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JP2013037143A - Imaging apparatus - Google Patents

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JP2013037143A JP2011172368A JP2011172368A JP2013037143A JP 2013037143 A JP2013037143 A JP 2013037143A JP 2011172368 A JP2011172368 A JP 2011172368A JP 2011172368 A JP2011172368 A JP 2011172368A JP 2013037143 A JP2013037143 A JP 2013037143A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve focus detection accuracy for a low brightness object at any distance measurement position without increasing a distance measurement time, regardless of an aperture value and the kind of a lens of a photographic lens.SOLUTION: An imaging apparatus comprises: an imaging element in which imaging pixels receiving a flux of light passing through an exit pupil of a photographic lens and focus detection pixels receiving fluxes of the light passing through partial areas of the exit pupil of the photographic lens are arranged; a focus detection section that detects a defocus amount of the photographic lens by a phase difference method using output signals of the focus detection pixels; an acquisition section that acquires aperture information of the photographic lens; a threshold setting section that sets a prescribed threshold on the basis of the acquired aperture information and positions of the focus detection pixels; a reading section that reads pixel signals from the imaging element with a predetermined period; an addition section that adds the pixel signals of the focus detection pixels read from the imaging element with the predetermined period; a comparison section that compares the added addition signal with the prescribed threshold; and a control section that ends the adding process when the comparison determines that the level of the addition signal exceeds the prescribed threshold. The imaging apparatus detects the defocus amount of the photographic lens using the addition signal for which the adding process has ended.

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus.

撮像用画素と焦点検出用画素を有する撮像素子を用いて、撮像および焦点検出を行う撮像装置として、特許文献1および特許文献2に示すものが知られている。特許文献1は、撮像素子から撮像用画素および焦点検出用画素の像信号出力を取得して、表示装置のリフレッシュレートと低輝度被写体の焦点検出精度の向上を両立させようとしたものである。   As an image pickup apparatus that performs image pickup and focus detection using an image pickup element having an image pickup pixel and a focus detection pixel, those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 acquires image signal outputs of imaging pixels and focus detection pixels from an image sensor, and attempts to achieve both improvement of the refresh rate of the display device and focus detection accuracy of a low-luminance subject.

特許文献2は、焦点検出用画素の光束の分布と撮影レンズの絞りの射出瞳、およびレンズ端部に対応する射出瞳の口径情報に基づいて、焦点検出用画素の像ずれ量をデフォーカス情報に変換するものである。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes defocus information on the image shift amount of a focus detection pixel based on the distribution of luminous flux of the focus detection pixel, the exit pupil of the aperture of the photographing lens, and the aperture information of the exit pupil corresponding to the lens end. It is to convert to.

特開2008−85738号公報JP 2008-85738 A 特開2007−121896号公報JP 2007-121896 A

特許文献1では、所定のフレームレートで動作させた撮像素子から撮像用画素および焦点検出用画素の画素信号出力を取得する。取得した撮像用画素の像信号を使って、逐次、表示装置の表示用データを作成し、表示の更新を行って、表示装置のフレームレートが確保される。一方、焦点検出用画素の像信号については、その最大値Pと閾値レベルPthを比較して、最大値Pが、Pthを越えていなければ、前回のフレームの焦点検出信号と加算する。そして、その加算出力の最大値Pが、P>Pthになるまで焦点検出用画素信号をフレームを遡って加算していくことで、低輝度被写体の焦点検出精度を向上させる。   In Patent Document 1, pixel signal outputs of imaging pixels and focus detection pixels are acquired from an imaging element operated at a predetermined frame rate. Using the acquired image signals of the imaging pixels, display data for the display device is sequentially created and the display is updated to ensure the frame rate of the display device. On the other hand, for the image signal of the focus detection pixel, the maximum value P is compared with the threshold level Pth, and if the maximum value P does not exceed Pth, it is added to the focus detection signal of the previous frame. Then, the focus detection pixel signal is added retroactively until the maximum value P of the addition output satisfies P> Pth, thereby improving the focus detection accuracy of the low-luminance subject.

また、特許文献1に記載の焦点検出用画素に入射する光束は、特許文献2に記載されているように、撮影レンズの絞りの射出瞳およびレンズ端部に対応する射出瞳により、撮影レンズの絞り値の変化、焦点検出用画素の撮影レンズ光軸からの距離(以下、像高位置と称す)、交換レンズの種類により、異なったケラレが発生する。同時に、けられの発生により、2像の重心間隔が変化し、ケラレが発生した場合には、焦点検出用画素の像信号レベルが同一であっても、焦点検出精度は悪化する課題を有する。   Further, as described in Patent Document 2, the light beam incident on the focus detection pixel described in Patent Document 1 is generated by the exit pupil of the stop of the photographing lens and the exit pupil corresponding to the lens end portion. Different vignetting occurs depending on the change of the aperture value, the distance of the focus detection pixel from the photographic lens optical axis (hereinafter referred to as the image height position), and the type of the interchangeable lens. At the same time, when the centroid distance between the two images changes due to the occurrence of vignetting and vignetting occurs, the focus detection accuracy is deteriorated even if the image signal levels of the focus detection pixels are the same.

従って、特許文献1は、焦点検出信号の最大値が、所定の閾値レベル以上になるまで、フレーム加算をおこない焦点検出精度の向上をはかるものであるが、けられの程度に応じて、最適に閾値レベルを設定するものではない。そのため、精度の高い光軸中心の中央測距点で閾値を決定してしまうと像高の高い位置の周辺測距点の精度を十分に確保することができない。また、精度の最も悪い周辺測距点で閾値を決定すると、中央測距点で不必要にフレーム加算して、いたずらに測距時間が長くなるという欠点を有する。さらに、撮影レンズの絞り値が変化した場合やさまざまな交換レンズへの対応についても記載がない。   Therefore, in Patent Document 1, frame addition is performed until the maximum value of the focus detection signal becomes equal to or higher than a predetermined threshold level, and focus detection accuracy is improved. It does not set a threshold level. For this reason, if the threshold value is determined at the center distance measuring point at the center of the optical axis with high accuracy, the accuracy of the peripheral distance measuring points at the position where the image height is high cannot be sufficiently ensured. Further, when the threshold value is determined at the peripheral ranging point with the lowest accuracy, the frame is unnecessarily added at the central ranging point, and the ranging time is unnecessarily long. Further, there is no description about the case where the aperture value of the photographing lens changes or the correspondence to various interchangeable lenses.

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮影レンズの絞り値、レンズの種類によらず、全ての測距点の位置で測距時間を長くすることなく低輝度被写体の焦点検出精度を向上させることである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to achieve low luminance without increasing the distance measurement time at all distance measurement positions regardless of the aperture value of the photographing lens and the type of lens. It is to improve the focus detection accuracy of the subject.

本発明に係わる撮像装置は、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を受光する撮像用画素と前記撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通過した光束を受光する焦点検出用画素とが配列された撮像素子と、前記焦点検出用画素の出力信号を用いて位相差方式により前記撮影レンズのデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記撮影レンズの口径情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された口径情報と前記焦点検出用画素の位置に基づいて、所定の閾値を設定する閾値設定手段と、前記撮像素子から所定の周期で画素信号を読み出す読み出し手段と、前記撮像素子から前記所定の周期で読み出された前記焦点検出用画素の画素信号を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された加算信号を前記所定の閾値と比較する比較手段と、前記比較手段の比較により、前記加算信号のレベルが前記所定の閾値を超えた場合に、前記加算手段による加算を終了する制御手段と、を備え、前記焦点検出手段は、前記加算手段による加算が終了した加算信号を用いて前記撮影レンズのデフォーカス量を検出することを特徴とする。   In the imaging apparatus according to the present invention, an imaging pixel that receives a light beam that has passed through an exit pupil of a photographing lens and a focus detection pixel that receives a light beam that has passed through a partial region of the exit pupil of the photographing lens are arranged. An imaging device, a focus detection unit that detects a defocus amount of the photographing lens by a phase difference method using an output signal of the focus detection pixel, an acquisition unit that acquires aperture information of the photographing lens, and the acquisition From the aperture information acquired by the means and the position of the focus detection pixel, threshold setting means for setting a predetermined threshold, reading means for reading out a pixel signal at a predetermined cycle from the image sensor, and from the image sensor Adder for adding pixel signals of the focus detection pixels read out at the predetermined period, and a comparator for comparing the addition signal added by the adder with the predetermined threshold And a control means for ending addition by the adding means when the level of the addition signal exceeds the predetermined threshold by comparison of the comparing means, and the focus detecting means is determined by the adding means. The defocus amount of the photographing lens is detected using the addition signal after the addition.

本発明によれば、撮影レンズの絞り値、レンズの種類によらず、全ての測距点の位置で測距時間を長くすることなく低輝度被写体の焦点検出精度を向上させることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve the focus detection accuracy of a low-luminance object without lengthening the distance measurement time at all the distance measurement points regardless of the aperture value of the photographing lens and the type of lens. .

