JP2011091492A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光感度の異なる複数の画素を有する測光センサを備える撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus including a photometric sensor having a plurality of pixels having different light receiving sensitivities.
従来、第1の感度及び第1の感度より低い第2の感度で撮像する撮像素子を備え、第1の感度及び第2の感度で撮像した画像を合成して、撮像素子のダイナミックレンジを調整する技術が提案されている(特許文献1)。 Conventionally, an image pickup device that picks up images with a first sensitivity and a second sensitivity lower than the first sensitivity is provided, and an image picked up with the first sensitivity and the second sensitivity is synthesized to adjust a dynamic range of the image pickup device. The technique to do is proposed (patent document 1).
この提案では、第1の画像及び第2の画像の一方の画像に基づいて被写体の輝度レベルを検出し、また、第1の画像のヒストグラムを算出する。そして、算出したヒストグラムにおける所定のハイライト側のデータと検出した輝度レベルとからハイコントラストの程度を表す評価値を算出する。そして、算出した評価値に基づいて、撮像素子のダイナミックレンジを調整するための調整ゲインを算出し、算出した調整ゲインに基づいて第1の画像と第2の画像とを合成し、ダイナミックレンジの拡大を図る。 In this proposal, the luminance level of the subject is detected based on one of the first image and the second image, and the histogram of the first image is calculated. Then, an evaluation value representing the degree of high contrast is calculated from data on a predetermined highlight side in the calculated histogram and the detected luminance level. Then, an adjustment gain for adjusting the dynamic range of the image sensor is calculated based on the calculated evaluation value, and the first image and the second image are synthesized based on the calculated adjustment gain, Expand.
また、TTL位相差検出方式の焦点検出を行う撮像装置であって、測光センサに測光機能と焦点検出結果の補正に用いるための光源検知機能を具備する技術が提案されている(特許文献2)。 Further, there is proposed an imaging apparatus that performs focus detection using a TTL phase difference detection method, in which a photometric sensor has a light measurement function and a light source detection function for use in correcting a focus detection result (Patent Document 2). .
この提案では、光源の検知方法として可視光と近赤外光の分光強度を検知する方法が例示されており、可視光と近赤外光の分光強度の比に基づいて光源が検知される。この光源検知を行うために、測光センサの画素のうち撮像画面上で焦点検出される位置に相当する画素を縦構造画素で構成し、縦構造画素では可視光とともに近赤外の分光特性を持たせる。このような構成にすることで、センササイズを大型化することなく、測光とともに焦点検出結果の補正に用いられる光源検知を撮像画面上の焦点検出位置で行うことが可能になる。 In this proposal, a method of detecting the spectral intensity of visible light and near-infrared light is exemplified as a method of detecting the light source, and the light source is detected based on the ratio of the spectral intensity of visible light and near-infrared light. In order to perform this light source detection, among the pixels of the photometric sensor, the pixel corresponding to the position where the focus is detected on the imaging screen is configured by a vertical structure pixel, and the vertical structure pixel has a near infrared spectral characteristic together with visible light. Make it. With such a configuration, it is possible to perform light source detection used for correcting the focus detection result together with photometry at the focus detection position on the imaging screen without increasing the sensor size.
また、測光センサの出力を用いて被写体追尾を行う撮像装置が提案されている(特許文献3)。 In addition, an imaging apparatus that performs subject tracking using the output of a photometric sensor has been proposed (Patent Document 3).
この提案では、測光センサの測光エリア全面が複数領域に分割された各区分領域で測光と測色を行い、主要被写体とその大きさを繰り返し検出し続けることにより、主要被写体が存在する測光領域を特定し、被写体を追尾する。 In this proposal, photometry and colorimetry are performed in each divided area where the entire photometry area of the photometry sensor is divided into multiple areas, and the main subject and its size are repeatedly detected, so that the photometry area where the main subject exists is determined. Identify and track the subject.
上記特許文献1では、撮像素子の黒レベルを補正する際、撮像素子の非遮光エリアの信号出力に対して、第1の感度及び第2の感度が混在した撮像素子の遮光エリアのデータを減算(OBクランプ)している。従って、第1の画像の黒レベルが第2の感度である遮光エリアのデータの影響を受け、また、第2の画像の黒レベルが第1の感度である遮光エリアのデータの影響を受ける。このため、第1の画像と第2の画像の双方で、正しい黒レベルの信号が得られず、正しい輝度が得られない可能性がある。特に、被写体が低輝度である場合、被写体が高輝度である場合に比べて、被写体の輝度レベルと遮光エリアの黒レベルが近くなるため、遮光エリアの影響がより顕著に表れてしまう。 In Patent Document 1, when correcting the black level of the image sensor, the data of the light shielding area of the image sensor in which the first sensitivity and the second sensitivity are mixed is subtracted from the signal output of the non-light shield area of the image sensor. (OB clamp). Therefore, the black level of the first image is affected by the data of the light-shielding area having the second sensitivity, and the black level of the second image is affected by the data of the light-shielding area having the first sensitivity. For this reason, there is a possibility that a correct black level signal cannot be obtained in both the first image and the second image, and the correct luminance cannot be obtained. In particular, when the subject has a low luminance, the luminance level of the subject and the black level of the light-shielding area are closer than when the subject has a high luminance, so that the influence of the light-shielding area appears more prominently.
一方、上記特許文献2では、測光センサの各画素に流れる光電流が対数圧縮されて電圧に変換されてから出力されるため、遮光画素を用いて黒レベルを補正する必要がない。 On the other hand, in Patent Document 2, since the photocurrent flowing through each pixel of the photometric sensor is logarithmically compressed and converted into a voltage before being output, there is no need to correct the black level using a light-shielded pixel.
しかし、上記特許文献3のように、被写体追尾の用途に各画素の光電流を用いる場合、正しく測色するためには例えばRGBの各色の信号比を正確に検出する必要がある。各色の信号比を正確に検出しようとすると、上記特許文献2のように光電流を対数圧縮せず、線形性を保った状態で出力することが望ましい。線形性を保った状態で光電流を測光センサから出力させる場合、各色の信号比をより正確に取得するために各画素の輝度レベルに対して黒レベルを補正する必要が生じる。 However, when the photocurrent of each pixel is used for subject tracking as in Patent Document 3, it is necessary to accurately detect, for example, the signal ratio of each color of RGB in order to perform correct color measurement. In order to accurately detect the signal ratio of each color, it is desirable that the photocurrent is not logarithmically compressed as in Patent Document 2 and is output in a linear state. When the photocurrent is output from the photometric sensor while maintaining the linearity, it is necessary to correct the black level with respect to the luminance level of each pixel in order to obtain the signal ratio of each color more accurately.
そこで、本発明は、測光センサの画素の受光感度別に適切なOBクランプを行うことで、より正確な輝度信号を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining a more accurate luminance signal by performing appropriate OB clamping for each light receiving sensitivity of a pixel of a photometric sensor.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、第1の感度特性の複数の画素及び該第1の感度特性と異なる第2の感度特性の複数の画素を有する測光センサを備える撮像装置であって、前記測光センサは、前記第1の感度特性の複数の画素及び前記第2の感度特性の複数の画素についてそれぞれ有効画素の領域と遮光画素の領域とを有し、前記第1の感度特性の遮光画素の信号出力に基づいて該第1の感度特性の有効画素の信号を補正し、前記第2の感度特性の遮光画素の信号出力に基づいて該第2の感度特性の有効画素の信号を補正する補正手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes a photometric sensor having a plurality of pixels having a first sensitivity characteristic and a plurality of pixels having a second sensitivity characteristic different from the first sensitivity characteristic. The photometric sensor has an effective pixel region and a light-shielded pixel region for each of the plurality of pixels having the first sensitivity characteristic and the plurality of pixels having the second sensitivity characteristic. The signal of the effective pixel having the first sensitivity characteristic is corrected based on the signal output of the light-shielding pixel having the sensitivity characteristic, and the effective pixel having the second sensitivity characteristic is corrected based on the signal output of the light-shielding pixel having the second sensitivity characteristic. It is characterized by comprising a correction means for correcting the above signal.
本発明によれば、測光センサの画素の受光感度別に適切なOBクランプを行うことで、より正確な輝度信号を得ることができる。 According to the present invention, a more accurate luminance signal can be obtained by performing an appropriate OB clamp according to the light receiving sensitivity of the pixel of the photometric sensor.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の撮像装置の第1の実施形態であるデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital camera which is a first embodiment of an imaging apparatus of the present invention.
本実施形態のデジタルカメラは、図1に示すように、カメラ本体200に、交換式の撮像レンズ100が電気接点ユニット107を有するマウント部(不図示)介して着脱可能に取り付けられる。電気接点ユニット107には、通信クロックライン、データ送信ライン、データ受信ライン等からなる通信バスライン用の端子が設けられており、これにより、カメラ本体200と撮像レンズ100が通信可能となっている。 In the digital camera of this embodiment, as shown in FIG. 1, an interchangeable imaging lens 100 is detachably attached to a camera body 200 via a mount portion (not shown) having an electrical contact unit 107. The electrical contact unit 107 is provided with a terminal for a communication bus line including a communication clock line, a data transmission line, a data reception line, and the like, so that the camera body 200 and the imaging lens 100 can communicate with each other. .
カメラ本体200は、撮像レンズ100及び電気接点ユニット107を介して通信を行い、撮像レンズ100内のフォーカスレンズ101および光量を調節する絞り102の駆動を制御する。なお、図1では、撮像レンズ100内のレンズとしてフォーカスレンズ101のみを示しているが、この他に不図示の変倍レンズや固定レンズが設けられ、これらを含めてレンズユニットを構成する。また、電気接点ユニット107には、通信用バスラインの他に、カメラ本体200側から画像の蓄積タイミングを撮像レンズ100側に伝達するための同期信号ラインも設けられている。 The camera body 200 communicates via the imaging lens 100 and the electrical contact unit 107 to control the driving of the focus lens 101 in the imaging lens 100 and the diaphragm 102 that adjusts the amount of light. In FIG. 1, only the focus lens 101 is shown as a lens in the imaging lens 100, but a variable magnification lens and a fixed lens (not shown) are provided in addition thereto, and these constitute a lens unit. In addition to the communication bus line, the electrical contact unit 107 is also provided with a synchronization signal line for transmitting the image accumulation timing from the camera body 200 side to the imaging lens 100 side.
