JP6660036B2 - Focus detection device and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、焦点検出装置及び撮像装置に関する。   The present invention relates to a focus detection device and an imaging device.

従来、複数の焦点検出領域の各々の輝度に応じて、焦点検出領域をグループ分けし、同じグループに属する焦点検出領域の数が最も多いグループの輝度に基づいて、ラインセンサから読み出した電荷(信号)のゲインを決定するように構成された焦点検出装置が提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, focus detection areas are grouped according to the brightness of each of a plurality of focus detection areas, and charges (signals) read from the line sensor are determined based on the brightness of the group having the largest number of focus detection areas belonging to the same group. ) Is proposed (refer to Patent Document 1).

特開2012−63449号公報JP 2012-63449 A

上記特許文献1の焦点検出装置において、高輝度側のグループに基づいてゲインが決定された場合、そのグループの焦点検出領域では、十分な出力レベルの信号データが得られる。しかし、それ以外のグループの焦点検出領域では、ラインセンサの飽和レベルよりも大幅に低い出力レベルとなるため、被写体のコントラストが低い場合には、適切な出力レベルの信号データが得られなくなる。   In the focus detection device of Patent Document 1, when the gain is determined based on the group on the high-luminance side, sufficient output level signal data is obtained in the focus detection area of that group. However, in the focus detection areas of the other groups, the output level is significantly lower than the saturation level of the line sensor. Therefore, when the contrast of the subject is low, signal data of an appropriate output level cannot be obtained.

本発明の目的は、適切な蓄積時間を設定することができる焦点検出装置及び撮像装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a focus detection device and an imaging device that can set an appropriate accumulation time.

本発明の焦点検出装置は、フォーカスレンズを有する光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子と、前記光学系により形成される被写体像を撮像する範囲内に配置され、設定された時間で、前記被写体からの光を光電変換して生成された電荷に基づい信号を出力する複数の検出部と、前記被写体像のうちの第1の被写体像が形成される範囲内に配置された前記検出部を選択する選択部と、前記検出部の第1の時間で生成された電荷に基づいて、複数の時間を設定した場合に、前記検出部の飽和電荷量に対して生成される電荷量の割合を前記選択部で選択されたそれぞれの前記検出部で算出し、算出した前記割合が所定範囲内にある前記検出部の数を前記複数の時間ごとに算出し、算出した前記検出部の数に基づいて、電荷の生成を行う第2の時間を決定する時間算出部と、前記第2の時間で生成される電荷に基づいて前記検出部から出力される信号を基に、前記被写体像が形成される位置と前記撮像素子とのずれ量を検出する検出部と、を有する構成とした。 A focus detection device according to an aspect of the invention includes an imaging element that captures a subject image formed by an optical system having a focus lens, and an imaging device that is disposed within a range that captures a subject image formed by the optical system, for a set time. a plurality of detector that outputs a signal based on the electric charge produced by photoelectric conversion of light from the object, first object image of said object image is arranged within a range to be formed the A selection unit that selects a detection unit, and a charge amount that is generated with respect to the saturation charge amount of the detection unit when a plurality of times are set based on the charge that is generated in the first time of the detection unit. Is calculated by each of the detection units selected by the selection unit, the number of the detection units whose calculated ratio is within a predetermined range is calculated for each of the plurality of times, and the calculated detection unit Generate charge based on number A time calculating unit for determining a second time to perform, the second based on the signal output from the detecting unit based on the charge generated by the time position and the imaging device in which the subject image is formed And a detection unit for detecting the amount of deviation from the above.

本発明によれば、適切な蓄積時間を設定することができる焦点検出装置及び撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a focus detection device and an imaging device capable of setting an appropriate accumulation time.

第1実施形態におけるカメラ1の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a camera 1 according to the first embodiment. 位相差AF検出部15における位相差AF検出領域151の構成を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of a phase difference AF detection area 151 in a phase difference AF detection unit 15. 各列のAFエリアに対応して配置されたラインセンサS1〜S7を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing line sensors S1 to S7 arranged corresponding to AF areas in each row. 制御装置30において、カメラ1のAF動作を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a processing procedure when the control device 30 performs an AF operation of the camera 1. 第1実施形態のAF−CCD制御部31によるAFセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a processing procedure of AF sensor control by the AF-CCD control unit 31 according to the first embodiment. 第1実施形態のAF−CCD制御部31によるAFセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a processing procedure of AF sensor control by the AF-CCD control unit 31 according to the first embodiment. 第2実施形態のAF−CCD制御部31AによるAFセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the processing procedure of AF sensor control by AF-CCD control part 31A of a 2nd embodiment. 第2実施形態のAF−CCD制御部31AによるAFセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the processing procedure of AF sensor control by AF-CCD control part 31A of a 2nd embodiment.

以下、図面を参照して、本発明に係る焦点検出装置及び撮像装置の実施形態について説明する。ここでは、本発明に係る焦点検出装置を、撮像装置としてのカメラ1に適用した実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of a focus detection device and an imaging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, an embodiment in which the focus detection device according to the present invention is applied to a camera 1 as an imaging device will be described.

[第1実施形態]
まず、第1実施形態のカメラ1について説明する。図1は、第1実施形態におけるカメラ1の概略構成図である。
[First Embodiment]
First, the camera 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a camera 1 according to the first embodiment.

図1に示すように、カメラ1は、カメラ本体10と、このカメラ本体10に着脱可能に構成された撮像レンズ20と、を備える。本実施形態のカメラ1は、いわゆるデジタル一眼レフカメラである。   As shown in FIG. 1, the camera 1 includes a camera body 10 and an imaging lens 20 configured to be detachable from the camera body 10. The camera 1 of the present embodiment is a so-called digital single-lens reflex camera.

カメラ本体10は、撮像素子11と、クイックリターンミラー12Aと、サブミラー12Bと、ファインダー光学系13と、測光部14と、焦点検出用センサ及び検出手段としての位相差AF検出部15と、操作部材16と、制御装置30と、を備える。   The camera body 10 includes an image sensor 11, a quick return mirror 12A, a sub mirror 12B, a finder optical system 13, a photometry unit 14, a phase difference AF detection unit 15 as a focus detection sensor and a detection unit, and an operation member. 16 and a control device 30.

撮像素子11は、被写体光から変換された電荷を、電荷信号として出力するCCDやCMOS等の固体撮像素子により構成される。撮像素子11には、赤(R)、緑(G)及び青(B)の各色に対応する画素が所定の配列パターンで配置されている。撮像素子11は、撮像レンズ20の結像光学系による結像面の画像情報を撮像し、各画素に対応する色情報や輝度情報に応じた画像信号として制御装置30に出力する。   The imaging device 11 is configured by a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS that outputs a charge converted from subject light as a charge signal. Pixels corresponding to red (R), green (G), and blue (B) are arranged in the image sensor 11 in a predetermined arrangement pattern. The imaging element 11 captures image information of an image plane formed by the imaging optical system of the imaging lens 20 and outputs the image information to the control device 30 as an image signal corresponding to color information and luminance information corresponding to each pixel.

クイックリターンミラー12Aは、カメラ1内において、2つの異なる位置に移動可能に構成された反射部材である。すなわち、クイックリターンミラー12Aは、撮像レンズ20の結像光学系から撮像素子11に至る光路中に介在する作用位置(図1参照)と、光路中に介在しない退避位置との間を移動可能に構成されている。クイックリターンミラー12Aは、作用位置において、入射光束をファインダー光学系13(ファインダースクリーン13A)へ反射する。クイックリターンミラー12Aの一部には、入射光束の一部を透過する半透過領域が形成されている。   The quick return mirror 12A is a reflecting member configured to be movable to two different positions in the camera 1. That is, the quick return mirror 12A is movable between an operation position (see FIG. 1) interposed in the optical path from the imaging optical system of the imaging lens 20 to the image sensor 11 and a retracted position not interposed in the optical path. It is configured. The quick return mirror 12A reflects the incident light beam to the finder optical system 13 (finder screen 13A) at the operation position. A semi-transmissive region that transmits a part of the incident light beam is formed in a part of the quick return mirror 12A.

