JP5898481B2 - 撮像装置及び焦点検出方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の好適な実施の形態に係る撮像装置の構成図であり、一例として、撮像素子を有するカメラ本体と撮影光学系とが一体となった電子カメラを示している。図1において、第1レンズ群101は撮影光学系(結像光学系)の先端に配置され、光軸方向に進退可能に保持される。絞り兼用シャッタ102は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うほか、静止画撮影時には露光秒時を調節する機能も備える。絞り兼用シャッタ102及び第2レンズ群103は、一体となって光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作との連動により、変倍作用(ズーム機能)をなす。
図2(a)は、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された撮像素子107の画素配列を説明するための図であり、ここでは、4行×4列分の画素範囲を示している。画素群210は2行×2列の画素からなり、対角2画素に緑(G)の分光感度を有する画素210Gを配置し、他の2画素に赤(R)の分光感度を有する画素210Rと青(B)の分光感度を有する画素210Bを配置している。図2(b)は画素210Gを拡大したものであり、瞳分割用に複数の光電変換部(以下、「副画素201a、201b」と呼ぶ。)を有している。画素210R、210Bも同様に、それぞれ2つの副画素201a、201bを有し、いずれの画素も、副画素201a、201bそれぞれから独立に受光して得られた像信号を出力可能である。このように独立に得られた像信号を、焦点検出に使用することも、また、画素毎に加算することで撮像に使用することもできる。このような構成を有する画素群210が繰り返し配列されている。なお、図2に示す構成では、すべての画素が副画素201a、201bを有するものとしているが、副画素を有する画素を、撮像素子107内に離散的に配置してもよい。
次に、図2(b)に示した撮像素子107に含まれる画素の1つである画素210Gを例として、瞳分割の概念について図3を参照して説明する。図3(a)は射出瞳301が大きい場合、図3(b)は射出瞳301が小さい場合をそれぞれ示している。射出瞳301の大きさは、絞りの開口の大きさや、レンズを保持するレンズ枠などの大きさによって変化する。また、302aは副画素201aを射出瞳位置に投影した形状、302bは副画素201bを射出瞳位置に投影した形状を示している。
図4は、副画素201a及び201bに対応する、撮影レンズの射出瞳位置における、絞りが開放状態の場合のx軸上の瞳強度分布の一例を示す図である。副画素201aの瞳強度分布401aに着目すると、+x側はセンサの瞳分割性能が十分でないことにより回折ボケのため緩やかなカーブになっている。対して、反対の−x側はレンズ枠によるケラレにより急なカーブになる。そのため、瞳強度分布401aは、強度のピークに対して非対称になっている。副画素201bの瞳強度分布401bに関しては、プラスマイナスが反転した形で瞳強度分布401aと同様のことが言える。
図6はフィルタ処理部121aで用いられるフィルタの特性を示す図であり、縦軸はフィルタの成分、横軸はフィルタの要素番号を表わしている。ここで、図6(a)に示すフィルタにおいて、フィルタの要素数を3、フィルタの要素番号をi、要素番号iのフィルタの成分をa[i]、n番目のフィルタ処理前の像信号をImg[n]、n番目のフィルタ処理後の像信号をImg’[n]と定義する。すると、以下に示す式(1)のような関係式になる。
上述した実施形態と別のフィルタ選択方法として、瞳距離と絞り値が分かれば、撮影レンズによるケラレの度合い(例えば、ケラレが無い瞳領域に対する、ケラレた瞳領域の割合)を評価することができる。よって、瞳距離と絞り値をフィルタ処理部121aに送り、フィルタ処理部121aにてケラレの度合いを評価し、その結果に応じて、第1または第2のフィルタの選択を行ってもよい。
Claims (5)
- 結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した一対の光束をそれぞれ独立に受光して得られた一対の像信号である第1の像信号及び第2の像信号をそれぞれ出力可能な一対の光電変換部を有する画素を含む、2次元に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
加算型フィルタで構成された第1のフィルタと、
加算型フィルタと差分型フィルタとから構成された第2のフィルタと、
前記結像光学系の絞り値を取得する取得手段と、
前記絞り値が予め決められた閾値より小さい場合には前記第1のフィルタを選択し、前記絞り値が前記閾値以上の場合には前記第2のフィルタを選択して、該選択したフィルタを用いて前記第1の像信号及び第2の像信号それぞれをフィルタ処理するフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理手段により前記フィルタ処理された前記第1の像信号及び第2の像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した一対の光束をそれぞれ独立に受光して得られた一対の像信号である第1の像信号及び第2の像信号をそれぞれ出力可能な一対の光電変換部を有する画素を含む、2次元に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
加算型フィルタで構成された第1のフィルタと、
加算型フィルタと差分型フィルタとから構成された第2のフィルタと、
前記結像光学系の絞り値及び、前記結像光学系の瞳距離を取得する取得手段と、
前記絞り値と前記瞳距離とに基づいてケラレの度合いを評価し、該ケラレの度合いが予め決められた閾値より大きい場合には前記第1のフィルタを選択し、前記ケラレの度合いが前記閾値以下の場合には前記第2のフィルタを選択して、該選択したフィルタを用いて前記第1の像信号及び第2の像信号それぞれをフィルタ処理するフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理手段により前記フィルタ処理された前記第1の像信号及び第2の像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記加算型フィルタは、フィルタの成分の値がすべて正の成分で構成され、前記差分型フィルタは、フィルタの成分の値が正と負の成分で構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した一対の光束をそれぞれ独立に受光して得られた一対の像信号である第1の像信号及び第2の像信号をそれぞれ出力可能な一対の光電変換部を有する画素を含む、2次元に配置された複数の画素を有する撮像素子から得られる、前記第1の像信号及び第2の像信号に基づいて、焦点検出を行う焦点検出方法であって、
取得手段が、前記結像光学系の絞り値を取得する取得工程と、
フィルタ処理手段が、前記絞り値が予め決められた閾値より小さい場合には加算型フィルタで構成された第1のフィルタにより前記第1の像信号及び第2の像信号をフィルタ処理し、前記絞り値が前記閾値以上の場合には加算型フィルタと差分型フィルタとから構成された第2のフィルタにより前記第1の像信号及び第2の像信号それぞれをフィルタ処理するフィルタ処理工程と、
焦点検出手段が、前記フィルタ処理工程で前記フィルタ処理された前記第1の像信号及び第2の像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出工程と
を有することを特徴とする焦点検出方法。 - 結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した一対の光束をそれぞれ独立に受光して得られた一対の像信号をそれぞれ出力可能な一対の光電変換部を有する画素を含む、2次元に配置された複数の画素を有する撮像素子から得られる、前記一対の像信号である第1の像信号及び第2の像信号に基づいて、焦点検出を行う焦点検出方法であって、
取得手段が、前記結像光学系の絞り値及び瞳距離を取得する取得工程と、
評価手段が、前記絞り値と前記瞳距離とに基づいてケラレの度合いを評価する評価工程と、
フィルタ処理手段が、前記ケラレの度合いが予め決められた閾値より大きい場合には加算型フィルタで構成された第1のフィルタにより前記一対の像信号をフィルタ処理し、前記ケラレの度合いが前記閾値以下の場合には加算型フィルタと差分型フィルタとから構成された第2のフィルタにより前記第1の像信号及び第2の像信号それぞれをフィルタ処理するフィルタ処理工程と、
焦点検出手段が、前記フィルタ処理手段により前記フィルタ処理された前記第1の像信号及び第2の像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出工程と
