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JP2013037101A - Focus detector and imaging apparatus - Google Patents

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JP2013037101A
JP2013037101A JP2011171662A JP2011171662A JP2013037101A JP 2013037101 A JP2013037101 A JP 2013037101A JP 2011171662 A JP2011171662 A JP 2011171662A JP 2011171662 A JP2011171662 A JP 2011171662A JP 2013037101 A JP2013037101 A JP 2013037101A
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Japan
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focus
optical system
phase difference
unit
image
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Akira Takemura
朗 竹村
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

【課題】光学系の焦点検出を適切に行なうことができる焦点検出装置を提供する。
【解決手段】焦点調節光学系を有する光学系31,32,33による像を撮像し画像信号を出力する撮像部22と、前記撮像部の受光面に備えられ前記光学系による像面のずれ量を繰り返し検出する位相差検出部と、前記撮像部により出力された画像信号に基づいて前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部と、前記光学系の光軸方向に焦点調節光学系32を駆動させる駆動部36と、前記位相差検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた結果、前記位相差検出部により検出されたずれ量の信頼性が所定回数連続して所定の第1閾値未満であった場合に、前記駆動部に前記焦点調節光学系を所定の方向に駆動させながら前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるスキャン駆動を実行する制御部21とを備える。
【選択図】図1
A focus detection apparatus capable of appropriately performing focus detection of an optical system is provided.
An image pickup unit that picks up images by optical systems 31, 32, and 33 having a focus adjusting optical system and outputs an image signal; and a deviation amount of an image plane provided by a light receiving surface of the image pickup unit by the optical system. A phase difference detection unit that repeatedly detects the contrast, a contrast detection unit that detects a focus state of the optical system based on an image signal output from the imaging unit, and a focus adjustment optical system 32 in the optical axis direction of the optical system. As a result of the drive unit 36 to be driven and the phase difference detection unit detecting the focus state of the optical system, the reliability of the deviation amount detected by the phase difference detection unit is continuously determined a predetermined number of times. Scan driving that causes the phase difference detection unit and the contrast detection unit to detect the focus state of the optical system while driving the focus adjustment optical system in a predetermined direction when the driving unit is less than one threshold. And a control unit 21 to execute.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、焦点検出装置および撮像装置に関する。   The present invention relates to a focus detection apparatus and an imaging apparatus.

従来より、光学系の焦点調節を行なう際に、焦点調節精度を高めるために、まず、位相差検出方式により光学系の焦点状態の検出を行い、位相差検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節レンズを合焦位置近傍まで駆動し、次いで、合焦位置近傍において、コントラスト検出方式によって光学系の焦点状態の検出を行い、該コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節レンズを合焦位置まで駆動する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, when adjusting the focus of an optical system, in order to improve the focus adjustment accuracy, first, the focus state of the optical system is detected by the phase difference detection method, and the focus is determined based on the detection result by the phase difference detection method. The adjustment lens is driven to the vicinity of the focus position, and then the focus state of the optical system is detected by the contrast detection method in the vicinity of the focus position, and the focus adjustment lens is focused based on the detection result by the contrast detection method. A technique for driving to a position is known (for example, see Patent Document 1).

特開2006−84545号公報JP 2006-84545 A

しかしながら、従来技術では、まず、位相差検出方式による焦点検出を行い、これに続いて、コントラスト検出方式による焦点検出を行うものであるため、焦点検出に時間が掛かってしまうという問題があった。   However, in the prior art, focus detection is first performed by the phase difference detection method, and subsequently focus detection is performed by the contrast detection method. Therefore, there is a problem that it takes time to detect the focus.

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点検出を適切に行なうことができる焦点検出装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a focus detection apparatus capable of appropriately performing focus detection of an optical system.

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In the following description, the reference numerals corresponding to the drawings showing the embodiments of the present invention are used for explanation, but these reference numerals are only for facilitating the understanding of the present invention and are not intended to limit the invention. Absent.

[1]本発明の第一の観点に係る焦点検出装置は、焦点調節光学系を有する光学系(31,32,33)による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部(22)と、前記撮像部の受光面に備えられ、前記撮像部による前記像の撮像中に、位相差を用いて前記光学系による像面のずれ量を繰り返し検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出部(222a,222b)と、前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部(221)と、前記光学系の光軸方向に、前記焦点調節光学系(32)を駆動させる駆動部(36)と、前記位相差検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた結果、前記位相差検出部により検出されたずれ量の信頼性が所定回数連続して、所定の第1閾値未満であった場合に、前記駆動部に、前記焦点調節光学系を所定の方向に駆動させながら、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるスキャン駆動を実行する制御部(21)と、を備えることを特徴とする。   [1] A focus detection apparatus according to a first aspect of the present invention captures an image by an optical system (31, 32, 33) having a focus adjustment optical system, and outputs an image signal corresponding to the captured image. And (22) and a light receiving surface of the imaging unit, and repeatedly detecting the amount of deviation of the image plane by the optical system using a phase difference during imaging of the image by the imaging unit. By calculating an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system based on the image signal output from the phase difference detection unit (222a, 222b) for detecting the focus state of the system and the imaging unit, the optical A contrast detection unit (221) for detecting a focus state of the system; a drive unit (36) for driving the focus adjustment optical system (32) in the optical axis direction of the optical system; System focus state detection As a result, when the reliability of the deviation amount detected by the phase difference detection unit is continuously less than a predetermined first threshold for a predetermined number of times, the driving unit is provided with the focus adjustment optical system. And a control unit (21) that performs scan driving that causes the phase difference detection unit and the contrast detection unit to detect the focus state of the optical system while driving in the direction of.

[2]本発明の焦点検出装置において、前記第1閾値が、ずれ量の信頼性が該第1閾値未満である場合に、該ずれ量に基づいて光軸方向のうち合焦位置が存在する方向を判断できるに留まるような閾値であるように構成することができる。   [2] In the focus detection apparatus of the present invention, when the reliability of the shift amount is less than the first threshold value, a focus position exists in the optical axis direction based on the shift amount. It can be configured to be a threshold that can only determine the direction.

[3]本発明の焦点検出装置において、前記制御部(21)が、前記スキャン駆動中に、前記位相差検出部により信頼性が所定の第2閾値以上であるずれ量が検出された場合には、前記駆動部(36)に、該ずれ量に基づいて、前記焦点調節光学系(32)の合焦駆動を行なわせるように構成することができる。   [3] In the focus detection apparatus of the present invention, when the control unit (21) detects a deviation amount whose reliability is equal to or greater than a predetermined second threshold value by the phase difference detection unit during the scan driving. Can be configured to cause the drive unit (36) to drive the focus adjustment optical system (32) based on the shift amount.

[4]本発明の焦点検出装置において、前記第2閾値が、前記第1閾値よりも高い値であるように構成することができる。   [4] The focus detection apparatus of the present invention may be configured such that the second threshold value is higher than the first threshold value.

[5]本発明の焦点検出装置において、前記第2閾値が、前記第1閾値よりも低い値であるように構成することができる。   [5] The focus detection apparatus of the present invention can be configured such that the second threshold value is lower than the first threshold value.

[6]本発明の第二の観点に係る焦点検出装置は、焦点調節光学系を有する光学系(31,32,33)による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部(22)と、前記撮像部の受光面に備えられ、前記撮像部による前記像の撮像中に、位相差を用いて前記光学系による像面のずれ量を繰り返し検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出部(222a,222b)と、前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部(221)と、前記光学系の光軸方向に、前記焦点調節光学系(32)を駆動させる駆動部(36)と、前記位相差検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた結果、前記位相差検出部により連続して検出された第1の所定数のずれ量のうち、信頼性が所定の第1閾値未満であるずれ量の数が、第2の所定数以上であった場合に、前記駆動部に、前記焦点調節光学系を所定の方向に駆動させながら、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるスキャン駆動を実行する制御部(21)と、を備えることを特徴とする。   [6] A focus detection apparatus according to a second aspect of the present invention captures an image by an optical system (31, 32, 33) having a focus adjustment optical system, and outputs an image signal corresponding to the captured image. And (22) and a light receiving surface of the imaging unit, and repeatedly detecting the amount of deviation of the image plane by the optical system using a phase difference during imaging of the image by the imaging unit. By calculating an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system based on the image signal output from the phase difference detection unit (222a, 222b) for detecting the focus state of the system and the imaging unit, the optical A contrast detection unit (221) for detecting a focus state of the system; a drive unit (36) for driving the focus adjustment optical system (32) in the optical axis direction of the optical system; System focus state detection As a result of performing, among the first predetermined number of deviation amounts continuously detected by the phase difference detection unit, the number of deviation amounts whose reliability is less than a predetermined first threshold is the second predetermined number. Scan driving that causes the phase difference detection unit and the contrast detection unit to detect the focus state of the optical system while causing the drive unit to drive the focus adjustment optical system in a predetermined direction. And a control unit (21) for executing the above.

[7]本発明に係る撮像装置は、上記焦点検出装置を備えることを特徴とする。   [7] An imaging apparatus according to the present invention includes the focus detection apparatus.

本発明によれば、光学系の焦点検出を適切に行なうことができる。   According to the present invention, focus detection of an optical system can be performed appropriately.

図1は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a camera according to the present embodiment. 図2は、図1に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing an imaging surface of the imaging device shown in FIG. 図3は、図2の焦点検出画素列22a付近を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the vicinity of the focus detection pixel row 22a of FIG. 図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221. 図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図である。FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b. 図6は、撮像画素221の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing one of the imaging pixels 221. 図7(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す断面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す断面図である。FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view showing one of the focus detection pixels 222b. 図8は、焦点検出画素222a,222bの大きさを説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the sizes of the focus detection pixels 222a and 222b. 図9は、従来の位相差検出モジュールに備えられているラインセンサを構成する各画素の大きさを説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the size of each pixel constituting the line sensor provided in the conventional phase difference detection module. 図10は、図3のX-X線に沿う断面図である。10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図11は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the camera according to the present embodiment. 図12は、本実施形態に係るサーチ動作における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value and the relationship between the focus lens position and time in the search operation according to the present embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。   FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a digital camera 1 according to an embodiment of the present invention. A digital camera 1 according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as a camera 1) includes a camera body 2 and a lens barrel 3, and the camera body 2 and the lens barrel 3 are detachably coupled by a mount unit 4. Yes.

レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33、および絞り34を含む撮影光学系が内蔵されている。   The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 2. As shown in FIG. 1, the lens barrel 3 includes a photographic optical system including lenses 31, 32, 33 and a diaphragm 34.

レンズ32は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ35によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ36によってその位置が調節される。   The lens 32 is a focus lens, and can adjust the focal length of the photographing optical system by moving in the direction of the optical axis L1. The focus lens 32 is provided so as to be movable along the optical axis L1 of the lens barrel 3, and its position is adjusted by the focus lens drive motor 36 while its position is detected by the encoder 35.

このフォーカスレンズ32の光軸L1に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒3に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝(螺旋溝)を形成するとともに、フォーカスレンズ32を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ36によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1に沿って直進移動することになる。   The specific configuration of the moving mechanism along the optical axis L1 of the focus lens 32 is not particularly limited. For example, a rotating cylinder is rotatably inserted into a fixed cylinder fixed to the lens barrel 3, a helicoid groove (spiral groove) is formed on the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and the focus lens 32 is fixed. The end of the lens frame is fitted into the helicoid groove. Then, by rotating the rotating cylinder by the focus lens drive motor 36, the focus lens 32 fixed to the lens frame moves straight along the optical axis L1.

上述したようにレンズ鏡筒3に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32は光軸L1方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ36がレンズ鏡筒3に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ36と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ32が光軸L1の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ36の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ32は光軸L1の逆方向へ直進移動することになる。   As described above, the focus lens 32 fixed to the lens frame by rotating the rotary cylinder with respect to the lens barrel 3 moves straight in the direction of the optical axis L1, but the focus lens drive motor 36 as the drive source is the lens. The lens barrel 3 is provided. The focus lens drive motor 36 and the rotary cylinder are connected by a transmission composed of a plurality of gears, for example, and when the drive shaft of the focus lens drive motor 36 is driven to rotate in any one direction, it is transmitted to the rotary cylinder at a predetermined gear ratio. Then, when the rotating cylinder rotates in any one direction, the focus lens 32 fixed to the lens frame moves linearly in any direction of the optical axis L1. When the drive shaft of the focus lens drive motor 36 is rotated in the reverse direction, the plurality of gears constituting the transmission also rotate in the reverse direction, and the focus lens 32 moves straight in the reverse direction of the optical axis L1. .

フォーカスレンズ32の位置はエンコーダ35によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ32の光軸L1方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒3に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。   The position of the focus lens 32 is detected by the encoder 35. As described above, the position of the focus lens 32 in the optical axis L1 direction correlates with the rotation angle of the rotating cylinder, and can be obtained by detecting the relative rotation angle of the rotating cylinder with respect to the lens barrel 3, for example.

本実施形態のエンコーダ35としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量(回転方向でも光軸方向の何れでもよい)に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。   As the encoder 35 of this embodiment, an encoder that detects the rotation of a rotating disk coupled to the rotational drive of the rotating cylinder with an optical sensor such as a photo interrupter and outputs a pulse signal corresponding to the number of rotations, or a fixed cylinder And the contact point of the brush on the surface of the flexible printed wiring board provided on either one of the rotating cylinders, and the brush contact provided on the other, the amount of movement of the rotating cylinder (in either the rotational direction or the optical axis direction) A device that detects a change in the contact position according to the detection circuit using a detection circuit can be used.

フォーカスレンズ32は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部(至近端ともいう)から被写体側の端部(無限端ともいう)までの間を光軸L1方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ35で検出されたフォーカスレンズ32の現在位置情報は、レンズ制御部37を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ36は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ32の駆動位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより駆動する。   The focus lens 32 can move in the direction of the optical axis L1 from the end on the camera body side (also referred to as the closest end) to the end on the subject side (also referred to as the infinite end) by the rotation of the rotating cylinder described above. it can. Incidentally, the current position information of the focus lens 32 detected by the encoder 35 is sent to the camera control unit 21 to be described later via the lens control unit 37, and the focus lens drive motor 36 calculates the focus calculated based on this information. The driving position of the lens 32 is driven by being sent from the camera control unit 21 via the lens control unit 37.

絞り34は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り34による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部37に入力される。絞り34の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部37で現在の開口径が認識される。   The diaphragm 34 is configured such that the aperture diameter around the optical axis L1 can be adjusted in order to limit the amount of light flux that passes through the photographing optical system and reaches the image sensor 22 and to adjust the blur amount. The adjustment of the aperture diameter by the diaphragm 34 is performed, for example, by sending an appropriate aperture diameter calculated in the automatic exposure mode from the camera control unit 21 via the lens control unit 37. Further, the set aperture diameter is input from the camera control unit 21 to the lens control unit 37 by a manual operation by the operation unit 28 provided in the camera body 2. The aperture diameter of the aperture 34 is detected by an aperture sensor (not shown), and the lens controller 37 recognizes the current aperture diameter.

レンズ制御部37は、カメラ制御部21とマウント部4に設けられた電気信号接点部41により電気的に接続され、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ32の駆動、絞り34による開口径の調節などを行なうとともに、フォーカスレンズ32の位置、絞り34の開口径などのレンズ情報をカメラ制御部21に送信する。   The lens control unit 37 is electrically connected to the camera control unit 21 by an electric signal contact unit 41 provided on the mount unit 4, and is driven by the focus lens 32 and opened by the diaphragm 34 based on a command from the camera control unit 21. In addition to adjusting the aperture, lens information such as the position of the focus lens 32 and the aperture diameter of the diaphragm 34 is transmitted to the camera control unit 21.

一方、カメラ本体2には、上記撮影光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子22の構造の詳細は後述する。   On the other hand, the camera body 2 is provided with an imaging element 22 that receives the light beam L1 from the photographing optical system on a planned focal plane of the photographing optical system, and a shutter 23 is provided on the front surface thereof. The image sensor 22 is composed of a device such as a CCD or CMOS, converts the received optical signal into an electrical signal, and sends it to the camera control unit 21. The captured image information sent to the camera control unit 21 is sequentially sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder (EVF) 26 of the observation optical system, and a release button ( When (not shown) is fully pressed, the photographed image information is recorded in the camera memory 24 which is a recording medium. The camera memory 24 can be either a removable card type memory or a built-in memory. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.

カメラ本体2には、撮像素子22で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ(EVF)26と、これを駆動する液晶駆動回路25と、接眼レンズ27とを備えている。液晶駆動回路25は、撮像素子22で撮像され、カメラ制御部21へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ26を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ27を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸L2による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体2の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。   The camera body 2 is provided with an observation optical system for observing an image picked up by the image pickup device 22. The observation optical system of the present embodiment includes an electronic viewfinder (EVF) 26 composed of a liquid crystal display element, a liquid crystal driving circuit 25 that drives the electronic viewfinder (EVF) 26, and an eyepiece lens 27. The liquid crystal drive circuit 25 reads the captured image information captured by the image sensor 22 and sent to the camera control unit 21, and drives the electronic viewfinder 26 based on the read image information. Thereby, the user can observe the current captured image through the eyepiece lens 27. Note that, instead of or in addition to the observation optical system using the optical axis L2, a liquid crystal display may be provided on the back surface of the camera body 2, and a photographed image may be displayed on the liquid crystal display.

カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やカメラメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。   A camera control unit 21 is provided in the camera body 2. The camera control unit 21 is electrically connected to the lens control unit 37 through an electric signal contact unit 41 provided in the mount unit 4, receives lens information from the lens control unit 37, and defocuses to the lens control unit 37. Send information such as volume and aperture diameter. The camera control unit 21 reads out the pixel output from the image sensor 22 as described above, generates image information by performing predetermined information processing on the read out pixel output as necessary, and generates the generated image information. Are output to the liquid crystal drive circuit 25 and the camera memory 24 of the electronic viewfinder 26. The camera control unit 21 controls the entire camera 1 such as correction of image information from the image sensor 22 and detection of a focus adjustment state and an aperture adjustment state of the lens barrel 3.

また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。   In addition to the above, the camera control unit 21 detects the focus state of the photographic optical system by the phase detection method and the focus state of the photographic optical system by the contrast detection method based on the pixel data read from the image sensor 22. I do. A specific focus state detection method will be described later.

操作部28は、シャッターレリーズボタンや、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、オードフォーカスモードの中でも、ワンショットモード/コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。   The operation unit 28 is an input switch for a photographer to set various operation modes of the camera 1 such as a shutter release button and a moving image shooting start switch. The operation unit 28 switches between an auto focus mode / manual focus mode and an auto focus mode. In particular, the one-shot mode / continuous mode can be switched. Various modes set by the operation unit 28 are sent to the camera control unit 21, and the operation of the entire camera 1 is controlled by the camera control unit 21. The shutter release button includes a first switch SW1 that is turned on when the button is half-pressed and a second switch SW2 that is turned on when the button is fully pressed.

次に、本実施形態に係る撮像素子22について説明する。   Next, the image sensor 22 according to the present embodiment will be described.

図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2の焦点検出画素列22a付近を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。   FIG. 2 is a front view showing the imaging surface of the imaging element 22, and FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the focus detection pixels 222a and 222b by enlarging the vicinity of the focus detection pixel row 22a in FIG.

本実施形態の撮像素子22は、図3に示すように、複数の撮像画素221が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する4つの画素群223(稠密正方格子配列)において一方の対角線上に2つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が1つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群223を単位として、当該画素群223を撮像素子22の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子22が構成されている。   As shown in FIG. 3, the imaging element 22 of the present embodiment includes a green pixel G having a color filter in which a plurality of imaging pixels 221 are two-dimensionally arranged on the plane of the imaging surface and transmit a green wavelength region. A red pixel R having a color filter that transmits a red wavelength region and a blue pixel B having a color filter that transmits a blue wavelength region are arranged in a so-called Bayer Arrangement. That is, in four adjacent pixel groups 223 (dense square lattice arrangement), two green pixels are arranged on one diagonal line, and one red pixel and one blue pixel are arranged on the other diagonal line. The image sensor 22 is configured by repeatedly arranging the pixel group 223 on the imaging surface of the image sensor 22 in a two-dimensional manner with the Bayer array pixel group 223 as a unit.

なお、単位画素群223の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ(緑:G、イエロー:Ye、マゼンタ:Mg,シアン:Cy)の配列を採用することもできる。   The unit pixel group 223 may be arranged in a dense hexagonal lattice arrangement other than the dense square lattice shown in the figure. Further, the configuration and arrangement of the color filters are not limited to this, and an arrangement of complementary color filters (green: G, yellow: Ye, magenta: Mg, cyan: Cy) can also be adopted.

