JP2013231883A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位相差検出方式により得られた合焦位置をコントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて補正するフォーカスキャリブレーション機能を有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having a focus calibration function for correcting a focus position obtained by a phase difference detection method based on a focus position detected by a contrast detection method.
位相差検出方式によるフォーカス制御(オートフォーカス:AF)により合焦状態を得るカメラや交換レンズでは、それらの使用回数の増加に伴い、AFに関連する機構や部材にガタが発生し、その結果、合焦精度が低下するおそれがある。例えば、交換レンズにおいては、フォーカスレンズが、これを移動させる機構に発生したガタによって、算出された合焦位置に正しく移動されない場合がある。また、カメラにおいては、交換レンズからの光を位相差検出用のAFセンサに向けて反射するミラーの角度が、該ミラーの駆動回数の増加に伴って変化していく。これにより、AFセンサへの光の入射の仕方が変化し、該AFセンサからの出力に基づいて算出される合焦位置が、正しい合焦位置からずれる場合がある。この場合、フォーカスレンズが、正しい合焦位置からずれた合焦位置に移動するため、合焦精度が低下する。 In cameras and interchangeable lenses that obtain a focused state by focus control (autofocus: AF) using a phase difference detection method, as the number of times they are used increases, backlash occurs in mechanisms and members related to AF. Focusing accuracy may be reduced. For example, in an interchangeable lens, the focus lens may not be correctly moved to the calculated in-focus position due to backlash generated in a mechanism that moves the focus lens. In the camera, the angle of the mirror that reflects the light from the interchangeable lens toward the AF sensor for detecting the phase difference changes as the number of times the mirror is driven increases. As a result, the manner in which light is incident on the AF sensor changes, and the focus position calculated based on the output from the AF sensor may deviate from the correct focus position. In this case, since the focus lens moves to the in-focus position shifted from the correct in-focus position, the in-focus accuracy is lowered.
これらの場合、合焦精度を元の良好な精度に戻すには、ユーザがカメラや交換レンズをサービスセンターに持ち込んで合焦位置の再調整を依頼したり、特許文献1にて開示された撮像装置では、テストモードにおいて、位相差AF検出用のAFセンサと撮影画像を生成するためのイメージセンサ(撮像素子)のそれぞれから焦点状態に関するデータを得るとともに、これらデータの相対ずれ量(差)を記憶する。そして、撮影モードにおいて、記憶された相対ずれ量に基づいてフォーカスレンズを移動させる。 In these cases, in order to return the focusing accuracy to the original good accuracy, the user brings the camera or the interchangeable lens to the service center and requests readjustment of the focusing position, or the imaging disclosed in Patent Document 1 In the test mode, in the test mode, data relating to the focus state is obtained from each of the AF sensor for detecting the phase difference AF and the image sensor (imaging device) for generating the captured image, and the relative deviation amount (difference) between these data is obtained. Remember. In the shooting mode, the focus lens is moved based on the stored relative deviation amount.
また、特許文献2にて開示された撮像装置では、補正値算出モードにおいて、被写体状態識別手段の結果に基づき、合焦補正の算出と記憶を行い、適正な補正が行えないと判定した場合は、警告表示等の情報提供を行う。 Further, in the imaging apparatus disclosed in Patent Document 2, in the correction value calculation mode, the focus correction is calculated and stored based on the result of the subject state identification unit, and when it is determined that proper correction cannot be performed. Provide information such as warning display.
その他、特許文献3には、被写体距離情報を検出し、被写体画像及び距離情報を付加したグラフ表示を行い、直感的な操作手段により、フォーカス変更及び絞り調節を行う。 In addition, Patent Literature 3 detects subject distance information, displays a graph with the subject image and distance information added, and performs focus change and aperture adjustment by intuitive operation means.
しかしながら、特許文献1にて開示された撮像装置では、被写体状態識別手段の判定によって、適正な合焦補正を行えないと判定した場合は、合焦精度が低下したままの状態で撮影を継続、または使用を中止し、前記のようにサービスセンターへ持ち込んで合焦精度調整を行ってもらう必要がある。 However, in the imaging device disclosed in Patent Document 1, when it is determined by the determination of the subject state identification means that proper focus correction cannot be performed, shooting is continued with the focus accuracy remaining low. Alternatively, it is necessary to stop using the camera and bring it into the service center as described above to adjust the focusing accuracy.
また、特許文献2にて開示された撮像装置では、位相差検出方式により算出された合焦位置とコントラスト検出方式により検出された合焦位置との差から信頼度の情報を得ている。このため、位相差検出方式により得られた合焦位置そのものの信頼度が低い場合でも、警告が出力されなかったり、該差をフォーカスキャリブレーション用の補正値として使用したりする可能性がある。 In the imaging apparatus disclosed in Patent Document 2, reliability information is obtained from the difference between the in-focus position calculated by the phase difference detection method and the in-focus position detected by the contrast detection method. For this reason, even when the reliability of the focus position itself obtained by the phase difference detection method is low, there is a possibility that a warning is not output or the difference is used as a correction value for focus calibration.
そして、特許文献3にて開示された撮像装置では、通常撮影時においてフォーカスが合っている被写体までの距離情報の検出と表示、更に前記状態からのフォーカス変更と絞り調節を行うものであり、撮影に使用するレンズにおいて、最も解像度の高い被写体距離ではない可能性がある。 The image pickup apparatus disclosed in Patent Document 3 detects and displays distance information to a focused subject during normal shooting, and further performs focus change and aperture adjustment from the above state. There is a possibility that it is not the subject distance with the highest resolution in the lens used for.
