JP6506560B2 - フォーカス制御装置及びその方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係わるフォーカス制御装置を有する撮像装置について説明する。なお、本実施形態では、レンズ装置を着脱可能に構成された撮像装置について説明するが、レンズ一体型のデジタルカメラ等の他の撮像装置であってもよい。
図2は、画像センサーとしての撮像素子201の受光面の一部を示す図である。撮像素子201は、撮像面位相差AFを可能にするために、一つのマイクロレンズに対して受光部であるフォトダイオードを2つ有する画素部をアレイ状に並べている。これにより、各画素部で、レンズ装置10の射出瞳を分割した光束を受光することが可能になっている。
次に、カメラ制御部207が実行するAF制御処理について説明する。図3は、図1におけるカメラ制御部207が実行するAF制御処理を示すフローチャートである。本処理は、カメラ制御部207内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。例えば、1フィールド画像(以下、1フレーム、1画面ともいう)を生成するための撮像素子201からの撮像信号の読み出し周期(垂直同期期間ごと)で実行される。ただし、垂直同期期間(Vレート)内に複数回繰り返すようにしてもよい。
図4は、図3のレンズ駆動処理(ステップS309)の詳細を示すフローチャートである。まず、カメラ制御部207は、ステップS401で、デフォーカス量が得られており、かつ信頼度レベルが「高」かどうかを判定する。デフォーカス量が得られていて、信頼度レベルが「高」の場合には(ステップS401でYES)、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの駆動量、および駆動方向を決定する(ステップS402)。そして、エラーカウント、端カウントをクリアし(ステップS403)、処理を終了する。
図5は、図3の焦点検出エリア選択処理(ステップS304)で選択される撮影画面内の焦点検出エリアの詳細を示す図である。図5(B)は、第1の分割領域を示した図である。図5(A)の焦点検出範囲内を、位相差の検知方向と同方向に3つの領域に分割し、さらに位相差の検知方向と垂直方向に3つの領域に分割する。そして、各領域から後述する2つの相関の具合を示す相関量(相関度)を算出し、相関量からデフォーカス量を算出する。さらにデフォーカス量の信頼度レベルを算出する。
次に、上述した有効デフォーカス量の算出方法について説明するが、相関情報としての相関演算、相関量波形等を説明してから、有効デフォーカス量の算出について説明する。
以上、αとβの和からピントずれ量PRDを算出することができる。
図12は、デフォーカス量算出までをフローチャートに示したものである。なお、下記の説明では、ピントずれ量とデフォーカス量とを区別して例示する。この点、本実施形態の技術思想におけるデフォーカス量は、合焦位置からの絶対的な距離やパルス数としてもよいし、それとは次元、単位の異なる値や相対的な値でもよい。どれだけ合焦状態から離れていると判断できるか、どれだけフォーカス制御すれば合焦状態に移行できると判断できるかを示す値である。このような概念としてデフォーカス情報を取得することをフォーカス情報を取得すると言う。
図13は、前述のステップS1008で示した有効デフォーカス量として焦点検出範囲に対応する1つのデフォーカス量の算出処理のフローチャートである。本実施形態では、デフォーカス量を用いて処理を行っているが、相関量の極小値となっているシフト量を用いて処理しても良い。つまり、上述したようにどれだけ合焦状態から離れていると判断できるか、どれだけフォーカス制御すれば合焦状態に移行できると判断できるかを示す概念に該当するものであれば、いずれでも良い。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (27)
- 撮影画面内の焦点検出範囲内に、フォーカス情報を検知する方向に対応する方向およびフォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に複数の領域を設定する領域設定手段と、
前記複数の領域から出力された複数のフォーカス情報のうちの、少なくとも一部の領域のフォーカス情報を組み合わせて前記焦点検出範囲全体についての1つのデフォーカス情報を算出する算出手段と、
算出されたデフォーカス情報に基づいてフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記算出手段は、撮影状態に応じて、フォーカス情報を検知する方向に対応する方向に並ぶ複数の領域の組み合わせと、フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の領域の組み合わせとの少なくともいずれかを選択して、選択された領域から出力された複数のフォーカス情報を加算することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 前記撮影状態は、被写体の照度であり、
前記算出手段は、前記被写体の照度に応じて、フォーカス情報を検知する方向に対応する方向に並ぶ複数の領域を組み合わせるか、フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の領域を組み合わせるかを選択することを特徴とする請求項1に記載のフォーカス制御装置。 - 前記算出手段は、被写体が低照度であると判定された場合には、少なくとも前記フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項2に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、少なくともフォーカス情報を検知する方向と垂直な方向に位置する複数の領域のそれぞれのフォーカス情報が得られず、かつ、被写体が低照度であると判定された場合に、フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、少なくともフォーカス情報を検知する方向に対応する方向に位置する複数の領域のそれぞれのフォーカス情報が得られなかった場合に、フォーカス情報を検知する方向に対応する方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記撮影状態は、被写体のコントラストであり、
