JP2021131513A - Controller, imaging device, control method, and program - Google Patents

Abstract

To provide a controller which can detect a focus quickly with high accuracy.SOLUTION: Provided is a controller (121) for detecting a focus on the basis of a pixel signal obtained by photoelectrically converting the light passing through mutually different pupil areas of an imaging optical system. The controller comprises: an exposure control unit (121a) for exercising exposure control on the basis of an exposure control value that includes an exposure time, imaging sensitivity and aperture value: and an exposure condition acquisition unit (121b) for acquiring an exposure condition for focus detection on the basis of information based on a base line length. The exposure condition is an exposure condition that constitute a first exposure target value in information based on a first base line length and an exposure condition that constitutes a second exposure target value different from the first exposure target value in information based on a second base line length, and the exposure control unit exercises exposure control so that th exposure condition is established.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device.

撮像装置の自動焦点検出（ＡＦ）方式として、位相差焦点検出方式（位相差ＡＦ）が知られている。位相差ＡＦは、デジタルスチルカメラで多く用いられるＡＦであり、撮像素子が焦点検出用センサとして用いられるものが存在する。特許文献１には、一部の画素を瞳分割方式の焦点検出を行うための焦点検出用画素とした撮像素子が開示されている。このような焦点検出方法の場合、瞳分離されている一対の焦点検出画素の基線長は焦点検出精度に影響を及ぼす。 A phase difference focus detection method (phase difference AF) is known as an automatic focus detection (AF) method for an image pickup apparatus. The phase-difference AF is an AF that is often used in digital still cameras, and there are some that use an image sensor as a focus detection sensor. Patent Document 1 discloses an image pickup device in which some pixels are used as focus detection pixels for performing pupil division type focus detection. In the case of such a focus detection method, the baseline length of the pair of focus detection pixels separated by pupil affects the focus detection accuracy.

また一般的に、焦点検出を実施する際には、適正露出になる露出条件（露出狙い値）に設定する必要がある。したがって、焦点検出に適さない露出になっている場合、測光手段により露出が適正となる露出条件に設定して焦点検出を行う。特許文献２には、レリーズボタンが半押しされて焦点検出を実施する際に、素早く焦点検出に移行できるように、半押し直前の焦点検出結果の信頼性に応じて、測光の有無や露出条件の設定変更を行う撮像装置が開示されている。 Further, in general, when performing focus detection, it is necessary to set an exposure condition (exposure target value) at which an appropriate exposure is obtained. Therefore, when the exposure is not suitable for focus detection, the focus is detected by setting the exposure condition to be appropriate by the photometric means. In Patent Document 2, when the release button is half-pressed to perform focus detection, the presence / absence of light measurement and exposure conditions are described according to the reliability of the focus detection result immediately before the half-press so that the focus detection can be quickly performed. An imaging device for changing the setting of is disclosed.

特開２００８−５２００９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-52009 特開２０１３−２５１３２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-25132

位相差ＡＦの焦点検出精度は、結像光学系の絞り径（Ｆ値）により決まる基線長、被写体のコントラスト、または、露出設定によって取得される信号量などの種々の要因によって決まる。基線長は、結像光学系の絞り径（Ｆ値）に応じて変化する。一般的には、Ｆ値が大きくなるほど、基線長が小さくなるため焦点検出精度が低下する。しかしながら、従来技術では、測光の有無や露出狙い値に、位相差ＡＦの焦点検出精度に影響を及ぼす基線長を考慮しておらず、測光により一定の信号量を取得することに重きを置いている。このため、基線長を考慮していれば焦点検出可能な状況である場合でも、素早く高精度な焦点検出ができない可能性がある。 The focus detection accuracy of phase-difference AF is determined by various factors such as the baseline length determined by the aperture diameter (F value) of the imaging optical system, the contrast of the subject, and the amount of signal acquired by the exposure setting. The baseline length changes according to the aperture diameter (F value) of the imaging optical system. Generally, as the F value increases, the baseline length decreases, so that the focus detection accuracy decreases. However, in the prior art, the presence / absence of metering and the exposure target value do not consider the baseline length that affects the focus detection accuracy of the phase difference AF, and the emphasis is on acquiring a constant signal amount by metering. There is. Therefore, if the baseline length is taken into consideration, even if the focus can be detected, there is a possibility that the focus cannot be detected quickly and accurately.

そこで本発明は、素早く高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device, an image pickup device, a control method, and a program capable of quick and highly accurate focus detection.

本発明の一側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御装置であって、露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う露出制御部と、基線長に基づく情報に基づいて、前記焦点検出のための露出条件を取得する露出条件取得部とを有し、前記露出条件は、第１の基線長に基づく情報では第１の露出狙い値となる露出条件であり、第２の基線長に基づく情報では前記第１の露出狙い値とは異なる第２の露出狙い値となる露出条件であり、前記露出制御部は、前記露出条件となるように前記露出制御を行う。 The control device as one aspect of the present invention is a control device that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system, and is an exposure time and imaging sensitivity. , And an exposure control unit that performs exposure control based on the exposure control value including the aperture value, and an exposure condition acquisition unit that acquires the exposure condition for the focus detection based on the information based on the baseline length. The exposure condition is an exposure condition that is the first exposure target value in the information based on the first baseline length, and is different from the first exposure target value in the information based on the second baseline length. It is an exposure condition that is an exposure target value, and the exposure control unit performs the exposure control so as to be the exposure condition.

本発明の他の側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御装置であって、露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う露出制御部と、前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、前記焦点調節部による前記焦点調節の際に、少なくとも現在の輝度情報と基線長に基づく情報とに基づいて、前記露出制御の実施要否を判定する露出変更判定部とを有し、前記露出変更判定部は、第１の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件を、第２の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件とは異なる第２の露出判定条件を有し、前記露出制御部は、前記露出変更判定部が前記露出制御を実施すると判定した場合、前記露出制御を行う。 The control device as another aspect of the present invention is a control device that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system, and is an exposure time and imaging. At least at the time of the exposure control unit that controls the exposure based on the sensitivity and the exposure control value including the aperture value, the focus adjustment unit that adjusts the focus of the imaging optical system, and the focus adjustment by the focus adjustment unit. It has an exposure change determination unit that determines whether or not the exposure control needs to be performed based on the current brightness information and information based on the baseline length, and the exposure change determination unit is based on the information based on the first baseline length. The first exposure determination condition has a second exposure determination condition that is different from the first exposure determination condition in the information based on the second baseline length, and the exposure control unit has the exposure change determination unit. When it is determined that the control is to be performed, the exposure control is performed.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the present invention will be described in the following embodiments.

本発明によれば、素早く高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device, an image pickup device, a control method, and a program capable of quick and highly accurate focus detection.

各実施形態における撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the image pickup apparatus in each embodiment. 各実施形態における画素配列を示す図である。It is a figure which shows the pixel array in each embodiment. 各実施形態における画素構造を示す図である。It is a figure which shows the pixel structure in each embodiment. 各実施形態における撮像素子および瞳分割機能の説明図である。It is explanatory drawing of the image sensor and pupil division function in each embodiment. 各実施形態における撮像素子および瞳分割機能の説明図である。It is explanatory drawing of the image sensor and pupil division function in each embodiment. 各実施形態におけるデフォーカス量と像ずれ量と関係図である。It is a relationship diagram with the defocus amount and the image shift amount in each embodiment. 第１の実施形態における焦点調節処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the focus adjustment processing in 1st Embodiment. 第１の実施形態における露出狙い値を示す図である。It is a figure which shows the exposure aim value in 1st Embodiment. 第２の実施形態における焦点調節処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the focus adjustment process in 2nd Embodiment. 第３の実施形態におけるタイミングチャートである。It is a timing chart in 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

なお、各実施形態は発明の理解と説明を容易にするため、具体的かつ特定の構成を有するが、本発明はそのような特定の構成に限定されない。例えば、以下では本発明をレンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルカメラに適用した実施形態について説明するが、本発明はレンズ交換できないタイプのデジタルカメラや、ビデオカメラに対しても適用可能である。また、カメラを備えた任意の電子機器、例えば携帯電話機、パーソナルコンピュータ（ラップトップ、タブレット、デスクトップ型など）、ゲーム機などで実施することもできる。 Each embodiment has a specific and specific configuration in order to facilitate understanding and explanation of the invention, but the present invention is not limited to such a specific configuration. For example, although the embodiment in which the present invention is applied to a single-lens reflex type digital camera having an interchangeable lens will be described below, the present invention can also be applied to a digital camera of a non-interchangeable lens type and a video camera. It can also be carried out on any electronic device equipped with a camera, such as a mobile phone, a personal computer (laptop, tablet, desktop type, etc.), a game machine, or the like.

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における撮像装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態における撮像装置１００のブロック図である。撮像装置１００は、カメラ本体とカメラ本体に着脱可能な交換レンズ（撮像光学系または結像光学系）とを備えたデジタルカメラシステムである。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズとが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。 (First Embodiment)
First, the schematic configuration of the image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment. The image pickup apparatus 100 is a digital camera system including a camera body and an interchangeable lens (imaging optical system or imaging optical system) that can be attached to and detached from the camera body. However, the present embodiment is not limited to this, and can be applied to an imaging device in which a camera body and a lens are integrally configured.