本発明の一実施形態に係わるカメラの構成図。The block diagram of the camera concerning one Embodiment of this invention. 撮像素子のブロック図。The block diagram of an image sensor. 撮像素子の撮像用画素の平面図と断面図。The top view and sectional drawing of the pixel for an imaging of an image pick-up element. 撮像素子の焦点検出用画素の平面図と断面図。The top view and sectional drawing of the pixel for focus detection of an image sensor. 撮像素子の焦点検出用画素の平面図と断面図。The top view and sectional drawing of the pixel for focus detection of an image sensor. 撮像素子の焦点検出用画素の配置領域拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of an arrangement region of focus detection pixels of the image sensor. 焦点検出用画素のケラレ、及び焦点検出光束の重心間隔を説明する図。The figure explaining the vignetting of the pixel for focus detection, and the gravity center space | interval of a focus detection light beam. 焦点検出光束の重心間隔および撮影レンズの有効径の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the gravity center space | interval of a focus detection light beam, and the effective diameter of a taking lens. 撮像素子の焦点検出用画素の加算方法を示す図。The figure which shows the addition method of the pixel for a focus detection of an image pick-up element. 焦点検出用画素のケラレ、及び焦点検出光束の重心間隔を説明する図。The figure explaining the vignetting of the pixel for focus detection, and the gravity center space | interval of a focus detection light beam.

図1は本発明の撮像装置の一実施形態である「一眼レフタイプデジタルカメラシステム」の電気的構成を示すブロック図である。図1に示すように本実施形態のデジタルカメラ100は、撮影レンズユニット200が不図示のマウント機構を介し着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気的接点群210を有している。接点群210はカメラ本体100と撮影レンズユニット200との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給する機能を備える。さらに撮影レンズユニット200が接続されるとシステムコントローラ120へ信号を送信する機能も備えている。これによりデジタルカメラ100と撮影レンズユニット200の間で通信を行い撮影レンズユニット内の撮影レンズ201、絞り202の駆動を行うことが可能となる。また、接点群210は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。なお、本実施形態では撮影レンズ201を便宜上1枚のレンズで示しているが、実際はさらに多数のレンズから構成されていることは周知の通りである。また、接点群210とシステムコントローラ120とから、レンズ検出手段を構成している。   FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a “single-lens reflex digital camera system” which is an embodiment of an imaging apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, in the digital camera 100 of this embodiment, a photographic lens unit 200 is detachably attached via a mount mechanism (not shown). The mount portion has an electrical contact group 210. The contact group 210 has a function of transmitting control signals, status signals, data signals, and the like between the camera body 100 and the photographing lens unit 200 and supplying currents of various voltages. Further, it has a function of transmitting a signal to the system controller 120 when the photographing lens unit 200 is connected. As a result, communication can be performed between the digital camera 100 and the photographic lens unit 200 to drive the photographic lens 201 and the diaphragm 202 in the photographic lens unit. The contact group 210 may be configured to transmit not only electrical communication but also optical communication, voice communication, and the like. In the present embodiment, the photographing lens 201 is shown as a single lens for convenience, but it is well known that it is actually composed of a larger number of lenses. The contact group 210 and the system controller 120 constitute lens detection means.

図示されない被写体像からの撮影光束が、撮影レンズ201及び絞り202を介して、図1の矢印で示す方向に駆動可能なクイックリターンミラー102に導かれる。クイックリターンミラー102の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー102がダウンした際に一部の光束が透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー102に設置されたサブミラー103で下方に向けて反射される。   An imaging light beam from a subject image (not shown) is guided to a quick return mirror 102 that can be driven in a direction indicated by an arrow in FIG. The central portion of the quick return mirror 102 is a half mirror, and a part of the light beam is transmitted when the quick return mirror 102 is lowered. Then, the transmitted light beam is reflected downward by the sub mirror 103 installed on the quick return mirror 102.

104は、結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、2次結像レンズ、絞り、及び、複数のCCDから成るラインセンサ等から構成されている周知の位相差方式のAFセンサユニットである。そして、システムコントローラ120からの制御信号により、焦点検出回路105はAFセンサユニット104を制御して、周知の位相差検出方式による焦点検出を行う。なお、AFセンサユニット104と焦点検出回路105とから焦点検出手段を構成している。   Reference numeral 104 denotes a well-known phase difference AF sensor unit including a field lens, a reflection mirror, a secondary imaging lens, a diaphragm, a line sensor composed of a plurality of CCDs, and the like disposed in the vicinity of the imaging surface. is there. The focus detection circuit 105 controls the AF sensor unit 104 based on a control signal from the system controller 120 to perform focus detection by a known phase difference detection method. The AF sensor unit 104 and the focus detection circuit 105 constitute a focus detection unit.

一方、クイックリターンミラー102で反射された撮影光束は、ペンタプリズム101、接眼レンズ106を介して撮影者の目に至る。また、接眼レンズ106の近傍に配設された不図示の測光センサは、被写体の輝度を測定するためのセンサであり、その出力は測光回路107を経てシステムコントローラ120へ供給される。なお、上記の測光センサ、測光回路107とシステムコントローラ120とから測光手段を構成している。   On the other hand, the photographing light beam reflected by the quick return mirror 102 reaches the eyes of the photographer via the pentaprism 101 and the eyepiece 106. A photometric sensor (not shown) disposed in the vicinity of the eyepiece 106 is a sensor for measuring the luminance of the subject, and its output is supplied to the system controller 120 via the photometric circuit 107. The photometric sensor, the photometric circuit 107 and the system controller 120 constitute a photometric means.

また、クイックリターンミラー102がアップした際には、撮影レンズ201からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ108、フィルタ109を介して撮像素子としてのCMOS等に代表されるイメージセンサ112に至る。   When the quick return mirror 102 is raised, the light beam from the photographing lens 201 reaches the image sensor 112 typified by a CMOS or the like as an image sensor through a focal plane shutter 108 and a filter 109 that are mechanical shutters. .

フィルタ109は2つの機能を有しているもので、1つは赤外線をカットし可視光線のみをイメージセンサ112へ導く機能であり、もう1つは光学ローパスフィルタとしての機能である。また、フォーカルプレーンシャッタ108は、先幕及び後幕を有して成るもので、撮影レンズ201からの光束の透過、遮断を制御する。なお、クイックリターンミラー102のアップ時には、サブミラー103は折り畳まれるようになっている。   The filter 109 has two functions, one is a function of cutting infrared rays and guiding only visible light to the image sensor 112, and the other is a function as an optical low-pass filter. The focal plane shutter 108 has a front curtain and a rear curtain, and controls transmission and blocking of a light beam from the photographing lens 201. The sub mirror 103 is folded when the quick return mirror 102 is up.

また、本実施形態のデジタルカメラ100は、当該デジタルカメラ全体の制御手段となり、制御を司るCPUにより構成されるシステムコントローラ120を備え、後述する各部の動作を適宜制御する。なお、システムコントローラ120は、補正手段に相当する。   The digital camera 100 according to the present embodiment is a control unit for the entire digital camera, and includes a system controller 120 including a CPU that controls the control, and appropriately controls the operation of each unit described below. The system controller 120 corresponds to correction means.

システムコントローラ120には、撮影レンズ201を光軸方向に移動してピント合わせを行うためのレンズ駆動機構203を制御するレンズ制御回路204と、絞り202を駆動するための絞り駆動機構205を制御する絞り制御回路206とがレンズ制御マイコン207を介して接続されている。また、システムコントローラ120には、クイックリターンミラー102のアップ・ダウンの駆動及びフォーカルプレーンシャッタ108のシャッタチャージを制御するシャッタチャージ・ミラー駆動機構110が接続されている。また、システムコントローラ120には、フォーカルプレーンシャッタ108の先幕、後幕の走行を制御するためのシャッタ制御回路111が接続されている。さらにシステムコントローラ120には、EEPROM122等が接続されている。EEPROM122は、デジタルカメラ100を制御する上で調整が必要なパラメータやデジタルカメラの個体識別が可能なカメラID情報や基準レンズで調整されたAF補正データや自動露出補正値などが記憶される記憶手段である。   The system controller 120 controls a lens control circuit 204 that controls a lens driving mechanism 203 for moving the photographing lens 201 in the optical axis direction and focusing, and an aperture driving mechanism 205 for driving the diaphragm 202. A diaphragm control circuit 206 is connected via a lens control microcomputer 207. The system controller 120 is connected to a shutter charge / mirror drive mechanism 110 that controls the up / down drive of the quick return mirror 102 and the shutter charge of the focal plane shutter 108. The system controller 120 is connected to a shutter control circuit 111 for controlling the traveling of the front curtain and rear curtain of the focal plane shutter 108. Further, an EEPROM 122 and the like are connected to the system controller 120. The EEPROM 122 is a storage means for storing parameters that need to be adjusted to control the digital camera 100, camera ID information that enables individual identification of the digital camera, AF correction data adjusted by a reference lens, automatic exposure correction values, and the like. It is.

レンズ制御マイコン207は、レンズ固有の情報、例えば焦点距離、開放絞り、レンズ個々に割り振られるレンズIDといった情報とシステムコントローラ120から受け取った情報を記憶するレンズ記憶装置も有している。また、システムコントローラ120は、レンズ制御マイコン207を介してレンズ駆動機構203を制御することにより、被写体像をイメージセンサ112上に結像させる。また、設定されたAv値に基づいて、絞り202を駆動する絞り駆動機構205を制御し、更に、設定されたTv値に基づいて、シャッタ制御回路111へ制御信号を出力することで露出制御を行う。   The lens control microcomputer 207 also includes a lens storage device that stores lens-specific information, for example, information such as focal length, wide aperture, lens ID assigned to each lens, and information received from the system controller 120. In addition, the system controller 120 controls the lens driving mechanism 203 via the lens control microcomputer 207 to form a subject image on the image sensor 112. Further, based on the set Av value, the diaphragm drive mechanism 205 that drives the diaphragm 202 is controlled, and furthermore, based on the set Tv value, a control signal is output to the shutter control circuit 111 to perform exposure control. Do.

