JP7175635B2 - Imaging device and its control method - Google Patents

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本発明は、撮像装置における位相差情報の取得処理に関するものである。 The present invention relates to acquisition processing of phase difference information in an imaging device.

デジタルカメラ等の撮像装置は、撮像素子から取得した位相差情報を用いてオートフォーカス(AF)用の演算を行う。精度の高い焦点検出を可能にする信号読み出しと、低消費電力かつ高速な信号読み出しとを両立させるために、撮像素子の読み出しに関する種々の方法が提案されている。 Imaging devices such as digital cameras perform calculations for autofocus (AF) using phase difference information obtained from an imaging device. In order to achieve both signal readout that enables highly accurate focus detection and high-speed signal readout with low power consumption, various methods related to image sensor readout have been proposed.

特許文献1では各画素部が複数の光電変換部を有し、全画素中の一部の画素部において複数の光電変換部の信号を独立に読み出し、残りの画素部では複数の光電変換部の信号を合成してから読み出す方法が開示されている。位相差情報は必要な領域のみで読み出されるので、動作時間の短縮および消費電力の削減を図ることができる。 In Patent Document 1, each pixel portion has a plurality of photoelectric conversion portions, and the signals of the plurality of photoelectric conversion portions are read out independently in some pixel portions of all the pixels, and the signals of the plurality of photoelectric conversion portions are read out in the remaining pixel portion. A method for combining and then reading out signals is disclosed. Since the phase difference information is read out only in the required area, it is possible to shorten the operation time and reduce the power consumption.

特許文献2では撮像範囲を複数の領域に分割し、焦点検出を行う必要がある第1の領域では位相差情報を読み出し、第2の領域では第1の領域における読み出しよりも、間引き率を大きくして読み出す方法が開示されている。これにより、消費電力を削減できる。 In Patent Document 2, the imaging range is divided into a plurality of areas, the phase difference information is read in the first area where focus detection needs to be performed, and the thinning rate is set larger in the second area than in the first area. is disclosed. Thereby, power consumption can be reduced.

特許文献3では、分割された領域ごとの被写体像の空間周波数に基づいて読み出し方法を切り替えることが開示されている。高周波な被写体に対して精密なピント合わせが可能になり、低周波な被写体の撮影時に消費電力を抑制することができる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200003 discloses switching the reading method based on the spatial frequency of the subject image for each divided area. Precise focusing is possible for high-frequency subjects, and power consumption can be suppressed when shooting low-frequency subjects.

特開2013-211833号公報JP 2013-211833 A 特開2015-79162号公報JP 2015-79162 A 特開2015-165280号公報JP 2015-165280 A

撮像装置において、撮像素子から得られる位相差情報は様々な場面での利用が可能である。従来の技術では、全画素中の一部の画素群から位相差情報を読み出す場合に1フレームの中で複数の機能に必要な条件を同時に満たすように読み出すことができなかった。また、画素全体から位相差情報を読み出す場合には複数の機能に利用することができるものの、フレームレートの低下が避けられない。
本発明の目的は、フレームレートの低下を抑制しつつ、被写体に応じた位相差情報を取得可能な撮像装置を提供することである。
2. Description of the Related Art In imaging apparatuses, phase difference information obtained from an imaging element can be used in various situations. In the prior art, when reading out phase difference information from some pixel groups out of all pixels, it was not possible to read out so as to simultaneously satisfy the conditions necessary for a plurality of functions within one frame. Further, when the phase difference information is read out from the entire pixel, it can be used for a plurality of functions, but the frame rate is unavoidably lowered.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of acquiring phase difference information according to a subject while suppressing a decrease in frame rate.

本発明の実施形態の撮像装置は、被写体の距離情報に対応する位相差情報の取得が可能な複数の画素部を有する撮像手段と、前記画素部から行単位で信号を読み出す制御にて前記位相差情報の読み出し行の間隔および行数を決定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記撮像手段により静止体を撮像する場合の前記行数に比べて、前記撮像手段により移動被写体を撮像する場合の前記行数を多くすることを特徴とする。
An image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image pickup unit having a plurality of pixel units capable of acquiring phase difference information corresponding to distance information of a subject, and a control for reading out signals from the pixel units in units of rows. and a control means for determining the interval and the number of rows of phase difference information to be read out, wherein the control means controls the image pickup means to read out a moving object more than the number of rows when the image pickup means picks up an image of a stationary object. It is characterized by increasing the number of rows when imaging.

本発明によれば、フレームレートの低下を抑制しつつ、被写体に応じた位相差情報を取得可能な撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which can acquire the phase difference information according to a to-be-photographed object can be provided, suppressing the fall of a frame rate.

本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device according to an embodiment of the present invention; FIG. 撮像素子内の画素配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pixel arrangement|positioning in an image pick-up element. 撮像素子の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an image pick-up element. 本実施形態の撮像装置の動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the operation of the imaging device of this embodiment; 本実施形態のAF動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining AF operation of the embodiment; 図5に続く処理を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining processing subsequent to FIG. 5; FIG. 本実施形態の焦点検出処理を説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining focus detection processing according to the embodiment; 本実施形態のサーボAF制御を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining servo AF control according to the embodiment; 位相差情報の読み出し行の設定例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a setting example of readout rows of phase difference information; 位相差情報の読み出し行の設定の別例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of setting of readout rows of phase difference information; 位相差情報の読み出し行の設定を説明するフローチャートである。9 is a flowchart for explaining setting of readout rows of phase difference information; 図11に続く処理を説明するフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart for explaining processing subsequent to FIG. 11; FIG.

以下に本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。一例として、レンズ交換式のカメラシステムを説明するが、本発明は撮影レンズ部がカメラ本体部に組み込まれた構成の撮像装置に適用可能である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device according to this embodiment. As an example, a lens interchangeable camera system will be described, but the present invention can be applied to an image pickup apparatus having a configuration in which a photographing lens section is incorporated in a camera body section.

デジタルカメラ本体部(以下、単に本体部という)200は、交換レンズであるレンズ装置100を装着可能である。レンズ装置100は、電気接点ユニット106を有する不図示のマウント部を介して、本体部200に対して着脱可能に取り付けられる。 A digital camera main body (hereinafter simply referred to as a main body) 200 is mountable with a lens device 100 that is an interchangeable lens. The lens device 100 is detachably attached to the body portion 200 via a mount portion (not shown) having the electrical contact unit 106 .

レンズ装置100は、ズーム機構を含む撮影レンズ部101と、光量を制御する絞りおよびシャッタ102と、焦点調節を行うフォーカスレンズ103を備える。モータ104は、レンズコントローラ105からの制御指令にしたがってフォーカスレンズ103を駆動する。レンズコントローラ105はCPU(中央演算処理装置)を備え、撮影レンズ部101内の可動レンズ、絞りおよびシャッタ102、フォーカスレンズ103の駆動制御を行う。 The lens device 100 includes a photographing lens unit 101 including a zoom mechanism, a diaphragm and shutter 102 for controlling the amount of light, and a focus lens 103 for focus adjustment. A motor 104 drives the focus lens 103 according to a control command from the lens controller 105 . A lens controller 105 includes a CPU (Central Processing Unit), and controls driving of the movable lens, diaphragm and shutter 102 and focus lens 103 in the photographing lens unit 101 .