第１レンズ群１０１は、撮影レンズ（撮像光学系）を構成する複数のレンズ群のうち最も前方（被写体側）に配置されており、光軸ＯＡの方向（光軸方向）に進退可能な状態でレンズ鏡筒に保持される。絞り兼用シャッタ（絞り）１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うとともに、静止画撮影時には露光時間調節用シャッタとして機能する。第２レンズ群１０３は、絞り兼用シャッタ１０２と一体的に光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作と連動して変倍動作を行うズーム機能を有する。第３レンズ群１０５は、光軸方向に進退することにより焦点調節（フォーカス動作）を行うフォーカスレンズ群である。光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。 The first lens group 101 is arranged in the frontmost position (subject side) of the plurality of lens groups constituting the photographing lens (imaging optical system), and can move forward and backward in the direction of the optical axis OA (optical axis direction). It is held in the lens barrel. The diaphragm combined shutter (aperture) 102 adjusts the amount of light at the time of shooting by adjusting the aperture diameter thereof, and also functions as a shutter for adjusting the exposure time at the time of shooting a still image. The second lens group 103 has a zoom function that advances and retreats in the optical axis direction integrally with the shutter 102 that also serves as an aperture, and performs a variable magnification operation in conjunction with the advance and retreat operation of the first lens group 101. The third lens group 105 is a focus lens group that adjusts the focus (focus operation) by moving forward and backward in the optical axis direction. The optical low-pass filter 106 is an optical element for reducing false color and moire of a captured image.

撮像素子１０７は、撮像光学系を介して被写体像（光学像）の光電変換を行い、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどの二次元フォトセンサ、および、その周辺回路により構成され、撮像光学系の結像面に配置される。撮像素子１０７としては、例えば、横方向にｍ個の画素、縦方向にｎ個の画素を有する受光ピクセル上にベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタをオンチップで形成した２次元単板カラーセンサが用いられる。 The image pickup device 107 performs photoelectric conversion of a subject image (optical image) via an image pickup optical system, and is composed of a two-dimensional photo sensor such as a CMOS sensor or a CCD sensor and peripheral circuits thereof, and forms an image of the image pickup optical system. Placed on the surface. As the image pickup element 107, for example, a two-dimensional single plate color sensor in which a Bayer-arranged primary color mosaic filter is formed on-chip on a light receiving pixel having m pixels in the horizontal direction and n pixels in the vertical direction is used. Be done.

ズームアクチュエータ１１１は、不図示のカム筒を回動（駆動）することで第１レンズ群１０１ないし第２レンズ群１０３を光軸方向に沿って移動させることにより、変倍動作を行う。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して光量（撮影光量）を調節するとともに、静止画撮影時の露光時間を制御する。フォーカスアクチュエータ１１４は、第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。 The zoom actuator 111 performs a scaling operation by rotating (driving) a cam cylinder (not shown) to move the first lens group 101 to the second lens group 103 along the optical axis direction. The aperture shutter actuator 112 controls the aperture diameter of the aperture and shutter 102 to adjust the amount of light (captured light amount) and also controls the exposure time during still image photographing. The focus actuator 114 adjusts the focus by moving the third lens group 105 in the optical axis direction.

電子フラッシュ１１５は、被写体を照明するために用いられる照明装置である。電子フラッシュ１１５としては、キセノン管を備えた閃光照明装置または連続発光するＬＥＤ（発光ダイオード）を備えた照明装置が用いられる。ＡＦ補助光手段１１６は、所定の開口パターンを有するマスクの像を、投光レンズを介して、被写体に投影する。これにより、暗い被写体や低コントラストの被写体に対する焦点検出能力を向上させることができる。 The electronic flash 115 is a lighting device used to illuminate a subject. As the electronic flash 115, a flash illumination device provided with a xenon tube or an illumination device provided with an LED (light emitting diode) that continuously emits light is used. The AF auxiliary light means 116 projects an image of a mask having a predetermined aperture pattern onto a subject via a light projecting lens. As a result, the focus detection ability for a dark subject or a low-contrast subject can be improved.

ＣＰＵ１２１は、撮像装置１００の種々の制御を司る制御装置（制御手段）である。ＣＰＵ１２１は、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、および、通信インターフェイス回路などを有する。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムを読み出して実行することにより、撮像装置１００の各種回路を駆動し、焦点検出（ＡＦ）、撮影、画像処理、または、記録などの一連の動作を制御する。なお、通信インターフェイス回路は、ＵＳＢや有線ＬＡＮなどのケーブルを用いた通信のみならず、無線ＬＡＮなどの無線技術を用いた通信を行うことが可能である。 The CPU 121 is a control device (control means) that controls various controls of the image pickup device 100. The CPU 121 includes a calculation unit, a ROM, a RAM, an A / D converter, a D / A converter, a communication interface circuit, and the like. The CPU 121 drives various circuits of the image pickup apparatus 100 by reading and executing a predetermined program stored in the ROM, and controls a series of operations such as focus detection (AF), shooting, image processing, and recording. do. The communication interface circuit can perform not only communication using a cable such as USB or a wired LAN but also communication using a wireless technology such as a wireless LAN.

ＣＰＵ１２１は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御装置である。ＣＰＵ１２１は、露出制御部１２１ａ、露出条件取得部１２１ｂ、焦点調節部１２１ｃ、および、露出変更判定部１２１ｄを有する。露出制御部１２１ａは、露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う。露出条件取得部１２１ｂは、基線長に基づく情報に基づいて、焦点検出のための露出条件を取得する。焦点調節部１２１ｃは、フォーカス駆動回路１２６を制御して撮像光学系の焦点調節（フォーカス制御）を行う。 The CPU 121 is a control device that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system. The CPU 121 includes an exposure control unit 121a, an exposure condition acquisition unit 121b, a focus adjustment unit 121c, and an exposure change determination unit 121d. The exposure control unit 121a controls the exposure based on the exposure control value including the exposure time, the imaging sensitivity, and the aperture value. The exposure condition acquisition unit 121b acquires the exposure condition for focus detection based on the information based on the baseline length. The focus adjustment unit 121c controls the focus drive circuit 126 to perform focus adjustment (focus control) of the imaging optical system.

ＣＰＵ１２１は、その内部メモリにおいて、デフォーカス量の算出に必要となる補正値Ｋｇａｉｎを算出するための係数（補正値算出係数）を記憶している。補正値算出係数は、例えば、第３レンズ群１０５の位置に対応するフォーカス状態、第１レンズ群１０１ないし第２レンズ群１０３の位置に対応するズーム状態、撮像光学系のＦ値、撮像素子の設定瞳距離、画素サイズごとに複数用意されている。焦点調節を行う際に、ＣＰＵ１２１は、撮像光学系の焦点調節状態（フォーカス状態、ズーム状態）と絞り値（Ｆ値）、撮像素子の設定瞳距離、および、画素サイズの組み合わせに応じて最適な補正値算出係数を選択する。そしてＣＰＵ１２１は、選択された補正値算出係数と撮像素子の像高とに基づいて補正値を算出する。 The CPU 121 stores a coefficient (correction value calculation coefficient) for calculating the correction value Kgain required for calculating the defocus amount in its internal memory. The correction value calculation coefficient is, for example, a focus state corresponding to the position of the third lens group 105, a zoom state corresponding to the position of the first lens group 101 to the second lens group 103, an F value of the image pickup optical system, and an image sensor. Multiple lenses are prepared for each set pupil distance and pixel size. When adjusting the focus, the CPU 121 is optimal according to the combination of the focus adjustment state (focus state, zoom state) and aperture value (F value) of the imaging optical system, the set pupil distance of the imaging element, and the pixel size. Select the correction value calculation coefficient. Then, the CPU 121 calculates the correction value based on the selected correction value calculation coefficient and the image height of the image sensor.

なお本実施形態において、補正値算出係数は、ＣＰＵ１２１の内部メモリに記憶されているが、これに限定されるものではない。ＣＰＵ１２１の外部に設けられたメモリに補正値算出係数を記憶してもよい。また、交換レンズ式の撮像装置において、撮像光学系を有する交換レンズが不揮発性メモリを有し、そのメモリに補正値算出係数を記憶させてもよい。この場合、撮像光学系の焦点調節状態に応じて、補正値算出係数を撮像装置に送信すればよい。 In the present embodiment, the correction value calculation coefficient is stored in the internal memory of the CPU 121, but is not limited to this. The correction value calculation coefficient may be stored in a memory provided outside the CPU 121. Further, in the interchangeable lens type imaging device, the interchangeable lens having the imaging optical system may have a non-volatile memory, and the correction value calculation coefficient may be stored in the memory. In this case, the correction value calculation coefficient may be transmitted to the image pickup apparatus according to the focus adjustment state of the image pickup optical system.

電子フラッシュ制御回路１２２は、撮影動作に同期して電子フラッシュ１１５の点灯制御を行う。補助光駆動回路１２３は、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光手段１１６の点灯制御を行う。撮像素子駆動回路１２４は、撮像素子１０７の垂直および水平走査などの撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。なお、Ａ/Ｄ変換回路は、撮像素子１０７内に設けるようにしてもよい。画像処理回路１２５は、撮像素子１０７から出力された画像データのγ（ガンマ）変換、カラー補間、または、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）圧縮などの処理を行う。 The electronic flash control circuit 122 controls the lighting of the electronic flash 115 in synchronization with the shooting operation. The auxiliary light drive circuit 123 controls the lighting of the AF auxiliary light means 116 in synchronization with the focus detection operation. The image sensor drive circuit 124 controls image pickup operations such as vertical and horizontal scanning of the image sensor 107, and A / D-converts the acquired image signal and transmits it to the CPU 121. The A / D conversion circuit may be provided in the image sensor 107. The image processing circuit 125 performs processing such as γ (gamma) conversion, color interpolation, and JPEG (Joint Photographic Experts Group) compression of the image data output from the image sensor 107.

フォーカス駆動回路１２６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動し、第３レンズ群１０５を光軸方向に沿って移動させることにより、焦点調節を行う。絞りシャッタ駆動回路１２８は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動して、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御する。ズーム駆動回路１２９は、撮影者のズーム操作に応じて、ズームアクチュエータ１１１を駆動する。 The focus drive circuit 126 drives the focus actuator 114 based on the focus detection result, and adjusts the focus by moving the third lens group 105 along the optical axis direction. The aperture shutter drive circuit 128 drives the aperture shutter actuator 112 to control the aperture diameter of the aperture shutter 102. The zoom drive circuit 129 drives the zoom actuator 111 according to the zoom operation of the photographer.