サブミラー12Bは、クイックリターンミラー12Aの背面側に設けられた反射部材である。サブミラー12Bは、作用位置に移動したクイックリターンミラー12Aにおいて、クイックリターンミラー12Aの半透過領域を透過した入射光束を、位相差AF検出部15に向けて反射させる。   The sub mirror 12B is a reflecting member provided on the back side of the quick return mirror 12A. The sub-mirror 12B reflects the incident light flux transmitted through the semi-transmissive area of the quick return mirror 12A toward the phase difference AF detection unit 15 in the quick return mirror 12A moved to the operation position.

ファインダー光学系13は、ファインダースクリーン13Aと、ペンタプリズム13Bと、接眼レンズ13Cと、を備える。   The finder optical system 13 includes a finder screen 13A, a pentaprism 13B, and an eyepiece 13C.

ファインダースクリーン13Aは、撮像素子11と光学的に等価な位置に設けられている。ファインダースクリーン13Aには、クイックリターンミラー12Aにより導かれた入射光束が結像する。ペンタプリズム13B及び接眼レンズ13Cは、ファインダースクリーン13A上に結像した被写体像を、撮影者が正立像として視認可能とするための光学系である。   The finder screen 13A is provided at a position optically equivalent to the image pickup device 11. The incident light flux guided by the quick return mirror 12A forms an image on the finder screen 13A. The pentaprism 13B and the eyepiece 13C are an optical system that enables a photographer to visually recognize a subject image formed on the finder screen 13A as an erect image.

測光部14は、測光用レンズ14Aと、測光センサ14Bと、を備える。測光用レンズ14Aは、ペンタプリズム13Bを介したファインダースクリーン13Aに結像した被写体像を測光センサ14Bに導く。測光センサ14Bは、撮像素子11と同様に、赤(R)、緑(G)及び青(B)の各色に対応する画素が所定の配列パターンで配置され、レンズ光学系により結像される結像面の画像情報を撮像する。   The photometric unit 14 includes a photometric lens 14A and a photometric sensor 14B. The photometric lens 14A guides the subject image formed on the finder screen 13A via the pentaprism 13B to the photometric sensor 14B. In the photometric sensor 14B, similarly to the image sensor 11, pixels corresponding to red (R), green (G), and blue (B) are arranged in a predetermined array pattern, and an image is formed by a lens optical system. The image information of the image plane is captured.

そして測光センサ14Bは、各画素に対応する色情報や輝度情報に応じた測光信号を制御装置30へ出力する。制御装置30は、測光センサ14Bからの測光信号に基づいて結像面の明るさを検出し、露出を決定する。   Then, the photometric sensor 14B outputs a photometric signal corresponding to color information and luminance information corresponding to each pixel to the control device 30. The control device 30 detects the brightness of the imaging surface based on the photometric signal from the photometric sensor 14B, and determines the exposure.

操作部材16は、カメラ1の操作を行うための図示しない各種スイッチ類により構成される。例えば、操作部材16には、カメラ1の動作モードを選択するためのモード選択スイッチ、AFエリア(後述)を選択するためのエリア選択スイッチ、焦点調節(AF)の開始及び撮影を指示するためのレリーズボタン等が含まれる。   The operation member 16 includes various switches (not shown) for operating the camera 1. For example, the operation member 16 includes a mode selection switch for selecting an operation mode of the camera 1, an area selection switch for selecting an AF area (described later), and an instruction for starting focus adjustment (AF) and photographing. A release button and the like are included.

位相差AF検出部15は、焦点検出用センサとしてのラインセンサS1〜S7(後述)を備える。ラインセンサS1〜S7には、クイックリターンミラー12Aの半透過領域を透過し、サブミラー12Bで反射した入射光束が入射する。また、位相差AF検出部15は、検出手段の機能として、ラインセンサS1〜S7で検出された電荷を、予め設定された蓄積時間及びゲインにより制御された信号データとしてAF−CCD制御部31に出力する。   The phase difference AF detection unit 15 includes line sensors S1 to S7 (described later) as focus detection sensors. The incident light flux transmitted through the semi-transmission area of the quick return mirror 12A and reflected by the sub-mirror 12B enters the line sensors S1 to S7. Further, the phase difference AF detection unit 15 transmits the electric charges detected by the line sensors S1 to S7 to the AF-CCD control unit 31 as signal data controlled by a preset accumulation time and gain as a function of a detection unit. Output.

図2は、位相差AF検出部15における位相差AF検出領域151の構成を示す概念図である。図2に示すように、位相差AF検出領域151には、撮像領域152の所定位置に、焦点検出領域としてのAFエリア(測距領域)153が複数設けられている。本実施形態では、縦方向に配置された5つのAFエリア153により、1つの焦点検出範囲(列)が構成されている。この焦点検出範囲は、7列配置されており、合計で35点のAFエリア153が配置されている。以下、図2に示すAFエリア153を、適宜に「AFエリア」ともいう。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration of the phase difference AF detection area 151 in the phase difference AF detection unit 15. As shown in FIG. 2, in the phase difference AF detection area 151, a plurality of AF areas (distance measurement areas) 153 as focus detection areas are provided at predetermined positions of the imaging area 152. In the present embodiment, one focus detection range (row) is configured by five AF areas 153 arranged in the vertical direction. The focus detection ranges are arranged in seven rows, and a total of 35 AF areas 153 are arranged. Hereinafter, the AF area 153 shown in FIG. 2 is also referred to as “AF area” as appropriate.

図3は、各列のAFエリアに対応して配置されたラインセンサS1〜S7(以下、総称して「ラインセンサS」ともいう)を示す概念図である。ラインセンサS1〜S7は、各列の焦点検出範囲に対応するように配置されている。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing line sensors S1 to S7 (hereinafter, also collectively referred to as “line sensors S”) arranged corresponding to the AF areas in each row. The line sensors S1 to S7 are arranged so as to correspond to the focus detection ranges of each row.

また、図2において、破線で示す各領域A〜Eは、焦点検出領域の縦方向の位置を示すものである。各AFエリア153は、ラインセンサSの番号(1〜7)と領域の符号(A〜E)により表すことができる。例えば、位相差AF検出領域151の中央にあるAFエリア153は、「C1」となる。   In FIG. 2, each of the areas A to E shown by broken lines indicates the vertical position of the focus detection area. Each AF area 153 can be represented by a line sensor S number (1 to 7) and a region code (A to E). For example, the AF area 153 at the center of the phase difference AF detection area 151 is “C1”.

ラインセンサSは、被写体光の強さに応じた電荷信号を出力する複数の光電変換素子を、ライン状に配置した電荷蓄積型の光電変換素子アレイ(CCDラインセンサ等)である。ラインセンサSは、各AFエリアと対応する領域に、1つの光電変換素子が配置されている。撮像レンズ20(図1参照)の異なる領域を通過して2つに分けられた(一対の)光束は、絞りマスク(不図示)により2つに分けられ後、一対の被写体像がラインセンサSの対応する領域に再結像される。そして、ラインセンサSは、結像した被写体像の輝度を電荷として検出する。すなわち、ラインセンサSは、一対の被写体像の輝度に比例した電荷を、設定された蓄積時間に亘って蓄積する。これにより、ラインセンサSからは、一対の被写体像の輝度に対応した電荷信号が出力される。ラインセンサSから出力された電荷信号は、アンプ回路(不図示)において、予め設定されたゲインで増幅された後、A/D変換部(不図示)において、デジタルの信号データに変換される。信号データの出力レベルは、電荷信号のピーク値×ゲインで表される。   The line sensor S is a charge storage type photoelectric conversion element array (such as a CCD line sensor) in which a plurality of photoelectric conversion elements that output charge signals according to the intensity of subject light are arranged in a line. In the line sensor S, one photoelectric conversion element is arranged in an area corresponding to each AF area. A light beam that has passed through different regions of the imaging lens 20 (see FIG. 1) and has been split into two (a pair) has been split into two by an aperture mask (not shown), and then a pair of subject images have been Are re-imaged in the corresponding area of Then, the line sensor S detects the luminance of the formed subject image as electric charge. That is, the line sensor S accumulates electric charge proportional to the luminance of the pair of subject images over the set accumulation time. As a result, a charge signal corresponding to the luminance of the pair of subject images is output from the line sensor S. The charge signal output from the line sensor S is amplified by a predetermined gain in an amplifier circuit (not shown), and then converted into digital signal data in an A / D converter (not shown). The output level of the signal data is represented by the peak value of the charge signal times the gain.

