JP2021110885A5 - - Google Patents

Description

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、 行列状に配置された複数の画素それぞれが複数の光電変換部を有し、前記画素ごとに前記複数の光電変換部から出力される信号を加算した加算信号と、前記複数の光電変換部の一部から出力される部分信号を予め決められた数の画素のグループごとに平均した平均部分信号に対して、第１のゲインを用いて増幅した第１の加算信号および第１の平均部分信号と、第１のゲインと異なる第２のゲインを用いて増幅した第２の加算信号および第２の平均部分信号と、を出力する撮像素子と、前記画素ごとに、前記第１の加算信号と前記第２の加算信号とを、予め決められた第１の割合で合成して第３の加算信号を生成するとともに、前記グループごとに、前記第１の平均部分信号と前記第２の平均部分信号とを、予め決められた第２の割合または第３の割合で合成して第３の平均部分信号を生成する処理手段と、前記第１の加算信号と前記第２の加算信号のいずれかに基づいて、前記画素ごとに前記第１の割合を決定すると共に、前記各グループに含まれる複数の画素の前記第１の割合に基づいて前記第２の割合を決定する決定手段と、前記第３の加算信号および前記第３の平均部分信号を用いて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、を有し、前記決定手段は、前記第１の加算信号または前記第２の加算信号が飽和している場合に、飽和している前記第１の加算信号または前記第２の加算信号に対応する画素を含むグループの前記第２の割合を、前記第１の割合に基づかない、前記第３の割合に変更することを特徴とする。

図３は、撮像素子１３から出力されるＡ＋Ｂ信号とＡ信号とを表した図である。図３（ａ）は高ゲインのＡ＋Ｂ信号とＡ信号を、図３（ｂ）は低ゲインのＡ＋Ｂ信号とＡ信号を表している。撮像素子１３からは、８画素を１グループとして、８画素分のＡ＋Ｂ信号に対して１画素分のＡ信号が出力される。この時、Ａ信号は、８画素分のＡ＋Ｂ信号に対応するＡ信号の全てを合算して８で除算した平均値とする。以下の説明において、「Ａ信号」は、各グループのＡ信号の平均値（平均部分信号）を指すものとする。

更に、撮像素子１３から出力される位相差検出信号は、Ａ信号以外に飽和判定情報を含んでいる。図４は、撮像素子１３から出力されるＡ信号と、飽和判定情報の生成方法の概念を表した図である。撮像素子１３は、各Ａ＋Ｂ信号に対して飽和判定を実施し、対応する各画素の情報として、飽和していたら１を出力し、飽和していなければ０を出力する。そして、撮像素子１３は、対応する８画素の飽和判定結果の論理和を１ｂｉｔの飽和判定情報として、Ａ信号と共に出力する。

ここで、ＨＤＲ合成部１５が、Ａ信号についても同様に、入力された高ゲインＡ信号に係数（１－α´）を、低ゲインＡ信号に係数α´を乗算した後、加算して出力した場合について考える。なお、係数α´の値は、Ａ信号に対応する８画素の係数αの平均値とする。以下、ＨＤＲ合成されたＡ信号を、「合成Ａ信号」と呼ぶ。すなわち、このＨＤＲ合成は、次の式（２）により表すことができる。
（合成Ａ信号）
＝（高ゲインＡ信号）×（１－α´）＋（低ゲインＡ信号）×α´…（２）

ここで、８画素分の高ゲインＡ＋Ｂ信号のうち、１画素のみが飽和し、他の７画素の輝度が低い場合を考える。このとき、対応する高ゲインＡ信号にも飽和した画素のデータが含まれている。この場合、飽和していない他の７画素の係数αの値は低いので、係数α´の値も低くなり、ＨＤＲ合成部１５で合成される合成Ａ信号には、飽和した画素のデータが含まれている高ゲインＡ信号の成分が多く含まれることになる。飽和した画素のデータが含まれている合成Ａ信号では、合成Ａ＋Ｂ信号との相関が取れないので、位相差検出部１６で正しくデフォーカス量を算出できない。

次に、図５を用いて、本実施形態に係る撮像面位相差ＡＦの動作について説明する。図５は本体１１の動作について表したフローチャートである。

Ｓ１００において、撮像素子１３は交換レンズ１２により結像された被写体光学像を各画素で光電変換する。さらに、ＡＤ回路群１０４によってアナログ・デジタル変換して、高ゲインＡ＋Ｂ信号と低ゲインＡ＋Ｂ信号と、８画素ごとに１画素分の高ゲインＡ信号と、低ゲインＡ信号を出力し、Ｓ１０１に進む。

