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JP6344909B2 - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description

本発明は撮像装置及びその制御方法に関するものであって、特に、撮像素子上に位相差焦点検出可能な画素構造を設け、当該位相差焦点検出結果を用いて、オートフォーカス(以下、AF)制御を実施する撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus and a control method therefor, and in particular, a pixel structure capable of phase difference focus detection is provided on an image sensor, and autofocus (hereinafter referred to as AF) control is performed using the phase difference focus detection result. It is related with the imaging device which implements.

近年、撮像用イメージセンサーの画素の一部または全部を、複数のフォトダイオードに分割して蓄積電荷を読み出せるように構成された撮像装置がある。例えば分割を水平方向に2分割した場合には2分割した左側画素のみで生成した画像(以下、A像)と右側画素のみで生成した画像(以下、B像)を独立して読み出すようにする。そして、A像とB像が形成する、被写体への距離に応じた像ズレ量を、AFの対象とする画像領域において検出することにより、被写体までの距離情報を算出する技術が開示されている。以下、撮像面位相差AFと表記する。   2. Description of the Related Art In recent years, there has been an imaging apparatus configured to read out accumulated charges by dividing some or all of pixels of an imaging image sensor into a plurality of photodiodes. For example, when the division is divided into two in the horizontal direction, an image generated only by the left side pixel (hereinafter referred to as A image) and an image generated only by the right side pixel (hereinafter referred to as B image) are read out independently. . A technique for calculating distance information to a subject by detecting an image shift amount corresponding to the distance to the subject formed by the A image and the B image in an image region targeted for AF is disclosed. . Hereinafter, it is referred to as imaging plane phase difference AF.

撮像面位相差AFでは、A像とB像が形成する、被写体への距離に応じた像ズレ量を検出する。その方法としては、A像とB像を所定のずらし量、通常は1画素毎にずらしながら、A・B像データの相関が最も高くなるズレ量を探索し、それを像ズレ量とする方法がとられる。ここで、相関が最も高いというのは、A・B像データ間のいわゆる相関係数そのものが最も高いという定義でも良いし、A・B像データの差分絶対値の和、あるいは差分の二乗和等が最小となる定義でも良い。   In the imaging plane phase difference AF, an image shift amount corresponding to the distance to the subject formed by the A image and the B image is detected. As a method for this, a method of searching for a shift amount that maximizes the correlation between the A and B image data while shifting the A image and the B image by a predetermined shift amount, usually for each pixel, and using this as the image shift amount. Is taken. Here, the highest correlation may be defined as the highest correlation coefficient between the A and B image data itself, the sum of the absolute differences of the A and B image data, or the sum of squares of the differences, etc. It may be a definition that minimizes.

いずれにしても、A・B像データ各々に有意なコントラストが得られることが肝要であり、有意なコントラストが得られないと、像ズレ量の精度が落ちてしまうことも知られている。   In any case, it is important that a significant contrast is obtained for each of the A and B image data, and it is also known that the accuracy of the image shift amount is lowered unless a significant contrast is obtained.

しかしながら、有意なコントラストが得られないような撮影状況は、容易に生じうる。例えば、被写体までの距離に対して、フォーカスレンズ位置が大きくずれており、被写体全体が大きくボケてしまう(以下、大デフォーカス状態)状況である。   However, a shooting situation in which a significant contrast cannot be obtained can easily occur. For example, the focus lens position is greatly deviated with respect to the distance to the subject, and the entire subject is greatly blurred (hereinafter referred to as a large defocus state).

特開2011−257444号公報JP 2011-257444 A

こうした、大デフォーカス状態においても、A・B像データ間の相関を得る方法が、特許文献1に開示されている。これによると、AFの対象とする画像領域を広げて、A・B像データ量を増やすことにより、A・B像データ各々のコントラストが多少低くとも、得られる相関の精度を向上させる。   A method for obtaining the correlation between the A and B image data even in such a large defocus state is disclosed in Patent Document 1. According to this, the accuracy of the obtained correlation is improved even if the contrast of each of the A and B image data is somewhat low by widening the image area to be AF and increasing the amount of A and B image data.