図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図、図6は断面図である。一つの撮像画素221は、マイクロレンズ2211と、光電変換部2212と、図示しないカラーフィルタから構成され、図6の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2212が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2211が形成されている。光電変換部2212は、マイクロレンズ2211により撮影光学系の射出瞳(たとえばF1.0)を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。   FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221, and FIG. 6 is a cross-sectional view. One imaging pixel 221 includes a micro lens 2211, a photoelectric conversion unit 2212, and a color filter (not shown), and a photoelectric conversion unit is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213 of the image sensor 22 as shown in the cross-sectional view of FIG. 2212 is built in and a microlens 2211 is formed on the surface. The photoelectric conversion unit 2212 is configured to receive an imaging light beam that passes through an exit pupil (for example, F1.0) of the photographing optical system by the micro lens 2211, and receives the imaging light beam.

また、撮像素子22の撮像面には、上述した撮像画素221に代えて焦点検出画素222a,222bが配列された5つの焦点検出画素列22a〜22eが設けられている。そして、図3に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素222aおよび222bが、互いに隣接して交互に、横一列に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素222aおよび222bは、ベイヤー配列された撮像画素221の緑画素Gと青画素Bとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。   Further, on the imaging surface of the imaging element 22, five focus detection pixel rows 22a to 22e in which focus detection pixels 222a and 222b are arranged instead of the above-described imaging pixel 221 are provided. As shown in FIG. 3, one focus detection pixel column is configured by a plurality of focus detection pixels 222 a and 222 b being alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row. In the present embodiment, the focus detection pixels 222a and 222b are densely arranged without providing a gap at the position of the green pixel G and the blue pixel B of the image pickup pixel 221 arranged in the Bayer array.

なお、図2に示す焦点検出画素列22a〜22eの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所、三箇所、あるいは四箇所とすることもでき、また、六箇所以上の位置に配置することもできる。また、図3においては、16個の焦点検出画素222a,222bにより、焦点検出画素列を構成する例を示しているが、焦点検出画素列を構成する焦点検出画素の数は、この例に限定されるものではない。   Note that the positions of the focus detection pixel rows 22a to 22e shown in FIG. 2 are not limited to the illustrated positions, and may be any one, two, three, or four locations, and more than six locations. It can also be arranged at the position. FIG. 3 shows an example in which the focus detection pixel array is configured by 16 focus detection pixels 222a and 222b, but the number of focus detection pixels configuring the focus detection pixel array is limited to this example. Is not to be done.

図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図7(A)は、焦点検出画素222aの断面図である。また、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの断面図である。焦点検出画素222aは、図5(A)に示すように、マイクロレンズ2221aと、半円形状の光電変換部2222aとから構成され、図7(A)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222aが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221aが形成されている。また、焦点検出画素222bは、図5(B)に示すように、マイクロレンズ2221bと、光電変換部2222bとから構成され、図7(B)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222bが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221bが形成されている。そして、これら焦点検出画素222aおよび222bは、図3に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cを構成する。   FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222a, and FIG. 7A is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222a. FIG. 5B is an enlarged front view showing one of the focus detection pixels 222b, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the focus detection pixel 222b. As shown in FIG. 5A, the focus detection pixel 222a includes a micro lens 2221a and a semicircular photoelectric conversion unit 2222a. As shown in the cross-sectional view of FIG. A photoelectric conversion portion 2222a is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213, and a micro lens 2221a is formed on the surface. The focus detection pixel 222b includes a micro lens 2221b and a photoelectric conversion unit 2222b as shown in FIG. 5B, and a semiconductor of the image sensor 22 as shown in a cross-sectional view of FIG. 7B. A photoelectric conversion unit 2222b is formed on the surface of the circuit board 2213, and a microlens 2221b is formed on the surface. Then, as shown in FIG. 3, these focus detection pixels 222a and 222b are alternately arranged adjacent to each other in a horizontal row, thereby forming focus detection pixel rows 22a to 22c shown in FIG.

ここで、各焦点検出画素222a,222bは、図8に示すように、その構造上、撮像画素221と略同一のサイズとする必要があるため、撮像画素221と略同一のサイズ、すなわち、縦幅L1および横幅L2がともに、通常、10μm以下程度の大きさに設定される。一方、従来の位相差検出モジュールに備えられるラインセンサ(位相差検出専用のセンサ)においては、図9に示すように、そのサイズに特に制約がないため、ラインセンサ50の各画素50aの大きさは、通常、縦幅L3が数百μm程度、横幅L4が数十μm〜数百μm程度の大きさに設定されている。すなわち、従来のラインセンサ50の各画素50aの大きさは、数百μm×数十μm〜数百μmであるのに対し、焦点検出画素222a,222bは、10μm四方以下のサイズに設定されている。なお、図8は、焦点検出画素222a,222bの画素の大きさを説明するための図であり、図9は、従来の位相差検出モジュールに備えられているラインセンサを構成する各画素の大きさを説明するための図である。   Here, as shown in FIG. 8, the focus detection pixels 222a and 222b are required to have substantially the same size as the imaging pixel 221 because of the structure thereof. Both the width L1 and the lateral width L2 are normally set to a size of about 10 μm or less. On the other hand, in the conventional line sensor (phase difference detection sensor) provided in the phase difference detection module, as shown in FIG. 9, there is no particular limitation on the size thereof, so the size of each pixel 50a of the line sensor 50 is large. In general, the vertical width L3 is set to about several hundred μm, and the horizontal width L4 is set to about several tens μm to several hundred μm. That is, the size of each pixel 50a of the conventional line sensor 50 is several hundreds μm × several tens μm to several hundreds μm, whereas the focus detection pixels 222a and 222b are set to a size of 10 μm square or less. Yes. FIG. 8 is a diagram for explaining the pixel sizes of the focus detection pixels 222a and 222b, and FIG. 9 shows the size of each pixel constituting the line sensor provided in the conventional phase difference detection module. It is a figure for demonstrating this.

なお、焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは、マイクロレンズ2221a,2221bにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域(たとえばF2.8)を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素222a,222bにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素221と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。   The photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b have such a shape that the microlenses 2221a and 2221b receive a light beam that passes through a predetermined region (eg, F2.8) of the exit pupil of the photographing optical system. Is done. Further, the focus detection pixels 222a and 222b are not provided with color filters, and their spectral characteristics are the total of the spectral characteristics of a photodiode that performs photoelectric conversion and the spectral characteristics of an infrared cut filter (not shown). ing. However, it may be configured to include one of the same color filters as the imaging pixel 221, for example, a green filter.

また、図5(A)、図5(B)に示す焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは半円形状としたが、光電変換部2222a,2222bの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。   In addition, although the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b illustrated in FIGS. 5A and 5B have a semicircular shape, the shapes of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b are not limited thereto. Other shapes such as an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape can also be used.

ここで、上述した焦点検出画素222a,222bの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。   Here, a so-called phase difference detection method for detecting the focus state of the photographing optical system based on the pixel outputs of the focus detection pixels 222a and 222b described above will be described.

図10は、図3のX-X線に沿う断面図であり、撮影光軸L1近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2が、射出瞳350の測距瞳351,352から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図10においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図10に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳351,352から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 3. The focus detection pixels 222 a-1, 222 b-1, 222 a-2, and 222 b-2 arranged in the vicinity of the photographing optical axis L 1 are adjacent to each other. It shows that light beams AB1-1, AB2-1, AB1-2, and AB2-2 irradiated from the distance measuring pupils 351 and 352 of the exit pupil 350 are received. 10 illustrates only the focus detection pixels 222a and 222b that are located in the vicinity of the photographing optical axis L1, but other focus detection pixels other than the focus detection pixels illustrated in FIG. 10 are illustrated. In the same manner, the light beams emitted from the pair of distance measuring pupils 351 and 352 are respectively received.

ここで、射出瞳350とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bの前方の距離Dの位置に設定された像である。距離Dは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Dを測距瞳距離と称する。また、測距瞳351,352とは、焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bにより、それぞれ投影された光電変換部2222a,2222bの像をいう。   Here, the exit pupil 350 is an image set at a distance D in front of the microlenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b arranged on the planned focal plane of the photographing optical system. The distance D is a value uniquely determined according to the curvature and refractive index of the microlens, the distance between the microlens and the photoelectric conversion unit, and the distance D is referred to as a distance measurement pupil distance. The distance measurement pupils 351 and 352 are images of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b respectively projected by the micro lenses 2221a and 2221b of the focus detection pixels 222a and 222b.

なお、図10において焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2の配列方向は一対の測距瞳351,352の並び方向と一致している。   In FIG. 10, the arrangement direction of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, and 222b-2 coincides with the arrangement direction of the pair of distance measurement pupils 351 and 352.

また、図10に示すように、焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2のマイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2の背後に配置された各光電変換部2222a−1,2222b−1,2222a−2,2222b−2の形状が、各マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2から測距距離Dだけ離れた射出瞳350上に投影され、その投影形状は測距瞳351,352を形成する。   Further, as shown in FIG. 10, the microlenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, and 2221b-2 of the focus detection pixels 222a-1, 222b-1, 222a-2, and 222b-2 are photographic optical systems. Near the planned focal plane. The shapes of the photoelectric conversion units 2222a-1, 2222b-1, 2222a-2, 2222b-2 arranged behind the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2 are the same as the micro lenses 2221a-1, 2221b-1, 2221a-2, 2221b-2. Projected onto the exit pupil 350 that is separated from the lenses 2221 a-1, 2221 b-1, 2221 a-2, and 2221 b-2 by a distance measurement distance D, and the projection shape forms distance measurement pupils 351 and 352.

すなわち、測距距離Dにある射出瞳350上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳351,352)が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。   That is, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (distance measurement pupils 351 and 352) of the focus detection pixels coincide on the exit pupil 350 at the distance D. Is determined, and the projection direction of the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel is thereby determined.

