JP6530609B2

JP6530609B2 - Focusing device, imaging device, control method of focusing device, and program

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Publication number: JP6530609B2
Application number: JP2015020614A
Authority: JP
Inventors: 敦也川西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-02-04
Also published as: JP2016142997A

Description

本発明は、焦点調節装置、撮像装置、焦点調節装置の制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a focusing device, an imaging device, a control method of the focusing device, and a program.

撮像装置の焦点調節のための一般的なＡＦ方式として、コントラストＡＦ方式と位相差ＡＦ方式とがある。コントラストＡＦ方式は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラで多く用いられるＡＦ方式であり、撮像素子が焦点検出用センサとして用いられるものである。コントラストＡＦ方式は、撮像素子の出力信号、特に高周波成分のコントラスト情報に着目し、ＡＦ評価値が最も大きくなるフォーカスレンズの位置を合焦位置とするＡＦ方式である。しかし、コントラストＡＦ方式では、山登り方式とも言われるように、フォーカスレンズの光軸方向の位置を微少量だけ移動させながらＡＦ評価値を求め、そのＡＦ評価値が結果的に最大であったと分かるまでフォーカスレンズを移動させることが必要である。そのため、コントラストＡＦ方式は、高速な焦点検出動作には不向きとされている。 There are a contrast AF method and a phase difference AF method as a general AF method for focusing of an imaging device. The contrast AF method is an AF method which is often used in video cameras and digital still cameras, and an imaging device is used as a focus detection sensor. The contrast AF method is an AF method which focuses on the output signal of the image sensor, in particular the contrast information of the high frequency component, and sets the position of the focus lens at which the AF evaluation value is the largest as the in-focus position. However, in the contrast AF method, as it is also referred to as a hill climbing method, the AF evaluation value is obtained while moving the position of the focus lens in the optical axis direction by a very small amount, It is necessary to move the focus lens. Therefore, the contrast AF method is not suitable for high-speed focus detection operation.

一方、位相差ＡＦ方式は、一眼レフカメラに多く用いられるＡＦ方式である。例えば、デジタル一眼レフカメラでは、２次結像光学系からなる焦点検出手段により位相差検出が行われる。焦点検出手段は、撮影光学系の射出瞳を通過した光束を２つの領域に分割する瞳分割手段を備え、２分割された光束はミラーボックス内に配置された光路分割手段を介して、２次結像光学系により一組の焦点検出用センサ上に結像する。そして、その焦点検出用センサの受光量に応じて出力される信号のずれ量、即ち瞳分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、撮影光学系のピント方向のずれ量を直接的に求める。従って、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行えば、ピントずれの量と方向とが同時に得られ、高速な焦点調節動作が可能となる。焦点検出した後の撮影時には、光路分割手段を撮影光束外へ退避させ、撮像素子への露光を行って画像を撮影する。 On the other hand, the phase difference AF method is an AF method often used for single-lens reflex cameras. For example, in a digital single-lens reflex camera, phase difference detection is performed by focus detection means comprising a secondary imaging optical system. The focus detection means includes pupil division means for dividing the light flux that has passed through the exit pupil of the photographing optical system into two regions, and the light flux divided into two forms second-order light path division means disposed in the mirror box. An image is formed on a set of focus detection sensors by an imaging optical system. Then, by detecting the shift amount of the signal output according to the light reception amount of the focus detection sensor, that is, the relative position shift amount of the pupil division direction, the shift amount of the focus direction of the photographing optical system is directly Ask. Therefore, once the accumulation operation is performed by the focus detection sensor, the amount and direction of focus shift can be obtained simultaneously, and high-speed focusing operation becomes possible. At the time of photographing after focus detection, the optical path dividing means is retracted out of the photographing light flux, and the image pickup element is exposed to photograph an image.

また、撮像素子を用いた位相差ＡＦ方式（撮像面位相差ＡＦ方式）も知られている。撮像面位相差ＡＦ方式では、撮像素子にある撮像画素をマイクロレンズで瞳分割して焦点検出画素とする。そして、複数の焦点検出画素で光束を受光することで、撮像を行うと同時に焦点検出を行う。 Also, a phase difference AF method (imaging surface phase difference AF method) using an imaging element is known. In the imaging plane phase difference AF method, an imaging pixel in an imaging element is divided into pupils by a microlens to be a focus detection pixel. Then, by receiving a light beam by a plurality of focus detection pixels, focus detection is performed simultaneously with imaging.

特許文献１には、１つの画素の中にある１つのマイクロレンズで集光されるフォトダイオードを分割することによって、各々のフォトダイオードが撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するようにする技術が開示されている。これによって、２つのフォトダイオードの出力を比較することで撮像面位相差検出が可能となる。 Patent Document 1 discloses a technique in which each photodiode receives light of different pupil planes of an imaging lens by dividing photodiodes collected by one microlens in one pixel. Is disclosed. By this, the imaging surface phase difference detection becomes possible by comparing the outputs of the two photodiodes.

特許文献２には、撮像素子の一部の受光用画素において、オンチップマイクロレンズの光軸に対して受光部の感度領域を偏心させて瞳分割機能を付与する技術が開示されている。これらの画素を焦点検出用画素とし、撮影用画素群の間に所定の間隔で配置することで、撮像面位相差検出を行う。ここで、焦点検出用画素が配置された箇所は撮影用画素の欠損部に相当するため、この箇所については周辺の撮影用画素情報から補間して画像情報を生成している。撮像面位相差ＡＦ方式では、撮像面で位相差検出を行うことができるため、電子ファインダ観察時や動画撮影時でも、高速かつ高精度な焦点調節を行うことができる。 Patent Document 2 discloses a technology for providing a pupil division function by decentering the sensitivity region of the light receiving unit with respect to the optical axis of the on-chip microlens in a part of light receiving pixels of the imaging device. These pixels are used as focus detection pixels, and are arranged at predetermined intervals between imaging pixel groups to perform imaging surface phase difference detection. Here, since the portion where the focus detection pixel is arranged corresponds to a defective portion of the photographing pixel, the image information is generated by interpolating the photographing pixel information of the periphery for this portion. In the imaging surface phase difference AF method, phase difference detection can be performed on the imaging surface, so that high-speed and high-precision focus adjustment can be performed even at the time of electronic finder observation or moving image shooting.

また、特許文献３には、撮像面位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式のお互いの長所を活かして高速かつ高精度な焦点調節を可能としたＡＦ方式として、ハイブリッドＡＦ方式が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses a hybrid AF method as an AF method which enables high-speed and high-precision focus adjustment by making use of the respective advantages of the imaging surface phase difference AF method and the contrast AF method.

特開２００１−０８３４０７号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-083407 特開２００９−００３１２２号公報JP, 2009-003122, A 特開２０１３−２５４１６６号公報JP, 2013-254166, A

ハイブリッドＡＦ方式においては、撮像面位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式とを切り替える条件が、焦点調節の速度や精度に影響を与える。条件設定が適切でない場合、撮像面位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式との間の状態遷移が頻繁に繰り返され、焦点調節の速度や精度が低下する可能性がある。 In the hybrid AF method, the condition for switching between the imaging plane phase difference AF method and the contrast AF method affects the speed and accuracy of focusing. If the condition setting is not appropriate, the state transition between the imaging plane phase difference AF method and the contrast AF method is frequently repeated, and the speed and accuracy of focusing may be reduced.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ハイブリッドＡＦ方式による焦点調節の速度や精度の低下を抑制する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and it is an object of the present invention to provide a technique for suppressing the decrease in speed and accuracy of focusing by the hybrid AF method.

上記課題を解決するために、本発明は、コントラスト方式により画像情報のコントラスト成分に対応する第１の情報を出力する第１の検出手段と、位相差方式により一対の像のずれ量に対応する第２の情報を出力する第２の検出手段と、前記第１の情報を用いて画像情報のコントラスト成分が高くなる方向にフォーカスレンズを移動制御する第１のフォーカス制御と、前記第２の情報を用いて前記フォーカスレンズを移動制御する第２のフォーカス制御を行う制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第２のフォーカス制御から前記第１のフォーカス制御への切り替えが行われた回数が閾値以上であるか否かを判定し、当該回数が当該閾値以上であると判定された場合、前記第１のフォーカス制御から前記第２のフォーカス制御への切り替えを抑制することを特徴とする焦点調節装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention corresponds to a first detection unit that outputs first information corresponding to a contrast component of image information by a contrast method, and corresponds to the displacement amount of a pair of images by a phase difference method. Second detection means for outputting second information; first focus control for moving the focus lens in a direction in which the contrast component of the image information is increased using the first information; and the second information And control means for performing second focus control to move and control the focus lens using the control unit, and the control means controls the number of times of switching from the second focus control to the first focus control. switching between There determines whether a threshold value or more, if the number is determined to be equal to or greater than the threshold value, to said second focus control from said first focus control Providing focusing device, characterized in that to suppress.

なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。 Other features of the present invention will become more apparent from the description in the accompanying drawings and the following detailed description of the invention.

本発明によれば、ハイブリッドＡＦ方式による焦点調節の速度や精度の低下を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the decrease in speed and accuracy of focusing by the hybrid AF method.

第１及び第２の実施形態に係るデジタルカメラ１５０のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a digital camera 150 according to the first and second embodiments. 第１の実施形態に係る、カメラＭＰＵ１２５が実行するワンショットＡＦ動作のフローチャート。6 is a flowchart of a one-shot AF operation performed by the camera MPU 125 according to the first embodiment. 図２のＳ２０９及び図５のＳ５０９におけるハイブリッドＡＦ制御の詳細を示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing details of hybrid AF control in S209 of FIG. 2 and S509 of FIG. 5; （ａ）第１の実施形態に係るハイブリッドＡＦ制御の具体例を示す図、（ｂ）図３のＳ３０５が存在せず処理がＳ３０４からＳ３０６へ遷移すると仮定した場合のハイブリッドＡＦ制御の具体例を示す図。(A) A view showing a specific example of the hybrid AF control according to the first embodiment, (b) A specific example of the hybrid AF control in the case where it is assumed that the process transitions from S304 to S306 without S305 in FIG. Figure showing. 第２の実施形態に係る、カメラＭＰＵ１２５が実行するコンティニュアスＡＦ動作におけるハイブリッドＡＦ制御を説明するためのフローチャート。12 is a flowchart for describing hybrid AF control in continuous AF operation performed by the camera MPU 125 according to the second embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments. Moreover, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the present invention.

［第１の実施形態］
本発明の焦点調節装置をレンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルカメラ（撮像装置）に適用した実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るデジタルカメラ１５０のブロック図である。デジタルカメラ１５０は交換レンズ式一眼レフカメラであり、レンズユニット１００とカメラ本体１２０とを有する。レンズユニット１００は、図１の中央の点線で示されるマウントＭを介して、カメラ本体１２０と接続される。 First Embodiment
An embodiment in which the focusing device of the present invention is applied to a lens interchangeable single-lens reflex digital camera (imaging device) will be described. FIG. 1 is a block diagram of a digital camera 150 according to the first embodiment. The digital camera 150 is an interchangeable lens single-lens reflex camera, and has a lens unit 100 and a camera body 120. The lens unit 100 is connected to the camera body 120 via a mount M shown by a dotted line in the center of FIG.

デジタルカメラ１５０は、撮像面で取得した一対の被写体像の位相差に基づく位相差方式の焦点調節（撮像面位相差ＡＦ）とコントラスト方式の焦点調節（コントラストＡＦ）とを組み合わせたハイブリッドＡＦを実行可能なように構成されている。撮像面位相差ＡＦとコントラストＡＦとはいずれも撮像面上の情報に基づくため、非撮像面の位相差ＡＦとコントラストＡＦとを組み合わせるよりも焦点検出精度を向上することができる。しかしながら、本実施形態のハイブリッドＡＦの位相差ＡＦは、撮像面位相差ＡＦに限定されない。以下の説明において、撮像面位相差ＡＦのことを単に位相差ＡＦと呼ぶ場合もある。 The digital camera 150 executes hybrid AF combining phase difference focusing (imaging surface phase difference AF) and contrast focusing (contrast AF) based on the phase difference between a pair of subject images acquired on the imaging surface. It is configured as possible. Since both the imaging surface phase difference AF and the contrast AF are based on the information on the imaging surface, the focus detection accuracy can be improved more than combining the phase difference AF and the contrast AF on the non-imaging surface. However, the phase difference AF of the hybrid AF of the present embodiment is not limited to the imaging plane phase difference AF. In the following description, the imaging plane phase difference AF may be simply referred to as phase difference AF.

レンズユニット１００は、第１レンズ群１０１、絞り兼用シャッタ１０２、第２レンズ群１０３、及びフォーカスレンズ群（以下、単に「フォーカスレンズ１０４」という）を有する。このように、レンズユニット１００は、フォーカスレンズ１０４を含むと共に、被写体の像を形成する撮影光学系を有する。 The lens unit 100 has a first lens group 101, an aperture shutter 102, a second lens group 103, and a focus lens group (hereinafter simply referred to as "focus lens 104"). As described above, the lens unit 100 includes the focusing lens 104 and has a photographing optical system that forms an image of a subject.

第１レンズ群１０１は、レンズユニット１００の先端に配置され、光軸方向ＯＡに進退可能に保持される。絞り兼用シャッタ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他、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとして機能する。絞り兼用シャッタ１０２及び第２レンズ群１０３は、一体として光軸方向ＯＡに進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動によりズーム機能を実現する。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向ＯＡでの進退により焦点調節を行う。 The first lens group 101 is disposed at the tip of the lens unit 100, and is held so as to be movable back and forth in the optical axis direction OA. The diaphragm / shutter 102 adjusts the light amount at the time of shooting by adjusting the aperture diameter, and also functions as an exposure time adjustment shutter at the time of still image shooting. The aperture-shutter 102 and the second lens group 103 move forward and backward in the optical axis direction OA as one unit, and realize the zoom function by interlocking with the forward and backward movement of the first lens group 101. The focusing lens 104 performs focusing by advancing and retracting in the optical axis direction OA.

レンズユニット１００はまた、ズームアクチュエータ１１１、絞りシャッタアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動回路１１４、絞りシャッタ駆動回路１１５、及びフォーカス駆動回路１１６を有する。更に、レンズユニット１００は、レンズＭＰＵ１１７及びレンズメモリ１１８を有する。 The lens unit 100 further includes a zoom actuator 111, an aperture shutter actuator 112, a focus actuator 113, a zoom drive circuit 114, an aperture shutter drive circuit 115, and a focus drive circuit 116. The lens unit 100 further includes a lens MPU 117 and a lens memory 118.

ズームアクチュエータ１１１は、第１レンズ群１０１や第２レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに進退駆動し、ズーム操作を行う。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撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ１１３は、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動して焦点調節を行う。フォーカスアクチュエータ１１３には、フォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する位置検出機能が備わっている。 The zoom actuator 111 drives the first lens group 101 and the second lens group 103 back and forth in the optical axis direction OA to perform a zoom operation. The aperture shutter actuator 112 controls the aperture diameter of the aperture / shutter 102 to adjust the imaging light amount, and performs exposure time control at the time of still image imaging. The focus actuator 113 drives the focus lens 104 in the optical axis direction OA to perform focusing. The focus actuator 113 has a position detection function of detecting the current position of the focus lens 104.

ズーム駆動回路１１４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。シャッタ駆動回路１１５は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。フォーカス駆動回路１１６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１３を駆動制御し、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動して焦点調節を行う。 The zoom drive circuit 114 drives the zoom actuator 111 in accordance with the zoom operation of the photographer. The shutter drive circuit 115 drives and controls the diaphragm shutter actuator 112 to control the opening of the diaphragm shutter 102. The focus drive circuit 116 drives and controls the focus actuator 113 based on the focus detection result, and drives the focus lens 104 back and forth in the optical axis direction OA to perform focus adjustment.

レンズＭＰＵ１１７は、撮像素子１２２上に被写体像を結像させる撮影光学系に係る演算及び制御を行い、ズーム駆動回路１１４、シャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、及びレンズメモリ１１８を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、現在のレンズ位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。レンズメモリ１１８は、自動焦点調節に必要な光学情報を記憶する。 The lens MPU 117 performs calculation and control related to a photographing optical system for forming an object image on the image pickup element 122, and controls the zoom drive circuit 114, the shutter drive circuit 115, the focus drive circuit 116, and the lens memory 118. The lens MPU 117 detects the current lens position, and notifies lens position information in response to a request from the camera MPU 125. The lens memory 118 stores optical information necessary for automatic focusing.

