JP5157084B2 - Correlation calculation device, focus detection device, and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の信号データ列の相関関係を演算する相関演算方法と相関演算装置、およびそれらを用いた焦点検出装置および撮像装置に関する。 The present invention relates to a correlation calculation method and a correlation calculation device for calculating the correlation of a plurality of signal data strings, and a focus detection device and an imaging device using them.
対象物体の光像をそれぞれ一対の光電変換素子アレイ上に形成し、それらの光電変換素子アレイから出力される一対の電気信号データ列の相関を演算する装置が知られている。例えば、撮影光学系の射出瞳面の異なる領域を通過した一対の光束をイメージセンサーで受光し、イメージセンサー上に結像された一対の光像を一対の電気信号データ列に変換し、これらの信号データ列の相関を演算して撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 There is known an apparatus that forms a light image of a target object on a pair of photoelectric conversion element arrays, and calculates a correlation between a pair of electric signal data strings output from the photoelectric conversion element arrays. For example, a pair of light beams that have passed through different areas of the exit pupil plane of the photographing optical system are received by an image sensor, a pair of light images formed on the image sensor are converted into a pair of electrical signal data strings, and A focus detection device that detects the focus adjustment state of a photographing optical system by calculating the correlation of a signal data string is known (see, for example, Patent Document 1).
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
しかしながら、上述した従来の相関演算方法では、一対の信号データ列A1、A2、・・、ANとB1、B2、・・、BN(Nはデータの個数)をずらし量kを変えながら比較し、単に両信号データ列の差の絶対値の総和Σ|An−Bn+k|を求めて両信号データ列の相関量C(k)としているので、例えば一対の光束のいずれか一方に撮影光学系による“ケラレ”が発生した場合には、イメージセンサーから出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生し、両信号データ列の相関関係を正確に検出できなくなるという問題がある。 However, in the above-described conventional correlation calculation method, a pair of signal data sequences A1, A2,..., AN and B1, B2,..., BN (N is the number of data) are compared while changing the shift amount k. Since the sum Σ | An−Bn + k | of the absolute values of the differences between the two signal data sequences is simply obtained and used as the correlation amount C (k) between the two signal data sequences, for example, one of the pair of light fluxes has a photographing optical system. When the “vignetting” occurs due to the relative distortion of the pair of signal data strings output from the image sensor, the correlation between the two signal data strings cannot be accurately detected.
請求項1の発明による相関演算装置は、結像光学系を通過した光束による像を光電変換して、複数の電気信号データが順次配列されている第1電気信号データ列を出力する第1の光電変換手段と、結像光学系を通過した光束による像を光電変換して、複数の電気信号データが順次配列されている第2電気信号データ列を出力する第2の光電変換手段と、前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算と第2演算とをそれぞれ施して第1演算データと第2演算データをそれぞれ算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データを第1電気信号データ列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算と前記第2演算とをそれぞれ施して第4演算データと第5演算データとをそれぞれ算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データのずらしに対応して前記第2電気信号を順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、を備え、前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする。
請求項9の発明による相関演算装置は、結像光学系を通過した光束による像を光電変換して、複数の電気信号データが順次配列されている第1電気信号データ列を出力する第1の光電変換手段と、結像光学系を通過した光束による像を光電変換して、複数の電気信号データが順次配列されている第2電気信号データ列を出力する第2の光電変換手段と、前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算を施して第1演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算を施して第2演算データを算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、前記第1電気信号データ列中の前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対して第2演算を施して第4演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対して前記第2演算を施して第5演算データを算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、を備え、前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする。
請求項15の発明による焦点検出装置は、撮影光学系の一対の瞳領域を通過した一対の光束を受光し、複数の電気信号からそれぞれ構成される第1及び第2の電気信号データ列を出力する光電変換手段と、前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算と第2演算とをそれぞれ施して第1演算データと第2演算データをそれぞれ算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データを第1電気信号データ列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算と前記第2演算とをそれぞれ施して第4演算データと第5演算データとをそれぞれ算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データのずらしに対応して前記第2電気信号を順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、前記相関度演算手段によって演算された相関度に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、を備え、前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする。
請求項16の発明による焦点検出装置は、撮影光学系の一対の瞳領域を通過した一対の光束を受光し、複数の電気信号からそれぞれ構成される第1及び第2の電気信号データ列を出力する光電変換手段と、前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算を施して第1演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算を施して第2演算データを算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、前記第1電気信号データ列中の前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対して第2演算を施して第4演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対して前記第2演算を施して第5演算データを算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、前記相関度演算手段によって演算された相関度に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、を備え、前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a correlation calculation apparatus photoelectrically converts an image of a light beam that has passed through an imaging optical system, and outputs a first electric signal data string in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged. Photoelectric conversion means, second photoelectric conversion means for photoelectrically converting an image of a light beam that has passed through the imaging optical system, and outputting a second electric signal data sequence in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged; as the first electrical signal data string a first target electrical signal data first electrical signal data in the interest of the first electrical signal data and in the first electrical signal data string, the target of the first electrical signal data First calculation data and second calculation data are respectively calculated by performing first calculation and second calculation on at least one first nearby electric signal data in the vicinity, and the first calculation data is calculated as the second calculation data. Divide by calculation data Third calculating operation data Te, the attention of the first electrical signal data by sequentially shifting the first in an electric signal data train, a first arithmetic means for generating a third operation data sequence, said second electrical signal data string Among the second electrical signal data corresponding to the first electrical signal data of interest and at least one second nearby electrical signal data in the vicinity of the second electrical signal data in the second electrical signal data string. The fourth calculation data and the fifth calculation data are calculated by performing the first calculation and the second calculation, respectively, and the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data to obtain the sixth calculation data. Second calculation means for calculating and generating a sixth calculation data string by sequentially shifting the second electric signal in response to the shift of the attention first electric signal data ; the third calculation data string; and the sixth relatively the operation data sequence The correlation between the sixth arithmetic data string and the third arithmetic data string while Rashi, as a correlation degree between the first electrical signal data string and the second electrical signal data string, and the correlation calculating means for calculating, And the first calculation includes at least the target first electric signal data, wherein the first calculation data that is the first calculation result for the target first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes: The fourth calculation data that is the first calculation result for the second electric signal data and the second neighboring electric signal data is an operation that includes at least the second electric signal data, and the second calculation is The second calculation data that is the second calculation result for the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes at least the first neighboring electric signal data, The fifth calculation data, which is the second calculation result for the second electric signal data and the second neighboring electric signal data, is a calculation that includes at least the second neighboring electric signal data .
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a correlation calculation device that photoelectrically converts an image of a light beam that has passed through an imaging optical system, and outputs a first electric signal data string in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged. Photoelectric conversion means, second photoelectric conversion means for photoelectrically converting an image of a light beam that has passed through the imaging optical system, and outputting a second electric signal data sequence in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged; as the first electrical signal data string a first target electrical signal data first electrical signal data in the interest of the first electrical signal data and in the first electrical signal data string, the target of the first electrical signal data First calculation data is calculated by performing a first calculation on at least one first neighboring electric signal data in the vicinity, and corresponds to the first electric signal data of interest in the second electric signal data string Second Telegraph Data and the second in an electric signal data train, and calculating a second operation data by performing the first operation on at least one second vicinity electrical signal data of the vicinity of the second electrical signal data, the The first calculation data is divided by the second calculation data to calculate third calculation data, and the first electric signal data of interest and the second electric signal data are respectively included in the first electric signal data string and the second electric signal. First calculation means for generating a third calculation data sequence by sequentially shifting in the sequence; and the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data in the first electric signal data sequence The second operation is performed to calculate the fourth operation data, and the second operation is performed on the second electric signal data and the second neighboring electric signal data in the second electric signal data string to obtain the fifth operation data. Calculate the calculation data Said fourth operation data to calculate a sixth operation data by dividing the fifth operation data, the noted first electrical signal data and the second electrical signal data a first electrical signal data string and in the second electric respectively Second calculation means for generating a sixth calculation data string by sequentially shifting in the signal string; and the third calculation data string and the third calculation data string while relatively shifting the third calculation data string and the sixth calculation data string. Correlation degree computing means for computing the degree of correlation with the sixth computation data sequence as the degree of correlation between the first electrical signal data sequence and the second electrical signal data sequence , The first calculation data that is the first calculation result for the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data includes at least the first electric signal data of interest, and the second electric signal data and the second electric signal data Near electrical signal The second calculation data, which is the first calculation result for the data, includes at least the second electric signal data, and the second calculation includes the first electric signal data of interest and the first electric signal data. The fourth calculation data, which is the second calculation result for the neighboring electric signal data, includes at least the first neighboring electric signal data, and the second calculation for the second electric signal data and the second neighboring electric signal data. The fifth operation data as a result is an operation that includes at least the second neighboring electric signal data .
According to a fifteenth aspect of the present invention, a focus detection apparatus receives a pair of light beams that have passed through a pair of pupil regions of a photographing optical system, and outputs first and second electric signal data strings each composed of a plurality of electric signals. The first electric signal data in the first electric signal data string , the first electric signal data in the first electric signal data string, and the first electric signal data in the first electric signal data string. a first arithmetic data a second operation data calculated respectively by applying focused first operation on at least one of the first neighboring electric signal data of the first near the electrical signal data and the second operation, respectively, said first The third calculation data is generated by dividing the first calculation data by the second calculation data to calculate the third calculation data, and sequentially shifting the attention first electric signal data in the first electric signal data string . 1 calculation means , In the second electrical signal data string, the second in an electric signal data and the second electrical signal data string corresponding to the target first electrical signal data, at least one of the vicinity of the second electrical signal data a The first calculation and the second calculation are respectively performed on two neighboring electric signal data to calculate fourth calculation data and fifth calculation data, respectively, and the fourth calculation data is converted into the fifth calculation data. And second calculation means for generating a sixth calculation data sequence by calculating the sixth calculation data by dividing the second electric signal sequentially in response to the shift of the first electric signal data of interest . 3 operation data string and the sixth operation data string and relatively shifting while the third arithmetic data sequence the correlation between the sixth arithmetic data string, said first electrical signal data string and said second electrical signal The correlation with the data string A correlation degree calculation means for calculating, based on the correlation computed by said correlation computing means, and a focus detection means for detecting a focusing state of the photographing optical system, the first calculation, the interest The first calculation data that is the first calculation result for the first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes at least the attention first electric signal data, and the second electric signal data and the second vicinity The fourth calculation data, which is the first calculation result for the electric signal data, is an operation that includes at least the second electric signal data, and the second calculation includes the first electric signal data of interest and the first electric signal data. The second calculation data that is the second calculation result for one neighboring electric signal data includes at least the first neighboring electric signal data, and the second electric signal data and the second electric signal data The fifth calculation data, which is the second calculation result with respect to two neighboring electric signal data, is a calculation that includes at least the second neighboring electric signal data .
According to a sixteenth aspect of the present invention, a focus detection apparatus receives a pair of light beams that have passed through a pair of pupil regions of a photographing optical system, and outputs first and second electric signal data strings each composed of a plurality of electric signals. The first electric signal data in the first electric signal data string , the first electric signal data in the first electric signal data string, and the first electric signal data in the first electric signal data string. It calculates a first calculation data by performing a first operation on at least one of the first neighboring electric signal data near the target first electrical signal data, in the second electrical signal data string, the noted first of the second electrical signal data and the second in an electric signal data string corresponding to the first electrical signal data, the first operation on at least one second vicinity electrical signal data of the vicinity of the second electrical signal data And second calculating the operation data, said first operation data divided by the second operation data to calculate a third operation data, first the attention first electrical signal data and the second electrical signal data, respectively A first calculation means for generating a third calculation data string by sequentially shifting in one electric signal data string and the second electric signal string ; the first electric signal data of interest in the first electric signal data string; The second calculation is performed on the first neighboring electric signal data to calculate the fourth calculation data, and the second electric signal data and the second neighboring electric signal data in the second electric signal data string are calculated. On the other hand, the second calculation is performed to calculate fifth calculation data, the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data to calculate sixth calculation data, and the first electric signal data of interest and the first 2Electric signal data Sequentially shifting the first electric signal data string and in the second in an electric signal sequence, relative to the second computing means for generating a sixth operation data sequence, and the third arithmetic data string and the sixth arithmetic data sequence Correlation degree calculating means for calculating the degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string as the degree of correlation between the first electric signal data string and the second electric signal data string Focus detection means for detecting a focus adjustment state of the photographing optical system based on the correlation degree calculated by the correlation degree calculation means, wherein the first calculation includes the first electric signal data of interest and the first The first calculation data, which is the first calculation result for one neighboring electric signal data, includes at least the first electric signal data of interest, and the first for the second electric signal data and the second neighboring electric signal data. Performance The second operation data as a result is an operation that includes at least the second electric signal data, and the second operation is the first operation on the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data. The fifth calculation data which is the second calculation result for the second electric signal data and the second vicinity electric signal data, wherein the fourth calculation data which is two calculation results includes at least the first vicinity electric signal data. Is an operation that includes at least the second neighboring electric signal data .