そして、被写体からの光束は、撮像レンズ100内のフォーカスレンズ101を含むレンズユニットおよび絞り102を介して、カメラ本体200内のクイックリターンミラー203に導かれる。クイックリターンミラー203は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置されて、被写体からの光束を上方のファインダ光学系に導く第1の位置(図示した位置)と、撮影光路外に退避する第2の位置とに移動可能である。 The light flux from the subject is guided to the quick return mirror 203 in the camera body 200 via the lens unit including the focus lens 101 in the imaging lens 100 and the diaphragm 102. The quick return mirror 203 is disposed obliquely with respect to the optical axis in the photographing optical path, and retracts to the first position (illustrated position) for guiding the light beam from the subject to the upper viewfinder optical system and out of the photographing optical path. It can be moved to the second position.
クイックリターンミラー203の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー203が第1の位置にダウンしているときには、被写体からの光束の一部が該ハーフミラー部を透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー203の背面側に設けられたサブミラー204で反射し、焦点検出回路206とともに自動焦点調整ユニットを構成する位相差AFセンサ205に導かれる。焦点検出回路206は、位相差AFセンサ205を用いて、撮像レンズ100の焦点状態の検出を行う。 The central portion of the quick return mirror 203 is a half mirror, and when the quick return mirror 203 is down to the first position, a part of the light beam from the subject passes through the half mirror portion. The transmitted light beam is reflected by a sub mirror 204 provided on the back side of the quick return mirror 203 and guided to a phase difference AF sensor 205 that constitutes an automatic focus adjustment unit together with a focus detection circuit 206. The focus detection circuit 206 detects the focus state of the imaging lens 100 using the phase difference AF sensor 205.
一方、クイックリターンミラー203で反射された光束は、ピント面に存在するファインダースクリーン202、ペンタプリズム201、及び接眼レンズ207により構成されるファインダ光学系を介して撮影者の目に至る。 On the other hand, the light beam reflected by the quick return mirror 203 reaches the eyes of the photographer through a finder optical system including a finder screen 202, a pentaprism 201, and an eyepiece lens 207 existing on the focus surface.
クイックリターンミラー203が第2の位置にアップ(撮影光路外に退避)した際には、撮像レンズ100からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ210および光学フィルタ211を介して撮像素子212に達する。光学フィルタ211は、赤外線をカットして可視光線のみを撮像素子212へ導く機能と、光学ローパスフィルタとしての機能とを有する。また、フォーカルプレーンシャッタ210は、先幕および後幕を有して構成され、撮像レンズ100からの光束の透過および遮断を制御する。 When the quick return mirror 203 is moved up to the second position (withdrawn from the imaging optical path), the light flux from the imaging lens 100 passes through the focal plane shutter 210, which is a mechanical shutter, and the optical filter 211 to the imaging device 212. Reach. The optical filter 211 has a function of cutting infrared rays and guiding only visible light to the image sensor 212 and a function as an optical low-pass filter. The focal plane shutter 210 includes a front curtain and a rear curtain, and controls transmission and blocking of the light flux from the imaging lens 100.
なお、クイックリターンミラー203が第2の位置にアップしたときには、サブミラー204もクイックリターンミラー203に対して折り畳まれて撮影光路外に退避する。静止画撮影時のみならず、ライブビュー時もクイックリターンミラー203は第2の位置にアップする。 When the quick return mirror 203 is raised to the second position, the sub mirror 204 is also folded with respect to the quick return mirror 203 and retracts out of the photographing optical path. The quick return mirror 203 is raised to the second position not only during still image shooting but also during live view.
カメラ本体200は、デジタルカメラ全体の制御を司るシステムコントローラ230を有する。システムコントローラ230は、CPUやMPU等により構成され、後述する各回路等の動作を制御する。システムコントローラ230は、電気接点ユニット107を介して、通信バスラインにより、撮像レンズ100内のレンズコントローラ108に対して通信を行う。レンズコントローラ108もシステムコントローラ230と同様にCPUやMPU等により構成され、撮像レンズ100内の各回路等の動作を制御する。 The camera body 200 includes a system controller 230 that controls the entire digital camera. The system controller 230 is configured by a CPU, an MPU, and the like, and controls operations of respective circuits described later. The system controller 230 communicates with the lens controller 108 in the imaging lens 100 via the electrical contact unit 107 via a communication bus line. Similarly to the system controller 230, the lens controller 108 is also configured by a CPU, MPU, and the like, and controls the operation of each circuit in the imaging lens 100.
システムコントローラ230とレンズコントローラ108間の通信では、フォーカスレンズ101の駆動命令や停止命令および駆動量や要求駆動速度や絞り102の駆動量、およびレンズ側の各種データの送信要求がシステムコントローラ230から送信される。レンズコントローラ108からは、フォーカスレンズ101や絞り102などが駆動中かどうかを示すステータス情報や、開放F値や焦点距離や設定可能な駆動速度などのレンズ側の各種パラメータが送信される。 In communication between the system controller 230 and the lens controller 108, a drive command, a stop command, a drive amount, a required drive speed, a drive amount of the aperture 102, and a transmission request for various data on the lens side are transmitted from the system controller 230. Is done. From the lens controller 108, status information indicating whether or not the focus lens 101 and the diaphragm 102 are being driven, and various parameters on the lens side such as an open F value, a focal length, and a settable driving speed are transmitted.
フォーカス制御の際、システムコントローラ230は、レンズコントローラ108に対して、レンズ駆動方向や駆動量および駆動速度についての指令を通信によって行う。レンズコントローラ108は、システムコントローラ230からのレンズ駆動命令を受信すると、レンズ駆動制御回路104を介して、フォーカスレンズ101を光軸方向に駆動してピント合わせを行うレンズ駆動機構103を制御する。レンズ駆動機構103は、ステッピングモータやDCモータを駆動源として有する。 At the time of focus control, the system controller 230 instructs the lens controller 108 about the lens driving direction, the driving amount, and the driving speed by communication. When the lens controller 108 receives a lens driving command from the system controller 230, the lens controller 108 controls the lens driving mechanism 103 that performs focusing by driving the focus lens 101 in the optical axis direction via the lens driving control circuit 104. The lens driving mechanism 103 has a stepping motor or a DC motor as a driving source.
レンズコントローラ108は、システムコントローラ230からの絞り駆動命令を受信すると、絞り駆動制御回路106を介して、絞り102を駆動する絞り駆動機構105を制御し、指令された値まで絞り102を駆動する。 When the lens controller 108 receives the aperture drive command from the system controller 230, the lens controller 108 controls the aperture drive mechanism 105 that drives the aperture 102 via the aperture drive control circuit 106, and drives the aperture 102 to the commanded value.
システムコントローラ230は、シャッタ制御回路215及び測光回路209にも接続されている。シャッタ制御回路215は、システムコントローラ230からの信号に応じて、フォーカルプレーンシャッタ210の先幕および後幕の走行駆動を制御する。また、システムコントローラ230は、レンズコントローラ108にレンズ駆動命令を送信してレンズ駆動制御回路104を介してレンズ駆動機構103を制御する。これにより、被写体像が撮像素子212上に結像される。 The system controller 230 is also connected to the shutter control circuit 215 and the photometry circuit 209. The shutter control circuit 215 controls the driving of the front and rear curtains of the focal plane shutter 210 in accordance with a signal from the system controller 230. Further, the system controller 230 transmits a lens driving command to the lens controller 108 to control the lens driving mechanism 103 via the lens driving control circuit 104. As a result, a subject image is formed on the image sensor 212.
また、システムコントローラ230は、設定されたAv値に基いて、レンズコントローラ108に絞り駆動命令を送信し、レンズコントローラ108は、絞り駆動制御回路106を介して絞り駆動機構105を制御する。さらに、システムコントローラ230は、設定されたTv値に基いてシャッタ制御回路215に制御信号を出力する。 Further, the system controller 230 transmits an aperture drive command to the lens controller 108 based on the set Av value, and the lens controller 108 controls the aperture drive mechanism 105 via the aperture drive control circuit 106. Further, the system controller 230 outputs a control signal to the shutter control circuit 215 based on the set Tv value.
フォーカルプレーンシャッタ210の先幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャッタ走行後、次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ機構214は、このバネチャージを制御する。また、ミラー駆動機構213によりクイックリターンミラー203のアップダウン駆動が行われる。 The drive source of the front curtain and rear curtain of the focal plane shutter 210 is constituted by a spring, and after the shutter travels, a spring charge is required for the next operation. The shutter charge mechanism 214 controls this spring charge. Further, the mirror drive mechanism 213 drives the quick return mirror 203 up and down.
また、システムコントローラ230には、カメラDSP227が接続されている。カメラDSP227は、DSP(デジタル信号プロセッサ)により構成される補正データサンプル回路及び補正回路である。カメラDSP227は、撮像素子212の制御、および該撮像素子212から入力された画像データの補正や加工などをシステムコントローラ230の指令に基づいて実行する。画像データの補正・加工の項目の中には、オートホワイトバランスも含まれている。 In addition, a camera DSP 227 is connected to the system controller 230. The camera DSP 227 is a correction data sample circuit and a correction circuit configured by a DSP (digital signal processor). The camera DSP 227 executes control of the image sensor 212 and correction and processing of image data input from the image sensor 212 based on commands from the system controller 230. Auto white balance is also included in the items of image data correction / processing.
オートホワイトバランスとは、撮影画像中の最大輝度部分を所定の色(白色)に補正する機能である。オートホワイトバランスについては、システムコントローラ230からの命令により補正量を変更することが可能である。 The auto white balance is a function for correcting the maximum luminance portion in the photographed image to a predetermined color (white). For auto white balance, the correction amount can be changed by a command from the system controller 230.