制御装置30は、CPUやメモリ等(不図示)により構成され、当該カメラ1の動作を統合的に制御する。また、制御装置30は、測光センサ14Bからの測光信号に基づいて結像面の明るさを検出し、露出を決定する。   The control device 30 includes a CPU, a memory, and the like (not shown), and integrally controls the operation of the camera 1. Further, the control device 30 detects the brightness of the imaging surface based on the photometric signal from the photometric sensor 14B and determines the exposure.

更に、制御装置30は、焦点調節(AF)に関連する機能部として、図1に示すように、AF−CCD制御部31と、デフォーカス演算部32と、フォーカスエリア位置決定部33と、レンズ駆動量演算部34と、レンズ駆動制御部35と、背景領域・顔領域抽出部36と、を備える。   Further, as shown in FIG. 1, the control device 30 includes an AF-CCD control unit 31, a defocus calculation unit 32, a focus area position determination unit 33, a lens A drive amount calculation unit 34, a lens drive control unit 35, and a background area / face area extraction unit 36 are provided.

AF−CCD制御部31は、位相差AF検出部15から信号データを読み出し、デフォーカス演算部32へ出力する。位相差AF検出部15のラインセンサSにおける電荷の蓄積時間、及びアンプ回路のゲインは、AF−CCD制御部31により設定される。   The AF-CCD control unit 31 reads out the signal data from the phase difference AF detection unit 15 and outputs the signal data to the defocus calculation unit 32. The charge accumulation time of the line sensor S of the phase difference AF detection unit 15 and the gain of the amplifier circuit are set by the AF-CCD control unit 31.

AF−CCD制御部31は、飽和時間算出手段の機能として、制御対象となるAFエリアの前回設定された蓄積時間に基づいて、制御対象となるAFエリアの各々の飽和時間を算出する。   The AF-CCD control unit 31 calculates the saturation time of each AF area to be controlled based on the previously set accumulation time of the AF area to be controlled, as a function of the saturation time calculation means.

AF−CCD制御部31は、蓄積時間制御手段の機能として、上記制御において算出した、各々のAFエリアの飽和時間に基づいて、焦点検出範囲の主な輝度分布となる飽和レベル範囲(後述)を特定し、当該飽和レベル範囲に応じて、蓄積制御における蓄積時間を設定する。   As a function of the accumulation time control means, the AF-CCD control unit 31 determines a saturation level range (described later) as a main luminance distribution of the focus detection range based on the saturation time of each AF area calculated in the above control. Then, the accumulation time in the accumulation control is set according to the saturation level range.

なお、AF−CCD制御部31の各制御については、後述する。本実施形態において、位相差AF検出部15及びAF−CCD制御部31は、本発明に係る焦点検出装置を構成する。   Each control of the AF-CCD control unit 31 will be described later. In the present embodiment, the phase difference AF detection unit 15 and the AF-CCD control unit 31 constitute a focus detection device according to the present invention.

デフォーカス演算部32は、AF−CCD制御部31から出力された信号データに基づいて、撮像レンズ20の焦点調節状態(ピントのずれ量)を表すデフォーカス量を算出する。   The defocus calculation unit 32 calculates a defocus amount indicating a focus adjustment state (a defocus amount) of the imaging lens 20 based on the signal data output from the AF-CCD control unit 31.

フォーカスエリア位置決定部33は、デフォーカス演算部32により算出されたデフォーカス量に基づいて、撮像レンズ20を最終的に合焦させるAFエリア153を決定する。   The focus area position determination unit 33 determines an AF area 153 in which the imaging lens 20 is finally focused based on the defocus amount calculated by the defocus calculation unit 32.

レンズ駆動量演算部34は、使用者又はフォーカスエリア位置決定部33により決定されたAFエリアに対応して、デフォーカス演算部32により算出されたデフォーカス量に基づいて、撮像レンズ20が有する焦点調節レンズ(レンズ群L2)の駆動量を演算する。   The lens drive amount calculation unit 34 determines the focal point of the imaging lens 20 based on the defocus amount calculated by the defocus calculation unit 32 corresponding to the AF area determined by the user or the focus area position determination unit 33. The driving amount of the adjusting lens (lens group L2) is calculated.

ここでは、焦点調節レンズ(レンズ群L2)の駆動位置の目標となるレンズ目標位置を演算することにより、レンズ駆動量の演算を行う。レンズ目標位置は、デフォーカス量がほぼ0となる焦点調節レンズ(レンズ群L2)の位置に相当する。   Here, the lens drive amount is calculated by calculating the lens target position which is the target of the drive position of the focusing lens (lens group L2). The lens target position corresponds to the position of the focus adjustment lens (lens group L2) where the defocus amount becomes substantially zero.

レンズ駆動制御部35は、レンズ駆動量演算部34により演算されたレンズ駆動量、すなわち焦点調節レンズ(レンズ群L2)に対するレンズ目標位置に基づいて、撮像レンズ20のレンズ駆動用モータ22へ駆動制御信号を出力する。この駆動制御信号に応じて、レンズ駆動用モータ22が焦点調節レンズ(レンズ群L2)を駆動して、レンズ目標位置へ移動させることにより、焦点調節が行われる。   The lens drive control unit 35 controls the drive of the lens drive motor 22 of the imaging lens 20 based on the lens drive amount calculated by the lens drive amount calculation unit 34, that is, the lens target position with respect to the focus adjustment lens (the lens group L2). Output a signal. In response to the drive control signal, the lens drive motor 22 drives the focus adjustment lens (lens group L2) to move it to the lens target position, thereby performing focus adjustment.

背景領域・顔領域抽出部36は、AF−CCD制御部31より出力された信号データに基づいて、撮像領域152から背景領域となる高輝度部を抽出する。また、背景領域・顔領域抽出部36は、AF−CCD制御部31より出力された信号データから、パターンマッチング等の手法により顔領域を抽出する。   The background area / face area extraction unit 36 extracts a high luminance portion serving as a background area from the imaging area 152 based on the signal data output from the AF-CCD control unit 31. The background area / face area extraction unit 36 extracts a face area from the signal data output from the AF-CCD control unit 31 by a method such as pattern matching.

撮像レンズ20は、鏡筒21の内部に、結像光学系を構成する複数のレンズ群L1,L2,L3と、レンズ駆動用モータ22と、を備える。レンズ群L2は、光軸OA方向に移動して結像位置を調節可能な焦点調節レンズである。レンズ群L2は、レンズ駆動用モータ22により、光軸OA方向に沿って被写体側又は撮像素子11側に移動可能に構成されている。レンズ駆動用モータ22の駆動は、カメラ本体10側に設けられた制御装置30により制御される。   The imaging lens 20 includes a plurality of lens groups L1, L2, and L3 constituting an imaging optical system and a lens driving motor 22 inside a lens barrel 21. The lens group L2 is a focus adjusting lens that can move in the direction of the optical axis OA to adjust the image forming position. The lens group L2 is configured to be movable toward the subject or the image sensor 11 along the optical axis OA by the lens driving motor 22. The driving of the lens driving motor 22 is controlled by a control device 30 provided on the camera body 10 side.

次に、上記のように構成されたカメラ1において、AF動作を行う場合の処理手順について説明する。図4は、制御装置30において、カメラ1のAF動作を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、使用者がレリーズボタン(操作部材16)の半押し等の操作を行い、カメラ1に対してAF駆動を指示することにより開始される。   Next, a description will be given of a processing procedure when the AF operation is performed in the camera 1 configured as described above. FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure when the control device 30 performs the AF operation of the camera 1. The process of this flowchart is started when the user performs an operation such as half-pressing the release button (the operation member 16) and instructs the camera 1 to perform AF driving.

図4に示すステップS101において、AF−CCD制御部31は、AFセンサ制御として、位相差AF検出部15(ラインセンサS)において電荷の蓄積制御を実行させる。この蓄積制御により得られた信号データは、位相差AF検出部15からAF−CCD制御部31を介してデフォーカス演算部32に出力される。   In step S101 shown in FIG. 4, the AF-CCD control unit 31 causes the phase difference AF detection unit 15 (line sensor S) to execute charge accumulation control as AF sensor control. The signal data obtained by the accumulation control is output from the phase difference AF detection unit 15 to the defocus calculation unit 32 via the AF-CCD control unit 31.

