JP2017102215A - 焦点検出装置および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】焦点検出装置は、第1および第2の瞳領域を通過した第1および第2光束を受光して第1および第2光電変換信号である第1色信号を生成する第1および第2光電変換部を有する複数の第1画素と、第1および第2光束を受光して第1および第2光電変換信号である第2色信号を生成する第1および第2光電変換部を有する複数の第2画素とが設けられた撮像素子と、複数の第1画素からの第1色信号と、複数の第2画素からの第2色信号とを比較する比較部と、比較部による比較結果に基づいて第1画素または第2画素から出力される第1および第2光電変換信号の像ズレ量に基づいて焦点検出を行う焦点検出部とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明の第2の態様によれば、撮像装置は、第1の態様の焦点検出装置と、焦点検出装置による焦点検出結果に基づいて撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、前記第1および第2光電変換信号を加算して画像信号を生成する画像生成部とを備える。
図1は実施の形態による撮像装置であるデジタルカメラ100の構成を説明する横断面図である。デジタルカメラ100は、カメラ本体200と撮影レンズ本体300とにより構成され、撮影レンズ本体300はマウント部(不図示)を介して装着される、いわゆるミラーレスカメラである。カメラ本体200には、マウント部を介して種々の撮影光学系を有する撮影レンズ本体300が装着可能である。上記のマウント部には電気接点201、202が設けられ、カメラ本体200と撮影レンズ本体300とが結合された時には、電気接点201および202を介して電気的な接続が確立される。
図3(a)は撮像素子8の一部の領域を模式的に示す平面図であり、図3(b)は撮像素子8に設けられた1つの撮像画素80の断面を模式的に示す図である。なお、図3においては、説明の都合上、x軸、y軸、z軸からなる座標系を図示の通りに設定する。この座標系においては、z軸を光軸Lに沿って設定する。撮像素子8では、複数の撮像画素80が行方向(x方向)と列方向(y方向)とに二次元状に設けられる。撮像画素80の各画素位置には、ベイヤー配列の規則に従って上述したカラーフィルタ(R:赤色フィルタ、G:緑色フィルタ、B:青色フィルタ)が配置される。図3(a)では、撮像画素80に配置されたカラーフィルタの色を、「R」、「G」または「B」と表記して模式的に表す。
(1)緑、赤、青の色信号ごとに第1撮像信号および第2撮像信号の出力レベルを判定する。
(2)高い出力レベルを有する第1撮像信号および第2撮像信号のうち、高コントラストを有する色信号に対応する第1撮像信号および第2撮像信号を選択する。
以下、手順(1)、(2)ごとに説明する。
撮像素子8の各撮像画素80から出力された第1撮像信号および第2撮像信号は、信号処理回路16に入力される。信号処理回路16は、入力した第1および第2撮像信号のうち、後述するようにユーザによって設定されたAFエリアを含み、AFエリアよりも広い範囲の所定の演算領域に含まれる撮像画素80から出力された第1撮像信号および第2撮像信号について緑、赤および青の色信号ごとに積算する。すなわち、信号処理回路16は、緑の色信号からなる第1および第2撮像信号を積算し、緑のカラーフィルタが設けられた撮像画素80の個数で積算値を除して平均値を算出する。同様に、信号処理回路16は、赤の色信号からなる第1および第2撮像信号を積算し、赤のカラーフィルタが設けられた撮像画素80の個数で積算値を除して平均値を算出する。青の色信号からなる第1および第2撮像信号についても、信号処理回路16は、青の色信号からなる第1および第2撮像信号を積算し、積算値を青のカラーフィルタが設けられた撮像画素80の個数で除して平均値を算出する。信号処理回路16は、算出した色信号ごとの第1撮像信号と第2撮像信号との平均値のそれぞれを所定の閾値と比較することにより第1撮像信号および第2撮像信号の出力レベルを判定し、閾値を超える平均値に対応する色信号、すなわち高い出力レベルを有する第1撮像信号および第2撮像信号である色信号を抽出する。なお、色信号ごとの第1撮像信号および第2撮像信号の平均値のうち閾値を超えるものが存在しない場合についての処理は、説明を後述する。また、上述した演算領域は、その大きさがユーザの手振れ等の影響を加味して予め決定されていることが好ましい。
信号処理回路16は、上記の処理により抽出された色信号からなる第1撮像信号および第2撮像信号、すなわち高い出力レベルを有する第1撮像信号および第2撮像信号に対してコントラストの高い色信号を選択する。信号処理回路16は、抽出された色信号からなる第1撮像信号および第2撮像信号についてコントラスト評価値を算出する。信号処理回路16は、算出したコントラスト評価値のうち最大値のコントラストに対応する色信号を選択し、選択色情報として演算処理制御部5へ出力する。すなわち、3色とも平均値が閾値を超えている場合には信号処理回路16は、3色全ての色信号のそれぞれに対応する第1撮像信号および第2撮像信号についてコントラスト評価値を算出し、最大値に対応する色信号を選択色信号とする。2色の平均値が閾値を超えている場合には、信号処理回路16は2色のそれぞれに対応する第1および第2撮像信号についてコントラスト評価値を算出し、それぞれのコントラスト評価値を比較して大きな値に対応する色信号を選択色信号とする。1色の平均値のみが閾値を超えている場合には、信号処理回路16は、コントラスト評価値を算出することなく、閾値を超えた平均値に対応する色信号を選択色信号とする。
図4を参照しながら、ユーザの操作に応じたAFエリアの設定について説明する。図4(a)は、AFエリアを設定する際にユーザにより観察される電子ビューファインダ9、図4(b)はユーザによる操作に応じて撮像素子8上に設定されたAFエリア501を示す。なお、図4(b)においては、図示の都合上、撮像素子8に設けられる複数の撮像画素80の一部を図示する。ユーザは、電子ビューファインダ9上にて所望する位置や大きさを、操作部11を操作して指定することにより、エリア500を設定する。演算処理制御部5は、ユーザによって電子ビューファインダ9上で指定されたエリア500と対応する撮像素子8上の位置をAFエリア501に設定する。