本発明は、フォーカスキャリブレーションによるピント補正モードにおいて、使用するレンズ情報と、レンズ設計上の光学基準距離と、現状のフォーカスレンズの停止位置誤差などから被写体距離を算出することで、現在の状態において高精度なフォーカスキャリブレーションによるピント補正値を取得するための被写体距離に関する表示を提供する。 In the focus correction mode by focus calibration, the present invention calculates the subject distance from the lens information to be used, the optical reference distance in lens design, the current focus lens stop position error, etc. An object distance display for obtaining a focus correction value by high-precision focus calibration is provided.
撮影光学系(10)により形成された被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像系(24)と、被写体から前記撮影光学系を通って入射した光により形成された一対の像を光電変換して一対の像信号を生成する焦点検出手段(22)と、
前記一対の像信号を用いた位相差検出方式により前記撮影光学系の焦点状態を検出し、該焦点状態に応じて前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズ(10a)を移動させる第1の合焦位置を算出するレンズ制御手段(13)と、
前記画像信号を用いたコントラスト検出方式により前記フォーカスレンズ(10a)の第2の合焦位置を検出し、該第2の合焦位置と前記第1の合焦位置との差に基づいて前記第1の合焦位置を補正するフォーカスキャリブレーションを行うキャリブレーション手段(40、41)と被写体像を表示するための表示手段(43)を有する撮像装置において、
前記撮影光学系からの焦点距離情報やフォーカス距離情報を含むレンズ情報と、光学設計距離に基づき、被写体の距離情報を算出する手段(40)と、
前記表示手段(43)に、前記被写体の距離情報に基づいて、フォーカスレンズ(10a)の停止位置を決定し、ユーザーが前記フォーカスレンズ停止状態で、被写体までの距離を変更することで、被写体に対しピント合わせを行う操作方法を表示することを特徴とする撮像装置。
An imaging system (24) that photoelectrically converts an object image formed by the imaging optical system (10) to generate an image signal, and a pair of images formed by light incident from the object through the imaging optical system Focus detection means (22) for converting and generating a pair of image signals;
First focusing is performed by detecting a focus state of the photographing optical system by a phase difference detection method using the pair of image signals and moving a focus lens (10a) included in the photographing optical system according to the focus state. Lens control means (13) for calculating the position;
A second focus position of the focus lens (10a) is detected by a contrast detection method using the image signal, and the second focus position is detected based on the difference between the second focus position and the first focus position. In an imaging apparatus having calibration means (40, 41) for performing focus calibration for correcting one in-focus position and display means (43) for displaying a subject image,
Means (40) for calculating distance information of a subject based on lens information including focal length information and focus distance information from the photographing optical system, and an optical design distance;
The display means (43) determines the stop position of the focus lens (10a) based on the distance information of the subject, and the user changes the distance to the subject while the focus lens is stopped. An image pickup apparatus that displays an operation method for performing focusing.
本発明によれば、当該レンズで高精度の被写体距離を決定し、前記被写体距離にてピント合わせを行う操作表示を提供することで、高精度なピント補正値が得られるフォーカスキャリブレーションを行うことが可能となる。 According to the present invention, focus calibration that obtains a high-accuracy focus correction value is performed by determining a high-precision subject distance with the lens and providing an operation display for focusing at the subject distance. Is possible.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施例1]
図5には、本発明の実施例1であるデジタル一眼レフカメラ2と該カメラ2に対して交換が可能な交換レンズ1とにより構成されるカメラシステムの構成を示している。このカメラシステムは、位相差検出方式によるAF処理(以下、位相差AFという)を行うとともに、コントラスト検出方式による焦点検出結果を用いた位相差AFの補正機能であるフォーカスキャリブレーション機能を有する。
[Example 1]
FIG. 5 shows a configuration of a camera system that includes a digital single-lens reflex camera 2 that is Embodiment 1 of the present invention and an interchangeable lens 1 that can be interchanged with the camera 2. This camera system performs AF processing by a phase difference detection method (hereinafter referred to as phase difference AF) and has a focus calibration function that is a correction function of phase difference AF using a focus detection result by a contrast detection method.
交換レンズ1内には撮影光学系10が収容されている。撮影光学系10は、複数のレンズユニットや絞りにより構成される。複数のレンズユニットのうち不図示の変倍レンズユニット(以下、ズームレンズという)を光軸方向に移動させることで、焦点距離を変化させて変倍(ズーム)を行うことができる。また、複数のレンズユニットのうちフォーカスレンズユニット(以下、単にフォーカスレンズという)10aを光軸方向に移動させることで、ピント合わせを行うことができる。 A photographing optical system 10 is accommodated in the interchangeable lens 1. The photographing optical system 10 includes a plurality of lens units and a diaphragm. By moving a not-shown zoom lens unit (hereinafter referred to as a zoom lens) among the plurality of lens units in the optical axis direction, zooming can be performed by changing the focal length. Further, focusing can be performed by moving a focus lens unit (hereinafter simply referred to as a focus lens) 10a among the plurality of lens units in the optical axis direction.