ステップS102において、デフォーカス演算部32は、AF−CCD制御部31から出力された信号データに基づいて、相関演算により像ズレ量を求め、デフォーカス量を算出する。   In step S102, based on the signal data output from the AF-CCD control unit 31, the defocus calculation unit 32 obtains an image shift amount by a correlation calculation, and calculates a defocus amount.

ステップS103において、フォーカスエリア位置決定部33は、AFエリア位置決定のルーチン(不図示)を実行する。
ステップS104において、レンズ駆動量演算部34は、レンズ駆動量演算のルーチン(不図示)を実行する。
In step S103, the focus area position determining unit 33 executes a routine (not shown) for determining the AF area position.
In step S104, the lens drive amount calculation unit 34 executes a lens drive amount calculation routine (not shown).

ステップS105において、レンズ駆動制御部35は、ステップS104におけるレンズ駆動量演算部34のレンズ駆動量演算の結果に従い、撮像レンズ20のレンズ駆動用モータ22へ駆動制御信号を出力する。   In step S105, the lens drive control unit 35 outputs a drive control signal to the lens drive motor 22 of the imaging lens 20 according to the result of the lens drive amount calculation of the lens drive amount calculation unit 34 in step S104.

次に、図4のステップS101におけるAFセンサ制御(サブルーチン)について説明する。図5及び図6は、AF−CCD制御部31によるAFセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。図5及び図6に示すフローチャートの処理は、ラインセンサS1〜S7の各々について実行される。ここでは、任意のラインセンサSの処理として説明する。   Next, the AF sensor control (subroutine) in step S101 of FIG. 4 will be described. FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing a processing procedure of AF sensor control by the AF-CCD control unit 31. The processing of the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6 is executed for each of the line sensors S1 to S7. Here, a description will be given as processing of an arbitrary line sensor S.

図5に示すステップS201において、AF−CCD制御部31は、ラインセンサSが起動済みか否かを判定する。このステップS201において、AF−CCD制御部31の判定が「YES」であれば、処理はステップS203へ移行する。また、ステップS201において、AF−CCD制御部31の判定が「NO」であれば、処理はステップS202へ移行する。   In step S201 shown in FIG. 5, the AF-CCD control unit 31 determines whether the line sensor S has been activated. In this step S201, if the determination of the AF-CCD control unit 31 is "YES", the process proceeds to step S203. In step S201, if the determination of the AF-CCD control unit 31 is “NO”, the process proceeds to step S202.

ステップS202において、AF−CCD制御部31は、初期化等の起動処理を実行する。
ステップS203において、AF−CCD制御部31は、制御対象となるAFエリアの前回設定された蓄積時間に基づいて、制御対象となるAFエリアの各々の飽和時間を算出する
In step S202, the AF-CCD control unit 31 executes a startup process such as initialization.
In step S203, the AF-CCD control unit 31 calculates each saturation time of the AF area to be controlled based on the previously set accumulation time of the AF area to be controlled.

なお、予め、背景エリアの除外モードが設定されている場合には、ステップS203の前処理として、背景領域・顔領域抽出部36(図1参照)において、制御対象外となるAFエリア(焦点検出領域)を設定する処理を実行する。すなわち、背景領域・顔領域抽出部36は、撮像領域152(図2参照)から背景領域となる高輝度部が存在する場合には、対応するAFエリアを制御対象外として除外し、残りのAFエリアを制御対象とする。   If the background area exclusion mode has been set in advance, the background area / face area extraction unit 36 (see FIG. 1) performs an AF area (focus detection) to be excluded from control as pre-processing of step S203. Area) is set. That is, when there is a high-brightness part serving as a background area from the imaging area 152 (see FIG. 2), the background area / face area extraction unit 36 excludes the corresponding AF area from the control target and excludes the remaining AF areas. The area is to be controlled.

ステップS204において、AF−CCD制御部31は、飽和時間が最短となるAFエリアを最高輝度のAFエリアとし、その飽和時間の割合Hb%に対して、他のAFエリアにおける飽和時間の割合(以下、「飽和時間割合」ともいう)を算出する。そして、AF−CCD制御部31は、算出した飽和時間割合(%)が、予め設定された飽和時間割合Hbmin(%)〜Hbmax(%)の範囲(以下、「飽和レベル範囲」ともいう)に入るエリア数をカウントする。   In step S204, the AF-CCD control unit 31 sets the AF area in which the saturation time is the shortest as the AF area with the highest luminance, and sets the ratio of the saturation time in the other AF area to the ratio Hb% of the saturation time (hereinafter referred to as Hb%). , "Saturation time ratio"). Then, the AF-CCD control unit 31 sets the calculated saturation time ratio (%) in a range of a predetermined saturation time ratio Hbmin (%) to Hbmax (%) (hereinafter, also referred to as a “saturation level range”). Count the number of areas to enter.

ここで、下記の表1を参照しながら説明する。表1では、ラインセンサS1(図3参照)に対応する焦点検出範囲において、対応するAFエリア(焦点検出領域)をA1,B1,C1,D1,E1で表している。

Figure 0006660036
Here, a description will be given with reference to Table 1 below. In Table 1, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1 (see FIG. 3), the corresponding AF areas (focus detection areas) are represented by A1, B1, C1, D1, and E1.
Figure 0006660036

表1に示すように、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲において、飽和時間が最短となるAFエリア(最高輝度のAFエリア)は、B1(5ms)となる。ここで、B1における飽和時間の割合Hb%を85%(5ms×0.85=4.25ms)とすると、他のAFエリアにおける飽和時間割合(85%の4.25msを基準としたときの割合)は、15.2%〜53.1%となる。そして、最高輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲を、25%(Hbmin)〜85%(Hbmax)とすると、この飽和レベル範囲に入るエリア数は、A1,B1,C1の3エリアとなる。   As shown in Table 1, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1, the AF area with the shortest saturation time (the AF area with the highest luminance) is B1 (5 ms). Here, assuming that the ratio Hb% of the saturation time in B1 is 85% (5 ms × 0.85 = 4.25 ms), the saturation time ratio in another AF area (the ratio based on 4.25 ms of 85%) ) Is 15.2% to 53.1%. If the saturation level range set for the AF area with the highest luminance is 25% (Hbmin) to 85% (Hbmax), the number of areas falling within this saturation level range is three areas A1, B1, and C1. Becomes

本実施形態において、最高輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲の上限値(Hbmax)は、オーバーフローの影響を少なくするため、ラインセンサSの飽和レベル(100%)以下に設定される。本実施形態では、Hbmaxを85%に設定した例を示す。   In the present embodiment, the upper limit (Hbmax) of the saturation level range set for the AF area with the highest luminance is set to be equal to or less than the saturation level (100%) of the line sensor S in order to reduce the influence of overflow. . This embodiment shows an example in which Hbmax is set to 85%.

ステップS205において、AF−CCD制御部31は、飽和時間が最長となるAFエリアを最低輝度のAFエリアとし、その飽和時間の割合Hd%に対して、他のAFエリアにおける飽和時間割合(%)を算出する。そして、AF−CCD制御部31は、算出した飽和時間割合(%)が、予め設定された飽和時間割合Hdmin(%)〜Hdmax(%)の飽和レベル範囲に入るAFエリアの数をカウントする。   In step S205, the AF-CCD control unit 31 sets the AF area having the longest saturation time as the AF area with the lowest luminance, and the ratio of the saturation time Hd% to the saturation time ratio (%) in another AF area. Is calculated. Then, the AF-CCD control unit 31 counts the number of AF areas where the calculated saturation time ratio (%) falls within a saturation level range of a preset saturation time ratio Hdmin (%) to Hdmax (%).