表示器１３１は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）を備えて構成される。表示器１３１は、撮像装置１００の撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、または、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作部（操作スイッチ群）１３２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、および、撮影モード選択スイッチなどを備えて構成される。レリーズスイッチは、半押し状態（ＳＷ１がＯＮの状態）、および、全押し状態（ＳＷ２がＯＮの状態）の２段階のスイッチを有する。記録媒体１３３は、例えば撮像装置１００に着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影画像（画像データ）を記録する。また、操作部１３２にタッチパネルなどを含ませ、タッチパネルを用いて操作可能にしてもよい。 The display 131 is configured to include, for example, an LCD (liquid crystal display). The display 131 displays information about the shooting mode of the image pickup apparatus 100, a preview image before shooting, a confirmation image after shooting, an in-focus state display image at the time of focus detection, and the like. The operation unit (operation switch group) 132 includes a power switch, a release (shooting trigger) switch, a zoom operation switch, a shooting mode selection switch, and the like. The release switch has a two-stage switch of a half-pressed state (SW1 is ON state) and a full-pressed state (SW2 is ON state). The recording medium 133 is, for example, a flash memory that can be attached to and detached from the image pickup apparatus 100, and records captured images (image data). Further, the operation unit 132 may include a touch panel or the like so that the operation unit 132 can be operated using the touch panel.

次に、図２および図３を参照して、本実施形態における撮像素子１０７の画素配列および画素構造について説明する。図２は、撮像素子１０７の画素配列を示す図である。図３は、撮像素子１０７の画素構造を示す図であり、図３（ａ）は撮像素子１０７の画素２００Ｇの平面図（＋ｚ方向から見た図）、図３（ｂ）は図３（ａ）中の線ａ−ａの断面図（−ｙ方向から見た図）をそれぞれ示している。 Next, the pixel arrangement and the pixel structure of the image pickup device 107 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram showing a pixel arrangement of the image sensor 107. FIG. 3 is a diagram showing a pixel structure of the image sensor 107, FIG. 3 (a) is a plan view (viewed from the + z direction) of the pixel 200G of the image sensor 107, and FIG. 3 (b) is FIG. 3 (a). ) Are cross-sectional views (viewed from the −y direction) of lines aa.

図２は、撮像素子（２次元ＣＭＯＳセンサ）１０７の画素配列（撮影画素の配列）を、４列×４行の範囲で示している。本実施形態において、各々の撮像画素（画素２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂ）は、２つの副画素２０１、２０２（２つの焦点検出画素）により構成さている。このため、図２には、副画素の配列が、８列×４行の範囲で示されている。 FIG. 2 shows the pixel arrangement (arrangement of photographing pixels) of the image sensor (two-dimensional CMOS sensor) 107 in the range of 4 columns × 4 rows. In the present embodiment, each imaging pixel (pixels 200R, 200G, 200B) is composed of two sub-pixels 201 and 202 (two focus detection pixels). Therefore, in FIG. 2, the arrangement of the sub-pixels is shown in the range of 8 columns × 4 rows.

図２に示されるように、２列×２行の画素群２００は、画素２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂがベイヤー配列で配置されている。すなわち画素群２００のうち、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが左上に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下にそれぞれ配置されている。各画素２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂ（各撮像画素）は、２列×１行に配列された副画素２０１（第１焦点検出画素）および副画素２０２（第２焦点検出画素）により構成されている。副画素２０１は、撮像光学系の第１瞳部分領域を通過した光束を受光する画素である。副画素２０２は、撮像光学系の第２瞳部分領域を通過した光束を受光する画素である。複数の副画素２０１は第１画素群を構成し、複数の副画素２０２は第２画素群を構成する。撮像素子１０７は、４列×４行の撮像画素（８列×４行の副画素）を面上に多数配置して構成されており、撮像信号（副画素信号または焦点検出信号）を出力する。 As shown in FIG. 2, in the pixel group 200 of 2 columns × 2 rows, pixels 200R, 200G, and 200B are arranged in a Bayer array. That is, among the pixel group 200, the pixel 200R having the spectral sensitivity of R (red) is in the upper left, the pixel 200G having the spectral sensitivity of G (green) is in the upper right and the lower left, and the pixel 200B having the spectral sensitivity of B (blue). Are placed in the lower right corner. Each pixel 200R, 200G, 200B (each imaging pixel) is composed of a sub-pixel 201 (first focus detection pixel) and a sub-pixel 202 (second focus detection pixel) arranged in two columns × one row. The sub-pixel 201 is a pixel that receives the light flux that has passed through the first pupil portion region of the imaging optical system. The sub-pixel 202 is a pixel that receives the light flux that has passed through the second pupil portion region of the imaging optical system. The plurality of sub-pixels 201 form the first pixel group, and the plurality of sub-pixels 202 form the second pixel group. The image sensor 107 is configured by arranging a large number of imaging pixels (8 columns × 4 rows of sub-pixels) in 4 columns × 4 rows on a surface, and outputs an imaging signal (sub-pixel signal or focus detection signal). ..

図３（ｂ）に示されるように、本実施形態の画素２００Ｇには、画素の受光面側に入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が設けられている。マイクロレンズ３０５は、２次元状に複数配列されており、受光面からｚ軸方向（光軸ＯＡの方向）に所定の距離だけ離れた位置に配置されている。また画素２００Ｇには、ｘ方向にＮ_Ｈ分割（２分割）、ｙ方向にＮ_Ｖ分割（１分割）された光電変換部３０１および光電変換部３０２が形成されている。光電変換部３０１および光電変換部３０２は、それぞれ、副画素２０１および副画素２０２に対応する。このように撮像素子１０７は、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有し、マイクロレンズが２次元状に配列されている。光電変換部３０１および光電変換部３０２は、それぞれ、ｐ型層とｎ型層との間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造のフォトダイオードとして構成される。必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合のフォトダイオードとして構成してもよい。 As shown in FIG. 3B, the pixel 200G of the present embodiment is provided with a microlens 305 for condensing incident light on the light receiving surface side of the pixel. A plurality of microlenses 305 are arranged two-dimensionally, and are arranged at positions separated by a predetermined distance in the z-axis direction (direction of the optical axis OA) from the light receiving surface. Also in the pixel 200G is, _{N H} divided in the x direction (divided into two), _{N V} division (first division) by photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion portion 302 is formed in the y-direction. The photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 302 correspond to the sub-pixel 201 and the sub-pixel 202, respectively. As described above, the image sensor 107 has a plurality of photoelectric conversion units for one microlens, and the microlenses are arranged two-dimensionally. The photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 302 are each configured as a pin-structured photodiode in which an intrinsic layer is sandwiched between a p-type layer and an n-type layer. If necessary, the intrinsic layer may be omitted and the photodiode may be configured as a pn junction.

画素２００Ｇ（各画素）には、マイクロレンズ３０５と、光電変換部３０１および光電変換部３０２との間に、Ｇ（緑）のカラーフィルタ３０６が設けられる。同様に、画素２００Ｒ、２００Ｂ（各画素）には、マイクロレンズ３０５と、光電変換部３０１および光電変換部３０２との間に、Ｒ（赤）およびＢ（青）のカラーフィルタ３０６がそれぞれ設けられる。必要に応じて、副画素ごとにカラーフィルタ３０６の分光透過率を変えることができ、またはカラーフィルタを省略してもよい。 In the pixel 200G (each pixel), a G (green) color filter 306 is provided between the microlens 305 and the photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 302. Similarly, the pixels 200R and 200B (each pixel) are provided with R (red) and B (blue) color filters 306 between the microlens 305 and the photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 302, respectively. .. If necessary, the spectral transmittance of the color filter 306 can be changed for each sub-pixel, or the color filter may be omitted.

図３に示されるように、画素２００Ｇ（２００Ｒ、２００Ｂ）に入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、Ｇのカラーフィルタ３０６（Ｒ、Ｂのカラーフィルタ３０６）で分光された後、光電変換部３０１および光電変換部３０２で受光される。光電変換部３０１および光電変換部３０２においては、受光量に応じて電子とホールとの対が生成され、それらが空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層に蓄積される。一方、ホールは定電圧源（不図示）に接続されたｐ型層を通じて、撮像素子１０７の外部へ排出される。光電変換部３０１および光電変換部３０２のｎ型層に蓄積された電子は、撮像素子駆動回路１２４による走査制御に基づいて、転送ゲートを介して、静電容量部（ＦＤ）に転送され、電圧信号に変換される。 As shown in FIG. 3, the light incident on the pixels 200G (200R, 200B) is collected by the microlens 305, separated by the G color filter 306 (R, B color filter 306), and then photoelectric. Light is received by the conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 302. In the photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 302, pairs of electrons and holes are generated according to the amount of light received, and after they are separated by the depletion layer, negatively charged electrons are accumulated in the n-type layer. On the other hand, the hole is discharged to the outside of the image sensor 107 through a p-type layer connected to a constant voltage source (not shown). The electrons accumulated in the photoelectric conversion unit 301 and the n-type layer of the photoelectric conversion unit 302 are transferred to the capacitance unit (FD) via the transfer gate based on the scanning control by the image pickup element drive circuit 124, and the voltage is transferred. Converted to a signal.

次に、図４を参照して、撮像素子１０７の瞳分割機能について説明する。図４は、撮像素子１０７の瞳分割機能の説明図であり、１つの画素部における瞳分割の様子を示している。図４は、図３（ａ）に示される画素構造のａ−ａ断面を＋ｙ側から見た断面図、および、撮像光学系の射出瞳面を示している。図４では、射出瞳面の座標軸と対応を取るため、断面図のｘ軸およびｙ軸を図３のｘ軸およびｙ軸に対してそれぞれ反転させている。 Next, the pupil division function of the image pickup device 107 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the pupil division function of the image sensor 107, and shows the state of pupil division in one pixel portion. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the aa cross section of the pixel structure shown in FIG. 3A as viewed from the + y side, and the exit pupil surface of the imaging optical system. In FIG. 4, the x-axis and the y-axis of the cross-sectional view are inverted with respect to the x-axis and the y-axis of FIG. 3, respectively, in order to correspond to the coordinate axes of the exit pupil surface.