レンズ駆動部11は、ズームレンズやフォーカスレンズ10aを移動させるアクチュエータ、該アクチュエータの駆動回路およびアクチュエータの駆動力を各レンズに伝達する伝達機構が含まれる。レンズ状態検出部12は、ズームレンズやフォーカスレンズ10aの位置を一定数に分割された検出手段によって、焦点距離情報とフォーカス距離情報を検出できる。 The lens driving unit 11 includes an actuator for moving the zoom lens and the focus lens 10a, a driving circuit for the actuator, and a transmission mechanism for transmitting the driving force of the actuator to each lens. The lens state detection unit 12 can detect the focal length information and the focus distance information by a detection unit in which the positions of the zoom lens and the focus lens 10a are divided into a predetermined number.
レンズ制御部13は、CPU等により構成され、後述するカメラ制御部40からの指令に応じて交換レンズ1の動作を制御する。レンズ制御部13は、電気接点15のうち通信端子を介してカメラ制御部40と通信可能に接続されている。また、交換レンズ1には、電気接点15のうち電源端子を通じてカメラ2から電源が供給される。レンズ記憶部14は、ROM等により構成され、レンズ制御部13での制御に用いられるデータや交換レンズ1の識別情報や撮影光学系10の光学情報等の各種情報を記憶している。 The lens control unit 13 is configured by a CPU or the like, and controls the operation of the interchangeable lens 1 according to a command from a camera control unit 40 described later. The lens control unit 13 is communicably connected to the camera control unit 40 via a communication terminal in the electrical contact 15. The interchangeable lens 1 is supplied with power from the camera 2 through the power terminal of the electrical contact 15. The lens storage unit 14 includes a ROM or the like, and stores various information such as data used for control by the lens control unit 13, identification information of the interchangeable lens 1, and optical information of the photographing optical system 10.
カメラ2において、ハーフミラーで構成された主ミラー20は、ユーザが被写体を光学ファインダを通して観察する光学ファインダ観察時には、図示のように撮影光路内のダウン位置に配置されて撮影光学系10からの光をピント板30に向けて反射する。また、主ミラー20は、背面モニタ43に電子ビューファインダ用の画像(ライブビュー画像)を表示するライブビュー観察時や記録用画像(静止画および動画)を生成する撮影時には、撮影光路から退避するアップ位置に回動する。これにより、撮影光学系10からの光は、シャッタ23および撮像素子24に向かう。 In the camera 2, the main mirror 20 composed of a half mirror is disposed at a down position in the photographing optical path as shown in the figure when the user observes the subject through the optical viewfinder, and the light from the photographing optical system 10 is shown. Is reflected toward the focus plate 30. Further, the main mirror 20 is retracted from the photographing optical path during live view observation in which an image for an electronic viewfinder (live view image) is displayed on the rear monitor 43 or during photographing for generating a recording image (still image and moving image). Rotates to the up position. Thereby, the light from the photographing optical system 10 travels to the shutter 23 and the image sensor 24.
サブミラー21は、主ミラー20とともに回動し、ダウン位置に配置された主ミラー20を透過した光をAFセンサ22に導く。また、主ミラー20がアップ位置に回動すると、サブミラー21も撮影光路から退避する。 The sub mirror 21 rotates together with the main mirror 20 and guides the light transmitted through the main mirror 20 disposed at the down position to the AF sensor 22. When the main mirror 20 is rotated to the up position, the sub mirror 21 is also retracted from the photographing optical path.
AFセンサ22は、被写体から撮影光学系10を通り、さらにサブミラー21で反射して入射した光を用いて、カメラ2による撮影範囲内に設けられた複数の焦点検出領域において位相差検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出(焦点検出)を行う。AFセンサ22は、各焦点検出領域からの光に一対の像(被写体像)を形成させる2次結像レンズと、該一対の被写体像を光電変換する一対の受光素子列が配置されたエリアセンサ(CCD又はCMOS)とを含む。エリアセンサの一対の受光素子列は、一対の被写体像の輝度分布に応じた光電変換信号である一対の像信号をカメラ制御部40に出力する。エリアセンサ上には、複数の焦点検出領域に対応した複数対の受光素子列が2次元配置されている。 The AF sensor 22 uses the light incident from the subject through the photographing optical system 10 and reflected by the sub-mirror 21 to photograph by a phase difference detection method in a plurality of focus detection areas provided in the photographing range by the camera 2. The focus state of the optical system is detected (focus detection). The AF sensor 22 is an area sensor in which a secondary imaging lens that forms a pair of images (subject images) on the light from each focus detection region and a pair of light receiving element rows that photoelectrically convert the pair of subject images. (CCD or CMOS). The pair of light receiving element rows of the area sensor outputs a pair of image signals, which are photoelectric conversion signals corresponding to the luminance distribution of the pair of subject images, to the camera control unit 40. A plurality of pairs of light receiving element arrays corresponding to a plurality of focus detection areas are two-dimensionally arranged on the area sensor.
カメラ制御部40は、一対の像信号の位相差を算出し、該位相差から撮影光学系10の焦点状態(デフォーカス量)を算出する。さらに、カメラ制御部40は、検出した撮影光学系10の焦点状態に基づいて、撮影光学系10の合焦状態を得るためにフォーカスレンズ10aを移動させるべき位置である合焦位置(第1の合焦位置:以下、位相差合焦位置という)を算出する。 The camera control unit 40 calculates the phase difference between the pair of image signals, and calculates the focus state (defocus amount) of the photographing optical system 10 from the phase difference. Further, the camera control unit 40, based on the detected focus state of the photographing optical system 10, obtains a focusing position (first position) that is a position to move the focus lens 10a to obtain a focusing state of the photographing optical system 10. (Focus position: hereinafter referred to as phase difference in-focus position).
