JP2018101081A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
【課題】表示又は記録用の画像信号を取得と焦点検出を行う2つの撮像素子について、記録画像のファイルサイズ抑制および読み出し速度の向上を図る。【解決手段】撮影レンズを通過した光束を光束分割手段で複数に分割し、複数の光束の一方を第1の撮像素子で受光し、他方の光束を第2の撮像素子で受光する。第1、第2の撮像素子はそれぞれ複数の画素部を有し、1つの画素部につき1対の光電変換部を有する。第2の撮像素子にて取得した信号を用いて焦点検出をして合焦情報を取得した結果に応じ、第1の撮像素子の画素信号の読み出しモードとその範囲を判定する。読み出しモードは、複数の光電変換部の信号を独立に読み出した第1の出力信号と、複数の光電変換部の信号を加算して読み出した第2の出力信号とのうち、第1、第2の出力信号の両方を読み出す第1の読み出しモードと、第2の出力信号のみを読み出す第2の読み出しモードのいずれかである。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a file size of a recorded image and improve a reading speed of two image pickup elements for acquiring an image signal for display or recording and detecting a focus. SOLUTION: A light flux passing through a photographing lens is divided into a plurality of light fluxes by a light flux dividing means, one of the plurality of light fluxes is received by a first image pickup element, and the other light flux is received by a second image pickup element. The first and second image pickup devices each have a plurality of pixel units, and each pixel unit has a pair of photoelectric conversion units. The read mode of the pixel signal of the first image sensor and its range are determined according to the result of performing focus detection using the signal acquired by the second image sensor and acquiring the focus information. The read mode is the first and second of the first output signal obtained by independently reading the signals of the plurality of photoelectric conversion units and the second output signal read by adding the signals of the plurality of photoelectric conversion units. It is either a first read mode for reading both of the output signals of the above and a second read mode for reading only the second output signal. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging device, and more particularly to an imaging device capable of pupil-division focus detection.
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に用いられる固体撮像素子の多機能化が進んでいる。特許文献1の撮像装置では、撮像素子に関して、瞳分割方式の焦点検出が可能な技術が開示されている。この技術は、撮像素子の1つの画素は、2つのフォトダイオードを有し、各フォトダイオードは1つのマイクロレンズによって撮影レンズの異なる瞳を通過した光を受光するよう構成されている。したがって、2つのフォトダイオードからの出力信号を比較することで、位相差の検知が可能となる。 In recent years, multi-functionalization of solid-state imaging devices used in imaging devices such as digital still cameras and digital video cameras has been advanced. In the imaging device of Patent Document 1, a technique capable of pupil-focusing focus detection is disclosed for an imaging device. In this technique, one pixel of an image sensor has two photodiodes, and each photodiode is configured to receive light that has passed through different pupils of a photographing lens by one microlens. Therefore, the phase difference can be detected by comparing the output signals from the two photodiodes.
また、2つのフォトダイオードからの出力信号を加算することで、通常の撮影画像の信号を得ることができる。1つの画素に2つのフォトダイオードを設けた撮像素子を用いて焦点検出を行うには、2つのフォトダイオードそれぞれらの信号を取得する必要がある。そのため、画素領域のすべての範囲で焦点検出信号を得ようとした場合、1つの画素が1つのフォトダイオードのみを有する従来の撮像素子と比べて、読み出す信号量が2倍に増え、読み出し時間が大幅に増加してしまう。 Also, by adding the output signals from the two photodiodes, a normal captured image signal can be obtained. In order to perform focus detection using an imaging device in which two photodiodes are provided in one pixel, it is necessary to acquire signals from the two photodiodes. Therefore, when trying to obtain a focus detection signal in the entire range of the pixel region, the amount of signal to be read is doubled compared to a conventional imaging device in which one pixel has only one photodiode, and the readout time is increased. It will increase significantly.
特許文献1では、撮影条件により、画素信号と加算信号の読み出し範囲と、その範囲内での間引き率を変更している。しかしながら、ライン単位で間引くため、読み出し時間の短縮は限定的である。 In Patent Document 1, the readout range of the pixel signal and the addition signal and the thinning rate within the range are changed depending on the shooting conditions. However, since the thinning is performed in units of lines, the reduction of the readout time is limited.
そこで、本発明の目的は、記録画像のファイルサイズの抑制および読み出し速度を向上することを可能にした撮像装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of suppressing the file size of a recorded image and improving the reading speed.