本体部200は撮像素子201を備え、レンズ装置100を通して結像される被写体からの反射光を光電変換して電気信号を出力する。撮像素子201はCCD(電荷結合素子)型イメージセンサやCMOS(相補型金属酸化膜半導体)型イメージセンサである。A/D(アナログ/デジタル)変換部202は、撮像素子201の出力信号を取得してデジタル信号に変換する。A/D変換部202は、撮像素子201の出力ノイズを除去するCDS(相関2重サンプリング)回路やA/D変換前に増幅を行う非線形増幅回路を含む。 The main unit 200 includes an imaging element 201, photoelectrically converts reflected light from an object imaged through the lens device 100, and outputs an electric signal. The imaging device 201 is a CCD (charge-coupled device) type image sensor or a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) type image sensor. An A/D (analog/digital) conversion unit 202 acquires an output signal from the imaging element 201 and converts it into a digital signal. The A/D conversion unit 202 includes a CDS (correlated double sampling) circuit that removes output noise from the image sensor 201 and a nonlinear amplifier circuit that performs amplification before A/D conversion.

画像処理部203はA/D変換部202の出力を取得して画像補正処理や現像処理等を行う。AF信号処理部204はA/D変換部202の出力を取得し、焦点調節のためのAF信号処理を行う。 An image processing unit 203 acquires the output of the A/D conversion unit 202 and performs image correction processing, development processing, and the like. An AF signal processing unit 204 acquires the output of the A/D conversion unit 202 and performs AF signal processing for focus adjustment.

フォーマット変換部205は、画像処理部203により処理されたデータに対して所定のフォーマット変換を行い、変換後のデータをメモリ206に出力する。メモリ206は高速な内蔵メモリであり、例えばランダムアクセスメモリ(以下、DRAMと記す)が使用される。DRAMは画像データを一時的に記憶する高速バッファとして機能し、あるいは画像の圧縮または伸長における作業用メモリ等にも使用される。 A format conversion unit 205 performs predetermined format conversion on the data processed by the image processing unit 203 and outputs the converted data to the memory 206 . The memory 206 is a high-speed built-in memory, and uses, for example, a random access memory (hereinafter referred to as DRAM). A DRAM functions as a high-speed buffer for temporarily storing image data, or is used as a working memory for compressing or decompressing an image.

画像記録部207は、メモリカード等の記録媒体とそのインターフェース部を備え、撮影画像データを記録媒体に記録する。タイミングジェネレータ208はシステム制御部209からの制御指令にしたがって、撮像素子201、A/D変換部202、その他の構成部にタイミング制御用信号を出力する。 An image recording unit 207 includes a recording medium such as a memory card and an interface unit, and records captured image data on the recording medium. A timing generator 208 outputs a timing control signal to the image sensor 201, A/D converter 202, and other components in accordance with a control command from the system controller 209. FIG.

システム制御部209はCPUを備え、所定の制御プログラムを実行して撮影シーケンスの制御を行い、カメラシステム全体の制御を統括する。システム制御部209はレンズ通信部210を介してレンズ装置100のレンズコントローラ105と通信可能である。レンズ通信部210は本体部200とレンズ装置100との通信機能を有し、同期信号のタイミングでデータを送受する。 A system control unit 209 includes a CPU, executes a predetermined control program, controls a photographing sequence, and supervises control of the entire camera system. The system control unit 209 can communicate with the lens controller 105 of the lens device 100 via the lens communication unit 210 . The lens communication unit 210 has a communication function between the main unit 200 and the lens device 100, and transmits and receives data at the timing of the synchronization signal.

AE処理部211はシステム制御部209からの制御指令にしたがってAE(自動露出)処理を行う。画像表示用メモリ(以下、VRAMと記す)212はメモリ206と画像表示部213に接続され、画像表示用データを記憶する。画像表示部213はVRAM212から取得した画像表示用データにしたがって画像表示を行う他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示を行い、撮影時に撮影画面と測距領域(焦点検出領域)を表示する。 An AE processing unit 211 performs AE (automatic exposure) processing according to a control command from the system control unit 209 . An image display memory (hereinafter referred to as VRAM) 212 is connected to the memory 206 and the image display unit 213 and stores image display data. The image display unit 213 displays images according to the image display data acquired from the VRAM 212, displays for operation assistance, displays the camera status, and displays the shooting screen and the distance measurement area (focus detection area) during shooting. do.

操作部214は、ユーザが撮像装置を操作するための操作部材を備える。例えば操作部214は、撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定等を行うためのメニュー操作スイッチや、表示画面上で使用されるタッチパネル等の操作手段である。撮影モードSW(スイッチ)215は、マクロモード、スポーツモード等の撮影モードをユーザが選択するための操作スイッチである。メインスイッチ216はカメラシステムに電源を投入する際に使用されるスイッチである。 The operation unit 214 includes operation members for the user to operate the imaging device. For example, the operation unit 214 is operation means such as a menu operation switch for setting the imaging function of the imaging device and image reproduction, and a touch panel used on the display screen. A shooting mode SW (switch) 215 is an operation switch for the user to select a shooting mode such as macro mode or sports mode. A main switch 216 is a switch used when powering on the camera system.

スイッチ217および218は、レリーズボタンの操作によってオン・オフされるスイッチである。第1スイッチ217は、AFやAE等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ(以下、SW1と記す)である。第2スイッチ218は、ユーザがSW1の操作後に撮影指示を行う撮影用スイッチ(以下、SW2と記す)である。 Switches 217 and 218 are switches that are turned on and off by operating the release button. The first switch 217 is a switch (hereinafter referred to as SW1) for performing shooting standby operations such as AF and AE. The second switch 218 is a photographing switch (hereinafter referred to as SW2) for which the user issues a photographing instruction after operating SW1.

本実施形態における撮像信号の取得処理について説明する。撮像素子201はレンズ装置100の撮像光学系を通過した光を受光し、フォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷への光電変換を行う。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、システム制御部209の指令にしたがってタイミングジェネレータ208から与えられる駆動パルスに基づき、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子201から順次読み出される。 Acquisition processing of an imaging signal in this embodiment will be described. The imaging device 201 receives light that has passed through the imaging optical system of the lens device 100, and photoelectrically converts the light into signal charges according to the amount of incident light by means of a photodiode. The signal charge accumulated in each photodiode is sequentially read out from the image sensor 201 as a voltage signal corresponding to the signal charge based on the driving pulse given from the timing generator 208 according to the command from the system control unit 209 .

本実施形態では撮像素子201の各画素部が一対のフォトダイオードA,Bとこれら一対のフォトダイオードA,Bに対して共通に設けられた1つのマイクロレンズにより構成される例を説明する。つまり、入射光はマイクロレンズによって分割されて一対のフォトダイオードA,B上に一対の光学像が形成される。一対のフォトダイオードA,Bは後述するAF用信号の生成に用いられる一対の画素信号を出力する。フォトダイオードAが出力する画素信号をA信号とし、フォトダイオードBが出力する画素信号をB信号とする。A信号およびB信号を用いた位相差検出演算によって位相差情報を取得することができる。また、A信号とB信号とを加算することで、撮像用信号(A+B信号)を取得することができる。 In the present embodiment, an example in which each pixel portion of the image sensor 201 is composed of a pair of photodiodes A and B and one microlens provided in common for the pair of photodiodes A and B will be described. That is, the incident light is split by the microlens to form a pair of optical images on the pair of photodiodes A and B. FIG. A pair of photodiodes A and B output a pair of pixel signals used for generating AF signals, which will be described later. A pixel signal output from the photodiode A is referred to as an A signal, and a pixel signal output from the photodiode B is referred to as a B signal. Phase difference information can be acquired by phase difference detection calculation using the A signal and the B signal. Further, by adding the A signal and the B signal, an imaging signal (A+B signal) can be obtained.

