JP6395621B2 - Focus adjustment device, imaging device using the same, and focus adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に用いられて好適な焦点調節装置に関する。 The present invention relates to a focus adjustment apparatus suitable for use in an imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera.
カメラ等の撮像装置に搭載されるオートフォーカス(AF)方式の一つとして、位相差検出方式(以下、位相差AFと記す)がある。位相差AFでは、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を二分割し、二分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光する。 As one of autofocus (AF) methods mounted on an imaging apparatus such as a camera, there is a phase difference detection method (hereinafter referred to as phase difference AF). In the phase difference AF, the light beam that has passed through the exit pupil of the photographing lens is divided into two, and the two divided light beams are received by a set of focus detection sensors.
そして、一組の焦点検出用センサから出力される信号のずれ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量(以下、像ずれ量と記す)を検出することで撮影レンズのピント方向のずれ量(以下、デフォーカス量と記す)を求め、フォーカスレンズを制御する。 Then, by detecting the shift amount of the signals output from the pair of focus detection sensors, that is, the relative positional shift amount in the beam splitting direction (hereinafter referred to as the image shift amount), A deviation amount (hereinafter referred to as a defocus amount) is obtained and the focus lens is controlled.
特許文献1には、撮像素子に位相差検出機能を付与することで、専用の焦点検出用センサを不要とするとともに、高速に位相差AFを実現する構成が開示されている。特許文献1の構成では、撮像素子の画素の光電変換部を二分割して瞳分割機能を付与し、二分割された光電変換部の出力を個別に処理することで焦点検出を行うとともに、二分割された光電変換部の合算出力を画像信号として用いている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a configuration that eliminates the need for a dedicated focus detection sensor and provides phase difference AF at high speed by providing a phase difference detection function to an image sensor. In the configuration of
また、特許文献2および特許文献3には、瞳分割機能を付与された光電変換部による焦点検出において、欠陥画素による焦点検出への影響を低減させる構成が開示されている。
特許文献2の構成では、撮像素子の欠陥画素の位置を記憶し、欠陥画素からの出力信号は焦点検出に用いないようにすることで、焦点検出結果へ影響を受けないようにしている。
In the configuration of
また、特許文献3には、撮像素子の欠陥画素の位置を記憶し、欠陥画素を含む焦点検出画素領域から焦点検出を行う場合には、撮影条件に応じて、欠陥画素を用いて焦点検出を行うか否かの判定を有する構成が開示されている。 In Patent Document 3, the position of the defective pixel of the image sensor is stored, and when focus detection is performed from the focus detection pixel area including the defective pixel, focus detection is performed using the defective pixel according to the shooting conditions. A configuration having a determination of whether to do is disclosed.
しかしながら、特許文献1の構成では、焦点検出領域に欠陥画素が含まれる場合、焦点検出は欠陥画素の出力信号も含めて演算を行ってしまうため、焦点検出の精度が低下する場合があるという課題がある。
However, in the configuration of
特許文献2または特許文献3の構成では、工場での調整の段階で撮像素子中の欠陥画素を予め検出、記憶しておく。焦点検出時には、記憶した欠陥画素位置から、出力を焦点検出に用いるか否かを判定することで、焦点検出での欠陥画素による精度の低下を低減しているが、工場調整以後に撮像素子に発生する欠陥画素については考慮されていない。
In the configuration of
そこで、本発明は、瞳分割機能を付与された光電変換部を有する撮像素子における焦点検出において、欠陥画素による焦点検出の精度の低下を抑えた高精度な焦点調節装置、撮像装置、撮像システム、および焦点検出方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a high-precision focus adjustment device, an imaging device, an imaging system, and a focus detection in an imaging device having a photoelectric conversion unit provided with a pupil division function, in which a decrease in focus detection accuracy due to defective pixels is suppressed. And a focus detection method.
本発明は、撮像光学系の異なる射出瞳領域を透過した一対の光束を各々が受光する複数の焦点検出画素を備えた撮像素子と、前記撮像素子から出力される焦点検出信号を用いて位相差方式の焦点調節を行う焦点調節手段と、を有する焦点調節装置であって、
前記複数の焦点検出画素のうち第1の焦点検出画素の第1の焦点検出信号の信号値と前記第1の焦点検出画素の周辺の焦点検出画素の第2の焦点検出信号の信号値との差分値が所定の閾値以上である場合に前記第1の焦点検出画素を欠陥画素と判定する欠陥画素検出手段と、
前記焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が所定値よりも大きい場合の前記閾値を、前記焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が前記所定値以下の場合の前記閾値よりも大きく設定する閾値設定手段と、を有することを特徴とする。
The present invention provides an imaging device having a plurality of focus detection pixels each receiving a pair of light beams that have passed through different exit pupil regions of an imaging optical system, and a phase difference using a focus detection signal output from the imaging device. A focusing device having a focusing means for performing the focusing of the system,
Of the plurality of focus detection pixels, a signal value of a first focus detection signal of a first focus detection pixel and a signal value of a second focus detection signal of a focus detection pixel around the first focus detection pixel A defective pixel detection means for determining that the first focus detection pixel is a defective pixel when the difference value is equal to or greater than a predetermined threshold;
The threshold value when the number of focus detection pixels used for focus adjustment is larger than a predetermined value is set larger than the threshold value when the number of focus detection pixels used for focus adjustment is equal to or less than the predetermined value. And a threshold value setting means.
本発明によれば、焦点検出領域内に欠陥画素が含まれる場合の焦点検出の精度の低下を抑えることができ、高精度な焦点調節装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the precision of focus detection when a defective pixel is contained in a focus detection area can be suppressed, and a highly accurate focus adjustment apparatus can be provided.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference number is attached | subjected about the same member in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<実施例1>
まず、図1を参照して、本実施例における撮像装置の構成について説明する。図1は、撮像装置100の構成を示すブロック図である。撮像装置100は、被写体を撮影して、動画や静止画のデータをテープや固体メモリ、光ディスクや磁気ディスクなどの各種メディアに記録可能なビデオカメラやデジタルスチルカメラなどであるが、これらに限定されるものではない。
<Example 1>
First, with reference to FIG. 1, the structure of the imaging device in a present Example is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the
また、撮像装置100内の各部は、バス160を介して接続され、メインCPU151(中央演算処理装置)により制御される。
Each unit in the
撮像装置100は、一つのマイクロレンズを共有する複数の焦点検出画素を備えた撮像素子を有し、当該撮像素子が出力する画像信号(焦点検出信号)を用いて位相差方式の焦点検出を行う焦点調節装置を搭載している。
The
なお本実施例の焦点調節装置は、撮像光学系(撮影レンズ)を介して得られた光学像を取得可能に構成された撮像装置(撮像装置本体)と、撮像装置本体に着脱可能な撮像光学系とから構成される撮像システムに適用される。 The focus adjustment apparatus of the present embodiment includes an imaging apparatus (imaging apparatus body) configured to be able to acquire an optical image obtained via an imaging optical system (imaging lens), and an imaging optical that can be attached to and detached from the imaging apparatus body. The present invention is applied to an imaging system composed of a system.