図４において、副画素（第１焦点検出画素）２０１の瞳部分領域（第１瞳部分領域）５０１は、重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面と、マイクロレンズ３０５を介して略共役関係になっている。このため瞳部分領域５０１は、副画素２０１で受光可能な瞳領域を表している。副画素２０１の瞳部分領域５０１の重心は、瞳面上で＋Ｘ側に偏心している。また、副画素（第２焦点検出画素）２０２の瞳部分領域（第２瞳部分領域）５０２は、重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面と、マイクロレンズ３０５を介して略共役関係になっている。このため瞳部分領域５０２は、副画素２０２で受光可能な瞳領域を表している。副画素２０２の瞳部分領域５０２の重心は、瞳面上で−Ｘ側に偏心している。瞳領域５００は、光電変換部３０１、３０２（副画素２０１、２０２）を全て合わせた際の画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。 In FIG. 4, the pupil portion region (first pupil portion region) 501 of the sub-pixel (first focus detection pixel) 201 includes the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 301 whose center of gravity is eccentric in the −x direction and the microlens 305. There is a substantially conjugated relationship through this. Therefore, the pupil region 501 represents the pupil region that can be received by the sub-pixel 201. The center of gravity of the pupil portion region 501 of the sub-pixel 201 is eccentric to the + X side on the pupil surface. Further, the pupil portion region (second pupil portion region) 502 of the sub-pixel (second focus detection pixel) 202 is omitted via the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 302 whose center of gravity is eccentric in the + x direction and the microlens 305. It has a conjugate relationship. Therefore, the pupil region 502 represents a pupil region that can be received by the sub-pixel 202. The center of gravity of the pupil portion region 502 of the sub-pixel 202 is eccentric to the −X side on the pupil surface. The pupil region 500 is a pupil region in which light can be received by the entire pixel 200G when all the photoelectric conversion units 301 and 302 (sub-pixels 201 and 202) are combined.

副画素２０１の瞳部分領域５０１の重心と副画素２０２の瞳部分領域５０２の重心との差が基線長に相当する。基線長が長いほど、一対の信号の分離性能が高くなる。ここで、絞り径が大きいほど基線長は長くなるため、Ｆ値が小さいほど焦点検出精度が高くなる。一方、絞り径が小さいほど基線長は短くなるため、Ｆ値が大きいほど焦点検出精度は低下する。 The difference between the center of gravity of the pupil region 501 of the sub-pixel 201 and the center of gravity of the pupil region 502 of the sub-pixel 202 corresponds to the baseline length. The longer the baseline length, the higher the separation performance of the pair of signals. Here, since the baseline length becomes longer as the aperture diameter becomes larger, the focus detection accuracy becomes higher as the F value becomes smaller. On the other hand, the smaller the aperture diameter, the shorter the baseline length, and the larger the F-number, the lower the focus detection accuracy.

次に、図５を参照して、撮像素子１０７と瞳分割との対応関係について説明する。図５は、撮像素子１０７と瞳分割機能の説明図である。撮像光学系の瞳領域のうち互いに異なる瞳部分領域５０１、５０２を通過した光束は、撮像素子１０７の各画素に互いに異なる角度で撮像素子１０７の撮像面８００に入射し、２×１分割された副画素２０１、２０２で受光される。本実施形態では、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている例について説明しているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて垂直方向に瞳分割を行ってもよい。 Next, the correspondence between the image pickup device 107 and the pupil division will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of the image sensor 107 and the pupil division function. Luminous fluxes that have passed through different pupil regions 501 and 502 of the pupil regions of the imaging optical system are incident on the imaging surface 800 of the imaging element 107 at different angles to each pixel of the imaging element 107, and are divided into 2 × 1. The light is received by the sub-pixels 201 and 202. In the present embodiment, an example in which the pupil region is divided into two in the horizontal direction is described, but the present invention is not limited to this, and the pupil region may be divided in the vertical direction if necessary. ..

本実施形態において、撮像素子１０７は、撮像光学系（撮影レンズ）の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出画素を有する。また撮像素子１０７は、撮像光学系の第１瞳部分領域と異なる第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出画素を有する。また撮像素子１０７には、撮像光学系の第１瞳部分領域と第２瞳部分領域とを合わせた瞳領域を通過する光束を受光する撮像画素が複数配列されている。本実施形態において、各撮像画素（画素２００）は、第１焦点検出画素（副画素２０１）および第２焦点検出画素（副画素２０２）から構成されている。必要に応じて、撮像画素、第１焦点検出画素、および、第２焦点検出画素をそれぞれ別の画素で構成してもよい。このとき、撮像画素配列の一部に、第１焦点検出画素および第２焦点検出画素を部分的に（離散的に）配置するように構成される。 In the present embodiment, the image pickup element 107 has a first focus detection pixel that receives a light flux passing through a first pupil portion region that receives a light flux passing through a first pupil portion region of an imaging optical system (photographing lens). Further, the image pickup device 107 has a second focus detection pixel that receives a light beam passing through a second pupil portion region different from the first pupil portion region of the image pickup optical system. Further, the image pickup device 107 is arranged with a plurality of imaging pixels that receive a light beam passing through a pupil region that is a combination of the first pupil portion region and the second pupil portion region of the imaging optical system. In the present embodiment, each imaging pixel (pixel 200) is composed of a first focus detection pixel (sub-pixel 201) and a second focus detection pixel (sub-pixel 202). If necessary, the imaging pixel, the first focus detection pixel, and the second focus detection pixel may be composed of separate pixels. At this time, the first focus detection pixel and the second focus detection pixel are configured to be partially (discretely) arranged in a part of the imaging pixel array.

本実施形態において、撮像装置１００は、撮像素子１０７の各画素の第１焦点検出画素（副画素２０１）の受光信号を集めて第１焦点検出信号を生成し、各画素の第２焦点検出画素（副画素２０２）の受光信号を集めて第２焦点検出信号を生成して焦点検出を行う。また撮像装置１００は、撮像素子１０７の画素ごとに、第１焦点検出画素と第２焦点検出画素との信号を加算（合算）することにより、有効画素数Ｎの解像度の撮像信号（撮像画像）を生成する。 In the present embodiment, the image pickup device 100 collects the light receiving signals of the first focus detection pixels (secondary focus detection pixels 201) of each pixel of the image pickup element 107 to generate a first focus detection signal, and the second focus detection pixel of each pixel. The received signal of (sub-pixel 202) is collected to generate a second focus detection signal to perform focus detection. Further, the image pickup device 100 adds (sums) the signals of the first focus detection pixel and the second focus detection pixel for each pixel of the image pickup element 107 to obtain an image pickup signal (image image) having a resolution of N effective pixels. To generate.

次に、図６を参照して、撮像素子１０７の副画素２０１から取得される第１焦点検出信号および副画素２０２から取得される第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量との関係について説明する。図６は、デフォーカス量と像ずれ量との関係図である。図６において、撮像素子１０７は撮像面８００に配置されており、図４および図５と同様に、撮像光学系の射出瞳が瞳部分領域５０１、５０２に２分割されている様子が示されている。 Next, with reference to FIG. 6, the relationship between the defocus amount and the image shift amount of the first focus detection signal acquired from the sub-pixel 201 of the image sensor 107 and the second focus detection signal acquired from the sub-pixel 202. Will be described. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the defocus amount and the image shift amount. In FIG. 6, the image pickup device 107 is arranged on the image pickup surface 800, and similarly to FIGS. 4 and 5, it is shown that the exit pupil of the image pickup optical system is divided into two pupil region regions 501 and 502. There is.

デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置から撮像面８００までの距離を｜ｄ｜、結像位置が撮像面８００よりも被写体側にある前ピン状態を負符号（ｄ＜０）、結像位置が撮像面８００よりも被写体の反対側にある後ピン状態を正符号（ｄ＞０）として定義される。被写体の結像位置が撮像面８００（合焦位置）にある合焦状態において、デフォーカス量ｄ＝０が成立する。図６において、合焦状態（ｄ＝０）である被写体８０１、および、前ピン状態（ｄ＜０）である被写体８０２がそれぞれ示されている。前ピン状態（ｄ＜０）および後ピン状態（ｄ＞０）を併せて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）という。 For the defocus amount d, the distance from the imaging position of the subject to the imaging surface 800 is | d |, the front pin state in which the imaging position is closer to the subject than the imaging surface 800 is a negative sign (d <0), and imaging is performed. The rear pin state in which the position is on the opposite side of the subject from the imaging surface 800 is defined as a positive sign (d> 0). The defocus amount d = 0 is established in the focused state in which the imaging position of the subject is on the imaging surface 800 (focusing position). In FIG. 6, the subject 801 in the in-focus state (d = 0) and the subject 802 in the front pin state (d <0) are shown, respectively. The front pin state (d <0) and the rear pin state (d> 0) are collectively referred to as a defocus state (| d |> 0).