を有することを特徴とする焦点検出方法。
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| US10523860B2 (en) * | 2016-05-12 | 2019-12-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detection device, control method thereof, and image capture apparatus |
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Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4731864A (en) * | 1986-02-21 | 1988-03-15 | Rca Corporation | Photographic camera simulation systems working from computer memory |
| US4975726A (en) * | 1987-11-25 | 1990-12-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Automatic focusing apparatus |
| JPH01216306A (ja) | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Canon Inc | 撮像手段を有した焦点検出装置 |
| US5083150A (en) * | 1989-03-03 | 1992-01-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | Automatic focusing apparatus |
| US5193124A (en) * | 1989-06-29 | 1993-03-09 | The Research Foundation Of State University Of New York | Computational methods and electronic camera apparatus for determining distance of objects, rapid autofocusing, and obtaining improved focus images |
| JP3103587B2 (ja) * | 1990-04-25 | 2000-10-30 | オリンパス光学工業株式会社 | 自動合焦装置 |
| US5367153A (en) * | 1991-11-01 | 1994-11-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting the focus adjusting state of an objective lens by performing filter processing |
| JP3240648B2 (ja) * | 1991-11-01 | 2001-12-17 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置 |
| JP2715958B2 (ja) * | 1995-03-03 | 1998-02-18 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置 |
| US5874994A (en) * | 1995-06-30 | 1999-02-23 | Eastman Kodak Company | Filter employing arithmetic operations for an electronic sychronized digital camera |
| US7358999B2 (en) * | 1998-03-10 | 2008-04-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus sensing apparatus, focus sensing method using phase-differential detection and computer-readable storage medium therefor |
| JP2000207549A (ja) * | 1999-01-11 | 2000-07-28 | Olympus Optical Co Ltd | 画像処理装置 |
| JP4217415B2 (ja) * | 2001-04-04 | 2009-02-04 | オリンパス株式会社 | 電子撮像装置 |
| JP4565784B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2010-10-20 | Hoya株式会社 | デジタルカメラ |
| US7099555B2 (en) * | 2003-08-20 | 2006-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Light amount adjusting apparatus, optical equipment, optical filter and image-taking apparatus |
| FR2881011B1 (fr) * | 2005-01-19 | 2007-06-29 | Dxo Labs Sa | Procede de realisation d'un appareil de capture et/ou restitution d'images et appareil obtenu par ce procede |
| JP5535476B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2014-07-02 | ディーエックスオー ラブズ | カラーデジタル画像を使用する、機能すなわち鮮鋭度の変更を活動化する方法 |
| JP5157084B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2013-03-06 | 株式会社ニコン | 相関演算装置、焦点検出装置および撮像装置 |
| US7859588B2 (en) * | 2007-03-09 | 2010-12-28 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for operating a dual lens camera to augment an image |
| US7729602B2 (en) * | 2007-03-09 | 2010-06-01 | Eastman Kodak Company | Camera using multiple lenses and image sensors operable in a default imaging mode |
| US8223256B2 (en) * | 2008-04-11 | 2012-07-17 | Nikon Corporation | Correlation calculation method, correlation calculation device, focus detection device and image-capturing apparatus |
| JP5645846B2 (ja) * | 2009-10-13 | 2014-12-24 | キヤノン株式会社 | 焦点調節装置及び焦点調節方法 |
| US8411982B2 (en) * | 2010-02-16 | 2013-04-02 | Dialogic Corporation | Universal blurriness measurement approach for digital imagery |
| US8494301B2 (en) * | 2010-09-16 | 2013-07-23 | Eastman Kodak Company | Refocusing images using scene captured images |
| US10032254B2 (en) * | 2010-09-28 | 2018-07-24 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Method and device for recovering a digital image from a sequence of observed digital images |
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