本発明によれば、例えば一対の焦点検出用光束のいずれか一方に撮影光学系によるケラレが発生してイメージセンサーから出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生しても、両信号データ列の相関関係を正確に検出することができる。 According to the present invention, even if, for example, vignetting due to the photographing optical system occurs in one of the pair of focus detection light beams and relative distortion occurs in the pair of signal data strings output from the image sensor, both It is possible to accurately detect the correlation of the signal data sequence.
本願発明を撮像装置としてのディジタルスチルカメラに適用した一実施の形態を説明する。図1は一実施の形態のディジタルスチルカメラの構成を示す図である。一実施の形態のディジタルスチルカメラ201は交換レンズ202とカメラボディ203とから構成され、交換レンズ202はカメラボディ203のマウント部204に装着される。
An embodiment in which the present invention is applied to a digital still camera as an imaging apparatus will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a digital still camera according to an embodiment. A
交換レンズ202はレンズ205〜207、絞り208、レンズ駆動制御装置209などを備えている。なお、レンズ206はズーミング用、レンズ207はフォーカシング用である。レンズ駆動制御装置209はCPUとその周辺部品を備え、フォーカシング用レンズ207と絞り208の駆動制御、ズーミング用レンズ206、フォーカシング用レンズ207および絞り208の位置検出、カメラボディ203の制御装置との通信によるレンズ情報の送信とカメラ情報の受信などを行う。
The
一方、カメラボディ203は撮像素子211、カメラ駆動制御装置212、メモリカード213、LCDドライバー214、LCD215、接眼レンズ216などを備えている。撮像素子211は交換レンズ202の予定結像面(予定焦点面)に配置され、交換レンズ202により結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する。撮像素子211には撮像用画素(以下、単に撮像画素という)が二次元状に配置されており、その内の焦点検出位置に対応した部分には撮像画素に代えて焦点検出用画素(以下、単に焦点検出画素という)列が組み込まれている。
On the other hand, the
カメラ駆動制御装置212はCPUとメモリなどの周辺部品を備え、撮像素子211の駆動制御、撮像画像の処理、交換レンズ202の焦点検出および焦点調節、絞り208の制御、LCD215の表示制御、レンズ駆動制御装置209との通信、カメラ全体のシーケンス制御などを行う。なお、カメラ駆動制御装置212は、マウント部204に設けられた電気接点217を介してレンズ駆動制御装置209と通信を行う。
The camera
メモリカード213は撮像画像を記憶する画像ストレージである。LCD215は液晶ビューファインダー(EVF:電子ビューファインダー)の表示器として用いられ、撮影者は接眼レンズ216を介してLCD215に表示された撮像画像を視認することができる。
The
交換レンズ202を通過して撮像素子211上に結像された被写体像は撮像素子211により光電変換され、画像出力がカメラ駆動制御装置212へ送られる。カメラ駆動制御装置212は、焦点検出画素の出力に基づいて焦点検出位置におけるデフォーカス量を演算し、このデフォーカス量をレンズ駆動制御装置209へ送る。また、カメラ駆動制御装置212は、撮像画素の出力に基づいて生成した画像信号をLCDドライバー214へ送り、LCD215に表示するとともに、メモリカード213に記憶する。
The subject image that has passed through the
レンズ駆動制御装置209は、ズーミングレンズ206、フォーカシングレンズ207および絞り208の位置を検出し、検出位置に基づいてレンズ情報を演算するか、あるいは予め用意されたルックアップテーブルから検出位置に応じたレンズ情報を選択し、カメラ駆動制御装置212へ送る。また、レンズ駆動制御装置209は、カメラ駆動制御装置212から受信したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を演算し、レンズ駆動量に基づいてフォーカシング用レンズ207を駆動制御する。
The lens
図2は、交換レンズ202の予定結像面に設定した撮像画面G上の焦点検出領域を示す。撮像画面G上にG1〜G5の焦点検出領域を設定し、撮像素子211の焦点検出画素を撮像画面G上の各焦点検出領域G1〜G5の長手方向に直線状に配列する。つまり、撮像素子211上の焦点検出画素列は、撮影画面G上に結像された被写体像の内の焦点検出領域G1〜G5の像をサンプリングする。撮影者は撮影構図に応じて焦点検出領域G1〜G5の中から任意の焦点検出領域を手動で選択する。
FIG. 2 shows a focus detection area on the imaging screen G set on the planned imaging plane of the
図3は撮像素子211の詳細な構成を示す正面図である。なお、図3は撮像素子211上のひとつの焦点検出領域の周囲を拡大した部分拡大図である。撮像素子211は撮像画素310と焦点検出用の焦点検出画素311から構成される。
FIG. 3 is a front view showing a detailed configuration of the
図4に示すように、撮像画素310はマイクロレンズ10、光電変換部11、不図示の色フィルターから構成される。また、図5に示すように、焦点検出画素311はマイクロレンズ10、一対の光電変換部12,13から構成される。撮像画素310の光電変換部11は、マイクロレンズ10によって明るい交換レンズの射出瞳(たとえばF1.0)を通過する光束をすべて受光するような形状に設計される。一方、焦点検出画素311の一対の光電変換部12、13は、マイクロレンズ10によって交換レンズの特定の射出瞳(たとえばF2.8)を通過する光束をすべて受光するような形状に設計される。
As shown in FIG. 4, the
2次元状に配置された撮像画素310には赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色フィルターが備えられ、各色フィルターは図6に示す分光感度特性を有している。RGBの色フィルターを備えた撮像画素310は、図3に示すようにベイヤー配列される。
The
一方、焦点検出画素311には、光量をかせぐために色フィルターは設けられておらず、その分光感度特性は光電変換を行うフォトダイオードの分光感度と、赤外カットフィルター(不図示)の分光感度とを総合した図7に示す分光感度特性を有している。焦点検出画素311の分光感度は、図6に示す撮像画素310の内の緑画素G、赤画素R、青画素Bの分光感度を加算したような分光感度特性となり、その感度の光波長領域は緑画素G、赤画素R、青画素Bの感度の光波長領域を包含している。
On the other hand, the
焦点検出画素311は、図2に示す焦点検出領域G1〜G5の撮像画素310のBフィルターとGフィルターが配置されるべき行または列に、直線状に隙間なしに密に配置される。焦点検出画素311を撮像画素310のBフィルターとGフィルターが配置されるべき行または列に配置することによって、画素補間により焦点検出画素311の位置の画素信号を算出する場合に、多少誤差が生じても人間の眼には目立たなくすることができる。この理由は、人間の目は青より赤に敏感であることと、緑画素の密度が青画素と赤画素より高いので、緑画素の1画素の欠陥に対する画像劣化への寄与が小さいためである。
The
なお、上述した補色フィルターの撮像画素を二次元状に展開した撮像素子では、出力誤差が比較的目立たない青成分を含むシアンとマゼンダが配置されるべき画素位置に焦点検出画素311を配置する。
Note that, in the above-described imaging element in which the imaging pixels of the complementary color filter are developed two-dimensionally, the
図8は撮像画素310の断面図である。撮像画素310において、撮像用の光電変換部11の前方にマイクロレンズ10が配置され、マイクロレンズ10により光電変換部11が前方に投影される。光電変換部11は半導体回路基板29上に形成され、不図示の色フィルタはマイクロレンズ10と光電変換部11の中間に配置される。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図9は焦点検出画素311の断面図である。焦点検出画素311において、焦点検出用の光電変換部12,13の前方にマイクロレンズ10が配置され、マイクロレンズ10により光電変換部12,13が前方に投影される。光電変換部12,13は半導体回路基板29上に形成される。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
次に、図10により瞳分割方式による焦点検出方法を説明する。図10において、交換レンズ202の光軸91上に配置される焦点検出画素311のマイクロレンズ50と、そのマイクロレンズ50の後方に配置される一対の光電変換部52,53、および交換レンズ202の光軸91外に配置される焦点検出画素311のマイクロレンズ60と、そのマイクロレンズ60の後方に配置される一対の光電変換部62,63を例にあげて説明する。交換レンズ202の予定結像面に配置したマイクロレンズ50、60の前方の距離d4の位置に、交換レンズ202の射出瞳90を設定する。ここで、距離d4は、マイクロレンズ50、60の曲率、屈折率、マイクロレンズ50、60と光電変換部52,53、62,63との間の距離などに応じて決まる値であって、この明細書では測距瞳距離と呼ぶ。
Next, a focus detection method based on the pupil division method will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the
マイクロレンズ50、60は交換レンズ202の予定結像面に配置されており、光軸91上のマイクロレンズ50によって一対の光電変換部52,53の形状がマイクロレンズ50から投影距離d4だけ離間した射出瞳90上に投影され、その投影形状は測距瞳92,93を形成する。一方、光軸91外のマイクロレンズ60によって一対の光電変換部62,63の形状が投影距離d4だけ離間した射出瞳90上に投影され、その投影形状は測距瞳92,93を形成する。すなわち、投影距離d4にある射出瞳90上で各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳92,93)が一致するように、各画素の投影方向が決定される。
The
光電変換部52は、測距瞳92を通過しマイクロレンズ50へ向う焦点検出光束72によってマイクロレンズ50上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。光電変換部53は、測距瞳93を通過しマイクロレンズ50へ向う焦点検出光束73によってマイクロレンズ50上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。光電変換部62は、測距瞳92を通過しマイクロレンズ60へ向う焦点検出光束82によってマイクロレンズ60上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。光電変換部63は、測距瞳93を通過しマイクロレンズ60へ向う焦点検出光束83によってマイクロレンズ60上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。なお、焦点検出画素311の配列方向は一対の瞳距離の分割方向と一致させる。
The
このような焦点検出画素を直線状に多数配列し、各画素の一対の光電変換部の出力を測距瞳92と測距瞳93に対応した出力グループにまとめることによって、一対の測距瞳92と93を各々通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する情報を得ることができる。さらに、この情報に対して後述する像ズレ検出演算処理(相関処理、位相差検出処理)を施すことによって、いわゆる瞳分割方式で一対の像の像ズレ量を検出することができる。そして、この像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることによって、予定結像面に対する現在の結像面(予定結像面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における結像面)の偏差(デフォーカス量)を算出することができる。
A large number of such focus detection pixels are arranged in a straight line, and the output of the pair of photoelectric conversion units of each pixel is collected into an output group corresponding to the
なお、図10では、光軸91上にある第一焦点検出画素(マイクロレンズ50と一対の光電変換部52,53)と隣接する第一焦点検出画素(マイクロレンズ60と一対の光電変換部62,63)を模式的に例示したが、その他の焦点検出画素においても同様に、一対の光電変換部がそれぞれ一対の測距瞳から各マイクロレンズに到来する光束を受光する。
In FIG. 10, the first focus detection pixel (the
図11は射出瞳面における投影関係を示す正面図である。焦点検出画素311から一対の光電変換部12,13をマイクロレンズ10により射出瞳面90に投影した測距瞳92,93の外接円は、結像面から見た場合に所定の開口F値(以下、測距瞳F値と呼ぶ。ここではF2.8)となる。撮像画素310の光電変換部11をマイクロレンズ10により射出瞳面90に投影すると領域94となり、領域94は測距瞳92,93を包含した広い領域となっている。
FIG. 11 is a front view showing a projection relationship on the exit pupil plane. The circumscribed circle of the
図11において、破線で示す交換レンズ202の絞り開口に対応した領域95の中心と、測距瞳92,93の外接円の中心との位置関係は、交換レンズ202固有の射出瞳の位置と焦点検出画素の画面上の位置(光軸からの距離)に応じて変化し、必ずしも一致しない。交換レンズ202の射出瞳の大きさが測距瞳92,93の外接円の大きさよりも小さく、かつ中心が一致しない場合には、一対の測距瞳92、93を通過する光束がアンバランスに“ケラレ”ることになり、これらの光束により形成される一対の像の光量が一致せず、歪みが生じる。