カメラDSP227には、タイミングジェネレータ219、セレクタ222を介してA/Dコンバータ217、ビデオメモリ221、ワークメモリ226がそれぞれ接続されている。 An A / D converter 217, a video memory 221 and a work memory 226 are connected to the camera DSP 227 via a timing generator 219 and a selector 222, respectively.
撮像素子212から出力される電気信号は、既知の相関二重サンプリング法等によりリセットノイズ等が除去され、また、所定の信号レベルまで出力を増幅するCDS/AGC回路216を介して画素毎に順にA/Dコンバータ217でデジタル信号に変換される。 The electrical signal output from the image pickup device 212 has reset noise or the like removed by a known correlated double sampling method or the like, and also sequentially for each pixel via a CDS / AGC circuit 216 that amplifies the output to a predetermined signal level. The digital signal is converted by the A / D converter 217.
ここで、撮像素子212は、全体の駆動タイミングを決定するタイミングジェネレータ219からの信号に基づき、画素毎の水平駆動及び垂直駆動を制御するドライバー218からの出力で駆動される。これにより、被写体像を光電変換し、画像信号を生成して出力する。 Here, the image sensor 212 is driven by an output from a driver 218 that controls horizontal driving and vertical driving for each pixel based on a signal from a timing generator 219 that determines the overall driving timing. Thus, the subject image is photoelectrically converted, and an image signal is generated and output.
撮像素子212から出力される画像信号をアナログ的に処理して所定の信号レベルに変換するCDS/AGC回路216、およびA/Dコンバータ217も、タイミングジェネレータ219からのタイミング信号に基づいて動作する。A/Dコンバータ217からの出力は、システムコントローラ230からの信号に基づいて信号を選択するセレクタ222を介してメモリコントローラ228に入力され、フレームメモリであるDRAM229に全て転送される。 The CDS / AGC circuit 216 that analogly processes the image signal output from the image sensor 212 and converts it to a predetermined signal level, and the A / D converter 217 also operate based on the timing signal from the timing generator 219. The output from the A / D converter 217 is input to the memory controller 228 via the selector 222 that selects a signal based on the signal from the system controller 230, and is all transferred to the DRAM 229 that is a frame memory.
撮影動作終了後、メモリコントローラ228の制御により、撮影データを記憶しているDRAM229の内容を、セレクタ222を介してカメラDSP227に転送する。カメラDSP227は、DRAM229に記憶されている各撮影データの各画素データを基に、RGBの各色信号を生成する。 After the shooting operation is completed, the contents of the DRAM 229 storing the shooting data are transferred to the camera DSP 227 via the selector 222 under the control of the memory controller 228. The camera DSP 227 generates each color signal of RGB based on each pixel data of each shooting data stored in the DRAM 229.
デジタルビデオカメラやコンパクトデジタルカメラでは、撮影前状態時に、カメラDSP227で生成された各色信号をビデオメモリ221に定期的(毎フレーム)に転送することで、モニター表示部220によりファインダ表示(ライブビュー)等を行っている。 In a digital video camera or a compact digital camera, each color signal generated by the camera DSP 227 is periodically (every frame) transferred to the video memory 221 in a pre-shooting state, so that the monitor display unit 220 displays a finder (live view). Etc.
一方、一眼レフ方式のデジタルカメラでは、通常、撮影前時点ではクイックリターンミラー203やフォーカルプレーンシャッタ210により撮像素子212は遮光されているため、ライブビュー表示は行えない。この点、クイックリターンミラー203をアップし、撮影光路より退避させてからフォーカルプレーンシャッタ210を開いた状態にすることで、ライブビュー動作が可能となる。また、ライブビュー時に撮像素子212からの画像信号をカメラDSP227もしくはシステムコントローラ230が処理することで、画像の鮮鋭度に対応するコントラスト評価値を得ることができる。そして、コントラスト評価値を用いてコントラスト方式のAFを行うことが可能である。 On the other hand, in a single-lens reflex digital camera, since the image pickup device 212 is usually shielded from light by the quick return mirror 203 and the focal plane shutter 210 before shooting, live view display cannot be performed. In this regard, the live view operation can be performed by raising the quick return mirror 203 and retracting it from the photographing optical path and then opening the focal plane shutter 210. Further, when the image signal from the image sensor 212 is processed by the camera DSP 227 or the system controller 230 during live view, a contrast evaluation value corresponding to the sharpness of the image can be obtained. Then, it is possible to perform contrast AF using the contrast evaluation value.
また、ライブビュー時においては、測光に関しても、測光センサ208に光束が届かないので、撮像素子212からの画像データの輝度情報を基に測光演算を行う撮像面AEが行われる。撮像面AEに必要な画面内の測光領域ごとの輝度平均値についても、カメラDSP227もしくはシステムコントローラ230が処理することで求められる。 Further, during live view, the light beam does not reach the photometric sensor 208 for photometry, and therefore the imaging surface AE that performs photometric calculation based on the luminance information of the image data from the image sensor 212 is performed. The average brightness value for each photometric area in the screen necessary for the imaging surface AE is also obtained by processing by the camera DSP 227 or the system controller 230.
撮影時には、システムコントローラ230からの制御信号によって、1フレーム分の各画素データをDRAM229から読み出し、カメラDSP227で画像処理を行ってから、一旦、ワークメモリ226に記憶する。そして、ワークメモリ226のデータを圧縮・伸張回路225で所定の圧縮フォーマットに基づいて圧縮し、その結果を外部の不揮発性メモリ(外部メモリ)224に記憶する。不揮発性メモリ224として、フラッシュメモリ、ハードディスク、磁気ディスク等などが例示できる。 At the time of shooting, each pixel data for one frame is read from the DRAM 229 according to a control signal from the system controller 230, subjected to image processing by the camera DSP 227, and temporarily stored in the work memory 226. Then, the data in the work memory 226 is compressed by the compression / decompression circuit 225 based on a predetermined compression format, and the result is stored in an external nonvolatile memory (external memory) 224. Examples of the nonvolatile memory 224 include a flash memory, a hard disk, and a magnetic disk.
システムコントローラ230と接続されている表示部231は、後述する各スイッチ類により設定又は選択されたカメラの動作状態を、液晶素子やLED(発光ダイオード)、有機EL等の表示素子により表示する。操作スイッチ232は、カメラ本体200の各種設定項目に対する操作入力を行う操作部材である。レリーズスイッチ(SW1)233は、測光・焦点検出エリアなどの撮影準備動作を開始させるためのスイッチである。レリーズスイッチ(SW2)234は、撮影動作(静止画像を取得するための電荷蓄積および電荷読み出し動作)を開始させるためのスイッチである。ライブビューモードスイッチ235は、ライブビュー表示の入切を制御するためのスイッチである。 The display unit 231 connected to the system controller 230 displays the operation state of the camera set or selected by each switch described later using a display element such as a liquid crystal element, LED (light emitting diode), or organic EL. The operation switch 232 is an operation member that performs operation input for various setting items of the camera body 200. The release switch (SW1) 233 is a switch for starting a photographing preparation operation such as a photometry / focus detection area. The release switch (SW2) 234 is a switch for starting a photographing operation (charge accumulation and charge read operation for acquiring a still image). The live view mode switch 235 is a switch for controlling on / off of the live view display.
システムコントローラ230は、被写体追尾回路236にも接続されている。被写体追尾回路236は、測光センサ208に含まれる各画素の出力に基づいて、着目する被写体の位置を追尾する回路である。被写体追尾回路236の動作の詳細は後述する。 The system controller 230 is also connected to the subject tracking circuit 236. The subject tracking circuit 236 is a circuit that tracks the position of the subject of interest based on the output of each pixel included in the photometric sensor 208. Details of the operation of the subject tracking circuit 236 will be described later.
一方、レンズユニットとしての撮像レンズ100において、レンズコントローラ108には、メモリ109が接続されている。メモリ109には、撮像レンズ100の焦点距離や開放絞り値等の性能情報、撮像レンズ100を識別するための固有の情報であるレンズID(識別)情報、フォーカス位置に応じたレンズ端からの距離情報が記憶されている。また、メモリ109は、システムコントローラ230から通信により受け取った情報を記憶する。 On the other hand, in the imaging lens 100 as a lens unit, a memory 109 is connected to the lens controller 108. The memory 109 stores performance information such as a focal length and an aperture value of the imaging lens 100, lens ID (identification) information that is unique information for identifying the imaging lens 100, and a distance from the lens end corresponding to the focus position. Information is stored. The memory 109 stores information received from the system controller 230 through communication.
なお、メモリ109に記憶された性能情報およびレンズID情報は、撮像レンズ100をカメラ本体200へ装着した際の初期通信により、レンズコントローラ108を介してシステムコントローラ230に送信される。システムコントローラ230は、受信した性能情報およびレンズID情報をEEPROM223に記憶する。 The performance information and lens ID information stored in the memory 109 are transmitted to the system controller 230 via the lens controller 108 by initial communication when the imaging lens 100 is attached to the camera body 200. The system controller 230 stores the received performance information and lens ID information in the EEPROM 223.
また、撮像レンズ100には、フォーカスレンズ101の位置情報を検出するためのレンズ位置情報検出回路110が設けられている。レンズ位置情報検出回路110で検出されたレンズ位置情報は、レンズコントローラ108に読み取られる。この複数のレンズ位置情報は、レンズ駆動機構103によるフォーカスレンズ101の駆動制御等に用いられたり、電気接点ユニット107を介してシステムコントローラ230にレンズ位置情報として送信されたりする。 Further, the imaging lens 100 is provided with a lens position information detection circuit 110 for detecting position information of the focus lens 101. The lens position information detected by the lens position information detection circuit 110 is read by the lens controller 108. The plurality of lens position information is used for driving control of the focus lens 101 by the lens driving mechanism 103, or transmitted as lens position information to the system controller 230 via the electrical contact unit 107.