前記算出手段は、前記被写体のコントラストに応じて、フォーカス情報を検知する方向に対応する方向に並ぶ複数の領域を組み合わせるか、フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の領域を組み合わせるかを選択することを特徴とする請求項1に記載のフォーカス制御装置。 - 前記算出手段は、被写体が低コントラストであると判別された場合には、少なくともフォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に配置された複数の領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項6に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、少なくともフォーカス情報を検知する方向と垂直な方向に位置する複数の領域のそれぞれのフォーカス情報が得られず、かつ、被写体が低コントラストであると判定された場合に、フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項6または7に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、前記フォーカス情報を検知する方向と垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算する際に、前記フォーカス情報が第1の所定範囲内に含まれている領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第1の所定範囲を、撮影状態に応じて異ならせることを特徴とする請求項9に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第1の所定範囲を、被写体が低照度であるか否かで異ならせることを特徴とする請求項9または10に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第1の所定範囲を、被写体が低コントラストであるか否かで異ならせることを特徴とする請求項9または10に記載のフォーカス制御装置。
- 前記領域に対応する画素の位置から対の像が出力され、前記フォーカス情報は、2像の相関度の情報であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、前記複数の領域で得られた2像の相関度を示す相関量を加算した相関量をフォーカス情報として算出することを特徴とする請求項13に記載のフォーカス制御装置。
- 前記フォーカス情報とは異なる第2のフォーカス情報を出力する第2の出力手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記フォーカス情報を検知する方向と垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算する際に、前記第2のフォーカス情報が第2の所定範囲内に含まれている領域のフォーカス情報を加算することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。 - 前記第2の所定範囲を、撮影状態に応じて異ならせることを特徴とする請求項15に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第2の所定範囲を、被写体が低照度であるか否かで異ならせることを特徴とする請求項15または16に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第2の所定範囲を、被写体が低コントラストであるか否かで異ならせることを特徴とする請求項15または16に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第1、第2の所定範囲は、被写体が低照度であると判定された場合に、被写体が低照度でないと判定された場合と比較して所定範囲を広げることを特徴とする請求項10、11、16、17のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記第1、第2の所定範囲は、被写体が低コントラストであると判定された場合に、被写体が低コントラストでないと判定された場合と比較して所定範囲を広げることを特徴とする請求項10、12、16、18のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、前記フォーカス情報を検知する方向に対応する方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算してフォーカス情報が得られなかった場合には、さらに前記フォーカス情報を検知する方向と垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報も加算することを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 前記算出手段は、前記フォーカス情報を検知する方向と垂直な方向に位置する複数の領域のフォーカス情報を加算してフォーカス情報が得られなかった場合には、さらに前記フォーカス情報を検知する方向と対応する方向に位置する複数の領域のフォーカス情報も加算することを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 複数のマイクロレンズを有する撮像素子を有し、当該マイクロレンズに対応して複数の受光部を有することを特徴とする請求項1乃至22のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 複数のマイクロレンズを有する撮像素子を有し、当該マイクロレンズに対応する受光部の開口位置が異なる画素部を有することを特徴とする請求項1乃至22のいずれか1項に記載のフォーカス制御装置。
- 撮影画面内の焦点検出範囲内にフォーカス情報を検知する方向に対応する方向およびフォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に複数の領域を設定する領域設定工程と、
前記複数の領域から出力された複数のフォーカス情報のうちの、少なくとも一部の領域のフォーカス情報を組み合わせて前記焦点検出範囲全体についての1つのデフォーカス情報を算出する算出工程と、
算出されたデフォーカス情報に基づいてフォーカス制御を行う制御工程とを有し、
前記算出工程では、撮影状態に応じて、フォーカス情報を検知する方向に対応する方向に並ぶ複数の領域の組み合わせと、フォーカス情報を検知する方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の領域の組み合わせとの少なくともいずれかを選択して、選択された領域から出力された複数のフォーカス情報を加算することを特徴とするフォーカス制御方法。 - 請求項25に記載のフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項25に記載のフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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