操作される操作部と、
前記操作部が操作されると、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性があると、前記焦点調節光学系の移動が開始する前に前記ずれ量を検出するための露出制御を行わず、前記焦点調節光学系の移動が開始されてから前記合焦位置へ移動するまでに、前記ずれ量を検出するための露出制御を行う露出制御部と、を備える撮像装置。 An imaging unit that captures an image by an optical system having a focus adjustment optical system and outputs a signal;
Detection based on a signal output from the imaging unit that detects a shift amount between a focus position of the focus adjustment optical system and an image of the focus adjustment optical system where an image by the optical system is focused on the image pickup unit And
A position controller for controlling the position of the focus adjusting optical system;
An operation unit operated by the position control unit to move the position of the focus adjustment optical system to the in-focus position;
When the operation unit is operated, if the shift amount detected by the detection unit before the operation unit is operated is reliable, the shift amount is set before the movement of the focus adjustment optical system is started. An exposure control unit that performs exposure control for detecting the shift amount from the start of the movement of the focus adjustment optical system to the focus position without performing exposure control for detection; An imaging apparatus provided.
前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がないと、前記位置制御部により前記焦点調節光学系の移動が開始されるまでに、前記ずれ量を検出するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to claim 8,
When the exposure control unit is not reliable in the amount of deviation detected by the detection unit until the operation unit is operated, the movement of the focus adjustment optical system is started by the position control unit. An image pickup apparatus that performs exposure control for detecting the shift amount.
前記撮像部から出力された信号に基づいて画像を表示する表示部を備え、
前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまで、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to claim 8 or 9,
A display unit that displays an image based on a signal output from the imaging unit;
The exposure control unit is an imaging apparatus that performs exposure control for capturing an image to be displayed on the display unit until the operation unit is operated.
前記露出制御部は、前記ずれ量を検出するための露出制御における露出値を、前記表示部に表示する画像を撮像するための露出制御における露出値よりも大きくする撮像装置。 The imaging device according to claim 10.
The imaging apparatus , wherein the exposure control unit makes an exposure value in exposure control for detecting the shift amount larger than an exposure value in exposure control for capturing an image to be displayed on the display unit.
前記露出制御部は、前記撮像部の感度または露光時間を用いて、前記ずれ量を検出するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 8 to 11,
The said exposure control part is an imaging device which performs exposure control for detecting the said deviation | shift amount using the sensitivity or exposure time of the said imaging part.
前記露出制御部は、前記光学系が有する絞りよりも前記撮像部の感度または露光時間を優先して用いて、前記ずれ量を検出するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 8 to 12 ,
The image pickup apparatus, wherein the exposure control unit performs exposure control for detecting the shift amount by giving priority to the sensitivity or exposure time of the image pickup unit over the diaphragm of the optical system.
前記位置制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性があると、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に基づいて、前記焦点調節光学系の位置を制御する撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 8 to 13 ,
If the deviation amount detected by the detection unit before the operation unit is operated is reliable, the position control unit sets the deviation amount detected by the detection unit until the operation unit is operated. An image pickup apparatus for controlling the position of the focus adjustment optical system based on the image pickup apparatus.
前記位置制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がないと、前記ずれ量を検出するための露出制御が行われてから検出されたずれ量に基づいて、前記焦点調節光学系の位置を制御する撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 8 to 14 ,
The position control unit detects a shift detected after exposure control is performed to detect the shift amount if the shift amount detected by the detection unit is unreliable until the operation unit is operated. An imaging apparatus that controls a position of the focus adjustment optical system based on a quantity.
前記露出制御部は、前記操作部が操作されるまでに前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がなく、前記操作部が操作されるまでに前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内でないと、前記操作部が操作されてから前記位置制御部により前記焦点調節光学系の移動が開始されるまでに、前記合焦位置を検出するための露出制御を行う撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 8 to 15 ,
The exposure control unit is not reliable in the amount of deviation detected by the detection unit until the operation unit is operated, and the magnitude of the signal output from the imaging unit until the operation unit is operated. An imaging apparatus that performs exposure control for detecting the in-focus position from when the operation unit is operated until the movement of the focus adjustment optical system is started by the position control unit.
前記位置制御部は、前記ずれ量を検出するための露出制御が前記露出制御部により行われてから、前記検出部により検出されたずれ量に信頼性がなく、前記撮像部から出力された信号の大きさが所定範囲内であると、前記合焦位置を検出するために前記焦点調節光学系を移動させる撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 8 to 16 ,
The position control unit is a signal output from the imaging unit because the deviation amount detected by the detection unit is not reliable after exposure control for detecting the deviation amount is performed by the exposure control unit. An imaging apparatus that moves the focus adjustment optical system to detect the in-focus position when the size of the focus adjustment optical system is within a predetermined range.
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