カメラ本体１２０は、光学的ローパスフィルタ１２１、及び撮像素子１２２を有する。光学的ローパスフィルタ１２１は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子１２２は、Ｃ−ＭＯＳセンサとその周辺回路で構成され、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素の受光ピクセル上に１つの光電変換素子が配置される。撮像素子１２２は、全画素の独立な出力が可能なように構成されている。また、一部の画素が焦点検出用画素となっており、撮像面で位相差方式の焦点検出が可能となっている。 The camera body 120 includes an optical low pass filter 121 and an imaging device 122. The optical low pass filter 121 reduces false color and moiré of a captured image. The imaging element 122 is configured of a C-MOS sensor and its peripheral circuit, and one photoelectric conversion element is disposed on light receiving pixels of m pixels in the horizontal direction and n pixels in the vertical direction. The imaging element 122 is configured to be capable of independent output of all pixels. Further, some pixels are focus detection pixels, and it is possible to perform phase difference focus detection on the imaging surface.

より具体的には、撮像素子１２２は、被写体の像を形成する撮影光学系の射出瞳の全域を通る光束を各々が受光して被写体の像を生成する、複数の撮影用画素を有する。また、撮像素子１２２は、各々が撮影光学系の異なる射出瞳の領域を通る光束を受光する、複数の焦点検出用画素を更に有する。複数の焦点検出用画素は、全体として撮影光学系の射出瞳の全域を通る光束を受光することができる。例えば、撮像素子１２２は、２行×２列の画素のうち、対角に配置される一対のＧ画素は撮影用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素を焦点検出用画素に置き換える。 More specifically, the imaging element 122 has a plurality of imaging pixels each of which receives a light flux passing through the entire area of the exit pupil of the imaging optical system that forms an image of the object to generate an image of the object. The imaging device 122 further includes a plurality of focus detection pixels each of which receives a light flux passing through different exit pupil regions of the imaging optical system. The plurality of focus detection pixels can receive a light flux passing through the entire area of the exit pupil of the imaging optical system as a whole. For example, the imaging element 122 leaves a pair of G pixels arranged diagonally among the 2 rows × 2 columns as imaging pixels, and replaces the R pixels and B pixels with focus detection pixels.

なお、本実施形態では、撮影用画素の一部を焦点検出用画素に置き換えることによって撮像面での位相差方式の焦点検出を実現しているが、この方式に限定されない。例えば、特許文献１のように、１つの画素に２つのフォトダイオードを保持し、光束をマイクロレンズで分離し、この２つのフォトダイオードで結像することで、撮影用と焦点検出用の２つの信号が取り出せるようにした方式でもよい。 In the present embodiment, focus detection of the phase difference method on the imaging surface is realized by replacing a part of the photographing pixels with focus detection pixels, but the present invention is not limited to this method. For example, as in Patent Document 1, two photodiodes are held in one pixel, light fluxes are separated by a microlens, and imaging is performed using these two photodiodes, two for imaging and for focus detection. A method in which a signal can be taken out may be used.

カメラ本体１２０はまた、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、撮像面位相差焦点検出部１２９、及びＴＶＡＦ焦点検出部１３０を有する。 The camera body 120 further includes an imaging element drive circuit 123, an image processing circuit 124, a camera MPU 125, a display 126, an operation switch group 127, a memory 128, an imaging surface phase difference focus detection unit 129, and a TVAF focus detection unit 130.

撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２の動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してカメラＭＰＵ１２５に送信する。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮などを行う。 The image pickup device drive circuit 123 controls the operation of the image pickup device 122, A / D converts the acquired image signal, and transmits it to the camera MPU 125. The image processing circuit 124 performs γ conversion, color interpolation, JPEG compression, and the like of the image acquired by the imaging element 122.

カメラＭＰＵ１２５は、カメラ本体１２０に係る演算及び制御を行い、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、撮像面位相差焦点検出部１２９、及びＴＶＡＦ焦点検出部１３０を制御する。 The camera MPU 125 performs calculation and control related to the camera body 120, and the imaging device driving circuit 123, the image processing circuit 124, the display 126, the operation switch group 127, the memory 128, the imaging surface phase difference focus detection unit 129, and the TVAF focus The detection unit 130 is controlled.

カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭの信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続され、レンズＭＰＵ１１７からレンズ位置を取得したり、レンズＭＰＵ１１７に対して所定の駆動量でのレンズ駆動要求を発行したりする。また、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７からレンズユニット１００に固有の光学情報を取得する。 The camera MPU 125 is connected to the lens MPU 117 via the signal line of the mount M, acquires a lens position from the lens MPU 117, and issues a lens driving request with a predetermined driving amount to the lens MPU 117. The camera MPU 125 also acquires optical information specific to the lens unit 100 from the lens MPU 117.

カメラＭＰＵ１２５には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、諸パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。更に、カメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納したプログラムにより焦点検出処理を実行する。焦点検出処理の詳細は後述する。また、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦにおいて、焦点検出位置の像高が大きい時にケラレの影響が大きく信頼度が低下するため、その補正も行う。 The camera MPU 125 incorporates a ROM 125a storing a program for controlling the camera operation, a RAM 125b storing variables, and an EEPROM 125c storing various parameters. Furthermore, the camera MPU 125 executes the focus detection process according to the program stored in the ROM 125a. Details of the focus detection process will be described later. Further, in the imaging plane phase difference AF, when the image height of the focus detection position is large in the imaging plane phase difference AF, the influence of the vignetting is large and the reliability is lowered.

表示器１２６は、ＬＣＤなどから構成され、カメラ本体１２０の撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作スイッチ群１２７は、電源スイッチ、レリーズスイッチ（焦点調節動作トリガ）、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。本実施形態のメモリ１２８は、着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影済み画像を記録する。 The display 126 is configured of an LCD or the like, and displays information related to the shooting mode of the camera body 120, a preview image before shooting, a confirmation image after shooting, a focus state display image at the time of focus detection, and the like. The operation switch group 127 includes a power switch, a release switch (focus adjustment operation trigger), a zoom operation switch, a shooting mode selection switch, and the like. The memory 128 of the present embodiment is a removable flash memory, and records a photographed image.

撮像面位相差焦点検出部１２９は、撮像素子１２２に埋め込まれた焦点検出用画素の像信号により位相差方式での焦点検出処理を行う。より具体的には、撮像面位相差焦点検出部１２９は、撮像光学系の一対の瞳領域を通過する光束により焦点検出用画素に形成される一対の像のずれ量に基づいて焦点検出を行い、評価値（位相差焦点評価値）を生成する。カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差焦点検出部１２９が生成した位相差焦点評価値に基づき、撮像面位相差ＡＦを行う。撮像面位相差ＡＦの原理は、特許文献２の図５〜図７、及び図１６などにおいて説明されているものと同様である。 The imaging surface phase difference focus detection unit 129 performs focus detection processing in a phase difference method using an image signal of a focus detection pixel embedded in the image sensor 122. More specifically, the imaging surface phase difference focus detection unit 129 performs focus detection based on the shift amount of a pair of images formed on a focus detection pixel by light beams passing through the pair of pupil regions of the imaging optical system. , Evaluation value (phase difference focus evaluation value) is generated. The camera MPU 125 performs imaging plane phase difference AF based on the phase difference focus evaluation value generated by the imaging plane phase difference focus detection unit 129. The principle of the imaging plane phase difference AF is the same as that described in, for example, FIGS. 5 to 7 and 16 of Patent Document 2.

ＴＶＡＦ焦点検出部１３０は、画像処理回路１２４にて得られた画像情報のコントラスト成分によりコントラスト方式での焦点検出処理を行い、評価値（コントラスト焦点評価値）を生成する。コントラスト方式の焦点検出処理は、フォーカスレンズ１０４を移動してコントラスト焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ１０４の位置を検出する。 The TVAF focus detection unit 130 performs focus detection processing in the contrast method based on the contrast component of the image information obtained by the image processing circuit 124, and generates an evaluation value (contrast focus evaluation value). In contrast type focus detection processing, the focus lens 104 is moved to detect the position of the focus lens 104 at which the contrast focus evaluation value reaches a peak.