そして、カメラ制御部40は、算出した位相差合焦位置にフォーカスレンズ10aを移動させるようレンズ制御部13にフォーカス指令を送信する。レンズ制御部13は、受信したフォーカス指令に応じて、レンズ駆動部11を介してフォーカスレンズ10aを位相差合焦位置に移動させる。これにより、撮影光学系10の合焦状態が得られる。 Then, the camera control unit 40 transmits a focus command to the lens control unit 13 so as to move the focus lens 10a to the calculated phase difference in-focus position. The lens control unit 13 moves the focus lens 10a to the phase difference in-focus position via the lens driving unit 11 in accordance with the received focus command. Thereby, the in-focus state of the photographic optical system 10 is obtained.
このようにして、位相差検出方式による焦点状態の検出と、該焦点状態に基づく位相差合焦位置の算出と、該位相差合焦位置へのフォーカスレンズ10aの移動とを含む位相差AFが行われる。 In this way, the phase difference AF including the detection of the focus state by the phase difference detection method, the calculation of the phase difference focus position based on the focus state, and the movement of the focus lens 10a to the phase difference focus position is obtained. Done.
なお、AFセンサ22のエリアセンサにおいて受光素子が2次元配置されているため、撮影範囲内のうち同じ視野領域(例えば、中央領域)について、被写体の水平方向と垂直方向の輝度分布を検出して焦点検出を行うことが可能となる。これについては、後に詳しく説明する。 In addition, since the light receiving elements are two-dimensionally arranged in the area sensor of the AF sensor 22, the luminance distribution in the horizontal direction and the vertical direction of the subject is detected for the same field area (for example, the central area) within the imaging range. Focus detection can be performed. This will be described in detail later.
シャッタ23は、光学ファインダ観察時には閉じ、ライブビュー観察時および動画撮影時には開放されて撮影光学系10により形成された被写体像の撮像素子24による光電変換(ライブビュー画像および撮影動画の生成)を可能とする。さらに、静止画撮影時には、設定されたシャッタ秒時で開閉し、撮像素子24の露光を制御する。 The shutter 23 is closed during optical viewfinder observation, and is opened during live view observation and moving image shooting, and photoelectric conversion (generation of a live view image and a shooting moving image) by the image sensor 24 of the subject image formed by the shooting optical system 10 is possible. And Further, during still image shooting, the shutter is opened and closed at a set shutter speed, and exposure of the image sensor 24 is controlled.
撮像素子24は、CMOSイメージセンサ又はCCDイメージセンサとその周辺回路により構成され、撮影光学系10により形成された被写体像を光電変換してアナログ撮像信号を出力する。 The image sensor 24 is composed of a CMOS image sensor or a CCD image sensor and its peripheral circuits, and photoelectrically converts a subject image formed by the photographing optical system 10 and outputs an analog image signal.
ピント板30は、撮像素子24と等価な位置である撮影光学系10の1次結像面に配置されている。光学ファインダ観察時には、ピント板30上に、被写体像(ファインダー像)が形成される。ペンタプリズム31は、ピント板30上に形成された被写体像を正立正像に変換する。接眼レンズ32は、正立正像をユーザに観察させる。ピント板30、ペンタプリズム31および接眼レンズ32により光学ファインダが構成される。また、図5には示していないが、前記ファインダを覗いた状態でカメラの各種情報を確認出来るように、液晶(透過型含む)デバイスを使用したファインダ情報表示部が構成されている。 The focus plate 30 is disposed on the primary imaging plane of the photographic optical system 10 that is at a position equivalent to the image sensor 24. A subject image (finder image) is formed on the focus plate 30 during optical viewfinder observation. The pentaprism 31 converts the subject image formed on the focus plate 30 into an erect image. The eyepiece 32 allows the user to observe an erect image. The focus plate 30, the pentaprism 31 and the eyepiece lens 32 constitute an optical finder. Although not shown in FIG. 5, a finder information display unit using a liquid crystal (including a transmission type) device is configured so that various information of the camera can be confirmed while looking through the finder.
AEセンサ33は、ピント板30からの光をペンタプリズム31を介して受光し、該ピント板30上に形成された被写体像の輝度を測定する。AEセンサ33は、複数のフォトダイオードを有し、カメラ2による撮影範囲を分割するように設定された複数の測光領域のそれぞれで輝度を測定することができる。 The AE sensor 33 receives light from the focus plate 30 via the pentaprism 31 and measures the luminance of the subject image formed on the focus plate 30. The AE sensor 33 has a plurality of photodiodes, and can measure the luminance in each of a plurality of photometric areas set so as to divide the imaging range of the camera 2.
カメラ制御部40は、MPU等を含むマイクロコンピュータにより構成され、カメラ2と交換レンズ1からなるカメラシステム全体の動作を制御する。カメラ制御部40は、前述したようにフォーカス制御手段として機能するとともに、後述するようにキャリブレーション手段および信頼度判定手段としても機能する。 The camera control unit 40 is configured by a microcomputer including an MPU and the like, and controls the operation of the entire camera system including the camera 2 and the interchangeable lens 1. The camera control unit 40 functions as a focus control unit as described above, and also functions as a calibration unit and a reliability determination unit as described later.
デジタル制御部41は、撮像素子24からのアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換し、さらに該デジタル撮像信号に対して各種処理を行って画像信号(画像データ)を生成する。撮像素子24およびデジタル制御部41により撮像系が構成される。 The digital control unit 41 converts an analog image pickup signal from the image pickup device 24 into a digital image pickup signal, and further performs various processes on the digital image pickup signal to generate an image signal (image data). The imaging device 24 and the digital control unit 41 constitute an imaging system.