In FIG. 11, the positional relationship between the center of the
図12は、1つの焦点検出位置における像信号の強度分布(光量)を縦軸に、焦点検出位置内の位置偏差を横軸にとって示したものである。焦点検出位置内の位置偏差とは、例えば図3に示す撮像素子211上の1つの焦点検出位置に属する複数の焦点検出画素の位置に相当する。焦点検出光束にケラレが生じていない場合の一対の像信号400,401は、図12(a)に示すように、同一の像信号関数が単に横にシフトしたものとなっている。焦点検出光束にケラレが生ずると、測距瞳を通る焦点検出用光束の量が焦点検出位置および焦点検出位置内での位置偏差によって変化し、一対の像信号402,403は図12(b)のようになり、同一の信号を相対的にシフトしたものにはならない。
FIG. 12 shows the intensity distribution (light quantity) of the image signal at one focus detection position on the vertical axis and the position deviation within the focus detection position on the horizontal axis. The position deviation within the focus detection position corresponds to the positions of a plurality of focus detection pixels belonging to one focus detection position on the
《撮像動作》
図13は、一実施の形態のディジタルスチルカメラ(撮像装置)210の撮像動作を示すフローチャートである。カメラ駆動制御装置212は、ステップ100でカメラの電源が投入されるとこの撮像動作を繰り返し実行する。ステップ110において撮像素子211から撮像画素310のデータを間引き読み出しし、電子ビューファインダーLCD215に表示させる。撮像画素310のデータを間引き読み出しする際には、焦点検出画素311がなるべく含まれないような設定で間引き読み出しをすることによって、表示品質を向上させることができる。逆に、焦点検出画素311を含むように間引き読み出しを行い、電子ビューファインダーLCD215上に焦点検出画素出力を補正せずに表示させることによって、焦点検出位置をユーザーに認識可能に表示することもできる。
《Imaging operation》
FIG. 13 is a flowchart illustrating an imaging operation of the digital still camera (imaging device) 210 according to the embodiment. The camera
ステップ120では焦点検出画素列からデータを読み出す。なお、図2に示す焦点検出エリアG1〜G5の中から予めエリア選択操作部材(不図示)により任意のエリアが選択されているので、選択された焦点検出エリアに対応する焦点検出画素列からデータを読み出す。続くステップ130において焦点検出画素列に対応した一対の像データに基づいて、後述する像ズレ検出演算処理すなわち相関演算処理を行い、像ズレ量を演算し、さらにデフォーカス量を算出する。ステップ140では合焦近傍か否か、つまり算出したデフォーカス量の絶対値が合焦判定基準値以内であるか否かを調べる。
In
合焦近傍でないと判定した場合はステップ150へ進み、算出したデフォーカス量をレンズ駆動制御装置209へ送信し、交換レンズ202のフォーカシング用レンズ207を合焦位置に駆動させ、ステップ110へ戻って上記動作を繰り返す。なお、焦点検出不能な場合もこのステップ150へ分岐し、レンズ駆動制御装置209へスキャン駆動命令を送信し、交換レンズ202のフォーカシング用レンズ207を無限位置と至近位置の間でスキャン駆動させ、ステップ110へ戻って上記動作を繰り返す。
If it is determined that the lens is not in focus, the process proceeds to step 150, the calculated defocus amount is transmitted to the lens
一方、合焦近傍であると判定した場合はステップ160へ進み、レリーズボタン(不図示)の操作によりシャッターレリーズがなされたか否かを判定し、なされていない場合はステップ110へ戻って上記動作を繰り返す。シャッターレリーズがなされた場合はステップ170へ進み、レンズ駆動制御装置209へ絞り調整命令を送信し、交換レンズ202の絞り208をカメラ駆動制御装置212で露出演算により決定した制御F値、またはユーザーが手動で設定したF値に設定する。
On the other hand, if it is determined that it is close to the in-focus state, the process proceeds to step 160 to determine whether or not a shutter release has been performed by operating a release button (not shown). If not, the process returns to step 110 to perform the above operation. repeat. When the shutter release is performed, the process proceeds to step 170, an aperture adjustment command is transmitted to the lens
絞り制御が終了した時点で、撮像素子211に撮像動作を行わせ、撮像素子211の撮像画素310およびすべての焦点検出画素311から画像データを読み出す。ステップ180において、焦点検出画素列の各画素位置における画素データを、焦点検出画素311のデータおよび周囲の撮像画素310のデータに基づいて補間する。ステップ190では撮像画素310のデータおよび補間された焦点検出画素位置のデータからなる画像データをメモリーカード213に保存し、ステップ110へ戻って上記動作を繰り返す。
When the aperture control is completed, the
《焦点検出動作》
図14は、図13に示す撮像動作の中のステップ130の焦点検出動作の詳細を示すフローチャートである。ステップ200において焦点検出演算処理すなわち相関演算処理を開始し、ステップ210で焦点検出画素列から出力される一対の信号データ列(α1〜αM、β1〜βM:Mはデータの個数)に対して下記(1)式に示すような高周波カットフィルター処理を施し、第1信号データ列A1〜ANと第2信号データ列B1〜BN(Nはデータ個数)を生成し、信号データ列から相関処理に悪影響を及ぼすノイズ成分や高周波成分を除去する。
An=αn+2×αn+1+αn+2,
Bn=βn+2×βn+1+βn+2 ・・・(1)
(1)式において、n=1〜Nである。なお、演算時間の短縮を図る場合や、すでに大きくデフォーカスしていて高周波成分が少ないことがわかっている場合には、ステップ210の高周波カットフィルター処理を省略することができる。
<Focus detection operation>
FIG. 14 is a flowchart showing details of the focus detection operation in
An = αn + 2 × αn + 1 + αn + 2,
Bn = βn + 2 × βn + 1 + βn + 2 (1)
In the formula (1), n = 1 to N. Note that the high-frequency cut filter processing in
ステップ220において、第1信号データ列A1〜ANの中の注目するデータ(以下、単に注目データという)Anとその近傍のデータの少なくとも1つに対し、第1演算を行って第1演算データを生成するとともに、第2演算を行って第2演算データを生成する。そして、第1演算データを第2演算データで除し、第1信号データ列A1〜ANに関連した第3演算データEnを生成する。なお、第1演算と第2演算については後述する。さらに、第1信号データ列A1〜ANにおいて注目データAnをずらしながら、第3演算データEnを累積し、第3演算データ列E1〜ELを生成する。この第3演算データ列E1〜ELは、注目データAnとその近傍のデータ範囲An-r〜An+s(r、sは任意の整数;以下、この範囲を“微少範囲”と呼ぶ)においてゲインが規格化されたデータ列となっている。
In
次に、ステップ230において、第1信号データ列中の注目データAnに対応する第2信号データ列B1〜BNの中のデータBn+k(kは一対のデータ列のずらし量(詳細を後述))とその近傍のデータの少なくとも1つに対し、第1演算を行って第4演算データを生成するとともに、第2演算を行って第5演算データを生成する。そして、第4演算データを第5演算データで除し、第2信号データ列B1〜BNに関連した第6演算データ列Fnを生成する。なお、第1演算と第2演算についてはステップ220の第1演算および第2演算と同様な演算であり、後述する。さらに、第2信号データ列B1〜BNにおいて注目データBn+kをずらしながら、第6演算データFnを累積し、第6演算データ列F1〜FLを生成する。この第6演算データF1〜FLは、注目データBn+kとその近傍のデータ範囲Bn-r+k〜Bn+s+k(r、sは任意の整数;以下、この範囲を“微少範囲”と呼ぶ)においてゲインが規格化されたデータ列となっている。
Next, in
ステップ240では、第1信号データ列A1〜ANに関する第3演算データ列E1〜ELと、第2データ列B1〜BNに関する第6演算データ列F1〜FLとを相対的にkだけずらしながら次式により相関量C(k)を演算する。
C(k)=Σ|En−Fn+k| ・・・(2)
(2)式において、Σ演算でnのとる範囲はずらし量kに応じてEn、Fn+kのデータが存在する範囲に限定される。また、一対のデータ列E1〜EL、F1〜FLのずらし量kは整数であり、一対のデータ列の検出ピッチを単位とした相対的シフト量である。
In
C (k) = Σ | En−Fn + k | (2)
In equation (2), the range taken by n in the Σ operation is limited to the range where En and Fn + k data exist according to the shift amount k. The shift amount k between the pair of data strings E1 to EL and F1 to FL is an integer, and is a relative shift amount with the detection pitch of the pair of data strings as a unit.
ステップ250において、(2)式の演算結果は、例えば図15(a)に示すように、一対のデータの相関が高いシフト量k=kj=2において相関量C(k)が最小(小さいほど相関度が高い)になる。下記(3)〜(6)式による3点内挿の手法を用いて連続的な相関量に対する最小値C(x)を与えるシフト量xを求める。
x=kj+D/SLOP ・・・(3),
C(x)=C(kj)−|D| ・・・(4),
D={C(kj-1)−C(kj+1)}/2 ・・・(5),
SLOP=MAX{C(kj+1)−C(kj),C(kj-1)−C(kj)} ・・・(6)
In
x = kj + D / SLOP (3),
C (x) = C (kj) − | D | (4),
D = {C (kj-1) -C (kj + 1)} / 2 (5),
SLOP = MAX {C (kj + 1) -C (kj), C (kj-1) -C (kj)} (6)
ステップ260では(3)式で求めたシフト量xにより、被写体像面の予定結像面に対するデフォーカス量DEFを下記(7)式で求めることができる。
DEF=KX・PY・x ・・・(7)
(7)式において、PYは検出ピッチであり、KXは一対の測距瞳の重心の開き角の大きさによって決まる変換係数である。算出したデフォーカス量DEFに信頼性があるかどうかは次のようにして判定する。図15(b)に示すように、一対のデータの相関度が低い場合は内挿された相関量の最小値C(x)の値が大きくなる。したがって、C(x)が所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。あるいは、C(x)をデータのコントラストで規格化するために、コントラストに比例した値となるSLOPでC(x)を除した値が所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。あるいはまた、コントラストに比例した値となるSLOPが所定値以下の場合は、被写体が低コントラストであり、算出したデフォーカス量DEFの信頼性は低いとする。
In step 260, the defocus amount DEF of the subject image plane with respect to the planned image formation plane can be obtained by the following equation (7) based on the shift amount x obtained by the equation (3).
DEF = KX · PY · x (7)
In equation (7), PY is a detection pitch, and KX is a conversion coefficient determined by the size of the opening angle of the center of gravity of the pair of distance measuring pupils. Whether or not the calculated defocus amount DEF is reliable is determined as follows. As shown in FIG. 15B, when the correlation between the pair of data is low, the value of the interpolated minimum amount C (x) of the correlation amount becomes large. Therefore, when C (x) is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the reliability is low. Alternatively, in order to normalize C (x) with the contrast of data, if the value obtained by dividing C (x) by SLOP that is proportional to the contrast is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the reliability is low. Alternatively, when SLOP that is a value proportional to the contrast is equal to or less than a predetermined value, it is assumed that the subject has low contrast and the reliability of the calculated defocus amount DEF is low.