レンズ位置情報検出回路110は、例えばレンズ駆動機構103を構成するモータの回転パルス数を検出するパルスエンコーダ等により構成される。レンズ位置情報検出回路110からの出力はレンズコントローラ108内の不図示のハードウェアカウンタでカウントされ、フォーカスレンズ101が駆動されるとそのレンズ位置情報はハード的にカウントされる。レンズコントローラ108がレンズ位置情報を読み取る際には、内部のハードウェアカウンタのレジスタにアクセスし、記憶されているカウンタ値を読み込む。 The lens position information detection circuit 110 includes, for example, a pulse encoder that detects the number of rotation pulses of a motor that constitutes the lens driving mechanism 103. The output from the lens position information detection circuit 110 is counted by a hardware counter (not shown) in the lens controller 108. When the focus lens 101 is driven, the lens position information is counted by hardware. When the lens controller 108 reads the lens position information, it accesses the internal hardware counter register and reads the stored counter value.
図2は、撮像画面内での焦点検出領域の配置例を示す模式図である。図2では、撮像画面250に複数(図では、A1〜A21の21個)の焦点検出領域251が配置されている。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of focus detection areas in the imaging screen. In FIG. 2, a plurality of (21 in the figure, A1 to A21) focus detection areas 251 are arranged on the imaging screen 250.
図3は、撮像画面内での測光領域の配置例を示す模式図である。図3では、撮像画面250に複数(図では、Bmn(m=0〜6の整数、n=0〜8の整数)の63個)の測光領域252が配置されている。ここで、mは行番号を、nは列番号をそれぞれ表している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the photometric areas in the imaging screen. In FIG. 3, a plurality (63 Bmn (63 integers where m = 0 to 6 and n = 0 to 8)) photometry areas 252 are arranged on the imaging screen 250. Here, m represents a row number, and n represents a column number.
図4は、焦点検出領域と測光領域との位置関係を示す模式図である。図4では、撮像画面250の中央を含むほぼ円形の第1の領域に、21個の焦点検出領域251と21個の測光領域252が互いに重なり合うように配置されている。また、第1の領域の周囲の第2の領域には、48個の測光領域252が配置されている。なお、焦点検出領域251と測光領域252とは完全に一致していなくても良く、少なくとも一部が重なっているだけでもよい。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the positional relationship between the focus detection area and the photometry area. In FIG. 4, 21 focus detection areas 251 and 21 photometry areas 252 are arranged so as to overlap each other in a substantially circular first area including the center of the imaging screen 250. In addition, 48 photometric areas 252 are arranged in the second area around the first area. Note that the focus detection area 251 and the photometry area 252 do not have to completely coincide with each other, and at least a part thereof may overlap.
ここで、測光センサ208内の画素構造は、前述した測光とともに焦点検出結果の補正に用いられる光源検知の必要性により、第1の領域に含まれる画素と第2の領域に含まれる画素とで異なる。 Here, the pixel structure in the photometric sensor 208 includes a pixel included in the first region and a pixel included in the second region due to the necessity of light source detection used for correcting the focus detection result together with the above-described photometry. Different.
次に、この画素構造の違いについて説明する。 Next, the difference in pixel structure will be described.
図5は、第1の領域に含まれる画素の縦断面構造を説明するための模式図である。図5において、p基板301は、p型の半導体基板である。cn領域302及び303は、p基板301との電気的な接続及び隣接する画素を分離するために形成されたp型領域である。cn領域302及び303からは電極が引き出されて、p基板301を接地することで電気的に画素分離が図られる。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a vertical cross-sectional structure of a pixel included in the first region. In FIG. 5, a p-substrate 301 is a p-type semiconductor substrate. The cn regions 302 and 303 are p-type regions formed for electrical connection with the p substrate 301 and for separating adjacent pixels. Electrodes are drawn from the cn regions 302 and 303, and the p substrate 301 is grounded to electrically separate the pixels.
nEpi304は、p基板301上に形成されたn型のエピタキシャル層である。p−well305は、nEpi304の内側に形成されたp型のwellである。n領域306は、p−well305の内側に形成されたn型領域である。Ir307は、nEpi304及びp−well305により構成される光電変換部のPN接合に流れる光電流である。Ir307に係る光電変換部は、赤領域乃至近赤外領域に分光感度ピークを有する。Iw308は、p−well305及びn領域306により構成される光電変換部のPN接合に流れる光電流である。Iw308に係る光電変換部は、可視光領域に分光感度ピークを有する。 nEpi 304 is an n-type epitaxial layer formed on the p substrate 301. The p-well 305 is a p-type well formed inside the nEpi 304. The n region 306 is an n-type region formed inside the p-well 305. Ir307 is a photocurrent flowing through the PN junction of the photoelectric conversion unit configured by nEpi304 and p-well305. The photoelectric conversion unit according to Ir307 has a spectral sensitivity peak in the red region to the near infrared region. Iw 308 is a photocurrent flowing through the PN junction of the photoelectric conversion unit configured by the p-well 305 and the n region 306. The photoelectric conversion unit according to Iw308 has a spectral sensitivity peak in the visible light region.
なお、図5に示す画素構造は一例であり、互いに異なる複数の分光感度特性を有する各光電変換部が、被写体像の入射方向において少なくとも一部が互いに異なる縦構造を有すればよい。 Note that the pixel structure shown in FIG. 5 is an example, and each photoelectric conversion unit having a plurality of mutually different spectral sensitivity characteristics may have a vertical structure that is at least partially different in the incident direction of the subject image.
図6は、第1の領域に含まれる画素の平面構造を説明するための模式図である。図6において、nEpi304とp−well305のPN接合にて発生した光電流Ir307は、ソースフォロワ増幅器トランジスタBのゲートキャパシタンスで積分されて光電荷として一時的に保存される。p−well305とn領域306のPN接合にて発生した光電流Iw308についても同様に一時的に保存される。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a planar structure of pixels included in the first region. In FIG. 6, the photocurrent Ir307 generated at the PN junction of nEpi304 and p-well 305 is integrated by the gate capacitance of the source follower amplifier transistor B and temporarily stored as photocharge. Similarly, the photocurrent Iw308 generated at the PN junction between the p-well 305 and the n region 306 is also temporarily stored.
積分された光電荷を電圧として順次読み出すために、画素の選択トランジスタSにより行単位で読み出し画素が選択され、選択された画素の光電荷は、選択トランジスタSにより列出力ラインに接続されることで、列出力ラインへ出力される。リセットトランジスタReは、リセット電位VnあるいはVp(Vn>Vp)に接続され、PN接合およびソースフォロワ増幅器トランジスタBにおけるキャパシタンスのリセットに用いられる。 In order to sequentially read out the integrated photocharge as a voltage, a read pixel is selected in units of rows by the pixel selection transistor S, and the photocharge of the selected pixel is connected to the column output line by the selection transistor S. To the column output line. The reset transistor Re is connected to the reset potential Vn or Vp (Vn> Vp), and is used for resetting the capacitance in the PN junction and the source follower amplifier transistor B.
図7は、第2の領域に含まれる画素の縦断面構造を説明するための模式図である。なお、図7においては、図5と同一構造の部分には同一符号を付している。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a vertical cross-sectional structure of pixels included in the second region. In FIG. 7, parts having the same structure as in FIG.
図7に示す画素構造は、図5に示す画素構造に対して、p−well305の内側にn領域306が形成されていない点が相違する。Iwr501は、nEpi304及びp−well305により構成される光電変換部のPN接合に流れる光電流である。光電流Iwr501は、図5のn領域306が形成されていないため、図5における光電流Ir307とIw308とを加算したものとなる。 The pixel structure shown in FIG. 7 is different from the pixel structure shown in FIG. 5 in that the n region 306 is not formed inside the p-well 305. Iwr 501 is a photocurrent that flows in the PN junction of the photoelectric conversion unit configured by nEpi 304 and p-well 305. Since the n region 306 in FIG. 5 is not formed, the photocurrent Iwr501 is obtained by adding the photocurrents Ir307 and Iw308 in FIG.
図8は、第2の領域に含まれる画素の平面構造を説明するための模式図である。図8において、nEpi304とp−well305のPN接合にて発生した光電流Iwr501は、ソースフォロワ増幅器トランジスタBのゲートキャパシタンスで積分されて光電荷として一時的に保存される。 FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a planar structure of pixels included in the second region. In FIG. 8, the photocurrent Iwr501 generated at the PN junction of nEpi304 and p-well 305 is integrated by the gate capacitance of the source follower amplifier transistor B and temporarily stored as photocharge.
積分された光電荷を電圧として順次読み出すために、画素の選択トランジスタSにより行単位で読み出し画素が選択され、選択された画素の光電荷は、選択トランジスタSにより列出力ラインに接続されることで、列出力ラインへ出力される。リセットトランジスタReは、リセット電位VnあるいはVpに接続され、PN接合およびソースフォロワ増幅器トランジスタBにおけるキャパシタンスのリセットに用いられる。 In order to sequentially read out the integrated photocharge as a voltage, a read pixel is selected in units of rows by the pixel selection transistor S, and the photocharge of the selected pixel is connected to the column output line by the selection transistor S. To the column output line. The reset transistor Re is connected to the reset potential Vn or Vp and is used for resetting the capacitance in the PN junction and the source follower amplifier transistor B.
次に、第1の領域に含まれる画素と第2の領域に含まれる画素の分光感度について説明する。 Next, the spectral sensitivity of the pixels included in the first area and the pixels included in the second area will be described.
測光センサ208内の画素は、前述した測光とともに焦点検出結果の補正に用いられる光源検知の必要性により、前記第1の領域に含まれる画素と、前記第2の領域に含まれる画素で異なる分光感度を持つ。 The pixels in the photometric sensor 208 are different from each other in the pixels included in the first region and the pixels included in the second region due to the necessity of light source detection used for correcting the focus detection result together with the above-described photometry. Has sensitivity.