撮像面位相差検出方式によるAF(いわゆる撮像面位相差AF)では、複数の画素部からそれぞれ出力された複数のA信号と複数のB信号を信号別に合成することで、AF用信号(焦点検出および焦点調節用の信号)としての一対の像信号が得られる。AF信号処理部204は、取得した一対の像信号に対する相関演算を行い、一対の像信号のずれ量である位相差(以下、像ずれ量という)を算出する。AF信号処理部204は像ずれ量から撮像光学系のデフォーカス量およびデフォーカス方向を算出する。像ずれ量またはデフォーカス量に基づいて撮像光学系の結像関係式を用いて、撮像装置から被写体までの距離情報を取得することができる。 In AF using the imaging plane phase difference detection method (so-called imaging plane phase difference AF), a signal for AF (focus detection and a signal for focus adjustment) are obtained. The AF signal processing unit 204 performs a correlation operation on the pair of acquired image signals to calculate a phase difference (hereinafter referred to as an image shift amount) that is a shift amount between the pair of image signals. The AF signal processing unit 204 calculates the defocus amount and defocus direction of the imaging optical system from the image shift amount. Distance information from the imaging device to the subject can be obtained using the imaging relational expression of the imaging optical system based on the amount of image shift or the amount of defocus.

図2および図3を参照して、撮像素子201の構成について説明する。図2は撮像素子201の画素アレイ300を部分的に示す。画素アレイ300は多数の単位画素301を行列方向に配した構成である。マイクロレンズ302は単位画素301に対応して配列される。光電変換手段としてのフォトダイオード(以下、PDと略記する)303a,303bはマイクロレンズ302下に配置されて単位画素301を構成する。PD303a,303bは瞳分割構成をとり、同一の被写体の異なる位相差を有する2像(以下、A像とB像という)の光が入射される。PD303aはA像用の光電変換部を構成し、PD303bはB像用の光電変換部を構成する。図2では各画素部が1つのマイクロレンズ302に対応する2つの光電変換部を備える構成を示すが、3以上に分割された光電変換部を備える構成でもよい。 The configuration of the imaging element 201 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 partially shows the pixel array 300 of the imaging device 201 . A pixel array 300 has a configuration in which a large number of unit pixels 301 are arranged in rows and columns. The microlenses 302 are arranged corresponding to the unit pixels 301 . Photodiodes (hereinafter abbreviated as PDs) 303 a and 303 b as photoelectric conversion means are arranged below the microlens 302 to form a unit pixel 301 . The PDs 303a and 303b have a pupil division structure, and two images (hereinafter referred to as A image and B image) of the same subject having different phase differences are incident. The PD 303a constitutes a photoelectric conversion unit for A image, and the PD 303b constitutes a photoelectric conversion unit for B image. Although FIG. 2 shows a configuration in which each pixel unit includes two photoelectric conversion units corresponding to one microlens 302, a configuration including three or more divided photoelectric conversion units may be used.

図3を参照して、撮像素子201の回路構成を説明する。画素アレイ300において、水平方向に(m+1)個の単位画素301が配置され、垂直方向に(n+1)個の単位画素301が配置されている。各画素の垂直走査は垂直走査回路制御部304および垂直走査回路306によって行われ、全画素から行単位で信号を読み出す制御が可能である。 The circuit configuration of the imaging element 201 will be described with reference to FIG. In the pixel array 300, (m+1) unit pixels 301 are arranged in the horizontal direction, and (n+1) unit pixels 301 are arranged in the vertical direction. Vertical scanning of each pixel is performed by a vertical scanning circuit control unit 304 and a vertical scanning circuit 306, and it is possible to control reading out signals from all pixels in units of rows.

垂直走査回路制御部304は、第1の読み出し設定部305aおよび第2の読み出し設定部305bを備え、プログラムされた読み出し設定に基づいて垂直走査回路306を制御する。垂直走査回路306は、読み出し設定部305a,305bにしたがって単位画素301にそれぞれパルスを送ることで画素信号を転送する。 The vertical scanning circuit control unit 304 includes a first readout setting unit 305a and a second readout setting unit 305b, and controls the vertical scanning circuit 306 based on programmed readout settings. The vertical scanning circuit 306 transfers pixel signals by sending pulses to the unit pixels 301 according to the readout setting units 305a and 305b.

タイミングジェネレータ(TG)307は、システム制御部209のCPUによる設定にしたがって各回路部に対し、信号の読み出しに必要な制御パルスを供給する。各回路部とは垂直走査回路306、読み出し回路310、AD変換回路311、水平走査回路312等である。図3に例示するタイミングジェネレータ307は撮像素子201に内蔵されているが、撮像素子201の外部に配置される構成でも構わない。 A timing generator (TG) 307 supplies control pulses necessary for signal readout to each circuit unit according to settings by the CPU of the system control unit 209 . Each circuit section includes a vertical scanning circuit 306, a reading circuit 310, an AD conversion circuit 311, a horizontal scanning circuit 312, and the like. Although the timing generator 307 illustrated in FIG. 3 is built in the image sensor 201, it may be arranged outside the image sensor 201. FIG.

単位画素301で光電変換された画素信号は、垂直走査回路306から供給される駆動信号によって、垂直出力線308へ行ごとに出力される。垂直走査回路制御部304は特定の行での出力の取得に際して、垂直走査回路306が後述する第1の駆動モードと第2の駆動モードのどちらで画素信号を読み出すかを制御する。定電流源309は垂直出力線308に接続され、不図示の画素アンプ用トランジスタとともにソースフォロワ回路を形成する。 Pixel signals photoelectrically converted by the unit pixels 301 are output to vertical output lines 308 row by row by driving signals supplied from the vertical scanning circuit 306 . The vertical scanning circuit control unit 304 controls whether the vertical scanning circuit 306 reads out pixel signals in a first drive mode or a second drive mode, which will be described later, when obtaining an output from a specific row. A constant current source 309 is connected to a vertical output line 308 and forms a source follower circuit together with a pixel amplifier transistor (not shown).

読み出し回路310は、各画素列の垂直出力線308からの出力を増幅する機能を有する。AD変換回路311は、読み出し回路310の出力に対してA/D変換を行い、デジタル信号を出力する。AD変換回路311によって変換されたデジタル画像信号は、水平走査回路312によって順次に選択される。出力部313は選択された画素信号を処理して、撮像素子201の外部へ出力する。 The readout circuit 310 has a function of amplifying the output from the vertical output line 308 of each pixel column. The AD conversion circuit 311 performs A/D conversion on the output of the reading circuit 310 and outputs a digital signal. The digital image signals converted by the AD conversion circuit 311 are sequentially selected by the horizontal scanning circuit 312 . The output unit 313 processes the selected pixel signal and outputs it to the outside of the image sensor 201 .

図4は本実施形態における撮像装置の動作を説明するフローチャートである。以下の処理はシステム制御部209のCPUが所定のプログラムを実行することにより実現される。S301でAE処理部211は画像処理部203の出力を取得してAE処理を行い、S302の処理へ進む。 FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the imaging device according to this embodiment. The following processing is realized by the CPU of the system control unit 209 executing a predetermined program. In S301, the AE processing unit 211 acquires the output of the image processing unit 203, performs AE processing, and proceeds to processing in S302.