上記目的を達成するために、本発明は、撮影レンズを通過した光束を複数の光束に分割する光束分割手段を有し、分割された光束の一方を受光する第1の撮像素子と、他方の光束を受光する第2の撮像素子を有し、第1と第2の撮像素子はそれぞれ複数の画素部を有し、画素部は1つの画素部につき1対の光電変換部を有する撮像装置において、第2の撮像素子にて取得した信号を用いて焦点検出を行い、合焦情報を取得し、合焦情報の結果に応じて、第1の撮像素子の画素信号の読み出しモードとその範囲を判定する判定手段を備え、読み出しモードは、前記複数の光電変換部の信号を独立に読み出した第1の信号出力と、複数の光電変換部の信号を加算して読み出した第2の出力信号のうち、第1の信号出力と前記第2の信号出力の両方を読み出す第1の読み出しモードと、第2の信号出力のみを読み出す第2の読み出しモードのいずれかであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a first imaging device that has a light beam splitting unit that splits a light beam that has passed through a photographing lens into a plurality of light beams, and that receives one of the divided light beams, In an imaging apparatus having a second imaging element that receives a light beam, each of the first and second imaging elements having a plurality of pixel units, and each pixel unit having a pair of photoelectric conversion units per pixel unit The focus detection is performed using the signal acquired by the second image sensor, the focus information is acquired, and the readout mode and the range of the pixel signal of the first image sensor are determined according to the result of the focus information. And a reading mode in which the first signal output obtained by independently reading the signals of the plurality of photoelectric conversion units and the second output signal read by adding the signals of the plurality of photoelectric conversion units are read. Of which, both the first signal output and the second signal output And wherein the read and the first read mode, which is either the second read mode for reading only the second signal output.
本発明によれば、記録画像のファイルサイズの抑制および読み出し速度を向上することを可能にした撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of suppressing the file size of a recorded image and improving the reading speed.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
[実施例1]
図2は、本発明の第1の実施例に係るレンズ交換式カメラ本体100の模式図である。交換レンズ200はレンズ群を有しており、ここでは撮影レンズ201と定義する。また、撮影レンズの中でもフォーカス機能を持つレンズをフォーカスレンズ210(不図示)と定義する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[Example 1]
FIG. 2 is a schematic diagram of the interchangeable lens camera body 100 according to the first embodiment of the present invention. The interchangeable lens 200 has a lens group and is defined as a photographing lens 201 here. Further, a lens having a focus function among the photographing lenses is defined as a focus lens 210 (not shown).
交換レンズ200の撮影レンズ201を透過した光束は、カメラ本体100に備え付けられた不図示のミラーユニット内のメインミラー101に入射する。光束分割手段であるメインミラー101は本実施形態ではハーフミラーであるが、光束を分割できるものであればハーフミラーでなくても良い。また、ハーフミラーとしては、例えばペリクルミラーが用いられるが、これに限らず、ガラス板等を用いて構成したハーフミラーを用いてもよい。 The light beam that has passed through the photographing lens 201 of the interchangeable lens 200 is incident on the main mirror 101 in a mirror unit (not shown) provided in the camera body 100. The main mirror 101 which is a light beam splitting unit is a half mirror in this embodiment, but may not be a half mirror as long as it can split a light beam. As the half mirror, for example, a pellicle mirror is used. However, the half mirror is not limited thereto, and a half mirror configured using a glass plate or the like may be used.
ペリクルミラーは、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)などの薄い半透過フィルムに所望の透過率及び反射率が得られるようにコーティングが施されて構成される。ハーフミラーの透過率及び反射率は、それぞれ50%及び50%に限らず、他の値としてもよい。 The pellicle mirror is configured, for example, by coating a thin transflective film such as polyethylene terephthalate (PET) so that desired transmittance and reflectance can be obtained. The transmittance and reflectance of the half mirror are not limited to 50% and 50%, respectively, and may be other values.
メインミラー101によって分割された光束の一方はメインミラー101を透過し、第1の撮像素子102へと導かれる。メインミラー101によって分割された光束の他方はメインミラー101において反射し、第2の撮像素子103へと導かれる。 One of the light beams divided by the main mirror 101 passes through the main mirror 101 and is guided to the first image sensor 102. The other of the light beams divided by the main mirror 101 is reflected by the main mirror 101 and guided to the second image sensor 103.
CMOSエリアセンサからなる第1の撮像素子102および第2の撮像素子103は、被写体像を電気信号に変換するマトリクス状に配置された画素部を有する。第1の撮像素子102および第2の撮像素子103のそれぞれが有する複数の画素部102a、103aは、焦点検出信号と記録又は表示用の画像信号の両方を取得することができる。画素部の構造については後述する。電気信号に変換された画像信号は、カメラCPU107で画像処理や補正処理、記録画像への変換処理が行われる。 The first image sensor 102 and the second image sensor 103 made of CMOS area sensors have pixel portions arranged in a matrix that converts a subject image into an electrical signal. The plurality of pixel portions 102a and 103a included in each of the first image sensor 102 and the second image sensor 103 can acquire both a focus detection signal and an image signal for recording or display. The structure of the pixel portion will be described later. The image signal converted into the electrical signal is subjected to image processing, correction processing, and conversion processing into a recorded image by the camera CPU 107.
表示用画像やカメラ本体100の各種設定状態は、LCD(液晶表示器)で構成された外部モニタである外部表示部109や、後述するファインダ内部表示部106に表示される。ファインダユニット104は、接眼レンズユニット105とファインダ内部表示部106が組み合わされて構成される。 The display image and various setting states of the camera main body 100 are displayed on the external display unit 109 which is an external monitor configured by an LCD (liquid crystal display) or a finder internal display unit 106 described later. The finder unit 104 is configured by combining an eyepiece unit 105 and a finder internal display unit 106.
