JPWO2013190899A1 - 撮像装置及び自動焦点調節方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1及び図2はそれぞれ本発明に係る撮像装置の実施形態を示す斜視図及び背面図である。この撮像装置10は、レンズを通った光を撮像素子で受け、デジタル信号に変換して記録メディアに記録するデジタルカメラである。
図3は上記撮像装置10の内部構成の実施形態を示すブロック図である。この撮像装置10は、撮像した画像をメモリカード54に記録するもので、装置全体の動作は、中央処理装置(CPU)40によって統括制御される。
図4は、上記撮像素子16の実施形態を示す図であり、特に撮像素子16の受光面上に配置されている新規のカラーフィルタ配列に関して示している。
ッタ方式となる事が知られている。このローリングシャッタ方式は、ライン毎に露光タイミングに時間差があるため、動く被写体の場合には、被写体の画像が歪むという問題がある。従って、静止画撮影時には、シャッタ駆動部33によりメカシャッタ15を開閉制御(露光時間を制御)してローリングシャッタによる歪みが発生しないようにしている。
図9は本発明に係る自動焦点調節方法を示すフローチャートである。
上記の実施形態では、検出した位相差と混色率とに基づいてデフォーカス量を算出するようにしたが、第2の位相差画素p2、又は第1の位相差画素p1,第2の位相差画素p2への周辺画素からの混色量を算出し、第2の位相差画素p2の出力信号、又は第1の位相差画素p1,第2の位相差画素p2の各出力信号から算出した混色量を減算し、混色のない出力信号を取得するようにしてもよい。この場合、図14の関係式aからデフォーカス量を算出することができる。
図17は、撮像装置10の他の実施形態であるスマートフォン500の外観を示すものである。図17に示すスマートフォン500は、平板状の筐体502を有し、筐体502の一方の面に表示部としての表示パネル521と、入力部としての操作パネル522とが一体となった表示入力部520を備えている。また、筐体502は、スピーカ531と、マイクロホン532、操作部540と、カメラ部541とを備えている。なお、筐体502の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
を備える。
をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
この実施形態では、焦点検出領域における被写体色が赤色か否かの判別を、焦点検出領域のR画素の出力信号の積算値(ΣR)とG画素の出力信号の積算値(ΣG)との比(ΣR/ΣG)が予め設定した閾値以上か否かにより行うようにしたが、これに限らず、焦点検出領域のR画素の出力信号の積算平均値、G画素の出力信号の積算平均値、及びR画素の出力信号の積算平均値に基づいて焦点検出領域の平均の色が、色空間内のRの領域に属するか否か等により判別するようにしてもよい。
この実施形態では、焦点検出領域における被写体色が赤色か否かの判別を、焦点検出領域のR画素の出力信号の積算値(ΣR)とG画素の出力信号の積算値(ΣG)との比(ΣR/ΣG)が予め設定した閾値以上か否かにより行うようにしたが、これに限らず、焦点検出領域のR画素の出力信号の積算平均値、G画素の出力信号の積算平均値、及びB画素の出力信号の積算平均値に基づいて焦点検出領域の平均の色が、色空間内のRの領域に属するか否か等により判別するようにしてもよい。
Claims (18)
- 撮影レンズと、
少なくとも赤(R)、緑(G)、青(B)画素と、前記撮影レンズの異なる第1、第2の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第1、第2の位相差画素とを含み、前記R画素のうち第1のR画素に対して最小ピッチで隣接する第1の方向の第1のB画素と前記R画素のうち第2のR画素に対して前記第1の方向とは逆の第2の方向に隣接する第2のB画素とを有する撮像素子と、
前記撮像素子に設定された焦点検出領域の出力信号に基づいて前記焦点検出領域における被写体色が赤色か否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記焦点検出領域における被写体色が赤色でないと判別されると、前記焦点検出領域内の前記第1、第2の位相差画素の各出力信号に基づいて各出力信号の位相差を検出し、前記判別部により前記焦点検出領域における被写体色が赤色であると判別されると、前記焦点検出領域内の前記第1、第2のB画素の各出力信号に基づいて各出力信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調節する焦点調節部と、
を備えた撮像装置。 - 前記判別部は、前記撮像素子の予め設定された焦点検出領域のR画素の出力信号の積算値とG画素の出力信号の積算値との比を算出し、前記算出した比を予め設定した閾値と比較して前記焦点検出領域における被写体色が赤色と判別する、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1、第2の位相差画素は、それぞれGのフィルタ又は無色のフィルタが配置された画素である、請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記第1のB画素と第2のB画素とは、前記第1の方向の1ライン上に交互に配列され、
前記位相差検出部は、