図9は、第1の領域に含まれる画素、つまり縦構造を有する画素の分光感度特性を示すグラフ図である。図9において、符号701は、画素のp−well305とn領域306とのPN接合により構成されて光電流Iwを出力する第1の光電変換部の分光感度特性を示す。第1の光電変換部は、500nm付近の波長に対してピーク感度を有する。ここで、縦構造を有する画素の分光感度特性は、本発明の第1の感度特性の一例に相当する。 FIG. 9 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the pixels included in the first region, that is, the pixels having a vertical structure. In FIG. 9, reference numeral 701 indicates the spectral sensitivity characteristic of the first photoelectric conversion unit that is configured by a PN junction between the p-well 305 and the n region 306 of the pixel and outputs the photocurrent Iw. The first photoelectric conversion unit has a peak sensitivity with respect to a wavelength near 500 nm. Here, the spectral sensitivity characteristic of the pixel having the vertical structure corresponds to an example of the first sensitivity characteristic of the present invention.
また、符号702は、画素のnEpi304とp−well305のPN接合により構成されて光電流Irを出力する第2の光電変換部の分光感度特性を示す。第2の光電変換部は、750nm付近の波長に対してピーク感度を有する。 Reference numeral 702 denotes a spectral sensitivity characteristic of a second photoelectric conversion unit configured by a PN junction of the pixel nEpi 304 and the p-well 305 and outputting the photocurrent Ir. The second photoelectric conversion unit has a peak sensitivity with respect to a wavelength near 750 nm.
なお、第1の光電変換部および第2の光電変換部の分光感度分布のピーク感度は、それぞれ短波長側あるいは長波長側にずれていてもよい。 Note that the peak sensitivities of the spectral sensitivity distributions of the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit may be shifted to the short wavelength side or the long wavelength side, respectively.
図10は、第2の領域に含まれる画素、つまり前記縦構造を有さない画素の分光感度特性を示すグラフ図である。図10において、符号703は、分光感度のピーク感度が650nmである従来の測光センサの分光感度特性を示す。ここで、前記縦構造を有さない画素の分光感度特性は、本発明の第2の感度特性の一例に相当する。 FIG. 10 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the pixels included in the second region, that is, the pixels not having the vertical structure. In FIG. 10, reference numeral 703 indicates the spectral sensitivity characteristic of a conventional photometric sensor having a spectral sensitivity peak sensitivity of 650 nm. Here, the spectral sensitivity characteristic of the pixel not having the vertical structure corresponds to an example of the second sensitivity characteristic of the present invention.
図11は、視感度補正フィルタ及びIRカットフィルタの分光透過率特性を示すグラフ図である。 FIG. 11 is a graph showing the spectral transmittance characteristics of the visibility correction filter and the IR cut filter.
図11において、符号704は、視感度補正フィルタの分光透過率特性であり、視感度補正フィルタは、図示は省略するが、測光センサ208の前面に配置され、測光センサ208の分光感度特性を人間の目の比視感度特性に近づけるために使用される。また、符号705は、IRカットフィルタの分光透過率特性であり、IRカットフィルタは、図示は省略するが、位相差AFセンサ205の前面に配置され、余分な赤外線をカットするために使用される。 In FIG. 11, reference numeral 704 denotes a spectral transmittance characteristic of the visibility correction filter. Although not shown, the visibility correction filter is disposed in front of the photometric sensor 208, and the spectral sensitivity characteristic of the photometric sensor 208 is represented by a human. Used to approximate the eye's specific luminous sensitivity characteristics. Reference numeral 705 denotes a spectral transmittance characteristic of the IR cut filter. Although not shown, the IR cut filter is disposed on the front surface of the phase difference AF sensor 205 and used to cut excess infrared rays. .
図12は、測光センサ208に図11で説明した視感度補正フィルタあるいはIRカットフィルタを組み合わせた場合の分光感度特性を示すグラフ図である。 12 is a graph showing spectral sensitivity characteristics when the photometric sensor 208 is combined with the visibility correction filter or IR cut filter described in FIG.
図12において、符号706は、PN接合の縦構造を有しない画素で構成される第2の領域の画素における光電変換部の分光感度特性703に視感度補正フィルタの分光透過率特性704を組み合わせた場合の分光感度特性(以下、従来特性という。)を示す。第2の領域の画素における光電変換部の分光感度特性703は、視感度補正フィルタの分光透過率特性704により、比視感度と同様に555nm付近にピーク感度を有するように補正されている。 In FIG. 12, reference numeral 706 is a combination of the spectral transmittance characteristic 704 of the visibility correction filter and the spectral sensitivity characteristic 703 of the photoelectric conversion unit in the pixel in the second region constituted by pixels having no vertical structure of the PN junction. The spectral sensitivity characteristics (hereinafter referred to as conventional characteristics) are shown. The spectral sensitivity characteristic 703 of the photoelectric conversion unit in the pixel in the second region is corrected so as to have a peak sensitivity near 555 nm by the spectral transmittance characteristic 704 of the visibility correction filter.
符号707は、PN接合の縦構造を有する画素で構成される第1の領域の画素における第1の光電変換部の分光感度特性701にIRカットフィルタの分光透過率特性705を組み合わせた場合の分光感度特性を示す。この分光感度特性は、従来特性706に対して、青および赤成分の感度が相対的に増加している。 Reference numeral 707 denotes a spectrum obtained when a spectral sensitivity characteristic 701 of the IR cut filter is combined with the spectral sensitivity characteristic 701 of the first photoelectric conversion unit in the pixel in the first region composed of pixels having a vertical structure of a PN junction. Shows sensitivity characteristics. In this spectral sensitivity characteristic, the sensitivity of the blue and red components is relatively increased with respect to the conventional characteristic 706.
符号708は、第1の領域の画素における第2の光電変換部の分光感度特性にIRカットフィルタの分光透過率特性705を組み合わせた場合の分光感度特性を示す。この分光感度特性は、700nm付近にピーク感度を有する。 Reference numeral 708 indicates the spectral sensitivity characteristic when the spectral transmittance characteristic 705 of the IR cut filter is combined with the spectral sensitivity characteristic of the second photoelectric conversion unit in the pixel in the first region. This spectral sensitivity characteristic has a peak sensitivity around 700 nm.
次に、測光センサ208内のOB画素の配置例について説明する。 Next, an arrangement example of OB pixels in the photometric sensor 208 will be described.
図13は、測光センサ208のOB画素の配置例を説明するための模式図である。 FIG. 13 is a schematic diagram for explaining an arrangement example of OB pixels of the photometric sensor 208.
図13において、測光領域群801は、被写体光を受けて測光を行うために遮光されていない領域群である。測光領域群801には、図3で説明した測光領域B00乃至B68が含まれている。また、図13の破線に囲まれた測光領域802は、第1の領域に含まれている測光領域であり、焦点検出結果の補正に用いる光源検知を行うため、図2を用いて説明したPN接合の縦構造を有する有効画素で構成される。 In FIG. 13, a photometric area group 801 is an area group that is not shielded in order to perform photometry upon receiving subject light. The photometric area group 801 includes the photometric areas B00 to B68 described with reference to FIG. A photometric area 802 surrounded by a broken line in FIG. 13 is a photometric area included in the first area, and the PN described with reference to FIG. 2 is used to perform light source detection used for correcting the focus detection result. It is composed of effective pixels having a vertical structure of junction.
また、測光領域群801に内包された第1の領域の画素及び第2の領域の画素に対してそれぞれOBクランプを行うため、測光センサ208は、図5で説明した画素構造で被写体光の入射側を例えばアルミ層で遮光した縦構造遮光画素領域803を備える。さらに、測光センサ208は、図7で説明した画素構造で被写体光の入射側を同様に遮光した非縦構造遮光画素領域804を備える。 In addition, since OB clamping is performed on the pixels in the first area and the pixels in the second area included in the photometry area group 801, the photometry sensor 208 has the pixel structure described in FIG. For example, a vertical structure light-shielded pixel region 803 whose side is shielded by an aluminum layer is provided. Further, the photometric sensor 208 includes a non-vertical structure light-shielded pixel region 804 that similarly shields light from the incident light incident side in the pixel structure described with reference to FIG.
測光センサ208は、第1の領域にあり前記PN接合の縦構造を有する有効画素802の信号を出力する際、同じくPN接合の縦構造を有する縦構造遮光画素領域803の信号出力を用いて黒レベル補正を行う。一方、測光センサ208は、第2の領域にあり前記PN接合の縦構造を有しない有効画素の信号を出力する際、同じくPN接合の縦構造を有しない非縦構造遮光画素領域804の信号出力を用いて黒レベル補正を行う。 When the photometric sensor 208 outputs a signal of the effective pixel 802 having the vertical structure of the PN junction in the first region, the photometry sensor 208 uses the signal output of the vertical structure light-shielding pixel region 803 having the vertical structure of the PN junction to output black. Perform level correction. On the other hand, when the photometric sensor 208 outputs a signal of an effective pixel that is in the second region and does not have the vertical structure of the PN junction, the signal output of the non-vertical structure light-shielding pixel region 804 that also has no vertical structure of the PN junction. To correct the black level.
縦構造画素と非縦構造画素では受光感度が異なるため、遮光画素を用いた黒レベル補正を行う際、遮光画素も縦構造と非縦構造の双方を配置してそれぞれの黒レベルを検出する必要がある。このため、本実施形態の測光センサ208は、縦構造遮光画素領域803と非縦構造遮光画素領域804の双方を備える。 Since the light receiving sensitivity differs between vertical and non-vertical pixels, when performing black level correction using light-shielded pixels, it is necessary to detect both black and light structures by arranging both the vertical and non-vertical structures. There is. For this reason, the photometric sensor 208 of this embodiment includes both the vertical structure light-shielding pixel region 803 and the non-vertical structure light-shielding pixel region 804.
このような構成にすることで、受光感度別に適切なOBクランプを行うため、より正確な輝度信号を得られるようになる。 With such a configuration, it is possible to obtain a more accurate luminance signal because appropriate OB clamping is performed for each light receiving sensitivity.