ファインダ内部表示部106は、第1の撮像素子102で変換された表示用画像を画面表示することで、ファインダ表示(EVF)がなされる。撮影時には、カメラCPU107内部の画像補正処理ユニットからなる補正処理部107a(不図示)で処理された撮像情報が、内蔵メモリや外部メモリーカードからなる記録装置108へ記録される。 The finder internal display unit 106 displays the display image converted by the first image sensor 102 on the screen, thereby performing finder display (EVF). At the time of shooting, imaging information processed by a correction processing unit 107a (not shown) including an image correction processing unit inside the camera CPU 107 is recorded in a recording device 108 including an internal memory or an external memory card.
本実施形態では、第1の撮像素子102で被写体像を撮像し、これを記録するため、画素数はより多く、高密度、高精度な撮像素子が要求される。一方、第2の撮像素子103は、主に合焦位置の焦点検出のために用いるため、第1の撮像素子102ほどの画素数は必要ではない。そこで、撮像素子全体のサイズは、第1の撮像素子102と第2の撮像素子103は略同一であるが、第1の撮像素子102と比較して、各画素あたりの受光面積を大きく構成した。そのため、第2の撮像素子103は、画素の密度が下がり、単位面積あたりの画素数は第1の撮像素子102と比較して少なくなる。 In the present embodiment, since the subject image is picked up by the first image pickup device 102 and recorded, an image pickup device with a larger number of pixels, high density and high accuracy is required. On the other hand, since the second image sensor 103 is mainly used for focus detection of the in-focus position, the number of pixels is not as large as that of the first image sensor 102. Therefore, the size of the entire image sensor is substantially the same for the first image sensor 102 and the second image sensor 103, but the light receiving area per pixel is larger than that of the first image sensor 102. . Therefore, the second image sensor 103 has a lower pixel density, and the number of pixels per unit area is smaller than that of the first image sensor 102.
そして、第2の撮像素子103によって撮像される像信号のデータ量は削減され、合焦評価値の算出のための処理時間がより削減される。これにより、合焦評価値の極大の検出時間が短縮される。また、一方の撮像素子のみで焦点検出を行うことで、被写体の輝度やデフォーカスの程度によっては一方の撮像素子の焦点検出において駆動する必要がなくなることから、消費電力を抑えることができる。 Then, the data amount of the image signal imaged by the second image sensor 103 is reduced, and the processing time for calculating the focus evaluation value is further reduced. Thereby, the maximum detection time of the focus evaluation value is shortened. Further, by performing focus detection with only one image sensor, it is not necessary to drive for focus detection of one image sensor depending on the brightness of the subject and the degree of defocus, so that power consumption can be suppressed.
カメラCPU107はデフォーカス量をもとに、撮影レンズ201を合焦状態となるような位置まで移動するためのレンズ駆動量を算出する。当該レンズ駆動量は、レンズ通信部204を通じてレンズCPU203に伝達される。ただし、焦点検出演算部107bによって求められたデフォーカス量をもとにしたレンズ駆動量の算出は、レンズCPU203において行っても良い。 Based on the defocus amount, the camera CPU 107 calculates a lens driving amount for moving the photographing lens 201 to a position where the photographing lens 201 is brought into focus. The lens driving amount is transmitted to the lens CPU 203 through the lens communication unit 204. However, the lens CPU 203 may calculate the lens driving amount based on the defocus amount obtained by the focus detection calculation unit 107b.
この場合、レンズCPU203はカメラCPU107からデフォーカス量を受け取る。レンズCPU203はアクチュエータ202を制御して、フォーカスレンズ210を駆動させて焦点調節を行う。 In this case, the lens CPU 203 receives the defocus amount from the camera CPU 107. The lens CPU 203 controls the actuator 202 to drive the focus lens 210 to adjust the focus.
[画素部の構造]
図3を用いて、第1と第2の撮像素子102および103の有する複数の画素部の構造について説明する。図3は、撮影レンズの射出瞳から出た光束が単位画素に入射する時の光線を概念的に示す図である。同図において、300は単位画素であり、第1のフォトダイオード301Aおよび第2のフォトダイオード301Bを有する。302はカラーフィルタ、303はマイクロレンズ、304は撮影レンズの射出瞳をそれぞれ示す。
[Pixel structure]
The structure of a plurality of pixel portions included in the first and second imaging elements 102 and 103 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram conceptually showing a light beam when a light beam emitted from the exit pupil of the photographing lens enters the unit pixel. In the figure, reference numeral 300 denotes a unit pixel, which includes a first photodiode 301A and a second photodiode 301B. Reference numeral 302 denotes a color filter, 303 denotes a microlens, and 304 denotes an exit pupil of the photographing lens.