フォーカルプレーンシャッタ108の先幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャッタ走行後次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ・ミラー駆動機構110は、このバネチャージを制御するようになっている。また、シャッタチャージ・ミラー駆動機構110によりクリックリターンミラー102のアップ・ダウンが行われる。   The drive source of the front curtain and rear curtain of the focal plane shutter 108 is constituted by a spring, and a spring charge is required for the next operation after the shutter travels. The shutter charge / mirror drive mechanism 110 controls the spring charge. Further, the click return mirror 102 is raised and lowered by the shutter charge / mirror drive mechanism 110.

また、システムコントローラ120には、画像データコントローラ115が接続されている。この画像データコントローラ115は、DSP(デジタル信号プロセッサ)により構成される。そして、イメージセンサ112の制御、イメージセンサ112から入力された画像データの補正や加工などをシステムコントローラ120の指令に基づいて実行する。画像データの補正・加工の項目の中にはオートホワイトバランスも含まれている。オートホワイトバランスとは、撮影画像中の最大輝度の部分を所定の色(白色)に補正する機能である。オートホワイトバランスは、システムコントローラ120からの命令により補正量を変更する事が可能である。   An image data controller 115 is connected to the system controller 120. The image data controller 115 is constituted by a DSP (digital signal processor). Then, control of the image sensor 112 and correction and processing of image data input from the image sensor 112 are executed based on a command from the system controller 120. Auto white balance is also included in the image data correction and processing items. Auto white balance is a function that corrects a portion of maximum brightness in a captured image to a predetermined color (white). In auto white balance, the correction amount can be changed by a command from the system controller 120.

さらに、システムコントローラ120と画像データコントローラ115とから、第2の測光手段を構成している。第2の測光手段は、画像データコントローラ115によって、画像信号を領域分割し、それぞれの領域でベイヤ画素毎に積分した値をシステムコントローラ120に供給し、システムコントローラ120で積分信号を評価することで測光を行う。   Further, the system controller 120 and the image data controller 115 constitute second photometric means. The second photometric means divides the image signal into regions by the image data controller 115, supplies the values integrated for each Bayer pixel in each region to the system controller 120, and evaluates the integrated signal by the system controller 120. Perform photometry.

画像データコントローラ115には、タイミングパルス発生回路114と、A/Dコンバータ113と、DRAM121と、D/Aコンバータ116と、画像圧縮回路119と、コントラスト検出回路140が接続されている。タイミングパルス発生回路114は、イメージセンサ112を駆動する際に必要なパルス信号を出力する。A/Dコンバータ113は、イメージセンサ112と共にタイミングパルス発生回路114で発生されたタイミングパルスを受けて、イメージセンサ112から出力される被写体像に対応したアナログ信号をデジタル信号に変換する。DRAM121は、得られた画像データ(デジタルデータ)を一時的に記憶しておく。DRAM121は、加工や所定のフォーマットへのデータ変換が行われる前の画像データを一時的に記憶するために使用される。   The image data controller 115 is connected with a timing pulse generation circuit 114, an A / D converter 113, a DRAM 121, a D / A converter 116, an image compression circuit 119, and a contrast detection circuit 140. The timing pulse generation circuit 114 outputs a pulse signal necessary for driving the image sensor 112. The A / D converter 113 receives the timing pulse generated by the timing pulse generation circuit 114 together with the image sensor 112, and converts an analog signal corresponding to the subject image output from the image sensor 112 into a digital signal. The DRAM 121 temporarily stores the obtained image data (digital data). The DRAM 121 is used for temporarily storing image data before processing or data conversion into a predetermined format.

更に、画像圧縮回路119には、記録手段である記録媒体401が接続される。画像圧縮回路119は、DRAM121に記憶された画像データの圧縮や変換(例えばJPEG)を行うための回路である。変換された画像データは、記録媒体401へ格納される。この記録媒体としては、ハードディスク、フラッシュメモリ、フロッピー(登録商標)ディスク等が使用される。なお、画像データコントローラ115と画像圧縮回路119と記録媒体401とから記録手段を構成している。   Further, a recording medium 401 serving as a recording unit is connected to the image compression circuit 119. The image compression circuit 119 is a circuit for performing compression and conversion (for example, JPEG) of image data stored in the DRAM 121. The converted image data is stored in the recording medium 401. As this recording medium, a hard disk, a flash memory, a floppy (registered trademark) disk or the like is used. The image data controller 115, the image compression circuit 119, and the recording medium 401 constitute a recording unit.

また、D/Aコンバータ116には、エンコーダ回路117を介して画像表示回路118が接続される。画像表示回路118は、イメージセンサ112で撮像された画像データを表示するための回路であり、一般にはカラーの液晶表示素子により構成される。   In addition, an image display circuit 118 is connected to the D / A converter 116 via an encoder circuit 117. The image display circuit 118 is a circuit for displaying image data picked up by the image sensor 112, and is generally composed of a color liquid crystal display element.

画像データコントローラ115は、DRAM121上の画像データを、D/Aコンバータ116によりアナログ信号に変換してエンコーダ回路117へ出力する。エンコーダ回路117はこのD/Aコンバータ116の出力を、画像表示回路118を駆動する際に必要な映像信号(例えばNTSC信号)に変換する。なお、D/Aコンバータ215と画像表示回路118とエンコーダ回路117とから画像表示手段を構成している。   The image data controller 115 converts the image data on the DRAM 121 into an analog signal by the D / A converter 116 and outputs the analog signal to the encoder circuit 117. The encoder circuit 117 converts the output of the D / A converter 116 into a video signal (for example, NTSC signal) necessary for driving the image display circuit 118. The D / A converter 215, the image display circuit 118, and the encoder circuit 117 constitute image display means.

さらに、システムコントローラ120と画像データコントローラ115とから第2の焦点検出手段を構成している。画像データコントローラ115は、補正した画像データに対し、所定の周波数特性を持つフィルタを通し、所定のガンマ処理を行って得られる画像信号の所定方向のコントラストを評価し、その結果はシステムコントローラ120に供給される。システムコントローラ120は、レンズ制御回路204と通信を行い、焦点位置を調節しコントラスト評価値が所定レベルよりも高くなるように焦点位置を調節する。なお、画像データコントローラ115とシステムコントローラ120とレンズ制御回路204とレンズ駆動機構203と撮影レンズ201から第2の自動焦点調節手段を構成している。   Further, the system controller 120 and the image data controller 115 constitute second focus detection means. The image data controller 115 passes a filter having a predetermined frequency characteristic to the corrected image data, evaluates the contrast in a predetermined direction of an image signal obtained by performing a predetermined gamma process, and the result is sent to the system controller 120. Supplied. The system controller 120 communicates with the lens control circuit 204, adjusts the focal position, and adjusts the focal position so that the contrast evaluation value is higher than a predetermined level. The image data controller 115, the system controller 120, the lens control circuit 204, the lens driving mechanism 203, and the photographic lens 201 constitute a second automatic focus adjusting unit.

さらにシステムコントローラ120には、動作表示回路123と、撮影モード選択ボタン130と、メイン電子ダイヤル131と、決定SW132と、測距点選択ボタン133(測距点選択手段に相当する)と、AFモード選択ボタン134が接続されている。また、測光モード選択ボタン135と、測光・測距などの撮影準備動作を開始させるためのレリーズSW1(136)と、撮像動作を開始させるためのレリーズSW2(137)と、ファインダーモード選択SW138とが接続されている。動作表示回路123は、デジタルカメラの動作モードの情報や露出情報(シャッタ秒時、絞り値等)などを外部液晶表示装置124や内部液晶表示装置125に表示させる。撮影モード選択ボタン130は、ユーザが所望の動作をデジタルカメラに実行させるべくモードを設定するボタンである。測距点選択ボタン133は、AFセンサユニット104が持つ複数の焦点検出位置から使用する焦点検出位置を選択するためのボタンである。レリーズSW1(136)は、測光・測距などの撮影準備動作を開始させるためのスイッチであり、レリーズSW2(137)は、撮像動作を開始させるためのスイッチである。   Further, the system controller 120 includes an operation display circuit 123, a shooting mode selection button 130, a main electronic dial 131, a determination SW 132, a distance measurement point selection button 133 (corresponding to distance measurement point selection means), and an AF mode. A selection button 134 is connected. Further, a metering mode selection button 135, a release SW1 (136) for starting photographing preparation operations such as metering and distance measurement, a release SW2 (137) for starting an imaging operation, and a viewfinder mode selection SW138 are provided. It is connected. The operation display circuit 123 causes the external liquid crystal display device 124 and the internal liquid crystal display device 125 to display information on the operation mode of the digital camera, exposure information (shutter time, aperture value, etc.) and the like. The shooting mode selection button 130 is a button for setting a mode so that the user can perform a desired operation on the digital camera. The ranging point selection button 133 is a button for selecting a focus detection position to be used from a plurality of focus detection positions of the AF sensor unit 104. The release SW1 (136) is a switch for starting a photographing preparation operation such as photometry and distance measurement, and the release SW2 (137) is a switch for starting an imaging operation.