図10に示すように、焦点検出画素222a−1の光電変換部2222a−1は、測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−1に向う光束AB1−1によりマイクロレンズ2221a−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222a−2の光電変換部2222a−2は測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−2に向う光束AB1−2によりマイクロレンズ2221a−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   As shown in FIG. 10, the photoelectric conversion unit 2222a-1 of the focus detection pixel 222a-1 is formed on the microlens 2221a-1 by a light beam AB1-1 that passes through the distance measuring pupil 351 and goes to the microlens 2221a-1. A signal corresponding to the intensity of the image to be output is output. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222a-2 of the focus detection pixel 222a-2 passes through the distance measuring pupil 351, and the intensity of the image formed on the microlens 2221a-2 by the light beam AB1-2 toward the microlens 2221a-2. The signal corresponding to is output.

また、焦点検出画素222b−1の光電変換部2222b−1は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−1に向う光束AB2−1によりマイクロレンズ2221b−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222b−2の光電変換部2222b−2は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−2に向う光束AB2−2によりマイクロレンズ2221b−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   Further, the photoelectric conversion unit 2222b-1 of the focus detection pixel 222b-1 passes through the distance measuring pupil 352, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-1 by the light beam AB2-1 directed to the microlens 2221b-1. Output the corresponding signal. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222b-2 of the focus detection pixel 222b-2 passes through the distance measuring pupil 352, and the intensity of the image formed on the microlens 2221b-2 by the light beam AB2-2 toward the microlens 2221b-2. The signal corresponding to is output.

そして、上述した2種類の焦点検出画素222a,222bを、図3に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bの出力を、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。   Then, a plurality of the above-described two types of focus detection pixels 222a and 222b are arranged in a straight line as shown in FIG. 3, and the outputs of the photoelectric conversion units 2222a and 2222b of the focus detection pixels 222a and 222b are used as the distance measurement pupil 351. Of the pair of images formed on the focus detection pixel array by the focus detection light fluxes passing through each of the distance measurement pupil 351 and the distance measurement pupil 352. Data on the distribution is obtained. Then, by applying an image shift detection calculation process such as a correlation calculation process or a phase difference detection process to the intensity distribution data, an image shift amount by a so-called phase difference detection method can be detected.

そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。   Then, a conversion calculation is performed on the obtained image shift amount according to the center-of-gravity interval of the pair of distance measuring pupils, thereby obtaining a current focal plane with respect to the planned focal plane (the focal point corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane). The deviation of the focal plane at the detection position, that is, the defocus amount can be obtained.

なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部21により実行される。   The calculation of the image shift amount by the phase difference detection method and the calculation of the defocus amount based thereon are executed by the camera control unit 21.

また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算することでも求めることができる。   Further, the camera control unit 21 reads the output of the imaging pixel 221 of the imaging element 22 and calculates a focus evaluation value based on the read pixel output. This focus evaluation value can be obtained by, for example, extracting a high frequency component of an image output from the imaging pixel 221 of the imaging element 22 using a high frequency transmission filter and integrating the extracted high frequency component. It can also be obtained by extracting high-frequency components using two high-frequency transmission filters having different cutoff frequencies and integrating them.

そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部37に制御信号を送出してフォーカスレンズ32を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ32の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ32を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。   Then, the camera control unit 21 sends a control signal to the lens control unit 37 to drive the focus lens 32 at a predetermined sampling interval (distance) to obtain a focus evaluation value at each position, and the focus evaluation value is maximum. The focus detection by the contrast detection method is performed in which the position of the focus lens 32 is determined as the in-focus position. Note that this in-focus position is obtained when, for example, when the focus evaluation value is calculated while driving the focus lens 32, the focus evaluation value rises twice and then moves down twice. Can be obtained by performing an operation such as interpolation using the focus evaluation value.

次いで、本実施形態におけるカメラ1の動作例を、図11に示すフローチャートに沿って説明する。以下においては、たとえば、以下においては、カメラ1により静止画撮影が行なわれる場合における動作例を説明する。なお、以下における動作は、カメラ1の電源がオンされることにより開始される。   Next, an example of the operation of the camera 1 in the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG. In the following, for example, an operation example in the case where still image shooting is performed by the camera 1 will be described below. The following operation is started when the camera 1 is turned on.

まず、ステップS1では、カメラ制御部21によるスルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ26による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子22により露光動作が行なわれ、カメラ制御部21により、撮像画素221の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部21は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路25に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ26に表示される。そして、これにより、接眼レンズ27を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。   First, in step S1, generation of a through image by the camera control unit 21 and display of a through image by the electronic viewfinder 26 of the observation optical system are started. Specifically, an exposure operation is performed by the imaging element 22, and pixel data of the imaging pixel 221 is read by the camera control unit 21. Then, the camera control unit 21 generates a through image based on the read data, and the generated through image is sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder 26 of the observation optical system. As a result, the user can view the moving image of the subject through the eyepiece lens 27. Note that the generation of the through image and the display of the through image are repeatedly executed at predetermined intervals.

ステップS2では、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部21により、撮像素子22の5つの焦点検出画素列22a〜22dを構成する各焦点検出画素222a,222bから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。この場合、使用者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部21は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、5つの焦点検出画素列22a〜22dに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部21は、検出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて行なわれる。そして、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。   In step S2, the camera control unit 21 starts defocus amount detection processing by the phase difference detection method. In the present embodiment, the defocus amount detection processing by the phase difference detection method is performed as follows. That is, first, the camera control unit 21 reads a pair of image data corresponding to a pair of images from the focus detection pixels 222a and 222b constituting the five focus detection pixel rows 22a to 22d of the image sensor 22. In this case, when a specific focus detection position is selected by a user's manual operation, only data from focus detection pixels corresponding to the focus detection position may be read. Then, the camera control unit 21 performs image shift detection calculation processing (correlation calculation processing) based on the read pair of image data, and images at the focus detection positions corresponding to the five focus detection pixel rows 22a to 22d. The shift amount is calculated, and the image shift amount is converted into a defocus amount. Further, the camera control unit 21 evaluates the reliability of the detected defocus amount. Note that the reliability of the defocus amount is evaluated based on, for example, the degree of coincidence and contrast of a pair of image data. The defocus amount detection process using such a phase difference detection method is repeatedly executed at predetermined intervals.

なお、本実施形態では、カメラ制御部21は、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理を実行する際には、デフォーカス量の検出に加えて、検出されたデフォーカス量の信頼性の評価も併せて実行する。すなわち、本実施形態では、カメラ制御部21は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて、検出されたデフォーカス量の信頼性を、「高」、「中」、「低」、および「測距不能」の4段階で評価する。   In the present embodiment, the camera control unit 21 performs the defocus amount detection process by the phase difference detection method, in addition to the detection of the defocus amount, the reliability of the detected defocus amount. An evaluation is also performed. In other words, in the present embodiment, the camera control unit 21 sets the reliability of the detected defocus amount to “high”, “medium”, “low” based on, for example, the matching degree or contrast of a pair of image data. ”And“ impossible range finding ”.

具体的には、カメラ制御部21は、デフォーカス量の信頼性を評価するために、第1判定値、第2判定値、および第3判定値の3つの判定値を、カメラ制御部21のメモリに予め記憶しており、この3つの判定値を用いて、デフォーカス量の信頼性を評価する。   Specifically, the camera control unit 21 uses the three determination values of the first determination value, the second determination value, and the third determination value to evaluate the reliability of the defocus amount. The reliability of the defocus amount is evaluated using these three determination values stored in advance in the memory.

第1判定値は、デフォーカス量の信頼性が第1判定値以上であれば、このデフォーカス量に基づいて焦点調節を行うことで、焦点調節後におけるデフォーカス量が、被写体の被写界深度の範囲内となると判断できるような値に設定されている。そのため、カメラ制御部21は、たとえば、デフォーカス量の信頼性が、第1判定値以上である場合には、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ32を駆動することで、被写体にピントを合わせることができるものと判断し、このようなデフォーカス量の信頼性を「高」と評価する。また、デフォーカス量の信頼性が、第1判定値未満であり、かつ、後述する第2判定値以上である場合には、カメラ制御部21は、このようなデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ32を駆動することで、被写体に比較的高い確率でピントを合わせることができ、被写体にピントを合わせることができない場合でも、焦点調節後のフォーカスレンズ32のレンズ位置を、合焦位置近傍と判断できるような位置とすることができ、このようなデフォーカス量の信頼性を「中」と評価する。   If the reliability of the defocus amount is equal to or higher than the first determination value, the first determination value is adjusted based on the defocus amount so that the defocus amount after the focus adjustment is It is set to a value that can be determined to be within the depth range. Therefore, for example, when the reliability of the defocus amount is equal to or higher than the first determination value, the camera control unit 21 focuses the subject by driving the focus lens 32 based on the defocus amount. The reliability of such a defocus amount is evaluated as “high”. Further, when the reliability of the defocus amount is less than the first determination value and is equal to or greater than a second determination value described later, the camera control unit 21 determines the focus lens based on the defocus amount. By driving the lens 32, the subject can be focused with a relatively high probability, and even when the subject cannot be focused, the lens position of the focus lens 32 after focus adjustment is determined to be in the vicinity of the focused position. The position can be set to such a position, and the reliability of such a defocus amount is evaluated as “medium”.

また、第2判定値は、第1判定値よりも低い値であり、デフォーカス量の信頼性が第2判定値未満である場合には、このデフォーカス量に基づいて、合焦位置が、光軸方向のうち無限遠側に存在するか至近側に存在するかを判断できるに留まるような値に設定されている。さらに、第3判定値は、第1判定値および第2判定値よりもさらに低い値であり、デフォーカス量の信頼性が第3判定値未満である場合には、合焦位置が存在する方向も判断することができないような値に設定されている。そのため、カメラ制御部21は、デフォーカス量の信頼性が、第2判定値未満であり、かつ、第3判定値以上である場合には、このデフォーカス量に基づいて、合焦位置が、光軸方向のうち無限遠側に存在するのか、至近側に存在するのかを判断することができるものと判断し、このようなデフォーカス量の信頼性を「低」と評価する。また、カメラ制御部21は、デフォーカス量の信頼性が、第3判定値未満である場合には、デフォーカス量の信頼性を「測距不能」と評価する。   Further, the second determination value is a value lower than the first determination value, and when the reliability of the defocus amount is less than the second determination value, the in-focus position is based on the defocus amount, The value is set so that it can be determined whether the optical axis direction is on the infinity side or the close side. Further, the third determination value is a value lower than the first determination value and the second determination value, and when the reliability of the defocus amount is less than the third determination value, the direction in which the in-focus position exists. Is set to a value that cannot be determined. Therefore, when the reliability of the defocus amount is less than the second determination value and greater than or equal to the third determination value, the camera control unit 21 determines that the in-focus position is based on this defocus amount. It is determined that it is possible to determine whether it exists on the infinity side or the close side in the optical axis direction, and the reliability of such a defocus amount is evaluated as “low”. Further, when the reliability of the defocus amount is less than the third determination value, the camera control unit 21 evaluates the reliability of the defocus amount as “distance cannot be measured”.

