JP6724975B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様による撮像装置は、光学系を透過した赤外光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部を透過した光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部とを有し、前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号および前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号を出力する撮像部と、前記第1信号および前記第2信号の少なくとも一方から生成される画像のコントラストに基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する合焦位置を検出可能であり、前記第2信号に基づいて前記合焦位置が検出できないと前記第1信号に基づいて前記合焦位置を検出する位置検出部と、を備える。
図1は、本発明の第1の実施の形態によるデジタルカメラ1の構成を例示する図である。デジタルカメラ1は、撮影光学系10、制御部11、撮像部12、操作部13、画像処理部14、液晶モニタ15、およびバッファメモリ16を有する。また、デジタルカメラ1には、メモリカード17が装着されている。
図2は、本実施形態に係る撮像素子21の概要を示す図である。なお、図2では、撮像素子21の光入射側を上側とした状態を示している。このため、以下の説明では、撮像素子21の光入射側の方向を「上方」または「上」とし、光入射側に対して反対側の方向を「下方」または「下」とする。撮像素子21は、上部光電変換層31と下部光電変換層32とを有する。上部光電変換層31と下部光電変換層32とは、同一光路上に積層配置されている。上部光電変換層31は、所定の波長域(詳しくは後述する)の光を吸収(光電変換)する有機光電膜で構成される。上部光電変換層31で吸収(光電変換)されなかった波長域の光は、上部光電変換層31を透過して下部光電変換層32に入射し、下部光電変換層32で光電変換される。下部光電変換層32は、フォトダイオードにより光電変換を行う。
撮影者が所定の焦点調節操作(例えばレリーズボタンを半押しする操作)を行うと、制御部11は、いわゆるコントラスト方式の自動焦点調節処理を実行する。コントラスト方式の自動焦点調節処理を簡単に説明すると、フォーカスレンズを駆動させながら周期的に被写体像を撮像し、フォーカスレンズの位置ごとの被写体像のコントラスト量を調べ、コントラスト量が極大となるフォーカスレンズの位置を合焦位置として特定する方式である。
本実施形態のデジタルカメラ1は、マーカーを用いて焦点調節を行うことができる。マーカーは、表面に所定のパターンが形成されたものであり、例えばシールとして被写体表面に貼り付けられたり、被写体表面に印刷されたりする。このパターンは、可視光を透過し、赤外光を反射するように形成される。つまり、このマーカーを下部光電変換層32により撮像しても、可視光信号に上記パターンは現れない。一方、上部光電変換層31で撮像すると、赤外光信号に上記パターンが現れる。
(1)上部光電変換層31(第1光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した不可視光線を光電変換し赤外光信号(第1光電変換信号)を出力する。マーカー検出部11bbは、不可視光線を反射するパターン81を有し被写体の表面に予め設置されたマーカー80を、赤外光信号からパターン81を検出することにより検出する。焦点調節部11aは、マーカー80が設置されている被写体にピントが合うように撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。
以下、本発明の第2の実施の形態に係るデジタルカメラ2について説明する。なお、以下の説明では、第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1との相違点を中心に説明を行い、第1の実施の形態と同一の箇所については第1の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。
(1)上部光電変換層31(第1光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した不可視光線を光電変換し赤外光信号(第1光電変換信号)を出力する。マーカー検出部11bは、不可視光線を反射するパターン81を有し被写体の表面に予め設置されたマーカー80を、赤外光信号からパターン81を検出することにより検出する。焦点調節部111aは、マーカー80が設置されている被写体にピントが合うように撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。
以下、本発明の第3の実施の形態に係るデジタルカメラ3について説明する。なお、以下の説明では、第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1との相違点を中心に説明を行い、第1の実施の形態と同一の箇所については第1の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。
C=α×A+(1−α)×B …(1)
(1)上部光電変換層31(第1光電変換手段)は、撮影光学系10を通過した不可視光線を光電変換し赤外光信号(第1光電変換信号)を出力する。マーカー検出部11bは、不可視光線を反射するパターン81を有し被写体の表面に予め設置されたマーカー80を、赤外光信号からパターン81を検出することにより検出する。焦点調節部211aは、マーカー80が設置されている被写体にピントが合うように撮影光学系10の焦点調節を行う。このようにしたので、所望の被写体に的確にピントを合わせることができる。