なお、外部液晶表示装置124と内部液晶表示装置125とが動作表示手段に相当し、さらに、外部液晶表示装置124は外部表示手段、内部液晶表示装置125は内部表示手段にそれぞれ相当する。さらに、動作表示回路123とシステムコントローラ120とから表示制御手段を構成している。   The external liquid crystal display device 124 and the internal liquid crystal display device 125 correspond to operation display means, the external liquid crystal display device 124 corresponds to external display means, and the internal liquid crystal display device 125 corresponds to internal display means. Further, the operation display circuit 123 and the system controller 120 constitute display control means.

また、ファインダーモード選択SW138は、光学ファインダーモードと、ライブビュー表示モードとを切り替えるファインダーモード選択手段に相当する。光学ファインダーモードでは、接眼レンズ106を通過する光束を確認することを可能とし、ライブビュー表示モードでは、イメージセンサ112で受光した象信号を、逐次、画像表示回路118によって表示する。   The viewfinder mode selection SW 138 corresponds to viewfinder mode selection means for switching between the optical viewfinder mode and the live view display mode. In the optical finder mode, it is possible to check the light beam passing through the eyepiece lens 106. In the live view display mode, the elephant signal received by the image sensor 112 is sequentially displayed by the image display circuit 118.

さらに、デジタルカメラ100は、ストロボ装置300が不図示のマウント機構を介し着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気的接点群310を有している。接点群310はカメラ本体100とストロボ装置300との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、発光タイミングを制御するX端子(発光端子)を備える。さらに、ストロボ装置300が接続されるとシステムコントローラ120へ信号を送信する機能も備えている。これによりデジタルカメラ100とストロボ装置300の間で通信を行いストロボの発光制御を行うことが可能となる。また、接点群310は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。   Furthermore, the digital camera 100 is detachably attached to the strobe device 300 via a mount mechanism (not shown). The mount portion has an electrical contact group 310. The contact group 310 includes an X terminal (light emitting terminal) that transmits a control signal, a status signal, a data signal, and the like between the camera body 100 and the flash device 300 and controls the light emission timing. Further, it has a function of transmitting a signal to the system controller 120 when the strobe device 300 is connected. Accordingly, communication between the digital camera 100 and the strobe device 300 can be performed to control the light emission of the strobe. The contact group 310 may be configured to transmit not only electrical communication but also optical communication, voice communication, and the like.

ストロボ装置300は、キセノン(Xe)管301、反射笠302、Xe管301の発光を制御するIGBTなどで構成された発光制御回路303、Xe管301に給電するために300V程度の電圧を発生する充電回路304を備える。さらに、充電回路304に給電する電池などの電源305、ストロボの発光、充電などを制御するとともに、カメラ側のシステムコントローラ120と通信を制御するストロボ制御マイコン306も備える。   The strobe device 300 generates a voltage of about 300 V to supply power to the light emission control circuit 303 and the Xe tube 301 configured by an xenon (Xe) tube 301, a reflective shade 302, an IGBT for controlling light emission of the Xe tube 301, and the like. A charging circuit 304 is provided. Furthermore, a power supply 305 such as a battery for supplying power to the charging circuit 304, a flash emission and charging, and the like, and a strobe control microcomputer 306 for controlling communication with the system controller 120 on the camera side are also provided.

図2は、撮像素子のブロック図を示している。なお、図2のブロック図は、読み出し動作が説明できる最低限の構成を示しており、画素リセット信号などが省略されている。図2において、201は、光電変換部(以下、PDmnと略す。mは、X方向アドレスであり、m=0,1,…,m−1、nは、Y方向アドレスであり、n=0,1,…,n−1である。)である。光電変換部201は、フォトダイオード、画素アンプ、リセット用のスイッチなどで構成されている。また、本実施形態の撮像素子は、m×nの光電変換部が2次元状に配置されている。符号は、煩雑になるので、左上の光電変換部PD00付近のみに付記した。   FIG. 2 is a block diagram of the image sensor. Note that the block diagram of FIG. 2 illustrates a minimum configuration that can explain the reading operation, and a pixel reset signal and the like are omitted. 2, 201 is a photoelectric conversion unit (hereinafter abbreviated as PDmn. M is an X-direction address, m = 0, 1,..., M−1, n are Y-direction addresses, and n = 0. , 1,..., N−1). The photoelectric conversion unit 201 includes a photodiode, a pixel amplifier, a reset switch, and the like. In the imaging device of the present embodiment, m × n photoelectric conversion units are two-dimensionally arranged. Since the code is complicated, it is added only in the vicinity of the upper left photoelectric conversion unit PD00.

202は、光電変換部PDmnの出力を選択するスイッチであり、垂直走査回路208により、一行ごとに選択される。203は、光電変換部PDmnの出力を一時的に記憶するためのラインメモリであり、垂直走査回路により選択された、一行分の光電変換部の出力信号を記憶するものである。通常は、コンデンサが使用される。204は、水平出力線に接続されて、水平出力線を所定の電位VHRSTにリセットするためのスイッチであり、信号HRSTにより制御される。   Reference numeral 202 denotes a switch for selecting the output of the photoelectric conversion unit PDmn, which is selected for each row by the vertical scanning circuit 208. Reference numeral 203 denotes a line memory for temporarily storing the output of the photoelectric conversion unit PDmn, which stores the output signal of the photoelectric conversion unit for one row selected by the vertical scanning circuit. Usually, a capacitor is used. A switch 204 is connected to the horizontal output line to reset the horizontal output line to a predetermined potential VHRST, and is controlled by a signal HRST.

205は、ラインメモリ203に記憶された光電変換部PDmnの出力を水平出力線に順次出力するためのスイッチであり、H0からHm−1のスイッチを後述の水平走査回路206により、順次走査することにより、一行分の光電変換の出力信号が読み出される。   Reference numeral 205 denotes a switch for sequentially outputting the output of the photoelectric conversion unit PDmn stored in the line memory 203 to the horizontal output line. The switch from H0 to Hm-1 is sequentially scanned by the horizontal scanning circuit 206 described later. Thus, the photoelectric conversion output signal for one row is read out.

206は、水平走査回路であり、ラインメモリに記憶された光電変換部の出力を順次走査して、水平出力線に出力させる。信号PHSTは、水平走査回路のデータ入力、PH1、PH2は、シフトクロック入力であり、PH1=Hでデータがセットされ、PH2でデータがラッチされる構成となっている。そして、PH1、PH2にシフトクロックを入力することにより、PHSTを順次シフトさせて、H0からHm−1のスイッチを順次オンさせることができる。SKIPは、間引き読み出し時に設定を行なわせる制御端子入力である。SKIP端子をHレベルに設定することにより、水平走査回路を所定間隔でスキップさせることが可能になる。   Reference numeral 206 denotes a horizontal scanning circuit, which sequentially scans the output of the photoelectric conversion unit stored in the line memory and outputs it to a horizontal output line. The signal PHST is a data input of the horizontal scanning circuit, PH1 and PH2 are shift clock inputs, and data is set when PH1 = H, and data is latched at PH2. Then, by inputting a shift clock to PH1 and PH2, PHST can be sequentially shifted and the switches from H0 to Hm-1 can be sequentially turned on. SKIP is a control terminal input for setting during thinning readout. By setting the SKIP terminal to the H level, the horizontal scanning circuit can be skipped at predetermined intervals.

208は、垂直走査回路であり、順次走査して、V0からVn−1を出力することにより、光電変換部PDmnの選択スイッチ202を選択することができる。制御信号は、水平走査回路と同様に、データ入力PVST、シフトクロックPV1、PV2、間引き読み設定SKIPにより制御される。動作に関しては、水平走査回路と同様であるので詳細説明は省略する。また、図中では、前記の制御信号は、不図示とした。   Reference numeral 208 denotes a vertical scanning circuit, which can select the selection switch 202 of the photoelectric conversion unit PDmn by sequentially scanning and outputting V0 to Vn-1. The control signal is controlled by the data input PVST, the shift clocks PV1 and PV2, and the thinning reading setting SKIP as in the horizontal scanning circuit. Since the operation is the same as that of the horizontal scanning circuit, detailed description thereof is omitted. In the figure, the control signal is not shown.

図3、図4、及び図5は、撮像用画素と焦点検出用画素の構造を説明する図である。本実施形態においては、2×2の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置した、ベイヤー配列が採用されている。そして、このベイヤー配列の間に、後述する構造の焦点検出用画素が所定の規則にて分散配置される。   3, 4, and 5 are diagrams illustrating the structures of the imaging pixels and the focus detection pixels. In the present embodiment, among the 2 × 2 four pixels, pixels having G (green) spectral sensitivity are arranged in two diagonal pixels, and R (red) and B (blue) spectral are arranged in the other two pixels. A Bayer arrangement in which one pixel having sensitivity is arranged is employed. In addition, focus detection pixels having a structure described later are distributed and arranged in a predetermined rule between the Bayer arrays.

図3に撮像用画素の配置と構造を示す。図3(a)は2×2の撮像用画素の平面図である。周知のごとく、ベイヤー配列では対角方向にG画素が、他の2画素にRとBの画素が配置される。そしてこの2行×2列の構造が繰り返し配置される。   FIG. 3 shows the arrangement and structure of the imaging pixels. FIG. 3A is a plan view of 2 × 2 imaging pixels. As is well known, in the Bayer array, G pixels are arranged diagonally, and R and B pixels are arranged in the other two pixels. The 2 rows × 2 columns structure is repeatedly arranged.