前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体８０２からの光束のうち、瞳部分領域５０１（または瞳部分領域５０２）を通過した光束は、一度、集光する。その後、光束は、光束の重心位置Ｇ１（Ｇ２）を中心とする幅Γ１（Γ２）に広がり、撮像面８００でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子１０７に配列された各画素を構成する副画素２０１（副画素２０２）により受光され、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）が生成される。このため、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）は、撮像面８００上の重心位置Ｇ１（Ｇ２）に、被写体８０２が幅Γ１（Γ２）にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ１（Γ２）は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね比例して増加する。同様に、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝光束の重心位置の差Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加する。後ピン状態（ｄ＞０）に関しても同様であるが、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号と間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となる。 In the front pin state (d <0), among the luminous fluxes from the subject 802, the luminous flux that has passed through the pupil region 501 (or the pupil region 502) is once focused. After that, the luminous flux spreads over the width Γ1 (Γ2) centered on the center of gravity position G1 (G2) of the luminous flux, and the image becomes blurred on the imaging surface 800. The blurred image is received by the sub-pixel 201 (sub-pixel 202) constituting each pixel arranged in the image sensor 107, and the first focus detection signal (second focus detection signal) is generated. Therefore, the first focus detection signal (second focus detection signal) is recorded at the center of gravity position G1 (G2) on the imaging surface 800 as a subject image in which the subject 802 is blurred to the width Γ1 (Γ2). The blur width Γ1 (Γ2) of the subject image increases substantially proportionally as the magnitude | d | of the defocus amount d increases. Similarly, the magnitude of the image shift amount p (= difference in the position of the center of gravity of the luminous flux G1-G2) of the subject image between the first focus detection signal and the second focus detection signal | p | is also the defocus amount d. As the magnitude | d | increases, it generally increases proportionally. The same applies to the rear focus state (d> 0), but the image shift direction of the subject image between the first focus detection signal and the second focus detection signal is opposite to that of the front focus state.

したがって、本実施形態では、事前に求めてある像ずれ量ｐをデフォーカス量ｄへ換算するための換算係数Ｋと、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｐに基づいてデフォーカス量ｄを算出することが可能である。そして、デフォーカス量ｄ＝０のときに合焦となる。 Therefore, in the present embodiment, the conversion coefficient K for converting the image shift amount p obtained in advance to the defocus amount d and the image of the subject image between the first focus detection signal and the second focus detection signal. It is possible to calculate the defocus amount d based on the deviation amount p. Then, when the defocus amount d = 0, the focus is achieved.

換算係数Ｋは、基線長の逆数に比例するため、基線長に基づく情報となる。像ずれ量ｐの算出の際には、取得信号のＳ／Ｎによるばらつき誤差の影響を受ける。像ずれ量ｐのばらつき誤差が一定であれば、換算係数Ｋが小さいほど、ばらつきは小さくなる。すなわち、基線長が長くなるＦ値が小さい条件のほうが焦点検出ばらつきは小さくなり、合焦精度は高い。ただし、位相差ＡＦの焦点検出精度は、基線長だけで決まるのではなく、被写体のコントラストや、露出設定によって取得される信号量にも影響される。特に、大きく信号を取得することで信号のＳ／Ｎを高めると、像ずれ量ｐ算出時のばらつき誤差は低減する。したがって、基線長が長くなるＦ値が小さい条件においては信号量が小さくてもよいが、基線長が短くなるＦ値が大きい条件においては信号量が大きいほうが好ましい。そのような傾向は、焦点検出精度を高めにくい、低コントラスト被写体ほど顕著となる。 Since the conversion coefficient K is proportional to the reciprocal of the baseline length, the information is based on the baseline length. When calculating the image shift amount p, it is affected by the variation error due to the S / N of the acquired signal. If the variation error of the image shift amount p is constant, the smaller the conversion coefficient K, the smaller the variation. That is, the focus detection variation is smaller and the focusing accuracy is higher under the condition that the baseline length is long and the F value is small. However, the focus detection accuracy of phase-difference AF is not only determined by the baseline length, but also by the contrast of the subject and the amount of signal acquired by the exposure setting. In particular, if the S / N of the signal is increased by acquiring a large signal, the variation error at the time of calculating the image shift amount p is reduced. Therefore, the signal amount may be small under the condition that the baseline length is long and the F value is small, but it is preferable that the signal amount is large under the condition that the baseline length is short and the F value is large. Such a tendency becomes more remarkable in a low-contrast subject where it is difficult to improve the focus detection accuracy.

次に、図７を参照して、本実施形態におけるライブビュー中の焦点調節処理の流れを説明する。図７は、本実施形態における焦点調節処理を示すフローチャートである。図７の各ステップは、主に、ＣＰＵ１２１により実行される。 Next, with reference to FIG. 7, the flow of the focus adjustment process during the live view in the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the focus adjustment process in the present embodiment. Each step of FIG. 7 is mainly executed by the CPU 121.

ライブビュー中にレリーズボタンが半押しされる等で焦点調節処理が開始する。まずステップＳ７０１において、ＣＰＵ１２１は、焦点検出結果を取得する。待機中にＣＰＵ１２１が焦点検出結果を取得している場合、レリーズボタンの半押し直前の結果を用いてもよい。なお焦点調節処理は、レリーズボタンの半押しに応じて開始する場合に限定されるものではなく、ＡＦ機能が割り当てられたボタンを押すことにより開始してもよい。 Focus adjustment processing starts when the release button is pressed halfway during live view. First, in step S701, the CPU 121 acquires the focus detection result. When the CPU 121 acquires the focus detection result during standby, the result immediately before the release button is half-pressed may be used. The focus adjustment process is not limited to the case where the focus adjustment process is started by pressing the release button halfway, and the focus adjustment process may be started by pressing the button to which the AF function is assigned.

続いてステップＳ７０２において、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ７０１にて取得した焦点検出結果が信頼できるか否か（信頼性があるか否か）を判定する。焦点検出結果が信頼できると判定された場合、ステップＳ７０７に進む。ステップＳ７０７において、ＣＰＵ１２１は、焦点検出結果に基づいてレンズ駆動（フォーカス制御）を行う。一方、ステップＳ７０２にて焦点検出結果が信頼できないと判定された場合、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３において、ＣＰＵ１２１は、測光による輝度情報を取得する。 Subsequently, in step S702, the CPU 121 determines whether or not the focus detection result acquired in step S701 is reliable (whether or not it is reliable). If it is determined that the focus detection result is reliable, the process proceeds to step S707. In step S707, the CPU 121 drives the lens (focus control) based on the focus detection result. On the other hand, if it is determined in step S702 that the focus detection result is unreliable, the process proceeds to step S703. In step S703, the CPU 121 acquires the luminance information by photometry.

続いてステップＳ７０４において、ＣＰＵ１２１（露出条件取得部１２１ａ）は、ＡＦ露出条件（ＡＦに適した露出条件）を取得する。前述した通り、位相差ＡＦの焦点検出精度は、基線長に依存する。このため、本実施形態の撮像装置１００は、図８に示されるように、Ｆ値に応じてＡＦとして適切な露出条件（露出狙い値）に設定する条件設定テーブルを有する。図８は、一般的な露出条件（露出狙い値）を適露出（画像）として規格化し、ＡＦとして適切な露出条件を適露出（ＡＦ）として示す図である。図８において、横軸はＦ値、縦軸は露出比をそれぞれ示す。本実施形態では、基線長がとりにくくなるＦ値であるＦ２．８よりも暗い範囲において、従来よりも大きめの信号をとることで信号のＳ／Ｎを高めている。 Subsequently, in step S704, the CPU 121 (exposure condition acquisition unit 121a) acquires AF exposure conditions (exposure conditions suitable for AF). As described above, the focus detection accuracy of the phase difference AF depends on the baseline length. Therefore, as shown in FIG. 8, the image pickup apparatus 100 of the present embodiment has a condition setting table for setting an appropriate exposure condition (exposure target value) as AF according to the F value. FIG. 8 is a diagram in which a general exposure condition (exposure target value) is standardized as an appropriate exposure (image), and an appropriate exposure condition as AF is shown as an appropriate exposure (AF). In FIG. 8, the horizontal axis represents the F value and the vertical axis represents the exposure ratio. In the present embodiment, the S / N of the signal is increased by taking a signal larger than the conventional one in a range darker than F2.8, which is an F value that makes it difficult to obtain the baseline length.

続いてステップＳ７０５において、ＣＰＵ１２１（露出制御部１２１ａ）は、ＡＦ露出条件（ＡＦに適した露出狙い値を実現する露出条件）を設定する。本実施形態において、露出条件は、露光時間、撮像感度、および、絞り値（Ｆ値）であるが、これらに限定されるものではない。ＣＰＵ１２１は、ステップＳ７０３にて取得した輝度情報とステップＳ７０４にて取得したＡＦ露出条件とに基づいて、事前に用意されているプログラム線図によって露出条件を決定する。表１は、一例として、開放Ｆ５．６のレンズにおいて、従来の適露出（画像）が露光時間１／３５０、撮像感度１００、絞り値Ｆ５．６である場合の比較を示す。図８より、本実施形態におけるＡＦ露出条件（ＡＦ露出狙い値）は、Ｆ５．６においては適露出（画像）の１．４倍であるため、露光時間を１．４倍長くした状態を適露出（ＡＦ）条件する。なお表１では、露光条件で調整を行っているが、撮像感度で調整を行ってもよい。 Subsequently, in step S705, the CPU 121 (exposure control unit 121a) sets AF exposure conditions (exposure conditions that realize an exposure target value suitable for AF). In the present embodiment, the exposure conditions are, but are not limited to, an exposure time, an imaging sensitivity, and an aperture value (F value). The CPU 121 determines the exposure condition according to a program diagram prepared in advance based on the luminance information acquired in step S703 and the AF exposure condition acquired in step S704. Table 1 shows, as an example, a comparison in the case where the conventional suitable exposure (image) is 1/350 of the exposure time, the imaging sensitivity is 100, and the aperture value is F5.6 in the lens with the maximum aperture of F5.6. From FIG. 8, since the AF exposure condition (AF exposure target value) in the present embodiment is 1.4 times the appropriate exposure (image) in F5.6, it is appropriate to extend the exposure time by 1.4 times. Exposure (AF) conditions. In Table 1, the adjustment is made according to the exposure conditions, but the adjustment may be made according to the imaging sensitivity.