マイクロレンズ303を有する単位画素に対して、射出瞳から出た光束の中心を光軸305とすると、射出瞳を通過した光は、光軸305を中心として単位画素300に入射する。図3に示すように、306、307を撮影レンズの射出瞳の一部領域とすると、瞳領域306を通過する光束はマイクロレンズ303を通して、フォトダイオード301Aで受光される。 Assuming that the optical axis 305 is the center of the light beam emitted from the exit pupil with respect to the unit pixel having the micro lens 303, the light passing through the exit pupil enters the unit pixel 300 with the optical axis 305 as the center. As shown in FIG. 3, when 306 and 307 are partial regions of the exit pupil of the photographing lens, the light beam passing through the pupil region 306 is received by the photodiode 301A through the microlens 303.
同様に、瞳領域307を通過する光束はマイクロレンズ303を通して、フォトダイオード301Bで受光される。従って、フォトダイオード301Aと301Bはそれぞれ、撮影レンズの出射瞳の別々の領域の光を受光することになり、フォトダイオード301Aと301Bの信号を比較することで位相差の検知が可能となる。ここで、フォトダイオード301Aから得られる信号をA像(第1の画像)、フォトダイオード301Bから得られる信号をB像(第2の画像)と定義し、A像とB像を足し合わせた加算信号をA+B像とすれば、このA+B像は撮影画像に用いることができる。 Similarly, the light beam passing through the pupil region 307 is received by the photodiode 301 </ b> B through the microlens 303. Accordingly, each of the photodiodes 301A and 301B receives light from different areas of the exit pupil of the photographing lens, and the phase difference can be detected by comparing the signals of the photodiodes 301A and 301B. Here, the signal obtained from the photodiode 301A is defined as an A image (first image), the signal obtained from the photodiode 301B is defined as a B image (second image), and the addition of adding the A image and the B image together. If the signal is an A + B image, this A + B image can be used as a captured image.
次に、距離演算処理によって、取得したA像とB像から、公知の手段によって被写体の距離分布を算出する。例えば、一対のAB像の一部を切り出し、切り出したウィンドウ内の相関演算によって像ズレ量を求め、瞳領域306透過率分布の重心と瞳領域307の透過率分布の重心の間隔から、基線長を求める。求めた像ズレ量と基線長からデフォーカス量を求め、距離を算出することができる。ウィンドウをずらしながら相関演算を行えば、被写体の距離分布を取得することができる。 Next, the distance distribution of the subject is calculated by a known means from the acquired A and B images by distance calculation processing. For example, a part of a pair of AB images is cut out, an image shift amount is obtained by correlation calculation in the cut out window, and the baseline length is calculated from the interval between the center of gravity of the pupil region 306 transmittance distribution and the center of gravity of the transmittance distribution of the pupil region 307. Ask for. The distance can be calculated by obtaining the defocus amount from the obtained image shift amount and the base line length. If the correlation calculation is performed while shifting the window, the distance distribution of the subject can be acquired.
続いて、リフォーカス面と、付加するボケ量を設定する。この際、取得した画像や、求めた距離分布を表示部に表示し、撮影者(ユーザ)がリフォーカス面やボケ量を手動で設定しても良い。また、取得した画像や取得した距離分布から、撮像装置100が自動でリフォーカス面やボケ量を設定しても良い。例えば、取得した画像に対して、公知の顔認識技術を使って主要被写体を判断し、主要被写体に合わせたリフォーカス面を設定することができる。 Subsequently, the refocus plane and the amount of blur to be added are set. At this time, the acquired image and the obtained distance distribution may be displayed on the display unit, and the photographer (user) may manually set the refocus plane and the amount of blur. The imaging apparatus 100 may automatically set the refocus plane and the amount of blur from the acquired image and the acquired distance distribution. For example, it is possible to determine a main subject with respect to the acquired image using a known face recognition technique and set a refocus plane in accordance with the main subject.
[撮影モードの動作について]
図1は、本実施形態に係る撮像装置の撮影動作のフローチャートを示す図である。本動作は、カメラ100の不図示の操作部材をユーザが操作して電源スイッチが投入され、撮影モードセレクターによる撮影モードが設定されると開始する。本実施形態においては、人物撮影モードについて記載するが、他の撮影モードでも実施可能である。
[Operation in shooting mode]
FIG. 1 is a diagram illustrating a flowchart of a shooting operation of the imaging apparatus according to the present embodiment. This operation starts when the user operates an operation member (not shown) of the camera 100 to turn on the power switch and set the shooting mode by the shooting mode selector. In the present embodiment, the person photographing mode is described, but the present embodiment can also be implemented in other photographing modes.
ステップS401において、操作部材のモードセレクターにより人物撮影モードが選択されているか否かを判断する。人物撮影モードでは、カメラが主被写体を認識する手法として、ユーザのマニュアル設定動作に従う方法と、カメラが自動的に認識する方法がある。ここでは、カメラが主要被写体を自動認識する方法を採用するものとして説明を続ける。 In step S401, it is determined whether the person photographing mode is selected by the mode selector of the operation member. In the portrait shooting mode, there are a method in which the camera recognizes the main subject, a method in accordance with the user's manual setting operation, and a method in which the camera automatically recognizes. Here, the description is continued assuming that the camera adopts a method of automatically recognizing the main subject.