しかし、本実施例はこれに限定されるものではなく、撮像光学系が撮像装置本体と一体的に設けられた撮像装置にも適用可能である。 However, the present embodiment is not limited to this, and can also be applied to an imaging apparatus in which an imaging optical system is provided integrally with the imaging apparatus main body.
撮影レンズ101は、第1の固定レンズ群102、ズームレンズ111、絞り103、第2の固定レンズ群121、および、焦点調節手段としてのフォーカスレンズ131を備えたレンズユニットとして構成される。
The photographing
絞り制御部105は、メインCPU151の指令に従い、絞りモータ104を介して絞り103を駆動することにより、絞り103の開口径を調整して撮影時の光量調節を行う。ズーム制御部113は、ズームモータ112を介してズームレンズ111を駆動することにより、焦点距離を変更する。また、フォーカス制御部133は、フォーカスモータ132を介してフォーカスレンズ131を駆動することにより、焦点調節状態(フォーカス状態)を制御する。
The
フォーカスレンズ131は、焦点調節用レンズであり、図1には単レンズとして簡略的に示されているが、通常複数のレンズで構成される。
The
上記光学部材で構成された撮影レンズ101により撮像素子141上に結像される被写体像は、複数の焦点検出画素を備えた撮像素子141により電気信号に変換される。
A subject image formed on the
撮像素子141は、撮像光学系101の異なる射出瞳領域を透過した一対の光束を各々が受光する複数の焦点検出画素を備えている。
The
撮像素子141は、光電変換により被写体像(光学像)を電気信号に変換する光電変換素子である。撮像素子141は、横方向(水平方向)にm画素、縦方向(垂直方向)にn画素の受光素子のそれぞれが、後述のように二つの光電変換素子(受光領域)が配置されている構成を有している。
The
撮像素子141上に結像された被写体像を光電変換して得られた電子信号は、撮像信号の処理部142により画像信号(画像データ)として整えられる。
An electronic signal obtained by photoelectrically converting the subject image formed on the
この撮像信号の処理部142は後述の欠陥画素の検出補正部を有し、撮像素子141から得られた電気信号から欠陥画素を検出、補正した上で画像データを生成する機能を有する。
The imaging
位相差AFの処理部135は、二つの光電変換素子(第1の光電変換素子、第2の光電変換素子)から個別に(それぞれ独立して)出力された画像信号(信号値)を撮像信号の処理部142より取得する。そして、被写体からの光を分割して得られた像の分割方向における像ずれ量を検出(算出)する。
The phase difference
1つの焦点検出画素が二つの光電変換素子(第1の光電変換素子、第2の光電変換素子)で構成されている例を説明する。 An example in which one focus detection pixel includes two photoelectric conversion elements (a first photoelectric conversion element and a second photoelectric conversion element) will be described.
また、位相差AFの処理部135は、検出した像ずれ量に基づいて撮影レンズ101のピント方向のずれ量(デフォーカス量)を算出する。デフォーカス量は、像ずれ量に係数(換算係数)を掛けることにより算出される。
Also, the phase difference
なお、像ずれ量算出、デフォーカス量算出の各動作は、メインCPU151の指令に基づいて行われる。また、これらの動作の少なくとも一部をメインCPU151またはフォーカス制御部133で実行するように構成してもよい。
It should be noted that the image displacement amount calculation and defocus amount calculation operations are performed based on commands from the
位相差AFの処理部135は、算出されたずれ量(デフォーカス量)をフォーカス制御部133へ出力する。フォーカス制御部133は、撮影レンズ101のピント方向のずれ量に基づいてフォーカスモータ132を駆動する駆動量を決定する。フォーカス制御部133およびフォーカスモータ132によるフォーカスレンズ131の移動制御により、AF制御が実現される。
The phase difference
撮像信号の処理部142から出力される画像データは、撮像制御部143に送られ、一時的にRAM154(ランダム・アクセス・メモリ)に蓄積される。RAM154に蓄積された画像データは、画像圧縮伸張部153にて圧縮された後、記録媒体157に記録される。これと並行して、RAM154に蓄積された画像データは、画像処理部152に送られる。
Image data output from the imaging
画像処理部152(画像処理手段)は、第1の光電変換素子および第2の光電変換素子の加算信号を用いて得られた画像信号を処理する。画像処理部152は、例えば、画像データに対して最適なサイズへの縮小・拡大処理を行う。
The image processing unit 152 (image processing means) processes an image signal obtained by using the addition signal of the first photoelectric conversion element and the second photoelectric conversion element. For example, the
最適なサイズに処理された画像データは、モニタディスプレイ150に送られて画像表示される。これにより操作者は、リアルタイムで撮影画像を観察することができる。なお、画像の撮影直後にはモニタディスプレイ150が所定時間だけ撮影画像を表示することで、操作者は撮影画像を確認することができる。
The image data processed to the optimum size is sent to the
操作部156(操作スイッチ)は、操作者が撮像装置100への指示を行うために用い、操作部156から入力された操作指示信号は、バス160を介してメインCPU151に送られる。
The operation unit 156 (operation switch) is used by an operator to give an instruction to the
撮像制御部143は、メインCPU151からの命令に基づき、撮像素子の制御を行う。これに先立ち、メインCPU151は、操作部156からの指示あるいは、一時的にRAM154に蓄積された画像データの画素信号の大きさに基づいて、撮像素子141の蓄積時間、撮像素子141から撮像信号の処理部142へ出力するゲインの値、レンズユニットの絞り値を決定する。
The
撮像制御部143は、メインCPUから蓄積時間、ゲインの設定値の指示を受け取り、撮像素子141を制御する。
The
バッテリ159は、電源管理部158により適切に管理され、撮像装置100の全体に安定した電源供給を行う。フラッシュメモリ155は、撮像装置100の動作に必要な制御プログラムを記憶している。
The
操作者の操作により撮像装置100が起動すると(電源OFF状態から電源ON状態へ移行すると)、フラッシュメモリ155に格納された制御プログラムがRAM154の一部に読み込まれる(ロードされる)。メインCPU151は、RAM154にロードされた制御プログラムに従って撮像装置100の動作を制御する。
When the
次に、図2を参照して、撮像装置100の焦点制御(焦点調節)を含む撮影動作について説明する。図2は、撮像装置100の撮影動作を示すフローチャートである。図2の各ステップは、メインCPU151の制御プログラムに従った指令に基づいて行われる。
Next, with reference to FIG. 2, a photographing operation including focus control (focus adjustment) of the
まずステップS201において、撮像装置100の電源がONにされると、メインCPU151は演算(制御)を開始する。続いてステップS202において、撮像装置100のフラグや制御変数などを初期化し、ステップS203において、フォーカスレンズ131などの光学部材(撮像光学部材)を初期位置に移動させる。
First, in step S201, when the power of the
次に、ステップS204において、メインCPU151は操作者により電源OFF操作が行われたか否か(電源OFF操作の有無)を検出する。ステップS204にて電源OFF操作が検出された場合、ステップS205に進む。
Next, in step S204, the
ステップS205において、メインCPU151は、撮像装置100の電源をOFFにするため、撮像光学部材を初期位置へ移動し、各種フラグや制御変数のクリアなどの後処理を行う。そしてステップS206において、撮像装置100の撮影動作(制御)を終了する。
In step S205, the
一方、ステップS204にて電源OFF操作が検出されない場合、ステップS207に進む。ステップS207において、メインCPU151は、焦点検出処理を行う。続いてステップS208において、フォーカス制御部133は、ステップS207にて決定された駆動方向、速度、および、位置に従ってフォーカスレンズ131を駆動し、フォーカスレンズ131を所望の位置に移動させる。