続いてステップＳ７０６において、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ７０５にて設定したＡＦ露出条件（ＡＦ露出狙い値）に基づいて、焦点検出結果を取得する。ここで、信頼性のある焦点検出結果を得られた場合、ステップＳ７０７において、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ７０６にて取得した焦点検出結果に基づいてレンズ駆動（フォーカス制御）を行う。一方、信頼性のある焦点検出結果を得られなかった場合、ステップＳ７０７において、ＣＰＵ１２１は、サーチとしてのレンズ駆動を行う。 Subsequently, in step S706, the CPU 121 acquires the focus detection result based on the AF exposure condition (AF exposure target value) set in step S705. Here, when a reliable focus detection result is obtained, in step S707, the CPU 121 performs lens drive (focus control) based on the focus detection result acquired in step S706. On the other hand, if a reliable focus detection result cannot be obtained, in step S707, the CPU 121 drives the lens as a search.

なお、ステップＳ７０７のレンズ駆動中に被写体輝度が変化した場合、ＣＰＵ１２１（露出制御部１２１ａ）は、焦点調節処理中に測光による露出制御を行ってもよい。この場合の露出制御においても、ＡＦに適した露出制御を行うことが好ましい。 If the subject brightness changes during the lens drive in step S707, the CPU 121 (exposure control unit 121a) may perform exposure control by photometry during the focus adjustment process. Also in the exposure control in this case, it is preferable to perform the exposure control suitable for AF.

以上ように、本実施形態において、露出条件取得部１２１ｂは、基線長に基づく情報に基づいて、焦点検出のための露出条件を取得する。露出条件は、第１の基線長に基づく情報では第１の露出狙い値となる露出条件であり、第２の基線長に基づく情報では第１の露出狙い値とは異なる第２の露出狙い値となる露出条件である。そして露出制御部１２１ａは、露出条件取得部１２１ｂにより取得された露出条件となるように露出制御を行う。 As described above, in the present embodiment, the exposure condition acquisition unit 121b acquires the exposure condition for focus detection based on the information based on the baseline length. The exposure condition is an exposure condition that is the first exposure target value in the information based on the first baseline length, and is a second exposure target value different from the first exposure target value in the information based on the second baseline length. This is the exposure condition. Then, the exposure control unit 121a performs exposure control so as to obtain the exposure condition acquired by the exposure condition acquisition unit 121b.

好ましくは、第１の基線長は第２の基線長よりも短く、第１の露出狙い値は第２の露出狙い値よりも高い（すなわち、基線長に基づく情報により、基線長がとりにくい程、焦点検出に適した露出条件の露出が高い）。また好ましくは、露出条件取得部１２１ｂは、被写体のコントラストに基づく情報に基づいて露出条件を取得する。また好ましくは、露出制御部１２１ａは、焦点調節部１２１ｃが焦点調節を行っている間の被写体輝度の変化に基づいて、露出制御を行う。また好ましくは、基線長に基づく情報は、基線長に比例する値、または基線長の逆数に比例する値である。また好ましくは、基線長に基づく情報は、絞り値（Ｆ値）、像高、またはレンズＩＤである。 Preferably, the first baseline length is shorter than the second baseline length, and the first exposure target value is higher than the second exposure target value (that is, the information based on the baseline length makes it difficult to obtain the baseline length. , High exposure under exposure conditions suitable for focus detection). Further, preferably, the exposure condition acquisition unit 121b acquires the exposure condition based on the information based on the contrast of the subject. Further, preferably, the exposure control unit 121a performs exposure control based on the change in the subject brightness while the focus adjustment unit 121c is performing the focus adjustment. Also preferably, the information based on the baseline length is a value proportional to the baseline length or a value proportional to the reciprocal of the baseline length. Further, preferably, the information based on the baseline length is the aperture value (F value), the image height, or the lens ID.

本実施形態によれば、基線長に基づく情報により露出条件（露出狙い値）を設定することで、高精度な焦点検出を行うことができる。本実施形態では、基線長とＦｎｏ（絞り値）との間に相関があるため、基線長に基づく情報としてＦｎｏに応じて露出条件を変えることで、合焦精度を高めることができる。なお、位相差ＡＦの合焦精度は、被写体のコントラストにも依存する。このため、例えば、コントラストが高いときは従来の適露出（画像）の条件、コントラストが低いときはＡＦとして適切な露出条件としてもよい。なお、被写体のコントラスト算出には、撮像信号内における輝度変化や、被写体の空間周波数成分を見る方法がある。 According to this embodiment, highly accurate focus detection can be performed by setting the exposure condition (exposure aim value) based on the information based on the baseline length. In the present embodiment, since there is a correlation between the baseline length and Fno (aperture value), focusing accuracy can be improved by changing the exposure condition according to Fno as information based on the baseline length. The focusing accuracy of the phase difference AF also depends on the contrast of the subject. Therefore, for example, when the contrast is high, the conventional appropriate exposure (image) condition may be set, and when the contrast is low, the AF may be set as the appropriate exposure condition. To calculate the contrast of the subject, there is a method of observing the change in brightness in the imaging signal and the spatial frequency component of the subject.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。背面液晶や電子ビューファインダーなどの電子表示装置を備える撮像装置においては、撮像素子が受光した電気信号を電子表示装置に表示する。また、その電気信号は、撮像面位相差ＡＦ用の信号を兼ねることがある。このため、レリーズボタンが半押しされるなどで焦点調節処理が開始する際に露出設定が変わると、電子表示装置が明るくなる、もしくは、暗くなるなどにより、視認性が損なわれることがある。本実施形態では、基線長に基づく情報として換算係数Ｋの値に基づいて露出制御の実施要否を判定するための条件（露出判定条件）を変更し、視認性の良く高精度な位相差ＡＦを実現する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In an image pickup device provided with an electronic display device such as a rear liquid crystal display or an electronic viewfinder, an electric signal received by the image pickup device is displayed on the electronic display device. Further, the electric signal may also serve as a signal for imaging surface phase-difference AF. Therefore, if the exposure setting is changed when the focus adjustment process is started by pressing the release button halfway, the electronic display device may become brighter or darker, and the visibility may be impaired. In the present embodiment, the condition (exposure determination condition) for determining the necessity of performing exposure control based on the value of the conversion coefficient K is changed as the information based on the baseline length, and the phase difference AF with good visibility and high accuracy is changed. To realize.

焦点調節処理が開始する際に露出設定が変更されたことによる視認性の課題に関しては、露出変更の頻度を低減することで改善される。例えば、焦点調節処理の開始直前の露出が適よりも２段低い場合でも、測距可能であれば露出変更を省略して焦点調節処理を開始することで、視認性の低下は回避される。 The problem of visibility due to the change of the exposure setting when the focus adjustment process is started can be improved by reducing the frequency of the exposure change. For example, even if the exposure immediately before the start of the focus adjustment process is two steps lower than the appropriate one, the decrease in visibility can be avoided by omitting the exposure change and starting the focus adjustment process if the distance can be measured.

位相差ＡＦの測距性能に関しては、前述した通り、基線長が大きく影響する。基線長が長く取れていれば、露出が低くても測距可能である。一方、基線長が長く取れない場合、露出が低いままでは測距不能となる可能性がある。 As described above, the baseline length has a great influence on the distance measurement performance of the phase-difference AF. If the baseline length is long, distance measurement is possible even if the exposure is low. On the other hand, if the baseline length cannot be long, distance measurement may not be possible if the exposure remains low.

そこで本実施形態は、基線長に基づく情報として換算係数Ｋの値に基づいて露出制御の実施要否を判定するための条件（露出判定条件）を変更し、視認性の良く高精度なＡＦを実現する。より具体的には、換算係数Ｋの値が小さい程、適よりも低い露出での測距を許容することで、視認性の良く高精度な位相差ＡＦを実現する。 Therefore, in the present embodiment, the condition (exposure determination condition) for determining the necessity of performing exposure control based on the value of the conversion coefficient K is changed as the information based on the baseline length, and AF with good visibility and high accuracy is performed. Realize. More specifically, the smaller the value of the conversion coefficient K, the more visible and highly accurate phase-difference AF is realized by allowing distance measurement at an exposure lower than appropriate.

図９を参照して、本実施形態におけるライブビュー中の焦点調節処理の流れを説明する。図９は、本実施形態における焦点調節処理を示すフローチャートである。図９の各ステップは、主に、ＣＰＵ１２１により実行される。 The flow of the focus adjustment process during the live view in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the focus adjustment process in the present embodiment. Each step of FIG. 9 is mainly executed by the CPU 121.

ライブビュー中にレリーズボタンが半押しされる等で焦点調節処理が開始する。まずステップＳ９０１において、ＣＰＵ１２１は、焦点検出結果を取得する。待機中にＣＰＵ１２１が焦点検出結果を取得している場合、レリーズボタンの半押し直前の結果を用いてもよい。なお焦点調節処理は、レリーズボタンの半押しに応じて開始する場合に限定されるものではなく、ＡＦ機能が割り当てられたボタンを押すことにより開始してもよい。 Focus adjustment processing starts when the release button is pressed halfway during live view. First, in step S901, the CPU 121 acquires the focus detection result. When the CPU 121 acquires the focus detection result during standby, the result immediately before the release button is half-pressed may be used. The focus adjustment process is not limited to the case where the focus adjustment process is started by pressing the release button halfway, and the focus adjustment process may be started by pressing the button to which the AF function is assigned.