ステップS401で人物撮影モードが設定されている場合はステップS402へ進み、第2の撮像素子103を用いて撮影レンズ200の焦点状態を検出する。ステップS402の焦点検出結果より、ステップS403で撮影レンズ200のデフォーカス量を算出し、デフォーカス量に基づいて撮影レンズ200の駆動量を決定する。そして、ステップS404で当該レンズ駆動量に基づき、調節手段としてのアクチュエータ202がフォーカスレンズ210を駆動させる。そしてステップS405で公知の顔認識技術を使って人物の顔とその位置を検出する。 If the person photographing mode is set in step S401, the process proceeds to step S402, and the focus state of the photographing lens 200 is detected using the second image sensor 103. From the focus detection result in step S402, the defocus amount of the photographing lens 200 is calculated in step S403, and the driving amount of the photographing lens 200 is determined based on the defocus amount. In step S404, the actuator 202 as an adjusting unit drives the focus lens 210 based on the lens driving amount. In step S405, the face of the person and its position are detected using a known face recognition technique.
次に、ステップS406へ進み、顔検知がされた場合はステップS407、顔検知されない場合はステップS417で、後述する第1の撮像素子102の信号の読み出しモードをそれぞれ設定する。そしてステップS408で、各画素における読み出しモードに応じて、第1の撮像素子102を用いて撮像を行う。 Next, the process proceeds to step S406, in which the face reading mode is set in step S407 when the face is detected, and in step S417 when the face is not detected, respectively. In step S408, imaging is performed using the first imaging element 102 in accordance with the readout mode in each pixel.
ここで、図4を用いて、信号の読み出しモードを説明する。図4(a)は本実施形例の撮像装置の第1と第2の撮像素子102と103の受光領域をそれぞれ8×8の64の領域に分割した図である。分割した各領域を分割領域501と呼ぶこととし、画面左上に相当する分割領域をd00とし、それぞれ図4(a)に示すように、d00〜d77とする。 Here, a signal reading mode will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a diagram in which the light receiving areas of the first and second imaging elements 102 and 103 of the imaging apparatus of this embodiment are divided into 64 areas of 8 × 8. Each divided area is referred to as a divided area 501, and a divided area corresponding to the upper left of the screen is set as d00, respectively, as shown in FIG. 4A, d00 to d77.
ここで、第2の撮像素子103は、第1の撮像素子102と略同一の受光面積を備え、第1の撮像素子102よりも画素数が少ないものとする。また、分割領域の被写体の位置は、第1の撮像素子102と第2の撮像素子103で、それぞれ対応するものとする。 Here, it is assumed that the second image sensor 103 has substantially the same light receiving area as the first image sensor 102 and has a smaller number of pixels than the first image sensor 102. In addition, the positions of the subjects in the divided areas correspond to the first image sensor 102 and the second image sensor 103, respectively.
図4(b)は、第2の撮像素子103上の本実施形態の撮像装置によって撮像された画像の一例である。図4(b)においては、主要被写体である顔が2箇所検出されている。図4(c)は第2の撮像素子103の焦点検出結果から、対応する第1の撮像素子102の読み出しモードの領域を示したものである。 FIG. 4B is an example of an image captured by the image capturing apparatus of the present embodiment on the second image sensor 103. In FIG. 4B, two faces that are main subjects are detected. FIG. 4C shows the readout mode region of the corresponding first image sensor 102 from the focus detection result of the second image sensor 103.
本実施形態の撮像装置の特徴は、次の通りである。まず、主要被写体と判定された分割領域及びその周辺の分割領域は、のちのリフォーカス画像生成時において、その領域の被写体にピントを合わせたリフォーカス処理を行う可能性がある領域であると考えられる。そのため、図4(c)の分割領域である領域503と領域504の分割画素の出力信号として、A像(またはB像)とA+B像を読み出す。ここで、A像とA+B像を読み出すモードを、第1の読み出しモードとする。 The features of the imaging apparatus of the present embodiment are as follows. First, the divided area determined to be the main subject and the surrounding divided areas are areas that may be subjected to refocus processing that focuses on the subject in that area when the refocus image is generated later. It is done. Therefore, an A image (or B image) and an A + B image are read out as output signals of the divided pixels of the regions 503 and 504, which are the divided regions in FIG. Here, the mode in which the A image and the A + B image are read is referred to as a first reading mode.
なお、被写体を含む分割領域に含まれる分割画素の信号のみを第1の読み出しモードで読み出すように説明したが、本発明はこれに限るものではなく、分割領域に隣接する分割領域504に含まれる分割画素の信号を第1の読み出しモードで読み出しても良い。 In the above description, only the signals of the divided pixels included in the divided area including the subject are read out in the first readout mode. However, the present invention is not limited to this, and is included in the divided area 504 adjacent to the divided area. The signal of the divided pixel may be read out in the first reading mode.
