JPWO2017057072A1 - 合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、撮像装置 - Google Patents
合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、撮像装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
図14は、図1のデジタルカメラのシステム制御部11による合焦制御動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。図14に示すフローチャートは、図9のステップS10の詳細を示すフローチャートである。
図17は、図1のデジタルカメラのシステム制御部11による合焦制御動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。図17に示すフローチャートは、図9のステップS10の詳細を示すフローチャートである。
この変形例では、図1に示すデジタルカメラのシステム制御部11をシステム制御部11aに変更している。図18は、システム制御部11aの機能ブロック図である。
図22は、図18に示すシステム制御部11aの合焦制御動作における目標位置決定処理の変形例を示すフローチャートである。
第五の変形例は、第三の変形例(図19)と第一の変形例(図14)とを組み合わせたものである。
第六の変形例は、第二の変形例(図17)と第四の変形例(図22)とを組み合わせたものである。
第七の変形例では、図1に示すデジタルカメラのシステム制御部11をシステム制御部11bに変更している。図25は、システム制御部11bの機能ブロック図である。システム制御部11bは、第二の相関値生成部11Bによる相関値の生成方法が異なる点を除いては、システム制御部11と同じ構成である。
上記第一の処理又は上記第二の処理により決定された目標位置に上記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動制御ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。
本出願は、2015年9月30日出願の日本特許出願(特願2015−194235)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
1 撮像レンズ
2 絞り4 レンズ制御部
5 撮像素子
53 AFエリア
53s 分割エリア
52A,52B 位相差検出用画素
6 アナログ信号処理部
7 アナログデジタル変換回路
8 レンズ駆動部
9 絞り駆動部
10 撮像素子駆動部
11 システム制御部
11A 第一の相関値生成部
11B 第二の相関値生成部
11C 第一の位相差量検出部
11D 第二の位相差量検出部
11E 目標位置決定部
11F レンズ駆動制御部
11G 目標位置予測部
11H 位相差量予測部
14 操作部
15 メモリ制御部
16 メインメモリ
17 デジタル信号処理部
18 圧縮伸長処理部
20 外部メモリ制御部
21 記録媒体
22 表示制御部
23 表示部
24 制御バス
25 データバス
50 受光面
51 画素
53 AFエリア
53s 分割エリア
52,52A,52B 位相差検出用画素
c 開口
X 行方向
Y 列方向
H1,H2,H3,H4,H5 被写体
A1 範囲
s1 第一の相関値
s2 第二の相関値
d1,d2 ずれ量
Cs,Cm 相関カーブ
100 レンズ装置
111 フォーカスレンズ
112、113 ズームレンズ
114 絞り
115 マスターレンズ群
116 ビームスプリッタ
116a 反射面
117 ミラー
118 集光レンズ
119 セパレータレンズ
19L,19R レンズ
120 撮像素子
121 ユニット
300 カメラ装置
310 撮像素子
320 画像処理部
K 光軸
200 スマートフォン
201 筐体
202 表示パネル
203 操作パネル
204 表示入力部
205 スピーカ
206 マイクロホン
207 操作部
208 カメラ部
210 無線通信部
211 通話部
212 記憶部
213 外部入出力部
214 GPS受信部
215 モーションセンサ部
216 電源部
217 内部記憶部
218 外部記憶部
220 主制御部
ST1〜STn GPS衛星
Claims (25)
- フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサと、
前記焦点検出エリアの前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記焦点検出エリアの前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との相関値を求める第一の相関値生成部と、
前記焦点検出エリアを前記一方向に分割した状態での分割エリアに含まれる複数の前記第一の信号検出部から出力された第三の信号群と、前記分割エリアに含まれる複数の前記第二の信号検出部から出力された第四の信号群との相関値を求める処理を分割エリア毎に行う第二の相関値生成部と、
前記第一の相関値生成部により求められた相関値から、前記第一の信号群と前記第二の信号群との第一の位相差量を検出する第一の位相差量検出部と、
前記第二の相関値生成部により求められた相関値から、分割エリア毎に、前記第三の信号群と前記第四の信号群との第二の位相差量を検出する第二の位相差量検出部と、
前記第一の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する第一の処理と、前記第二の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する第二の処理とを、前記第一の相関値生成部により求められた相関値と前記第二の相関値生成部により求められた相関値とに基づいて選択的に行う目標位置決定部と、
前記第一の処理又は前記第二の処理により決定された目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動制御部と、を備える合焦制御装置。 - 請求項1記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部は、前記第一の相関値生成部により求められた相関値と、前記第二の相関値生成部により求められた相関値と、に基づいて、前記第二の処理によって決定される目標位置の信頼度を判定し、前記信頼度が閾値以下の場合に前記第一の処理を行い、前記信頼度が前記閾値を超える場合に前記第一の処理と前記第二の処理のいずれかを行う合焦制御装置。 - 請求項2記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部は、前記第一の相関値生成部により求められた相関値から、前記第一の信号群と前記第二の信号群との相関値が最小となる状態での前記第一の信号群と前記第二の信号群の第一のずれ量を検出し、前記第二の相関値生成部により求められた相関値から、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量の取り得る範囲の少なくとも一部の範囲において算出された前記第三の信号群と前記第四の信号群との相関値のうちの最小値である第一の相関値が得られた場合の前記第三の信号群と前記第四の信号群の第二のずれ量を検出し、前記第一のずれ量と前記第二のずれ量の差がずれ量閾値以下となる前記分割エリアがある場合に、前記第二の処理によって決定される目標位置の信頼度が前記閾値を超えると判定する合焦制御装置。 - 請求項3記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部は、前記第一の相関値と、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量が前記第一のずれ量である場合の前記第三の信号群と前記第四の信号群との第二の相関値との差が相関閾値以上かつ前記第一のずれ量と前記第二のずれ量の差が前記ずれ量閾値を超える分割エリアがある場合に、前記第二の処理によって決定される目標位置の信頼度が前記閾値を超えると判定する合焦制御装置。 - 請求項3又は4記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部は、前記第一の相関値を、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量の取り得る範囲のうちの一部の範囲を対象として検出し、
前記一部の範囲は、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量としてゼロを含む予め決められた範囲である合焦制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部は、前記信頼度が前記閾値を超える場合には、前記第一の位相差量と複数の前記第二の位相差量のうちの最小の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの仮目標位置を算出し、前記フォーカスレンズの移動方向における前記仮目標位置を基準とする予め決められた深度範囲に前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が入っているか否かを判定し、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入っている場合には前記第一の処理を行い、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲外である場合には前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、前記第二の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入る分割エリアについて検出された第二の位相差量の平均値に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部は、前記信頼度が前記閾値を超える場合には前記第二の処理を行い、前記第二の処理では、複数の前記第二の位相差量のうちの最小の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの仮目標位置を算出し、前記フォーカスレンズの移動方向における前記仮目標位置を基準とする予め決められた深度範囲に前記第二の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が入る分割エリアを特定し、前記特定した分割エリアについて検出された第二の位相差量の平均値に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部により決定された前記フォーカスレンズの目標位置の履歴に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を予測する目標位置予測部と、
前記目標位置予測部により予測された目標位置と前記フォーカスレンズの位置との差を位相差量に変換して位相差量を予測する位相差量予測部と、を更に備え、
前記目標位置決定部は、前記信頼度が前記閾値を超える場合には、前記第一の位相差量と複数の前記第二の位相差量のうち、前記位相差量予測部により予測された位相差量に最も近い位相差量を抽出し、前記抽出した位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの仮目標位置を算出し、前記フォーカスレンズの移動方向における前記仮目標位置を基準とする予め決められた深度範囲に前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が入っているか否かを判定し、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入っている場合には前記第一の処理を行い、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲外である場合には前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、前記第二の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入る分割エリアについて検出された第二の位相差量の平均値に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部により決定された前記フォーカスレンズの目標位置の履歴に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を予測する目標位置予測部と、
前記目標位置予測部により予測された目標位置と前記フォーカスレンズの位置との差を位相差量に変換して位相差量を予測する位相差量予測部と、を更に備え、
前記目標位置決定部は、前記信頼度が前記閾値を超える場合には、前記第一の位相差量と複数の前記第二の位相差量のうち、前記位相差量予測部により予測された位相差量に最も近い位相差量を抽出し、前記抽出した位相差量が前記第一の位相差量であれば前記第一の処理を行い、前記抽出した位相差量が前記第二の位相差量であれば前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、前記抽出した第二の位相差量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記目標位置決定部により決定された前記フォーカスレンズの目標位置の履歴に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を予測する目標位置予測部と、
前記目標位置予測部により予測された目標位置と前記フォーカスレンズの位置との差を位相差量に変換して位相差量を予測する位相差量予測部と、を更に備え、