On the other hand, if the power OFF operation is not detected in step S204, the process proceeds to step S207. In step S207, the
続いてステップS209において、撮像素子141は、本露光により被写体像を光電変換して撮像信号を生成する(撮像処理)。また撮像信号の処理部142は、光電変換により生成された撮像信号に所定の処理(画像処理)を施して画像信号を出力する。
Subsequently, in step S209, the
そして、ステップS210において、メインCPU151は、操作者により記録ボタン(操作部156)の押下がなされたか否かを検出し、記録中であるか否かを判定する。記録中でない場合には、ステップS204へ戻る。
In step S210, the
一方、記録中である場合には、ステップS211に進む。ステップS211において、撮像信号の処理部142から出力された画像信号(画像データ)は、画像圧縮伸張部153により圧縮処理され、画像記録媒体157に記録される。そしてステップS204へ戻り、上述の各ステップを繰り返す。
On the other hand, if recording is in progress, the process proceeds to step S211. In step S <b> 211, the image signal (image data) output from the imaging
次に、本実施例における位相差検出方法について説明する。まず、図3を参照して、撮像素子141の構成について説明する。図3(a)は、瞳分割機能を有する撮像素子141の画素の構成図(断面図)である。
Next, the phase difference detection method in the present embodiment will be described. First, the configuration of the
各画素の光電変換素子30は、二つの光電変換素子30−1(第1の光電変換素子)および光電変換素子30−2(第2の光電変換素子)に分割されており、瞳分割機能を有する。マイクロレンズ31(オンチップマイクロレンズ)は、光電変換素子30に効率よく光を集める機能を有し、光電変換素子30−1、30−2の境界に光軸が合うように配置されている。 The photoelectric conversion element 30 of each pixel is divided into two photoelectric conversion elements 30-1 (first photoelectric conversion element) and photoelectric conversion element 30-2 (second photoelectric conversion element), and has a pupil division function. Have. The microlens 31 (on-chip microlens) has a function of efficiently collecting light on the photoelectric conversion element 30, and is arranged so that the optical axis is aligned with the boundary between the photoelectric conversion elements 30-1 and 30-2.
また、各画素には、平坦化膜32、カラーフィルタ33、配線34、および、層間絶縁膜35が設けられている。
Each pixel is provided with a
図3(b)は、撮像素子141が有する画素配列の一部を示す図(平面図)である。撮像素子141は、図3(a)に示す構成を有する一画素を複数配列することで形成される。また、撮像を行うため、各画素にはR(赤色)、G(緑色)、B(青色)のカラーフィルタ33が交互に配置され、四画素で一組の画素ブロック40、41、42を配列することで、所謂ベイヤー配列が構成されている。
FIG. 3B is a diagram (plan view) illustrating a part of the pixel array included in the
なお、図3(b)において、R、G、Bのそれぞれの下に示される「1」または「2」は、光電変換素子30−1、30−2のそれぞれに対応している。 In FIG. 3B, “1” or “2” shown below each of R, G, and B corresponds to each of the photoelectric conversion elements 30-1 and 30-2.
図3(c)は、撮像素子141の光学原理図であり、図3(b)中のA−A線で切断して得られた断面図の一部を示す。撮像素子141は、撮影レンズ101の予定結像面に配置されている。
FIG. 3C is an optical principle diagram of the
マイクロレンズ31の作用により、光電変換素子30−1、30−2はそれぞれ、撮影レンズ101の瞳(射出瞳)の異なる位置(領域)を通過した一対の光束を受光するように構成されている。光電変換素子30−1は、主に、撮影レンズ101の瞳のうち図3(c)中の右側位置を透過する光束を受光する。
The photoelectric conversion elements 30-1 and 30-2 are configured to receive a pair of light beams that have passed through different positions (regions) of the pupil (exit pupil) of the photographing
一方、光電変換素子30−2は、主に、撮影レンズ101の瞳の図3(c)中の左側位置を透過する光束を受光する。
On the other hand, the photoelectric conversion element 30-2 mainly receives a light beam that passes through the left position of the pupil of the photographing
続いて、図4を参照して、撮影レンズ101の瞳について説明する。図4は、撮像素子141から見た場合の、撮影レンズ101の瞳50を示す図である。51−1は光電変換素子30−1の感度領域(以下、「A像瞳」という。)、51−2は光電変換素子30−2の感度領域(以下、「B像瞳」という。)である。52−1、52−2は、それぞれ、A像瞳およびB像瞳の重心位置である。
Next, the pupil of the photographing
本実施例の撮像処理を行う場合、同一画素において同一色のカラーフィルタが配置された二つの光電変換素子の出力を加算することにより、画像信号を生成することが可能である。 When the imaging process of this embodiment is performed, an image signal can be generated by adding the outputs of two photoelectric conversion elements in which color filters of the same color are arranged in the same pixel.
一方、本実施例の焦点検出処理を行う場合、各画素ブロック内における光電変換素子30−1に対応する光電変換素子からの出力を積算することにより、一画素の焦点検出信号を取得する。そして、この信号を画素ブロック40、41、42のように横方向(水平方向)に連続して取得することによりA像信号を生成することが可能である。
On the other hand, when performing the focus detection process of the present embodiment, the focus detection signal of one pixel is acquired by integrating the outputs from the photoelectric conversion elements corresponding to the photoelectric conversion elements 30-1 in each pixel block. And it is possible to produce | generate A image signal by acquiring this signal continuously in a horizontal direction (horizontal direction) like
同様に、一画素ブロック内における光電変換素子30−2に対応する光電変換素子からの出力を積算することにより、一画素の焦点検出信号を取得する。そして、この信号を横方向の画素ブロックについて連続して取得することによりB像信号を生成することが可能である。A像信号およびB像信号により、一対の位相差検出用の信号が生成される。 Similarly, the focus detection signal of one pixel is acquired by integrating the outputs from the photoelectric conversion elements corresponding to the photoelectric conversion element 30-2 in one pixel block. A B image signal can be generated by continuously acquiring this signal for the pixel blocks in the horizontal direction. A pair of phase difference detection signals is generated from the A and B image signals.