S302でシステム制御部209は、第1スイッチ217(SW1)の状態を調べてSW1がONであるか否かを判定する。SW1がONであると判定された場合、S303へ進み、SW1がOFFであると判定された場合にはS301の処理に戻る。S303では、後述するAF動作が行われ、次にS304へ進む。 In S302, the system control unit 209 checks the state of the first switch 217 (SW1) to determine whether SW1 is ON. If it is determined that SW1 is ON, the process proceeds to S303, and if it is determined that SW1 is OFF, the process returns to S301. In S303, an AF operation, which will be described later, is performed, and then the process proceeds to S304.

S304でシステム制御部209は、第1スイッチ217(SW1)の状態を調べてSW1がONであるか否かを判定する。SW1がONであると判定された場合、S305へ進み、SW1がOFFであると判定された場合にはS301の処理に戻る。S305では後述するAF処理(以下、サーボAFという)が実行される。サーボAFは動体である被写体に対して焦点を合わせ続けながら撮像を行うことができる機能であり、移動被写体に対して焦点調節を行う際に有効である。本実施形態ではユーザの操作指示によってサーボAFの切り替えを任意に行える構成とする。その後、S306でシステム制御部209は、第2スイッチ218(SW2)の状態を調べてSW2がONであるか否かを判定する。SW2がONであると判定された場合、S307へ進み、SW2がOFFであると判定された場合にはS304の処理に戻る。S306にて撮影動作が行われた後でS301の処理へ戻る。 In S304, the system control unit 209 checks the state of the first switch 217 (SW1) to determine whether SW1 is ON. If it is determined that SW1 is ON, the process proceeds to S305, and if it is determined that SW1 is OFF, the process returns to S301. In S305, AF processing (hereinafter referred to as servo AF), which will be described later, is executed. Servo AF is a function capable of capturing an image while continuously focusing on a moving subject, and is effective when performing focus adjustment on a moving subject. In this embodiment, the configuration is such that the servo AF can be arbitrarily switched according to an operation instruction from the user. Thereafter, in S306, the system control unit 209 checks the state of the second switch 218 (SW2) to determine whether SW2 is ON. If it is determined that SW2 is ON, the process proceeds to S307, and if it is determined that SW2 is OFF, the process returns to S304. After the photographing operation is performed in S306, the process returns to S301.

図5および図6は、図3のS303(AF動作)を説明するフローチャートである。まず、図5のS401でAE処理部211は、画像処理部203の出力に基づいてAE処理を行い、S402へ進む。S402でAF信号処理部204およびシステム制御部209は焦点検出処理を行い、デフォーカス量およびデフォーカス方向、ならびにそれらの信頼度を検出し、S403へ進む。焦点検出処理の詳細については図7を用いて後述する。 5 and 6 are flowcharts for explaining S303 (AF operation) in FIG. First, in S401 of FIG. 5, the AE processing unit 211 performs AE processing based on the output of the image processing unit 203, and proceeds to S402. In S402, the AF signal processing unit 204 and the system control unit 209 perform focus detection processing to detect the defocus amount, the defocus direction, and their reliability, and proceed to S403. Details of the focus detection process will be described later with reference to FIG.

S403でシステム制御部209は、S402で得られた焦点検出結果の信頼度を予め設定されている閾値と比較する。この閾値を信頼度閾値2とする。信頼度が信頼度閾値2よりも高いと判定された場合、S404へ進み、信頼度が信頼度閾値2以下である場合には図6のS410へ進む。信頼度が信頼度閾値2以下であると判定された場合、デフォーカス量の精度は保証できないが、デフォーカス方向に対応する被写体のピント位置の方向は保証できるものとする。 In S403, the system control unit 209 compares the reliability of the focus detection result obtained in S402 with a preset threshold. Let this threshold be a reliability threshold 2 . If the reliability is determined to be higher than the reliability threshold 2, the process proceeds to S404, and if the reliability is less than or equal to the reliability threshold 2, the process proceeds to S410 in FIG. If it is determined that the reliability is equal to or lower than the reliability threshold 2, the accuracy of the defocus amount cannot be guaranteed, but the direction of the focus position of the subject corresponding to the defocus direction can be guaranteed.

S404でシステム制御部209は、S402で検出されたデフォーカス量を予め設定されている閾値と比較する。この閾値をDef量閾値2とする。Def量閾値2については、例えばデフォーカス量がDef量閾値2以下である場合、その後のデフォーカス量に応じて所定回数(例えば3回)以内で焦点深度内にフォーカスレンズを制御できる値(例えば焦点深度の5倍の量)に設定される。デフォーカス量がDef量閾値2以下であると判定された場合、S405へ進み、デフォーカス量がDef量閾値2より大きいと判定された場合にはS409へ進む。 In S404, the system control unit 209 compares the defocus amount detected in S402 with a preset threshold value. Let this threshold be the Def amount threshold 2 . Regarding the Def amount threshold 2, for example, when the defocus amount is equal to or less than the Defocus amount threshold 2, a value (for example, 5 times the depth of focus). If it is determined that the defocus amount is equal to or less than Def amount threshold 2, the process proceeds to S405, and if it is determined that the defocus amount is greater than Def amount threshold 2, the process proceeds to S409.

S405でシステム制御部209は、S402で得られた焦点検出結果の信頼度を予め設定されている閾値と比較する。この閾値を信頼度閾値1とする。信頼度閾値1については、例えば信頼度が信頼度閾値1以上である場合、デフォーカス量の精度のばらつきが所定範囲内(例えば焦点深度内)となる値に設定される。信頼度が信頼度閾値1よりも高いと判定された場合、S406へ進み、信頼度閾値1以下であると判定された場合にはS409へ進む。 In S405, the system control unit 209 compares the reliability of the focus detection result obtained in S402 with a preset threshold. Let this threshold be a reliability threshold 1 . For the reliability threshold 1, for example, when the reliability is equal to or higher than the reliability threshold 1, the variation in accuracy of the defocus amount is set to a value within a predetermined range (for example, within the depth of focus). If the reliability is determined to be higher than the reliability threshold 1, the process proceeds to S406, and if it is determined to be the reliability threshold 1 or less, the process proceeds to S409.

S406でシステム制御部209は、S402で検出されたデフォーカス量を予め設定されている閾値と比較する。この閾値をDef量閾値1とする。Def量閾値1については、例えば検出されたデフォーカス量がDef量閾値1以下である場合、焦点深度内にフォーカスレンズ103の位置が制御される値に設定される。デフォーカス量がDef量閾値1以下であると判定された場合、S407へ進み、Def量閾値1より大きいと判定された場合にはS408へ進む。 In S406, the system control unit 209 compares the defocus amount detected in S402 with a preset threshold value. This threshold is defined as Def amount threshold 1 . For Def amount threshold 1, for example, when the detected defocus amount is equal to or less than Def amount threshold 1, it is set to a value that controls the position of the focus lens 103 within the depth of focus. If it is determined that the defocus amount is equal to or less than the Def amount threshold value 1, the process proceeds to S407, and if it is determined to be greater than the Def amount threshold value 1, the process proceeds to S408.

S407でシステム制御部209は現在の焦点検出状態が合焦状態であると判断して、リターン処理へ移行する。またS408でシステム制御部209はレンズ通信部210を介して、S402で検出されたデフォーカス量に対応する駆動量の制御信号をレンズコントローラ105に送信する。レンズコントローラ105はレンズ通信部210から受信した制御信号にしたがってモータ104の駆動制御を行い、フォーカスレンズ103を駆動させる。S408の後、S402へ処理を戻す。 In S407, the system control unit 209 determines that the current focus detection state is the in-focus state, and shifts to return processing. Also, in S408, the system control unit 209 transmits a drive amount control signal corresponding to the defocus amount detected in S402 to the lens controller 105 via the lens communication unit 210. FIG. The lens controller 105 drives the motor 104 according to the control signal received from the lens communication unit 210 to drive the focus lens 103 . After S408, the process returns to S402.