以下、図２及び図３を参照して、カメラＭＰＵ１２５が実行する焦点調節処理について説明する。図２は、カメラＭＰＵ１２５が実行するワンショットＡＦ動作のフローチャートである。本フローチャートの各ステップの処理は、特に断らない限り、カメラＭＰＵ１２５がＲＡＭ１２５ｂをワークメモリとして用いてＲＯＭ１２５ａに格納されたプログラムを実行することにより実現される。 The focusing process performed by the camera MPU 125 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a flowchart of the one-shot AF operation performed by the camera MPU 125. The processing of each step of this flowchart is realized by executing the program stored in the ROM 125a using the RAM 125b as a work memory, unless otherwise specified.

Ｓ２００で、カメラＭＰＵ１２５は、連続的に焦点調節動作を行って、ワンショットＡＦ動作に備えるためのコンティニュアスＡＦ動作を行う。ここでは、撮像素子１２２への露光及び撮像面位相差ＡＦやコントラストＡＦに用いる焦点評価値の取得、フォーカスレンズ１０４の駆動などの処理を連続的に行っているが、詳細な説明は省略する。 In S200, the camera MPU 125 continuously performs the focus adjustment operation to perform the continuous AF operation for preparing for the one-shot AF operation. Here, processing such as exposure to the image sensor 122, acquisition of a focus evaluation value used for imaging surface phase difference AF and contrast AF, and driving of the focus lens 104 is continuously performed, but the detailed description is omitted.

次に、Ｓ２０１で、カメラＭＰＵ１２５は、操作スイッチ群１２７のレリーズスイッチが押されたかどうか、即ち、焦点調節動作トリガが発行されたかどうかを判断する。レリーズスイッチが押されていない場合、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２００のコンティニュアスＡＦ動作を継続する。レリーズスイッチが押された場合、処理はＳ２０２に進む。 Next, in step S201, the camera MPU 125 determines whether the release switch of the operation switch group 127 has been pressed, that is, whether a focus adjustment operation trigger has been issued. When the release switch is not pressed, the camera MPU 125 continues the continuous AF operation of S200. If the release switch has been pressed, the process proceeds to S202.

Ｓ２０２で、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２００のコンティニュアスＡＦ処理の際に撮像面位相差焦点検出部１２９から取得した最新の位相差焦点評価値の信頼性が高いかどうかを判断する。信頼性が高い場合、この位相差焦点評価値が位相差ＡＦ方式のために使用可能であると考えられる。この信頼性は、撮像面位相差ＡＦの結果として得られる一対の像の一致度及びコントラストのうちの少なくとも一方の情報を含むものである。信頼性が高いと判断された場合、処理はＳ２０３に進み、そうでない場合、処理はＳ２０４に進む。 In S202, the camera MPU 125 determines whether or not the reliability of the latest phase difference focus evaluation value acquired from the imaging surface phase difference focus detection unit 129 at the time of the continuous AF process of S200 is high. If the reliability is high, it is considered that this phase difference focus evaluation value can be used for the phase difference AF method. The reliability includes information on at least one of the matching degree and the contrast of a pair of images obtained as a result of the imaging plane phase difference AF. If it is determined that the reliability is high, the process proceeds to S203, and if not, the process proceeds to S204.

Ｓ２０３で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差焦点評価値の像ずれ量（以下、「デフォーカス量」と呼ぶ）に基づいてフォーカスレンズ１０４の駆動量を算出すると共に、フォーカス駆動回路１１６を介してフォーカスレンズ１０４を駆動する。 In S203, the camera MPU 125 calculates the drive amount of the focus lens 104 based on the image shift amount of the phase difference focus evaluation value (hereinafter referred to as “defocus amount”), and the focus lens via the focus drive circuit 116. Drive 104;

Ｓ２０４で、カメラＭＰＵ１２５は、コントラストＡＦ方式でのスキャン動作に備えてスキャン開始位置を算出し、スキャン開始位置を目標位置としてフォーカス駆動回路１１６を介してフォーカスレンズ１０４を駆動する。 In step S204, the camera MPU 125 calculates the scan start position in preparation for the scan operation in the contrast AF method, and drives the focus lens 104 via the focus drive circuit 116 with the scan start position as the target position.

Ｓ２０５で、カメラＭＰＵ１２５は、ワンショットＡＦ動作の高速化のために、撮像素子１２２の駆動モードを切り替えて高速フレームレートモードとする。Ｓ２０６で、カメラＭＰＵ１２５は、焦点調節に適した焦点評価値が得られるように露出制御を行う。 In step S205, the camera MPU 125 switches the drive mode of the image sensor 122 to the high speed frame rate mode in order to speed up the one-shot AF operation. In step S206, the camera MPU 125 performs exposure control so as to obtain a focus evaluation value suitable for focusing.

Ｓ２０７で、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２０３又はＳ２０４で駆動を開始したフォーカスレンズ１０４が目標位置に到達するまで待機する。フォーカスレンズ１０４が目標位置に到達すると、処理はＳ２０８に進む。Ｓ２０８で、カメラＭＰＵ１２５は、現在のフォーカスレンズ位置で露光した画像の焦点評価値が出力されるまで待機する。焦点評価値が出力されると、処理はＳ２０９に進む。 In S207, the camera MPU 125 stands by until the focus lens 104 which has started driving in S203 or S204 reaches the target position. When the focus lens 104 has reached the target position, the process proceeds to S208. At S208, the camera MPU 125 stands by until the focus evaluation value of the image exposed at the current focus lens position is output. When the focus evaluation value is output, the process proceeds to S209.

Ｓ２０９で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式によるハイブリッドＡＦ制御を行う。ここでの詳細な説明は図３を参照して説明する。これにより、ワンショットＡＦ動作が完了する。 At S209, the camera MPU 125 performs hybrid AF control using the imaging plane phase difference AF method and the contrast AF method. A detailed description here will be given with reference to FIG. Thus, the one-shot AF operation is completed.

図３は、図２のＳ２０９におけるハイブリッドＡＦ制御の詳細を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、１枚の画像が撮像されるごとに行われる。本フローチャートの各ステップの処理は、特に断らない限り、カメラＭＰＵ１２５がＲＡＭ１２５ｂをワークメモリとして用いてＲＯＭ１２５ａに格納されたプログラムを実行することにより実現される。 FIG. 3 is a flowchart showing details of the hybrid AF control in S209 of FIG. The process of this flowchart is performed each time one image is captured. The processing of each step of this flowchart is realized by executing the program stored in the ROM 125a using the RAM 125b as a work memory, unless otherwise specified.

Ｓ３００で、カメラＭＰＵ１２５は、後述の位相差焦点評価値による連続したフォーカスレンズ１０４の駆動の完了回数を表す位相差駆動完了カウンタを初期化する。Ｓ３０１で、カメラＭＰＵ１２５は、後述の位相差焦点評価値によるフォーカスレンズ１０４の駆動中であることを表す位相差駆動中フラグを初期化する。 In S300, the camera MPU 125 initializes a phase difference drive completion counter that indicates the number of completions of driving of the continuous focus lens 104 based on a phase difference focus evaluation value described later. In S301, the camera MPU 125 initializes a phase difference driving flag, which indicates that the focus lens 104 is being driven by the phase difference focus evaluation value described later.

Ｓ３０２で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２への露光を行う。Ｓ３０３で、カメラＭＰＵ１２５は、ＴＶＡＦ焦点検出部１３０からコントラスト焦点評価値を取得する。Ｓ３０４で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差焦点検出部１２９から位相差焦点評価値を取得する。 In step S302, the camera MPU 125 performs exposure on the imaging device 122. In S <b> 303, the camera MPU 125 acquires the contrast focus evaluation value from the TVAF focus detection unit 130. In S304, the camera MPU 125 acquires a phase difference focus evaluation value from the imaging surface phase difference focus detection unit 129.