但し、上記従来の技術では、AF時間が延びてしまう課題があった。即ち、単純にA・B像データ量を増やすだけでは、相関係数を演算する、あるいは差分絶対値和等を演算するための時間がかかることになり、AFの時間が延びてしまう。   However, the conventional technique has a problem that the AF time is extended. That is, simply increasing the A / B image data amount requires time for calculating the correlation coefficient or calculating the sum of absolute differences, etc., and the AF time is extended.

また、2段階の相関係数を演算する、あるいは差分絶対値和等を演算するため、余計にAF時間が延びてしまう。   In addition, since the two-stage correlation coefficient is calculated or the sum of absolute differences is calculated, the AF time is excessively extended.

このように、特許文献1により開示される技術のみでは、AF時間短縮とAF精度の両立が困難である。さらに、動画撮影時においては、大デフォーカス状態となるたびに、上記2段階のAFを繰り返すと、AF動作の品位が悪化する。   Thus, with only the technique disclosed in Patent Document 1, it is difficult to achieve both AF time reduction and AF accuracy. Further, at the time of moving image shooting, if the above two-stage AF is repeated every time a large defocus state is entered, the quality of the AF operation deteriorates.

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、AF時間短縮とAF精度を両立させ、被写体に安定してピント合わせを行うことのできる撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的の1つとする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an imaging apparatus that can achieve both AF time reduction and AF accuracy and can focus on a subject stably, and a control method thereof. One of the purposes.

このような課題を解決するために、本発明の技術的特徴として、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、撮像画面内に、第1の焦点検出領域と、前記第1の焦点検出領域よりも広い第2の焦点検出領域を設定する設定ステップと、前記第1、第2の焦点検出領域における前記光電変換素子からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得ステップとを有し、前記検出ステップでは、前記第1の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第1の解像度の第1の像信号を生成し、前記第2の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、前記第1の解像度よりも低い第2の解像度の第2の像信号を生成し、前記第1の像信号を用いて第1の像ズレ量を検出し、前記第2の像信号を用いて第2の像ズレ量を検出し、前記取得ステップでは、前記第1の像ズレ量と前記第2の像ズレ量とに所定の比率で重み付けをして、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする。 In order to solve such a problem, as a technical feature of the present invention, there is provided an imaging means having a plurality of photoelectric conversion elements for one microlens, and the microlenses are arranged two-dimensionally. A control method for an imaging apparatus, wherein a setting step of setting a first focus detection area and a second focus detection area wider than the first focus detection area in an imaging screen, and the first and first Based on the output signals from the photoelectric conversion elements in the two focus detection areas, a pair of image signals for performing a phase difference type focus detection process is generated for each focus detection area, and the pair of image signals A detection step for detecting an image shift amount; and an acquisition step for acquiring an image shift amount used when performing focus adjustment from the image shift amount for each focus detection area detected by the detection step. A first image signal having a first resolution is generated from a pair of signals output from a photoelectric conversion element included in the first focus detection region, and a photoelectric signal included in the second focus detection region is generated. A second image signal having a second resolution lower than the first resolution is generated from a pair of signals output from the conversion element, and a first image shift amount is detected using the first image signal. Then, a second image shift amount is detected using the second image signal. In the obtaining step, the first image shift amount and the second image shift amount are weighted at a predetermined ratio. Thus, an image shift amount used for focus adjustment is obtained.