S409でシステム制御部209はレンズ通信部210を介して、S402で検出されたデフォーカス量に対して所定の割合に対応する駆動量の制御信号をレンズコントローラ105に送信する。所定の割合とは、デフォーカス量に対してフォーカスレンズ103の駆動量が少なくなるように設定される割合であり、例えば8割程度に設定されるものとする。レンズコントローラ105はレンズ通信部210から受信した制御信号にしたがってモータ104の駆動制御を行い、フォーカスレンズ103を駆動させる。その際に設定されるフォーカスレンズ103の駆動速度は、例えば1フレームに対応する時間で丁度レンズの駆動が可能な速度よりも遅くなるように設定される。これにより、検出されたデフォーカス量が正確でない場合に被写体に焦点が合ったピント位置(合焦位置)を超えてフォーカスレンズ103が駆動されてしまうことを抑制できる。S409の後、S402へ処理を戻す。 In S<b>409 , the system control unit 209 transmits to the lens controller 105 via the lens communication unit 210 a drive amount control signal corresponding to a predetermined ratio of the defocus amount detected in S<b>402 . The predetermined ratio is a ratio set so that the drive amount of the focus lens 103 is reduced with respect to the defocus amount, and is set to about 80%, for example. The lens controller 105 drives the motor 104 according to the control signal received from the lens communication unit 210 to drive the focus lens 103 . The drive speed of the focus lens 103 set at that time is set to be slower than the speed at which the lens can be driven in the time corresponding to one frame, for example. As a result, it is possible to prevent the focus lens 103 from being driven beyond the focus position (in-focus position) where the subject is focused when the detected defocus amount is not accurate. After S409, the process returns to S402.

図6のS410でシステム制御部209は非合焦条件を満たしたかどうかを判定する。ここで非合焦条件とは、合焦すべき被写体が存在しないと判断するための条件である。例えばフォーカスレンズ103の可動範囲の全てにおいてレンズ駆動が完了した場合、つまりフォーカスレンズ103の駆動制御において遠側と近側の両方のレンズ端が検出されて初期位置に戻ったことが条件として設定される。非合焦条件を満たす場合、S411へ進み、非合焦条件を満たさない場合にはS412へ進む。S411でシステム制御部209は現在の焦点検出状態が非合焦状態であると判断してから、リターン処理に移行する。 In S410 of FIG. 6, the system control unit 209 determines whether or not the out-of-focus condition is satisfied. Here, the out-of-focus condition is a condition for determining that there is no subject to be focused. For example, the condition is set when lens driving is completed in the entire movable range of the focus lens 103, that is, when both the far-side and near-side lens ends are detected in drive control of the focus lens 103 and returned to the initial positions. be. If the out-of-focus condition is satisfied, the process proceeds to S411, and if the out-of-focus condition is not satisfied, the process proceeds to S412. In S411, the system control unit 209 determines that the current focus detection state is the out-of-focus state, and then shifts to return processing.

S412でシステム制御部209は、フォーカスレンズ103が遠側または近側のレンズ端に到達したかどうかを判定する。フォーカスレンズ103が遠側または近側のレンズ端に到達したと判定された場合、S413へ進み、フォーカスレンズ103が遠側または近側のレンズ端に到達していないと判定された場合、S414へ進む。 In S412, the system control unit 209 determines whether the focus lens 103 has reached the far side or near side lens end. If it is determined that the focus lens 103 has reached the far-side or near-side lens end, the process proceeds to S413; if it is determined that the focus lens 103 has not reached the far-side or near-side lens end, the process proceeds to S414. move on.

S413でシステム制御部209はレンズコントローラ105に対して制御信号を送信し、フォーカスレンズ103の駆動方向を反転させる制御を行った後、図5のS402の処理へ進む。またS414でシステム制御部209はレンズコントローラ105に対して制御信号を送信し、フォーカスレンズ103を所定方向(順方向)に駆動させる制御を行った後、図5のS402の処理へ進む。フォーカスレンズ103の駆動速度については、例えばデフォーカス量を検出可能な状態になった時点で被写体の合焦位置を通過することがないように、レンズ駆動速度の許容範囲内で最速値に設定される。 In S413, the system control unit 209 transmits a control signal to the lens controller 105, performs control to reverse the driving direction of the focus lens 103, and then proceeds to the processing of S402 in FIG. Also, in S414, the system control unit 209 transmits a control signal to the lens controller 105, performs control to drive the focus lens 103 in a predetermined direction (forward direction), and then proceeds to the processing of S402 in FIG. The drive speed of the focus lens 103 is set to the fastest value within the permissible range of the lens drive speed so that, for example, the subject does not pass the in-focus position when the defocus amount becomes detectable. be.

次に図7を参照して、図5のS402(焦点検出処理)について説明する。まず、S501でシステム制御部209は位相差情報の読み出し行を設定する。設定処理の詳細については図9、図10、図11および図12を用いて後述する。S502では、S501で設定された読み出し行に対して撮像素子201から焦点検出用の一対の像信号(A像信号、B像信号)を取得する処理が行われる。S503でAF信号処理部204は、S502で取得された一対の像信号に対し、垂直方向の行加算平均処理を行う。この処理によって像信号のノイズの影響を抑制できる。 Next, S402 (focus detection processing) in FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, in S501, the system control unit 209 sets a readout row for phase difference information. Details of the setting process will be described later with reference to FIGS. 9, 10, 11 and 12. FIG. In S502, processing for acquiring a pair of image signals (A image signal and B image signal) for focus detection from the image sensor 201 for the readout row set in S501 is performed. In S503, the AF signal processing unit 204 performs vertical row averaging processing on the pair of image signals acquired in S502. This processing can suppress the influence of noise on the image signal.

S504でAF信号処理部204は、S503で垂直方向の行加算平均処理を行った信号に対するフィルタ処理を行い、所定の周波数帯域の信号成分を抽出する。次にS505へ進み、AF信号処理部204は、S504でフィルタ処理された信号を用いて位相差検出の相関演算を行って相関量を算出する。S506でAF信号処理部204は、S505で算出した相関量から相関変化量を算出し、次のS507では、相関変化量から像ずれ量を算出してS508へ進む。S508でAF信号処理部204は、算出した像ずれ量がどれだけ信頼できるのかを表す信頼度を算出する。S509では像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換処理が行われた後、焦点検出処理を終了してリターン処理へ移行する。相関量、相関変化量、信頼度の算出、デフォーカス変換については公知であるため、それらの詳細な説明を割愛する。 In S504, the AF signal processing unit 204 performs filter processing on the signal subjected to vertical row averaging processing in S503, and extracts signal components in a predetermined frequency band. Next, proceeding to S505, the AF signal processing unit 204 performs correlation calculation for phase difference detection using the signal filtered in S504 to calculate the amount of correlation. In S506, the AF signal processing unit 204 calculates the amount of correlation change from the amount of correlation calculated in S505, calculates the amount of image shift from the amount of correlation change in the next S507, and proceeds to S508. In S<b>508 , the AF signal processing unit 204 calculates reliability indicating how reliable the calculated image shift amount is. In S509, after conversion processing for converting the image shift amount into the defocus amount is performed, the focus detection processing is terminated and the process proceeds to return processing. Since the correlation amount, the correlation change amount, the calculation of the reliability, and the defocus conversion are known, detailed description thereof will be omitted.