また、デジタル制御部41は、画像信号から特定の周波数成分を抽出して該画像信号のコントラストを示すコントラスト評価値を生成する。そして、該コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ10aの合焦位置を検出する。このようにしてコントラスト検出方式により合焦位置を検出する動作(ライブビュー観察時および動画撮影時のピント合わせを含む)をコントラストAFという。また、コントラストAFにより検出される合焦位置(第2の合焦位置)を、以下、コントラスト合焦位置という。 In addition, the digital control unit 41 extracts a specific frequency component from the image signal and generates a contrast evaluation value indicating the contrast of the image signal. Then, the focus position of the focus lens 10a where the contrast evaluation value is maximized is detected. The operation of detecting the focus position by the contrast detection method in this way (including focusing during live view observation and moving image shooting) is called contrast AF. In addition, the focus position (second focus position) detected by contrast AF is hereinafter referred to as a contrast focus position.
カメラ記憶部42は、カメラ制御部40やデジタル制御部41の動作で用いられる各種データを記憶している。また、カメラ記憶部42は、生成された記録用画像を保存する。背面モニタ43は、液晶パネル等の表示素子により構成され、ライブビュー画像、記録用画像および各種情報を表示する。 The camera storage unit 42 stores various data used in the operation of the camera control unit 40 and the digital control unit 41. In addition, the camera storage unit 42 stores the generated recording image. The rear monitor 43 includes a display element such as a liquid crystal panel, and displays a live view image, a recording image, and various types of information.
なお、図5には示していないが、カメラ2にはレリーズスイッチが設けられている。 Although not shown in FIG. 5, the camera 2 is provided with a release switch.
レリーズスイッチが半押し操作されると、不図示の第1スイッチ(SW1)がONになり、AFや測光が開始される。また、レリーズスイッチが全押し操作されると、不図示の第2スイッチ(SW2)がONになり、撮影(記録用画像の生成)が行われる。 When the release switch is pressed halfway, a first switch (SW1) (not shown) is turned on, and AF and photometry are started. When the release switch is fully pressed, a second switch (SW2) (not shown) is turned on and photographing (generation of a recording image) is performed.
次に、カメラ2が有するフォーカスキャリブレーション機能(以下、AFキャリブレーションという)について説明する。AFキャリブレーションは、位相差検出方式により得られた位相差合焦位置を、該位相差合焦位置と前述したコントラストAFにより得られたコントラスト合焦位置との差に基づいて補正する機能である。このAFキャリブレーションの計算は、カメラ制御部40が主として行う。 Next, a focus calibration function (hereinafter referred to as AF calibration) that the camera 2 has will be described. AF calibration is a function for correcting the phase difference focus position obtained by the phase difference detection method based on the difference between the phase difference focus position and the contrast focus position obtained by the contrast AF described above. . This AF calibration calculation is mainly performed by the camera control unit 40.
また、カメラ制御部40は、信頼部判定手段として、AFセンサ22からの一対の像信号に関する情報を用いて、位相差AFの対象となっている被写体に対する位相差AFの信頼度を算出し、該信頼度が高いか低いかを判定する。本実施例にいう被写体に対する位相差AFの信頼度とは、基本的には、被写体からの光を受光するAFセンサ22からの一対の像信号を用いて得られるデフォーカス量(焦点状態)の信頼度である。ただし、位相差合焦位置はデフォーカス量から算出されるので、結果的に、位相差合焦位置の信頼度ということもできる。以下の説明において、被写体に対する位相差AFの信頼度を、単に信頼度ともいう。 Further, the camera control unit 40 calculates the reliability of the phase difference AF with respect to the subject that is the target of the phase difference AF, using the information about the pair of image signals from the AF sensor 22 as the reliability unit determination unit, It is determined whether the reliability is high or low. The reliability of the phase difference AF for the subject in the present embodiment is basically the defocus amount (focus state) obtained using a pair of image signals from the AF sensor 22 that receives light from the subject. It is reliability. However, since the phase difference in-focus position is calculated from the defocus amount, it can be said that the phase difference in-focus position is reliable. In the following description, the reliability of the phase difference AF for the subject is also simply referred to as reliability.
そして、本実施例では、一対の像信号に関する情報を用いて求められる、該信頼度を示す評価値として、特開2007−052072号公報にて開示されているSレベル(SELECT LEVEL)値SLを用いる。 In this embodiment, an S level (SELECT LEVEL) value SL disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-052072 is used as an evaluation value indicating the reliability obtained using information relating to a pair of image signals. Use.
カメラ制御部40は、Sレベル値SLが閾値以下又は閾値より小さい場合、すなわち信頼度が高い第1のレベルである場合はAFキャリブレーションを行う。一方、Sレベル値SLが閾値より大きい又は閾値以上である場合、すなわち信頼度が第1のレベルよりも低い第2のレベルである場合はAFキャリブレーションを制限する。 The camera control unit 40 performs AF calibration when the S level value SL is equal to or lower than the threshold value or smaller than the threshold value, that is, when the first level has high reliability. On the other hand, when the S level value SL is greater than or equal to or greater than the threshold, that is, when the reliability is the second level lower than the first level, the AF calibration is limited.