表1に示すように、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲において、飽和時間が最長となるAFエリア(最低輝度のAFエリア)は、E1(28ms)となる。ここで、E1における飽和時間の割合Hd%を25%(28ms×0.25=7ms)とすると、他のAFエリアにおける飽和時間割合(25%の7msを基準としたときの割合)は、35.0%〜140.0%となる。そして、最低輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲を、25%(Hdmin)〜100%(Hdmax)とすると、この飽和レベル範囲に入るエリア数は、A1,C1,D1,E1の4エリアとなる。   As shown in Table 1, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1, the AF area where the saturation time is the longest (the AF area with the lowest luminance) is E1 (28 ms). Here, assuming that the saturation time ratio Hd% in E1 is 25% (28 ms × 0.25 = 7 ms), the saturation time ratio in other AF areas (the ratio based on 7 ms of 25%) is 35%. 0.0% to 140.0%. Assuming that the saturation level range set for the AF area with the lowest luminance is 25% (Hdmin) to 100% (Hdmax), the number of areas falling within this saturation level range is A1, C1, D1, and E1. There are four areas.

本実施形態において、最低輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲の下限値(Hdmin)は、ノイズの影響を少なくするため、焦点検出用センサとしてのラインセンサSのノイズレベル以上に設定される。本実施形態では、Hdminを25%に設定した例を示す。   In the present embodiment, the lower limit (Hdmin) of the saturation level range set for the AF area with the lowest luminance is set to be equal to or higher than the noise level of the line sensor S as a focus detection sensor in order to reduce the influence of noise. Is done. This embodiment shows an example in which Hdmin is set to 25%.

ステップS206において、AF−CCD制御部31は、飽和時間の中間域(最短の飽和時間と最長の飽和時間との中間域)となるAFエリアを中間輝度のAFエリアとし、その飽和時間の割合Hc%に対して、他のAFエリアにおける飽和時間割合(%)を算出する。そして、AF−CCD制御部31は、算出した飽和時間割合(%)が、予め設定された飽和時間割合Hcmin(%)〜Hcmax(%)の飽和レベル範囲に入るAFエリアの数をカウントする。   In step S206, the AF-CCD control unit 31 sets an AF area which is an intermediate area of the saturation time (an intermediate area between the shortest saturation time and the longest saturation time) as an AF area of intermediate luminance, and sets a ratio Hc of the saturation time to the AF area. %, The saturation time ratio (%) in the other AF area is calculated. Then, the AF-CCD control unit 31 counts the number of AF areas where the calculated saturation time ratio (%) falls within a saturation level range of a preset saturation time ratio Hcmin (%) to Hcmax (%).

表1に示すように、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲において、飽和時間の中間域となるAFエリアは、C1(12ms)となる。ここで、C1における飽和時間の割合Hc%を50%(12ms×0.5=6ms)とすると、他のAFエリアにおける飽和時間割合(50%の6msを基準としたときの割合)は、21.4%〜120.0%となる。そして、中間輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲を、25%(Hcmin)〜100%(Hcmax)とすると、この飽和レベル範囲に入るエリア数は、A1,C1,D1,の3エリアとなる。   As shown in Table 1, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1, the AF area that is an intermediate region of the saturation time is C1 (12 ms). Here, assuming that the ratio Hc% of the saturation time in C1 is 50% (12 ms × 0.5 = 6 ms), the saturation time ratio in other AF areas (the ratio based on 6 ms of 50%) is 21%. 0.4% to 120.0%. If the saturation level range set for the intermediate brightness AF area is 25% (Hcmin) to 100% (Hcmax), the number of areas falling within this saturation level range is A1, C1, D1, and A3. Area.

図6に示すステップS207において、AF−CCD制御部31は、上記3つの飽和レベル範囲のうち、AFエリア(A1,B1,C1,D1,E1)の飽和時間割合が最も多く含まれる飽和レベル範囲(最もカウント数の飽和レベル範囲)を、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲の主な輝度分布となる飽和レベル範囲として特定する。そして、AF−CCD制御部31は、特定した飽和レベル範囲の基準となる飽和時間を、今回の制御における蓄積時間として設定する。   In step S207 shown in FIG. 6, the AF-CCD control unit 31 sets the saturation level range including the largest saturation time ratio of the AF area (A1, B1, C1, D1, E1) among the three saturation level ranges. (Saturation level range of the maximum count number) is specified as a saturation level range that is a main luminance distribution of the focus detection range corresponding to the line sensor S1. Then, the AF-CCD control unit 31 sets a saturation time which is a reference of the specified saturation level range as an accumulation time in the current control.

本実施形態において、3つの飽和レベル範囲のうち、AFエリア(A1,B1,C1,D1,E1)の飽和時間割合が最も多く含まれる飽和レベル範囲は、エリア数4の最低輝度のAFエリアに対応したHdmin(%)〜Hdmax(%)となる。そのため、AF−CCD制御部31は、最低輝度のAFエリアに対応したHdmin(%)〜Hdmax(%)の飽和レベル範囲を、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲の主な輝度分布となる飽和レベル範囲として特定する。そして、AF−CCD制御部31は、特定した飽和レベル範囲の基準となる飽和時間7ms(表1参照)を、今回の制御における蓄積時間として設定する。   In the present embodiment, of the three saturation level ranges, the saturation level range in which the saturation time ratio of the AF areas (A1, B1, C1, D1, E1) is the largest is the AF area with the lowest luminance of 4 areas. Corresponding Hdmin (%) to Hdmax (%). Therefore, the AF-CCD control unit 31 sets the saturation level range of Hdmin (%) to Hdmax (%) corresponding to the AF area having the lowest luminance as the main luminance distribution of the focus detection range corresponding to the line sensor S1. Specify as a level range. Then, the AF-CCD control unit 31 sets the saturation time 7 ms (see Table 1) as a reference of the specified saturation level range as the accumulation time in the current control.

なお、AF−CCD制御部31は、ステップS207において、3つの飽和レベル範囲のうち、AFエリアの最も多く含まれる飽和レベル範囲が複数存在する場合には、より高輝度側の飽和レベル範囲を選択する。例えば、AFエリアの最も多く含まれる飽和レベル範囲として、最高輝度のAFエリアに対応したHdmin(%)〜Hdmax(%)の飽和レベル範囲と、中間輝度のAFエリアに対応したHcmin(%)〜Hcmax(%)の飽和レベル範囲とがあったとする。この場合、AF−CCD制御部31は、より高輝度側の飽和レベル範囲となる、最高輝度のAFエリアに対応したHdmin(%)〜Hdmax(%)の飽和レベル範囲を選択する。   In step S207, if there is a plurality of saturation level ranges that include the largest number of AF areas in step S207, the AF-CCD control unit 31 selects the saturation level range on the higher luminance side. I do. For example, as the saturation level range that includes the most AF areas, the saturation level range of Hdmin (%) to Hdmax (%) corresponding to the AF area with the highest luminance and the Hcmin (%) to Hdmax (%) corresponding to the AF area with the intermediate luminance It is assumed that there is a saturation level range of Hcmax (%). In this case, the AF-CCD control unit 31 selects a saturation level range from Hdmin (%) to Hdmax (%) corresponding to the AF area with the highest brightness, which is a saturation level range on the higher brightness side.

図6に示すステップS208において、AF−CCD制御部31は、位相差AF検出部15のラインセンサSについて、前回の蓄積制御の結果を元にゲインを設定する。ここでは、出力する信号データのノイズを少なくするため、出来るだけ低いゲインを設定することが望ましい。但し、連写撮影時等において、蓄積時間に制限がある場合には、蓄積時間の上限値に応じてゲインを設定する。   In step S208 shown in FIG. 6, the AF-CCD control unit 31 sets a gain for the line sensor S of the phase difference AF detection unit 15 based on the result of the previous accumulation control. Here, it is desirable to set the gain as low as possible in order to reduce the noise of the output signal data. However, if there is a limit on the accumulation time during continuous shooting, etc., the gain is set according to the upper limit of the accumulation time.