なお、このようなデフォーカス量の検出、およびデフォーカス量の信頼性の評価は、このカメラ1の動作が行われている間、所定の間隔で繰り返し実行される。また、このように得られたデフォーカス量およびデフォーカス量の信頼性は、デフォーカス量の履歴データとして、メモリ24に記憶される。   Note that the detection of the defocus amount and the evaluation of the reliability of the defocus amount are repeatedly performed at predetermined intervals while the operation of the camera 1 is being performed. Further, the defocus amount and the reliability of the defocus amount obtained in this way are stored in the memory 24 as defocus amount history data.

ステップS3では、カメラ制御部21により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子22の撮像画素221の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより行われる。焦点評価値の算出は、使用者の手動操作により、あるいは、被写体認識モードなどにより、特定の焦点検出位置が選択されているときには、選択された焦点検出位置に対応する撮像画素221の画素出力のみを読み出すような構成としてもよい。なお、焦点評価値の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。   In step S <b> 3, the camera control unit 21 starts a focus evaluation value calculation process. In the present embodiment, the focus evaluation value calculation process is performed by reading out the pixel output of the imaging pixel 221 of the imaging element 22, extracting a high-frequency component of the read-out pixel output using a high-frequency transmission filter, and accumulating these. Done. The focus evaluation value is calculated only when the specific focus detection position is selected by the user's manual operation or the subject recognition mode, and only the pixel output of the imaging pixel 221 corresponding to the selected focus detection position. It is good also as a structure which reads. The focus evaluation value calculation process is repeatedly executed at predetermined intervals.

ステップS4では、カメラ制御部21により、操作部28に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し(第1スイッチSW1のオン)がされたかどうかの判断が行なわれる。第1スイッチSW1がオンした場合はステップS5に進む。一方、第1スイッチSW1がオンしていない場合は、第1スイッチSW1がオンされるまで、ステップS4を繰り返す。すなわち、第1スイッチSW1がオンされるまで、スルー画像の生成・表示、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理、および焦点評価値の算出処理が繰り返し実行される。   In step S4, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button provided in the operation unit 28 is half-pressed (the first switch SW1 is turned on). If the first switch SW1 is turned on, the process proceeds to step S5. On the other hand, if the first switch SW1 is not turned on, step S4 is repeated until the first switch SW1 is turned on. That is, until the first switch SW1 is turned on, the through image generation / display, the defocus amount detection process by the phase difference detection method, and the focus evaluation value calculation process are repeatedly executed.

ステップS5では、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理によって、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されたか否かの判定が行なわれる。すなわち、信頼性の値が、上述した第2判定値以上であるデフォーカス量が検出されたか否かの判定が行なわれる。信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出された場合には、ステップS13に進み、一方、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出できなかった場合、すなわち、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量しか検出されなかった場合には、ステップS6に進む。なお、位相差検出方式によって、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されたか否かの判定は、第1スイッチSW1がオンされた後のデフォーカス量検出処理の結果を用いてもよいし、あるいは、第1スイッチSW1がオンされる直前のデフォーカス量検出処理の結果を用いてもよい。   In step S <b> 5, the camera control unit 21 determines whether or not a defocus amount whose reliability is “high” or “medium” is detected by the defocus amount detection process using the phase difference detection method. That is, it is determined whether or not a defocus amount whose reliability value is equal to or greater than the second determination value described above is detected. If the defocus amount with the reliability “high” or “medium” is detected, the process proceeds to step S13. On the other hand, the defocus amount with the reliability “high” or “medium” cannot be detected. If, in other words, only the defocus amount whose reliability is “low” or “distance cannot be measured” is detected, the process proceeds to step S6. Note that whether or not a defocus amount having a reliability of “high” or “medium” has been detected by the phase difference detection method is determined as a result of the defocus amount detection process after the first switch SW1 is turned on. Alternatively, the result of the defocus amount detection process immediately before the first switch SW1 is turned on may be used.

ステップS5において、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されたと判断された場合には、ステップS13に進み、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。具体的には、ステップS13では、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部21により、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部37を介して、レンズ駆動モータ36に送出される。そして、レンズ駆動モータ36は、カメラ制御部21により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させる。   In step S5, if it is determined that a defocus amount with a reliability of “high” or “medium” has been detected, the process proceeds to step S13, where the matching based on the defocus amount detected by the phase difference detection method is performed. A focusing operation is performed. Specifically, in step S13, processing for driving the focus lens 32 to the in-focus position is performed based on the defocus amount detected by the phase difference detection method. Specifically, the camera control unit 21 calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position from the defocus amount detected by the phase difference detection method. The lens driving amount is sent to the lens driving motor 36 via the lens control unit 37. Then, the lens driving motor 36 drives the focus lens 32 to the in-focus position based on the lens driving amount calculated by the camera control unit 21.

なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させている間においても、カメラ制御部21は、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量(信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量)が検出された場合には、カメラ制御部21は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動させる。   In the present embodiment, the camera control unit 21 repeatedly detects the defocus amount by the phase difference detection method even while the lens driving motor 36 is driven and the focus lens 32 is driven to the in-focus position. As a result, when a new defocus amount (a defocus amount whose reliability is “high” or “medium”) is detected, the camera control unit 21 performs the following operation based on the new defocus amount. The focus lens 32 is driven.

また、ステップS13においては、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる処理とともに、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部21により、スキャン動作禁止指令が、レンズ制御部37に送出され、スキャン動作が禁止状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。   In step S13, the camera control unit 21 performs a scanning operation prohibition process as well as a process of driving the focus lens 32 to the in-focus position. Specifically, the camera control unit 21 sends a scan operation prohibition command to the lens control unit 37, and the scan operation is prohibited. The scan operation will be described later.

そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS15に進む。   When the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S15.

一方、ステップS5において、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されなかった場合には、ステップS6に進み、ステップS6では、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理によって、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が予め定められた所定回数α回連続して検出されたか否かの判定が行なわれる。すなわち、信頼性の値が、上述した第2判定値未満であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出されたか否かの判定が行なわれる。信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合、すなわち、所定回数α回連続して信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されなかった場合には、ステップS7に進み、後述するスキャン動作が実行される。一方、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が検出されたものの、所定回数α回連続していない場合には、ステップS5に戻り、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されたか否かの判定が繰り返し実行される。そして、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出された場合には、ステップS13に進み、検出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させる処理が行なわれ、一方、ステップS5、S6の動作を繰り返し実行した結果、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合には、ステップS7に進み、後述するスキャン動作が実行される。   On the other hand, if the defocus amount having the reliability “high” or “medium” is not detected in step S5, the process proceeds to step S6. In step S6, the camera control unit 21 uses the phase difference detection method. By the defocus amount detection process, it is determined whether or not a defocus amount having a reliability of “low” or “distance cannot be measured” has been continuously detected a predetermined number of times α. That is, it is determined whether or not the defocus amount whose reliability value is less than the above-described second determination value has been detected a predetermined number of times. When a defocus amount with a reliability of “low” or “incapable of ranging” is detected continuously a predetermined number of times, that is, when the reliability is “high” or “medium” continuously a predetermined number of times If a certain defocus amount is not detected, the process proceeds to step S7, and a scanning operation described later is executed. On the other hand, if a defocus amount with a reliability of “low” or “incapable of ranging” is detected, but is not continuous a predetermined number of times α, the process returns to step S5 and the reliability is “high” or “ The determination whether or not the defocus amount “medium” is detected is repeatedly executed. If a defocus amount with a reliability of “high” or “medium” is detected, the process proceeds to step S13, and the focus lens 32 is driven to the in-focus position based on the detected defocus amount. On the other hand, when the defocus amount having the reliability of “low” or “unranging” is continuously detected a predetermined number of times as a result of repeatedly performing the operations of steps S5 and S6, In step S7, a scan operation described later is executed.

なお、所定回数αとしては、特に限定されないが、たとえば、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出処理における、信頼性ばらつきの影響や、撮影者による手ブレの影響を充分に解消できるような値に設定することができる。すなわち、本来であれば信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出可能な状況であるような場面において、信頼性ばらつきの影響や、撮影者による手ブレの影響により、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が検出されてしまった場合に、誤って信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出できない場面であると判断してしまうことを防止できるような値に、所定回数αを設定することができる。たとえば、所定回数αは、好ましくは5以上、より好ましくは5〜10程度に設定することができる。   The predetermined number α is not particularly limited. For example, the predetermined number α is a value that can sufficiently eliminate the influence of variations in reliability and the influence of camera shake by the photographer in the defocus amount detection processing by the phase difference detection method. Can be set to In other words, in a situation where the defocus amount, which is originally “high” or “medium”, can be detected, the reliability is affected by the effects of variations in reliability and the effects of camera shake by the photographer. When a defocus amount with low or inability to measure distance is detected, it is determined that the defocus amount with high or medium reliability cannot be detected by mistake. The predetermined number of times α can be set to a value that can prevent this. For example, the predetermined number α can be set to preferably 5 or more, more preferably about 5 to 10.

信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合には、ステップS7に進み、ステップS7では、カメラ制御部21により、スキャン動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のスキャン動作は、フォーカスレンズ駆動モータ36により、フォーカスレンズ32を、所定の駆動速度でスキャン駆動させながら、カメラ制御部21により、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。   If the defocus amount with the reliability of “low” or “incapable distance measurement” is detected continuously a predetermined number of times α, the process proceeds to step S7. In step S7, the camera control unit 21 performs the scan operation. Start processing is performed. In the scanning operation of the present embodiment, the focus lens drive motor 36 scans the focus lens 32 at a predetermined driving speed, and the camera control unit 21 detects the defocus amount by the phase difference detection method and performs focus evaluation. The calculation of the value is performed simultaneously at a predetermined interval, whereby the detection of the in-focus position by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method are performed simultaneously at the predetermined interval. .