本実施例では、AFキャリブレーションに一般的な被写体を用いる。そして、上述したSレベル値SLを信頼度の評価値として用いることで、位相差AFの被写体依存性を低減することができる。つまり、Sレベル値SLを用いて信頼度が高い(第1のレベルである)と判定されれば、そのときの被写体は位相差AFによって精度の高い合焦状態が得られるはずである。したがって、AFキャリブレーションを行って(補正値を算出して)位相差合焦位置を補正することで、本来の高精度の合焦状態が得られるようにする。 In this embodiment, a general subject is used for AF calibration. Then, the subject dependency of the phase difference AF can be reduced by using the S level value SL described above as the reliability evaluation value. In other words, if it is determined that the reliability is high (the first level) using the S level value SL, the subject at that time should be able to obtain a highly accurate in-focus state by the phase difference AF. Therefore, by performing AF calibration (calculating a correction value) and correcting the phase difference in-focus position, an original highly accurate in-focus state can be obtained.
一方、Sレベル値SLを用いて信頼度が低い(第2のレベルである)と判定されたときは、そのときの被写体は位相差AFによって良好な精度の合焦状態が得られない被写体である可能性が高い。したがって、AFキャリブレーションを制限することで、AFキャリブレーションによって誤った位相差合焦位置の補正が行われることを未然に回避する。AFキャリブレーションを制限するとは、例えば、警告を表示したり、位相差合焦位置を補正するための補正値を作成しなかったり、AFキャリブレーションを強制的にやり直させたりすることを意味する。 On the other hand, when it is determined that the reliability is low (the second level) using the S level value SL, the subject at that time is a subject for which a good precision in-focus state cannot be obtained by the phase difference AF. There is a high possibility. Therefore, by limiting the AF calibration, it is possible to prevent the erroneous phase difference focus position from being corrected by the AF calibration. Restricting AF calibration means, for example, displaying a warning, not creating a correction value for correcting the phase difference in-focus position, or forcibly redoing AF calibration.
なお、信頼度の判定に、一対の像信号に関する(一対の像信号から得られる情報)情報の1つとして、デフォーカス量やAFセンサ22における電荷蓄積時間の情報により信頼度を判定してもよい。 It should be noted that the reliability can be determined based on the information on the defocus amount and the charge accumulation time in the AF sensor 22 as one of the information related to the pair of image signals (information obtained from the pair of image signals). Good.
図1のフローチャートには、カメラ制御部40が主として実行するAFキャリブレーションの処理を示している。カメラ制御部40は、この処理および以下に説明する各処理を、コンピュータプログラムに従って実行する。 The flowchart of FIG. 1 shows AF calibration processing mainly executed by the camera control unit 40. The camera control unit 40 executes this process and each process described below according to a computer program.
ステップS101では、AFキャリブレーションによる位相差AFのピント補正を作成する場合はステップS102へ進み、そうでない場合はステップS115の新規にピント補正を作成または使用しない通常撮影を行う。 In step S101, when the focus correction of the phase difference AF by AF calibration is created, the process proceeds to step S102. Otherwise, the normal photographing without newly creating or using the focus correction is performed in step S115.
ステップS102では、レンズ情報を用いるAFキャリブレーションを実施する場合は、ステップS103へ進み、既存方法でのピント補正を行う場合はステップS106へ進む。 In step S102, the process proceeds to step S103 when performing AF calibration using lens information, and proceeds to step S106 when performing focus correction using the existing method.
ステップS103では、レンズ側の情報から焦点距離情報(ズーム可能レンズの場合はズーム位置情報)や絞り値情報、フォーカスレンズ位置情報と、当該レンズ個々の光学設計距離とを加味して、一時的に被写体距離を算出する。一時的な被写体距離情報とは、本実施例であるレンズ光学設計上の基準距離計算式を用い、当該レンズの解像力を含めた光学性能が保証されている距離を、本実施例におけるAFキャリブレーションを行う時の一時的被写体距離として規定する。前記距離は、式(1)のようになる。 In step S103, the focal length information (zoom position information in the case of a zoomable lens), aperture value information, focus lens position information, and the optical design distance of each lens are temporarily calculated from the lens side information. The subject distance is calculated. The temporary subject distance information is a distance for which the optical performance including the resolving power of the lens is guaranteed using the reference distance calculation formula in the lens optical design according to the present embodiment. This is defined as a temporary subject distance when performing. The distance is given by equation (1).
d(m)=(f × k)/1000・・・(1)
本実施例における光学基準係数k(本実施例では50とする)、一時的被写体距離d(m)、使用レンズの焦点距離f(mm)とする。
d (m) = (f × k) / 1000 (1)
In this embodiment, an optical reference coefficient k (50 in this embodiment), a temporary subject distance d (m), and a focal length f (mm) of the lens used are used.
ステップS104では、位相差AF制御でのフォーカスレンズ駆動に切り換えて、ステップS103で算出した一時的な被写体距離に相当するフォーカスレンズの停止位置を基準とするレンズ駆動を規定回数行い、その停止位置誤差がOKの判定となった場合はフォーカスレンズの停止位置を決定、記憶する。前記フォーカスレンズの停止位置誤差がNG判定の場合はAFキャリブレーションを終了し、ステップS115通常撮影に戻る。フォーカスレンズの停止位置誤差の判定については後述する。 In step S104, switching to focus lens driving by phase difference AF control is performed, and lens driving is performed a predetermined number of times based on the stop position of the focus lens corresponding to the temporary subject distance calculated in step S103, and the stop position error is determined. Is determined OK, the focus lens stop position is determined and stored. When the stop position error of the focus lens is NG determination, the AF calibration is finished, and the process returns to the normal shooting in step S115. The determination of the focus lens stop position error will be described later.