図3(a)の断面A−Aを図3(b)に示す。MLは各画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズ、CFRはR(赤)のカラーフィルタ、CFGはG(緑)のカラーフィルタである。PDはC−MOSセンサの光電変換部を模式的に示したもの、CLはC−MOSセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。TLは撮影光学系を模式的に示したものである。   FIG. 3B shows a cross section AA of FIG. ML is an on-chip microlens disposed on the forefront of each pixel, CFR is an R (red) color filter, and CFG is a G (green) color filter. PD is a schematic diagram showing the photoelectric conversion unit of the C-MOS sensor, and CL is a wiring layer for forming signal lines for transmitting various signals in the C-MOS sensor. TL schematically shows the photographing optical system.

ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズMLと光電変換部PDは、撮影光学系TLを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮影光学系TLの射出瞳EPと光電変換部PDは、マイクロレンズMLにより共役関係にあり、かつ光電変換部の有効面積は大面積に設計される。また、図3(b)ではR画素の入射光束について説明したが、G画素及びB(青)画素も同一の構造となっている。従って、撮像用のRGB各画素に対応した射出瞳EPは大径となり、被写体からの光束を効率よく取り込んで画像信号のS/Nを向上させている。   Here, the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion unit PD of the imaging pixel are configured to capture the light flux that has passed through the photographing optical system TL as effectively as possible. In other words, the exit pupil EP of the photographing optical system TL and the photoelectric conversion unit PD are conjugated with each other by the microlens ML, and the effective area of the photoelectric conversion unit is designed to be large. 3B, the incident light flux of the R pixel has been described, but the G pixel and the B (blue) pixel have the same structure. Accordingly, the exit pupil EP corresponding to each of the RGB pixels for imaging has a large diameter, and the S / N of the image signal is improved by efficiently capturing the light flux from the subject.

図4は、撮影光学系の水平方向(横方向)に瞳分割を行なうための焦点検出用画素の配置と構造を示す。ここで水平方向あるいは横方向の定義は、撮影光学系の光軸が水平となるようにカメラを構えたとき、光軸に直交し、かつ水平方向に伸びる直線に沿った方向を指す。図4(a)は、焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面図である。記録もしくは観賞のための画像信号を得る場合、G画素で輝度情報の主成分を取得する。そして人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるため、G画素が欠損すると画質劣化が認知されやすい。一方でRもしくはB画素は、色情報(色差情報)を取得する画素であるが、人間の視覚特性は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素は多少の欠損が生じても画質劣化は認識され難い。そこで本実施形態においては、2行×2列の画素のうち、G画素は撮像用画素として残し、RとBの画素を焦点検出用画素に置き換える。これを図4(a)においてSHA及びSHBで示す。   FIG. 4 shows the arrangement and structure of focus detection pixels for performing pupil division in the horizontal direction (lateral direction) of the photographing optical system. Here, the definition of the horizontal direction or the horizontal direction indicates a direction along a straight line orthogonal to the optical axis and extending in the horizontal direction when the camera is held so that the optical axis of the photographing optical system is horizontal. FIG. 4A is a plan view of pixels of 2 rows × 2 columns including focus detection pixels. When obtaining an image signal for recording or viewing, the main component of luminance information is acquired with G pixels. Since human image recognition characteristics are sensitive to luminance information, image quality degradation is easily recognized when G pixels are lost. On the other hand, the R or B pixel is a pixel that acquires color information (color difference information). However, since human visual characteristics are insensitive to color information, the pixel that acquires color information may have some loss. Image quality degradation is difficult to recognize. Therefore, in the present embodiment, among the pixels of 2 rows × 2 columns, the G pixel is left as an imaging pixel, and the R and B pixels are replaced with focus detection pixels. This is indicated by SHA and SHB in FIG.

図4(a)における断面A−Aを図4(b)に示す。マイクロレンズMLと、光電変換部PDは図3(b)に示した撮像用画素と同一構造である。本実施形態においては、焦点検出用画素の信号は画像創生には用いないため、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜CFW(White)が配置される。また、撮像素子で瞳分割を行なうため、配線層CLの開口部はマイクロレンズMLの中心線に対して一方向に偏倚している。具体的には、画素SHAの開口部OPHAは右側に偏倚しているため、撮影光学系TLの左側の射出瞳EPHAを通過した光束を受光する。同様に、画素SHBの開口部OPHBは左側に偏倚しているため、撮影光学系TLの右側の射出瞳EPHBを通過した光束を受光する。よって、画素SHAを水平方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をA像とする。また、画素SHBも水平方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をB像とすると、A像とB像の相対位置を検出し、像のズレ量に対して変換係数を乗じることで被写体像のピントずれ量(デフォーカス量)を算出できる。   FIG. 4B shows a cross section AA in FIG. The microlens ML and the photoelectric conversion unit PD have the same structure as the imaging pixel shown in FIG. In the present embodiment, since the signal of the focus detection pixel is not used for image creation, a transparent film CFW (White) is arranged instead of the color separation color filter. Moreover, since pupil division is performed by the image sensor, the opening of the wiring layer CL is biased in one direction with respect to the center line of the microlens ML. Specifically, since the opening OPHA of the pixel SHA is biased to the right side, the light beam that has passed through the left exit pupil EPHA of the imaging optical system TL is received. Similarly, since the opening OPHB of the pixel SHB is biased to the left side, the light beam that has passed through the right exit pupil EPHB of the imaging optical system TL is received. Therefore, the pixels SHA are regularly arranged in the horizontal direction, and the subject image acquired by these pixel groups is defined as an A image. Also, the pixels SHB are regularly arranged in the horizontal direction, and when the subject image acquired by these pixel groups is a B image, the relative positions of the A image and the B image are detected, and the conversion coefficient is calculated for the image shift amount. By multiplying by, the focus shift amount (defocus amount) of the subject image can be calculated.

なお、画素SHA及びSHBでは、撮影画面の横方向に輝度分布を有した被写体、例えば縦線に対しては焦点検出可能だが、縦方向に輝度分布を有する横線は焦点検出不能である。そこで本実施形態では、後者についても焦点検出できるよう、撮影光学系の垂直方向(縦方向)にも瞳分割を行なう画素も備えている。   In the pixels SHA and SHB, focus detection is possible for an object having a luminance distribution in the horizontal direction of the shooting screen, for example, a vertical line, but focus detection is not possible for a horizontal line having a luminance distribution in the vertical direction. Therefore, in the present embodiment, pixels that perform pupil division are also provided in the vertical direction (longitudinal direction) of the photographing optical system so that the focus can be detected for the latter.

図5は、撮影光学系の垂直方向(換言すると上下方向もしくは縦方向)に瞳分割を行なうための焦点検出用画素の配置と構造を示す。ここで垂直方向あるいは上下あるいは縦横方向の定義は、撮影光学系の光軸が水平となるようにカメラを構えたとき、光軸に直交し、鉛直方向に伸びる直線に沿った方向を指す。図5(a)は、焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面図で、図4(a)と同様に、G画素は撮像用画素として残し、RとBの画素を焦点検出用画素としている。これを図5(a)においてSVC及びSVDで示す。   FIG. 5 shows the arrangement and structure of focus detection pixels for performing pupil division in the vertical direction of the photographing optical system (in other words, the vertical direction or the vertical direction). Here, the definition of the vertical direction or up / down or vertical / horizontal direction refers to a direction along a straight line perpendicular to the optical axis and extending in the vertical direction when the camera is set so that the optical axis of the photographing optical system is horizontal. FIG. 5A is a plan view of pixels of 2 rows × 2 columns including focus detection pixels. As in FIG. 4A, the G pixel is left as an imaging pixel, and the R and B pixels are in focus. Detection pixels are used. This is indicated by SVC and SVD in FIG.

図5(a)の断面A−Aを図5(b)に示すが、図4(b)の画素が横方向に瞳分離する構造であるのに対して、図5(b)の画素は瞳分離方向が縦方向になっているだけで、画素の構造としては変わらない。すなわち、画素SVCの開口部OPVCは下側に偏倚しているため、撮影光学系TLの上側の射出瞳EPVCを通過した光束を受光する。同様に、画素SVDの開口部OPVDは上側に偏倚しているため、撮影光学系TLの下側の射出瞳EPVDを通過した光束を受光する。よって、画素SVCを垂直方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をC像とする。また、画素SVDも垂直方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をD像とすると、C像とD像の相対位置を検出することで、垂直方向に輝度分布を有する被写体像のピントずれ量(デフォーカス量)が検出できる。   A cross section AA of FIG. 5A is shown in FIG. 5B. The pixel of FIG. 4B has a structure in which pupil separation is performed in the horizontal direction, whereas the pixel of FIG. The pupil separation direction is just the vertical direction, and the pixel structure does not change. That is, since the opening OPVC of the pixel SVC is biased downward, the light beam that has passed through the upper exit pupil EPVC of the imaging optical system TL is received. Similarly, since the opening OPVD of the pixel SVD is biased upward, the light beam that has passed through the lower exit pupil EPVD of the imaging optical system TL is received. Therefore, the pixels SVC are regularly arranged in the vertical direction, and the subject image acquired by these pixel groups is defined as a C image. In addition, the pixels SVD are also regularly arranged in the vertical direction, and if the subject image acquired by these pixel groups is a D image, it has a luminance distribution in the vertical direction by detecting the relative position of the C image and the D image. A focus shift amount (defocus amount) of the subject image can be detected.