なお、本実施例では図5に示すように、適度な範囲で図中縦方向にライン輝度加算したものを用いる。図5の例では、縦方向にベイヤー配列における2画素ブロック分を用いて、加算平均することにより、焦点検出に用いる画像信号を生成している。なお、輝度加算数L1は、任意に設定可能である。輝度加算数が多いほど、焦点検出領域が画角に対して、縦方向に大きくなる。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the line luminance added in the vertical direction in the drawing is used within an appropriate range. In the example of FIG. 5, an image signal used for focus detection is generated by averaging the two pixel blocks in the Bayer array in the vertical direction. Note that the luminance addition number L1 can be arbitrarily set. The greater the number of luminance additions, the larger the focus detection area in the vertical direction with respect to the angle of view.
続いて、図6を参照して、本実施例の焦点検出方法にて用いられる焦点検出領域について説明する。図6は、焦点検出領域を示す図である。図6に示されるように、撮像画角60に対して、適切な位置に、適切な大きさにて焦点検出領域61が設けられる。
Subsequently, a focus detection region used in the focus detection method of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a focus detection area. As shown in FIG. 6, a
また、焦点検出領域61内には、それぞれ焦点検出領域61を図中縦方向に分割した焦点検出小エリア62〜66を有する。分割された焦点検出小エリア62〜66それぞれにおいて、位相差AFの処理部135は、上述の一対の位相差検出用の信号を生成し、焦点検出を行う。
The
全ての小エリアの相関演算がなされることにより、分割数L2分の相関量波形を得る。この分割数L2分の相関量波形を加算(以下、相関量加算と記す)することにより、最終的な焦点検出領域61における相関量波形を取得する。この焦点検出領域61における相関量波形から相関量が最大になる像ずれ量Xを算出する。
By performing correlation calculation for all small areas, correlation amount waveforms corresponding to the division number L2 are obtained. A correlation amount waveform in the final
なお、撮像画角60上において、複数の焦点検出領域を設定することも可能である。本実施例では、撮像素子141を構成する全画素において二つの光電変換素子を設け、焦点検出領域から位相差検出用の信号を生成する方法について説明したが、これに限定されるものではない。
It should be noted that a plurality of focus detection areas can be set on the imaging angle of
例えば、焦点検出領域にのみ図3(a)に示される構造(分割画素構造)を有する撮像素子141を用いてもよい。
For example, the
続いて、図7を参照して、A像信号およびB像信号(以下、まとめて「像信号」という。)について説明する。図7は、像信号を説明するための図であり、縦軸は像信号のレベル、横軸は画素位置をそれぞれ示している。 Next, the A image signal and the B image signal (hereinafter collectively referred to as “image signal”) will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the image signal. The vertical axis indicates the level of the image signal, and the horizontal axis indicates the pixel position.
生成した一対の位相差検出用の信号の像ずれ量Xは、撮影レンズ101の結像状態(合焦状態、前ピン状態、または、後ピン状態) に応じて変化する。撮影レンズ101が合焦状態の場合、二つの像信号の像ずれ量は無くなる。
The image shift amount X of the generated pair of phase difference detection signals changes according to the imaging state (focusing state, front pin state, or rear pin state) of the
一方、前ピン状態または後ピン状態の場合、異なる方向に像ずれ量が生じる。また像ずれ量は、撮影レンズ101により被写体像が結像している位置とマイクロレンズ上面との距離、いわゆるデフォーカス量と一定の関係を有する。
On the other hand, in the case of the front pin state or the rear pin state, an image shift amount occurs in a different direction. The image shift amount has a fixed relationship with the distance between the position where the subject image is formed by the photographing
そこで、像ずれ量Xを算出するため、二つの像信号に対して相関演算が行われる。この相関演算では、画素をシフトさせながら二つの像信号の相関値が演算され、相関値が最大になる位置同士の差が像ずれ量として算出される。 Therefore, in order to calculate the image shift amount X, correlation calculation is performed on the two image signals. In this correlation calculation, a correlation value between two image signals is calculated while shifting pixels, and a difference between positions where the correlation value is maximized is calculated as an image shift amount.
相関演算はメインCPU151で行われる。この像ずれ量から撮影レンズのデフォーカス量を求め、撮影レンズが合焦状態になるようなレンズ駆動量を算出することで焦点調節を行う。
The correlation calculation is performed by the
図8を参照して、相関演算により算出された像ずれ量からデフォーカス量への変換について説明する。図8は、撮影レンズ101および撮像素子141を含む光学系を示す図である。被写体70に対する予定結像面の位置p0の光軸OA上に焦点検出面の位置p1がある。
With reference to FIG. 8, the conversion from the image shift amount calculated by the correlation calculation to the defocus amount will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an optical system including the photographing
像ずれ量とデフォーカス量との関係は、光学系に応じて決定される。デフォーカス量は、像ずれ量Xに所定の係数K(換算係数)を掛けることにより算出することができる。係数Kは、A像瞳とB像瞳との重心位置に基づいて算出される。 The relationship between the image shift amount and the defocus amount is determined according to the optical system. The defocus amount can be calculated by multiplying the image shift amount X by a predetermined coefficient K (conversion coefficient). The coefficient K is calculated based on the barycentric positions of the A image pupil and the B image pupil.
焦点検出面の位置p1が位置p2に移動した場合、位置p0、q2、q3の三角形と位置p0、q2’、q3’との三角形の相似に従って、像ずれ量が変化する。このため、焦点検出面の位置p2でのデフォーカス量を算出することが可能である。メインCPU151は、デフォーカス量に基づいて、被写体に対して合焦状態を得るためのフォーカスレンズ131の位置を算出する。
When the position p1 of the focus detection surface moves to the position p2, the image shift amount changes according to the similarity between the triangles at the positions p0, q2, and q3 and the triangles at the positions p0, q2 ', and q3'. Therefore, it is possible to calculate the defocus amount at the position p2 on the focus detection surface. Based on the defocus amount, the
図6に示した焦点検出領域内に欠陥画素が含まれる場合、焦点検出の精度が低下する。そのため、本実施例においては、取得した像信号から、欠陥画素を検出し補正を行う。図9のフローチャートを参照して、本実施例における欠陥画素の検出補正動作について説明する。 When a defective pixel is included in the focus detection area shown in FIG. 6, the accuracy of focus detection is lowered. Therefore, in the present embodiment, defective pixels are detected and corrected from the acquired image signal. With reference to the flowchart of FIG. 9, the defective pixel detection and correction operation in this embodiment will be described.