ステップS105では、ステップS104で記憶されたフォーカスレンズの停止位置で、ピント合わせを行う操作方法表示を行う。その表示例を図2に示す。図2の203は背面モニタ43に表示されるAF測距点を表し、図2(a)203は表示倍率が1倍設定の時で、図2(b)203は表示倍率を5倍に設定した時の表示状態を表す。表示倍率を5倍に設定した時の操作方法は図2(b)の202のように表示する。 In step S105, an operation method display for focusing is performed at the focus lens stop position stored in step S104. An example of the display is shown in FIG. 2 in FIG. 2 represents an AF distance measurement point displayed on the rear monitor 43. FIG. 2A shows a case where the display magnification is set to 1. FIG. 2B shows a display magnification set to 5 times. Indicates the display state when The operation method when the display magnification is set to 5 is displayed as 202 in FIG.
次に、図1のステップS106では、ステップS105で設定した表示倍率で、図2(b)のAF測距枠203内のピントを確認しながら、図4(a)のカメラ401の位置を、図4(a)402〜404のように変更し、ピントが合う被写体を決定する。また、位相差AFでのファインダ内でピント確認を行う場合の表示例を図4(b)と(c)に示す。ファインダ表示405内で、任意選択された測距点406で前記被写体に対し合焦させた時、フォーカスレンズ10aの停止位置を、前記ファインダ内のカメラ情報表示407内のブロック表示408の位置で判断する。前記ステップS104で記憶されたフォーカスレンズ10aの停止位置と一致する場合は、図4(b)のようにカメラ情報表示407中央の三角マーク真下にブロック表示408を表示し、前記停止位置と不一致の場合は、フォーカスレンズの停止位置と連動して、カメラ情報表示407内で左右方向(=被写体距離の遠+、近−方向を示す)の何れかの位置にブロック表示408を表示させる。図4(c)は、前記被写体距離に対し、近距離方向である場合を示す。 Next, in step S106 in FIG. 1, the position of the camera 401 in FIG. 4A is determined while confirming the focus within the AF distance measurement frame 203 in FIG. 2B with the display magnification set in step S105. The subject is changed as in FIGS. 4A to 402-404, and the subject to be in focus is determined. Further, FIGS. 4B and 4C show display examples in the case where the focus is confirmed in the finder with the phase difference AF. In the finder display 405, when the subject is focused at an arbitrarily selected distance measuring point 406, the stop position of the focus lens 10a is determined by the position of the block display 408 in the camera information display 407 in the finder. To do. If it coincides with the stop position of the focus lens 10a stored in step S104, a block display 408 is displayed just below the triangle mark in the center of the camera information display 407 as shown in FIG. In this case, in conjunction with the stop position of the focus lens, the block display 408 is displayed at any position in the left-right direction (= indicating the distance to the subject + the near-direction) in the camera information display 407. FIG. 4C shows a case where the distance is near the subject distance.
ステップS107では、ステップS106で決定した被写体及び被写体距離の状態で、TVAF合焦モードに切り替える。 In step S107, the mode is switched to the TVAF focusing mode in the state of the subject and subject distance determined in step S106.
ステップS108では、コントラストAFで合焦位置を検出するように、レンズ駆動制御を変更する。 In step S108, the lens drive control is changed so that the in-focus position is detected by contrast AF.
ステップS109では、ステップS108で変更したレンズ駆動制御を行い、コントラストピークを検出した場合は、ステップS110へ進み、ピーク検出出来なかった場合は、再度、ステップS108へ戻り、コントラストピーク検出を規定回数繰り返す。 In step S109, the lens drive control changed in step S108 is performed, and if a contrast peak is detected, the process proceeds to step S110. If no peak can be detected, the process returns to step S108 and the contrast peak detection is repeated a specified number of times. .
ステップS110では、ステップS109でコントラストピークを検出したフォーカスレンズの位置に停止させ、記憶する。 In step S110, the focus lens where the contrast peak was detected in step S109 is stopped and stored.
ステップS111では、位相差AFでの測距を行い、フォーカスレンズの停止位置を記憶する。 In step S111, distance measurement is performed with phase difference AF, and the stop position of the focus lens is stored.
ステップS112では、ステップS110とステップS111それぞれでのフォーカスレンズの停止位置の差分を計算し、位相差AF測距時のピント補正値を算出する。 In step S112, the difference between the stop positions of the focus lens in step S110 and step S111 is calculated, and the focus correction value at the time of phase difference AF distance measurement is calculated.
ステップS113では、ステップS112で算出したピント補正値の表示と、そのピント補正値を入力出来る操作表示を、背面モニタ43に表示する。 In step S113, a display of the focus correction value calculated in step S112 and an operation display for inputting the focus correction value are displayed on the rear monitor 43.
ステップS114では、ステップS113のピント補正値入力表示で入力されたピント補正値を、カメラ記憶部42に記憶する。この時、ピント精度に影響する温度情報およびピント補正値を有効に活用するためのGPS位置情報を同時に記憶しても良い。 In step S114, the focus correction value input in the focus correction value input display in step S113 is stored in the camera storage unit. At this time, the temperature information affecting the focus accuracy and the GPS position information for effectively using the focus correction value may be stored at the same time.
次に、ステップS104でのフォーカスレンズ10aの停止位置誤差判定について、図3を用いて説明する。 Next, the stop position error determination of the focus lens 10a in step S104 will be described with reference to FIG.