図8は、本実施形態におけるサーボAF制御を説明するフローチャートである。S600では図5および図6で説明したAF動作が行われる。S601でシステム制御部209は、S600で算出されたデフォーカス量のデータを取得してメモリ(DRAM)206に記憶する。S602では図7で説明した焦点検出処理が行われる。取得された最新のデフォーカス量のデータはメモリ206に記憶される。 FIG. 8 is a flowchart for explaining servo AF control in this embodiment. In S600, the AF operation described with reference to FIGS. 5 and 6 is performed. In S<b>601 , the system control unit 209 acquires the defocus amount data calculated in S<b>600 and stores it in the memory (DRAM) 206 . In S602, the focus detection processing described with reference to FIG. 7 is performed. The latest acquired defocus amount data is stored in the memory 206 .

S603にてシステム制御部209は、メモリ206に記憶されているS601でのデフォーカス量と、S602で取得された最新のデフォーカス量とを比較し、所定値(閾値)以上にデフォーカス量が変化しているかどうかを判定する。デフォーカス量の変化量が閾値以上であると判定された場合、S604の処理に進み、デフォーカス量の変化量が閾値未満であると判定された場合にはS602に戻って処理を続行する。 In S603, the system control unit 209 compares the defocus amount in S601 stored in the memory 206 with the latest defocus amount acquired in S602, and determines that the defocus amount is equal to or greater than a predetermined value (threshold). Determine if it has changed. If it is determined that the amount of change in the defocus amount is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to S604, and if it is determined that the amount of change in the defocus amount is less than the threshold, the process returns to S602 to continue the process.

S604にてシステム制御部209は、S603で判定された所定値以上の変化、つまり、評価値であるデフォーカス量が所定値以上に変化した回数を計数して所定回数(閾値)と比較する。計数された回数が所定回数以上であると判定された場合、S600へ戻り、再度AF動作が行われる。例えば、ユーザが着目被写体や構図を変更した場合等においてAF動作の制御が開始される。また、S604で計数された回数が所定回数未満であると判定された場合には、S602へ戻って焦点検出動作が行われ、デフォーカス量の監視が継続する。合焦後に繰り返し焦点検出を行うことで、被写体の動きに追従した焦点調節動作を行うことができる。 In S604, the system control unit 209 counts the number of times the defocus amount, which is an evaluation value, has changed by a predetermined value or more determined in S603, and compares it with a predetermined number of times (threshold). If it is determined that the counted number of times is equal to or greater than the predetermined number of times, the process returns to S600 and the AF operation is performed again. For example, when the user changes the subject of interest or the composition, control of the AF operation is started. Further, when it is determined that the number of times counted in S604 is less than the predetermined number of times, the process returns to S602, the focus detection operation is performed, and the monitoring of the defocus amount is continued. By repeatedly performing focus detection after focusing, it is possible to perform a focus adjustment operation that follows the movement of the subject.

図9および図10を参照して、図7のS501に示す位相差情報の読み出し行の設定について説明する。図9および図10は、図4のS303に示したAF動作とS305に示したサーボAFにおいて位相差情報を読み出す行を例示する図である。図9および図10に示す画像例において位相差情報の読み出し行を実線の横線で模式的に示す。システム制御部209は静止体を撮影する場合(または静止体が検出された場合)、位相差情報の読み出し行の間隔を一定とする。またシステム制御部209は位相差情報の読み出し行の行数に関し、静止体を撮影する場合よりも動体を撮影する場合(または動体が検出された場合)に多くする設定を行う。 The setting of the phase difference information readout row shown in S501 of FIG. 7 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 and 10 are diagrams illustrating lines from which phase difference information is read in the AF operation shown in S303 and the servo AF shown in S305 of FIG. In the image examples shown in FIGS. 9 and 10, the readout rows of the phase difference information are schematically indicated by solid horizontal lines. When a stationary object is imaged (or when a stationary object is detected), the system control unit 209 sets the interval between readout rows of phase difference information to be constant. Further, the system control unit 209 sets the number of readout lines of the phase difference information to be larger when shooting a moving object (or when a moving object is detected) than when shooting a stationary object.

図9は、レリーズボタンの操作によって第1スイッチSW1がONした直後の、AF動作における位相差情報の読み出し方法を説明するための画像例を示す。画面内のフォーカス枠(焦点状態検出枠)901が主被写体の顔領域に位置している。第1スイッチSW1がONになった直後のAF動作においては、なるべく位相差情報を読み出す行の間隔を広げ、垂直方向において読み出す行を均等に配置する設定である。例えば、検出可能な被写体の顔領域の最小サイズによって読み出し行の間隔が決定される。システム制御部209は最小の顔サイズに対して、1行以上の位相差情報を読み出す水平ラインが配置できるように行間隔Dを設定する。 FIG. 9 shows an image example for explaining a method of reading phase difference information in AF operation immediately after the first switch SW1 is turned on by operating the release button. A focus frame (focus state detection frame) 901 in the screen is located in the face area of the main subject. In the AF operation immediately after the first switch SW1 is turned ON, the interval between the rows from which the phase difference information is read is widened as much as possible, and the rows to be read out are evenly arranged in the vertical direction. For example, the minimum size of the face region of the subject that can be detected determines the readout row spacing. The system control unit 209 sets the line spacing D so that one or more horizontal lines for reading the phase difference information can be arranged for the minimum face size.

図10(A)は、図4のS305に示したサーボAFの開始時における位相差情報の読み出し方法を説明するための画像例を示す。画面内のフォーカス枠901は撮像装置から遠距離の被写体領域に位置している。位相差情報の読み出し行の行間隔Dが均等に配置された設定である。この設定は垂直走査回路306により第1の駆動モードで画素信号を読み出す制御に対応する。動体である被写体が遠方に位置している場合、サーボAFでは当該被写体に対して焦点を合わせつつ、図10(A)に示す位相差情報の読み出し方法が継続される。本実施形態では、例えば焦点合わせが行われたフォーカスレンズ位置から被写体の距離情報が算出される。使用しているレンズ装置100の焦点距離に係る所定の閾値倍率(例えば50倍)に対応する距離よりも遠方に被写体が位置する場合に図10(A)に示す位相差情報の読み出し方法が継続する。 FIG. 10A shows an example image for explaining a method of reading phase difference information at the start of servo AF shown in S305 of FIG. A focus frame 901 in the screen is positioned in a subject area at a long distance from the imaging device. This is a setting in which the line intervals D of the readout lines of the phase difference information are evenly arranged. This setting corresponds to control for reading pixel signals in the first drive mode by the vertical scanning circuit 306 . When a moving object is located far away, the servo AF continues the phase difference information reading method shown in FIG. 10A while focusing on the object. In this embodiment, for example, distance information of the object is calculated from the focus lens position at which focusing is performed. When the subject is positioned farther than the distance corresponding to a predetermined threshold magnification (for example, 50 times) related to the focal length of the lens device 100 being used, the phase difference information reading method shown in FIG. 10A continues. do.