具体的には、カメラ制御部21は、レンズ制御部37にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部37は、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ36を駆動させ、フォーカスレンズ32を光軸L1に沿って、所定の駆動速度でスキャン駆動させる。なお、スキャン動作を行なう際における、フォーカスレンズ32の駆動速度としては、特に限定されないが、たとえば、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出に適した速度、具体的には、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出が可能な速度のうち最大の速度、あるいは、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出が可能な速度のうち最大の速度よりも所定速度遅い速度(たとえば、速度誤差や検出誤差等を考慮した速度のうち、最大の速度)とすることができる。また、フォーカスレンズ32のスキャン駆動は、無限遠端位置から至近端位置に向かって、あるいは、至近端位置から無限遠端位置に向かって行なう。なお、この場合における、無限遠端位置は、レンズ鏡筒3の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、至近側となる所定の位置(無限遠側ソフトリミット位置)に設定される。また、同様に、至近端位置も、レンズ鏡筒3の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、無限遠側となる所定の位置(至近側ソフトリミット位置)に設定される。   Specifically, the camera control unit 21 sends a scan drive start command to the lens control unit 37, and the lens control unit 37 drives the focus lens drive motor 36 based on the command from the camera control unit 21 to focus. The lens 32 is scan-driven along the optical axis L1 at a predetermined driving speed. The driving speed of the focus lens 32 when performing the scanning operation is not particularly limited. For example, the driving speed is suitable for detecting the defocus amount by the phase difference detection method, specifically, the phase difference detection method. The maximum speed that can detect the defocus amount, or a speed that is slower than the maximum speed among the speeds that can detect the defocus amount by the phase difference detection method (for example, speed error or detection error). The maximum speed among the speeds in consideration of the above and the like. Further, the scan driving of the focus lens 32 is performed from the infinity end position toward the close end position, or from the close end position toward the infinity end position. In this case, the infinity end position is set to a predetermined position (infinity-side soft limit position) that is closer to the mechanical limit position determined by the structure of the lens barrel 3. Similarly, the closest end position is also set to a predetermined position (closest side soft limit position) on the infinity side of the mechanical limit position determined by the structure of the lens barrel 3.

そして、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32を所定の駆動速度で駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の焦点検出画素222a,222bから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の検出および検出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ32を所定の駆動速度で駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の撮像画素221から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。   The camera control unit 21 reads a pair of image data corresponding to the pair of images from the focus detection pixels 222a and 222b of the image sensor 22 at a predetermined interval while driving the focus lens 32 at a predetermined driving speed. Based on this, the defocus amount is detected and the reliability of the detected defocus amount is evaluated by the phase difference detection method, and the focus lens 32 is driven at a predetermined driving speed and imaged at a predetermined interval. The pixel output is read out from the imaging pixel 221 of the element 22, and based on this, a focus evaluation value is calculated, thereby acquiring a focus evaluation value at a different focus lens position. Perform detection.

ステップS8では、カメラ制御部21により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、信頼性が「高」であるデフォーカス量、すなわち、信頼性が上述した第1判定値以上であるデフォーカス量が検出された場合には、ステップS13に進み、一方、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出できなかった場合には、ステップS9に進む。   In step S8, as a result of the scanning operation performed by the camera control unit 21, a defocus amount whose reliability is “high” by the phase difference detection method, that is, a defocus amount whose reliability is equal to or higher than the first determination value described above. If the focus amount is detected, the process proceeds to step S13. On the other hand, if the defocus amount with high reliability cannot be detected, the process proceeds to step S9.

ステップS9では、カメラ制御部21により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップS14に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップS10に進む。   In step S9, the camera control unit 21 determines whether or not the in-focus position has been detected by the contrast detection method as a result of the scanning operation. If the in-focus position can be detected by the contrast detection method, the process proceeds to step S14. If the in-focus position cannot be detected, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、カメラ制御部21により、スキャン動作を、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域、すなわち、無限遠端位置から至近端位置の間の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップS8に戻り、ステップS8〜S10を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ32を、所定の駆動速度で駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ32の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップS11に進む。   In step S <b> 10, the camera control unit 21 determines whether or not the scan operation has been performed for the entire range in which the focus lens 32 can be driven, that is, for the entire region between the infinity end position and the closest end position. When the scan operation is not performed on the entire driveable range of the focus lens 32, the process returns to step S8, and the steps S8 to S10 are repeated, so that the scan lens, that is, the focus lens 32 is moved at a predetermined drive speed. While driving, the operation of simultaneously executing the detection of the defocus amount by the phase difference detection method and the detection of the in-focus position by the contrast detection method at a predetermined interval is continuously performed. On the other hand, if the scan operation has been completed for the entire driveable range of the focus lens 32, the process proceeds to step S11.

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップS8において、位相差検出方式により、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出できたと判定された場合には、スキャン動作を停止し、ステップS13に進み、上記と同様にして、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS15に進む。   As a result of executing the scanning operation, when it is determined in step S8 that the defocus amount with high reliability can be detected by the phase difference detection method, the scanning operation is stopped, and the process proceeds to step S13. In the same manner as described above, a focusing operation based on the defocus amount detected by the phase difference detection method is performed. When the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S15.

また、スキャン動作を実行した結果、ステップS9において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、スキャン動作を停止し、ステップS14に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、合焦動作が行なわれる。すなわち、ステップS14では、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。ここで、図12に、スキャン動作の結果、コントラスト検出方式により合焦位置が検出された場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を表す図を示す。図12に示すように、スキャン動作開始時には、フォーカスレンズ32は、図12に示すP0に位置しており、P0から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ32を所定の駆動速度で駆動させながら、焦点評価値の取得を行う。そして、フォーカスレンズ32を、図12に示すP1の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置(合焦位置)が検出されると(ステップS9=Yes)、スキャン動作を停止し、フォーカスレンズ32を合焦位置(図12中、P2の位置)まで駆動するための合焦駆動(ステップS14)が行なわれる。また、合焦駆動を行う際には、カメラ制御部21により、スキャン動作を停止するとともに、スキャン動作禁止処理が行なわれる。   As a result of executing the scanning operation, when it is determined in step S9 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the scanning operation is stopped, and the process proceeds to step S14 where the detection is performed by the contrast detection method. A focusing operation based on the focusing position is performed. That is, in step S14, a focus drive process for driving the focus lens 32 to the focus position is performed based on the focus position detected by the contrast detection method. Here, FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value and the relationship between the focus lens position and time when the in-focus position is detected by the contrast detection method as a result of the scanning operation. Show. As shown in FIG. 12, at the start of the scanning operation, the focus lens 32 is positioned at P0 shown in FIG. 12, and the focus lens 32 is driven at a predetermined drive speed from P0 toward the near side from P0. The focus evaluation value is acquired. When the focus lens 32 is moved to the position P1 shown in FIG. 12 and the peak position (focus position) of the focus evaluation value is detected (step S9 = Yes), the scanning operation is stopped, Focus drive (step S14) for driving the focus lens 32 to the focus position (position P2 in FIG. 12) is performed. Further, when performing in-focus driving, the camera control unit 21 stops the scanning operation and performs a scanning operation prohibiting process.

なお、本実施形態においては、ステップS9において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定され、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ32の駆動を禁止する。すなわち、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された後においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が検出できた場合でも、位相差検出方式の結果に基づいたフォーカスレンズ32の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ32のハンチング現象を抑制することができる。   In the present embodiment, when it is determined in step S9 that the in-focus position has been detected by the contrast detection method, the focus lens 32 is driven to the in-focus position based on the detection result by the contrast detection method. In other words, until the drive of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the drive of the focus lens 32 based on the focus detection result by the phase difference detection method is prohibited. That is, after it is determined that the in-focus position can be detected by the contrast detection method, even when the defocus amount can be detected by the phase difference detection method, the focus lens 32 is driven based on the result of the phase difference detection method. Is prohibited. Thereby, the hunting phenomenon of the focus lens 32 can be suppressed.

そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS15に進む。   When the driving of the focus lens 32 to the in-focus position is completed, the process proceeds to step S15.

なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップS8〜S10を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ32を、所定の駆動速度でスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップS8〜S10を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先に信頼性が「高」であるデフォーカス量の検出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ32を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式により信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出できたか否かを判断した(ステップS8)後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う(ステップS9)ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期に信頼性が「高」であるデフォーカス量の検出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。   In the scanning operation of the present embodiment, the above-described steps S8 to S10 are repeatedly executed to detect the defocus amount by the phase difference detection method while the focus lens 32 is scan-driven at a predetermined driving speed. And the detection of the in-focus position by the contrast detection method is simultaneously executed at predetermined intervals. As a result of repeatedly executing steps S8 to S10 described above, it was possible to detect the defocus amount or the in-focus position where the reliability was “high” first in the phase difference detection method and the contrast detection method. The focus lens 32 is driven to the in-focus position using the focus detection result by the detection method. Further, as described above, in the scanning operation of the present embodiment, after determining whether or not the defocus amount with high reliability can be detected by the phase difference detection method (step S8), the contrast detection method By determining whether or not the in-focus position has been detected by (step S9), it is possible to detect and focus the defocus amount with high reliability at the same time in the phase difference detection method and the contrast detection method. When the focus position can be detected, the focus detection result by the phase difference detection method is used with priority over the focus detection result by the contrast detection method.

そのため、本実施形態によれば、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合(たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場合や、低輝度被写体を撮影する場合)や、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合(たとえば、輝度が低い被写体を撮影する場合)のいずれの場合でも、撮影光学系の焦点検出を適切に行なうことができる。また、本実施形態によれば、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を同時に実行し、先に焦点検出ができた方式により、撮影光学系の焦点調節を行なうため、従来技術(すなわち、位相差検出方式により合焦位置近傍までフォーカスレンズ32を駆動し、次いで、合焦位置近でコントラスト検出方式による合焦位置の検出を行う技術)と比較して、撮影光学系の焦点調節を短い時間で行なうことができる。   Therefore, according to the present embodiment, when it is difficult to detect the focus state of the photographing optical system by the phase difference detection method (for example, when photographing a subject having a different reflectance and a different color, or photographing a low-luminance subject) The focus detection of the photographic optical system is appropriately performed in both cases where it is difficult to detect the focus state of the photographic optical system using a contrast detection method (for example, when shooting a subject with low brightness). Can do. In addition, according to the present embodiment, the defocus amount detection by the phase difference detection method and the in-focus position detection by the contrast detection method are simultaneously performed, and the focus of the photographing optical system is detected by the method in which the focus detection can be performed first. Compared with the conventional technique (that is, a technique in which the focus lens 32 is driven to the vicinity of the in-focus position by the phase difference detection method and then the in-focus position is detected in the vicinity of the in-focus position by the contrast detection method). Thus, the focus adjustment of the photographing optical system can be performed in a short time.