ステップS209において、AF−CCD制御部31は、ステップS208で設定したゲインに合わせて、ステップS207で設定した蓄積時間を再設定する。
ステップS210において、AF−CCD制御部31は、ステップS209で再設定した蓄積時間に従い、ラインセンサSの蓄積制御を行う。この蓄積制御では、設定された蓄積時間に応じて、ラインセンサSに電荷が蓄積される。ラインセンサSに蓄積された電荷は、電荷信号としてアンプ回路に転送され、予め設定されたゲインで増幅される。アンプ回路で増幅された電荷信号は、更にA/D変換部によりデジタルの信号データに変換される。
In step S209, the AF-CCD control unit 31 resets the accumulation time set in step S207 according to the gain set in step S208.
In step S210, the AF-CCD control unit 31 controls the accumulation of the line sensor S according to the accumulation time reset in step S209. In this accumulation control, electric charges are accumulated in the line sensor S according to the set accumulation time. The electric charge accumulated in the line sensor S is transferred to the amplifier circuit as an electric charge signal, and is amplified with a preset gain. The charge signal amplified by the amplifier circuit is further converted to digital signal data by the A / D converter.

ステップS211において、AF−CCD制御部31は、位相差AF検出部15から出力された信号データを読み出し、感度不均一補正等の補正処理を行い、デフォーカス演算部32へ出力する。
本サブルーチンの終了後、AF−CCD制御部31の処理は、図4に示すメインルーチンのステップS102に移行する。
In step S211, the AF-CCD control unit 31 reads out the signal data output from the phase difference AF detection unit 15, performs correction processing such as sensitivity nonuniformity correction, and outputs the signal data to the defocus calculation unit 32.
After the end of this subroutine, the process of the AF-CCD control section 31 proceeds to step S102 of the main routine shown in FIG.

上述した第1実施形態の焦点検出装置によれば、以下のような効果を奏する。
第1実施形態の焦点検出装置では、各々のAFエリアの飽和時間に基づいて、焦点検出範囲の主な輝度分布となる飽和レベル範囲を特定し、当該飽和レベル範囲に応じて、蓄積制御における蓄積時間が設定される。これによれば、各焦点検出範囲の可能な限り多くの焦点検出領域において、オーバーフローやノイズの影響の少ない蓄積時間を設定することができる。従って、第1実施形態の焦点検出装置によれば、1つの蓄積時間を元に複数の焦点検出領域の蓄積制御を行う場合に、可能な限り多くの焦点検出領域において、適切な蓄積時間を設定することができる。
According to the focus detection device of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the focus detection device according to the first embodiment, the saturation level range that is the main luminance distribution of the focus detection range is specified based on the saturation time of each AF area, and the accumulation level in the accumulation control is determined according to the saturation level range. The time is set. According to this, in as many focus detection areas as possible in each focus detection range, it is possible to set an accumulation time that is less affected by overflow and noise. Therefore, according to the focus detection device of the first embodiment, when performing accumulation control of a plurality of focus detection areas based on one accumulation time, an appropriate accumulation time is set in as many focus detection areas as possible. can do.

また、第1実施形態の焦点検出装置では、予め設定された複数の飽和レベル範囲のうち、AFエリアの飽和時間割合が最も多く含まれる飽和レベル範囲が、焦点検出範囲の主な輝度分布となる飽和レベル範囲として特定される。これによれば、撮影画像の輝度分布に最も適した飽和レベル範囲を特定することができる。従って、第1実施形態の焦点検出装置によれば、各焦点検出範囲において、オーバーフローやノイズの影響の少ない、より適切な蓄積時間を設定することができる。   In the focus detection device according to the first embodiment, the saturation level range including the largest saturation time ratio of the AF area among a plurality of preset saturation level ranges is the main luminance distribution of the focus detection range. Specified as the saturation level range. According to this, it is possible to specify the saturation level range most suitable for the luminance distribution of the captured image. Therefore, according to the focus detection device of the first embodiment, it is possible to set a more appropriate accumulation time that is less affected by overflow and noise in each focus detection range.

また、第1実施形態の焦点検出装置では、複数の飽和レベル範囲のうち、AFエリアの最も多く含まれる飽和レベル範囲が複数存在する場合には、より高輝度側の飽和レベル範囲が選択される。従って、第1実施形態の焦点検出装置によれば、可能な限り多くの焦点検出領域において、オーバーフローを抑制しつつ、より出力レベルの高い信号データを得ることができる。   In the focus detection device according to the first embodiment, when there are a plurality of saturation level ranges that include the AF area most among a plurality of saturation level ranges, a saturation level range on a higher luminance side is selected. . Therefore, according to the focus detection device of the first embodiment, signal data with a higher output level can be obtained while suppressing overflow in as many focus detection areas as possible.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態のカメラ1Aについて説明する。第2実施形態におけるカメラ1Aの基本的な構成は、第1実施形態のカメラ1(図1参照)と同じであるため、説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a camera 1A according to a second embodiment will be described. The basic configuration of the camera 1A according to the second embodiment is the same as that of the camera 1 according to the first embodiment (see FIG. 1), and a description thereof will be omitted.

第2実施形態のAF−CCD制御部31A(図1参照)は、高輝度、低輝度及び中間輝度の飽和レベル範囲を、設定されるゲインに応じて変更する。具体的には、AF−CCD制御部31Aは、各AFエリアのゲインを仮設定し、その仮設定したゲインがHighになるAFエリアが1つでもあれば、各飽和レベル範囲の下限値が高くなるように変更する。その他の処理については、第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。   The AF-CCD control unit 31A (see FIG. 1) of the second embodiment changes the saturation level ranges of high luminance, low luminance, and intermediate luminance according to the set gain. Specifically, the AF-CCD control unit 31A temporarily sets the gain of each AF area, and if there is at least one AF area where the temporarily set gain becomes High, the lower limit value of each saturation level range is set higher. Change to become. Other processes are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図7及び図8は、第2実施形態のAF−CCD制御部31AによるAFセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。図7に示すステップS301〜S303の処理は、図5に示すステップS201〜S203の処理に対応する。また、図8に示すステップS307〜S314の処理は、図5に示すステップS204〜S206、及び図6に示すステップS207〜S211の処理に対応する。以下、本実施形態に特徴的な処理として、図7に示すステップS304〜S306を主に説明し、上述した第1実施形態の処理と重複する処理についての説明を省略する。   FIG. 7 and FIG. 8 are flowcharts showing a processing procedure of AF sensor control by the AF-CCD control unit 31A of the second embodiment. The processing of steps S301 to S303 shown in FIG. 7 corresponds to the processing of steps S201 to S203 shown in FIG. Further, the processing of steps S307 to S314 shown in FIG. 8 corresponds to the processing of steps S204 to S206 shown in FIG. 5 and steps S207 to S211 shown in FIG. Hereinafter, steps S304 to S306 shown in FIG. 7 will be mainly described as processes characteristic of the present embodiment, and description of processes overlapping with the processes of the above-described first embodiment will be omitted.

図7に示すステップS304において、AF−CCD制御部31Aは、ステップS303において算出した、制御対象となるAFエリアの各々の飽和時間に基づいて、各々のAFエリアのゲインを仮設定する。この仮設定では、前回設定されたゲインと蓄積時間とに基づいて、どの程度のゲインを設定すれば、信号データを適切に制御可能かを見積もった上で設定する。本実施形態では、位相差AF検出部15のアンプ回路(不図示)において、Low、Middle(>Low)、及びHigh(>Middle)の3段階にゲインが設定できるものとする。   In step S304 shown in FIG. 7, the AF-CCD control unit 31A temporarily sets the gain of each AF area based on the saturation time of each AF area to be controlled calculated in step S303. In this provisional setting, based on the previously set gain and accumulation time, it is set after estimating how much gain should be set to appropriately control the signal data. In the present embodiment, it is assumed that the gain can be set in three stages of Low, Middle (> Low), and High (> Middle) in an amplifier circuit (not shown) of the phase difference AF detection unit 15.

ステップS305において、AF−CCD制御部31Aは、仮設定したゲインがHighとなるAFエリアが有るか否かを判定する。このステップS305において、AF−CCD制御部31の判定が「YES」であれば、処理はステップS306へ移行する。また、ステップS305において、AF−CCD制御部31の判定が「NO」であれば、処理はステップS307(図8参照)へ移行する。   In step S305, the AF-CCD control unit 31A determines whether there is an AF area in which the temporarily set gain becomes High. In this step S305, if the determination of the AF-CCD control section 31 is "YES", the process proceeds to step S306. If it is determined in step S305 that the AF-CCD control unit 31 determines “NO”, the process proceeds to step S307 (see FIG. 8).