図10(B)は、動体である被写体の距離情報が焦点距離に係る閾値倍率に対応する距離よりも近側に位置した場合の、位相差情報の読み出し方法を説明するための画像例を示す。画面内のフォーカス枠901は撮像装置から近距離の被写体の顔領域に位置している。この場合、被写体が近側で移動しているので、測距誤差を低減するためには、なるべく多くの位相差情報を読み出す必要がある。さらに撮像装置の消費電力を抑えるために、移動被写体が検出された場合に必要最低限の領域から信号を読み出すように行間隔Dが設定される。この設定は垂直走査回路306により第2の駆動モードで画素信号を読み出す制御に対応する。図10(B)では読み出し行が移動被写体の顔領域とその近傍領域に集中して配置され、行間隔Dが狭くなっている。このように画像内の限定された範囲で位相差情報を読み出すことにより、消費電力を抑えつつ、高速な位相差情報の読み出しを行い、焦点検出精度の高いAF制御を実現できる。 FIG. 10B shows an example of an image for explaining a method of reading phase difference information when the distance information of a moving object is positioned closer than the distance corresponding to the threshold magnification for the focal length. . A focus frame 901 in the screen is located in the face area of the subject at a short distance from the imaging device. In this case, since the object is moving on the near side, it is necessary to read out as much phase difference information as possible in order to reduce the distance measurement error. Furthermore, in order to suppress the power consumption of the imaging device, the line spacing D is set so that signals are read out from the minimum required area when a moving object is detected. This setting corresponds to control for reading pixel signals in the second drive mode by the vertical scanning circuit 306 . In FIG. 10B, the readout lines are concentrated in the face area of the moving object and its neighboring area, and the line interval D is narrow. By reading the phase difference information in a limited range in the image in this way, it is possible to read the phase difference information at high speed while suppressing power consumption, and realize AF control with high focus detection accuracy.

図11および図12は、位相差情報の読み出し行数の設定、つまり、どのような本数で読み出し行を設定するかについて説明するフローチャートである。S801でシステム制御部209は現在のAF設定モードがワンショットモードであるか、またはサーボAFモードであるかを判断する。サーボAFモード以外のAF設定モードとして、焦点調節動作を1回行うワンショットモードを例示する。ユーザは操作部214を使用して、静止体に焦点を合わせる焦点調節の指示を行うときにワンショットモードを選択し、また動体に焦点を合わせる焦点調節の指示を行うときにサーボAFモードを選択することができる。システム制御部209はワンショットモードの設定であると判断した場合、S802へ進み、サーボAFモードの設定であると判断した場合、図12のS806へ進む。 11 and 12 are flowcharts for explaining the setting of the number of readout lines of phase difference information, that is, the number of readout lines to be set. In S801, the system control unit 209 determines whether the current AF setting mode is the one-shot mode or the servo AF mode. As an AF setting mode other than the servo AF mode, a one-shot mode in which the focus adjustment operation is performed once is exemplified. Using the operation unit 214, the user selects the one-shot mode when instructing focus adjustment to focus on a stationary object, and selects the servo AF mode when instructing focus adjustment to focus on a moving object. can do. If the system control unit 209 determines that the one-shot mode is set, the process advances to S802, and if it determines that the servo AF mode is set, the process advances to S806 in FIG.

S802でシステム制御部209は、人物の顔等の被写体が検出されているかどうかを判定する。当該被写体が検出されていると判定された場合、S803へ進み、被写体が検出されていないと判定された場合にはS806へ進む。 In S802, the system control unit 209 determines whether a subject such as a person's face has been detected. If it is determined that the subject has been detected, the process proceeds to S803, and if it is determined that the subject has not been detected, the process proceeds to S806.

S803でシステム制御部209は、測距枠内でのコントラスト値を算出する処理を実行する。測距枠は撮影画面内の焦点状態検出枠であり、測距枠内の画素値の最大値および最小値から既知の方法でコントラスト値を算出することができる。S803で算出された測距枠内(検出枠内)の画像のコントラスト値が所定の閾値以上であると判定された場合、S804へ進み、コントラスト値が所定の閾値未満であると判定された場合にはS805へ進む。 In S803, the system control unit 209 executes processing for calculating the contrast value within the rangefinding frame. The distance measurement frame is a focus state detection frame within the photographing screen, and the contrast value can be calculated by a known method from the maximum and minimum pixel values within the distance measurement frame. If it is determined that the contrast value of the image within the range-finding frame (detection frame) calculated in S803 is equal to or greater than the predetermined threshold, the process advances to S804, and if it is determined that the contrast value is less than the predetermined threshold to S805.

S804にてシステム制御部209は、位相差情報の読み出し行数XをX1に設定する。またS805にてシステム制御部209は、位相差情報の読み出し行数XをX2に設定する。「X1<X2」とする。S804、S805の次にS813へ進み、システム制御部209は最終的な設定行数を、算出された行数、つまりX1またはX2に設定する。この場合に位相差情報の読み出し行は画面全体において等間隔に配置される。この行配置は垂直走査回路306による第1の駆動モードに対応する。その後、読み出し行の設定処理を終了する。 In S804, the system control unit 209 sets the readout row number X of the phase difference information to X1. Also, in S805, the system control unit 209 sets the readout row number X of the phase difference information to X2. Let "X1<X2". Proceeding to S813 after S804 and S805, the system control unit 209 sets the final set number of lines to the calculated number of lines, that is, X1 or X2. In this case, the readout lines of the phase difference information are arranged at regular intervals over the entire screen. This row arrangement corresponds to the first driving mode by the vertical scanning circuit 306. FIG. After that, the readout row setting process ends.

一方、図12のS806でシステム制御部209は、測距枠内でのコントラスト値を算出して所定の閾値と比較する。算出されたコントラスト値が閾値以上であると判定された場合、S807へ進み、コントラスト値が閾値未満であると判定された場合にはS808へ進む。 On the other hand, in S806 of FIG. 12, the system control unit 209 calculates the contrast value within the rangefinding frame and compares it with a predetermined threshold value. If it is determined that the calculated contrast value is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to S807, and if it is determined that the contrast value is less than the threshold, the process proceeds to S808.

S807でシステム制御部209は位相差情報の読み出し行数YをY1に設定する。またS808でシステム制御部209は位相差情報の読み出し行数YをY2に設定する。「Y1<Y2」とする。 In S807, the system control unit 209 sets the readout row number Y of the phase difference information to Y1. Also, in S808, the system control unit 209 sets the readout row number Y of the phase difference information to Y2. It is assumed that "Y1<Y2".

S807、S808の次にS809へ進み、システム制御部209は位相差情報の読み出し行を初めて設定するのかどうかを判断する。初回の読み出し行の設定を行う場合にはS810へ進み、2回目以降の読み出し行の設定を行う場合にはS811へ進む。 After S807 and S808, the system control unit 209 advances to S809 to determine whether or not to set the phase difference information readout row for the first time. When setting the readout row for the first time, the process proceeds to S810, and when setting the readout row for the second and subsequent times, the process proceeds to S811.

S810でシステム制御部209は、算出された行数、つまりY1またはY2を設定し、画面全体において位相差情報の読み出し行を等間隔に配置して処理を終了する。本実施形態では読み出し行数XとYが、下記式(1)の関係を有する。
X1<X2≦Y1<Y2 式(1)
In S810, the system control unit 209 sets the calculated number of lines, that is, Y1 or Y2, arranges the readout lines of the phase difference information at regular intervals on the entire screen, and ends the process. In this embodiment, the number of readout rows X and Y have the relationship of the following formula (1).
X1<X2≤Y1<Y2 Formula (1)

S811でシステム制御部209は、現時点で算出されているデフォーカス量を用いて、撮像装置から被写体までの距離(被写体距離)が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。例えば閾値を50f(焦点距離fの50倍)とする。被写体距離はデフォーカス量とレンズ装置の撮像光学系に係る結像関係式から算出することができる。S811にて被写体距離が所定の閾値より大きいと判定された場合には処理を終了する。また被写体距離が所定の閾値以下であると判定された場合、S812へ進む。 In step S811, the system control unit 209 uses the currently calculated defocus amount to determine whether the distance from the imaging device to the subject (subject distance) is greater than or equal to a predetermined threshold. For example, assume that the threshold is 50f (50 times the focal length f). The object distance can be calculated from the defocus amount and the imaging relational expression related to the imaging optical system of the lens device. If it is determined in S811 that the subject distance is greater than the predetermined threshold, the process ends. If it is determined that the subject distance is equal to or less than the predetermined threshold, the process advances to S812.