ステップS301では、ステップS103にて計算された一時的被写体距離に基づき、フォーカスレンズ10aの停止位置を予め分割されたフォーカスパルス信号から検出し、ピントが合う被写体距離に、フォーカスレンズ10aを駆動し停止させる。 In step S301, based on the temporary subject distance calculated in step S103, the stop position of the focus lens 10a is detected from a pre-divided focus pulse signal, and the focus lens 10a is driven and stopped at the subject distance in focus. Let
ステップS302では、ステップS301で当該レンズが停止したフォーカスパルス位置を記憶する。 In step S302, the focus pulse position at which the lens stopped in step S301 is stored.
次にステップS303では、ステップS302で一時記憶されたフォーカスレンズ10a位置を基準に、カメラ側からのレンズ駆動制御によって、フォーカスレンズ10aを至近端から前記位置と、無限端から前記位置の各1回の当該レンズ駆動と停止を行う。 Next, in step S303, each of the position from the closest end and the position from the infinite end to the position of the focus lens 10a is controlled by lens drive control from the camera with reference to the position of the focus lens 10a temporarily stored in step S302. The lens is driven and stopped twice.
ステップS304では、ステップS303でのフォーカスレンズ10aの停止位置が、ステップS302で記憶したフォーカスパルス位置と一致するかどうかを判定し、OKならばステップS305へ進み、NGであれば、ステップS306へ進む。ステップS306では、通常AFキャリブレーションで行うかを判定し、行う場合はステップS107の被写体の決定へ、NOの場合は、ステップS115の通常撮影へ移行する。 In step S304, it is determined whether or not the stop position of the focus lens 10a in step S303 matches the focus pulse position stored in step S302. If OK, the process proceeds to step S305. If NO, the process proceeds to step S306. . In step S306, it is determined whether to perform normal AF calibration. If so, the process proceeds to determination of the subject in step S107. If NO, the process proceeds to normal shooting in step S115.
ステップS305では、ステップS304でOKとなったフォーカスレンズ10aの位置にて停止させる。 In step S305, the operation is stopped at the position of the focus lens 10a that is OK in step S304.
本実施例によれば、使い込まれたレンズのフォーカスレンズの停止位置誤差と、当該レンズの光学設計距離とを加味することで、レンズの撮影解像力が最も優れたフォーカス距離となるため、コントラストピーク検出不能によって複数回AFキャリブレーション動作を行うことを回避出来、高精度なAFキャリブレーションによるピント補正値を得ることが出来る。 According to the present embodiment, since the focus lens stop position error of the used lens and the optical design distance of the lens are taken into consideration, the lens has the best shooting resolution, so the contrast peak detection It is possible to avoid performing the AF calibration operation a plurality of times due to the inability, and it is possible to obtain a focus correction value by highly accurate AF calibration.
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.
本発明によれば、信頼性の高いフォーカスキャリブレーションを行うことができるようにした撮像装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of performing focus calibration with high reliability.
10 撮影光学系
10a フォーカスレンズ
13 レンズ制御部
22 AFセンサ
24 撮像素子
40 カメラ制御部
41 デジタル制御部
43 背面モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Shooting optical system 10a Focus lens 13 Lens control part 22 AF sensor 24 Image sensor 40 Camera control part 41 Digital control part 43 Rear monitor
Claims (4)
前記一対の像信号を用いた位相差検出方式により前記撮影光学系の焦点状態を検出し、該焦点状態に応じて前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズ(10a)を移動させる第1の合焦位置を算出するレンズ制御手段(13)と、
前記画像信号を用いたコントラスト検出方式により前記フォーカスレンズ(10a)の第2の合焦位置を検出し、該第2の合焦位置と前記第1の合焦位置との差に基づいて前記第1の合焦位置を補正するフォーカスキャリブレーションを行うキャリブレーション手段(40、41)と被写体像を表示するための表示手段(43)を有する撮像装置において、
前記撮影光学系からの焦点距離情報やフォーカス距離情報を含むレンズ情報と、光学設計距離に基づき、被写体の距離情報を算出する手段(40)と、
前記表示手段(43)に、前記被写体の距離情報に基づいて、フォーカスレンズ(10a)の停止位置を決定し、ユーザーが前記フォーカスレンズ停止状態で、被写体までの距離を変更することで、被写体に対しピント合わせを行う操作方法を表示することを特徴とする撮像装置。 An imaging system (24) that photoelectrically converts an object image formed by the imaging optical system (10) to generate an image signal, and a pair of images formed by light incident from the object through the imaging optical system Focus detection means (22) for converting and generating a pair of image signals;
First focusing is performed by detecting a focus state of the photographing optical system by a phase difference detection method using the pair of image signals and moving a focus lens (10a) included in the photographing optical system according to the focus state. Lens control means (13) for calculating the position;
A second focus position of the focus lens (10a) is detected by a contrast detection method using the image signal, and the second focus position is detected based on the difference between the second focus position and the first focus position. In an imaging apparatus having calibration means (40, 41) for performing focus calibration for correcting one in-focus position and display means (43) for displaying a subject image,
Means (40) for calculating distance information of a subject based on lens information including focal length information and focus distance information from the photographing optical system, and an optical design distance;
The display means (43) determines the stop position of the focus lens (10a) based on the distance information of the subject, and the user changes the distance to the subject while the focus lens is stopped. An image pickup apparatus that displays an operation method for performing focusing.
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