図6は、撮像用画素および焦点検出用画素の配置を示した図である。図6において、Gは、緑フィルタを塗布された画素、Rは、赤フィルタを塗布された画素、Bは、青フィルタを塗布された画素である。図中のSHAは、画素部の開口を水平方向に偏倚させて、形成された焦点検出用の画素であり、後述のSHB画素群との水平方向の像ずれ量を検出するための基準画素群である。また、SHBは、画素の開口部をSHA画素とは、逆方向に偏倚させて形成された画素であり、SHA画素群との水平方向の像ずれ量を検出するための参照画素群である。SHA、SHB画素の白抜き部分が、偏倚した画素の開口位置を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement of imaging pixels and focus detection pixels. In FIG. 6, G is a pixel coated with a green filter, R is a pixel coated with a red filter, and B is a pixel coated with a blue filter. SHA in the figure is a focus detection pixel formed by horizontally deviating the aperture of the pixel portion, and a reference pixel group for detecting the amount of horizontal image deviation from the SHB pixel group described later. It is. Further, SHB is a pixel formed by deviating the opening of the pixel in the direction opposite to that of the SHA pixel, and is a reference pixel group for detecting a horizontal image shift amount with the SHA pixel group. The white portions of the SHA and SHB pixels indicate the opening positions of the biased pixels.

ここで、像ズレ量からデフォーカス量を算出するための変換係数の求め方について説明する。変換係数は結像光学系の口径情報、及び焦点検出用画素の感度分布に基づいて算出することができる。イメージセンサ112には撮影レンズTLのレンズ保持枠や絞り202などのいくつかの構成部材によって制限された光束が入射する。図7は撮影光学系のケラレにより、焦点検出に用いる光束が限定されている様子を示す図である。図7はイメージセンサの中央近傍の画素に対して、射出瞳面701の位置にある結像光学系の絞り702によって光束が限定されている様子を示している。図7(a)において、703、704はイメージセンサ(703は予定結像面位置)、705は光軸、706はイメージセンサ上での光軸位置、707、708は絞りによって光束が限定された場合の光束、709、710は光束が限定されていない場合の光束を示している。光束707、708に対する焦点検出用光束を711、712、焦点検出用光束の重心位置を715、716で示す。同様に、光束709、710に対する焦点検出用光束を713、714、焦点検出用光束の重心位置を717、718で示す。   Here, how to obtain the conversion coefficient for calculating the defocus amount from the image shift amount will be described. The conversion coefficient can be calculated based on the aperture information of the imaging optical system and the sensitivity distribution of the focus detection pixels. The image sensor 112 receives a light beam limited by several constituent members such as the lens holding frame of the photographing lens TL and the diaphragm 202. FIG. 7 is a diagram showing a state in which the light beam used for focus detection is limited by the vignetting of the photographing optical system. FIG. 7 shows a state in which the light beam is limited by the stop 702 of the imaging optical system at the position of the exit pupil plane 701 with respect to the pixel near the center of the image sensor. In FIG. 7A, 703 and 704 are image sensors (703 is a planned imaging plane position), 705 is an optical axis, 706 is an optical axis position on the image sensor, and 707 and 708 are limited by a diaphragm. The luminous fluxes 709 and 710 in the case indicate luminous fluxes when the luminous flux is not limited. The focus detection light beams 711 and 712 with respect to the light beams 707 and 708 are indicated by 711 and 712, and the barycentric positions of the focus detection light beams are indicated by 715 and 716, respectively. Similarly, the focus detection light beams 713 and 714 with respect to the light beams 709 and 710 are indicated by 713 and 714, and the gravity center positions of the focus detection light beams are indicated by 717 and 718, respectively.

図7(b)はイメージセンサの中央の焦点検出用画素の射出瞳面1でのケラレによる重心位置の変化を示した図である。図7(b)において、723、724はイメージセンサの中央の画素に対して、限定された光束707、708、及び限定されていない光束709、710の瞳領域を示し、725、726は焦点検出用画素SHA、SHBの入射角特性を示している。焦点検出用画素SHA、SHBには、721、722で示した形状の内側を透過した光束が723、724で図示した感度分布で入射する。そのため、723、724で示した形状の内側を透過した焦点検出用光束の分布重心をそれぞれ求めることで、焦点検出に用いる光束が限定されている場合と、限定されていない場合の重心間隔を求めることができる。焦点検出用画素の感度分布情報、及び結像光学系の口径情報を測定及び計算から求めて記憶しておくことで、像ズレ量からデフォーカス量を算出するための変換係数を求めることができる。   FIG. 7B is a diagram showing a change in the position of the center of gravity due to vignetting on the exit pupil plane 1 of the focus detection pixel at the center of the image sensor. In FIG. 7B, 723 and 724 indicate the pupil regions of the limited light beams 707 and 708 and the non-limited light beams 709 and 710 with respect to the central pixel of the image sensor, and 725 and 726 indicate focus detection. The incident angle characteristics of the pixels SHA and SHB are shown. Light beams that have passed through the shapes indicated by 721 and 722 are incident on the focus detection pixels SHA and SHB with sensitivity distributions indicated by 723 and 724. Therefore, by calculating the distribution centroids of the focus detection light fluxes that have passed through the insides of the shapes indicated by 723 and 724, the centroid distance between when the light flux used for focus detection is limited and when it is not limited is determined. be able to. By obtaining and storing the sensitivity distribution information of the focus detection pixels and the aperture information of the imaging optical system from measurement and calculation, a conversion coefficient for calculating the defocus amount can be obtained from the image shift amount. .

図7(a)においてデフォーカス量719をDEF、イメージセンサから射出瞳面701までの距離720をL、焦点検出に用いる光束が限定されている場合と、限定されていない場合の重心間隔をそれぞれG1(715,716間距離)、G2(717、718間距離)、像ずれ量をPRED1(721)、PRED2(722)、像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数をK1、K2とした場合、以下の式によってデフォーカス量が求まる。   In FIG. 7A, the defocus amount 719 is DEF, the distance 720 from the image sensor to the exit pupil plane 701 is L, and the center-of-gravity interval when the light beam used for focus detection is limited and when it is not limited, respectively. G1 (distance between 715 and 716), G2 (distance between 717 and 718), image displacement amounts are PRED1 (721) and PRED2 (722), and conversion coefficients for converting image displacement amounts into defocus amounts are K1 and K2. In this case, the defocus amount is obtained by the following equation.

DEF=K1×PRED1=K2×PRED2
像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数K1、K2はそれぞれ以下の式によって求まる。
DEF = K1 × PRED1 = K2 × PRED2
Conversion coefficients K1 and K2 for converting the image shift amount into the defocus amount are obtained by the following equations, respectively.

K1 = L/G1
K2 = L/G2
したがって、絞りを変化させることにより、G値が変化し、デフォーカス検出精度が変わってしまうことになる。
K1 = L / G1
K2 = L / G2
Therefore, by changing the aperture, the G value changes and the defocus detection accuracy changes.

図8は、射出瞳上に形成される絞りの有効径Dおよび絞りにより変化する変換係数KのうちGの変化(絞りが変化しても、Lは変化しない)を示した図である。図8において、縦軸は、有効径DおよびGの相対値を示している。図中の点線が有効径D、実線がGの相対変化をそれぞれ表わしている。基準となる絞りの大きさは、図7の724の絞り値であり、たとえばF5.6の絞りに相当する。また、図7の723の絞りは、たとえばF11に相当する。横軸は、F値(FNo)である。図より有効径Dは、FNoに反比例していることがわかる。また、Gは、724よりも絞りを明るくしても、焦点検出用画素の感度分布により規制され、1以上に大きくなることはない。また、724よりも暗い絞り値では、焦点検出用画素の略楕円形状の感度分布が、円形の絞りによりケラレるために、Gの変化は、有効径の減少よりも、大きな減少を示す。   FIG. 8 is a diagram showing a change in G of the effective diameter D of the stop formed on the exit pupil and the conversion coefficient K that changes with the stop (L does not change even if the stop changes). In FIG. 8, the vertical axis represents the relative values of the effective diameters D and G. The dotted line in the figure represents the effective diameter D, and the solid line represents the relative change in G. The reference aperture size is the aperture value of 724 in FIG. 7 and corresponds to, for example, the aperture of F5.6. Further, the stop 723 in FIG. 7 corresponds to, for example, F11. The horizontal axis is the F value (FNo). The figure shows that the effective diameter D is inversely proportional to FNo. Further, even if the aperture is brighter than 724, G is restricted by the sensitivity distribution of the focus detection pixels and does not increase to 1 or more. Also, at an aperture value darker than 724, the sensitivity distribution of the substantially elliptical shape of the focus detection pixels is vignetted by the circular aperture, so that the change in G shows a greater decrease than the decrease in effective diameter.