前記目標位置決定部は、前記信頼度が前記閾値を超える場合には前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、複数の前記第二の位相差量のうち、前記位相差量予測部により予測された位相差量に最も近い位相差量を抽出し、前記抽出した第二の位相差量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記第二の相関値生成部は、前記第一の相関値生成部により生成された前記第一の信号群と前記第二の信号群との相関値を、分割エリア毎の相関値の成分に分解し、任意の分割エリアにおける前記第一の信号群と前記第二の信号群の任意のずれ量に対応する分解成分の積算値を、前記任意の分割エリアにおける前記任意のずれ量での相関値として記憶することで、前記任意の分割エリアについて前記第三の信号群と前記第四の信号群の相関値を求める合焦制御装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項記載の合焦制御装置と、
前記センサに光を入射するためのフォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるレンズ装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項記載の合焦制御装置を備える撮像装置。
- フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの前記焦点検出エリアの前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記焦点検出エリアの前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との相関値を求める第一の相関値生成ステップと、
前記焦点検出エリアを前記一方向に分割した状態での分割エリアに含まれる複数の前記第一の信号検出部から出力された第三の信号群と、前記分割エリアに含まれる複数の前記第二の信号検出部から出力された第四の信号群との相関値を求める処理を分割エリア毎に行う第二の相関値生成ステップと、
前記第一の相関値生成ステップにより求められた相関値から、前記第一の信号群と前記第二の信号群との第一の位相差量を検出する第一の位相差量検出ステップと、
前記第二の相関値生成ステップにより求められた相関値から、分割エリア毎に、前記第三の信号群と前記第四の信号群との第二の位相差量を検出する第二の位相差量検出ステップと、
前記第一の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する第一の処理と、前記第二の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する第二の処理とを、前記第一の相関値生成ステップにより求められた相関値と前記第二の相関値生成ステップにより求められた相関値とに基づいて選択的に行う目標位置決定ステップと、
前記第一の処理又は前記第二の処理により決定された目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動制御ステップと、を備える合焦制御方法。 - 請求項14記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップは、前記第一の相関値生成ステップにより求められた相関値と、前記第二の相関値生成ステップにより求められた相関値と、に基づいて、前記第二の処理によって決定される目標位置の信頼度を判定し、前記信頼度が閾値以下の場合に前記第一の処理を行い、前記信頼度が前記閾値を超える場合に前記第一の処理と前記第二の処理のいずれかを行う合焦制御方法。 - 請求項15記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップは、前記第一の相関値生成ステップにより求められた相関値から、前記第一の信号群と前記第二の信号群との相関値が最小となる状態での前記第一の信号群と前記第二の信号群の第一のずれ量を検出し、前記第二の相関値生成ステップにより求められた相関値から、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量の取り得る範囲の少なくとも一部の範囲において算出された前記第三の信号群と前記第四の信号群との相関値のうちの最小値である第一の相関値が得られた場合の前記第三の信号群と前記第四の信号群の第二のずれ量を検出し、前記第一のずれ量と前記第二のずれ量の差がずれ量閾値以下となる前記分割エリアがある場合に、前記第二の処理によって決定される目標位置の信頼度が前記閾値を超えると判定する合焦制御方法。 - 請求項16記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップは、前記第一の相関値と、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量が前記第一のずれ量である場合の前記第三の信号群と前記第四の信号群との第二の相関値との差が相関閾値以上かつ前記第一のずれ量と前記第二のずれ量の差が前記ずれ量閾値を超える分割エリアがある場合に、前記第二の処理によって決定される目標位置の信頼度が前記閾値を超えると判定する合焦制御方法。 - 請求項16又は17記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップは、前記第一の相関値を、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量の取り得る範囲のうちの一部の範囲を対象として検出し、
前記一部の範囲は、前記第三の信号群と前記第四の信号群のずれ量としてゼロを含む予め決められた範囲である合焦制御方法。 - 請求項15〜18のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップは、前記信頼度が前記閾値を超える場合には、前記第一の位相差量と複数の前記第二の位相差量のうちの最小の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの仮目標位置を算出し、前記フォーカスレンズの移動方向における前記仮目標位置を基準とする予め決められた深度範囲に前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が入っているか否かを判定し、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入っている場合には前記第一の処理を行い、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲外である場合には前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、前記第二の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入る分割エリアについて検出された第二の位相差量の平均値に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御方法。 - 請求項15〜18のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップは、前記信頼度が前記閾値を超える場合には前記第二の処理を行い、前記第二の処理では、複数の前記第二の位相差量のうちの最小の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの仮目標位置を算出し、前記フォーカスレンズの移動方向における前記仮目標位置を基準とする予め決められた深度範囲に前記第二の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が入る分割エリアを特定し、前記特定した分割エリアについて検出された第二の位相差量の平均値に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御方法。 - 請求項15〜18のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップにより決定された前記フォーカスレンズの目標位置の履歴に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を予測する目標位置予測ステップと、