ステップ270で焦点検出演算処理すなわち相関演算処理を終了してリターンする。
In
《相関演算》
次に、図14に示す相関演算処理の実施例を説明する。図16は一実施の形態の相関演算の思想を説明するための図であり、実線で示す第1信号データ列A1〜ANと破線で示す第2信号データ列B1〜BNとに交換レンズ202のケラレなどに起因した歪みが生じ、両信号データ列の波形にゲイン差が生じた場合を示す。このようなゲイン差がある場合でも、各信号データ列の中の“微少範囲”の特性、すなわち隣接するデータの大きさの比は大きな影響を受けないので、2つの信号データ列A1〜ANとB1〜BNの間の相関度(類似度)を高精度に検出することができる。さらに、“微少範囲”を所定の範囲でずらしながら相関度を累積することによって、偶発的に生じる相関度を排除してさらに高精度な相関検出を行うことができる。
《Correlation operation》
Next, an example of the correlation calculation process shown in FIG. 14 will be described. FIG. 16 is a diagram for explaining the concept of correlation calculation according to an embodiment. The
この一実施の形態では、第1信号データ列A1〜ANの中の注目データAnとその近傍のデータの少なくとも1つに対し、第1演算を行って第1演算データを生成するとともに、第2演算を行って第2演算データを生成する。そして、第1演算データを第2演算データで除し、第1信号データ列A1〜ANに関連した第3演算データ列E1〜ELを生成する。
また、第1信号データ列中の注目データAnの位置に対応する第2信号データ列B1〜BNの中のデータBn+kとその近傍のデータの少なくとも1つに対し、第1演算を行って第4演算データを生成するとともに、第2演算を行って第5演算データを生成する。そして、第4演算データを第5演算データで除し、第2信号データ列B1〜BNに関連した第6演算データ列F1〜FLを生成する。
そして、第3演算データ列E1〜ELと第6演算データ列F1〜FLに基づいて上記(2)式により第1信号データ列A1〜ANと第2信号データ列B1〜BNの相関を求める。以下、この相関演算処理例を説明する。
In this embodiment, the first calculation is performed on at least one of the data of interest An in the first signal data string A1 to AN and the data in the vicinity thereof to generate the first calculation data, and the second An operation is performed to generate second operation data. Then, the first calculation data is divided by the second calculation data to generate third calculation data strings E1 to EL related to the first signal data strings A1 to AN.
Further, the first calculation is performed on at least one of the data Bn + k in the second signal data string B1 to BN corresponding to the position of the target data An in the first signal data string and the data in the vicinity thereof. The fourth calculation data is generated, and the second calculation is performed to generate the fifth calculation data. Then, the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data to generate sixth calculation data strings F1 to FL related to the second signal data strings B1 to BN.
Then, the correlation between the first signal data string A1 to AN and the second signal data string B1 to BN is obtained by the above equation (2) based on the third calculation data string E1 to EL and the sixth calculation data string F1 to FL. Hereinafter, this correlation calculation processing example will be described.
《相関演算処理例1》
相関量(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|(An/An+1)−(Bn+k/Bn+1+k)| ・・・(8)
(8)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。図17に相関演算処理例1のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 1 >>
The correlation amount (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | (An / An + 1) − (Bn + k / Bn + 1 + k) | (8)
In equation (8), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. . FIG. 17 shows a data flow of correlation calculation processing example 1.
この相関演算処理例1では、第1信号データ列Aの中の注目データAnを第1演算データとし、注目データAnの近傍データAn+1を第2演算データとする。そして、第1演算データAnを第2演算データAn+1で除し、第1信号データ列A1〜ANに関連した第3演算データ列(An/An+1)を生成する。また、第1信号データ列中の注目データAnに対応する第2信号データ列Bの中のデータBn+kを第4演算データとし、データBn+kの近傍データBn+1+kを第5演算データとする。そして、第4演算データBn+kを第5演算データBn+1+kで除し、第2信号データ列B1〜BNに関連した第6演算データ列(Bn+k/Bn+1+k)を生成する。そして、第3演算データと第6演算データの差の絶対値の総和により第1信号データ列Aと第2信号データ列Bの相関量C(k)を演算する。この相関演算処理例1では、上述した第1演算および第2演算をともに(演算対象データ×1)の演算とし、実質的には演算を行わない。 In this correlation calculation processing example 1, attention data An in the first signal data string A is set as first calculation data, and neighboring data An + 1 of the attention data An is set as second calculation data. Then, the first calculation data An is divided by the second calculation data An + 1 to generate a third calculation data string (An / An + 1) related to the first signal data strings A1 to AN. Further, the data Bn + k in the second signal data string B corresponding to the attention data An in the first signal data string is set as the fourth operation data, and the neighboring data Bn + 1 + k of the data Bn + k is set as the fifth data. Calculated data. Then, the fourth operation data Bn + k is divided by the fifth operation data Bn + 1 + k, and a sixth operation data sequence (Bn + k / Bn + 1 + k) related to the second signal data sequences B1 to BN is obtained. Is generated. Then, the correlation amount C (k) between the first signal data string A and the second signal data string B is calculated based on the sum of absolute values of the differences between the third calculation data and the sixth calculation data. In this correlation calculation processing example 1, both the first calculation and the second calculation described above are calculated as (calculation target data × 1), and substantially no calculation is performed.
ここで、図18に示すような一対の像信号データ列A、Bに対して相関演算処理例1を実施する場合について考察する。撮像素子211から出力される一対の像信号データ列(A1、A2、・・、AN)、(B1、B2、・・、BN)に相対的な歪みが発生し、図18に示すように、両像信号データ列の波形(1+sinω)のゲインと傾きに差が生じたとする。この二つの信号データ列A、Bに対して相関演算処理例1を実行した結果を図19に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例1により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。
Here, a case where the correlation calculation processing example 1 is performed on a pair of image signal data strings A and B as shown in FIG. 18 will be considered. A relative distortion occurs in a pair of image signal data strings (A1, A2,..., AN), (B1, B2,..., BN) output from the
この相関演算処理例1によれば、上述した従来の相関演算方法、すなわち単に両信号データ列A、Bの差の絶対値の総和Σ|An−Bn+k|を求めて両信号データ列の相関量C(k)とするのに比べ、二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生している場合でも、二つの信号データ列A、Bの相関量を正確に求めることができる。また、この相関演算処理例1では、相関演算式(8)の分母部にデータどうしの乗除算を含まないので、分母部が0になることによる演算の発散の確率が低くなる。さらに、分子部にもデータどおしの乗除算を含まないので相関演算にかかる時間が短くなる。 According to this correlation calculation processing example 1, the above-described conventional correlation calculation method, that is, simply obtaining the sum Σ | An−Bn + k | of the absolute values of the differences between the two signal data strings A and B is used to Compared with the correlation amount C (k), the correlation amount between the two signal data strings A and B can be accurately obtained even when relative distortion occurs in the two signal data strings A and B. it can. Further, in this correlation calculation processing example 1, since the denominator of the correlation calculation formula (8) does not include multiplication / division of data, the probability of calculation divergence due to the denominator being zero is reduced. Furthermore, since the numerator does not include multiplication / division of data, the time required for correlation calculation is shortened.
《相関演算処理例2》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ{|(An/An+1)−(Bn+k/Bn+1+k)|×MIN(An+1,Bn+1+k)}
・・・(9)
(9)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。また、MIN( )は複数のデータの中からデータの最小値を選択する関数である。図20に相関演算処理例1のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 2 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ {| (An / An + 1) − (Bn + k / Bn + 1 + k) | × MIN (An + 1, Bn + 1 + k)}
... (9)
In equation (9), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. . MIN () is a function for selecting the minimum value of data from a plurality of data. FIG. 20 shows a data flow of the correlation calculation processing example 1.
この相関演算処理例2の(9)式は、上述した相関演算処理例1の(8)式に対し、(8)式中の分母部の最小値によって重みつけする演算式である。この相関演算処理例2では、上述した第1演算および第2演算をともに(演算対象データ×1)の演算とし、実質的には演算を行わない。 Expression (9) in this correlation calculation processing example 2 is an arithmetic expression that weights the above-described expression (8) in correlation calculation processing example 1 with the minimum value of the denominator in the expression (8). In this correlation calculation processing example 2, both the first calculation and the second calculation described above are calculated as (calculation target data × 1), and substantially no calculation is performed.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理2を実行したした結果を図21に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例2により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理例2によれば、上述した相関演算処理例1の効果に加え、分母部の値が小さい場合にデータに含まれるノイズ成分によって(8)式の値が変動し、相関の検出精度が低下するのを防止でき、耐ノイズ性を向上させることができる。
FIG. 21 shows the result of executing the
《相関演算処理例3》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|An/(An+An+1)−Bn+k/(Bn+k+Bn+1+k)| ・・・(10)
(10)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。図22に相関演算処理例3のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 3 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | An / (An + An + 1) -Bn + k / (Bn + k + Bn + 1 + k) | (10)
In equation (10), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. . FIG. 22 shows a data flow of the correlation calculation processing example 3.
この相関演算処理例3の相関演算式(10)は、(8)式の分母部を2つのデータの和、すなわち2つのデータの平均値の2倍に変更した演算式である。この相関演算処理例3では、上述した第1演算を(演算対象データ×1)の演算とし、実質的に演算を行わない。一方、上述した第2演算は、第1信号データ列Aに対しては注目データAnとその近傍データAn+1とを加算する平均演算とし、第2信号データ列Bに対しては注目データBn+k(第1信号データ列の注目データAnに対応するデータ)とその近傍データBn+1+kとを加算する平均演算とする。 The correlation calculation formula (10) of this correlation calculation processing example 3 is a calculation formula in which the denominator of the formula (8) is changed to the sum of two data, that is, twice the average value of the two data. In this correlation calculation processing example 3, the first calculation described above is calculated as (calculation target data × 1), and substantially no calculation is performed. On the other hand, the above-described second calculation is an average calculation for adding the attention data An and its neighboring data An + 1 to the first signal data string A, and the attention data Bn for the second signal data string B. An average operation of adding + k (data corresponding to the data of interest An in the first signal data string) and its neighboring data Bn + 1 + k is performed.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理例3を実行したした結果を図23に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例3により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理例3によれば、相関演算処理例1の上記効果に加え、分母部に含まれるノイズ成分が確率的に減少し、相関の検出精度が低下するのを防止でき、耐ノイズ性を向上させることができる。 FIG. 23 shows the result of executing correlation calculation processing example 3 on the signal data strings A and B shown in FIG. 18 in which relative distortion has occurred in the two signal data strings A and B. As is clear from the figure, it can be seen that, although the two signal data strings A and B are distorted, the correlation calculation processing example 3 can obtain a high correlation (a depressed position) periodically. According to this correlation calculation processing example 3, in addition to the above-described effects of the correlation calculation processing example 1, it is possible to prevent the noise component included in the denominator portion from being stochastically reduced and to prevent the correlation detection accuracy from being lowered. Can be improved.
《相関演算処理例4》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|(An−An+1)/(An+An+1)−(Bn+k−Bn+1+k)/(Bn+k+Bn+1+k)|
・・・(11)
(11)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。図24に相関演算処理例例4のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 4 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | (An−An + 1) / (An + An + 1) − (Bn + k−
(11)
In equation (11), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. . FIG. 24 shows a data flow of the correlation calculation processing example 4.
この相関演算処理例4の相関演算式(11)は、相関演算処理例3の(10)式の分子部を2つのデータの差すなわち1次微分に変更した演算式である。この相関演算処理例4の相関演算式(11)において、上述した第1演算は、第1信号データ列Aに対しては注目データAnからその近傍データAn+1を減算する1次微分演算とし、第2信号データ列Bに対しては注目データBn+k(第1信号データ列の注目データAnに対応するデータ)からその近傍データBn+1+kを減算する1次微分演算とする。一方、上述した第2演算は、第1信号データ列Aに対しては注目データAnとその近傍データAn+1とを加算する平均演算とし、第2信号データ列Bに対しては注目データBn+kとその近傍データBn+1+kとを加算する平均演算とする。 The correlation calculation formula (11) in this correlation calculation processing example 4 is a calculation formula in which the numerator of the formula (10) in the correlation calculation processing example 3 is changed to a difference between two data, that is, a first derivative. In the correlation calculation formula (11) of this correlation calculation processing example 4, the first calculation described above is a first-order differential calculation for subtracting the neighboring data An + 1 from the data of interest An for the first signal data string A. For the second signal data string B, a first-order differential operation is performed by subtracting the neighboring data Bn + 1 + k from the data of interest Bn + k (data corresponding to the data of interest An of the first signal data string). On the other hand, the above-described second calculation is an average calculation for adding the attention data An and its neighboring data An + 1 to the first signal data string A, and the attention data Bn for the second signal data string B. An average operation is performed by adding + k and its neighboring data Bn + 1 + k.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理例4を実行したした結果を図25に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例4により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理4によれば、上述した相関演算処理例1および相関演算処理例3の効果に加え、分母部に含まれるノイズ成分が確率的に減少し、相関の検出精度が低下するのを防止でき、耐ノイズ性を向上させることができる。また、データ列に含まれるDC成分を除去することができ、2つのデータ列A、BにDCオフセットが含まれる場合でも高精度な相関検出が可能になり、耐DCオフセット性能が向上する。
FIG. 25 shows a result of executing the correlation calculation processing example 4 on the signal data strings A and B shown in FIG. 18 in which relative distortion has occurred in the two signal data strings A and B. As is clear from the figure, it can be seen that, although the two signal data strings A and B are distorted, the correlation calculation processing example 4 can obtain a high correlation (a depressed position) periodically. According to the
《相関演算処理例4の変形例》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|(An−An+2)/(An+An+2)−(Bn+k−Bn+2+k)/(Bn+k+Bn+2+k)|
・・・(12)
(12)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+2、Bn+k、Bn+2+kのデータが存在する範囲に限定される。この相関演算式(12)は、上記相関演算式(11)の演算対象データの間隔を広げた、つまり上述した“微少範囲”の拡大した演算式であり、耐DCオフセット性能を変更することができる。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 4 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | (An−An + 2) / (An + An + 2) − (Bn + k−
(12)
In equation (12), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to the range in which data of An, An + 2, Bn + k, and Bn + 2 + k exist according to the shift amount k. . The correlation calculation formula (12) is a calculation formula in which the interval of calculation target data of the correlation calculation formula (11) is widened, that is, the above-mentioned “small range” is expanded, and the DC offset resistance performance can be changed. it can.