Ｓ３０５で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差駆動完了カウンタが予め設定された閾値未満であるかどうかを判断する。位相差駆動完了カウンタが閾値未満の場合、処理はＳ３０６に進み、そうでない場合、処理はＳ３１５に進む。詳細は後述するが、コントラストＡＦ方式から撮像面位相差ＡＦ方式への切り替えは、Ｓ３１０において行われる。従って、位相差駆動完了カウンタが閾値以上の場合、処理がＳ３１０に到達することはなく、コントラストＡＦ方式から撮像面位相差ＡＦ方式への切り替えが禁止される。これにより、焦点調節方式の頻繁な切り替え（コントラストＡＦ方式と撮像面位相差ＡＦ方式との間の頻繁な状態遷移）を回避することができる。なお、ここでの閾値は、レンズユニット１００の駆動特性（特に、フォーカスレンズ１０４の駆動特性）やＡＦモード等によって適切な値を設定することが可能である。即ち、カメラＭＰＵ１２５は、レンズユニット１００の駆動特性などに応じて位相差駆動完了カウンタの閾値を変化させてもよい。 In S305, the camera MPU 125 determines whether the phase difference drive completion counter is less than a preset threshold. If the phase difference drive completion counter is less than the threshold, the process proceeds to S306, and if not, the process proceeds to S315. Although the details will be described later, switching from the contrast AF method to the imaging plane phase difference AF method is performed in S310. Therefore, when the phase difference drive completion counter is equal to or more than the threshold value, the process does not reach S310, and switching from the contrast AF method to the imaging surface phase difference AF method is prohibited. This makes it possible to avoid frequent switching of the focusing mode (a frequent state transition between the contrast AF mode and the imaging plane phase difference AF mode). Note that the threshold value here can be set to an appropriate value depending on the drive characteristics of the lens unit 100 (in particular, the drive characteristics of the focus lens 104), the AF mode, and the like. That is, the camera MPU 125 may change the threshold value of the phase difference drive completion counter according to the drive characteristics of the lens unit 100 and the like.

Ｓ３０６で、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０４において撮像面位相差焦点検出部１２９から取得した位相差焦点評価値の信頼性が高いかどうかを判断する。信頼性が高い場合、この位相差焦点評価値が位相差ＡＦ方式のために使用可能であると考えられる。この信頼性は、撮像面位相差ＡＦの結果として得られる一対の像の一致度及びコントラストのうちの少なくとも一方の情報を含むものである。信頼性が高いと判断された場合、処理はＳ３０７に進み、そうでない場合、処理はＳ３１２に進む。 In S306, the camera MPU 125 determines whether the reliability of the phase difference focus evaluation value acquired from the imaging surface phase difference focus detection unit 129 in S304 is high. If the reliability is high, it is considered that this phase difference focus evaluation value can be used for the phase difference AF method. The reliability includes information on at least one of the matching degree and the contrast of a pair of images obtained as a result of the imaging plane phase difference AF. If it is determined that the reliability is high, the process proceeds to S307, and if not, the process proceeds to S312.

Ｓ３０７で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差焦点評価値のデフォーカス量が焦点深度内であるかどうかを判断する。デフォーカス量が焦点深度内であると判断された場合、カメラＭＰＵ１２５は、被写体に合焦させることができたと判断してハイブリッドＡＦ制御を終了する。デフォーカス量が焦点深度内でないと判断された場合、処理はＳ３１０に進む。 In S307, the camera MPU 125 determines whether the defocus amount of the phase difference focus evaluation value is within the depth of focus. If it is determined that the defocus amount is within the depth of focus, the camera MPU 125 determines that the subject is brought into focus, and ends the hybrid AF control. If it is determined that the defocus amount is not within the depth of focus, the process proceeds to S310.

Ｓ３１０で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差駆動中フラグをセットする。即ち、コントラストＡＦの実行中（位相差駆動中フラグがクリア状態）にＳ３１０の処理が行われた場合、コントラストＡＦ方式から撮像面位相差ＡＦ方式への切り替えが行われる。Ｓ３１１で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差焦点評価値のデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０４の駆動量を算出すると共に、フォーカス駆動回路１１６を介してフォーカスレンズを駆動する。その後、処理はＳ３０２に戻る。 At S310, the camera MPU 125 sets a phase difference driving flag. That is, when the process of S310 is performed during execution of the contrast AF (the phase difference driving flag is cleared), switching from the contrast AF method to the imaging surface phase difference AF method is performed. In step S311, the camera MPU 125 calculates the drive amount of the focus lens 104 based on the defocus amount of the phase difference focus evaluation value, and drives the focus lens via the focus drive circuit 116. Thereafter, the process returns to S302.

Ｓ３０６において位相差焦点評価値の信頼性が低いと判断された場合、Ｓ３１２で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差駆動中フラグがセットされているかどうか（即ち、カメラＭＰＵ１２５が撮像面位相差ＡＦ方式で動作中かどうか）を判断する。位相差駆動中フラグがセットされている場合、処理はＳ３１３に進む。そうでない場合、処理はＳ３１５に進み、コントラストＡＦが実行される（即ち、カメラＭＰＵ１２５はコントラストＡＦ方式での動作を継続する）。 If it is determined in S306 that the reliability of the phase difference focus evaluation value is low, the camera MPU 125 determines whether the phase difference driving flag is set in S312 (that is, the camera MPU 125 operates in the imaging plane phase difference AF method) To determine if). If the phase difference driving flag is set, the process proceeds to S313. If not, the process proceeds to S315, and contrast AF is performed (that is, the camera MPU 125 continues operation in the contrast AF method).

Ｓ３１３で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差駆動完了カウンタをインクリメントする。この処理により、撮像面位相差ＡＦ方式からコントラストＡＦ方式に移行した回数を管理することができる。Ｓ３１４で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差駆動中フラグをクリアする。即ち、Ｓ３１４の処理により、撮像面位相差ＡＦ方式からコントラストＡＦ方式への切り替えが行われる。その後、処理はＳ３１５に進み、コントラストＡＦが実行される。 At S313, the camera MPU 125 increments the phase difference drive completion counter. By this processing, it is possible to manage the number of transitions from the imaging plane phase difference AF method to the contrast AF method. At S314, the camera MPU 125 clears the phase difference driving flag. That is, switching from the imaging plane phase difference AF method to the contrast AF method is performed by the process of S314. Thereafter, the process proceeds to S315, and contrast AF is performed.

Ｓ３１５の処理は、Ｓ３０５、Ｓ３１２、又はＳ３１４の処理に続いて行われる。Ｓ３１５で、カメラＭＰＵ１２５は、コントラスト焦点評価値のピークが検出されたかどうかを判断する。なお、ピークの検出は、コントラスト焦点評価値の上昇及び下降に基づいて判断することが一般的であるが、コントラスト焦点評価値の変動量や変動回数等については任意であり、ここでの詳細な説明は省略する。ピークが検出された場合、処理はＳ３１６に進み、そうでない場合、処理はＳ３１９に進む。 The process of S315 is performed following the process of S305, S312, or S314. At S315, the camera MPU 125 determines whether the peak of the contrast focus evaluation value has been detected. Although it is general to judge the peak detection based on the rise and fall of the contrast focus evaluation value, the amount of fluctuation and the number of times of fluctuation of the contrast focus evaluation value are arbitrary, and the details will be detailed here. The description is omitted. If a peak is detected, the process proceeds to S316, otherwise the process proceeds to S319.

Ｓ３１６で、カメラＭＰＵ１２５は、コントラスト焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ位置（ピーク位置）を算出し、ピーク位置を目標位置としてフォーカス駆動回路１１６を介してフォーカスレンズ１０４を駆動する。フォーカスレンズ１０４が目標位置に到達した後、カメラＭＰＵ１２５は、被写体に合焦させることができたと判断してハイブリッドＡＦ制御を終了する。 In S316, the camera MPU 125 calculates the focus lens position (peak position) corresponding to the peak of the contrast focus evaluation value, and drives the focus lens 104 via the focus drive circuit 116 with the peak position as the target position. After the focus lens 104 reaches the target position, the camera MPU 125 determines that the subject is brought into focus, and ends the hybrid AF control.

Ｓ３１９で、カメラＭＰＵ１２５は、コントラストＡＦのスキャン動作を完了すべきかどうかを判断する。なお、スキャン完了の条件としては、例えば、至近端から無限端までスキャンしたにもかかわらずピークが検出できなかった場合などが考えられるが、他の判断によるものでも構わない。スキャン動作を完了すべきと判断された場合、処理はＳ３２０に進み、そうでない場合、処理はＳ３２３に進む。 In step S319, the camera MPU 125 determines whether the contrast AF scan operation should be completed. The condition for scan completion may be, for example, the case where a peak can not be detected despite scanning from the near end to the infinite end, but other judgments may also be used. If it is determined that the scan operation should be completed, the process proceeds to S320, and if not, the process proceeds to S323.