前記目標位置予測ステップにより予測された目標位置と前記フォーカスレンズの位置との差を位相差量に変換して位相差量を予測する位相差量予測ステップと、を更に備え、
前記目標位置決定ステップは、前記信頼度が前記閾値を超える場合には、前記第一の位相差量と複数の前記第二の位相差量のうち、前記位相差量予測ステップにより予測された位相差量に最も近い位相差量を抽出し、前記抽出した位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの仮目標位置を算出し、前記フォーカスレンズの移動方向における前記仮目標位置を基準とする予め決められた深度範囲に前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が入っているか否かを判定し、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入っている場合には前記第一の処理を行い、前記第一の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲外である場合には前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、前記第二の位相差量に基づくフォーカスレンズの目標位置が前記深度範囲に入る分割エリアについて検出された第二の位相差量の平均値に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御方法。 - 請求項15〜18のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップにより決定された前記フォーカスレンズの目標位置の履歴に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を予測する目標位置予測ステップと、
前記目標位置予測ステップにより予測された目標位置と前記フォーカスレンズの位置との差を位相差量に変換して位相差量を予測する位相差量予測ステップと、を更に備え、
前記目標位置決定ステップは、前記信頼度が前記閾値を超える場合には、前記第一の位相差量と複数の前記第二の位相差量のうち、前記位相差量予測ステップにより予測された位相差量に最も近い位相差量を抽出し、前記抽出した位相差量が前記第一の位相差量であれば前記第一の処理を行い、前記抽出した位相差量が前記第二の位相差量であれば前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、前記抽出した第二の位相差量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御方法。 - 請求項15〜18のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記目標位置決定ステップにより決定された前記フォーカスレンズの目標位置の履歴に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を予測する目標位置予測ステップと、
前記目標位置予測ステップにより予測された目標位置と前記フォーカスレンズの位置との差を位相差量に変換して位相差量を予測する位相差量予測ステップと、を更に備え、
前記目標位置決定ステップは、前記信頼度が前記閾値を超える場合には前記第二の処理を行い、
前記第二の処理では、複数の前記第二の位相差量のうち、前記位相差量予測ステップにより予測された位相差量に最も近い位相差量を抽出し、前記抽出した第二の位相差量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する合焦制御方法。 - 請求項14〜23のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記第二の相関値生成ステップは、前記第一の相関値生成ステップにより生成された前記第一の信号群と前記第二の信号群との相関値を、分割エリア毎の相関値の成分に分解し、任意の分割エリアにおける前記第一の信号群と前記第二の信号群の任意のずれ量に対応する分解成分の積算値を、前記任意の分割エリアにおける前記任意のずれ量での相関値として記憶することで、前記任意の分割エリアについて前記第三の信号群と前記第四の信号群の相関値を求める合焦制御方法。 - フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの前記焦点検出エリアの前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記焦点検出エリアの前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との相関値を求める第一の相関値生成ステップと、
前記焦点検出エリアを前記一方向に分割した状態での分割エリアに含まれる複数の前記第一の信号検出部から出力された第三の信号群と、前記分割エリアに含まれる複数の前記第二の信号検出部から出力された第四の信号群との相関値を求める処理を分割エリア毎に行う第二の相関値生成ステップと、
前記第一の相関値生成ステップにより求められた相関値から、前記第一の信号群と前記第二の信号群との第一の位相差量を検出する第一の位相差量検出ステップと、
前記第二の相関値生成ステップにより求められた相関値から、分割エリア毎に、前記第三の信号群と前記第四の信号群との第二の位相差量を検出する第二の位相差量検出ステップと、
前記第一の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する第一の処理と、前記第二の位相差量に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する第二の処理とを、前記第一の相関値生成ステップにより求められた相関値と前記第二の相関値生成ステップにより求められた相関値とに基づいて選択的に行う目標位置決定ステップと、
前記第一の処理又は前記第二の処理により決定された目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動制御ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。
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