続いてステップＳ９０２において、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ９０１にて取得した焦点検出結果が信頼できるか否か（信頼性があるか否か）を判定する。焦点検出結果が信頼できると判定された場合、ステップＳ９０７に進む。ステップＳ９０７において、ＣＰＵ１２１は、焦点検出結果に基づいてレンズ駆動（フォーカス制御）を行う。一方、ステップＳ９０２にて焦点検出結果が信頼できないと判定された場合、ステップＳ９０３に進む。ステップＳ９０３において、ＣＰＵ１２１は、測光による輝度情報を取得する。 Subsequently, in step S902, the CPU 121 determines whether or not the focus detection result acquired in step S901 is reliable (whether or not it is reliable). If it is determined that the focus detection result is reliable, the process proceeds to step S907. In step S907, the CPU 121 drives the lens (focus control) based on the focus detection result. On the other hand, if it is determined in step S902 that the focus detection result is unreliable, the process proceeds to step S903. In step S903, the CPU 121 acquires the luminance information by photometry.

続いてステップＳ９０４において、ＣＰＵ１２１は、露出制御判定条件（露出を変更するか否かの判定条件）を取得する。本実施形態において、露出制御判定条件は、換算係数Ｋに基づいて変更する。ＣＰＵ１２１は、例えば表２に示される条件を取得し、換算係数Ｋと閾値Ｔｈｒ０との関係で、露出変更の実施有無条件を取得する。換算係数Ｋが小さい場合（Ｋ＜Ｔｈｒ０）、基線長が長く取れている条件であるため、現在の輝度情報と適露出（ＡＦ）との差分が大きくても許容する。一方、換算係数Ｋが大きい場合（Ｋ≧Ｔｈｒ０）、基線長が長く取れてはいない条件であるため、現在の輝度情報と適露出（ＡＦ）との差分を許容する幅を小さくする。 Subsequently, in step S904, the CPU 121 acquires an exposure control determination condition (determination condition for whether or not to change the exposure). In the present embodiment, the exposure control determination condition is changed based on the conversion coefficient K. The CPU 121 acquires, for example, the conditions shown in Table 2, and acquires the conditions for whether or not to execute the exposure change in relation to the conversion coefficient K and the threshold value Thr0. When the conversion coefficient K is small (K <Thr0), the baseline length is long, so even if the difference between the current luminance information and the appropriate exposure (AF) is large, it is acceptable. On the other hand, when the conversion coefficient K is large (K ≧ Thr0), the baseline length is not long, so the width that allows the difference between the current luminance information and the appropriate exposure (AF) is reduced.

続いてステップＳ９０５において、ＣＰＵ１２１（露出変更判定部１２１ｄ）は、露出変更を実施するか否かを判定する。すなわちＣＰＵ１２１は、ステップＳ９０３にて取得した輝度情報と、ステップＳ９０４にて取得した換算係数Ｋおよび露出制御判定条件とに基づいて、露出の変更を実施するか否かを判定する。ＣＰＵ１２１は、露出変更を実施しないと判定した場合、ステップＳ９０７に進み、露出を維持したままレンズ駆動（サーチ駆動）を行う。一方、ＣＰＵ１２１は、露出変更を実施すると判定した場合、ステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０６において、ＣＰＵ１２１は、適露出（ＡＦ）に露出を変更するように露出制御を行う。そしてステップＳ９０７において、ＣＰＵ１２１はレンズ駆動を行う。 Subsequently, in step S905, the CPU 121 (exposure change determination unit 121d) determines whether or not to carry out the exposure change. That is, the CPU 121 determines whether or not to change the exposure based on the luminance information acquired in step S903, the conversion coefficient K acquired in step S904, and the exposure control determination condition. When the CPU 121 determines that the exposure change is not performed, the process proceeds to step S907, and the lens drive (search drive) is performed while maintaining the exposure. On the other hand, when the CPU 121 determines that the exposure change is to be performed, the CPU 121 proceeds to step S906. In step S906, the CPU 121 controls the exposure so as to change the exposure to an appropriate exposure (AF). Then, in step S907, the CPU 121 drives the lens.

以上のように、露出変更判定部１２１ｄは、焦点調節部１２１ｃによる焦点調節の際に、少なくとも現在の輝度情報と基線長に基づく情報とに基づいて、露出制御の実施要否を判定する。また露出変更判定部１２１ｄは、第１の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件を、第２の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件とは異なる第２の露出判定条件を有する。そして露出制御部１２１ａは、露出変更判定部１２１ｄが露出制御を実施すると判定した場合、露出制御を行う。好ましくは、第１の基線長は第２の基線長よりも短く、第１の露出判定条件は、第２の露出判定条件よりも、焦点検出により適した露出条件に合わせるための判定条件である。 As described above, the exposure change determination unit 121d determines whether or not the exposure control should be performed when the focus adjustment unit 121c adjusts the focus, at least based on the current luminance information and the information based on the baseline length. Further, the exposure change determination unit 121d sets the first exposure determination condition in the information based on the first baseline length, and the second exposure determination condition different from the first exposure determination condition in the information based on the second baseline length. Have. Then, when the exposure change determination unit 121d determines that the exposure control is to be performed, the exposure control unit 121a performs the exposure control. Preferably, the first baseline length is shorter than the second baseline length, and the first exposure determination condition is a determination condition for adjusting to an exposure condition more suitable for focus detection than the second exposure determination condition. ..

本実施形態によれば、前述のような焦点検出処理を行うことで、不必要な露出変更を低減し、視認性の良く高精度な位相差ＡＦを実現することができる。なお、絞り値に応じて被写界深度が変化することを考慮すると、閾値Ｔｈｒ０は絞り値に基づいて変化させてもよい。また、露出条件としては、露光時間（ｔｖ）、撮像感度（ＩＳＯ）、および、絞り値（Ｆｎｏ）があるが、個々の露出条件が変更されても、露出が変更されなければ露出維持とする。例えば、Ｔｖ＝１／２４０，ＩＳＯ＝１００，Ｆｎｏ＝２．０とＴｖ＝１／６０，ＩＳＯ＝１００，Ｆｎｏ＝４．０は同じ露出狙い値である。 According to the present embodiment, by performing the focus detection process as described above, it is possible to reduce unnecessary exposure changes and realize highly accurate phase-difference AF with good visibility. Considering that the depth of field changes according to the aperture value, the threshold value Thr0 may be changed based on the aperture value. The exposure conditions include exposure time (tv), imaging sensitivity (ISO), and aperture value (Fno), but even if individual exposure conditions are changed, if the exposure is not changed, the exposure is maintained. .. For example, Tv = 1/240, ISO = 100, Fno = 2.0 and Tv = 1/60, ISO = 100, Fno = 4.0 are the same exposure target values.

本実施形態の撮像装置１００は、基線長に基づく情報を用いて、測光の有無、露出条件（露出狙い値）を設定することで、素早く高精度な焦点検出を可能とする。なお、基線長に基づく情報は、第１の実施形態ではＦｎｏ、本実施形態では換算係数Ｋであるが、これらに限定されるものではなく、例えば基線長そのもので判定を行ってもよい。また、基線長に基づく情報として、像高やレンズＩＤを用いることもできる。結像光学系と撮像素子との関係で基線長は決まるが、瞳ずれの影響により像高が高い程基線長がとりにくいため、像高によって測光の有無や露出条件の設定を変更してもよい。また、交換レンズ系の場合、レンズにより基線長がとりやすいレンズ、とりにくいレンズがあるため、レンズＩＤを基線長に基づく情報として、測光の有無や露出条件の設定を変更してもよい。 The image pickup apparatus 100 of the present embodiment enables quick and highly accurate focus detection by setting the presence / absence of photometric measurement and the exposure condition (exposure target value) using the information based on the baseline length. The information based on the baseline length is Fno in the first embodiment and the conversion coefficient K in the present embodiment, but the determination is not limited to these, and the determination may be made based on, for example, the baseline length itself. Further, the image height and the lens ID can be used as the information based on the baseline length. The baseline length is determined by the relationship between the imaging optical system and the image sensor, but the higher the image height, the more difficult it is to obtain the baseline length due to the effect of pupil displacement. good. Further, in the case of an interchangeable lens system, since some lenses have a base line length that is easy to take and some lenses have a base line length that is difficult to take, the presence / absence of photometric measurement and the setting of exposure conditions may be changed by using the lens ID as information based on the base line length.

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態および第２の実施形態では、ユーザがレリーズボタンなどを半押しして焦点検出を実行する、所謂ワンショットと呼ばれるモードに関して説明した。ただし本発明は、ＡＦ中の露出制御に基線長を考慮することで、素早く高精度なＡＦを実現するものであり、ワンショットに限定されるものではない。本発明は、連写中や動画待機中、動画記録中等の撮像装置に備えられる各モードにも適用可能である。本実施形態では、連写中に本発明を適用する際の一例を説明する。 (Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment and the second embodiment, a so-called one-shot mode in which the user presses the release button or the like halfway to perform focus detection has been described. However, the present invention realizes quick and highly accurate AF by considering the baseline length for exposure control during AF, and is not limited to one shot. The present invention can also be applied to each mode provided in the image pickup apparatus such as during continuous shooting, standby for moving images, and recording of moving images. In this embodiment, an example of applying the present invention during continuous shooting will be described.

図１０は、連写中のタイミングチャートの一例である。図１０において、高解像度な第１の画像は、静止画像の記録に用いられる。第１の画像よりも低解像度な第２の画像は、背面液晶や電子ビューファインダーなどの電子表示装置に表示されるとともに、焦点検出画像として焦点検出（焦点調節処理）に用いられる。 FIG. 10 is an example of a timing chart during continuous shooting. In FIG. 10, the high resolution first image is used for recording a still image. The second image, which has a lower resolution than the first image, is displayed on an electronic display device such as a rear liquid crystal display or an electronic viewfinder, and is used for focus detection (focus adjustment processing) as a focus detection image.