《相関演算処理例5》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|(2×An−An-1−An+1)/(An-1+An+An+1)−(2×Bn+k−Bn-1+k−Bn+1+k)/(Bn-1+k+Bn+k+Bn+1+k)| ・・・(13)
(13)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。図26に相関演算処理例5のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 5 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | (2 × An−An−1−An + 1) / (An−1 + An + An + 1) − (2 × Bn + k−Bn−1 + k−
In equation (13), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists. FIG. 26 shows a data flow of the correlation calculation processing example 5.
この相関演算処理例5の(13)は、相関演算式(10)の分子部を3つのデータの加減算すなわち2次微分演算に変更したものである。この相関演算処理例5の(13)式において、上述した第1演算は、第1信号データ列Aおよび第2信号データ列Bの注目データとその近傍データの“微少範囲”における2次微分演算であり、第2演算は、第1信号データ列Aおよび第2信号データ列Bの注目データとその近傍データの“微少範囲”における平均演算である。 In correlation calculation processing example 5 (13), the numerator portion of the correlation calculation expression (10) is changed to addition / subtraction of three data, that is, a second order differential calculation. In the equation (13) of this correlation calculation processing example 5, the first calculation described above is the second-order differential calculation in the “minor range” of the data of interest of the first signal data string A and the second signal data string B and its neighboring data. The second calculation is an average calculation in the “small range” of the data of interest of the first signal data string A and the second signal data string B and its neighboring data.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理5を実行したした結果を図27に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例5により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理5によれば、上述した相関演算処理例1および相関演算処理例4の効果に加え、分母部に含まれるノイズ成分が確率的に減少し、相関の検出精度が低下するのを防止でき、耐ノイズ性を向上させることができる。また、データ列に含まれるDC成分と1次傾き成分を除去することができ、2つのデータ列A、BにDCオフセットや1次傾き成分の違いが含まれる場合でも高精度な相関検出が可能になり、耐DCオフセット性能が向上する。
FIG. 27 shows the result of executing the
《相関演算処理例5の変形例》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|(2×An−An-2−An+2)/(An-2+An+An+2)−(2×Bn+k−Bn-2+k−Bn+2+k)/(Bn-2+k+Bn+k+Bn+2+k)| ・・・(14)
(14)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-2、An、An+2、Bn-2+k、Bn+k、Bn+2+kのデータが存在する範囲に限定される。この相関演算式(14)は、上記相関演算式(13)の演算対象データの間隔を広げた、つまり上述した“微少範囲”の拡大した演算式であり、耐DCオフセット性能を変更することができる。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 5 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | (2 × An−An−2−An + 2) / (An−2 + An + An + 2) − (2 × Bn + k−Bn−2 + k−
In equation (14), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-2, An, An + 2, Bn-2 + k, Bn + k, Bn + 2 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists. This correlation calculation formula (14) is a calculation formula in which the interval of calculation target data of the correlation calculation formula (13) is widened, that is, the above-mentioned “small range” is expanded, and the anti-DC offset performance can be changed. it can.
《相関演算処理例6》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ{|An2/(An-1×An+1)−Bn+k2/(Bn-1+k×Bn+1+k)|×MIN(An-1、An+1、Bn-1+k、Bn+1+k)} ・・・(15)
(15)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。また、MIN( )は複数のデータ中からデータの最小値を選択する関数である。図28に相関演算処理例6のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 6 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ {| An 2 / (An−1 × An + 1) −Bn + k 2 / (Bn−1 + k × Bn + 1 + k) | × MIN (An−1, An + 1) , Bn-1 + k, Bn + 1 + k)} (15)
In equation (15), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists. MIN () is a function for selecting the minimum value of data from a plurality of data. FIG. 28 shows a data flow of the correlation calculation processing example 6.
この相関演算処理例6の演算式(15)は分母部の最小値によって重み付けを行う。この演算式(15)において、上述した第1演算は、第1信号データ列Aと第2信号データ列Bの注目データを二乗する演算であり、第2演算は、第1信号データ列Aおよび第2信号データ列Bの注目データの近傍データどうしを乗算する演算である。 The calculation formula (15) of the correlation calculation processing example 6 is weighted by the minimum value of the denominator. In the calculation formula (15), the first calculation described above is a calculation of squaring the data of interest of the first signal data string A and the second signal data string B, and the second calculation is the first signal data string A and This is an operation of multiplying neighboring data of the data of interest in the second signal data string B.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理例6を実行したした結果を図29に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例6により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理例6によれば、上述した相関演算処理例1の効果に加え、分母部の最小値によって重み付けを行うことによって、分母部の値が小さい場合にデータに含まれるノイズ成分により相関演算結果が変動し、相関の検出精度が低下するのを防止することができ、耐ノイズ性能が向上する。 FIG. 29 shows the result of executing the correlation calculation processing example 6 on the signal data strings A and B shown in FIG. 18 in which relative distortion has occurred in the two signal data strings A and B. As is apparent from the figure, it can be seen that, even though the two signal data strings A and B are distorted, the correlation calculation processing example 6 can obtain a high correlation (a depressed position) periodically. According to this correlation calculation processing example 6, in addition to the effect of the correlation calculation processing example 1 described above, weighting is performed by the minimum value of the denominator part, so that when the denominator part value is small, the correlation is caused by the noise component included in the data. It can be prevented that the calculation result fluctuates and the correlation detection accuracy is lowered, and the noise resistance performance is improved.
《相関演算処理例7》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|An2/{(An-1+An)×(An+An+1)}−Bn+k2/{(Bn-1+k+Bn+k)×(Bn+k+Bn+1+k)}| ・・・(16)
(16)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。図30に相関演算処理例7のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 7 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | An 2 / {(An-1 + An) × (An + An + 1)} - Bn +
In equation (16), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists. FIG. 30 shows a data flow of the correlation calculation processing example 7.
この相関演算処理例7の演算式(16)において、上述した第1演算は、第1信号データ列Aと第2信号データ列Bの注目データを二乗する演算である。一方、第2演算は、第1信号データ列Aと第2信号データ列Bの注目データとその近傍のデータを加算して得た2つの値を乗する演算である。 In the calculation formula (16) of the correlation calculation processing example 7, the first calculation described above is a calculation to square the attention data of the first signal data string A and the second signal data string B. On the other hand, the second calculation is an operation of multiplying two values obtained by adding the data of interest of the first signal data string A and the second signal data string B and data in the vicinity thereof.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理例7を実行したした結果を図31に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例7により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理例7によれば、上述した相関演算処理例1の効果に加え、分母部を、2つの信号データ列A、Bの注目データ近傍の微少範囲における2つのデータを加算して得た2つの値を乗ずる形式としたことによって、分母部に含まれるノイズ成分が確率的に減少し、相関の検出精度が低下するのを防止でき、耐ノイズ性能が向上する。 FIG. 31 shows the result of executing correlation calculation processing example 7 on the signal data strings A and B shown in FIG. 18 in which relative distortion has occurred in the two signal data strings A and B. As is clear from the figure, it can be seen that, even though the two signal data strings A and B are distorted, the correlation calculation processing example 7 provides a high correlation (a depressed position) periodically. According to this correlation calculation processing example 7, in addition to the effects of the correlation calculation processing example 1 described above, the denominator is obtained by adding two data in a very small range near the data of interest in the two signal data strings A and B. By multiplying the two values, the noise component contained in the denominator is stochastically reduced, and it is possible to prevent the correlation detection accuracy from being lowered, and the noise resistance performance is improved.
《相関演算処理例8》
相関量C(k)を次式により求める。
C(k)=Σ|(An-1−An)×(An−An+1)/{(An-1+An)×(An+An+1)}−(Bn-1+k−Bn+k)×(Bn+k−Bn+1+k)/{(Bn-1+k+Bn+k)×(Bn+k+Bn+1+k)}|
・・・(17)
(17)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。図32は相関演算処理例8のデータフローを示す。
<< Correlation calculation processing example 8 >>
The correlation amount C (k) is obtained by the following equation.
C (k) = Σ | (An-1−An) × (An−An + 1) / {(An−1 + An) × (An + An + 1)} − (Bn−1 + k−Bn + k) × ( Bn + k−
... (17)
In the equation (17), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists. FIG. 32 shows a data flow of the correlation calculation processing example 8.
この相関演算処理例8の演算式(17)は上記(16)式の分子部(第1演算)を変更したものであり、その第1演算は、2つの信号データ列A、Bの注目データとその近傍データの差、すなわち1次微分して得た2つの値を乗ずる演算であり、第2演算は、(16)式と同様に、2つの信号データ列A、Bの注目データとその近傍のデータを加算して得た2つの値を乗する演算である。 The calculation formula (17) of this correlation calculation processing example 8 is obtained by changing the numerator part (first calculation) of the above formula (16), and the first calculation is the data of interest of the two signal data strings A and B. And the neighboring data, that is, an operation of multiplying two values obtained by first-order differentiation, and the second operation is similar to the equation (16), and the data of interest of the two signal data strings A and B and its This is an operation of multiplying two values obtained by adding neighboring data.
二つの信号データ列A、Bに相対的な歪みが発生した図18に示す信号データ列A、Bに対して相関演算処理例8を実行したした結果を図33に示す。図から明らかなように、二つの信号データ列A、Bが歪んでいるにも関わらず、相関演算処理例8により周期的に高い相関(落ち込んだ位置)が得られることがわかる。この相関演算処理例8によれば、上述した相関演算処理例1および相関演算処理例7の効果に加え、分子部を注目データとその近傍データの一次微分演算としたので、2つの信号データ列A、Bに含まれるDC成分を除去し、信号データ列A、BにDCオフセットが含まれる場合でも高精度な相関検出が可能になる。 FIG. 33 shows a result of executing the correlation calculation processing example 8 on the signal data strings A and B shown in FIG. 18 in which relative distortion has occurred in the two signal data strings A and B. As is apparent from the figure, it can be seen that, although the two signal data strings A and B are distorted, the correlation calculation processing example 8 can provide a high correlation (a depressed position) periodically. According to the correlation calculation processing example 8, in addition to the effects of the correlation calculation processing example 1 and the correlation calculation processing example 7 described above, the numerator portion is the primary differential calculation of the data of interest and its neighboring data. The DC components included in A and B are removed, and even when the signal data strings A and B include a DC offset, highly accurate correlation detection is possible.