一方、それ以外の分割領域である、主要被写体が存在しないと判定された分割領域は、後にリフォーカスを行わない領域であると考えられる。そのため、読み出しモードは、分割領域の分割画素の信号を、A+B像の加算信号として読み出しとなる。また、ステップS406で主被写体が検知されなかった場合においても、後にリフォーカス処理を行わない領域と考えられるため、ステップS417は全領域をA+B像の加算信号と読み出す。この結果、読み取る信号を抑制し、生成される画像ファイルのサイズを抑制することが可能である。 On the other hand, other divided areas, which are determined to have no main subject, are considered to be areas that will not be refocused later. Therefore, in the readout mode, the signal of the divided pixels in the divided area is read out as an addition signal of the A + B image. Even when the main subject is not detected in step S406, it is considered that the region is not subjected to refocus processing later, so step S417 reads the entire region as an addition signal of the A + B image. As a result, it is possible to suppress the read signal and suppress the size of the generated image file.
次に、ステップS401で人物撮影モードが設定されていない場合はステップS412へ進み、第2の撮像素子103を用いて撮影レンズ200の焦点状態を検出する。ステップS412の焦点検出結果より、ステップS413で撮影レンズ200のデフォーカス量を算出し、デフォーカス量に基づいて撮影レンズ200の駆動量を決定する。そして、ステップS414で当該レンズ駆動量に基づき、調節手段としてのアクチュエータ202がフォーカスレンズ210を駆動させる。 Next, when the person photographing mode is not set in step S401, the process proceeds to step S412 and the focus state of the photographing lens 200 is detected using the second image sensor 103. From the focus detection result in step S412, the defocus amount of the taking lens 200 is calculated in step S413, and the drive amount of the taking lens 200 is determined based on the defocus amount. In step S414, the actuator 202 as an adjusting unit drives the focus lens 210 based on the lens driving amount.
その後、ステップS415で、第1の撮像素子102の出力信号を、A+B像または、第1の読み出しモードで読み出すことを決定し、ステップS408で第1の撮像素子102で撮像を行う。 Thereafter, in step S415, it is determined that the output signal of the first image sensor 102 is read out in the A + B image or the first readout mode, and the first image sensor 102 performs imaging in step S408.
以上、図2〜図4を用いて本発明の実施形態にかかる撮像装置の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、様々な形態をとることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of the imaging device concerning embodiment of this invention was described using FIGS. 2-4, this invention is not limited to this and can take various forms. .
[実施例2]
続いて第2の実施形態に係る撮像装置について説明する。第1の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点を中心に取り上げる。
[Example 2]
Next, an imaging apparatus according to the second embodiment will be described. A description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.
[撮像装置の説明]
図5は本実施形態のレンズ交換式カメラの概略図である。不図示の被写体からの光束は、撮影レンズ200内のフォーカスレンズ201を介して、撮像装置600内のメインミラー601に導かれる。メインミラー601は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置されて、被写体からの光束を上方に配置されたファインダ光学系に導く第1の位置(図示した位置)と、撮影光路外に退避する第2の位置とに移動が可能である。
[Description of imaging device]
FIG. 5 is a schematic view of the interchangeable lens camera of the present embodiment. A light beam from a subject (not shown) is guided to a main mirror 601 in the imaging apparatus 600 via a focus lens 201 in the photographing lens 200. The main mirror 601 is disposed obliquely with respect to the optical axis in the photographing optical path, and guides the light beam from the subject to the finder optical system disposed above and outside the photographing optical path. It is possible to move to the second position for retraction.
メインミラー601の中央部はハーフミラーになっており、メインミラー601が第1の位置にダウンしているときには、被写体からの光束の一部が該ハーフミラー部を透過する。そして、この透過した光束は、メインミラー601の背面側に設けられたサブミラー602で反射し、焦点検出手段を持つ第2の撮像素子607に導かれる。一方、メインミラー601で反射された光束は、第1の撮像素子102と光学的に共役な位置に配置されたピント板603上に結像する。 The central portion of the main mirror 601 is a half mirror, and when the main mirror 601 is down to the first position, a part of the light beam from the subject is transmitted through the half mirror portion. The transmitted light beam is reflected by a sub mirror 602 provided on the back side of the main mirror 601 and guided to a second image sensor 607 having a focus detection unit. On the other hand, the light beam reflected by the main mirror 601 forms an image on a focus plate 603 disposed at a position optically conjugate with the first image sensor 102.
本実施形態においては、焦点検出に用いる第2の撮像素子607の撮像素子全体のサイズは、撮像に用いる第1の撮像素子102よりも小さいものとする。ただし、それぞれの撮像素子の画素位置比較を容易にするため、画素ピッチは略同一とする。より具体的には、各画素のサイズは、略同一であるが、撮像素子のサイズを、第1の撮像素子102と比較して小さく構成した。そのため、画素の密度は略同一であるが、撮像素子全体の画素数は、第1の撮像素子102と比較して少なくなる。 In the present embodiment, the size of the entire image sensor of the second image sensor 607 used for focus detection is smaller than that of the first image sensor 102 used for imaging. However, the pixel pitch is substantially the same in order to facilitate the pixel position comparison of each image sensor. More specifically, the size of each pixel is substantially the same, but the size of the image sensor is made smaller than that of the first image sensor 102. Therefore, the pixel density is substantially the same, but the number of pixels of the entire image sensor is smaller than that of the first image sensor 102.