ステップS306において、AF−CCD制御部31Aは、後のステップS307〜S309の処理(図5のステップS204〜S206に対応)で用いられる飽和レベル範囲の下限値が高くなるように変更する。本実施形態において、AF−CCD制御部31Aは、Hbmin、Hdmin、及びHcminを、25%から35%に変更する。また、ステップ306では、飽和時間が最長となるAFエリアにおける飽和時間の割合Hd%を、25%から35%に変更する。   In step S306, the AF-CCD control unit 31A changes so that the lower limit value of the saturation level range used in the subsequent processing of steps S307 to S309 (corresponding to steps S204 to S206 in FIG. 5) becomes higher. In the present embodiment, the AF-CCD control unit 31A changes Hbmin, Hdmin, and Hcmin from 25% to 35%. In step 306, the ratio Hd% of the saturation time in the AF area where the saturation time is the longest is changed from 25% to 35%.

上記ステップS306において、飽和レベル範囲の下限値を変更した場合、図8に示すように、ステップS307における飽和レベル範囲は、35%(Hbmin)〜85%(Hbmax)となる。また、ステップS308における飽和レベル範囲は、35%(Hdmin)〜100%(Hdmax)となる。ステップ308における飽和レベル範囲は、飽和時間の割合35%を基準として算出される。更に、ステップS309における飽和レベル範囲は、35%(Hcmin)〜100%(Hcmax)となる。なお、ステップS305の判定でNOとなり、ステップS306の処理をスキップした場合、ステップS307〜S309の飽和レベル範囲の下限値は、25%(第1実施形態での設定値)のままとなる。   When the lower limit value of the saturation level range is changed in step S306, as shown in FIG. 8, the saturation level range in step S307 is 35% (Hbmin) to 85% (Hbmax). Further, the saturation level range in step S308 is 35% (Hdmin) to 100% (Hdmax). The saturation level range in step 308 is calculated based on a saturation time ratio of 35%. Further, the saturation level range in step S309 is 35% (Hcmin) to 100% (Hcmax). If the determination in step S305 is NO and the process in step S306 is skipped, the lower limit value of the saturation level range in steps S307 to S309 remains at 25% (set value in the first embodiment).

ここで、第2実施形態における蓄積時間の設定について、下記の表2を参照しながら説明する。表2に示すAFエリア(A1〜E1)は、表1(第1実施形態)と同じくラインセンサS1に対応する焦点検出範囲を示す。

Figure 0006660036
Here, the setting of the accumulation time in the second embodiment will be described with reference to Table 2 below. The AF areas (A1 to E1) shown in Table 2 indicate the focus detection ranges corresponding to the line sensor S1 as in Table 1 (first embodiment).
Figure 0006660036

表2に示すように、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲において、飽和時間が最短となるAFエリア(最高輝度のAFエリア)は、B1(2ms)となる。ここで、B1における飽和時間の割合Hb%は85%(2ms×0.85=1.7ms)となるため、他のAFエリアにおける飽和時間割合(85%の1.7msを基準としたときの割合)は、3.4%〜85.0%となる。そして、最高輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲を、35%(Hbmin)〜85%(Hbmax)とすると、この飽和レベル範囲に入るエリア数は、B1の1エリアとなる。   As shown in Table 2, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1, the AF area with the shortest saturation time (the AF area with the highest luminance) is B1 (2 ms). Here, since the saturation time ratio Hb% in B1 is 85% (2 ms × 0.85 = 1.7 ms), the saturation time ratio in another AF area (based on the 85% of 1.7 ms). Ratio) is 3.4% to 85.0%. If the saturation level range set for the AF area with the highest luminance is 35% (Hbmin) to 85% (Hbmax), the number of areas falling within the saturation level range is one area of B1.

また、表2に示すように、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲において、飽和時間が最長となるAFエリア(最低輝度のAFエリア)は、E1(50ms)となる。ここで、E1における飽和時間の割合Hd%は35%(50ms×0.35=17.5ms)となるため、他のAFエリアにおける飽和時間割合(35%の17.5msを基準としたときの割合)は、35.0%〜875.0%となる。そして、最低輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲を、35%(Hdmin)〜100%(Hdmax)とすると、この飽和レベル範囲に入るエリア数は、C1,D1,E1の3エリアとなる。   Further, as shown in Table 2, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1, the AF area where the saturation time is the longest (the AF area with the lowest luminance) is E1 (50 ms). Here, since the ratio Hd% of the saturation time in E1 is 35% (50 ms × 0.35 = 17.5 ms), the saturation time ratio in another AF area (based on 17.5 ms of 35%). Ratio) is 35.0% to 875.0%. If the saturation level range set for the AF area with the lowest luminance is 35% (Hdmin) to 100% (Hdmax), the number of areas falling into this saturation level range is three areas C1, D1, and E1. Becomes

また、表2に示すように、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲において、飽和時間の中間域となるAFエリアは、C1(18ms)となる。ここで、C1における飽和時間の割合Hc%は50%(18ms×0.5=9ms)となるため、他のAFエリアにおける飽和時間割合(50%の9msを基準としたときの割合)は、18.0%〜450.0%となる。そして、中間輝度のAFエリアに対して設定された飽和レベル範囲を、35%(Hcmin)〜100%(Hcmax)とすると、この飽和レベル範囲に入るエリア数は、A1,C1,D1の3エリアとなる。   Further, as shown in Table 2, in the focus detection range corresponding to the line sensor S1, the AF area which is an intermediate region of the saturation time is C1 (18 ms). Here, since the saturation time ratio Hc% in C1 is 50% (18 ms × 0.5 = 9 ms), the saturation time ratio in other AF areas (the ratio based on 9 ms of 50%) is: It becomes 18.0%-450.0%. If the saturation level range set for the intermediate brightness AF area is 35% (Hcmin) to 100% (Hcmax), the number of areas falling within this saturation level range is A1, C1, and D1. Becomes

本実施形態では、3つの飽和レベル範囲のうち、AFエリア(A1,B1,C1,D1,E1)の飽和時間割合が最も多く含まれる飽和レベル範囲は、エリア数3の最低輝度のAFエリアに対応したHdmin(%)〜Hdmax(%)、及び同じくエリア数3の中間輝度のAFエリアに対応したHcmin(%)〜Hcmax(%)となる。このように、AFエリアの最も多く含まれる飽和レベル範囲が複数存在する場合には、より高輝度側の飽和レベル範囲が選択される。そのため、AF−CCD制御部31Aは、中間輝度のAFエリアに対応したHcmin(%)〜Hcmax(%)の飽和レベル範囲を、ラインセンサS1に対応する焦点検出範囲の主な輝度分布となる飽和レベル範囲として特定する。そして、AF−CCD制御部31Aは、特定した飽和レベル範囲の基準となる飽和時間9ms(表2参照)を、今回の制御における蓄積時間として設定する。   In the present embodiment, of the three saturation level ranges, the saturation level range in which the saturation time ratio of the AF areas (A1, B1, C1, D1, and E1) is the largest is the AF area having the minimum luminance of 3 areas. Hdmin (%) to Hdmax (%) corresponding thereto, and Hcmin (%) to Hcmax (%) corresponding to the AF area of medium brightness of 3 areas. As described above, when there are a plurality of saturation level ranges that include the largest number of AF areas, the saturation level range on the higher luminance side is selected. Therefore, the AF-CCD control unit 31A sets the saturation level range from Hcmin (%) to Hcmax (%) corresponding to the intermediate brightness AF area to the saturation that is the main brightness distribution of the focus detection range corresponding to the line sensor S1. Specify as a level range. Then, the AF-CCD control unit 31A sets the saturation time 9 ms (see Table 2) as a reference of the specified saturation level range as the accumulation time in the current control.