《相関演算処理例1〜8の変形例》
上述した相関演算処理例1〜8では、同一信号データ列に対して第1演算と第2演算を行う例、つまり同一信号データ列の微少範囲のデータどうしの比、例えばAn/An+1、Bn+k/Bn+1+kをデータ列の特性として相関演算に用いる例を示したが、異なる信号データ列の微少範囲のデータどうしの比、例えばAn/Bn+k、An+1/Bn+1+kをデータ列の特性として相関演算に用いても同様な効果が得られる。上述した相関演算処理例1〜8で用いた相関演算式(8)〜(17)の代わりに下記(18)〜(27)式を用いる変形例を説明する。
<< Modifications of Correlation Calculation Processing Examples 1 to 8 >>
In the correlation calculation processing examples 1 to 8 described above, an example in which the first calculation and the second calculation are performed on the same signal data string, that is, a ratio between data in a minute range of the same signal data string, for example, An / An + 1, Although an example in which Bn + k / Bn + 1 + k is used for the correlation calculation as the characteristics of the data string has been shown, the ratio between the data in a minute range of different signal data strings, for example, An / Bn + k, An + 1 / Bn The same effect can be obtained even if + 1 + k is used for the correlation calculation as the characteristic of the data string. A modified example in which the following equations (18) to (27) are used instead of the correlation operation equations (8) to (17) used in the correlation operation processing examples 1 to 8 described above will be described.
《相関演算処理例1の変形例》
相関演算処理例1の相関演算式(8)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|An/Bn+k−An+1/Bn+1+k| ・・・(18)
(18)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 1 >>
Instead of the correlation calculation formula (8) in the correlation calculation processing example 1, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | An / Bn + k−An + 1 / Bn + 1 + k | (18)
In equation (18), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. .
《相関演算処理例2の変形例》
相関演算処理例2の相関演算式(9)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ{|An/Bn+k−An+1/Bn+1+k|×MIN(Bn+k、Bn+1+k)}
・・・(19)
(19)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。また、MIN( )は複数のデータ中からデータの最小値を選択する関数である。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 2 >>
Instead of the correlation calculation formula (9) in the correlation calculation processing example 2, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ {| An / Bn + k−An + 1 / Bn + 1 + k | × MIN (Bn + k, Bn + 1 + k)}
... (19)
In equation (19), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. . MIN () is a function for selecting the minimum value of data from a plurality of data.
《相関演算処理例3の変形例》
相関演算処理例3の相関演算式(10)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|An/Bn+k−(An+An+1)/(Bn+k+Bn+1+k)| ・・・(20)
(20)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 3 >>
Instead of the correlation calculation formula (10) in the correlation calculation processing example 3, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | An / Bn + k− (An + An + 1) / (Bn + k + Bn + 1 + k) | (20)
In equation (20), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. .
《相関演算処理例4の変形例》
相関演算処理例4の相関演算式(11)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|(An−An+1)/(Bn+k−Bn+1+k)−(An+An+1)/(Bn+k+Bn+1+k)|
・・・(21)
(21)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+1、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 4 >>
Instead of the correlation calculation formula (11) in the correlation calculation processing example 4, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | (An−An + 1) / (Bn + k−
... (21)
In equation (21), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 1, Bn + k, and Bn + 1 + k exist according to the shift amount k. .
相関演算処理例4の変形例の相関演算式(12)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|(An−An+2)/(Bn+k−Bn+2+k)−(An+An+2)/(Bn+k+Bn+2+k)|
・・・(22)
(22)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn、An+2、Bn+k、Bn+2+kのデータが存在する範囲に限定される。
Instead of the correlation calculation formula (12) of the modified example of the correlation calculation processing example 4, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | (An−An + 2) / (Bn + k−
(22)
In equation (22), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is limited to a range in which data of An, An + 2, Bn + k, and Bn + 2 + k exist according to the shift amount k. .
《相関演算処理例5の変形例》
相関演算処理例5の相関演算式(13)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|(2×An−An-1−An+1)/(2×Bn+k−Bn-1+k−Bn+1+k)−(An-1+An+An+1)/(Bn-1+k+Bn+k+Bn+1+k)| ・・・(23)
(23)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 5 >>
Instead of the correlation calculation formula (13) of the correlation calculation processing example 5, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | (2 × An−An−1−An + 1) / (2 × Bn + k−Bn−1 + k−
In equation (23), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists.
相関演算処理例5の相関演算式(14)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|(2×An−An-2−An+2)/(2×Bn+k−Bn-2+k−Bn+2+k)−(An-2+An+An+2)/(Bn-2+k+Bn+k+Bn+2+k)| ・・・(24)
(24)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-2、An、An+2、Bn-2+k、Bn+k、Bn+2+kのデータが存在する範囲に限定される。
Instead of the correlation calculation formula (14) in the correlation calculation processing example 5, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | (2 × An−An−2−An + 2) / (2 × Bn + k−Bn−2 + k−
In equation (24), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-2, An, An + 2, Bn-2 + k, Bn + k, Bn + 2 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists.
《相関演算処理例6の変形例》
相関演算処理例6の相関演算式(15)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ{|An2/Bn+k2−(An-1×An+1)/(Bn-1+k×Bn+1+k)|×MIN(Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+k)) ・・・(25)
(25)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。また、MIN( )は複数のデータ中からデータの最小値を選択する関数である。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 6 >>
Instead of the correlation calculation formula (15) of the correlation calculation processing example 6, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ {| An 2 / Bn + k 2 - (An-1 × An + 1) / (Bn-1 + k × Bn + 1 + k) | × MIN (Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k)) (25)
In equation (25), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists. MIN () is a function for selecting the minimum value of data from a plurality of data.
《相関演算処理例7の変形例》
相関演算処理例7の相関演算式(16)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|An2/Bn+k2−{(An-1+An)×(An+An+1)}/{(Bn-1+k+Bn+k)×(Bn+k+Bn+1+k))| ・・・(26)
(26)式は、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。
<< Modification of Correlation Calculation Processing Example 7 >>
Instead of the correlation calculation formula (16) of the correlation calculation processing example 7, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | An 2 / Bn + k 2 - {(An-1 + An) × (An + An + 1)} / {(Bn-1 + k + Bn + k) × (Bn + k + Bn + 1 + k)) | (26)
In the equation (26), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists.
《相関演算処理例8の変形例》
相関演算処理例8の相関演算式(17)に代えて次式により相関量C(k)を求める。
C(k)=Σ|(An-1−An)×(An−An+1)/(Bn-1+k−Bn+k)×(Bn+k−Bn+1+k)−{(An-1+An)×(An+An+1)}/{(Bn-1+k+Bn+k)×(Bn+k+Bn+1+k)}|
・・・(27)
(27)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてAn-1、An、An+1、Bn-1+k、Bn+k、Bn+1+kのデータが存在する範囲に限定される。
<< Modification of Correlation Calculation Process Example 8 >>
Instead of the correlation calculation formula (17) of the correlation calculation processing example 8, the correlation amount C (k) is obtained by the following formula.
C (k) = Σ | (An-1−An) × (An−An + 1) / (Bn−1 + k−Bn + k) × (Bn + k−
... (27)
In equation (27), the Σ operation is accumulated for n, and the range taken by n is An-1, An, An + 1, Bn-1 + k, Bn + k, Bn + 1 + k according to the shift amount k. It is limited to the range where the data of exists.
《一実施の形態の変形例》
図3に示す撮像素子211では焦点検出画素311を隙間なく配列する例を示したが、図34に焦点検出画素311を撮像画素310の青画素の位置に1画素おきに一列に配列した撮像素子211Aの例を示す。焦点検出画素311の配置間隔が大きくなることによって、焦点検出精度が多少低下するものの焦点検出画素311の密度が低くなるので、焦点検出画素311の位置の画像信号を補間処理により求めた画像品質が向上する。
<< Modification of Embodiment >>
3 shows an example in which the
図3に示す撮像素子211では、図5に示すように焦点検出画素311ごとに一対の光電変換部12,13を備えた例を示した。図35に、ひとつの画素内にひとつの光電変換部を備えた焦点検出画素313,314を示す。焦点検出画素313は、図35(a)に示すように、マイクロレンズ10と光電変換部16を備えている。また、焦点検出画素314は、図35(b)に示すように、マイクロレンズ10と光電変換部17とを備えている。光電変換部16,17はマイクロレンズ10により交換レンズの射出瞳に投影され、図10に示す測距瞳92,93を形成する。したがって、焦点検出画素313,314により焦点検出の用いる一対の像の出力を得ることができる。
In the
図36に、図35(a)、(b)に示す焦点検出画素313,314を交互に一列に配置した撮像素子211Bの例を示す。隣接する焦点検出画素313と焦点検出画素314が一対となり、図3に示す撮像素子211の焦点検出画素311に相当し、焦点検出に用いる一対の像の出力を得ることができる。
FIG. 36 shows an example of an
図3に示す撮像素子211では、図37(a)に示すように、R、G、Bの各色フィルターを備えた撮像画素310をベイヤー配列とした例を示したが、色フィルターの構成や配列は上述した一実施の形態に限定されない。例えば、図37(b)に示すように、G(緑)、黄(Ye)、マゼンダ(Mg)、シアン(Cy)を補色配列にしてもよい。この補色フィルターを用いる場合には、焦点検出画素311を、出力誤差が比較的目立たない青成分を含むシアンとマゼンタが配置されるべき画素位置に配置する。
In the
図3に示す撮像素子211では焦点検出画素311に色フィルターを設けない例を示したが、撮像画素310と同色の色フィルターのうち、ひとつの色フィルター、例えば緑色フィルターを設けた場合でも、本発明を適用することができる。
In the
図13に示す撮像動作では、補間処理により焦点検出画素311の位置の画像信号を補正した画像データをメモリーカード213に格納する例を示したが、補正した画像データを電子ビューファインダー215や、ボディの背面に設けられた不図示の背面モニター画面に表示するようにしてもよい。
In the imaging operation illustrated in FIG. 13, the example in which the image data in which the image signal at the position of the
なお、上述した撮像素子211、211A、211Bは、CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサーとして形成することができる。
Note that the
上述した一実施の形態ではマイクロレンズを用いた瞳分割方式による焦点検出を例に上げて説明したが、本願発明の相関演算方法は上述した方式の焦点検出に限定されず、再結像瞳分割方式の焦点検出にも適用することができ、上述したような効果を奏することができる。 In the embodiment described above, focus detection by the pupil division method using microlenses has been described as an example. However, the correlation calculation method of the present invention is not limited to the focus detection of the method described above, and re-imaging pupil division is performed. The present invention can be applied to the focus detection of the method, and the effects as described above can be obtained.
図38により、本願発明の実施の形態による相関演算方法を適用した再結像瞳分割方式の焦点検出について説明する。図において、191は交換レンズの光軸、110,120はコンデンサーレンズ、111、121は絞りマスク、112,113、122,123は絞り開口、114、115、124,125は再結像レンズ、116、126は焦点検出用のイメージセンサー(CCD)である。また、132,133、142,143は焦点検出光束、190は交換レンズの予定結像面の前方d5の距離に設定された射出瞳である。なお、距離d5は、コンデンサーレンズ110,120の焦点距離とコンデンサーレンズ110,120と絞り開口112,113、122,123の間の距離などに応じて決まる距離であり、測距瞳距離という。192はコンデンサーレンズ110,120により投影された絞り開口112,122の領域(測距瞳)、193はコンデンサーレンズ110,120により投影された絞り開口113,123の領域(測距瞳)である。
With reference to FIG. 38, focus detection of the re-imaging pupil division method to which the correlation calculation method according to the embodiment of the present invention is applied will be described. In the figure, 191 is an optical axis of the interchangeable lens, 110 and 120 are condenser lenses, 111 and 121 are aperture masks, 112, 113, 122 and 123 are aperture openings, 114, 115, 124 and 125 are re-imaging lenses, 116 126 are image sensors (CCD) for focus detection.