S812でシステム制御部209は、位相差情報の読み出し行を被写体領域に集中して配置することで被写体領域を中心とする範囲に狭める処理を行う。この行配置は垂直走査回路306による第2の駆動モードに対応する。近側(撮像装置側)へ移動してくる被写体に対して余計な測距領域(焦点検出領域)を除外し、かつ重要な領域での位相差検出信号のS/N比(信号対ノイズ比)を高くすることができる。 In step S<b>812 , the system control unit 209 performs processing for narrowing the range centered on the subject area by concentrating and arranging the readout rows of the phase difference information in the subject area. This row arrangement corresponds to the second drive mode by the vertical scanning circuit 306. FIG. The S/N ratio (signal-to-noise ratio) of the phase difference detection signal in the important area is eliminated, and the unnecessary distance measurement area (focus detection area) is excluded for the subject moving toward the near side (imaging device side). ) can be increased.

本実施形態では位相差情報を取得可能な瞳分割型撮像素子において、読み出し行に係る垂直周期を被写体の距離情報に応じて動的に変更することにより、複数の機能に適合した信号読み出しを行う。これにより、フレームレートの低下を抑制しつつ、より精度の高い位相差検出を行うことができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
In this embodiment, in a split-pupil imaging device capable of acquiring phase difference information, signal readout suitable for a plurality of functions is performed by dynamically changing the vertical period related to the readout row according to the distance information of the subject. . As a result, more accurate phase difference detection can be performed while suppressing a decrease in frame rate.
Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention.

103 フォーカスレンズ
105 レンズコントローラ
201 撮像素子
204 AF信号処理部
209 システム制御部
302 マイクロレンズ
303a,303b 光電変換部
304 垂直走査回路制御部
306 垂直走査回路
103 focus lens 105 lens controller 201 image sensor 204 AF signal processing unit 209 system control unit 302 microlens 303a, 303b photoelectric conversion unit 304 vertical scanning circuit control unit 306 vertical scanning circuit

Claims (10)

被写体の距離情報に対応する位相差情報の取得が可能な複数の画素部を有する撮像手段と、
前記画素部から行単位で信号を読み出す制御にて前記位相差情報の読み出し行の間隔および行数を決定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記撮像手段により静止体を撮像する場合の前記行数に比べて、前記撮像手段により移動被写体を撮像する場合の前記行数を多くする
ことを特徴とする撮像装置。
an imaging means having a plurality of pixel units capable of acquiring phase difference information corresponding to distance information of a subject ;
a control means for determining the interval and the number of readout rows of the phase difference information by controlling the readout of signals from the pixel unit on a row-by-row basis ;
The control means increases the number of rows when imaging a moving subject by the imaging means compared to the number of rows when imaging a stationary object by the imaging means.
An imaging device characterized by:
前記制御手段は、前記撮像手段により前記静止体を撮像する場合、前記間隔を一定とし、前記撮像手段により前記移動被写体を撮像する場合、前記間隔を動的に変更する制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The control means controls the interval to be constant when imaging the stationary object by the imaging means, and dynamically changing the interval when imaging the moving object by the imaging means. 2. The imaging device according to claim 1, wherein:
前記制御手段は、前記移動被写体の被写体領域を含む範囲に前記読み出し行を設定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
3. The imaging apparatus according to claim 1 , wherein said control means sets said readout row to a range including a subject area of said moving subject .
前記制御手段は、前記移動被写体が検出されている場合の前記行数を、前記移動被写体が検出されていない場合の前記行数よりも多くする
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means makes the number of lines when the moving subject is detected larger than the number of lines when the moving subject is not detected. The imaging device according to any one of items 1 and 2.
前記制御手段は、前記行数を、焦点状態の検出枠内における画像のコントラスト値が閾値よりも高い場合に第1の行数に設定し、前記コントラスト値が閾値以下である場合に前記第1の行数よりも多い第2の行数に設定する
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の撮像装置。
The control means sets the number of lines to the first number of lines when the contrast value of the image within the focus state detection frame is higher than a threshold, and sets the number of lines to the first number when the contrast value is equal to or less than the threshold. 4. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein a second number of rows larger than one is set.
前記制御手段は、前記移動被写体の距離情報が閾値以下であるときの前記間隔を、前記移動被写体の距離情報が前記閾値より大きいときの前記間隔よりも狭くする
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の撮像装置。
The control means narrows the interval when the distance information of the moving subject is equal to or less than the threshold than the interval when the distance information of the moving subject is greater than the threshold. The imaging device according to any one of claims 1 to 5 .
被写体に対して焦点を合わせる焦点調節の指示を行う操作手段と、
前記操作手段により、前記移動被写体に対して焦点を合わせる焦点調節の指示が行われた場合、前記位相差情報を用いて焦点検出を行い、前記移動被写体に対する焦点調節を行う焦点調節手段を備える
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の撮像装置。
an operation means for instructing focus adjustment to bring the subject into focus;
focus adjustment means for performing focus detection using the phase difference information and performing focus adjustment on the moving object when the operating means issues a focus adjustment instruction to focus on the moving object . The imaging device according to any one of claims 1 to 6 , characterized by:
前記制御手段は、前記読み出し行を均等な第1の間隔で配置する制御と、前記移動被写体の被写体領域を含む範囲に対して前記読み出し行を前記第1の間隔よりも狭い第2の間隔で配置する制御を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
The control means arranges the readout rows at a uniform first interval, and arranges the readout rows at a second interval narrower than the first interval in a range including the subject area of the moving subject. control placement
4. The imaging device according to claim 3, characterized in that:
記画素部は、マイクロレンズと、前記マイクロレンズに対応する複数の光電変換部を備え、前記複数の光電変換部は前記位相差情報を有する複数の信号を出力する
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の撮像装置。
The pixel unit includes microlenses and a plurality of photoelectric conversion units corresponding to the microlenses, and the plurality of photoelectric conversion units output a plurality of signals having the phase difference information. Item 9. The imaging device according to any one of Items 1 to 8 .
被写体の距離情報に対応する位相差情報の取得が可能な複数の画素部を有する撮像手段と、前記画素部から行単位で信号を読み出す制御を行う制御手段を備える撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記画素部から行単位で信号を読み出す制御にて前記位相差情報の読み出し行の間隔および行数を前記制御手段が決定する制御工程を有し
前記制御工程にて前記制御手段は、前記撮像手段により静止体を撮像する場合の前記行数に比べて、前記撮像手段により移動被写体を撮像する場合の前記行数を多くする
ことを特徴とする制御方法。
Control executed by an imaging device comprising imaging means having a plurality of pixel units capable of acquiring phase difference information corresponding to subject distance information , and control means for performing control to read out signals from the pixel units on a row-by-row basis a method,
a control step of determining, by the control means, the interval and the number of readout rows of the phase difference information in the control of reading out signals from the pixel unit on a row-by-row basis;
In the control step, the control means increases the number of rows when imaging a moving subject by the imaging means compared to the number of rows when imaging a stationary object by the imaging means.
A control method characterized by:
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