記録に用いられる第１の画像は適露出（画像）で露光されることが好適であり、焦点検出に用いられる第２の画像は適露出（ＡＦ）で露光されることが好適である。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、基線長に基づく情報としてＦｎｏを用いて、図５に示される露出狙い値でＡＦを行う。したがって、Ｆ２．８よりも明るい条件で連写撮影を行う場合は、第１の画像と第２の画像の露出狙い値は揃う。一方、Ｆ２．８よりも絞る場合においては、第１の画像よりも第２の画像の露出の方が高くなる。 The first image used for recording is preferably exposed with an appropriate exposure (image), and the second image used for focus detection is preferably exposed with an appropriate exposure (AF). In the present embodiment, as in the first embodiment, Fno is used as information based on the baseline length, and AF is performed at the exposure target value shown in FIG. Therefore, when continuous shooting is performed under conditions brighter than F2.8, the exposure target values of the first image and the second image are the same. On the other hand, when the aperture is narrowed down to F2.8, the exposure of the second image is higher than that of the first image.

図１０に示されるように、記録に用いられる第１の画像の合間に、焦点検出用の第２の画像の蓄積がはさまれる場合、第２の画像を適露出（ＡＦ）とすることで、連写中も高精度な焦点検出が可能となる。なお、モードによっては第１の画像が記録用の静止画像と焦点検出用の画像を兼ねることがある。この場合、記録用の画像の露出を優先し、適露出（画像）で露光されることが好適である。また、動画に関しては、動画記録中に露出変更を頻繁に実施するのは品位を下げる可能性があるため、動画待機中は適露出（ＡＦ）に合わせて、動画記録中は適露出（画像）とする手法もある。 As shown in FIG. 10, when the accumulation of the second image for focus detection is sandwiched between the first images used for recording, the second image is set to the appropriate exposure (AF). , Highly accurate focus detection is possible even during continuous shooting. Depending on the mode, the first image may serve as both a still image for recording and an image for focus detection. In this case, it is preferable to give priority to the exposure of the image for recording and to expose with an appropriate exposure (image). In addition, for moving images, frequent exposure changes during video recording may reduce the quality, so the appropriate exposure (AF) is adjusted during video standby, and the appropriate exposure (image) is adjusted during video recording. There is also a method of

各実施形態の撮像装置１００は、基線長に基づく情報を用いて、測光の有無や露出狙い値の設定を行うことで、素早く高精度な焦点検出が可能となる。なお本発明は、位相差ＡＦを実行可能な全ての製品に適用可能であり、撮像装置以外にも位相差構造を用いた測距センサ等にも応用可能である。 The image pickup apparatus 100 of each embodiment enables quick and highly accurate focus detection by setting the presence / absence of light measurement and the exposure target value using the information based on the baseline length. The present invention can be applied to all products capable of performing phase-difference AF, and can be applied to distance measuring sensors and the like using a phase-difference structure in addition to the imaging device.

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。 (Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

各実施形態によれば、基線長に基づく情報を用いて、測光の有無や露出狙い値を設定することができる。このため各実施形態によれば、素早く高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することが可能である。 According to each embodiment, it is possible to set the presence / absence of light measurement and the exposure target value by using the information based on the baseline length. Therefore, according to each embodiment, it is possible to provide a control device, an image pickup device, a control method, and a program capable of quick and highly accurate focus detection.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

１２１ ＣＰＵ（制御装置）
１２１ａ 露出制御部
１２１ｂ 露出条件取得部 121 CPU (control device)
121a Exposure control unit 121b Exposure condition acquisition unit

Claims (12)

撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御装置であって、
露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う露出制御部と、
基線長に基づく情報に基づいて、前記焦点検出のための露出条件を取得する露出条件取得部と、を有し、
前記露出条件は、第１の基線長に基づく情報では第１の露出狙い値となる露出条件であり、第２の基線長に基づく情報では前記第１の露出狙い値とは異なる第２の露出狙い値となる露出条件であり、
前記露出制御部は、前記露出条件となるように前記露出制御を行うことを特徴とする制御装置。 It is a control device that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system.
An exposure control unit that controls exposure based on exposure control values including exposure time, imaging sensitivity, and aperture value.
It has an exposure condition acquisition unit that acquires an exposure condition for the focus detection based on information based on the baseline length.
The exposure condition is an exposure condition that is the first exposure target value in the information based on the first baseline length, and the second exposure different from the first exposure target value in the information based on the second baseline length. It is an exposure condition that is the target value,
The exposure control unit is a control device that controls the exposure so as to meet the exposure conditions. 前記第１の基線長は、前記第２の基線長よりも短く、
前記第１の露出狙い値は、前記第２の露出狙い値よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 The first baseline length is shorter than the second baseline length.
The control device according to claim 1, wherein the first exposure target value is higher than the second exposure target value. 前記露出条件取得部は、被写体のコントラストに基づく情報に基づいて、前記露出条件を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。 The control device according to claim 1 or 2, wherein the exposure condition acquisition unit acquires the exposure condition based on information based on the contrast of the subject. 前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節部を更に有し、
前記露出制御部は、前記焦点調節部が前記焦点調節を行っている間の被写体輝度の変化に基づいて、前記露出制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。 It also has a focus adjustment unit that adjusts the focus of the imaging optical system.
The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the exposure control unit performs the exposure control based on a change in the subject brightness while the focus adjustment unit performs the focus adjustment. Control device. 撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御装置であって、
露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う露出制御部と、
前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、
前記焦点調節部による前記焦点調節の際に、少なくとも現在の輝度情報と基線長に基づく情報とに基づいて、前記露出制御の実施要否を判定する露出変更判定部と、を有し、
前記露出変更判定部は、第１の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件を、第２の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件とは異なる第２の露出判定条件を有し、
前記露出制御部は、前記露出変更判定部が前記露出制御を実施すると判定した場合、前記露出制御を行うことを特徴とする制御装置。 It is a control device that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system.
An exposure control unit that controls exposure based on exposure control values including exposure time, imaging sensitivity, and aperture value.
A focus adjustment unit that adjusts the focus of the imaging optical system,
It has an exposure change determination unit that determines whether or not the exposure control needs to be performed based on at least the current luminance information and the information based on the baseline length at the time of the focus adjustment by the focus adjustment unit.
The exposure change determination unit has a first exposure determination condition for information based on the first baseline length, and a second exposure determination condition different from the first exposure determination condition for information based on the second baseline length. death,
The exposure control unit is a control device that performs the exposure control when the exposure change determination unit determines that the exposure control is to be performed. 前記第１の基線長は、前記第２の基線長よりも短く、
前記第１の露出判定条件は、前記第２の露出判定条件よりも、前記焦点検出により適した露出条件に合わせるための判定条件であることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。 The first baseline length is shorter than the second baseline length.
The control device according to claim 5, wherein the first exposure determination condition is a determination condition for adjusting to an exposure condition more suitable for the focus detection than the second exposure determination condition. 前記基線長に基づく情報は、前記基線長に比例する値、または、前記基線長の逆数に比例する値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the information based on the baseline length is a value proportional to the baseline length or a value proportional to the reciprocal of the baseline length. 前記基線長に基づく情報は、絞り値、像高、または、レンズＩＤであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the information based on the baseline length is an aperture value, an image height, or a lens ID. 撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して画素信号を出力する撮像素子と、
前記画素信号に基づいて焦点検出を行う請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。 An image sensor that outputs pixel signals by photoelectrically converting light that passes through different pupil regions of the image pickup optical system.
An imaging device comprising the control device according to any one of claims 1 to 8, which performs focus detection based on the pixel signal. 撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御方法であって、
露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う露出制御ステップと、
基線長に基づく情報に基づいて、前記焦点検出のための露出条件を取得する露出条件取得ステップと、を有し、
前記露出条件は、第１の基線長に基づく情報では第１の露出狙い値となる露出条件であり、第２の基線長に基づく情報では前記第１の露出狙い値とは異なる第２の露出狙い値となる露出条件であり、
前記露出制御ステップにおいて、前記露出条件となるように前記露出制御を行うことを特徴とする制御方法。 It is a control method that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system.
An exposure control step that controls exposure based on exposure control values including exposure time, imaging sensitivity, and aperture value.
It has an exposure condition acquisition step of acquiring the exposure condition for the focus detection based on the information based on the baseline length.
The exposure condition is an exposure condition that is the first exposure target value in the information based on the first baseline length, and the second exposure different from the first exposure target value in the information based on the second baseline length. It is an exposure condition that is the target value,
A control method comprising performing the exposure control so as to meet the exposure conditions in the exposure control step. 撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光を光電変換して得られる画素信号に基づいて焦点検出を行う制御方法であって、
露光時間、撮像感度、および絞り値を含む露出制御値に基づいて、露出制御を行う露出制御ステップと、
前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記焦点調節の際に、少なくとも現在の輝度情報と基線長に基づく情報とに基づいて、前記露出制御の実施要否を判定する判定ステップと、を有し、
前記判定ステップにおいて、第１の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件に従って前記実施要否を判定し、第２の基線長に基づく情報では第１の露出判定条件とは異なる第２の露出判定条件に従って前記実施要否を判定し、
前記判定ステップにて前記露出制御を実施すると判定された場合、前記露出制御ステップにおいて前記露出制御を行うことを特徴とする制御方法。 It is a control method that performs focus detection based on a pixel signal obtained by photoelectric conversion of light passing through different pupil regions of an imaging optical system.
An exposure control step that controls exposure based on exposure control values including exposure time, imaging sensitivity, and aperture value.
The focus adjustment step for adjusting the focus of the imaging optical system and
At the time of the focus adjustment, it has a determination step of determining whether or not the exposure control should be performed based on at least the current luminance information and the information based on the baseline length.
In the determination step, the information based on the first baseline length determines the necessity of implementation according to the first exposure determination condition, and the information based on the second baseline length is a second exposure determination condition different from the first exposure determination condition. Judging whether or not the implementation is necessary according to the exposure judgment conditions,
A control method comprising performing the exposure control in the exposure control step when it is determined in the determination step that the exposure control is to be performed. 請求項１０または１１に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program comprising causing a computer to execute the control method according to claim 10 or 11.

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