欠陥画素の検出補正動作は、メインCPU151が制御プログラムを実行し、撮像信号の処理部142の欠陥画素の検出補正部が演算を行うことにより実施される。
The defective pixel detection and correction operation is performed by the
ステップS901において、欠陥画素の検出補正動作が開始されると、ステップS902において、撮像信号の処理部142は、画素信号(焦点検出信号)を撮像素子141より取得しつつ、欠陥検出する対象の画素の前後の画素との平均値Aを算出する。ステップS903において、後述の欠陥画素の検出閾値の設定を行う。
In step S901, when a defective pixel detection and correction operation is started, in step S902, the imaging
ステップS904において、欠陥検出する対象の画素とステップS902において算出した平均値Aとの差分の絶対値を算出し、これがステップS903において設定した欠陥画素の検出閾値より大きいか否かを判定する。閾値より小さい場合は、欠陥画素ではないものとし、ステップS906において、欠陥画素の検出補正動作を終了する。 In step S904, the absolute value of the difference between the target pixel for defect detection and the average value A calculated in step S902 is calculated, and it is determined whether this is larger than the defective pixel detection threshold set in step S903. If it is smaller than the threshold value, it is determined that the pixel is not a defective pixel, and in step S906, the defective pixel detection and correction operation ends.
一方、閾値より大きいと判定された場合は、欠陥画素であるものとする。ステップS905において、当該画素の画素信号を平均値Aと置き換えた上で、撮像信号の処理部142より、位相差AF検出部134へ出力し、ステップS906において、欠陥画素の検出補正動作を終了する。
On the other hand, if it is determined that the pixel value is larger than the threshold value, the pixel is a defective pixel. In step S905, the pixel signal of the pixel is replaced with the average value A, and then output from the imaging
上記動作により、画像信号を読み出しつつ、同時に欠陥画素の検出および補正を行うことが可能である。欠陥画素を検出・補正した画像データを用いて、焦点検出動作をすることにより、焦点検出の誤差を低減することが可能である。 With the above operation, it is possible to simultaneously detect and correct defective pixels while reading an image signal. By performing a focus detection operation using image data obtained by detecting and correcting defective pixels, it is possible to reduce focus detection errors.
平均値と別の形態の説明を以下に行う。 The description of the average value and another form will be given below.
欠陥画素検出手段としてのメインCPU151は、欠陥画素である焦点検出画素の周辺の焦点検出画素の信号値の中央値を算出し、第1の焦点検出画素の信号値と中央値の差分値が所定の閾値以上である場合に第1の焦点検出画素を欠陥画素と判定する。
The
中央値とは、欠陥画素である焦点検出画素の周辺の焦点検出画素の複数の信号値の値の大きさが真ん中の値を意味する。 The median means a value in the middle of the value of a plurality of signal values of the focus detection pixels around the focus detection pixel which is a defective pixel.
例えば、周辺の焦点検出画素の複数の信号値が5つあった場合、3番目の信号値を中央値とする。平均値を求める場合、演算負荷がかかるが、中央値は演算が不要となるメリットがある。 For example, when there are five signal values of peripheral focus detection pixels, the third signal value is set as the median value. When calculating the average value, a calculation load is applied, but the median value has an advantage that no calculation is required.
つまり、メインCPU151は、欠陥画素である焦点検出画素の焦点検出信号の信号値と欠陥画素の周辺の焦点検出画素の焦点検出信号の信号値との差分値が所定の閾値以上である場合に焦点検出画素を欠陥画素と判定している。
In other words, the
続いて、図10を用いて、図9のステップS903における欠陥画素の検出閾値の設定動作の詳細について説明する。図10は本実施例における欠陥画素の検出閾値の設定動作のフローチャートである。 Next, details of the operation of setting the detection threshold value of the defective pixel in step S903 in FIG. 9 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart of the defective pixel detection threshold setting operation in this embodiment.
ステップS903において、検出閾値が小さく設定される場合、欠陥画素の出力が本来の出力と差分の小さい、小さな欠陥の検出が可能となる。しかし、本来欠陥ではない画素の出力に対して、欠陥とみなしてしまう誤検出の割合も増加し、焦点検出の誤差も増大してしまう場合がある。 In step S903, when the detection threshold is set to be small, it is possible to detect a small defect in which the output of the defective pixel has a small difference from the original output. However, the ratio of erroneous detection that is regarded as a defect may increase with respect to the output of a pixel that is not originally a defect, and the focus detection error may also increase.
そのため、焦点検出領域の設定に応じて、欠陥画素検出の閾値を変更する。 Therefore, the threshold value for detecting defective pixels is changed according to the setting of the focus detection area.
ステップS1001において、欠陥画素の検出閾値の設定動作が開始されると、ステップS1002において、欠陥画素の検出閾値KThに初期値を入れる。この初期値は、撮像素子のダイナミックレンジに応じて、予め定めておく。 In step S1001, when a defective pixel detection threshold setting operation is started, an initial value is set in the defective pixel detection threshold KTh in step S1002. This initial value is determined in advance according to the dynamic range of the image sensor.
ステップS1003において、焦点検出領域の輝度加算数L1を取得し、この輝度加算数L1が4ライン以上か否かを判定する。4ライン以上である場合にはステップS1004に、4ライン未満である場合にはステップS1005に進む。ステップS1004において、欠陥画素の検出閾値KThをL1/4倍する。輝度加算数が多いほど、欠陥画素の検出閾値を大きくする。 In step S1003, the luminance addition number L1 of the focus detection area is acquired, and it is determined whether the luminance addition number L1 is 4 lines or more. If it is 4 lines or more, the process proceeds to step S1004. If it is less than 4 lines, the process proceeds to step S1005. In step S1004, the defective pixel detection threshold value KTh is multiplied by L1 / 4. As the number of luminance additions increases, the detection threshold for defective pixels is increased.
ステップS1005において、焦点検出領域の相関量加算数L2を取得し、この相関量加算数L2が4ライン以上か否かを判定する。4ライン以上である場合にはステップS1006に、4ライン未満である場合にはステップS1007に進む。ステップS1006において、欠陥画素の検出閾値KThをL2/4倍する。相関量加算数が多いほど、欠陥画素の検出閾値を大きくする。 In step S1005, the correlation amount addition number L2 of the focus detection region is acquired, and it is determined whether or not the correlation amount addition number L2 is 4 lines or more. If it is 4 lines or more, the process proceeds to step S1006. If it is less than 4 lines, the process proceeds to step S1007. In step S1006, the defective pixel detection threshold value KTh is multiplied by L2 / 4. As the correlation amount addition number increases, the detection threshold value of the defective pixel is increased.
ステップS1007において、焦点検出領域のAF枠の幅Wを取得し、このAF枠の幅Wが100画素以上か否かを判定する。100画素以上である場合にはステップS1008に、100画素未満である場合にはステップS1009に進む。ステップS1008において、欠陥画素の検出閾値KThをW/100倍する。 In step S1007, the AF frame width W of the focus detection area is acquired, and it is determined whether the AF frame width W is 100 pixels or more. If it is 100 pixels or more, the process proceeds to step S1008, and if it is less than 100 pixels, the process proceeds to step S1009. In step S1008, the detection threshold value KTh of defective pixels is multiplied by W / 100.