前記第1の方向の第1のラインに配列された前記第1のB画素の出力信号と、前記第1のラインと近接した第2のラインに配設された第2のB画素の出力信号とに基づいて第1の位相差を検出し、
前記第1の方向の第1のラインに配列された前記第2のB画素の出力信号と、前記第2のラインに配設された第1のB画素の出力信号とに基づいて第2の位相差を検出し、
前記検出した第1、第2の位相差を平均して前記位相差を検出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1の位相差画素と第2の位相差画素とは、前記第1の方向の1ライン上に交互に配列され、
前記位相差検出部は、
前記第1の方向の第3のラインに配列された前記第1の位相差画素の出力信号と、前記第3のラインと近接した第4のラインに配設された第2の位相差画素の出力信号とに基づいて第3の位相差を検出し、
前記第1の方向の第3のラインに配列された前記第2の位相差画素の出力信号と、前記第4のラインに配設された第1の位相差画素の出力信号とに基づいて第4の位相差を検出し、
前記検出した第3、第4の位相差を平均して前記位相差を検出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子のライン毎に順次信号を読み出すローリング読出部と、
前記撮像素子に入射する光を遮断する機械的シャッタと、を備え、
前記位相差検出部は、前記機械的シャッタを開いた状態で前記ローリング読出部により連続的に読み出された信号に基づいて連続的に位相差を検出する、
請求項4又は5に記載の撮像装置。 - 前記位相差検出部により検出された位相差と前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素への周辺画素からの混色率とに基づいて前記撮影レンズのデフォーカス量を求めるデフォーカス量算出部を備え、
前記焦点調節部は、前記デフォーカス量算出部により求めたデフォーカス量がゼロになる位置に前記撮影レンズを移動させる、
請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記位相差検出部は、
前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素への周辺画素からの混色率及び周辺画素の出力信号に基づいて前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素の出力信号を補正し、
補正後の第1、第2の位相差画素の出力信号に基づいて前記位相差を検出する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1、第2の位相差画素のうちのいずれか一方の位相差画素の前記第1の方向に隣接してR画素が配置され、
前記周辺画素からの混色率は、前記第1の方向に隣接してR画素が配置された位相差画素へのR画素からの混色率である、
請求項7又は8に記載の撮像装置。 - 前記位相差検出部は、前記第1のB画素の出力信号と第2のB画素の出力信号との比に基づいて前記周辺画素からの混色率を求める、請求項9に記載の撮像装置。
- 前記撮像素子は、前記第1、第2の方向に第1、第2のB画素を有し、かつ前記第1、第2の方向に垂直な第3、第4の方向に前記第1、第2のB画素を有し、
前記位相差検出部は、前記第1、第2の方向の第1、第2のB画素、又は第3、第4の方向の第1、第2のB画素の出力信号に基づいて位相差を検出する、
請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1、第2の方向は、撮像装置本体を水平に構えたときの左右方向であり、
横撮り撮影か縦撮り撮影かを検出する縦横検出部を備え、
前記位相差検出部は、
前記縦横検出部により横撮り撮影が検出されると、前記第1、第2の方向の第1、第2のB画素の出力信号に基づいて位相差を検出し、
前記縦横検出部により縦撮り撮影が検出されると、前記第3、第4の方向の第1、第2のB画素の出力信号に基づいて位相差を検出する、
請求項11に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子は、前記第1、第2の方向及び第1、第2の方向に垂直な第3、第4の方向に6×6画素に対応するカラーフィルタの基本配列パターンを有し、該基本配列パターンが前記第1、第2の方向及び第3、第4の方向に繰り返し配設され、
前記基本配列パターンは、
3×3画素に対応する第1の配列であって、中心と4隅にGフィルタが配置され、中心のGフィルタを挟んで上下にBフィルタが配置され、左右にRフィルタが配列された第1の配列と、
3×3画素に対応する第2の配列であって、中心と4隅にGフィルタが配置され、中心のGフィルタを挟んで上下にRフィルタが配置され、左右にBフィルタが配列された第2の配列とが、それぞれ対角位置に配置されて構成され、
前記撮像素子の焦点検出領域の前記第1、第2の配列の4隅の1つのGフィルタを有する画素が、それぞれ前記第1、第2の位相差画素として構成されている、
請求項1から12のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮影レンズと、