コンデンサーレンズ110、絞りマスク111、絞り開口112,113、再結像レンズ114,115、イメージセンサ116が、一つの位置で焦点検出を行う再結像方式の瞳分割型位相差検出の焦点検出ユニットを構成する。図38では、光軸191上にある焦点検出ユニットと光軸外にある焦点検出ユニットを模式的に例示する。複数の焦点検出ユニットを組み合わせることによって、図2に示す5箇所の焦点検出位置G1〜G5において再結像方式の瞳分割型位相差検出で焦点検出を行う焦点検出専用センサーを実現することができる。
The
コンデンサーレンズ110からなる焦点検出ユニットは、交換レンズの予定結像面近傍に配置されたコンデンサーレンズ110、その背後に配置されたイメージセンサー116、コンデンサーレンズ110とイメージセンサー116の間に配置され、予定結像面近傍に結像された1次像をイメージセンサー116上に再結像する一対の再結像レンズ114,115、一対の再結像レンズの近傍(図では前面)に配置された一対の絞り開口112,113を有する絞りマスク111から構成される。イメージセンサー116は複数の光電変換部が直線に沿って密に配置されたラインセンサーであって、光電変換部の配置方向は一対の測距瞳の分割方向(=絞り開口の並び方向)と一致させる。
The focus detection unit including the
イメージセンサー116上に再結像された一対の像の強度分布に対応した情報がイメージセンサー116から出力され、この情報に対して後述する像ズレ検出演算処理(相関処理、位相差検出処理)を施すことによって、いわゆる瞳分割型位相差検出方式(再結像方式)で一対の像の像ズレ量が検出される。像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることによって、予定結像面に対する現在の結像面の偏差(デフォーカス量)が算出される。
Information corresponding to the intensity distribution of the pair of images re-imaged on the
イメージセンサー116は再結像レンズ114,115により予定結像面上に投影されており、デフォーカス量(像ズレ量)の検出精度は、像ズレ量の検出ピッチ(再結像方式の場合は予定結像面上に投影された光電変換部の配列ピッチ)により決まる。
The
コンデンサーレンズ110は絞りマスク111の絞り開口112,113を射出瞳190上に領域192,193として投影している。これらの領域192,193を測距瞳と呼ぶ。すなわち、イメージセンサー116上に再結像される一対の像は射出瞳190上の一対の測距瞳192,193を通過する光束によって形成される。射出瞳190上の一対の測距瞳192,193を通過する光束132、133を焦点検出光束と呼ぶ。
The
また、本願発明は撮影光学系を通過する光束を瞳分割する方式の焦点検出に限定されず、外光三角測距方式による距離測定にも適用することができ、上述したような効果を奏することができる。図39により、本願発明の実施の形態による相関演算方法を適用した外光三角測距方式の距離測定について説明する。レンズ320とその結像面に配置されたイメージセンサー326からなるユニットと、レンズ330とその結像面に配置されたイメージセンサー336からなるユニットとが基線長を隔てて配置される。これら一対のユニットが測距装置347を構成する。測距対象350の像がレンズ320と330によりイメージセンサ326と336上に形成される。
In addition, the present invention is not limited to focus detection using a pupil division method for a light beam passing through the photographing optical system, and can also be applied to distance measurement using an external light triangulation method, and has the effects described above. Can do. With reference to FIG. 39, distance measurement of an external light triangulation system to which the correlation calculation method according to the embodiment of the present invention is applied will be described. A unit composed of the
イメージセンサー326と336上に形成される像の位置関係は、測距装置347から測距対象350までの距離に応じて変化する。したがって、イメージセンサー326と336の信号データに対して本発明を適用した像ズレ検出を行うことによって、2像の相対的位置関係を検出し、この位置関係に基づいて測距対象350までの距離を測定することができる。外光三角測距方式においては、レンズ320と330に汚れや雨滴が付着することによって、一対の信号にレベル差が生じたり歪みが生じたりするので、本願発明の相関演算方法を適用することによって、それらの問題が発生してもイメージセンサー326と336から出力される一対の像信号信号データ列の相関関係を正確に検出できる。
The positional relationship between the images formed on the
なお、以上の説明において相関度演算は2つのデータの差の絶対値の和を用いているが、その他の相関演算方式であってもよい。例えば2つのデータの乗算の和によって相関量を算出し、相関量のピーク値を与えるずらし量から2つの信号データ列の相対的なずれ量を検出するようにしてもよい。また、2つのデータのMAX値の和によって相関量を算出し、相関量のボトム値を与えるずらし量から2つの信号データ列の相対的なずれ量を検出するようにしてもよい。さらに、2つのデータのMIN値の和によって相関量を算出し、相関量のピーク値を与えるずらし量から2つの信号データ列の相対的なずれ量を検出するようにしてもよい。 In the above description, the correlation calculation uses the sum of the absolute values of the differences between the two data, but other correlation calculation methods may be used. For example, the correlation amount may be calculated by the sum of multiplications of two data, and the relative shift amount between the two signal data strings may be detected from the shift amount that gives the peak value of the correlation amount. Alternatively, the correlation amount may be calculated from the sum of the MAX values of the two data, and the relative shift amount between the two signal data strings may be detected from the shift amount that gives the bottom value of the correlation amount. Furthermore, the correlation amount may be calculated by the sum of the MIN values of the two data, and the relative shift amount between the two signal data strings may be detected from the shift amount that gives the peak value of the correlation amount.
本願発明の一実施の形態による撮像装置は、交換レンズとカメラボディから構成されるデジタルスチルカメラやフィルムスチルカメラに限定されず、レンズ一体型のデジタルスチルカメラやフィルムスチルカメラ、あるいはビデオカメラにも適用することができる。また、本願発明は、携帯電話などに内蔵される小型カメラモジュールや監視カメラなどにも適用することができる。さらに、カメラ以外の焦点検出装置や測距装置、あるいはステレオ測距装置にも適用することができる。 An image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention is not limited to a digital still camera or a film still camera including an interchangeable lens and a camera body, but also to a lens-integrated digital still camera, a film still camera, or a video camera. Can be applied. The present invention can also be applied to a small camera module, a surveillance camera, or the like built in a mobile phone. Furthermore, the present invention can be applied to a focus detection device other than a camera, a distance measuring device, or a stereo distance measuring device.
本願発明の実施の形態は、時間が異なるイメージセンサーの信号間の相関を検出して被写体像の動きやカメラのブレを検出する装置にも適用することができる。また、イメージセンサーの画像信号と特定の画像信号のパターンマッチングにも適用することができる。さらに、画像信号データの相関を検出するものに限定されず、音に関するデータの相関やその他一般に2つの信号の相関を検出するあらゆるものにも適用することができ、上述した効果を奏することができる。 The embodiment of the present invention can also be applied to an apparatus that detects the movement of a subject image or camera shake by detecting the correlation between signals of image sensors having different times. Further, it can be applied to pattern matching between an image signal of an image sensor and a specific image signal. Further, the present invention is not limited to detecting the correlation of image signal data, but can be applied to any of the correlations of data related to sound and other generally detecting the correlation of two signals, and the effects described above can be achieved. .
以上説明したように、一実施の形態では、例えば一対の焦点検出用光束のいずれか一方に撮影光学系によるケラレが発生してイメージセンサーから出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生しても、両信号データ列の相関関係を正確に検出することができる。 As described above, in one embodiment, for example, vignetting due to the photographing optical system occurs in one of a pair of focus detection light beams, and a pair of signal data strings output from the image sensor has a relative distortion. Even if it occurs, the correlation between both signal data strings can be detected accurately.
202 交換レンズ
209 レンズ駆動制御装置
211 撮像素子
212 カメラ駆動制御装置
202
Claims (19)
結像光学系を通過した光束による像を光電変換して、複数の電気信号データが順次配列されている第2電気信号データ列を出力する第2の光電変換手段と、
前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算と第2演算とをそれぞれ施して第1演算データと第2演算データをそれぞれ算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データを第1電気信号データ列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、
前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算と前記第2演算とをそれぞれ施して第4演算データと第5演算データとをそれぞれ算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データのずらしに対応して前記第2電気信号を順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、
前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、を備え、
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする相関演算装置。 First photoelectric conversion means for photoelectrically converting an image of a light beam that has passed through the imaging optical system and outputting a first electric signal data string in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged;
A second photoelectric conversion means for photoelectrically converting an image of the light beam that has passed through the imaging optical system and outputting a second electric signal data sequence in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged;
Wherein the first electrical signal data string a first target electrical signal data first electrical signal data in, the target first electrical signal data and the first in an electric signal data train, the target first electrical signal data The first calculation data and the second calculation data are respectively calculated by performing the first calculation and the second calculation on at least one first vicinity electric signal data in the vicinity of the first calculation data, and the first calculation data is calculated as the first calculation data. First calculation means for calculating third calculation data by dividing by two calculation data, and sequentially shifting the first electric signal data of interest in the first electric signal data string to generate a third calculation data string ;
The second electrical signal data corresponding to the first electrical signal data of interest in the second electrical signal data sequence and at least one second in the vicinity of the second electrical signal data in the second electrical signal data sequence . The fourth calculation data and the fifth calculation data are respectively calculated by performing the first calculation and the second calculation on the neighboring electric signal data, respectively, and the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data. Calculating second calculation data, sequentially shifting the second electric signal corresponding to the shift of the first electric signal data of interest, and generating a sixth calculation data string ;
The degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string is determined by relatively shifting the third calculation data string and the sixth calculation data string, and the first electric signal data string and the second calculation data string are compared. As a degree of correlation with the electrical signal data string, a correlation degree calculating means for calculating,
In the first calculation, the first calculation data as the first calculation result for the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes at least the attention first electric signal data, and the second calculation The fourth calculation data that is the first calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data is an operation that includes at least the second electric signal data,
In the second calculation, the second calculation data as the second calculation result for the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data includes at least the first neighboring electric signal data, A correlation calculation device, wherein the fifth calculation data, which is the second calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data, is a calculation that includes at least the second neighboring electric signal data. .
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとを加算する演算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとを加算する演算であることを特徴とする相関演算装置。 The correlation calculation device according to claim 1,
The second operation is an operation of adding the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data, and an operation of adding the second electric signal data and the second neighboring electric signal data. A correlation calculation device characterized by the above.
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとの平均演算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとの平均演算であることを特徴とする相関演算装置。 The correlation calculation device according to claim 1,
Characterized in that said second calculation is the average operation between the target first averaging operation of the electrical signal data and the first near electrical signal data, and the second electrical signal data and the second near the electrical signal data Correlation calculation device.
前記相関度演算手段は、前記第3演算データと前記第6演算データとに対して、前記第2演算データと前記第5演算データの内の小さい方の値に応じた重み付けを行い、前記重み付けされた第3演算データ列と前記重み付けされた第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を演算することを特徴とする相関演算装置。 The correlation calculation device according to claim 1 ,
The correlation computing means with respect to said third operation data and the sixth arithmetic data, have rows weighted according to the smaller value of the said second operation data fifth operation data, the The degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string is calculated while relatively shifting the weighted third calculation data string and the weighted sixth calculation data string. Correlation calculator.
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データに対する減算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データに対する減算であることを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 1 to 3 ,
The first operation is correlation operation wherein said is of interest first subtraction electrical signal data for the first neighboring electrical signal data, and subtract a said second electrical signal data for the second neighboring electric signal data apparatus.
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データに対する微分演算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データに対する微分演算であることを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 1 to 3 ,
The first calculation is a differential calculation for the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data, and a differentiation calculation for the second electric signal data and the second neighboring electric signal data. Correlation calculator.
前記相関度演算手段は、前記第3演算データと前記第6演算データとの差の絶対値を積算することを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 1 to 6,
The correlation calculation unit is configured to integrate an absolute value of a difference between the third calculation data and the sixth calculation data.
前記第1演算手段及び前記第2演算手段による前記第1演算及び前記第2演算を実行する前に、前記第1電気信号データ列および前記第2電気信号データ列に対して、それぞれの高周波成分を除去する演算を施す高周波成分除去演算手段を更に備えることを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 1 to 7 ,
Before executing the first calculation and the second calculation by the first calculation means and the second calculation means, the respective high frequency components for the first electric signal data string and the second electric signal data string A correlation calculation device further comprising high-frequency component removal calculation means for performing calculation for removing.