次に、図14を参照して、本実施形態のデジタルカメラにおいて、光源検知を行い、焦点検出結果の補正を行う、焦点検出動作について説明する。図14での各処理は、デジタルカメラの所定の記憶領域に記憶されたプログラムがRAMにロードされて、システムコントローラ230のCPU等により実行される。 Next, with reference to FIG. 14, a focus detection operation for performing light source detection and correcting a focus detection result in the digital camera of the present embodiment will be described. Each process in FIG. 14 is executed by the CPU or the like of the system controller 230 by loading a program stored in a predetermined storage area of the digital camera into the RAM.
ステップS901では、システムコントローラ230は、レリーズスイッチ(SW1)233が押下されて、焦点検出の要求操作がなされているか判別し、レリーズスイッチ(SW1)233が押下されている場合は、ステップS902へ進む。 In step S901, the system controller 230 determines whether the release switch (SW1) 233 has been pressed to perform a focus detection request operation. If the release switch (SW1) 233 has been pressed, the process proceeds to step S902. .
ステップS902では、システムコントローラ230は、レンズコントローラ108との間で通信を行い、焦点検出と測光に必要となるレンズの焦点距離、開放絞り値、最小絞り地、色収差データ等の撮像レンズ100に関する情報を取得する。そして、システムコントローラ230は、取得した撮像レンズ100に関する情報を測光回路209へ出力し、ステップS903へ進む。 In step S902, the system controller 230 communicates with the lens controller 108, and information related to the imaging lens 100, such as the focal length of the lens, the maximum aperture value, the minimum aperture value, and chromatic aberration data necessary for focus detection and photometry. To get. Then, the system controller 230 outputs the acquired information regarding the imaging lens 100 to the photometric circuit 209, and the process proceeds to step S903.
ステップS903では、システムコントローラ230は、測光回路209が内蔵する不図示のタイマーをスタートさせ、ステップS904へ進む。 In step S903, the system controller 230 starts a timer (not shown) built in the photometry circuit 209, and proceeds to step S904.
ステップS904では、システムコントローラ230は、測光回路209により、図2の21個の焦点検出領域251のうち、システムコントローラ230あるいはユーザにより選択された焦点検出領域に対して焦点検出を行う。 In step S904, the system controller 230 performs focus detection on the focus detection area selected by the system controller 230 or the user among the 21 focus detection areas 251 in FIG.
そして、システムコントローラ230は、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ101のデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量からフォーカスレンズ101の駆動量を算出して、ステップS905へ進む。 Then, the system controller 230 calculates the defocus amount of the focus lens 101 based on the focus detection result, calculates the drive amount of the focus lens 101 from the calculated defocus amount, and proceeds to step S905.
ステップS905では、システムコントローラ230は、測光センサ208から可視光領域を含む測光出力である出力電圧VwrとVwを順次出力させて、測光回路209でA/D変換してデジタルデータに変換する。 In step S905, the system controller 230 sequentially outputs the output voltages Vwr and Vw, which are photometric outputs including the visible light region, from the photometric sensor 208, and A / D converts them into digital data by the photometric circuit 209.
そして、システムコントローラ230は、測光回路209でA/D変換されたデジタルデータは、内蔵する不図示のメモリに記憶し、ステップS906へ進む。ここで、出力電圧Vwrは、具体的には、図3の画素B00〜B12、B16〜B21、B27〜B31、B37〜B41、B47〜B52、B56〜B68の出力電圧である。また、出力電圧Vwは、図3の画素B13〜B15、B22〜B26、B32〜B36、B42〜B46、B53〜B55の出力電圧である。 The system controller 230 stores the digital data A / D converted by the photometry circuit 209 in a built-in memory (not shown), and the process proceeds to step S906. Here, the output voltage Vwr is specifically the output voltage of the pixels B00 to B12, B16 to B21, B27 to B31, B37 to B41, B47 to B52, and B56 to B68 in FIG. The output voltage Vw is an output voltage of the pixels B13 to B15, B22 to B26, B32 to B36, B42 to B46, and B53 to B55 in FIG.
ステップS906では、システムコントローラ230は、測光センサ208から近赤外領域の測光出力、つまり第2の光電変換部からの出力電圧Vrを順次出力させて、測光回路209でA/D変換してデジタルデータに変換する。 In step S906, the system controller 230 sequentially outputs a photometric output in the near-infrared region from the photometric sensor 208, that is, an output voltage Vr from the second photoelectric conversion unit, and A / D converts the digital voltage by the photometric circuit 209. Convert to data.
そして、システムコントローラ230は、測光回路209でA/D変換されたデジタルデータを内蔵する不図示のメモリに記憶し、ステップS907へ進む。ここで、出力電圧Vrは、具体的には、図3の画素B13〜B15、B22〜B26、B32〜B36、B42〜B46、B53〜B55の出力電圧である。 The system controller 230 stores the digital data A / D converted by the photometric circuit 209 in a built-in memory (not shown), and the process proceeds to step S907. Here, the output voltage Vr is specifically the output voltage of the pixels B13 to B15, B22 to B26, B32 to B36, B42 to B46, and B53 to B55 in FIG.
ステップS907では、システムコントローラ230は、ステップS605で取得した各出力電圧VwおよびVwrから各画素の測光演算を行い、各画素の露光量情報であるEV値を算出し、ステップS908へ進む。 In step S907, the system controller 230 performs photometric calculation of each pixel from each output voltage Vw and Vwr acquired in step S605, calculates an EV value that is exposure amount information of each pixel, and proceeds to step S908.
ステップS908では、システムコントローラ230は、各画素の可視光測光出力Vwデータ及び近赤外測光出力Vrデータの比(測色情報)に応じた露出補正値ΔEVを求める。露出補正値ΔEVは、被写体の色や被写体を照らす光源の色温度によって誤差が生じるVwデータの値を補正するための値である。 In step S908, the system controller 230 obtains an exposure correction value ΔEV corresponding to the ratio (colorimetric information) of the visible light photometric output Vw data and the near infrared photometric output Vr data of each pixel. The exposure correction value ΔEV is a value for correcting the value of Vw data in which an error occurs due to the color of the subject and the color temperature of the light source that illuminates the subject.
そして、システムコントローラ230は、ステップS907で算出した露光量情報EVに露出補正値ΔEVを加算することで、各画素の光源補正後EV値を算出する。また、システムコントローラ230は、全画素の光源補正後EV値に対して所定の重み付け演算を行い、その演算結果に応じて露出制御を行うためのシャッタ速度や絞り値を算出し、ステップS909へ進む。 Then, the system controller 230 calculates the EV value after light source correction of each pixel by adding the exposure correction value ΔEV to the exposure amount information EV calculated in step S907. Further, the system controller 230 performs a predetermined weighting operation on the EV values after light source correction of all the pixels, calculates a shutter speed and an aperture value for performing exposure control according to the calculation result, and proceeds to step S909. .
ステップS909では、システムコントローラ230は、各画素の可視光測光出力Vwデータ及び近赤外測光出力Vrデータの比(測色情報)に応じて、ステップS904で算出されたデフォーカス量を補正するためのフォーカス補正値ΔBPを算出する。 In step S909, the system controller 230 corrects the defocus amount calculated in step S904 according to the ratio (colorimetric information) of the visible light metering output Vw data and the near infrared metering output Vr data of each pixel. The focus correction value ΔBP is calculated.
本実施形態では、図13で説明したように、撮像画面の中央領域では焦点検出領域に対して測光領域(測光センサ208の画素)が1対1で対応している。このため、焦点検出領域に対応した測光センサ208の画素のVwデータとVrデータの比を用いて、フォーカス補正値ΔBPが算出される。具体的には、VwデータとVrデータの比と撮像レンズ100の色収差情報を用いて、フォーカス補正値ΔBPを算出される。 In the present embodiment, as described with reference to FIG. 13, the photometric area (pixels of the photometric sensor 208) has a one-to-one correspondence with the focus detection area in the central area of the imaging screen. Therefore, the focus correction value ΔBP is calculated using the ratio of the Vw data and the Vr data of the pixel of the photometric sensor 208 corresponding to the focus detection area. Specifically, the focus correction value ΔBP is calculated using the ratio between the Vw data and the Vr data and the chromatic aberration information of the imaging lens 100.
そして、システムコントローラ230は、ステップS904で算出されたデフォーカス量にフォーカス補正値ΔBPを加算して、フォーカスレンズ101の最終的な駆動量を算出し、ステップS910へ進む。 Then, the system controller 230 adds the focus correction value ΔBP to the defocus amount calculated in step S904, calculates the final drive amount of the focus lens 101, and proceeds to step S910.
ステップS910では、システムコントローラ230は、ステップS909で算出したフォーカスレンズ101の駆動量の情報をレンズコントローラ108へ送信し、フォーカスレンズ101を駆動させ、ステップS911へ進む。 In step S910, the system controller 230 transmits information on the driving amount of the focus lens 101 calculated in step S909 to the lens controller 108, drives the focus lens 101, and proceeds to step S911.
ステップS911では、システムコントローラ230は、レリーズスイッチ(SW2)234が押下されたかを判別し、押下されていれば、ステップS912へ進み、押下されていなければ、ステップS913に進む。 In step S911, the system controller 230 determines whether the release switch (SW2) 234 has been pressed. If it has been pressed, the process proceeds to step S912. If not, the process proceeds to step S913.
ステップS912では、システムコントローラ230は、ステップS908で算出したシャッタ速度や絞り値に基づいて露光制御を行い、撮影を実行して処理を終了する。 In step S912, the system controller 230 performs exposure control based on the shutter speed and aperture value calculated in step S908, executes shooting, and ends the process.
ステップS913では、システムコントローラ230は、所定時間が経過してタイムアウトしたか否かを判別し、タイムアウトしていれば、焦点検出及び測光動作を終了し、タイムアウトしていなければ、ステップS901に戻り、焦点検出及び測光動作を繰り返す。 In step S913, the system controller 230 determines whether or not a predetermined time has elapsed and timed out. If timed out, the focus detection and photometry operation are terminated. If not timed out, the process returns to step S901. Repeat focus detection and photometry.
次に、本実施形態のデジタルカメラにおいて、被写体追尾を行い、焦点検出領域の更新を行う被写体追尾動作について説明する。 Next, a subject tracking operation for performing subject tracking and updating the focus detection area in the digital camera of the present embodiment will be described.
