JP6911136B2 - 撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラム - Google Patents
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Description
図1は撮像装置を斜め前方から見た斜視図であり、図2は撮像装置の背面図である。
[交換レンズ]
<互換性のない交換レンズ>
図3は、撮像装置10の内部構成の実施形態を示すブロック図である。
図4は、撮像装置10の内部構成の第2の実施形態を示すブロック図である。
図3又は図4に示す撮像装置10を構成するカメラ本体200は、イメージセンサ201(画像取得部)、イメージセンサ制御部202、アナログ信号処理部203、A/D(Analog/Digital)変換器204、画像入力コントローラ205、デジタル信号処理部206、RAM207、圧縮伸張処理部208、焦点調節部209、メディア制御部210(記録部)、メモリカード212(記録媒体)、表示制御部214、モニタ216、本体側CPU220、操作部222、時計部224、フラッシュROM226、ROM228、AF制御部230、明るさ検出部232(測光部)、ホワイトバランス補正部234、無線通信部236、GPS(Global Positioning System)受信部238、電源制御部240、バッテリ242、本体側通信部250、本体マウント260、内蔵フラッシュ30(図1)を構成するフラッシュ発光部270、フラッシュ制御部272、フォーカルプレーンシャッタ(FPS:focal-plane shutter)280、及びFPS制御部296を備える。
イメージセンサ201は、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型のカラーイメージセンサにより構成されている。尚、イメージセンサ201は、CMOS型に限らず、XYアドレス型、又はCCD(Charge Coupled Device)型のイメージセンサでもよい。
次に、互換性のない交換レンズ100がカメラ本体200に装着された場合に、交換レンズ100を通じて被写体光がイメージセンサ201に入射する際の、イメージセンサ201に対する光線角度に関連する情報を取得する方法を、原理的に説明する。以下、イメージセンサ201に対する光線角度に関連する情報として、交換レンズ100の「F値」を例に説明する。
[数1]
F=f/D
また、図21に示した撮像光学系102の開口径D,開口径Dの半径r,焦点距離f及び光線角度θにおいて正弦条件を満たす場合、sinθは、次式で表すことができる。
[数2]
sinθ=r/f=D/(2f)
[数1]式及び[数2]から、F値は、次式で表すことができる。
[数3]
F=1/(2sinθ)
また、空気中の開口数NAは、次式で表すことができる。
[数4]
NA=sinθ
また、F値と開口数とは、次式で関係付けられている。
[数5]
F=1/(2NA)
上記のようにF値、開口数、及び光線角度は、相互に関係しており、これらのいずれか1つが分かると、他の2つを換算することができる。
図22は、本発明に係る情報取得方法の第1の実施形態を示すフローチャートである。
本発明に適用されるイメージセンサは、通常画素と位相差画素(第1、第2の位相差画素)とが混在しているが、通常画素を有さない位相差画素のみで構成されたイメージセンサでもよい。位相差画素のみで構成されたイメージセンサの場合、隣接する一対の第1、第2の位相差画素の出力を加算することで、通常画素と同等の出力を得ることができる。
20 ファインダ窓
22 シャッタレリーズスイッチ
23 シャッタースピードダイヤル
24 露出補正ダイヤル
25 電源レバー
26 接眼部
27 MENU/OKキー
28 十字キー
29 再生ボタン
30 内蔵フラッシュ
100、300 交換レンズ
102、302 撮像光学系
104、304 レンズ群
108、308 絞り
160、360 レンズマウント
200 カメラ本体
201 イメージセンサ
202 イメージセンサ制御部
203 アナログ信号処理部
204 A/D変換器
205 画像入力コントローラ
206 デジタル信号処理部
207 RAM
208 圧縮伸張処理部
209 焦点調節部
210 メディア制御部
212 メモリカード
214 表示制御部
216 モニタ
220 本体側CPU
220A 画素情報取得部
220B 演算部
220C 情報取得部
222 操作部
224 時計部
226 フラッシュROM
228 ROM
230 AF制御部
230A 位相ずれ量検出部
230B デフォーカス量算出部
232 明るさ検出部
234 ホワイトバランス補正部
236 無線通信部
238 GPS受信部
240 電源制御部
242 バッテリ
244 レンズ電源スイッチ
250 本体側通信部
260 本体マウント
270 フラッシュ発光部
272 フラッシュ制御部
296 FPS制御部
316 フォーカスレンズ制御部
318 絞り制御部
320 レンズ側CPU
322 RAM
324 ROM
326 フラッシュROM
350 レンズ側通信部
D 開口径
Gc、PAc、PBc 感度
L 光軸
MA、MB 遮光膜
ML マイクロレンズ
NA 開口数
PA 第1の位相差画素
PAr、PBr 比
PB 第2の位相差画素
PD フォトダイオード
S10〜S26 ステップ
f 焦点距離
r 半径
θ、θ1、θ2 光線角度
Claims (19)
- 第1の画素と、前記第1の画素とは入射角特性が異なる第2の画素とを有するイメージセンサと、
交換レンズが脱着可能な装着部と、
前記装着部に装着された前記交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第1の画素の出力及び前記第2の画素の出力をそれぞれ取得する画素情報取得部と、
前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比であって、像高毎の比を、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報毎に記憶する記憶部と、