上記、本発明の第1の特徴によれば、AF時間短縮とAF精度を両立させ、被写体に安定してピント合わせを行うことのできる撮像装置、及びその制御方法を提供することができる。   According to the first feature of the present invention described above, it is possible to provide an imaging apparatus that can achieve both AF time reduction and AF accuracy and can focus on a subject stably, and a control method therefor.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1のイメージセンサー102の1画素構成の説明図である。It is explanatory drawing of 1 pixel structure of the image sensor 102 of FIG. 図1のイメージセンサー102の1画素に対する回路構成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a circuit configuration for one pixel of the image sensor 102 in FIG. 1. (a)図1のトリミング処理回路107のトリミング画素範囲である。(b)図1の間引き処理回路109の画素間引き範囲である。(c)図1のトリミング処理回路107のトリミング画素範囲の他の例である。(d)図1の間引き処理回路109の画素間引き範囲の他の例である。(A) The trimming pixel range of the trimming processing circuit 107 in FIG. (B) The pixel thinning range of the thinning processing circuit 109 in FIG. (C) It is another example of the trimming pixel range of the trimming processing circuit 107 of FIG. (D) Another example of the pixel thinning range of the thinning processing circuit 109 in FIG. 図1のデフォーカス量算出回路112の動作フローチャートである。2 is an operation flowchart of a defocus amount calculation circuit 112 in FIG. 1. デフォーカスに応じたAFの対象画像領域である。This is a target image area of AF corresponding to defocusing. 本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図7のイメージセンサー102の1画素に対する回路構成702の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a circuit configuration 702 for one pixel of the image sensor 102 in FIG. 7.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1乃至図5を参照して、第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

<第1の実施形態における撮像装置の構成>
図1は本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の構成を示したブロック図である。図1において、101はフォーカスレンズを含む撮像光学系である。102はイメージセンサー(撮像素子ともいう)である。103はA・B像加算回路である。104はカメラ信号処理回路である。105は液晶パネルなどの表示デバイスである。106は記録部である。107はトリミング処理回路である。108は詳細領域焦点検出処理回路である。109は間引き処理回路である。110は広域焦点検出処理回路である。111は像ズレ量比較回路である。112はデフォーカス量算出回路である。113はフォーカスレンズ駆動回路である。114は閾値設定回路である。また、図1において、S101はセンサーA像信号、S102はセンサーB像信号である。S103は撮像信号である。S104は表示・記録画像信号である。S105は詳細領域A像信号、S106は詳細領域B像信号である。S107は間引きA像信号、S108は間引きB像信号である。S109は詳細領域焦点検出信頼度フラグ、S110は広域焦点検出信頼度フラグである。S111は詳細領域像ズレ量、S112は広域像ズレ量である。S113は詳細・広域像ズレ量比較結果である。S114はデフォーカス量データである。S115はレンズ駆動信号である。S116は詳細領域焦点検出信頼度判定閾値である。S117は広域焦点検出信頼度判定閾値である。S118は像ズレ量比較閾値である。本実施形態では、トリミング処理回路107と間引き処理回路109を合わせて、撮像画面内に焦点検出領域を設定する設定部115とする。
<Configuration of Imaging Device in First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an imaging optical system including a focus lens. Reference numeral 102 denotes an image sensor (also referred to as an image sensor). Reference numeral 103 denotes an A / B image addition circuit. Reference numeral 104 denotes a camera signal processing circuit. Reference numeral 105 denotes a display device such as a liquid crystal panel. Reference numeral 106 denotes a recording unit. Reference numeral 107 denotes a trimming processing circuit. Reference numeral 108 denotes a detailed area focus detection processing circuit. Reference numeral 109 denotes a thinning processing circuit. Reference numeral 110 denotes a wide area focus detection processing circuit. Reference numeral 111 denotes an image shift amount comparison circuit. Reference numeral 112 denotes a defocus amount calculation circuit. Reference numeral 113 denotes a focus lens driving circuit. Reference numeral 114 denotes a threshold setting circuit. In FIG. 1, S101 is a sensor A image signal, and S102 is a sensor B image signal. S103 is an imaging signal. S104 is a display / recording image signal. S105 is a detailed area A image signal, and S106 is a detailed area B image signal. S107 is a thinned A image signal, and S108 is a thinned B image signal. S109 is a detailed area focus detection reliability flag, and S110 is a wide area focus detection reliability flag. S111 is a detailed area image shift amount, and S112 is a wide area image shift amount. S113 is a detailed / wide area image shift amount comparison result. S114 is defocus amount data. S115 is a lens driving signal. S116 is a detailed area focus detection reliability determination threshold value. S117 is a wide area focus detection reliability determination threshold value. S118 is an image shift amount comparison threshold value. In the present embodiment, the trimming processing circuit 107 and the thinning-out processing circuit 109 are combined to serve as a setting unit 115 that sets a focus detection area in the imaging screen.