Ｓ３２０で、カメラＭＰＵ１２５は、予め決められた定点位置を目標位置としてフォーカス駆動回路１１６を介してフォーカスレンズ１０４を駆動する。フォーカスレンズ１０４が目標位置に到達した後、カメラＭＰＵ１２５は、被写体に合焦させることができなかったと判断してハイブリッドＡＦ制御を終了する。なお、ここでの目標位置は予め決められた定点位置としたが、現在位置を含む任意の位置として構わない。 In S320, the camera MPU 125 drives the focus lens 104 via the focus drive circuit 116 with the predetermined fixed point position as the target position. After the focus lens 104 reaches the target position, the camera MPU 125 determines that the subject can not be brought into focus and ends the hybrid AF control. Although the target position here is a fixed point position determined in advance, it may be an arbitrary position including the current position.

Ｓ３２３で、カメラＭＰＵ１２５は、焦点深度やコントラスト焦点評価値の合焦度等に基づいてフォーカスレンズ１０４の駆動量を算出すると共に、フォーカス駆動回路１１６を介してフォーカスレンズ１０４を駆動する。ここでは、カメラＭＰＵ１２５は、必要に応じてスキャン方向の反転も行う。その後、処理はＳ３０２に戻る。 In step S323, the camera MPU 125 calculates the drive amount of the focus lens 104 based on the depth of focus, the degree of focusing of the contrast focus evaluation value, and the like, and drives the focus lens 104 via the focus drive circuit 116. Here, the camera MPU 125 also reverses the scan direction as necessary. Thereafter, the process returns to S302.

次に、図４を参照して、第１の実施形態に係るハイブリッドＡＦ制御の具体例及び効果を説明する。図４（ａ）は、第１の実施形態に係るハイブリッドＡＦ制御の具体例を示し、図４（ｂ）は、図３のＳ３０５が存在せず処理がＳ３０４からＳ３０６へ遷移すると仮定した場合のハイブリッドＡＦ制御の具体例を示す。図４の説明において、位相差駆動完了カウンタの閾値は１であるものとする。また、図２のＳ２０２において位相差焦点評価値の信頼性が低いと判断され、Ｓ２０４の先行駆動によりフォーカスレンズ１０４が至近側へ先行駆動されたものとする。 Next, specific examples and effects of the hybrid AF control according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a specific example of the hybrid AF control according to the first embodiment, and FIG. 4B shows the case where it is assumed that S305 in FIG. 3 does not exist and the process transitions from S304 to S306. The example of hybrid AF control is shown. In the description of FIG. 4, it is assumed that the threshold of the phase difference drive completion counter is one. Further, it is determined that the reliability of the phase difference focus evaluation value is low in S202 of FIG. 2, and the focus lens 104 is pre-driven to the near side by the pre-driving of S204.

最初に、図４（ａ）を参照する。ハイブリッドＡＦ制御の開始時は、位相差駆動完了カウンタは０であり、位相差駆動中フラグはクリア状態であり、位相差焦点評価値の信頼性は低い。従って、図３において、処理はＳ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３１２、Ｓ３１５、及びＳ３１９を経て、Ｓ３２３に到達し、スキャン駆動（コントラストＡＦ）が実行される。この状態を、図４（ａ）において「（１）」で示す。スキャン駆動の結果、位相差焦点評価値の信頼性が高くなる（即ち、位相差焦点評価値が使用可能になる）が、この時点では、デフォーカス量は焦点深度内ではない。そのため、処理はＳ３０６、Ｓ３０７、及びＳ３１０を経て、Ｓ３１１に到達し、デフォーカス量に基づく駆動（撮像面位相差ＡＦ）が行われる。しかしながら、例えばフォーカスレンズ１０４の駆動特性が原因で、フォーカスレンズ１０４が必要以上に移動して合焦位置を通過してしまう。この状態を、図４（ａ）において「（２）」で示す。デフォーカス量に基づく駆動の結果、位相差焦点評価値の信頼性が低くなる（即ち、位相差焦点評価値が使用可能でない状態になる）。そのため、処理はＳ３０６及びＳ３１２を経て、Ｓ３１３に到達し、位相差駆動完了カウンタが１になる。続いて、処理はＳ３１４、Ｓ３１５、及びＳ３１９を経て、Ｓ３２３に到達し、スキャン駆動（コントラストＡＦ）が実行される。この状態を、図４（ａ）において「（３）」及び「（４）」で示す。スキャン駆動の結果、位相差焦点評価値の信頼性が高くなる（即ち、位相差焦点評価値が使用可能になる）が、今回は位相差駆動完了カウンタが閾値に到達しているため、撮像面位相差ＡＦ方式への切り替えは行われない。そのため、スキャン駆動の途中で、コントラスト焦点評価値のピークが検出される。その結果、処理はＳ３１５を経てＳ３１６に到達し、フォーカスレンズ１０４はピーク位置へ駆動される。この状態を、図４（ａ）において「（５）」で示す。 First, refer to FIG. 4 (a). At the start of hybrid AF control, the phase difference drive completion counter is 0, the phase difference driving flag is clear, and the reliability of the phase difference focus evaluation value is low. Therefore, in FIG. 3, the process reaches S323 through S305, S306, S312, S315, and S319, and scan drive (contrast AF) is performed. This state is indicated by "(1)" in FIG. 4 (a). As a result of the scan driving, the phase difference focus evaluation value becomes more reliable (that is, the phase difference focus evaluation value becomes available), but at this point, the defocus amount is not within the depth of focus. Therefore, the process reaches S311 through S306, S307, and S310, and driving based on the defocus amount (imaging plane phase difference AF) is performed. However, for example, due to the drive characteristics of the focus lens 104, the focus lens 104 moves more than necessary and passes the in-focus position. This state is indicated by "(2)" in FIG. 4 (a). As a result of driving based on the defocus amount, the reliability of the phase difference focus evaluation value becomes low (that is, the phase difference focus evaluation value becomes unusable). Therefore, the process reaches S313 through S306 and S312, and the phase difference drive completion counter becomes 1. Subsequently, the processing reaches S323 through S314, S315, and S319, and scan drive (contrast AF) is performed. This state is indicated by "(3)" and "(4)" in FIG. 4 (a). As a result of the scan driving, the reliability of the phase difference focus evaluation value becomes high (that is, the phase difference focus evaluation value becomes usable), but this time the phase difference driving completion counter reaches the threshold value, so the imaging surface Switching to the phase difference AF method is not performed. Therefore, the peak of the contrast focus evaluation value is detected in the middle of the scan driving. As a result, the process passes through S315 to reach S316, and the focus lens 104 is driven to the peak position. This state is indicated by "(5)" in FIG. 4 (a).

次に、図４（ｂ）を参照する。図４（ｂ）において、「（１）」から「（３）」までは図４（ａ）と同様である。図４（ｂ）の例では、図３のＳ３０５が存在せず処理がＳ３０４からＳ３０６へ遷移するため、「（４）」に示すスキャン駆動の途中で再びコントラストＡＦ方式から撮像面位相差ＡＦ方式への切り替えが行われる。しかしながら、「（２）」と同様、フォーカスレンズ１０４が必要以上に移動して合焦位置を通過してしまう。この状態を、図４（ｂ）において「（５）」で示す。その後、再び撮像面位相差ＡＦ方式からコントラストＡＦ方式への切り替えが行われる。この状態を、図４（ｂ）において「（６）」で示す。 Next, FIG. 4 (b) will be referred to. In FIG. 4B, “(1)” to “(3)” are the same as FIG. 4 (a). In the example of FIG. 4B, since S305 of FIG. 3 does not exist and the processing shifts from S304 to S306, the contrast AF method to the imaging surface phase difference AF method are performed again during the scan drive shown in “(4)”. A switch to is made. However, as in “(2)”, the focus lens 104 moves more than necessary and passes the in-focus position. This state is indicated by "(5)" in FIG. 4 (b). Thereafter, the imaging plane phase difference AF method is switched to the contrast AF method again. This state is indicated by "(6)" in FIG. 4 (b).