AF枠の幅が大きいほど、欠陥画素の検出閾値を大きくする。ステップS1009において、欠陥画素の検出閾値の設定動作を終了する。 The detection threshold value of the defective pixel is increased as the width of the AF frame is increased. In step S1009, the defective pixel detection threshold setting operation ends.
つまり、閾値設定手段としてのメインCPU151は、焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が所定値よりも大きい場合の閾値を焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が所定値以下の場合の閾値よりも大きく設定している。
In other words, the
このように、焦点検出領域が大きく、焦点検出演算に広い範囲を参照するほど、欠陥画素の影響は相対的に薄まるため、欠陥画素検出が緩くなるように検出閾値を設定する。 As described above, the larger the focus detection area is, and the larger the reference is made to the focus detection calculation, the less the influence of the defective pixel becomes. Therefore, the detection threshold is set so that the defective pixel detection becomes loose.
なお、検出閾値を変更する条件は、上述のパラメータ以外にも、ISO感度(撮像素子141から撮像信号の処理部142へ出力するゲインの値)を参照しても良い。
Note that the condition for changing the detection threshold may refer to ISO sensitivity (a gain value output from the
ISO感度に応じて、焦点検出領域の輝度加算数L1や相関量加算数L2を変更している場合には、ISO感度に応じて、欠陥画素の検出閾値KThを変更する。 When the luminance addition number L1 and the correlation amount addition number L2 of the focus detection area are changed according to the ISO sensitivity, the defective pixel detection threshold value KTh is changed according to the ISO sensitivity.
ISO感度が小さい場合には、輝度加算数L1、相関量加算数L2とも小さくなるため、欠陥画素の検出閾値KThを小さく設定する。 When the ISO sensitivity is low, the luminance addition number L1 and the correlation amount addition number L2 are both small, so the detection threshold value KTh for the defective pixel is set small.
ISO感度が大きい場合には、輝度加算数L1、相関量加算数L2とも大きくなるため、欠陥画素の検出閾値KThを大きく設定する。 When the ISO sensitivity is high, both the luminance addition number L1 and the correlation amount addition number L2 are large, so the detection threshold value KTh for the defective pixel is set large.
つまり、閾値設定手段としてのメインCPU151は、位相差方式の焦点調節に用いる焦点検出領域の焦点検出画素の垂直方向の画素加算数が大きいほど、所定の閾値を大きく設定している。
That is, the
閾値設定手段としてのメインCPU151は、位相差方式の焦点調節に用いる焦点検出領域の焦点検出画素の信号値を用いた相関演算量が大きいほど、所定の閾値を大きく設定している。
The
続いて、図11を参照して、本実施例における焦点調節装置による位相差AFについて説明する。図11は、本実施例における焦点調節装置による位相差AF方式の焦点検出動作を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 11, the phase difference AF by the focus adjustment apparatus in the present embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart showing the focus detection operation of the phase difference AF method by the focus adjustment apparatus in the present embodiment.
図11の各ステップは、メインCPU151が制御プログラムを実行して各部を制御することにより実施され、図2中のステップS207に相当する。
Each step in FIG. 11 is performed by the
まず、ステップS1101において、位相差AFが開始される。焦点調節装置は、位相差AFに用いる像信号を取得するため、撮像素子141が被写体像を撮像して出力する撮像信号から画像信号が生成される(RAM154にストアされる)のをステップS1102およびS1103により待つ。
First, in step S1101, phase difference AF is started. In order to acquire the image signal used for the phase difference AF, the focus adjustment device generates an image signal (stored in the RAM 154) from the imaging signal output by the
メインCPU151および撮像制御部143は撮像素子を制御して所定の蓄積時間に従って電荷蓄積(露光)を行い(ステップS1102)、ステップS1104において、位相差AF領域での画像信号の画素値の読み出しを行う。
The
ステップS1105において、メインCPU151は、位相差AF領域にある所定画素数分の読み出しが完了したか否かを判定する。所定画素数分の読み出しが完了していない場合、ステップS1104に戻り、所定画素数分の読み出しが終了するまでステップS1104〜S1105を繰り返す。
In step S1105, the
ステップS1106において、取得した像信号に対して、図9および図10で示した欠陥画素の検出および補正処理を行う。ステップS1107において、像信号に前補正処理を行う。この前補正処理には、ノイズを除去するためのフィルタ処理などが含まれる。ステップS1108において、メインCPU151は像信号に対して相関演算を行い、像ずれ量Xを算出する。
In step S1106, the defective pixel detection and correction processing shown in FIGS. 9 and 10 is performed on the acquired image signal. In step S1107, pre-correction processing is performed on the image signal. This pre-correction process includes a filter process for removing noise and the like. In step S1108, the
続いてステップS1109において、メインCPU151は、算出した像ずれ量Xの信頼性を評価する。この信頼性に係わる評価値は、像信号のコントラストや二つの像信号の一致度などに基づいて算出される。
Subsequently, in step S1109, the
続いてステップS1110において、メインCPU151は、算出された信頼性の評価値に基づいて、信頼できる像ずれ量Xが得られたか否かを判定する。
Subsequently, in step S1110, the
この信頼性判定では、ステップS1109で算出した信頼性の評価値が所定の閾値よりも大きいか否かに従って、所定値より大きい場合は信頼できると判定し、所定値より小さい場合は信頼できないと判定する。 In this reliability determination, according to whether or not the reliability evaluation value calculated in step S1109 is larger than a predetermined threshold, it is determined that the reliability is greater than the predetermined value, and is determined to be unreliable if it is smaller than the predetermined value. To do.
なお、本ステップS1110には、相関演算が苦手とする被写体か否かの判定も含む。 Note that this step S1110 includes determination as to whether or not the subject is not good at correlation calculation.
信頼性があると判定される場合、ステップS1111において、メインCPU151は、算出された像ずれ量Xに補正後の係数Kを掛けることにより(Def=K×Xの関係式により)、デフォーカス量Defを算出する。
If it is determined that there is reliability, in step S1111, the
そして、ステップS1113において位相差AFを終了して本処理を呼び出したメインルーチンに戻る。一方、ステップS1111において信頼性のある像ずれ量を検出できなかったと判定された場合は、ステップS1112において位相差AFを行わない(位相差AF−NG)。そしてステップS1113において、位相差AFを終了して、本処理を呼び出したメインルーチンに戻る。 In step S1113, the phase difference AF is terminated and the process returns to the main routine that called this processing. On the other hand, if it is determined in step S1111 that a reliable image shift amount could not be detected, phase difference AF is not performed in step S1112 (phase difference AF-NG). In step S1113, the phase difference AF is terminated, and the process returns to the main routine that called this processing.