一方、ステップS10において、所定の駆動範囲について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップS11に進む。ステップS11では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれ、次いで、ステップS12に進み、非合焦処理が行なわれる。非合焦処理としては、たとえば、非合焦を示す表示を、電子ビューファインダ26に表示するとともに、フォーカスレンズ32を予め定められた所定の位置に駆動させることにより実行される。   On the other hand, if it is determined in step S10 that the scan operation has been completed for the predetermined drive range, the process proceeds to step S11. In step S11, as a result of performing the scanning operation, focus detection could not be performed by any of the phase difference detection method and the contrast detection method, so that the scanning operation end processing is performed, and then in step S12 Advancing and out-of-focus processing is performed. As the out-of-focus process, for example, a display indicating out-of-focus is displayed on the electronic viewfinder 26 and the focus lens 32 is driven to a predetermined position.

また、ステップS13、S14において位相差検出方式またはコントラスト検出方式による結果に基づいて合焦位置までフォーカスレンズ32の駆動を行った場合には、フォーカスレンズ32の駆動が完了した後、ステップS15に進み、操作部28に備えられたシャッターレリーズボタンの全押し(第2スイッチSW2のオン)がされたか否かの判定が行われる。シャッターレリーズボタンの全押し(第2スイッチSW2のオン)がされた場合には、ステップS16に進み、被写体像の撮影(本撮影)が実行され、ステップS1に戻る。一方、シャッターレリーズボタンの全押し(第2スイッチSW2のオン)がされていない場合には、ステップS17に進む。   If the focus lens 32 is driven to the in-focus position based on the results of the phase difference detection method or the contrast detection method in steps S13 and S14, the process proceeds to step S15 after the drive of the focus lens 32 is completed. Then, it is determined whether or not the shutter release button provided in the operation unit 28 is fully pressed (the second switch SW2 is turned on). If the shutter release button is fully pressed (the second switch SW2 is turned on), the process proceeds to step S16, where the subject image is shot (main shooting), and the process returns to step S1. On the other hand, if the shutter release button is not fully pressed (the second switch SW2 is turned on), the process proceeds to step S17.

ステップS17では、カメラ制御部21により、合焦位置までフォーカスレンズ32の駆動を行った後、現在のレンズ位置において、位相差検出方式により、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されたか否かの判定が行なわれる。信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出できた場合には、ステップS19に進む。一方、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出できなかった場合、すなわち、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量しか検出されなかった場合には、ステップS18に進む。   In step S <b> 17, after the focus lens 32 is driven to the in-focus position by the camera control unit 21, the defocus whose reliability is “high” or “medium” by the phase difference detection method at the current lens position. A determination is made whether an amount has been detected. If the defocus amount with the reliability “high” or “medium” is detected, the process proceeds to step S19. On the other hand, when the defocus amount with the reliability “high” or “medium” cannot be detected, that is, when the defocus amount with the reliability “low” or “range measurement impossible” is detected. Advances to step S18.

ステップS18では、上述したステップS6と同様に、カメラ制御部21により、位相差検出方式により、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が予め定められた所定回数α回連続して検出されたか否かの判定が行なわれる。信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合には、ステップS7に戻り、再度、上述したスキャン動作が実行される。一方、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が検出されたものの、所定回数α回連続していない場合には、ステップS18に戻り、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出されたか否かの判定が繰り返し実行される。そして、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出された場合には、ステップS19に進む一方で、ステップS17、S18の動作を繰り返し実行した結果、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合には、ステップS7に戻り、再度、上述したスキャン動作が実行される。   In step S18, as in step S6 described above, the camera control unit 21 uses the phase difference detection method to determine a defocus amount whose reliability is “low” or “incapable of distance measurement” a predetermined number of times α times. A determination is made as to whether or not they have been continuously detected. When the defocus amount whose reliability is “low” or “range measurement impossible” is continuously detected a predetermined number of times α, the process returns to step S7, and the above-described scanning operation is executed again. On the other hand, when the defocus amount with the reliability of “low” or “incapable of ranging” is detected, but is not continuous a predetermined number of times α, the process returns to step S18 and the reliability is “high” or “ The determination whether or not the defocus amount “medium” is detected is repeatedly executed. When a defocus amount with a reliability of “high” or “medium” is detected, the process proceeds to step S19, while the operations of steps S17 and S18 are repeatedly executed. As a result, the reliability is “low”. Alternatively, when the defocus amount that is “distance cannot be measured” is continuously detected a predetermined number of times α, the process returns to step S7 and the above-described scanning operation is executed again.

ステップS17において、位相差検出方式により、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出された場合には、ステップS19に進み、ステップS19では、光学系の焦点状態が変化したか否かの判断が行なわれる。具体的には、位相差検出方式によるデフォーカス量の値が所定値以上であった場合(たとえば、デフォーカス量の値が被写界深度を超えた値となった場合)に、光学系の焦点状態が変化したと判断することができる。そして、ステップS19において、光学系の焦点状態が変化したと判断された場合には、ステップS13に戻り、検出された最新のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を駆動する処理が行われる。一方、光学系の焦点状態が変化していないと判断された場合には、ステップS15に戻り、再度、ステップS15〜S19の処理を繰り返し実行する。   In step S17, when a defocus amount with a reliability of “high” or “medium” is detected by the phase difference detection method, the process proceeds to step S19, and in step S19, the focus state of the optical system has changed. A determination is made whether or not. Specifically, when the value of the defocus amount by the phase difference detection method is equal to or greater than a predetermined value (for example, when the value of the defocus amount exceeds the depth of field), the optical system It can be determined that the focus state has changed. If it is determined in step S19 that the focus state of the optical system has changed, the process returns to step S13, and processing for driving the focus lens 32 is performed based on the latest detected defocus amount. On the other hand, if it is determined that the focus state of the optical system has not changed, the process returns to step S15, and the processes of steps S15 to S19 are repeated.

以上のように、本実施形態に係るカメラ1は動作する。   As described above, the camera 1 according to this embodiment operates.

本実施形態においては、位相差検出方式により、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が検出された場合でも、即座にスキャン動作に移行せず、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合に初めてスキャン動作に移行する。そのため、本実施形態によれば、本来であれば信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出可能な状況であるような場面において、信頼性ばらつきの影響や、撮影者による手ブレの影響により、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が検出されてしまった場合に、誤って信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が検出できない場面であると判断し、スキャン動作に移行することで、頻繁にスキャン動作が実行されてしまうという不具合を有効に防止することができる。特に、頻繁にスキャン動作が実行されてしまうと、位相差検出方式による検出結果によるフォーカスレンズ32の合焦駆動と、スキャン動作によるフォーカスレンズ32のスキャン駆動との間でハンチングを起こしてしまう可能性が高くなってしまう一方で、本実施形態によれば、このような不具合の発生を有効に防止することができる。   In the present embodiment, even when a defocus amount having a reliability of “low” or “incapable of ranging” is detected by the phase difference detection method, the scan operation is not immediately performed, and the reliability is “low”. "" Or "distance cannot be measured" shifts to the scanning operation only when the defocus amount is detected a predetermined number of times in succession. Therefore, according to the present embodiment, in a situation where the defocus amount, which is originally “high” or “medium”, can be detected, the influence of the reliability variation, or by the photographer When a defocus amount with low reliability or inability to measure distance is detected due to the effects of camera shake, the defocus amount with high or medium reliability is erroneously detected. By determining that the scene cannot be detected and shifting to the scan operation, it is possible to effectively prevent a problem that the scan operation is frequently executed. In particular, if the scanning operation is frequently executed, hunting may occur between the focusing drive of the focus lens 32 based on the detection result by the phase difference detection method and the scanning driving of the focus lens 32 by the scanning operation. On the other hand, according to the present embodiment, occurrence of such a problem can be effectively prevented.

加えて、本実施形態においては、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出され、スキャン動作に移行した後は、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出されない限り、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の合焦駆動を実行しないようにする。すなわち、スキャン動作に移行した後は、信頼性が「中」であるデフォーカス量が検出された場合であっても、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の合焦駆動を実行しないようにする。これにより、本実施形態によれば、スキャン動作による焦点検出精度をより高めることが可能となる。特に、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合には、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合(たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場合や、低輝度被写体を撮影する場合)であると考えられるため、このように、スキャン動作中には、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出された場合に限り、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の合焦駆動を実行するような構成とすることにより、位相差検出方式による誤検出の発生を有効に防止することができる。   In addition, in the present embodiment, after the defocus amount having the reliability of “low” or “distance cannot be measured” is continuously detected a predetermined number of times α and the process shifts to the scanning operation, the reliability is “high”. Unless the defocus amount is detected, the focus lens 32 is not driven based on the defocus amount detected by the phase difference detection method. That is, after the shift to the scanning operation, even if a defocus amount with a medium reliability is detected, the focus lens 32 is focused based on the defocus amount detected by the phase difference detection method. Avoid driving. Thereby, according to the present embodiment, it is possible to further improve the focus detection accuracy by the scanning operation. In particular, when a defocus amount with a reliability of “low” or “incapable of distance measurement” is continuously detected a predetermined number of times α, it is difficult to detect the focus state of the photographing optical system by the phase difference detection method. In this way, the reliability is “high” during the scanning operation. Only when the defocus amount is detected, the focus lens 32 is driven based on the defocus amount detected by the phase difference detection method, so that the phase difference detection method is used. The occurrence of false detection can be effectively prevented.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態においては、スキャン動作中においては、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出されない限り、位相差検出方式により検出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ32の合焦駆動を実行しないような構成としたが、信頼性「高」に加えて、信頼性「中」または「低」である場合でも、検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ32の合焦駆動を実行するような構成としてもよい。特に、スキャン動作中においては、フォーカスレンズ32を駆動させながら、位相差検出方式によりデフォーカス量の検出を実行することとなるため、フォーカスレンズ32が停止した状態で、デフォーカス量の検出を行う場合と比較して、得られるデフォーカス量の信頼性が低く出てしまう傾向にある。すなわち、たとえば、フォーカスレンズ32が停止した状態では、デフォーカス量の信頼性が「高」となる場面でも、フォーカスレンズ32を駆動させた状態とすると、デフォーカス量の信頼性が「低」となってしまうような場合もあり、そのため、このような場合でも、検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ32の合焦駆動を実行するような構成とすることにより、撮影光学系の焦点調節を短い時間で実行することが可能となる。   For example, in the above-described embodiment, the focus lens 32 is focused on the basis of the defocus amount detected by the phase difference detection method unless the defocus amount with high reliability is detected during the scan operation. Although the driving is not performed, the focus lens 32 is driven based on the detected defocus amount even when the reliability is “medium” or “low” in addition to the reliability “high”. It is good also as a structure which performs. In particular, during the scanning operation, since the focus lens 32 is driven and the defocus amount is detected by the phase difference detection method, the defocus amount is detected while the focus lens 32 is stopped. Compared to the case, the defocus amount obtained tends to be less reliable. That is, for example, when the focus lens 32 is stopped, even when the reliability of the defocus amount is “high”, if the focus lens 32 is driven, the reliability of the defocus amount is “low”. Therefore, even in such a case, the focus adjustment of the photographing optical system can be performed by performing the focusing drive of the focus lens 32 based on the detected defocus amount. Can be executed in a short time.