上述した第2実施形態の焦点検出装置によれば、以下のような効果を奏する。
第2実施形態の焦点検出装置では、仮設定したゲインがHighになるAFエリアが1つでもあれば、各飽和レベル範囲の下限値が高くなるように変更される。一般に、被写体の輝度が極端に低い場合、蓄積時間が長くなるため、設定された蓄積時間に収まらないことがある。そこで、仮設定したゲインがHighになるAFエリアが存在する場合、すなわち輝度の極端に低いAFエリアが存在する場合には、各飽和レベル範囲の下限値を高くすることにより、高輝度側の飽和レベル範囲に入るAFエリアの数に比べて、低輝度又は中間域の飽和レベル範囲に入るAFエリアの数が多くなるため、低輝度又は中間域の飽和レベル範囲に対応する蓄積時間が設定される。従って、第2実施形態の焦点検出装置によれば、1つの蓄積時間を元に複数の焦点検出領域の蓄積制御を行う場合に、撮影画像に暗い被写体が含まれていても、可能な限り多くの焦点検出領域において、適切な蓄積時間を設定することができる。
According to the focus detection device of the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the focus detection device according to the second embodiment, if there is at least one AF area where the temporarily set gain is High, the lower limit of each saturation level range is changed to be higher. In general, when the brightness of the subject is extremely low, the accumulation time is long, and thus the luminance may not be within the set accumulation time. Therefore, when there is an AF area where the temporarily set gain is High, that is, when there is an AF area with extremely low luminance, the lower limit value of each saturation level range is increased to increase the saturation on the high luminance side. Since the number of AF areas that fall into the low-luminance or middle-range saturation level range is larger than the number of AF areas that fall into the level range, the accumulation time corresponding to the low-brightness or middle-range saturation level range is set. . Therefore, according to the focus detection device of the second embodiment, when performing accumulation control of a plurality of focus detection areas based on one accumulation time, even if a captured image includes a dark subject, In the focus detection area, an appropriate accumulation time can be set.

[変形形態]
以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明は以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
[Modification]
Without being limited to the embodiment described above, the present invention can be variously modified and changed as described below, and these are also within the scope of the present invention.

図6に示すステップS207において、AFエリア(A1,B1,C1,D1,E1)に、顔検出エリアや優先すべきエリア(以下、総称して「優先エリア」ともいう)が含まれている場合には、これら優先エリアのエリア数をカウントし、図5に示すステップS204>S205>S206の優先順位に基づいて、最もカウント数の多い飽和レベル範囲を選択してもよい。   In step S207 shown in FIG. 6, when the AF area (A1, B1, C1, D1, E1) includes a face detection area or an area to be prioritized (hereinafter, also collectively referred to as a "priority area") , The number of these priority areas may be counted, and the saturation level range with the largest number of counts may be selected based on the priorities of steps S204> S205> S206 shown in FIG.

上記のような優先エリアが設定されるモードにおいて、これら優先エリアがカウントされない場合、そのラインセンサでは、優先エリアがカウントされた他のラインセンサで設定された蓄積時間を採用する。このように、優先エリアが設定されるモードでの蓄積時間は、算出された飽和時間×0.5とする等、オーバーフローを起こしにくい時間を設定することが好ましい。   In the mode in which the priority areas are set as described above, if these priority areas are not counted, the line sensor uses the accumulation time set by the other line sensors whose priority areas are counted. As described above, the accumulation time in the mode in which the priority area is set is preferably set to a time during which the overflow is unlikely to occur, such as the calculated saturation time × 0.5.

また、上記実施形態及び変形形態は適宜に組み合わせて用いることができるが、各実施形態の構成は図示と説明により明らかであるため、詳細な説明を省略する。更に、本発明は以上説明した実施形態により限定されることはない。   In addition, the above-described embodiments and modified embodiments can be appropriately combined and used. However, since the configuration of each embodiment is clear from the drawings and the description, the detailed description is omitted. Furthermore, the present invention is not limited by the embodiments described above.

1,1A:カメラ、10:カメラ本体、11:撮像素子、15:位相差AF検出部、20:撮像レンズ、30:制御装置、31,31A:AF−CCD制御部、32:デフォーカス演算部、33:フォーカスエリア位置決定部、34:レンズ駆動量演算部、35:レンズ駆動制御部、36:背景領域・顔領域抽出部   1, 1A: camera, 10: camera body, 11: imaging element, 15: phase difference AF detection unit, 20: imaging lens, 30: control device, 31, 31A: AF-CCD control unit, 32: defocus calculation unit , 33: focus area position determination unit, 34: lens drive amount calculation unit, 35: lens drive control unit, 36: background area / face area extraction unit

Claims (8)

フォーカスレンズを有する光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
前記光学系により形成される被写体像を撮像する範囲内に配置され、設定された時間で、前記光学系からの光を光電変換して生成された電荷に基づい信号を出力する複数の検出部と、
前記被写体像のうちの第1の被写体像が形成される範囲内に配置された前記検出部を選択する選択部と、
前記検出部の第1の時間で生成された電荷に基づいて、複数の時間を設定した場合に、前記検出部の飽和電荷量に対して生成される電荷量の割合を前記選択部で選択されたそれぞれの前記検出部で算出し、算出した前記割合が所定範囲内にある前記検出部の数を前記複数の時間ごとに算出し、算出した前記検出部の数に基づいて、電荷の生成を行う第2の時間を決定する時間算出部と、
前記第2の時間で生成される電荷に基づいて前記検出部から出力される信号を基に、前記被写体像が形成される位置と前記撮像素子とのずれ量を検出する検出部と、
を有する焦点検出装置。
An image sensor that captures a subject image formed by an optical system having a focus lens;
A plurality of detection units arranged within a range for capturing a subject image formed by the optical system and outputting a signal based on electric charges generated by photoelectrically converting light from the optical system for a set time ; When,
A selection unit that selects the detection unit arranged within a range where a first subject image is formed among the subject images;
When a plurality of times are set based on the charge generated by the detection unit during the first time , the selection unit selects the ratio of the amount of charge generated to the amount of saturation charge of the detection unit. Calculated by each of the detection units, the number of the detection units whose calculated ratio is within a predetermined range is calculated for each of the plurality of times, and the generation of electric charge is performed based on the calculated number of the detection units. A time calculator for determining a second time to be performed;
A detection unit that detects a shift amount between a position where the subject image is formed and the imaging element based on a signal output from the detection unit based on the charge generated in the second time ;
Focus detection device having
請求項1に記載の焦点検出装置において、  The focus detection device according to claim 1,
前記複数の時間は、前記選択部で選択された前記検出部において、第1の時間で生成された電荷に基づいて算出される、焦点検出装置。  The focus detection device, wherein the plurality of times are calculated by the detection unit selected by the selection unit based on charges generated in a first time.
請求項1に記載の焦点検出装置において、  The focus detection device according to claim 1,
前記複数の時間は、それぞれ、前記第1の時間に生成された電荷の最大値と最小値とその間の値に基づいて算出される時間である、焦点検出装置。  The focus detection device, wherein each of the plurality of times is a time calculated based on a maximum value and a minimum value of the electric charge generated in the first time and a value therebetween.
請求項1に記載の焦点検出装置において、  The focus detection device according to claim 1,
前記時間算出部は、前記複数の時間のうちで、前記割合が所定範囲内にある前記検出部の数が最も多くなる時間に基づいて前記第2の時間を決定する、  The time calculation unit determines the second time based on the time when the number of the detection units in which the ratio is within a predetermined range is the largest among the plurality of times,
焦点検出装置。  Focus detection device.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記時間算出部は、前記第1の被写体像の背景の範囲に配置された前記検出部から出力された信号を、前記第2の時間の算出に用いない、
焦点検出装置。
In the focus detection device according to any one of claims 1 to 4 ,
The time calculation unit does not use a signal output from the detection unit disposed in a range of a background of the first subject image for calculation of the second time .
Focus detection device.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記第1の被写体像は、顔である、
焦点検出装置。
The focus detection device according to any one of claims 1 to 5,
The first subject image is a face;
Focus detection device.
請求項からのいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記所定範囲は、前記生成される電荷量がノイズ値より大きく、前記検出部の飽和電荷量よりも小さい範囲に対応する範囲である、
焦点検出装置。
The focus detection device according to any one of claims 1 to 6 ,
The predetermined range is a range corresponding to a range in which the generated charge amount is larger than the noise value and smaller than the saturation charge amount of the detection unit.
Focus detection device.
請求項1から7のいずれか一項に記載の焦点検出装置を備える撮像装置。   An imaging apparatus comprising the focus detection device according to claim 1.
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