次に、図12を参照して、本発明における焦点調節装置の焦点制御動作(焦点調節動作)について説明する。図12は、本実施例における焦点調節装置の焦点制御動作を示すフローチャートである。図12に示される各ステップは、メインCPU151およびフォーカス制御部133により実施され、図2中のステップS208に相当する。
Next, with reference to FIG. 12, the focus control operation (focus adjustment operation) of the focus adjustment apparatus according to the present invention will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the focus control operation of the focus adjusting apparatus in the present embodiment. Each step shown in FIG. 12 is performed by the
本実施例の焦点制御動作が開始されると、メインCPU151は制御プログラムに従い所定の演算を行う。そしてフォーカス制御部133は、メインCPU151の指令に基づいて、フォーカスモータ132の制御を行う。
When the focus control operation of this embodiment is started, the
まず、ステップS1201にて焦点制御が開始されると、ステップS1202において、フォーカス制御部133は、図11に示される焦点検出動作で算出されたデフォーカス量を取得する。そしてステップS1203において、フォーカス制御部133は、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ131の駆動量(レンズ駆動量)を算出する。
First, when focus control is started in step S1201, in step S1202, the
また、このレンズ駆動量の算出には、レンズ駆動方向と速度の算出も含まれる。続いてステップS1204において、メインCPU151(フォーカス制御部133)は、デフォーカス量の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する。 The calculation of the lens driving amount includes calculation of the lens driving direction and speed. Subsequently, in step S1204, the main CPU 151 (focus control unit 133) determines whether or not the absolute value of the defocus amount is equal to or less than a predetermined value.
ステップS1204にてデフォーカス量の絶対値が所定値以下ではない場合、ステップS1205に進む。ステップS1205において、フォーカスレンズ131の位置は合焦位置(合焦点)でないと見なされるため、ステップS1203にて算出されたレンズ駆動量に従って、フォーカスレンズ131を駆動し、ステップS1207に進む。
If the absolute value of the defocus amount is not less than or equal to the predetermined value in step S1204, the process proceeds to step S1205. In step S1205, since the position of the
以後、図2に示されるフローに従って、焦点検出とフォーカスレンズ駆動を繰り返す。 Thereafter, focus detection and focus lens driving are repeated according to the flow shown in FIG.
一方、ステップS1204にてデフォーカス量の絶対値が所定値以下である場合、ステップS1206に進む。このとき、フォーカスレンズ位置は合焦点にあると見なされるため、ステップS1206にてレンズ駆動を停止し、ステップS1207に進む。 On the other hand, if the absolute value of the defocus amount is equal to or smaller than the predetermined value in step S1204, the process proceeds to step S1206. At this time, since the focus lens position is considered to be in focus, lens driving is stopped in step S1206, and the process proceeds to step S1207.
以後、図2に示されるフローに従って焦点検出を行い、デフォーカス量が再び所定値を超えた場合にはフォーカスレンズ131を駆動する。
Thereafter, focus detection is performed according to the flow shown in FIG. 2, and when the defocus amount exceeds a predetermined value again, the
なお、撮像装置100の動作は、図2のフローに示される通り、電源をOFFにされるまで、図7、図10、図11のフローを繰り返すことで、被写体に合焦するまで複数回の焦点検出を行う。
The operation of the
以上のように、本実施例では、焦点検出領域内に欠陥画素が含まれる場合に、画像信号を読み出しつつ、同時に欠陥画素の検出および補正を行うことが可能である。 As described above, in this embodiment, when a defective pixel is included in the focus detection area, it is possible to simultaneously detect and correct a defective pixel while reading an image signal.
また、欠陥画素に対して補正した値を焦点検出に用いることにより、焦点検出の精度の低下を抑えた焦点検出を行うことができる。欠陥画素の検出には、周囲の画素との比較が必要であり、そのための閾値が必要となるが、焦点検出領域の設定に応じて、欠陥画素検出の閾値を変更することにより、焦点検出に適した欠陥画素検出を行うことが可能である。 Further, by using a value corrected for a defective pixel for focus detection, focus detection can be performed while suppressing a decrease in focus detection accuracy. Detection of defective pixels requires comparison with surrounding pixels, and a threshold value is required for that purpose, but by detecting the defective pixel detection threshold according to the setting of the focus detection area, focus detection can be performed. It is possible to perform suitable defective pixel detection.
<実施例2>
次に、本発明の実施例2における欠陥画素の検出閾値の設定動作について説明する。実施例1では、焦点検出領域の大きさに応じて、欠陥画素検出の閾値を設定する方法について説明した。
<Example 2>
Next, an operation for setting a detection threshold value of a defective pixel according to the second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the method of setting the threshold value for detecting defective pixels according to the size of the focus detection area has been described.
本実施例では、焦点検出の演算を行う際の参照領域の大きさに応じて、欠陥画素の検出閾値を設定する方法について説明する。 In the present embodiment, a method for setting a detection threshold value of a defective pixel in accordance with the size of a reference area when performing focus detection calculation will be described.
なお、本実施例において、実施例1と同一の内容については、同一の符号を用いてその説明を省略する。 In the present embodiment, the same contents as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図13は、F値が大きい状態での撮影レンズ101の瞳を表す図である。F値が大きい状態での撮影レンズ101の瞳53は、F値が小さい状態での撮影レンズ101の瞳50より小さくなる。それに伴い、A像瞳54−1、B像瞳54−2の重心位置55−1、55−2間の距離は、52−1、52−2間の距離よりも短くなる。そのため、F値が大きい状態での、像ずれ量からデフォーカス量を算出するための所定の係数K(換算係数)は、F値が小さい状態の時より大きくなる。
FIG. 13 is a diagram illustrating the pupil of the photographing
図14は、F値に応じて、ある撮影レンズを代表例とした時の、最もデフォーカスした場合の像ずれ量を示したものである。横軸にF値、縦軸に相関演算において像ずれ量を算出するのに必要な参照領域の大きさを示している。F値が大きい状態では、撮影レンズが最もデフォーカスした場合での、2つの像信号の像ずれは小さくなる。そのため、焦点検出に必要な画素数が変化する。 FIG. 14 shows the image shift amount when the most defocused when a photographic lens is a representative example according to the F value. The horizontal axis indicates the F value, and the vertical axis indicates the size of the reference area necessary for calculating the image shift amount in the correlation calculation. When the F value is large, the image shift between the two image signals when the photographing lens is most defocused is small. Therefore, the number of pixels required for focus detection changes.
図15は、本実施例における欠陥画素の検出閾値の設定動作のフローチャートである。ステップS1501〜S1508は、図10におけるステップS1001〜S1008と同様である。 FIG. 15 is a flowchart of an operation for setting a detection threshold value of a defective pixel in this embodiment. Steps S1501 to S1508 are the same as steps S1001 to S1008 in FIG.