システムコントローラ230の不図示のメモリに記憶されている可視光領域を含む測光出力電圧VwおよびVwrのデジタルデータは、被写体追尾回路236へ出力され、着目する被写体の追尾に用いられる。 Digital data of the photometric output voltages Vw and Vwr including a visible light region stored in a memory (not shown) of the system controller 230 is output to the subject tracking circuit 236 and used for tracking the subject of interest.
図15は、被写体追尾回路236による被写体追尾動作を説明するためのフローチャート図である。なお、図15での各処理は、デジタルカメラの所定の記憶領域に記憶されたプログラムがRAMにロードされて、システムコントローラ230のCPU等により実行される。 FIG. 15 is a flowchart for explaining the subject tracking operation by the subject tracking circuit 236. Each process in FIG. 15 is executed by a CPU or the like of the system controller 230 by loading a program stored in a predetermined storage area of the digital camera into the RAM.
ステップS1001では、システムコントローラ230は、レリーズスイッチ(SW1)233が押下されて、測光センサ208による測光動作が開始されたか否かを判別し、測光動作が開始された場合は、ステップS1002へ進む。 In step S1001, the system controller 230 determines whether or not the photometric operation by the photometric sensor 208 is started by pressing the release switch (SW1) 233. If the photometric operation is started, the process proceeds to step S1002.
ステップS1002では、システムコントローラ230は、被写体追尾回路236に内蔵された不図示のタイマーをスタートさせ、ステップS1003へ進む。 In step S1002, the system controller 230 starts a timer (not shown) built in the subject tracking circuit 236, and proceeds to step S1003.
ステップS1003では、システムコントローラ230は、被写体追尾回路236に内蔵された不図示の追尾カウンタを初期値n=1に設定し、ステップS1004へ進む。 In step S1003, the system controller 230 sets a tracking counter (not shown) built in the subject tracking circuit 236 to an initial value n = 1, and the process proceeds to step S1004.
ステップS1004では、システムコントローラ230は、測光回路209でA/D変換された出力電圧Vw及びVwrの各デジタルデータを取得し、ステップS1005へ進む。 In step S1004, the system controller 230 acquires the digital data of the output voltages Vw and Vwr A / D converted by the photometric circuit 209, and the process proceeds to step S1005.
ステップS1005では、システムコントローラ230は、被写体追尾回路236に内蔵された追尾カウンタの初期値nが1であるか否かを判定し、初期値nが1であれば、ステップS1006へ進み、初期値nが1でなければ、ステップS1007へ進む。 In step S1005, the system controller 230 determines whether or not the initial value n of the tracking counter built in the subject tracking circuit 236 is 1, and if the initial value n is 1, the process proceeds to step S1006. If n is not 1, the process proceeds to step S1007.
ステップS1006では、システムコントローラ230は、測光回路209の出力電圧Vw,Vwrのデジタルデータ(以下、入力情報という。)のうち、選択された焦点検出領域に対応したデジタルデータ及びその隣接デジタルデータ範囲を追尾枠として設定する。そして、システムコントローラ230は、追尾枠として設定したデジタルデータ(以下、追尾情報と称す。)を不図示のメモリに記憶し、ステップS1011へ進む。 In step S1006, the system controller 230 calculates digital data corresponding to the selected focus detection area and its adjacent digital data range from the digital data (hereinafter referred to as input information) of the output voltages Vw and Vwr of the photometry circuit 209. Set as tracking frame. Then, the system controller 230 stores digital data set as a tracking frame (hereinafter referred to as tracking information) in a memory (not shown), and proceeds to step S1011.
ステップS1007では、システムコントローラ230は、初期値がn≧2であるから、ステップS1006でメモリに記憶した追尾情報が直近のステップS1004で取得した入力情報でどこに移動しているかを公知の相関演算により移動ベクトルとして算出する。算出後、ステップS1008へ進む。 In step S1007, since the initial value is n ≧ 2, the system controller 230 determines where the tracking information stored in the memory in step S1006 is moving with the input information acquired in the latest step S1004 by a known correlation calculation. Calculated as a movement vector. After the calculation, the process proceeds to step S1008.
ステップS1008では、システムコントローラ230は、ステップS1007で算出した移動ベクトルの大きさが所定移動量を超えて追尾枠の更新が必要となるかを判別する。所定移動量は、図3で説明した測光領域B00乃至B68の各画素の上下左右の間隔に基づいて決められる量である。そして、システムコントローラ230は、追尾枠の更新が必要であれば、ステップS1009へ進み、追尾枠の更新が必要でなければ、ステップS1011へ進む。 In step S1008, the system controller 230 determines whether the size of the movement vector calculated in step S1007 exceeds a predetermined movement amount and the tracking frame needs to be updated. The predetermined movement amount is an amount determined based on the vertical and horizontal intervals of each pixel in the photometric areas B00 to B68 described with reference to FIG. The system controller 230 proceeds to step S1009 if the tracking frame needs to be updated, and proceeds to step S1011 if the tracking frame needs not be updated.
ステップS1009では、システムコントローラ230は、ステップS1007で算出した移動ベクトルに基づいて追尾枠の設定位置を更新し、ステップS1010へ進む。 In step S1009, the system controller 230 updates the tracking frame setting position based on the movement vector calculated in step S1007, and the process proceeds to step S1010.
ステップS1010では、システムコントローラ230は、ステップS1009での追尾枠の更新に伴い、焦点検出領域も同様に更新し、ステップS1011へ進む。なお、システムコントローラ230は、移動ベクトルの指向先に焦点検出領域が存在しない場合は、焦点検出領域の更新をバイパスして、ステップS1011へ進む。 In step S1010, the system controller 230 updates the focus detection area in the same manner as the tracking frame is updated in step S1009, and the process proceeds to step S1011. If the focus detection area does not exist at the movement vector pointing destination, the system controller 230 bypasses the update of the focus detection area and proceeds to step S1011.
ステップS1011では、システムコントローラ230は、レリーズスイッチ(SW2)234が押下されたか否かを判別する。そして、システムコントローラ230は、レリーズスイッチ(SW2)234が押下されていれば、図14のステップS912の撮像動作を行うため、被写体追尾動作を終了し、押下されていなければ、ステップS1012へ進む。 In step S1011, the system controller 230 determines whether or not the release switch (SW2) 234 has been pressed. If the release switch (SW2) 234 is pressed, the system controller 230 ends the subject tracking operation in order to perform the imaging operation in step S912 in FIG. 14, and proceeds to step S1012 if not pressed.
ステップS1012では、システムコントローラ230は、ステップS1002のタイマーのスタートから所定時間が経過してタイムアウトしたか否かを判別する。そして、システムコントローラ230は、タイムアウトしていれば、被写体追尾動作を終了し、タイムアウトしていなければ、ステップS1013に進む。 In step S1012, the system controller 230 determines whether a predetermined time has elapsed from the start of the timer in step S1002 and timed out. If the system controller 230 has timed out, the subject tracking operation ends. If not, the system controller 230 proceeds to step S1013.
ステップS1013では、システムコントローラ230は、被写体追尾回路236に内蔵された不図示の追尾カウンタの初期値nをn+1に設定して、ステップS1004に戻り、被写体追尾動作を繰り返す。 In step S1013, the system controller 230 sets an initial value n of a tracking counter (not shown) built in the subject tracking circuit 236 to n + 1, returns to step S1004, and repeats the subject tracking operation.
以上説明したように、本実施形態では、受光感度の異なる複数の画素が混在し、入射光量と出力が比例する測光センサ208を有するデジタルカメラにおいて、受光感度別に適切なOBクランプを行うため、より正確な輝度信号を得ることができる。また、正確な輝度信号を得られることから、上述した測光、光源検知、被写体追尾といった動作の精度を高めることができる。 As described above, in the present embodiment, in a digital camera having a photometric sensor 208 in which a plurality of pixels having different light receiving sensitivities are mixed and the amount of incident light is proportional to the output, appropriate OB clamping is performed for each light receiving sensitivity. An accurate luminance signal can be obtained. In addition, since an accurate luminance signal can be obtained, it is possible to improve the accuracy of operations such as photometry, light source detection, and subject tracking described above.
(第2の実施形態)
図16〜図19を参照して、本発明の撮像装置の第2の実施形態であるデジタルカメラについて説明する。
(Second Embodiment)
A digital camera which is a second embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
上記第1の実施形態では、測光センサ208の縦構造OB画素と非縦構造OB画素が縦方向及び横方向の全域に配置されていた。これに対し、本実施形態では、測光センサ208の縦構造遮光画素と非縦構造遮光画素の必要性に応じて、どちらかを選択的に配置することで、遮光画素領域ひいては測光センサ208の小型化を図る。なお、本実施形態は、上記第1の実施形態に対して測光センサ208の内部構成が相違するだけであるため、相違点についてのみ説明する。 In the first embodiment, the vertical structure OB pixel and the non-vertical structure OB pixel of the photometric sensor 208 are arranged in the entire area in the vertical direction and the horizontal direction. On the other hand, in the present embodiment, either one of the photometric sensor 208 and the non-vertical structured light-shielding pixel are selectively arranged according to the necessity of the light-shielding pixel region and thus the photometric sensor 208. Plan Note that this embodiment is different from the first embodiment only in the internal configuration of the photometric sensor 208, and only the differences will be described.
図16は、撮像画面内での焦点検出領域の配置例を示す模式図である。図16では、撮像画面1100に複数(図では、C1〜C21の21個)の焦点検出領域1101が配置されている。 FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of focus detection areas in the imaging screen. In FIG. 16, a plurality of (21 in the figure, C1 to C21) focus detection areas 1101 are arranged on the imaging screen 1100.