次にＳ１１２において、位相差検出部１６は、合成Ａ信号と合成Ｂ信号を用いて、撮像面位相差ＡＦによりデフォーカス量を算出する。
Ｓ１１３において、ＣＰＵ１８は、算出されたデフォーカス量から合焦状態であるかを判断する。合焦状態である場合には処理を終了し、合焦状態では無い場合にはＳ１１４へ進む。
Ｓ１１４では、フォーカス制御部１９は、デフォーカス量に応じて交換レンズ１２に含まれるフォーカスレンズの位置を変更し、Ｓ１００に戻って、上記処理を繰り返す。

Claims (8)

1. 行列状に配置された複数の画素それぞれが複数の光電変換部を有し、前記画素ごとに前記複数の光電変換部から出力される信号を加算した加算信号と、前記複数の光電変換部の一部から出力される部分信号を予め決められた数の画素のグループごとに平均した平均部分信号に対して、第１のゲインを用いて増幅した第１の加算信号および第１の平均部分信号と、第１のゲインと異なる第２のゲインを用いて増幅した第２の加算信号および第２の平均部分信号と、を出力する撮像素子と、
   前記画素ごとに、前記第１の加算信号と前記第２の加算信号とを、予め決められた第１の割合で合成して第３の加算信号を生成するとともに、前記グループごとに、前記第１の平均部分信号と前記第２の平均部分信号とを、予め決められた第２の割合または第３の割合で合成して第３の平均部分信号を生成する処理手段と、
   前記第１の加算信号と前記第２の加算信号のいずれかに基づいて、前記画素ごとに前記第１の割合を決定すると共に、前記各グループに含まれる複数の画素の前記第１の割合に基づいて前記第２の割合を決定する決定手段と、
   前記第３の加算信号および前記第３の平均部分信号を用いて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、を有し、
   前記決定手段は、前記第１の加算信号または前記第２の加算信号が飽和している場合に、飽和している前記第１の加算信号または前記第２の加算信号に対応する画素を含むグループの前記第２の割合を、前記第１の割合に基づかない、前記第３の割合に変更することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２のゲインは、前記第１のゲインよりも小さく、
   前記決定手段は、前記第１の加算信号が飽和している場合に、前記第３の割合を、前記第１の平均部分信号の割合が０となる割合とし、前記第２の加算信号が飽和している場合に、前記第３の割合を、前記第２の平均部分信号の割合が０となる割合とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記決定手段は、前記各グループに含まれる複数の画素の前記第１の割合を平均することにより前記第２の割合を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記複数の画素は、複数の色のカラーフィルタによりそれぞれ覆われ、
   前記決定手段は、前記各グループに含まれる複数の画素の前記第１の割合を、前記カラーフィルタの色ごとの輝度感度に基づいて重み付け平均することにより前記第２の割合を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
5. 前記決定手段は、前記第１の加算信号または前記第２の加算信号が大きいほど、前記第１の加算信号の割合が大きくなるように前記第１の割合を決定する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。
6. 行列状に配置された複数の画素それぞれが複数の光電変換部を有し、前記画素ごとに前記複数の光電変換部から出力される信号を加算した加算信号と、前記複数の光電変換部の一部から出力される部分信号を予め決められた数の画素のグループごとに平均した平均部分信号に対して、第１のゲインを用いて増幅した第１の加算信号および第１の平均部分信号と、第１のゲインと異なる第２のゲインを用いて増幅した第２の加算信号および第２の平均部分信号と、を出力する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
   前記画素ごとに、前記第１の加算信号と前記第２の加算信号とを、予め決められた第１の割合で合成して第３の加算信号を生成するとともに、前記グループごとに、前記第１の平均部分信号と前記第２の平均部分信号とを、予め決められた第２の割合または第３の割合で合成して第３の平均部分信号を生成する処理工程と、
   前記第１の加算信号と前記第２の加算信号のいずれかに基づいて、前記画素ごとに前記第１の割合を決定すると共に、前記各グループに含まれる複数の画素の前記第１の割合に基づいて前記第２の割合を決定する第１の決定工程と、
   前記第１の加算信号または前記第２の加算信号が飽和している場合に、飽和している前記第１の加算信号または前記第２の加算信号に対応する画素を含むグループの前記第２の割合を、前記第１の割合に基づかない、前記第３の割合に変更する第２の決定工程と、
   焦点検出手段が、前記第３の加算信号および前記第３の平均部分信号を用いて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出工程と
   を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
7. コンピュータに、請求項６に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

Images