ユーザによるレリーズボタンの半押し操作に応じて操作部11から操作信号が出力されると、ステップS100において、演算処理制御部5は撮像素子制御回路6を介して撮像素子8に対して電荷蓄積を開始させてステップS101へ進む。ステップS101では、演算処理制御部5は撮像素子制御回路6を介して、撮像素子8に対して第1および第2撮像信号を出力させてステップS102へ進む。
(1)信号処理回路16は、青の色信号、赤の色信号および緑の色信号のそれぞれを比較し、第1焦点検出演算回路14は、信号処理回路16による比較結果に基づいて選択した選択色信号に関する一対の撮像信号の像ズレ量に基づいて焦点検出を行うようにした。したがって、全ての色信号に対応する撮像信号を用いて焦点検出演算を行う場合と比較して、演算に使用する撮像信号の数を少なくできるので処理負荷を低減して高速な焦点検出を実現することが可能となる。さらに、撮影状況(たとえば青空や、夕焼け等)に応じて選択した色信号からなる撮像信号を焦点検出演算に用いるので、焦点検出精度を向上させることができる。
(1)ユーザによってAFモードとしてAF−Cを設定するものに代えて、画像処理回路13により画像データ上で移動被写体が検出された場合にAF−Cに自動的に設定するものも本発明の一態様に含まれる。
(2)位相差式およびコントラスト式のハイブリッド方式にて焦点検出/調節が可能に構成されるものに限定されず、位相差式によって焦点検出/調節を行うものについても本発明の一態様に含まれる。
14…第1焦点検出演算回路、16…信号処理回路、17…第2焦点検出演算回路、
80…撮像画素、82…第1受光部、83…第2受光部、100…デジタルカメラ
Claims (8)
- 第1および第2の瞳領域を通過した第1および第2光束を受光して第1および第2光電変換信号である第1色信号を生成する第1および第2光電変換部を有する複数の第1画素と、前記第1および第2光束を受光して第1および第2光電変換信号である第2色信号を生成する第1および第2光電変換部を有する複数の第2画素とが設けられた撮像素子と、
前記複数の第1画素からの前記第1色信号と、前記複数の第2画素からの前記第2色信号とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて前記第1画素または前記第2画素から出力される前記第1および第2光電変換信号の像ズレ量に基づいて焦点検出を行う焦点検出部とを備える焦点検出装置。 - 請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記比較部は、前記第1色信号と前記第2色信号とについてコントラストを比較し、
前記焦点検出部は、前記比較部によって前記コントラストが最大とされた色信号の前記第1および第2光電変換信号の像ズレ量に基づいて焦点検出を行う焦点検出装置。 - 請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記比較部は、前記第1色信号と前記第2色信号とのそれぞれについて出力レベルを比較し、
前記焦点検出部は、前記比較部によって前記出力レベルが高いとされた色信号の前記第1および第2光電変換信号の像ズレ量に基づいて焦点検出を行う焦点検出装置。 - 請求項2に記載の焦点検出装置において、
前記比較部は、前記第1色信号と前記第2色信号とのそれぞれを積算し、積算した出力値が閾値を超える前記色信号について前記コントラストを比較し、
前記焦点検出部は、前記比較部によって前記コントラストが最大とされた前記色信号の前記第1および第2光電変換信号の像ズレ量に基づいて焦点検出を行う焦点検出装置。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出部は、前記撮像素子上に焦点検出領域を有し、
前記比較部は、前記焦点検出領域を含みかつ前記焦点検出領域よりも広範囲の領域に含まれる前記第1画素からの前記第1色信号および前記第2画素からの前記第2色信号を比較する焦点検出装置。 - 請求項5に記載の焦点検出装置において、
前記広範囲の領域に含まれる前記第1画素および前記第2画素からの光電変換信号に基づいて、コントラスト評価値を算出するコントラスト式焦点検出部をさらに備える焦点検出装置。 - 請求項6に記載の焦点検出装置において、
前記比較部はハードウェアによって構成される焦点検出装置。 - 請求項1乃至7の何れか一項に記載の焦点検出装置と、
前記焦点検出装置による焦点検出結果に基づいて撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、
前記第1および第2光電変換信号を加算して画像信号を生成する画像生成部とを備える撮像装置。
Priority Applications (1)
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JP2015234191A JP2017102215A (ja) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 焦点検出装置および撮像装置 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2015234191A Pending JP2017102215A (ja) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 焦点検出装置および撮像装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2017102215A (ja) |
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2015
- 2015-11-30 JP JP2015234191A patent/JP2017102215A/ja active Pending
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