前記画素情報取得部により取得した複数の像高毎の前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する演算部と、
前記演算部により算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する情報取得部と、
を備えた撮像装置。 - 前記イメージセンサは、前記交換レンズのそれぞれ異なる領域を通過した各被写体光を瞳分割により選択的に受光する第1の位相差画素及び第2の位相差画素を有し、
前記第1の画素は、前記第1の位相差画素であり、前記第2の画素は、前記第2の位相差画素である請求項1に記載の撮像装置。 - 前記イメージセンサは、前記交換レンズのそれぞれ異なる領域を通過した各被写体光を瞳分割により選択的に受光する第1の位相差画素及び第2の位相差画素と、前記各被写体光をそれぞれ受光する通常画素とを有し、
前記第1の画素は、前記第1の位相差画素又は前記第2の位相差画素であり、前記第2の画素は、前記通常画素である請求項1に記載の撮像装置。 - 前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記交換レンズの絞り値、前記交換レンズの開口数、又は前記イメージセンサに対する光線角度である請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
前記記憶部は、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を、前記交換レンズの絞り値毎又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
前記情報取得部は、前記演算部により算出された比に基づいて前記記憶部から前記比に対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
前記記憶部は、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比であって、像高毎の比を示す第1のテーブルを、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
前記画素情報取得部は、前記イメージセンサの複数の像高における前記第1の画素の出力及び前記第2の画素の出力を取得し、
前記演算部は、前記取得した複数の像高毎の前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第2のテーブルを取得し、
前記情報取得部は、前記取得した第2のテーブルに基づいて前記記憶部から前記第2のテーブルと一致し又は最も近似する第1のテーブルに対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記演算部は、前記取得した複数の像高毎の前記第1の画素及び前記第2の画素のうちの飽和していない前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す前記第2のテーブルを取得する請求項6に記載の撮像装置。
- 被写体のコントラストを検出するコントラスト検出部を備え、
前記演算部は、前記コントラスト検出部により検出された被写体のコントラストに応じて、被写体のコントラストが高い程、前記比の算出に使用する前記第1の画素及び前記第2の画素の数を多くする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 交換レンズとの間で通信を行う通信部と、
装着された交換レンズから前記通信部を介して前記交換レンズの絞り値又は開口数を取得できない場合に前記画素情報取得部、前記演算部及び前記情報取得部をそれぞれ動作させる制御部と、
を備えた請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記通信部を介して取得した交換レンズの絞り値又は開口数若しくは前記情報取得部により取得した交換レンズの絞り値又は開口数を使用して被写体の明るさを算出する測光部を備えた請求項9に記載の撮像装置。
- 前記イメージセンサの前記第1の位相差画素及び前記第2の位相差画素の出力に基づいて位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出部と、
前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報と前記位相ずれ量とに基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部と、
前記算出された前記デフォーカス量に基づいて前記イメージセンサを移動させる焦点調節部と、
を備えた請求項2又は3に記載の撮像装置。 - 情報取得モードを設定するモード設定部を備え、
前記画素情報取得部、前記演算部、及び前記情報取得部は、それぞれ前記モード設定部により前記情報取得モードが設定された状態で撮像指示部から撮像の指示が入力された場合に動作する請求項1から11のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮像指示部から撮像の指示が入力されると、前記イメージセンサを介して画像データを取得する画像取得部と、
前記取得した画像データを格納する画像ファイルを作成し、前記画像ファイルを記録媒体に記録する記録部と、を備え、
前記記録部は、前記画像ファイルのヘッダに、前記情報取得部が取得した前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を記録する請求項1から12のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサ上の第1の画素と前記イメージセンサ上の第2の画素であって、前記第1の画素とは入射角特性が異なる第2の画素とを有する前記イメージセンサを備える撮像装置における情報取得方法であって、