図４（ｂ）の具体例から理解できるように、図３のＳ３０５が存在せず処理がＳ３０４からＳ３０６へ遷移する場合、コントラストＡＦ方式と撮像面位相差ＡＦ方式との間の状態遷移が繰り返される。その結果、被写体に合焦しなかったり、合焦に時間がかかったりする可能性がある。これに対し、図４（ａ）の具体例から理解できるように、本実施形態のハイブリッドＡＦ制御によれば、コントラストＡＦ方式と撮像面位相差ＡＦ方式との間の頻繁な状態遷移を回避することができ、焦点調節の速度や精度の低下が抑制される。 As can be understood from the specific example of FIG. 4B, when S305 in FIG. 3 does not exist and the process transitions from S304 to S306, the state transition between the contrast AF method and the imaging surface phase difference AF method is repeated. Be As a result, the subject may not be in focus or may take time to focus. On the other hand, as can be understood from the specific example of FIG. 4A, according to the hybrid AF control of this embodiment, frequent state transition between the contrast AF method and the imaging surface phase difference AF method is avoided. The reduction in speed and accuracy of focusing can be suppressed.

以上説明したように、第１の実施形態によれば、デジタルカメラ１５０は、撮像面位相差ＡＦ方式からコントラストＡＦ方式への切り替えが行われた回数をカウントする。デジタルカメラ１５０は、切り替え回数が閾値以上の場合、コントラストＡＦ方式から撮像面位相差ＡＦ方式への切り替えを抑制する。これにより、ハイブリッドＡＦ方式による焦点調節の速度や精度の低下を抑制することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the digital camera 150 counts the number of times of switching from the imaging plane phase difference AF method to the contrast AF method. The digital camera 150 suppresses the switching from the contrast AF method to the imaging surface phase difference AF method when the switching number is equal to or more than the threshold. This makes it possible to suppress the decrease in speed and accuracy of focusing by the hybrid AF method.

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、１枚撮影時のワンショットＡＦ動作におけるハイブリッドＡＦ制御について説明した。これに対し、第２の実施形態では、被写体の合焦状態を維持するように焦点調節動作を自動的に繰り返すコンティニュアスＡＦ動作やサーボＡＦ動作におけるハイブリッドＡＦ制御について説明する。第２の実施形態において、デジタルカメラ１５０の基本的な構成は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。以下、主に第１の実施形態と異なる点について説明する。 Second Embodiment
In the first embodiment, the hybrid AF control in the one-shot AF operation at the time of single-image shooting has been described. On the other hand, in the second embodiment, the hybrid AF control in the continuous AF operation and the servo AF operation which automatically repeat the focusing operation so as to maintain the in-focus state of the subject will be described. In the second embodiment, the basic configuration of the digital camera 150 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). The differences from the first embodiment will be mainly described below.

図５は、第２の実施形態に係る、カメラＭＰＵ１２５が実行するコンティニュアスＡＦ動作におけるハイブリッドＡＦ制御を説明するためのフローチャートである。本フローチャートの各ステップの処理は、特に断らない限り、カメラＭＰＵ１２５がＲＡＭ１２５ｂをワークメモリとして用いてＲＯＭ１２５ａに格納されたプログラムを実行することにより実現される。 FIG. 5 is a flowchart for explaining hybrid AF control in the continuous AF operation performed by the camera MPU 125 according to the second embodiment. The processing of each step of this flowchart is realized by executing the program stored in the ROM 125a using the RAM 125b as a work memory, unless otherwise specified.

Ｓ５００で、カメラＭＰＵ１２５は、コンティニュアスＡＦを行うために撮像素子１２２の駆動を開始する。Ｓ５０１で、カメラＭＰＵ１２５は、現在のフォーカスレンズ位置で露光した画像の焦点評価値が出力されるまで待機する（Ｓ５０１）。焦点評価値が出力されると、処理はＳ５０２に進む。 In S500, the camera MPU 125 starts driving of the imaging element 122 to perform continuous AF. At S501, the camera MPU 125 stands by until the focus evaluation value of the image exposed at the current focus lens position is output (S501). When the focus evaluation value is output, the process proceeds to S502.

Ｓ５０２で、カメラＭＰＵ１２５は、操作スイッチ群１２７のスイッチによりコンティニュアスＡＦの開始指示が実行されたかどうかを判断する。コンティニュアスＡＦの開始指示が実行された場合、処理はＳ５０３に進み、そうでない場合、Ｓ５０２の処理が繰り返される。 In step S502, the camera MPU 125 determines whether the start instruction of the continuous AF has been executed by the switches of the operation switch group 127. If the start instruction of the continuous AF is executed, the process proceeds to S503, and if not, the process of S502 is repeated.

Ｓ５０３で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２への露光を行う。Ｓ５０４で、カメラＭＰＵ１２５は、ＴＶＡＦ焦点検出部１３０からコントラスト焦点評価値を取得する。Ｓ５０５で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差焦点検出部１２９から位相差焦点評価値を取得する。 In step S503, the camera MPU 125 performs exposure on the imaging device 122. In step S504, the camera MPU 125 obtains the contrast focus evaluation value from the TVAF focus detection unit 130. In step S505, the camera MPU 125 acquires a phase difference focus evaluation value from the imaging surface phase difference focus detection unit 129.

Ｓ５０６で、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ５０５において撮像面位相差焦点検出部１２９から取得した位相差焦点評価値の信頼性が高いかどうかを判断する。信頼性が高い場合、この位相差焦点評価値が位相差ＡＦ方式のために使用可能であると考えられる。この信頼性は、撮像面位相差ＡＦの結果として得られる一対の像の一致度及びコントラストのうちの少なくとも一方の情報を含むものである。信頼性が高いと判断された場合、処理はＳ５０７に進み、そうでない場合、処理はＳ５０８に進む。 In S506, the camera MPU 125 determines whether the reliability of the phase difference focus evaluation value acquired from the imaging surface phase difference focus detection unit 129 in S505 is high. If the reliability is high, it is considered that this phase difference focus evaluation value can be used for the phase difference AF method. The reliability includes information on at least one of the matching degree and the contrast of a pair of images obtained as a result of the imaging plane phase difference AF. If it is determined that the reliability is high, the process proceeds to S507, otherwise the process proceeds to S508.

Ｓ５０７で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差焦点評価値のデフォーカス量が焦点深度外であるかどうかを判断する。デフォーカス量が焦点深度外であると判断された場合、処理はＳ５０９に進み、そうでない場合、処理はＳ５１１に進む。 In step S507, the camera MPU 125 determines whether the defocus amount of the phase difference focus evaluation value is outside the depth of focus. If it is determined that the defocus amount is out of the focal depth, the process proceeds to S509, otherwise the process proceeds to S511.

Ｓ５０９で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式によるハイブリッドＡＦ制御を行う。ここでの処理の詳細は、第１の実施形態において図３を参照して説明したものと同様である。但し、図３のＳ３０５における閾値は、第１の実施形態よりも大きくてもよい。即ち、カメラＭＰＵ１２５は、コンティニュアスＡＦ（第１の動作モード）で動作する場合、ワンショットＡＦ（第２の動作モード）の場合よりも、位相差駆動完了カウンタの閾値を大きくしてもよい。また、図３のＳ３００では、位相差駆動完了カウンタが初期化される。従って、コンティニュアスＡＦにおいては、各回の焦点調節ごとに位相差駆動完了カウンタが初期化される。 In step S509, the camera MPU 125 performs hybrid AF control using the imaging plane phase difference AF method and the contrast AF method. The details of the process here are the same as those described with reference to FIG. 3 in the first embodiment. However, the threshold in S305 of FIG. 3 may be larger than that of the first embodiment. That is, when the camera MPU 125 operates in the continuous AF (first operation mode), the threshold value of the phase difference drive completion counter may be larger than that in the one-shot AF (second operation mode). . Further, in S300 of FIG. 3, the phase difference drive completion counter is initialized. Therefore, in the continuous AF, the phase difference drive completion counter is initialized for each focus adjustment.

Ｓ５１０で、カメラＭＰＵ１２５は、次の焦点調節動作に備えて、現在のコントラスト焦点評価値を保存する。その後、処理はＳ５１１に進む。 At S510, the camera MPU 125 stores the current contrast focus evaluation value in preparation for the next focusing operation. Thereafter, the processing proceeds to step S511.