第1の実施の形態では、可視光を用いたいわゆるコントラスト方式の自動焦点調節制御を行っていたが、これ以外の方式の自動焦点調節制御を採用してもよい。例えば、撮影光学系10の一対の瞳領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差から焦点調節状態を検出する、いわゆる位相差検出方式の自動焦点調節制御を、可視光を用いて実行してもよい。また、可視光ではなく赤外光などの不可視光を用いて、上述したコントラスト方式や位相差検出方式の自動焦点調節制御を実行することもできる。第2の実施の形態や第3の実施の形態でも同様に、位相差検出方式の自動焦点調節制御を用いることが可能である。
マーカー選択部11cが、マーカー80に埋め込まれた優先順位以外の情報に基づいてピント合わせの対象とするマーカー80を選択してもよい。例えば、複数のマーカー80が検出された場合には、デジタルカメラからの距離が最も短い、すなわちデジタルカメラに最も近い位置にあるマーカー80を選択するようにしてもよい。
焦点調節部11a,111a,211aがいわゆる被写体追尾を行うようにしてもよい。例えば、撮影者がレリーズスイッチを半押し状態のまま維持している間、焦点調節部11a,111a,211aが、マーカー80の移動に応じて繰り返しマーカー80に対する撮影光学系10の焦点調節を行うようにしてもよい。このようにすることで、従来の被写体追尾よりも、同一の被写体を確実に追尾することができる。
上述した各実施の形態では、赤外光を光電変換し可視光を透過する上部光電変換層31と、可視光を光電変換する下部光電変換層32とを積層した撮像素子21を用いるデジタルカメラ1、2、3について説明した。積層順序を逆にしてもよい。例えば、上層に可視光を光電変換し赤外光を透過する層を設け、下層に赤外光を光電変換する撮像素子を用いてもよい。また、2層の光電変換層の代わりに、2つの撮像素子を用いてもよい。例えばペリクルミラー等により被写体光を分割し、これら2つの撮像素子に分割された被写体光の各々が入射するようにすることができる。
デジタルカメラ1に赤外光の照射装置を設け、マーカー検出部11bがマーカーを検出する際、被写体に赤外光を照射するようにしてもよい。このようにすることで、マーカーの検出精度を向上させることができる。
マーカー80の形状やパターン81に埋め込まれる情報の内容、パターン81に情報を埋め込む方式等は、上述の実施形態で例示したものに限定されず、どのようなものであってもよい。
Claims (8)
- 光学系を透過した赤外光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部を透過した光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部とを有し、前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号および前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号を出力する撮像部と、
前記第1信号および前記第2信号の少なくとも一方から生成される画像のコントラストに基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する合焦位置を検出可能であり、前記第1信号に基づいて前記合焦位置が検出できないと前記第2信号に基づいて前記合焦位置を検出する位置検出部と、
を備える撮像装置。 - 光学系を透過した赤外光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部を透過した光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部とを有し、前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号および前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号を出力する撮像部と、
前記第1信号および前記第2信号の少なくとも一方から生成される画像のコントラストに基づいて、前記光学系による像が前記撮像部に合焦する合焦位置を検出可能であり、前記第2信号に基づいて前記合焦位置が検出できないと前記第1信号に基づいて前記合焦位置を検出する位置検出部と、
を備える撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記第1信号に基づいて、所定のパターンを検出するパターン検出部を備え、
前記位置検出部は、前記パターン検出部により前記所定のパターンが検出されると、前記所定のパターンを有する被写体に合焦する前記合焦位置を前記第1信号に基づいて検出する撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記第2信号に基づいて、所定のパターンを検出するパターン検出部を備え、
前記位置検出部は、前記パターン検出部により前記所定のパターンが検出されると、前記所定のパターンを有する被写体に合焦する前記合焦位置を前記第2信号に基づいて検出する撮像装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記位置検出部は、前記第1信号から生成される画像のコントラストに基づいて検出される第1合焦位置と、前記第2信号から生成される画像のコントラストに基づいて検出される第2合焦位置と、に基づいて前記合焦位置を検出可能な撮像装置。 - 請求項5に記載の撮像装置において、
前記位置検出部は、被写体が暗いと前記第1合焦位置を前記第2合焦位置よりも大きく重み付けをして前記合焦位置を検出し、被写体が明るいと前記第2合焦位置を前記第1合焦位置よりも大きく重み付けをして前記合焦位置を検出する撮像装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記位置検出部は、前記第1信号および前記第2信号の少なくとも一方に基づいて、前記光学系による像と前記撮像部とのずれ量を検出可能な撮像装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記位置検出部は、前記光学系による像が前記第2光電変換部に合焦する合焦位置を検出可能な撮像装置。
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