前記撮像装置は、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比であって、像高毎の比を、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報毎に記憶する記憶部を備え、
前記撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第1の画素の出力及び前記第2の画素の出力をそれぞれ取得する画素情報取得ステップと、
前記取得した複数の像高毎の前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する演算ステップと、
前記算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する情報取得ステップと、
を含む情報取得方法。 - 前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
前記記憶部は、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を、前記交換レンズの絞り値毎又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
前記情報取得ステップは、前記算出された比に基づいて前記記憶部から前記比に対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項14に記載の情報取得方法。 - 前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
前記記憶部は、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比であって、像高毎の比を示す第1のテーブルを、前記交換レンズの絞り値毎又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
前記画素情報取得ステップは、前記イメージセンサの複数の像高における前記第1の画素の出力及び前記第2の画素の出力を取得し、
前記演算ステップは、前記取得した複数の像高毎の前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第2のテーブルを取得し、
前記情報取得ステップは、前記取得した第2のテーブルに基づいて前記記憶部から前記第2のテーブルと一致し又は最も近似する第1のテーブルに対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項14に記載の情報取得方法。 - 前記撮像装置は、交換レンズとの間で通信を行う通信部を備え、
装着された交換レンズから前記通信部を介して前記交換レンズの絞り値又は開口数を取得するステップと、
前記通信部を介して交換レンズの絞り値又は開口数を取得できない場合に前記画素情報取得ステップ、前記演算ステップ及び前記情報取得ステップの処理を実行して前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数を取得する請求項14から16のいずれか1項に記載の情報取得方法。 - 装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサ上の第1の画素と前記イメージセンサ上の第2の画素であって、前記第1の画素とは入射角特性が異なる第2の画素とを有する前記イメージセンサを備え、かつ、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比であって、像高毎の比を、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報毎に記憶する記憶部を備える撮像装置に適用される情報取得プログラムであって、
前記撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第1の画素の出力及び前記第2の画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
前記取得した複数の像高毎の前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する機能と、
前記算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する機能と、
を前記撮像装置に実現させる情報取得プログラム。 - 非一時的かつコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記記録媒体に格納された指令がコンピュータによって読み取られた場合に、
装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサ上の第1の画素と前記イメージセンサ上の第2の画素であって、前記第1の画素とは入射角特性が異なる第2の画素とを有する前記イメージセンサを備え、かつ、前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比であって、像高毎の比を、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報毎に記憶する記憶部を備える撮像装置における情報取得機能であって、
前記撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第1の画素の出力及び前記第2の画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
前記取得した複数の像高毎の前記第1の画素の出力と前記第2の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する機能と、
前記算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する機能と、
を含む情報取得機能をコンピュータに実現させる記録媒体。
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