Ｓ５０６において位相差焦点評価値の信頼性が低いと判断された場合、Ｓ５０８で、カメラＭＰＵ１２５は、コントラスト焦点評価値が前述のＳ５１０で保存したものに対して変動しているかどうかを判断する。なお、コントラスト焦点評価値変動の条件としては、コントラスト焦点評価値の差分により判断することが一般的であるが、コントラスト焦点評価値の変動量や変動回数等については任意であり、ここでの詳細な説明は省略する。コントラスト焦点評価値が変動していると判断された場合、処理はＳ５０９に進み、そうでない場合、処理はＳ５１１に進む。 If it is determined in S506 that the reliability of the phase difference focus evaluation value is low, in S508, the camera MPU 125 determines whether the contrast focus evaluation value fluctuates with respect to that stored in S510 described above. In addition, as a condition of the contrast focus evaluation value fluctuation, it is general to judge by the difference of the contrast focus evaluation value, but the fluctuation amount and the number of times of fluctuation of the contrast focus evaluation value are arbitrary, and the details here Description is omitted. If it is determined that the contrast focus evaluation value is fluctuating, the process proceeds to S509, and if not, the process proceeds to S511.

Ｓ５０７においてデフォーカス量が焦点深度外でないと判断された場合、Ｓ５０８においてコントラスト焦点評価値が変動していないと判断された場合、又はＳ５１０の処理に続いて、Ｓ５１１の処理が実行される。Ｓ５１１で、カメラＭＰＵ１２５は、操作スイッチ群１２７のスイッチによりコンティニュアスＡＦの終了指示が実行されたかどうかを判断する。コンティニュアスＡＦの終了指示が実行された場合、本フローチャートの処理は終了する。そうでない場合、処理はＳ５０３に戻り、同様の処理が繰り返される。 If it is determined in S507 that the defocus amount is not outside the depth of focus, or if it is determined in S508 that the contrast focus evaluation value does not fluctuate, or after the processing of S510, the processing of S511 is performed. In step S511, the camera MPU 125 determines whether the continuous AF end instruction has been executed by the switches of the operation switch group 127. If the continuous AF end instruction is executed, the processing of this flowchart ends. If not, the process returns to S503 and the same process is repeated.

このように、第２の実施形態によれば、焦点調節動作を自動的に繰り返すコンティニュアスＡＦ動作において、ハイブリッドＡＦ方式による焦点調節の速度や精度の低下を抑制することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, in the continuous AF operation in which the focus adjustment operation is automatically repeated, it is possible to suppress the decrease in the speed and the accuracy of the focus adjustment by the hybrid AF method.

なお、本実施形態では、焦点調節動作を自動的に繰り返すＡＦ動作の例としてコンティニュアスＡＦ動作について説明したが、本実施形態の構成は、サーボＡＦなどにも適用可能である。 In the present embodiment, the continuous AF operation has been described as an example of the AF operation which automatically repeats the focus adjustment operation. However, the configuration of the present embodiment is also applicable to servo AF or the like.

［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 implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. Can also be realized. It can also be implemented by a circuit (eg, an ASIC) that implements one or more functions.

１００…レンズユニット、１０４…フォーカスレンズ、１２０…カメラ本体、１２２…撮像素子、１２５…カメラＭＰＵ、１２９…撮像面位相差焦点検出部、１３０…ＴＶＡＦ焦点検出部、１５０…デジタルカメラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Lens unit, 104 ... Focus lens, 120 ... Camera main body, 122 ... Imaging device, 125 ... Camera MPU, 129 ... Imaging surface phase difference focus detection part 130 ... TVAF focus detection part, 150 ... Digital camera

Claims

コントラスト方式により画像情報のコントラスト成分に対応する第１の情報を出力する第１の検出手段と、
位相差方式により一対の像のずれ量に対応する第２の情報を出力する第２の検出手段と、
前記第１の情報を用いて画像情報のコントラスト成分が高くなる方向にフォーカスレンズを移動制御する第１のフォーカス制御と、前記第２の情報を用いて前記フォーカスレンズを移動制御する第２のフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第２のフォーカス制御から前記第１のフォーカス制御への切り替えが行われた回数が閾値以上であるか否かを判定し、当該回数が当該閾値以上であると判定された場合、前記第１のフォーカス制御から前記第２のフォーカス制御への切り替えを抑制することを特徴とする焦点調節装置。 First detection means for outputting first information corresponding to the contrast component of the image information by the contrast method;
A second detection unit that outputs second information corresponding to the shift amount of the pair of images by a phase difference method;
The first focus control for moving control of the focus lens in the direction in which the contrast component of the image information is increased using the first information, and the second focus for moving control of the focus lens using the second information Control means for performing control,
The control means determines whether or not the number of times of switching from the second focus control to the first focus control is equal to or greater than a threshold, and the number of times is determined to be equal to or greater than the threshold In this case, it is possible to suppress the switching from the first focus control to the second focus control.

前記制御手段は、前記第２の情報の信頼性に基づき前記第２の情報が使用可能である場合、前記コントラスト方式から前記位相差方式への切り替えを行い、前記信頼性に基づき前記第２の情報が使用可能でない場合、前記位相差方式から前記コントラスト方式への切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。 When the second information is available based on the reliability of the second information, the control means switches from the contrast system to the phase difference system, and the second control process changes the second information based on the reliability. The apparatus according to claim 1, wherein switching from the phase difference method to the contrast method is performed when information is not available.

前記信頼性は、前記一対の像の一致度及びコントラストのうちの少なくとも一方に基づくことを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。 The focusing device according to claim 2, wherein the reliability is based on at least one of the matching degree and the contrast of the pair of images.

前記制御手段は、合焦状態を維持するように焦点調節を自動的に繰り返す第１の動作モード、又は、当該自動的な繰り返しを行わない第２の動作モードで動作し、前記第１の動作モードで動作する場合、前記第２の動作モードの場合よりも、前記閾値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。 The control means operates in a first operation mode in which focusing is automatically repeated so as to maintain the in-focus state, or in a second operation mode in which the automatic repetition is not performed, and the first operation The focusing device according to any one of claims 1 to 3, wherein when operating in the mode, the threshold value is made larger than that in the second operation mode.

前記制御手段は、前記フォーカスレンズの駆動特性に応じて前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。 The focusing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means changes the threshold according to a drive characteristic of the focus lens.

前記第１の検出手段と前記第２の検出手段は、撮像素子から出力された画像情報に基づいて、それぞれ前記第１の情報と前記第２の情報を出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦点調節装置。 The first detection means and the second detection means output the first information and the second information, respectively, based on the image information output from the imaging device. The focusing device according to any one of items 1 to 5.

請求項６に記載の焦点調節装置と、
前記撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。 A focusing device according to claim 6,
An imaging device comprising the imaging device.

焦点調節装置の制御方法であって、
コントラスト方式により画像情報のコントラスト成分に対応する第１の情報を出力する第１の検出工程と、
位相差方式により一対の像のずれ量に対応する第２の情報を出力する第２の検出工程と、
前記第１の情報を用いて画像情報のコントラスト成分が高くなる方向にフォーカスレンズを移動制御する第１のフォーカス制御と、前記第２の情報を用いて前記フォーカスレンズを移動制御する第２のフォーカス制御を行う制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記第２のフォーカス制御から前記第１のフォーカス制御への切り替えが行われた回数が閾値以上であるか否かを判定し、当該回数が当該閾値以上であると判定された場合、前記第１のフォーカス制御から前記第２のフォーカス制御への切り替えを抑制することを特徴とする焦点調節装置の制御方法。 A control method of a focusing device,
A first detection step of outputting first information corresponding to the contrast component of the image information by the contrast method;
A second detection step of outputting second information corresponding to the shift amount of the pair of images by the phase difference method;
The first focus control for moving control of the focus lens in the direction in which the contrast component of the image information is increased using the first information, and the second focus for moving control of the focus lens using the second information Control process to control,
In the control step, it is determined whether the number of times of switching from the second focus control to the first focus control is equal to or greater than a threshold, and the number is determined to be equal to or greater than the threshold In this case, the control method of the focusing device is characterized in that switching from the first focus control to the second focus control is suppressed.

コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点調節装置の各手段として機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each means of the focusing device according to any one of claims 1 to 6.