結像光学系を通過した光束による像を光電変換して、複数の電気信号データが順次配列されている第2電気信号データ列を出力する第2の光電変換手段と、
前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算を施して第1演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算を施して第2演算データを算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、
前記第1電気信号データ列中の前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対して第2演算を施して第4演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対して前記第2演算を施して第5演算データを算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、
前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、を備え、
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする相関演算装置。 First photoelectric conversion means for photoelectrically converting an image of a light beam that has passed through the imaging optical system and outputting a first electric signal data string in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged;
A second photoelectric conversion means for photoelectrically converting an image of the light beam that has passed through the imaging optical system and outputting a second electric signal data sequence in which a plurality of electric signal data are sequentially arranged;
Wherein the first electrical signal data string a first target electrical signal data first electrical signal data in, the target first electrical signal data and the first in an electric signal data train, the target first electrical signal data The first calculation data is calculated by performing a first calculation on at least one first neighboring electric signal data in the vicinity of and corresponding to the attention first electric signal data in the second electric signal data string Second calculation data by performing the first calculation on the second electric signal data to be performed and at least one second neighboring electric signal data in the vicinity of the second electric signal data in the second electric signal data string calculates said first by dividing the calculation data in the second operation data to calculate a third operation data, the noted first electrical signal data and the second electrical signal data to each of the first electrical signal data string in Sequentially shifting in beauty second in an electric signal sequence, a first computing means for generating a third operation data sequence,
A second calculation is performed on the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data in the first electric signal data string to calculate fourth calculation data, and the second electric signal data string The fifth calculation data is calculated by performing the second calculation on the second electric signal data and the second neighboring electric signal data therein, and the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data. 6th operation data is calculated, and the noted 1st electric signal data and the 2nd electric signal data are sequentially shifted in the 1st electric signal data sequence and the 2nd electric signal sequence, respectively, and the 6th operation data sequence is generated. Second calculating means for performing,
The degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string is determined by relatively shifting the third calculation data string and the sixth calculation data string, and the correlation between the first electric signal data string and the second calculation data string is determined. As a degree of correlation with the electrical signal data string, a correlation degree calculating means for calculating,
In the first calculation, the first calculation data as the first calculation result for the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes at least the attention first electric signal data, and the second calculation The second calculation data that is the first calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data is an operation that includes at least the second electric signal data,
In the second calculation, the fourth calculation data as the second calculation result for the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data includes at least the first neighboring electric signal data. A correlation calculation device, wherein the fifth calculation data, which is the second calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data, is a calculation that includes at least the second neighboring electric signal data. .
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データに対する減算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データに対する減算であり、
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データに対する加算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データに対する加算であることを特徴とする相関演算装置。 The correlation calculation device according to claim 9 ,
The first calculation is a subtraction for the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data, and a subtraction for the second electric signal data and the second neighboring electric signal data,
The second calculation is an addition to the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data, and an addition to the second electric signal data and the second neighboring electric signal data. apparatus.
前記相関度演算手段は、前記第3演算データと前記第6演算データとに対して、前記第2演算データと前記第5演算データの内の小さい方の値に応じた重み付けを行い、前記重み付けされた第3演算データ列と前記重み付けされた第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を演算することを特徴とする相関演算装置。 The correlation calculation device according to claim 9 ,
The correlation computing means with respect to said third operation data and the sixth arithmetic data, have rows weighted according to the smaller value of the said second operation data fifth operation data, the The degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string is calculated while relatively shifting the weighted third calculation data string and the weighted sixth calculation data string. Correlation calculator.
前記第1演算には、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データに対する微分演算、および前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データに対する微分演算が含まれることを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 9 to 11 ,
The first calculation includes a differentiation operation on the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data, and a differentiation operation on the second electric signal data and the second neighboring electric signal data. Correlation calculation device.
前記相関度演算手段は、前記第3演算データと前記第6演算データとの差の絶対値を積算することを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 9 to 11 ,
The correlation calculation unit is configured to integrate an absolute value of a difference between the third calculation data and the sixth calculation data.
前記第1演算手段及び前記第2演算手段による前記第1演算及び前記第2演算を実行す
る前に、前記第1電気信号データ列および前記第2電気信号データ列に対して、それぞれの高周波成分を除去する演算を施す高周波成分除去演算手段を更に備えることを特徴とする相関演算装置。 In the correlation calculation device according to any one of claims 9 to 13 ,
Before executing the first calculation and the second calculation by the first calculation means and the second calculation means, the respective high frequency components are applied to the first electric signal data string and the second electric signal data string. A correlation calculation device further comprising high-frequency component removal calculation means for performing calculation for removing.
前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算と第2演算とをそれぞれ施して第1演算データと第2演算データをそれぞれ算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データを第1電気信号データ列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、
前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算と前記第2演算とをそれぞれ施して第4演算データと第5演算データとをそれぞれ算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データのずらしに対応して前記第2電気信号を順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、
前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、
前記相関度演算手段によって演算された相関度に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、を備え、
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする焦点検出装置。 Photoelectric conversion means for receiving a pair of light beams that have passed through a pair of pupil regions of the photographing optical system and outputting first and second electrical signal data strings each composed of a plurality of electrical signals;
Wherein the first electrical signal data string a first target electrical signal data first electrical signal data in, the target first electrical signal data and the first in an electric signal data train, the target first electrical signal data The first calculation data and the second calculation data are respectively calculated by performing the first calculation and the second calculation on at least one first vicinity electric signal data in the vicinity of the first calculation data, and the first calculation data is calculated as the first calculation data. First calculation means for calculating third calculation data by dividing by two calculation data, and sequentially shifting the first electric signal data of interest in the first electric signal data string to generate a third calculation data string ;
The second electrical signal data corresponding to the first electrical signal data of interest in the second electrical signal data sequence and at least one second in the vicinity of the second electrical signal data in the second electrical signal data sequence . The fourth calculation data and the fifth calculation data are respectively calculated by performing the first calculation and the second calculation on the neighboring electric signal data, respectively, and the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data. Calculating second calculation data, sequentially shifting the second electric signal corresponding to the shift of the first electric signal data of interest, and generating a sixth calculation data string ;
The degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string is determined by relatively shifting the third calculation data string and the sixth calculation data string, and the first electric signal data string and the second calculation data string are compared. Correlation degree calculating means for calculating as a correlation degree with the electric signal data string,
A focus detection unit that detects a focus adjustment state of the imaging optical system based on the correlation calculated by the correlation calculation unit;
In the first calculation, the first calculation data as the first calculation result for the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes at least the attention first electric signal data, and the second calculation The fourth calculation data that is the first calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data is an operation that includes at least the second electric signal data,
In the second calculation, the second calculation data as the second calculation result for the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data includes at least the first neighboring electric signal data, The focus detection apparatus, wherein the fifth calculation data, which is the second calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data, is a calculation that includes at least the second neighboring electric signal data. .
前記第1電気信号データ列中の一つの第1電気信号データを注目第1電気信号データとして、前記注目第1電気信号データと前記第1電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データの近傍の少なくとも1つの第1近傍電気信号データとに対して第1演算を施して第1演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の、前記注目第1電気信号データに対応する第2電気信号データと前記第2電気信号データ列中の、前記第2電気信号データの近傍の少なくとも1つの第2近傍電気信号データとに対して前記第1演算を施して第2演算データを算出し、前記第1演算データを前記第2演算データで除して第3演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第3演算データ列を生成する第1演算手段と、
前記第1電気信号データ列中の前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対して第2演算を施して第4演算データを算出するとともに、前記第2電気信号データ列中の前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対して前記第2演算を施して第5演算データを算出し、前記第4演算データを前記第5演算データで除して第6演算データを算出し、前記注目第1電気信号データ及び前記第2電気信号データをそれぞれ第1電気信号データ列中及び第2電気信号列中で順次ずらして、第6演算データ列を生成する第2演算手段と、
前記第3演算データ列と前記第6演算データ列とを相対的にずらしながら前記第3演算データ列と前記第6演算データ列との相関度を、前記第1電気信号データ列と前記第2電気信号データ列との相関度として、演算する相関度演算手段と、
前記相関度演算手段によって演算された相関度に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、を備え、
前記第1演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第1演算データが少なくとも前記注目第1電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第1演算結果である前記第2演算データが少なくとも前記第2電気信号データを含むものとなる演算であり、
前記第2演算は、前記注目第1電気信号データと前記第1近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第4演算データが少なくとも前記第1近傍電気信号データを含み、前記第2電気信号データと前記第2近傍電気信号データとに対する前記第2演算結果である前記第5演算データが少なくとも前記第2近傍電気信号データを含むものとなる演算であることを特徴とする焦点検出装置。 Photoelectric conversion means for receiving a pair of light beams that have passed through a pair of pupil regions of the photographing optical system and outputting first and second electrical signal data strings each composed of a plurality of electrical signals;
Wherein the first electrical signal data string a first target electrical signal data first electrical signal data in, the target first electrical signal data and the first in an electric signal data train, the target first electrical signal data The first calculation data is calculated by performing a first calculation on at least one first neighboring electric signal data in the vicinity of and corresponding to the attention first electric signal data in the second electric signal data string Second calculation data by performing the first calculation on the second electric signal data to be performed and at least one second neighboring electric signal data in the vicinity of the second electric signal data in the second electric signal data string calculates said first by dividing the calculation data in the second operation data to calculate a third operation data, the noted first electrical signal data and the second electrical signal data to each of the first electrical signal data string in Sequentially shifting in beauty second in an electric signal sequence, a first computing means for generating a third operation data sequence,
A second calculation is performed on the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data in the first electric signal data string to calculate fourth calculation data, and the second electric signal data string The fifth calculation data is calculated by performing the second calculation on the second electric signal data and the second neighboring electric signal data therein, and the fourth calculation data is divided by the fifth calculation data. 6th operation data is calculated, and the noted 1st electric signal data and the 2nd electric signal data are sequentially shifted in the 1st electric signal data sequence and the 2nd electric signal sequence, respectively, and the 6th operation data sequence is generated. Second calculating means for performing,
The degree of correlation between the third calculation data string and the sixth calculation data string is determined by relatively shifting the third calculation data string and the sixth calculation data string, and the correlation between the first electric signal data string and the second calculation data string is determined. Correlation degree calculating means for calculating as a correlation degree with the electric signal data string,
A focus detection unit that detects a focus adjustment state of the imaging optical system based on the correlation calculated by the correlation calculation unit;
In the first calculation, the first calculation data as the first calculation result for the attention first electric signal data and the first neighboring electric signal data includes at least the attention first electric signal data, and the second calculation The second calculation data that is the first calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data is an operation that includes at least the second electric signal data,
In the second calculation, the fourth calculation data as the second calculation result for the first electric signal data of interest and the first neighboring electric signal data includes at least the first neighboring electric signal data. The focus detection apparatus, wherein the fifth calculation data, which is the second calculation result for the electric signal data and the second neighboring electric signal data, is a calculation that includes at least the second neighboring electric signal data. .
前記光電変換手段は、前記撮影光学系の一対の瞳領域を通過した一対の光束のうちの、一方の光束を受光する複数の第1光電変換部と、他方の光束を受光する複数の第2光電変換部とを含み、
前記第1光電変換部の各々は、マイクロレンズを介して前記一方の光束を受光し、
前記第1光電変換部の各々は、マイクロレンズを介して前記他方の光束を受光することを特徴とする焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 15 or 16 ,
The photoelectric conversion means includes a plurality of first photoelectric conversion units that receive one of the pair of light beams that have passed through the pair of pupil regions of the photographing optical system, and a plurality of second light that receives the other light beam. Including a photoelectric conversion unit,
Each of the first photoelectric conversion units receives the one light flux through a microlens,
Each of the first photoelectric conversion units receives the other light beam via a microlens, and the focus detection device.
前記撮影光学系の一対の瞳領域を通過した一対の光束をそれぞれ再結像する一対の再結像光学系を更に備え、
前記一対の再結像光学系は、前記撮影光学系によって結像された光像をそれぞれ再結像し、
前記光電変換手段は、前記一対の再結像光学系の一方によって再結像された光像を受光する複数の第1光電変換部と、前記一対の再結像光学系の他方によって再結像された光像を受光する複数の第2光電変換部とを含むことを特徴とする焦点検出装置。 The focus detection apparatus according to claim 15 or 16 ,
A pair of re-imaging optical systems that re-image the pair of light beams that have passed through the pair of pupil regions of the photographing optical system,
The pair of re-imaging optical systems re-images the optical images formed by the photographing optical system,
The photoelectric conversion means includes a plurality of first photoelectric conversion units that receive a light image re-imaged by one of the pair of re-imaging optical systems, and re-image by the other of the pair of re-imaging optical systems. And a plurality of second photoelectric conversion units that receive the optical image.
An imaging apparatus comprising the focus detection apparatus according to any one of claims 15 to 18 .
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