通常、カメラなどの撮像装置では、許容錯乱円をδとすると、これを満足するために必要なデフォーカス検出精度DEFは、
DEF=Fδ
となり、F(=D/L)を絞ることによって必要な検出デフォーカスの精度は、大きくてもよいことになる。すなわち、Gの値を有効径Dで除算した結果が、1以上であれば、デフォーカス検出精度は、悪化しないことになる。図8の一点鎖線は、Gの値を有効径Dで除算したものである。図より明らかなように、724よりも絞りを明るくしていくごとに、724よりも絞りを暗くしていくごとに、デフォーカス検出精度が悪化していくことがわかる。したがって、デフォーカス検出精度を悪化させないためには、焦点検出用画素のSNを向上させて、Gの変化による精度悪化分を補う必要がある。
Usually, in an imaging apparatus such as a camera, if the allowable circle of confusion is δ, the defocus detection accuracy DEF required to satisfy this is
DEF = Fδ
Thus, the required detection defocus accuracy may be increased by reducing F (= D / L). That is, if the result of dividing the value of G by the effective diameter D is 1 or more, the defocus detection accuracy does not deteriorate. The one-dot chain line in FIG. 8 is obtained by dividing the value of G by the effective diameter D. As can be seen from the figure, the defocus detection accuracy decreases as the aperture is made brighter than 724 and the aperture is made darker than 724. Therefore, in order not to deteriorate the defocus detection accuracy, it is necessary to improve the SN of the focus detection pixel to compensate for the accuracy deterioration due to the change in G.

図9は、焦点検出用画素のSNを向上させるためのフレーム加算動作を説明する図である。本実施形態では、レンズが合焦位置に移動する間もオーバーラップして焦点検出動作を行なえるものとして、図9では時間が経過するごとにレンズが合焦位置に近づいている様子を示している。図9において、最上部に画像信号の読出しの時間経過を示す。画像信号の読出しの所定周期をTs、現フレームの読み出しサイクルをnと表し、現フレームの時刻をnTsとしている。各フレームで読み出された最新の画像データにより表示がリフレッシュされる。各フレームで読み出された焦点検出用画素の画像データは内部メモリにスタックして記憶される。画像信号の読出しn回目に読み出された焦点検出用画素の画像信号は、焦点検出用画素信号a(n)として記憶される。焦点検出領域で得られる画像データは前述したようにSHA、SHBの各画素群によって1対の画素データが得られる。画像データの加算処理を施す上では、各画像データの最大値と最小値の差分(ピーク−ボトム値:以下PB値と称す)が小さい方の像によって加算フレーム数を制御する。そのため、ここでは、PB値の小さい方の画像データをa(n)として説明をする。PB値の小さい方の画像データから画像データの加算数(以下、フレーム加算数と称す)が決定した場合、PB値の大きい方の画像データでも同数の画像データを加算する。   FIG. 9 is a diagram for explaining a frame addition operation for improving the SN of the focus detection pixel. In the present embodiment, it is assumed that the focus detection operation can be performed while the lens moves to the in-focus position, and FIG. 9 shows a state in which the lens approaches the in-focus position as time elapses. Yes. In FIG. 9, the time elapsed for reading out the image signal is shown at the top. The predetermined period for reading the image signal is Ts, the current frame read cycle is n, and the current frame time is nTs. The display is refreshed with the latest image data read in each frame. The image data of the focus detection pixels read out in each frame is stored in a stack in the internal memory. The image signal of the focus detection pixel read out at the nth read-out of the image signal is stored as a focus detection pixel signal a (n). As described above, a pair of pixel data is obtained from each pixel group of SHA and SHB as image data obtained in the focus detection area. In performing addition processing of image data, the number of added frames is controlled by an image having a smaller difference (peak-bottom value: hereinafter referred to as PB value) between the maximum value and the minimum value of each image data. Therefore, here, the image data with the smaller PB value is described as a (n). When the addition number of image data (hereinafter referred to as the frame addition number) is determined from the image data with the smaller PB value, the same number of image data is added even with the image data with the larger PB value.

加算処理の方法としては、まず、現フレームの焦点検出用画素の画像データのPB値としきい値PBthを比較し、これを超えている場合は焦点検出用画素信号を加算画素信号(加算信号)とする。図9においては、時刻nTsで示されており、焦点検出用画素信号a(n)のPB値がしきい値PBthを超えているため、a(n)を加算画素信号A(n)としている。   As a method of the addition processing, first, the PB value of the image data of the focus detection pixel in the current frame is compared with the threshold value PBth. And In FIG. 9, it is indicated at time nTs, and since the PB value of the focus detection pixel signal a (n) exceeds the threshold value PBth, a (n) is used as the addition pixel signal A (n). .

また、最新フレームの焦点検出用画素信号がPBthを超えていない場合は、過去フレームで取得した焦点検出用画素の画像データを順に加算していき、加算画素信号のPB値がPBthを超えた時点で加算処理を終了し、加算結果を加算画素信号とする。図9においては、時刻(n−2)Tsで示されている。時刻(n−1)Tsでは焦点検出用画素信号b(n−1)のPB値がしきい値PBthを超えておらず、前フレームで取得した焦点検出用画素信号c(n−2)をb(n−1)に加算すると、加算画素信号のPB値はしきい値PBthを超える。そのため、b(n−1)+c(n−2)を加算画素信号B(n−1)としている。   In addition, when the focus detection pixel signal of the latest frame does not exceed PBth, the image data of the focus detection pixels acquired in the past frame is sequentially added, and the point when the PB value of the addition pixel signal exceeds PBth Then, the addition process is terminated, and the addition result is set as an addition pixel signal. In FIG. 9, the time (n-2) Ts is indicated. At time (n−1) Ts, the PB value of the focus detection pixel signal b (n−1) does not exceed the threshold value PBth, and the focus detection pixel signal c (n−2) acquired in the previous frame is used. When added to b (n−1), the PB value of the added pixel signal exceeds the threshold value PBth. Therefore, b (n−1) + c (n−2) is used as the addition pixel signal B (n−1).

また、フレーム加算数には上限を設け、上限以上を必要とする場合は上限までの加算データを加算画素信号とする。図9においては、フレーム加算数の上限を3としており、時刻(n−2)Tsで示されている。以上が、加算処理の方法である。   In addition, an upper limit is set for the number of frame additions, and when more than the upper limit is required, addition data up to the upper limit is used as the addition pixel signal. In FIG. 9, the upper limit of the number of frame additions is 3, which is indicated by time (n−2) Ts. The above is the method of addition processing.

以上、説明したように焦点検出用画素を複数フレームにわたって加算することにより、焦点検出用画素のSNを向上することが可能である。さらに、絞りの変化による検出精度の悪化を防止するために、撮影レンズの絞りに応じて、フレーム加算の閾値PBthを設定(閾値設定)すれば、検出精度の悪化を防止することが可能である。たとえば、F5.6のときの閾値レベルに対して、F/Gの二乗を乗算して閾値を設定すればよい。F/Gの二乗を乗算するのは、SN比は、信号量Sのルートで改善されるという特性のためである。また、F、Gは、それぞれフレーム加算により蓄積中の撮影レンズのF値およびそのときの焦点検出用画素の重心間隔である。   As described above, the SN of the focus detection pixel can be improved by adding the focus detection pixels over a plurality of frames. Furthermore, in order to prevent the detection accuracy from deteriorating due to the change of the stop, it is possible to prevent the detection accuracy from deteriorating by setting (threshold setting) the frame addition threshold PBth according to the stop of the taking lens. . For example, the threshold value may be set by multiplying the threshold level at F5.6 by the square of F / G. The reason for multiplying the square of F / G is that the SN ratio is improved by the route of the signal amount S. F and G are the F value of the photographing lens being accumulated by frame addition and the center of gravity interval of the focus detection pixels at that time.

このように閾値を設定することで、撮影レンズの絞り値にかかわらず、デフォーカス検出精度を維持することができる。また、撮影レンズのF値に応じて、最適なフレーム加算枚数を設定することが可能となり、いたずらに測距時間を長くすることなく低輝度被写体の焦点検出精度の向上を図ることができる。   By setting the threshold in this way, it is possible to maintain the defocus detection accuracy regardless of the aperture value of the photographing lens. Further, it is possible to set an optimal number of frames to be added according to the F value of the photographing lens, and it is possible to improve the focus detection accuracy of a low-luminance subject without unnecessarily increasing the distance measurement time.

図10はイメージセンサの中央から像高を持った位置の画素に対して、レンズ保持枠および絞りによって光束が限定されている様子を示している。また、図7と同一の構成要素には、同一の符号を付与してある。図10(a)において、703、704はイメージセンサ、705は光軸、1001はイメージセンサ上での光軸位置である。また、1002、1003はイメージセンサに最も近い側にあるレンズ保持枠730と、被写体に最も近い側にあるレンズの保持枠731によって光束が限定された場合の光束を示している。光束1002、1003に対する焦点検出用光束を1004、1005、焦点検出用光束の重心位置を1006、1007で示す。   FIG. 10 shows a state in which the luminous flux is limited by the lens holding frame and the diaphragm with respect to the pixel at the position having the image height from the center of the image sensor. Moreover, the same code | symbol is provided to the component same as FIG. In FIG. 10A, 703 and 704 are image sensors, 705 is an optical axis, and 1001 is an optical axis position on the image sensor. Reference numerals 1002 and 1003 denote light beams when the light beam is limited by the lens holding frame 730 that is closest to the image sensor and the lens holding frame 731 that is closest to the subject. The focus detection light fluxes 1004 and 1005 with respect to the light fluxes 1002 and 1003 are indicated by 1004 and 1005, and the gravity center positions of the focus detection light fluxes are indicated by 1006 and 1007.