このような構成とすることで、第2の撮像素子607によって撮像される像信号データ量が削減され、合焦評価の算出処理時間がより削減される。さらに、第2の撮像素子607のサイズを小さくしたので、第2の撮像素子607の製造コスト及び組立コストが低減される。 With such a configuration, the amount of image signal data captured by the second image sensor 607 is reduced, and the calculation processing time for focus evaluation is further reduced. Furthermore, since the size of the second image sensor 607 is reduced, the manufacturing cost and assembly cost of the second image sensor 607 are reduced.
次に、ピント板603にて拡散されてこれを透過した光(被写体像)は、ペンタダハプリズム604によって正立像に変換される。正立像は、接眼レンズ605によって拡大され、ユーザにより観察される。また、メインミラー601が第2の位置にアップした際には、サブミラー602もメインミラー601に対して折り畳まれて撮影光路外に退避し、撮影レンズ201からの光束は、第1の撮像素子102に至る。 Next, the light (subject image) diffused by the focus plate 603 and transmitted therethrough is converted into an erect image by the penta roof prism 604. The erect image is magnified by the eyepiece 605 and observed by the user. When the main mirror 601 is raised to the second position, the sub mirror 602 is also folded with respect to the main mirror 601 and retracted out of the photographing optical path, and the light flux from the photographing lens 201 is changed to the first image sensor 102. To.
[人物撮影モードの動作について]
図6は、本実施形態に係る撮像装置の撮影動作のフローチャートを示す図である。同図において、第1の実施例と同一の部分については同一の符号を付けて示し、その説明は省略する。
[Operation in portrait mode]
FIG. 6 is a diagram illustrating a flowchart of the shooting operation of the imaging apparatus according to the present embodiment. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本動作は、カメラ100の図示しない操作部材をユーザが操作して電源スイッチが投入され、撮影モードセレクターによる撮影モードが設定されると開始する。この時、メインミラー601は第1の位置にダウンしている。 This operation starts when the user operates an operation member (not shown) of the camera 100 to turn on the power switch and set the shooting mode by the shooting mode selector. At this time, the main mirror 601 is lowered to the first position.
ステップS401からステップS406は、第1の実施例と同様であり、ステップS401で人物撮影モードが選択されているか判定を行い、設定されている場合は、ステップS402へ進み、第2の撮像素子607を用いて焦点検出を行う。この結果より、ステップS403で撮影レンズ200のデフォーカス量を算出し、ステップS404で、フォーカスレンズ210を駆動させる。 Steps S401 to S406 are the same as in the first embodiment. In step S401, it is determined whether the person shooting mode is selected. If it is set, the process proceeds to step S402, where the second image sensor 607 is selected. To detect the focus. From this result, the defocus amount of the taking lens 200 is calculated in step S403, and the focus lens 210 is driven in step S404.
次に、ステップS405で顔検知を実施し、ステップS406にて、第2の撮像素子607領域において、主要被写体である顔が検知された場合は、ステップS1002、検知されなかった場合はステップS1003で後述の第1の撮像素子102の読み出しモードを選択する。そして、ステップS1004でメインミラー601を撮影光路外に退避させる第2の位置へ移動させ、ステップS408で第1の撮像素子102を、選択された読み出しモードに応じて出力信号を読み込み、撮像を行う。 Next, face detection is performed in step S405, and in step S406, if a face that is a main subject is detected in the second imaging element 607 region, step S1002 is performed. If not detected, step S1003 is performed. A reading mode of the first image sensor 102 described later is selected. In step S1004, the main mirror 601 is moved to the second position where the main mirror 601 is retracted out of the photographing optical path. In step S408, the first image sensor 102 reads an output signal in accordance with the selected reading mode and performs imaging. .
ここで図7を用いて、信号の読み出しモードを説明する。図7は本実施形態の撮像装置の第1の撮像素子102と第2の撮像素子607の分割領域を重ねて表示したものである。第1の撮像素子102は、受光領域を8×8の64の領域に分割し、分割した領域を分割領域801と呼ぶ。画面左上に相当する分割領域をd00とし、それぞれ図7に示すように、d00〜d77とする。また、第2の撮像素子607は第1の撮像素子102よりも小さいものとし、受光領域を6×6の36分割した領域802と呼ぶこととする。分割領域はd11〜d66とし、第1の撮像素子の分割領域と略同一位置とする。 Here, a signal reading mode will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the divided areas of the first image sensor 102 and the second image sensor 607 of the image pickup apparatus according to the present embodiment superimposed on each other. The first image sensor 102 divides the light receiving area into 64 × 8 × 8 areas, and the divided area is referred to as a divided area 801. A divided area corresponding to the upper left of the screen is d00, and d00 to d77 as shown in FIG. The second image sensor 607 is smaller than the first image sensor 102, and the light receiving area is referred to as a 6 × 6 36-divided area 802. The divided areas are d11 to d66, and are substantially at the same positions as the divided areas of the first image sensor.