ステップS1509において、撮影レンズのF値を取得し、このF値が4以上か否かを判定する。4以上である場合にはステップS1510に、4未満である場合にはステップS1511に進む。ステップS1510において、欠陥画素の検出閾値KThを4/F倍する。F値が大きいほど、欠陥画素の検出閾値を小さくする。ステップS1511において、欠陥画素の検出閾値の設定動作を終了する。 In step S1509, the F value of the photographing lens is acquired, and it is determined whether this F value is 4 or more. If it is 4 or more, the process proceeds to step S1510. If it is less than 4, the process proceeds to step S1511. In step S1510, the defective pixel detection threshold KTh is multiplied by 4 / F. The larger the F value, the smaller the defective pixel detection threshold. In step S1511, the defective pixel detection threshold setting operation is terminated.
なお、本実施例において、焦点検出の演算を行う際の参照領域の大きさが変わる例として、F値に応じて欠陥画素の検出閾値を変更する方法について説明した。図2のフローに示される被写体に合焦するまで複数回の焦点検出を行うシステムにおいて、前回の焦点検出の結果に応じて、今回の参照範囲を変更する場合にも適用可能である。 In the present embodiment, as an example of changing the size of the reference area when performing the focus detection calculation, the method of changing the defective pixel detection threshold according to the F value has been described. In the system in which the focus detection is performed a plurality of times until the subject shown in the flow in FIG. 2 is focused, the present reference range can be changed according to the result of the previous focus detection.
以上のように、本実施例では、焦点検出の演算を行う際の参照領域の大きさに応じて、欠陥画素の検出閾値を設定する。よって、焦点検出領域内に欠陥画素が含まれる場合に、画像信号を読み出しつつ、同時に欠陥画素の検出および補正を行うことが可能である。また、欠陥画素に対して補正した値を焦点検出に用いることにより、焦点検出の精度の低下を抑えた焦点検出を行うことができる。 As described above, in this embodiment, the detection threshold value of the defective pixel is set according to the size of the reference area when performing the focus detection calculation. Therefore, when a defective pixel is included in the focus detection region, it is possible to simultaneously detect and correct the defective pixel while reading the image signal. Further, by using a value corrected for a defective pixel for focus detection, focus detection can be performed while suppressing a decrease in focus detection accuracy.
なお、本実施例中の数値は一例であり、輝度加算数や相関量加算数に応じて、欠陥画素の検出閾値を比例的に増減する設定について述べたが、例えば固定値の加減によって欠陥画素の検出閾値を増減しても良い。 In addition, the numerical value in a present Example is an example, and although the setting which increases / decreases the detection threshold of a defective pixel proportionally according to the brightness | luminance addition number or the correlation amount addition number was described, for example, defective pixel is adjusted by the addition / decrease of a fixed value. The detection threshold may be increased or decreased.
また、初期値は任意であり、撮像素子の構造あるいは搭載する撮像装置の機種に応じて、任意に設定可能である。また、欠陥画素の検出閾値に下限値、上限値の設定を加えても良い。 Further, the initial value is arbitrary, and can be arbitrarily set according to the structure of the image sensor or the model of the image pickup apparatus to be mounted. Further, a lower limit value and an upper limit value may be added to the detection threshold value of the defective pixel.
上記各実施例によれば、欠陥画素による焦点検出の精度の低下を抑えた高精度な焦点調節装置、撮像装置、撮像システム、および焦点検出方法を提供することができる。 According to each of the embodiments described above, it is possible to provide a highly accurate focus adjustment device, an imaging device, an imaging system, and a focus detection method that suppress a decrease in accuracy of focus detection due to defective pixels.
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。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
30 光電変換素子
31 マイクロレンズ
61 焦点検出領域
101 撮影レンズ
103 絞り
131 フォーカスレンズ
133 フォーカス制御部
135 位相差AFの処理部
141 撮像素子
142 撮像信号の処理部
143 撮像部制御部
151 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30
Claims (11)
前記複数の焦点検出画素のうち第1の焦点検出画素の第1の焦点検出信号の信号値と前記第1の焦点検出画素の周辺の焦点検出画素の第2の焦点検出信号の信号値との差分値が所定の閾値以上である場合に前記第1の焦点検出画素を欠陥画素と判定する欠陥画素検出手段と、
前記焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が所定値よりも大きい場合の前記閾値を、前記焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が前記所定値以下の場合の前記閾値よりも大きく設定する閾値設定手段と、を有することを特徴とする焦点調節装置。 An image pickup device having a plurality of focus detection pixels each receiving a pair of light beams that have passed through different exit pupil regions of the image pickup optical system, and a phase difference type focus adjustment using a focus detection signal output from the image pickup device A focus adjusting device having a focus adjusting means,
Of the plurality of focus detection pixels, a signal value of a first focus detection signal of a first focus detection pixel and a signal value of a second focus detection signal of a focus detection pixel around the first focus detection pixel A defective pixel detection means for determining that the first focus detection pixel is a defective pixel when the difference value is equal to or greater than a predetermined threshold;
The threshold value when the number of focus detection pixels used for focus adjustment is larger than a predetermined value is set larger than the threshold value when the number of focus detection pixels used for focus adjustment is equal to or less than the predetermined value. And a threshold value setting means.
前記閾値設定手段は、前回の焦点調節が合焦に近づいた場合、前記前回の焦点調節に用いられる前記所定の閾値よりも今回の焦点調節に用いられる前記所定の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の焦点調節装置。 The focus adjustment is repeatedly performed until it is determined that the focus position is in-focus,
The threshold setting means sets the predetermined threshold used for the current focus adjustment to be smaller than the predetermined threshold used for the previous focus adjustment when the previous focus adjustment approaches the in-focus state. The focus adjusting apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記複数の焦点検出画素のうち第1の焦点検出画素の第1の焦点検出信号の信号値と前記第1の焦点検出画素の周辺の焦点検出画素の第2の焦点検出信号の信号値との差分値が所定の閾値以上である場合に前記第1の焦点検出画素を欠陥画素と判定する欠陥画素検出工程と、
前記焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が所定値よりも大きい場合の前記閾値を、前記焦点調節に用いられる焦点検出画素の画素数が前記所定値以下の場合の前記閾値よりも大きく設定する閾値設定工程と、を有することを特徴とする焦点調節装置の焦点調節方法。 An image pickup device having a plurality of focus detection pixels each receiving a pair of light beams that have passed through different exit pupil regions of the image pickup optical system, and a phase difference type focus adjustment using a focus detection signal output from the image pickup device A focus adjustment method for a focus adjustment device, comprising:
Of the plurality of focus detection pixels, a signal value of a first focus detection signal of a first focus detection pixel and a signal value of a second focus detection signal of a focus detection pixel around the first focus detection pixel A defective pixel detection step of determining the first focus detection pixel as a defective pixel when the difference value is equal to or greater than a predetermined threshold;
The threshold value when the number of focus detection pixels used for focus adjustment is larger than a predetermined value is set larger than the threshold value when the number of focus detection pixels used for focus adjustment is equal to or less than the predetermined value. And a threshold value setting step. A focus adjustment method for a focus adjustment device.
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