図10(b)はイメージセンサの中央から像高を持った位置の焦点検出用画素の射出瞳面1でのケラレによる重心位置を示した図である。図10(b)において、1008はイメージセンサの中央から像高を持った画素に対して、限定された光束1002、1003の瞳領域を示し、1009、1010は焦点検出用画素SHA、SHBの入射角特性を示している。焦点検出用画素SHA、SHBには、1008で示した形状の内側を透過した光束が1009、1010で図示した感度分布で入射する。そのため、1008で示した形状の内側を透過した焦点検出用光束の分布重心をそれぞれ求めることで、焦点検出に用いる光束がレンズの保持枠によって限定されている場合の重心間隔を求めることができる。焦点検出用画素の感度分布情報、及び結像光学系の口径情報を測定及び計算から求めて記憶しておくことで、像ズレ量からデフォーカス量を算出するための変換係数を求めることができる。   FIG. 10B is a diagram showing the position of the center of gravity due to vignetting on the exit pupil plane 1 of the focus detection pixel at a position having an image height from the center of the image sensor. In FIG. 10B, reference numeral 1008 denotes a pupil region of limited light beams 1002 and 1003 with respect to a pixel having an image height from the center of the image sensor, and reference numerals 1009 and 1010 denote incidences of focus detection pixels SHA and SHB. Angular characteristics are shown. Light beams that have passed through the inside of the shape indicated by 1008 are incident on the focus detection pixels SHA and SHB with sensitivity distributions indicated by 1009 and 1010. Therefore, by determining the distribution centroids of the focus detection light fluxes that have passed through the inside of the shape indicated by 1008, the centroid distance when the light flux used for focus detection is limited by the lens holding frame can be obtained. By obtaining and storing the sensitivity distribution information of the focus detection pixels and the aperture information of the imaging optical system from measurement and calculation, a conversion coefficient for calculating the defocus amount can be obtained from the image shift amount. .

また、図10(b)に示された、723、724は、図7で説明した702の絞りにより限定される光束の瞳領域を示している。像高の高い位置の画素から絞りを見た場合、円形の絞りは略楕円のような形状を示している。図より明らかなように、像高を持った位置の画素は、所定以上の絞りよりも明るい絞りでは、レンズ保持枠により、所定よりも暗い絞りでは、絞りにより光束が限定されることがわかる。どちらの要因が支配的であるかは、レンズ保持枠の位置や大きさ、撮影レンズの入射瞳の大きさ位置により決定され、一眼レフなどのようにレンズ交換式のシステムでは、レンズごとに、設定する必要がある。また、ズームレンズのような撮影レンズでは、ズーム位置ごとに設定する必要があるのは言うまでもない。   Also, reference numerals 723 and 724 shown in FIG. 10B indicate the pupil regions of the light flux limited by the stop 702 described in FIG. When the stop is viewed from a pixel at a high image height, the circular stop has a shape like an ellipse. As is apparent from the figure, the pixel at the position having the image height is limited by the lens holding frame when the aperture is brighter than the predetermined aperture, and by the aperture when the aperture is darker than the predetermined aperture. Which factor is dominant is determined by the position and size of the lens holding frame, the size position of the entrance pupil of the taking lens, and in an interchangeable lens system such as a single lens reflex, for each lens, Must be set. Needless to say, in a photographing lens such as a zoom lens, it is necessary to set for each zoom position.

図10(a)において、レンズ保持枠により光束が限定された場合、デフォーカス量719をDEF、イメージセンサ703の撮像面から射出瞳面701までの距離720をL、焦点検出に用いる光束がレンズの保持枠によって限定されている場合の重心間隔をそれぞれG3(1006,1007間距離)、像ずれ量をPRED3(1011)、像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数をK3とした場合、以下の式によってデフォーカス量が求まる。   In FIG. 10A, when the luminous flux is limited by the lens holding frame, the defocus amount 719 is DEF, the distance 720 from the imaging surface of the image sensor 703 to the exit pupil plane 701 is L, and the luminous flux used for focus detection is the lens. G3 (distance between 1006 and 1007), the image shift amount PRED3 (1011), and the conversion coefficient for converting the image shift amount into the defocus amount are set to K3. The defocus amount is obtained by the following formula.

DEF = K3×PRED3
像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数K3は以下の式によって求まる。
DEF = K3 x PRED3
A conversion coefficient K3 for converting the image shift amount into the defocus amount is obtained by the following equation.

K3 = L/G3
また、絞りが所定よりも絞られた場合には、絞りにより光束が限定され、像高位置により、重心間隔は、光軸中心よりも短くなる。像ずれ量をPRED4、像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数をK4とした場合、以下の式によってデフォーカス量が求まる。
K3 = L / G3
Further, when the stop is stopped more than a predetermined range, the light flux is limited by the stop, and the center-of-gravity interval becomes shorter than the center of the optical axis depending on the image height position. When the image shift amount is PRED4 and the conversion coefficient for converting the image shift amount into the defocus amount is K4, the defocus amount is obtained by the following equation.

DEF = K4×PRED4
像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数K4は以下の式によって求まる。
DEF = K4 x PRED4
A conversion coefficient K4 for converting the image shift amount into the defocus amount is obtained by the following equation.

K4 = L/G4
像高位置が高くなると、絞り値のほかに、レンズ保持枠も加味して、フレーム加算の閾値を設定して焦点検出精度の悪化を防止する必要がある。また、同一絞りであっても、像高位置で重心間隔が異なるので、これも考慮して閾値を設定する必要がある。設定に関しては、図7で説明した方法と同様の考え方で設定可能なので、説明は省略する。
K4 = L / G4
When the image height position becomes high, it is necessary to set a frame addition threshold in consideration of the lens holding frame in addition to the aperture value to prevent the focus detection accuracy from deteriorating. In addition, even if the aperture is the same, the center-of-gravity interval differs at the image height position, so it is necessary to set a threshold value in consideration of this. Since the setting can be made in the same way as the method described with reference to FIG. 7, the description is omitted.

さらに、近年の撮像素子は、ISO感度が、ますます向上し、ISO12800を超える設定が可能である。ISO感度を高感度に設定して撮影する場合、画素のSN自体は、悪化するので、焦点検出精度は落ちていく。したがって、前述した口径情報のほかに、ISO感度も考慮して、閾値を設定することが望ましい。すなわち、ISOが、1段あがれば、閾値を2倍に設定し、フレーム加算数を2倍にすれば、焦点検出精度の悪化を防止可能なことはいうまでもない。   Furthermore, in recent image sensors, the ISO sensitivity is further improved, and a setting exceeding ISO 12800 is possible. When shooting with ISO sensitivity set to high sensitivity, the SN of the pixel itself deteriorates, and the focus detection accuracy decreases. Therefore, it is desirable to set the threshold value in consideration of the ISO sensitivity in addition to the aperture information described above. In other words, if the ISO is increased by one stage, it is needless to say that the deterioration of the focus detection accuracy can be prevented by setting the threshold value to twice and the frame addition number to be doubled.

Claims (7)

撮影レンズの射出瞳を通過した光束を受光する撮像用画素と前記撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通過した光束を受光する焦点検出用画素とが配列された撮像素子と、
前記焦点検出用画素の出力信号を用いて位相差方式により前記撮影レンズのデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
前記撮影レンズの口径情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された口径情報と前記焦点検出用画素の位置に基づいて、所定の閾値を設定する閾値設定手段と、
前記撮像素子から所定の周期で画素信号を読み出す読み出し手段と、
前記撮像素子から前記所定の周期で読み出された前記焦点検出用画素の画素信号を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された加算信号を前記所定の閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較により、前記加算信号のレベルが前記所定の閾値を超えた場合に、前記加算手段による加算を終了する制御手段と、を備え、
前記焦点検出手段は、前記加算手段による加算が終了した加算信号を用いて前記撮影レンズのデフォーカス量を検出することを特徴とする撮像装置。
An imaging device in which an imaging pixel that receives a light beam that has passed through an exit pupil of a photographing lens and a focus detection pixel that receives a light beam that has passed through a partial region of the exit pupil of the photographing lens;
Focus detection means for detecting a defocus amount of the photographing lens by a phase difference method using an output signal of the focus detection pixel;
Acquisition means for acquiring aperture information of the photographing lens;
Threshold setting means for setting a predetermined threshold based on the aperture information acquired by the acquisition means and the position of the focus detection pixel;
Reading means for reading out pixel signals from the image sensor at a predetermined period;
Adding means for adding pixel signals of the focus detection pixels read out from the image sensor at the predetermined period;
Comparing means for comparing the addition signal added by the adding means with the predetermined threshold;
Control means for ending addition by the addition means when the level of the addition signal exceeds the predetermined threshold by comparison of the comparison means,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the focus detection unit detects a defocus amount of the photographing lens by using an addition signal that has been added by the addition unit.
前記撮影レンズの口径情報は、前記撮影レンズのF値の情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the aperture information of the photographing lens includes information on an F value of the photographing lens. 前記撮影レンズの口径情報は、前記撮影レンズの射出瞳の情報を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the aperture information of the photographing lens includes information on an exit pupil of the photographing lens. 前記射出瞳の情報は、前記撮像素子の撮像面から前記射出瞳までの距離の情報であることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 3, wherein the information on the exit pupil is information on a distance from an imaging surface of the imaging element to the exit pupil. 前記撮影レンズの口径情報は、前記撮影レンズのレンズ保持枠の情報を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。   5. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the aperture information of the photographing lens includes information of a lens holding frame of the photographing lens. 前記レンズ保持枠の情報は、前記レンズ保持枠の位置および大きさの情報であることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 5, wherein the information on the lens holding frame is information on a position and a size of the lens holding frame. 前記閾値設定手段は、さらにISO感度の情報を用いて前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the threshold setting unit further sets the predetermined threshold using information on ISO sensitivity.
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