なお、ここで構造を分かりやすくするために、それぞれの分割を定義したが、これに限定されない。一例として図4(b)が撮像された場合、図4(c)に示す領域503と領域504を第1の読み出しモードで読み込む。そして、その他の領域は、A+B像として読み込む。ここで、第2の撮像素子607と重複する位置である領域d11〜d66全体を第1の読み出しモードで読み込み、その他の領域をA+B像で読み込んでも良い。 Here, in order to make the structure easy to understand, each division is defined, but it is not limited to this. As an example, when FIG. 4B is captured, the area 503 and the area 504 shown in FIG. 4C are read in the first readout mode. The other areas are read as A + B images. Here, the entire regions d11 to d66, which are positions overlapping with the second image sensor 607, may be read in the first readout mode, and the other regions may be read in the A + B image.
一方で、ステップS406にて、顔が検知されなかった場合、第1の撮像素子102は、第2の撮像素子607と重複する領域d11〜d66には、主要被写体が存在しないと判定されるため、ステップS1003の読み出しモードは、A+B像で読み出すことになる。そして、それ以外の領域は、第1の読み出しモードとして読み込む。この結果、読み取る信号を抑制し、生成される画像ファイルのサイズを抑制することを可能としている。 On the other hand, if no face is detected in step S406, the first image sensor 102 determines that there is no main subject in the areas d11 to d66 overlapping with the second image sensor 607. In the reading mode in step S1003, reading is performed as an A + B image. Then, the other areas are read as the first reading mode. As a result, it is possible to suppress the read signal and suppress the size of the generated image file.
次に、ステップS401で人物撮影モードが設定されていない場合はステップS412へ進み、第2の撮像素子103を用いて撮影レンズ200の焦点状態を検出する。ステップS412の焦点検出結果より、ステップS413で撮影レンズ200のデフォーカス量を算出し、デフォーカス量に基づいて撮影レンズ200の駆動量を決定する。そして、ステップS414でフォーカスレンズ210を駆動させる。その後、ステップS415で、第1の撮像素子102の出力信号は、A+B像または、第1の読み出しモードで読み出すことを決定し、ステップS408で第1の撮像素子102で撮像を行う。 Next, when the person photographing mode is not set in step S401, the process proceeds to step S412 and the focus state of the photographing lens 200 is detected using the second image sensor 103. From the focus detection result in step S412, the defocus amount of the taking lens 200 is calculated in step S413, and the drive amount of the taking lens 200 is determined based on the defocus amount. In step S414, the focus lens 210 is driven. Thereafter, in step S415, it is determined that the output signal of the first image sensor 102 is read out in the A + B image or the first readout mode, and the first image sensor 102 performs imaging in step S408.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
100 カメラ本体
101 メインミラー
102 第1の撮像素子
103 第2の撮像素子
107 カメラCPU
201 撮影レンズ
300 撮像素子の画素部
301 撮像素子の画素部の光電変換部
303 マイクロレンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Camera main body 101 Main mirror 102 1st image sensor 103 2nd image sensor 107 Camera CPU
201 Photographic Lens 300 Pixel Unit of Image Sensor 301 Photoelectric Conversion Unit of Pixel Unit of Image Sensor 303 Micro Lens
Claims (6)
前記分割された光束(305)の一方を受光する第1の撮像素子(102)と、他方の光束を受光する第2の撮像素子(103)を有し、
前記第1と第2の撮像素子(102)(103)はそれぞれ複数の画素部(300)を有し、前記画素部(300)は1つの画素部につき1対の光電変換部(301A、301B)を有する撮像装置において、
前記第2の撮像素子(103)にて取得した信号を用いて焦点検出を行い、合焦情報を取得し、
前記合焦情報の結果に応じて、第1の撮像素子(102)の画素信号の読み出しモードとその範囲を判定する判定手段を備え、
前記読み出しモードは、前記複数の光電変換部(301A、301B)の信号を独立に読み出した第1の信号出力と、前記複数の光電変換部の信号を加算して読み出した第2の出力信号のうち、前記第1の信号出力と前記第2の信号出力の両方を読み出す第1の読み出しモードと、第2の信号出力のみを読み出す第2の読み出しモードのいずれかであることを特徴とする撮像装置。 A light beam splitting means (101) for splitting the light beam (305) that has passed through the taking lens into a plurality of light beams;
A first image sensor (102) that receives one of the divided light beams (305), and a second image sensor (103) that receives the other light beam;
Each of the first and second image sensors (102) and (103) has a plurality of pixel portions (300), and the pixel portion (300) has a pair of photoelectric conversion portions (301A, 301B) per one pixel portion. )
Focus detection is performed using the signal acquired by the second image sensor (103), and focus information is acquired.
In accordance with the result of the focus information, the image sensor includes a determination unit that determines a pixel signal readout mode and a range of the first image sensor (102),
In the readout mode, the first signal output obtained by independently reading the signals of the plurality of photoelectric conversion units (301A, 301B) and the second output signal read out by adding the signals of the plurality of photoelectric conversion units are read. Among these, the imaging is characterized in that either the first readout mode for reading out both the first signal output and the second signal output or the second readout mode for reading out only the second signal output. apparatus.
3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein when the main subject is not detected in the second image pickup device region, reading is performed in the second read mode.
Priority Applications (1)
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