図17は、撮像画面内での測光領域の配置例を示す模式図である。撮像画面1100内には、Rフィルタが前面に装着された測光領域R00乃至R68、Gフィルタが前面に装着された測光領域Gr00乃至Gr68およびGb00乃至Gb68、Bフィルタが前面に装着された測光領域B00乃至B68がそれぞれ配置されている。 FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example of the arrangement of the photometric areas in the imaging screen. In the imaging screen 1100, photometric areas R00 to R68 with the R filter attached to the front surface, photometric areas Gr00 to Gr68 and Gb00 to Gb68 with the G filter attached to the front surface, and photometric area B00 with the B filter attached to the front surface. To B68 are arranged.
Gr00乃至Gr68及びB00乃至B68で構成される列(図中の斜線領域)は、上記第1の実施形態の図5及び図6で説明したPN接合の縦構造画素で構成された測光領域であることを表している。R00乃至R68及びGb00乃至Gb68で構成される列(図中の非斜線領域)は、上記第1の実施形態の図7及び図8で説明した非縦構造画素で構成された測光領域であることを表している。 A column (hatched area in the figure) composed of Gr00 to Gr68 and B00 to B68 is a photometric area composed of the PN junction vertical structure pixels described in FIGS. 5 and 6 of the first embodiment. Represents that. The columns (non-hatched areas in the figure) composed of R00 to R68 and Gb00 to Gb68 are photometric areas composed of the non-vertical structure pixels described in FIGS. 7 and 8 of the first embodiment. Represents.
図18は、焦点検出領域と測光領域との位置関係を示す模式図である。撮像画面1100の中央寄りに、21個の焦点検出領域1101と同じく21個の測光領域が互いに重なり合う(一致する)ように配置されている。図18では、Grフィルタが前面に配置された測光領域の一部(Gr13乃至Gr15、Gr22乃至Gr26、Gr32乃至Gr36、Gr42乃至Gr46、Gr53乃至Gr55の21個)の画素が焦点検出領域1101と互いに重なり合っている。なお、焦点検出領域と測光領域とは完全に一致していなくてもよく、少なくとも一部が重なっているだけでもよい。 FIG. 18 is a schematic diagram showing the positional relationship between the focus detection area and the photometry area. Near the center of the imaging screen 1100, 21 photometry areas are arranged so as to overlap (coincide with) each other, as well as the 21 focus detection areas 1101. In FIG. 18, pixels in a part of the photometry area (Gr13 to Gr15, Gr22 to Gr26, Gr32 to Gr36, Gr42 to Gr46, Gr53 to Gr55 21 pixels) in which the Gr filter is arranged in front are mutually connected to the focus detection area 1101. They are overlapping. Note that the focus detection area and the photometry area do not have to coincide completely, and at least a part of them may overlap.
次に、測光センサ208のOB画素の配置例について説明する。 Next, an arrangement example of the OB pixels of the photometric sensor 208 will be described.
図19は、測光センサ208のOB画素の配置例を説明するための模式図である。図中のR00乃至R68、Gr00乃至Gr68、Gb00乃至Gb68及びB00乃至B68で構成される領域は、被写体光を受けて測光を行うために遮光されていない測光領域群である。 FIG. 19 is a schematic diagram for explaining an arrangement example of OB pixels of the photometric sensor 208. In the figure, the region composed of R00 to R68, Gr00 to Gr68, Gb00 to Gb68, and B00 to B68 is a photometric region group that is not shielded in order to receive subject light and perform photometry.
図18で説明した通り、Gr00乃至Gr68及びB00乃至B68で構成される測光領域の列1205はPN接合の縦構造の有効画素で構成され、R00乃至R68で構成される測光領域の列1206は非縦構造の有効画素で構成されている。 As described with reference to FIG. 18, the photometric region column 1205 composed of Gr00 to Gr68 and B00 to B68 is composed of effective pixels having a vertical structure of PN junction, and the photometric region column 1206 composed of R00 to R68 is non-displayed. It is composed of vertical effective pixels.
右下がり斜線(破線)で示された領域1203はPN接合の縦構造画素で構成され、被写体光の入射側を例えばアルミ層で遮光された縦構造遮光画素領域である。右上がり斜線(破線)で示された領域1204は、PN接合の縦構造でない画素で構成され、被写体光の入射側を例えばアルミ層で遮光された非縦構造遮光画素領域である。 A region 1203 indicated by a diagonally downward slanting line (broken line) is a vertical structure light-shielded pixel region which is composed of PN-junction vertical structure pixels and whose object light incident side is shielded by an aluminum layer, for example. A region 1204 indicated by a diagonal line rising to the right (broken line) is a non-vertical structure light-shielded pixel region that is configured by pixels that are not PN-junction vertical structures and the incident light incident side is shielded by, for example, an aluminum layer.
縦構造遮光画素1203は、前記測光領域群のうちPN接合の縦構造画素の列1205の上側の端部と、前記測光領域群の左側に配置し、PN接合の縦構造の画素に対して列方向(縦方向)と行方向(横方向)のOBクランプを行える配置となっている。非縦構造画素1204は、前記測光領域群のうち縦構造でない画素の列1206の上側の端部と、前記測光領域群の左側に配置し、縦構造でない画素に対して列方向と行方向のOBクランプを行える配置となっている。 The vertical structure light-shielding pixels 1203 are arranged on the upper end of the column 1205 of PN junction vertical structure pixels in the photometry region group and on the left side of the photometry region group, and are arranged with respect to the PN junction vertical structure pixels. It is an arrangement that can perform OB clamping in the direction (vertical direction) and the row direction (lateral direction). The non-vertical structure pixel 1204 is disposed on the upper end of the column 1206 of pixels that are not vertical in the photometry area group and on the left side of the photometry area group, and is arranged in the column direction and the row direction with respect to the non-vertical structure pixel. The OB clamp can be arranged.
以上説明したように、本実施形態では、PN接合の縦構造画素の列1205の上側の端部に縦構造遮光画素1203を配置し、縦構造でない画素の列1206の上側の端部に非縦構造遮光画素1204を配置して、各遮光画素を行方向に交互に並設している。これにより、縦構造遮光画素1203及び非縦構造遮光画素1204の上側の破線で囲んだ領域1207だけ測光センサ208を小型化することができる。また、読み出す画素の数が減ることで、読み出し時間を短縮することも可能になる。その他の構成及び作用効果は、上記第1の実施形態と同様である。 As described above, in this embodiment, the vertical structure light-shielded pixel 1203 is arranged at the upper end of the column 1205 of PN junction vertical structure pixels, and the non-vertical is arranged at the upper end of the column 1206 of non-vertical pixels. The structural light-shielding pixels 1204 are arranged, and the light-shielding pixels are alternately arranged in the row direction. As a result, the photometric sensor 208 can be reduced in size only in the region 1207 surrounded by the broken lines above the vertical structure light-shielding pixels 1203 and the non-vertical structure light-shielding pixels 1204. Further, the readout time can be shortened by reducing the number of pixels to be read out. Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to what was illustrated by said each embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
例えば、上記第2の実施形態では、PN接合の縦構造画素の列1205の端部に縦構造遮光画素1203を配置し、縦構造でない画素の列1206の端部に非縦構造遮光画素1204を配置して、各遮光画素を行方向に交互に並設しているが、これに限定されない。例えば、PN接合の縦構造画素の行方向の端部に縦構造遮光画素1203を配置し、縦構造でない画素の行方向の端部に非縦構造遮光画素1204を配置して、各遮光画素を列方向に交互に並設してもよい。 For example, in the second embodiment, the vertical structure light-shielding pixel 1203 is arranged at the end of the column 1205 of PN junction vertical structure pixels, and the non-vertical structure light-shielded pixel 1204 is arranged at the end of the column 1206 of non-vertical pixels. However, the present invention is not limited to this. For example, the vertical structure light-shielding pixel 1203 is arranged at the end in the row direction of the vertical structure pixel of the PN junction, and the non-vertical structure light-shielding pixel 1204 is arranged at the end in the row direction of the non-vertical structure pixel. Alternatively, they may be arranged alternately in the column direction.
100 撮像レンズ
208 測光センサ
209 測光回路
200 カメラ本体
230 システムコントローラ
236 被写体追尾回路
100 Imaging Lens 208 Photometric Sensor 209 Photometric Circuit 200 Camera Body 230 System Controller 236 Subject Tracking Circuit
Claims (4)
前記測光センサは、前記第1の感度特性の複数の画素及び前記第2の感度特性の複数の画素についてそれぞれ有効画素の領域と遮光画素の領域とを有し、
前記第1の感度特性の遮光画素の信号出力に基づいて該第1の感度特性の有効画素の信号を補正し、前記第2の感度特性の遮光画素の信号出力に基づいて該第2の感度特性の有効画素の信号を補正する補正手段を備える
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising a photometric sensor having a plurality of pixels having a first sensitivity characteristic and a plurality of pixels having a second sensitivity characteristic different from the first sensitivity characteristic,
The photometric sensor has an effective pixel region and a light-shielded pixel region for each of the plurality of pixels having the first sensitivity characteristic and the plurality of pixels having the second sensitivity characteristic,
The signal of the effective pixel of the first sensitivity characteristic is corrected based on the signal output of the light-shielded pixel having the first sensitivity characteristic, and the second sensitivity is corrected based on the signal output of the light-shielded pixel having the second sensitivity characteristic. An image pickup apparatus comprising correction means for correcting a signal of a characteristic effective pixel.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The plurality of pixels having the first sensitivity characteristic are vertical structure pixels having a PN junction vertical structure in the thickness direction of the semiconductor substrate, and the plurality of pixels having the second sensitivity characteristic have the PN junction vertical structure. There are no non-vertical structure pixels,
The imaging apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 The light shielding pixel of the vertical structure is arranged at the end of the column or row of the effective pixels of the vertical structure of the PN junction, and the light shielding pixel of the non-vertical structure is arranged at the end of the column or row of the effective pixels of the non-vertical structure Then, the light shielding pixels of the vertical structure and the non-vertical structure are alternately arranged in the row direction or the column direction.
The imaging apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置。 The focus detection area and the photometry area of the imaging screen are arranged to overlap each other in the plurality of pixel areas having the first sensitivity characteristic, and the photometry of the imaging screen is arranged in the plurality of pixel areas having the second sensitivity characteristic. Area is placed,
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
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