少なくとも赤(R)、緑(G)、青(B)画素と、前記撮影レンズの異なる第1、第2の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第1、第2の位相差画素とを含み、前記R画素のうち第1のR画素に対して最小ピッチで隣接する第1の方向の第1のB画素と前記R画素のうち第2のR画素に対して前記第1の方向とは逆の第2の方向に隣接する第2のB画素とを有し、前記第1、第2の位相差画素のうちの少なくとも一方の位相差画素は前記第1の方向または第2の方向に隣接してR画素が配置される撮像素子と、
前記撮像素子に設定された焦点検出領域内の前記第1、第2の位相差画素の各出力信号に基づいて各出力信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部により出力された位相差に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調節する焦点調節部と、を備え、
前記位相差検出部は、前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素への周辺画素からの混色率を前記第1のB画素の出力信号と第2のB画素の出力信号との少なくとも一方の出力信号に基づいて求め、かつ前記求めた混色率及び前記周辺画素の出力信号に基づいて前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素の出力信号を補正する、
撮像装置。 - 前記焦点検出領域の出力信号に基づいて前記焦点検出領域における被写体色が赤色か否かを判別する判別部を備え、
前記位相差検出部は、前記判別部により前記焦点検出領域における被写体色が赤色であると判別されると、前記第1のB画素の出力信号と第2のB画素の出力信号の少なくとも一方の出力信号から前記周辺画素からの混色率を求め、
前記混色率及び周辺画素の出力信号に基づいて前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素の出力信号を補正し、前記補正がされた第1、第2の位相差画素の出力信号に基づいて前記位相差を検出する、
請求項14に記載の撮像装置。 - 撮影レンズと、
少なくとも赤(R)、緑(G)、青(B)画素と、前記撮影レンズの異なる第1、第2の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第1、第2の位相差画素とを含み、前記R画素のうち第1のR画素に対して最小ピッチで隣接する第1の方向の第1のB画素と前記R画素のうち第2のR画素に対して前記第1の方向とは逆の第2の方向に隣接する第2のB画素とを有し、前記第1、第2の位相差画素のうちの少なくとも一方の位相差画素は前記第1の方向または第2の方向に隣接してR画素が配置される撮像素子と、
前記撮像素子に設定された焦点検出領域内の前記第1、第2の位相差画素の各出力信号に基づいて各出力信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部により検出された位相差と前記第1、第2の位相差画素の少なくとも一方の位相差画素への周辺画素からの混色率とに基づいて前記撮影レンズのデフォーカス量を求めるデフォーカス量算出部と、
前記デフォーカス量算出部により求めたデフォーカス量がゼロになる位置に前記撮影レンズを移動させる焦点調節部と、を備え、
前記位相差検出部は、前記第1のB画素の出力信号と第2のB画素の出力信号の少なくとも一方の出力信号に基づいて前記周辺画素からの混色率を求める、
撮像装置。 - 前記焦点検出領域の出力信号に基づいて前記焦点検出領域における被写体色が赤色か否かを判別する判別部を備え、
前記位相差検出部は、前記判別部により前記焦点検出領域における被写体色が赤色であると判別されると、前記第1のB画素の出力信号と第2のB画素の出力信号の少なくとも一方の出力信号から前記周辺画素からの混色率を求め、
前記デフォーカス量算出部は、前記位相差検出部により検出された位相差と前記周辺画素からの混色率とに基づいて前記撮影レンズのデフォーカス量を求める、
請求項16に記載の撮像装置。 - 少なくとも赤(R)、緑(G)、青(B)画素と、撮影レンズの異なる第1、第2の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第1、第2の位相差画素とを含み、前記R画素のうち第1のR画素に対して最小ピッチで隣接する第1の方向の第1のB画素と前記R画素のうち第2のR画素に対して前記第1の方向とは逆の第2の方向に隣接する第2のB画素とを有する撮像素子から出力信号を取得する信号取得工程と、
前記信号取得工程で取得した出力信号のうちの前記撮像素子に設定された焦点検出領域の出力信号に基づいて前記焦点検出領域における被写体色が赤色か否かを判別する判別工程と、
前記判別工程により前記焦点検出領域における被写体色が赤色でないと判別されると、前記焦点検出領域内の前記第1、第2の位相差画素の各出力信号に基づいて各出力信号の位相差を検出し、前記判別工程により前記焦点検出領域における被写体色が赤色であると判別されると、前記焦点検出領域内の前記第1、第2のB画素の各出力信号に基づいて各出力信号の位相差を検出する位相差検出工程と、
前記位相差検出工程により検出された位相差に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調節する焦点調節工程と、
を含む自動焦点調節方法。
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