また、上述した実施形態では、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合に、スキャン動作に移行するような構成としたが、所定回数β回連続して検出されたデフォーカス量のうち、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量の数が、所定個数γ(γ<β)以上である場合に、スキャン動作に移行するような構成としてもよい。すなわち、一例として、10回連続して検出されたデフォーカス量のうち、8以上のデフォーカス量が信頼性「低」または「測距不能」である場合に、スキャン動作に移行するような構成とすることができる。   Further, in the above-described embodiment, the configuration is such that when the defocus amount whose reliability is “low” or “distance cannot be measured” is continuously detected a predetermined number of times α, the scan operation is started. The number of defocus amounts whose reliability is “low” or “incapable of ranging” among the defocus amounts detected continuously β times a predetermined number of times is a predetermined number γ (γ <β) or more. In addition, it may be configured to shift to a scanning operation. That is, as an example, a configuration that shifts to a scanning operation when a defocus amount of 8 or more out of 10 defocus amounts detected continuously is reliability “low” or “range measurement impossible” It can be.

さらに、上述した実施形態において、信頼性が「低」または「測距不能」であるデフォーカス量が所定回数α回連続して検出された場合に、スキャン動作に移行する前に、フォーカスレンズ32をウォブリング駆動させながら、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを同時に実行するウォブリング動作を実行してもよい。そして、この場合には、ウォブリング動作を実行した結果、位相差検出方式により、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出された場合には、スキャン動作に移行することなく、検出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置に駆動することができ、また、ウォブリング動作を実行した結果、コントラスト検出方式により合焦位置が検出できた場合には、スキャン動作に移行することなく、コントラスト検出方式により検出された合焦位置にフォーカスレンズ32を合焦駆動させることができる。また、この場合においては、スキャン動作を実行する際における、フォーカスレンズ32のスキャン駆動方向を、ウォブリング動作における、位相差検出方式およびコントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて、決定することができる。すなわち、ウォブリング動作を実行した際における、位相差検出方式またはコントラスト検出方式による焦点検出の結果、現在のレンズ位置よりも無限遠側に合焦位置が存在すると判断できる場合(たとえば、コントラス検出方式において、無限遠側に向かって焦点評価値が高くなる結果となった場合)には、スキャン動作を行なう際における、フォーカスレンズ32の駆動方向を、現在のレンズ位置から、無限遠方向とすることができる。あるいは、ウォブリング動作を実行した際における、位相差検出方式またはコントラスト検出方式による焦点検出の結果、現在のレンズ位置よりも至近側に合焦位置が存在すると判断できる場合(たとえば、コントラス検出方式において、至近側に向かって焦点評価値が高くなる結果となった場合)には、スキャン動作を行なう際における、フォーカスレンズ32の駆動方向を、現在のレンズ位置から、至近方向とすることができる。   Further, in the above-described embodiment, when the defocus amount having the reliability of “low” or “distance cannot be measured” is continuously detected a predetermined number of times α, before the shift to the scanning operation, the focus lens 32. While performing the wobbling drive, a wobbling operation for simultaneously performing detection of the in-focus position by the phase difference detection method and in-focus position detection by the contrast detection method may be executed. In this case, as a result of executing the wobbling operation, when a defocus amount with high reliability is detected by the phase difference detection method, the detection is performed without shifting to the scanning operation. Based on the defocus amount, the focus lens 32 can be driven to the in-focus position, and when the in-focus position can be detected by the contrast detection method as a result of executing the wobbling operation, the operation proceeds to the scan operation. The focus lens 32 can be driven to focus at the in-focus position detected by the contrast detection method. In this case, the scan driving direction of the focus lens 32 when executing the scan operation can be determined based on the focus detection results of the phase difference detection method and the contrast detection method in the wobbling operation. In other words, when the focus detection by the phase difference detection method or the contrast detection method when the wobbling operation is executed, it can be determined that the in-focus position exists on the infinity side from the current lens position (for example, in the contrast detection method) When the focus evaluation value increases toward the infinity side), the driving direction of the focus lens 32 during the scanning operation may be changed from the current lens position to the infinity direction. it can. Alternatively, when the focus detection by the phase difference detection method or the contrast detection method when the wobbling operation is executed, it can be determined that the in-focus position is closer to the current lens position (for example, in the contrast detection method, When the focus evaluation value increases toward the close side), the driving direction of the focus lens 32 when performing the scanning operation can be changed from the current lens position to the close direction.

1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
221…撮像画素
222a,222b…焦点検出画素
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 2 ... Camera body 21 ... Camera control part 22 ... Imaging device 221 ... Imaging pixel 222a, 222b ... Focus detection pixel 3 ... Lens barrel 32 ... Focus lens 36 ... Focus lens drive motor 37 ... Lens control part

Claims (7)

焦点調節光学系を有する光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部の受光面に備えられ、前記撮像部による前記像の撮像中に、位相差を用いて前記光学系による像面のずれ量を繰り返し検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出部と、
前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部と、
前記光学系の光軸方向に、前記焦点調節光学系を駆動させる駆動部と、
前記位相差検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた結果、前記位相差検出部により検出されたずれ量の信頼性が所定回数連続して、所定の第1閾値未満であった場合に、前記駆動部に、前記焦点調節光学系を所定の方向に駆動させながら、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるスキャン駆動を実行する制御部と、を備えることを特徴とする焦点検出装置。
An imaging unit that captures an image by an optical system having a focus adjustment optical system and outputs an image signal corresponding to the captured image;
The focus state of the optical system is detected by repeatedly detecting the amount of displacement of the image plane by the optical system using the phase difference during imaging of the image by the imaging unit. A phase difference detector that
A contrast detection unit that detects a focus state of the optical system by calculating an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system based on the image signal output by the imaging unit;
A drive unit that drives the focus adjustment optical system in the optical axis direction of the optical system;
As a result of causing the phase difference detection unit to detect the focus state of the optical system, the reliability of the deviation amount detected by the phase difference detection unit was continuously less than a predetermined first threshold value a predetermined number of times. In this case, the control for executing the scan driving for causing the phase difference detection unit and the contrast detection unit to detect the focus state of the optical system while causing the drive unit to drive the focus adjustment optical system in a predetermined direction. And a focus detection device.
請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記第1閾値は、ずれ量の信頼性が該第1閾値未満である場合に、該ずれ量に基づいて光軸方向のうち合焦位置が存在する方向を判断できるに留まるような閾値であることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 1,
The first threshold value is a threshold value such that when the reliability of the deviation amount is less than the first threshold value, the direction in which the in-focus position exists in the optical axis direction can be determined based on the deviation amount. A focus detection apparatus.
請求項1または2に記載の焦点検出装置において、
前記制御部は、前記スキャン駆動中に、前記位相差検出部により信頼性が所定の第2閾値以上であるずれ量が検出された場合には、前記駆動部に、該ずれ量に基づいて、前記焦点調節光学系の合焦駆動を行なわせることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 1 or 2,
When the phase difference detection unit detects a deviation amount having a reliability equal to or higher than a predetermined second threshold during the scan driving, the control unit causes the driving unit to determine the deviation amount based on the deviation amount. A focus detection apparatus, wherein the focus adjustment optical system is driven to focus.
請求項3に記載の焦点検出装置において、
前記第2閾値は、前記第1閾値よりも高い値であることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 3,
The focus detection apparatus, wherein the second threshold value is higher than the first threshold value.
請求項3に記載の焦点検出装置において、
前記第2閾値は、前記第1閾値よりも低い値であることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 3,
The focus detection apparatus according to claim 1, wherein the second threshold value is lower than the first threshold value.
焦点調節光学系を有する光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部の受光面に備えられ、前記撮像部による前記像の撮像中に、位相差を用いて前記光学系による像面のずれ量を繰り返し検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出部と、
前記撮像部により出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部と、
前記光学系の光軸方向に、前記焦点調節光学系を駆動させる駆動部と、
前記位相差検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた結果、前記位相差検出部により連続して検出された第1の所定数のずれ量のうち、信頼性が所定の第1閾値未満であるずれ量の数が、第2の所定数以上であった場合に、前記駆動部に、前記焦点調節光学系を所定の方向に駆動させながら、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるスキャン駆動を実行する制御部と、を備えることを特徴とする焦点検出装置。
An imaging unit that captures an image by an optical system having a focus adjustment optical system and outputs an image signal corresponding to the captured image;
The focus state of the optical system is detected by repeatedly detecting the amount of displacement of the image plane by the optical system using the phase difference during imaging of the image by the imaging unit. A phase difference detector that
A contrast detection unit that detects a focus state of the optical system by calculating an evaluation value related to the contrast of the image by the optical system based on the image signal output by the imaging unit;
A drive unit that drives the focus adjustment optical system in the optical axis direction of the optical system;
As a result of causing the phase difference detection unit to detect the focus state of the optical system, the reliability of the first predetermined number of deviations continuously detected by the phase difference detection unit is predetermined. When the number of deviation amounts less than the threshold is equal to or greater than a second predetermined number, the phase difference detection unit and the contrast detection are performed while the drive unit drives the focus adjustment optical system in a predetermined direction. And a control unit that executes scan driving for causing the unit to detect the focus state of the optical system.
請求項1〜6のいずれかに記載の焦点検出装置を備えた撮像装置。   The imaging device provided with the focus detection apparatus in any one of Claims 1-6.
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