<イメージセンサーの1画素構成>
図2は図1のイメージセンサー102の1画素構成の説明図である。図2において、201は左右分割された画素の左側部分(副画素)、202は左右分割された画素の右側部分(副画素)、203はマイクロレンズである。
<One pixel configuration of image sensor>
FIG. 2 is an explanatory diagram of a one-pixel configuration of the image sensor 102 of FIG. In FIG. 2, 201 is a left side portion (subpixel) of the left and right divided pixels, 202 is a right side portion (subpixel) of the left and right divided pixels, and 203 is a micro lens.

<イメージセンサーの1画素に対する回路構成>
図3は図1のイメージセンサー102の1画素に対する回路構成の説明図である。図3において、301は図2の左右分割された左側部分201を示す回路である。302は図2の左右分割された右側部分202を示す回路である。3011はフォトダイオード(以下PD)である。3012はフローティング・ディフュージョン(以下FD)である。3013は読み出しトランジスタである。3014はリセットトランジスタである。3015はソースフォロワアンプである。3016は行選択トランジスタである。なお、フォトダイオード3011は、光電変換素子ともいう。また、本実施形態では、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている。
<Circuit configuration for one pixel of image sensor>
FIG. 3 is an explanatory diagram of a circuit configuration for one pixel of the image sensor 102 of FIG. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a circuit showing the left-side portion 201 divided into left and right in FIG. 302 is a circuit showing the right-side portion 202 divided into right and left in FIG. Reference numeral 3011 denotes a photodiode (hereinafter referred to as PD). Reference numeral 3012 denotes a floating diffusion (hereinafter referred to as FD). Reference numeral 3013 denotes a read transistor. Reference numeral 3014 denotes a reset transistor. Reference numeral 3015 denotes a source follower amplifier. Reference numeral 3016 denotes a row selection transistor. Note that the photodiode 3011 is also referred to as a photoelectric conversion element. In the present embodiment, a single microlens has a plurality of photoelectric conversion elements, and the microlenses are arranged two-dimensionally.

3011〜3016の各構成要素は、図2の左右分割された左側部分201の回路301の構成であり、同様に3021〜3026における同一末尾番号により、図2の左右分割された右側部分202を示す回路302の構成要素としている。   Each of the constituent elements 3011 to 3016 is the configuration of the circuit 301 of the left and right divided part 201 in FIG. 2, and similarly shows the right and left divided part 202 in FIG. 2 by the same end number in 3021 to 3026. It is a component of the circuit 302.

303は左側画像(センサーA像)カラムADC、304は右側画像(センサーB像)カラムADC、305はセンサーA像の水平駆動回路、306はセンサーB像の水平駆動回路である。   Reference numeral 303 denotes a left image (sensor A image) column ADC, 304 denotes a right image (sensor B image) column ADC, 305 denotes a sensor A image horizontal drive circuit, and 306 denotes a sensor B image horizontal drive circuit.

また、S3011は電源、S3012はリセット制御信号、S3013は読み出し制御信号、S3014は行選択信号であり、回路301の内部信号である。同様に、S3021〜S3024における同一末尾番号により、回路302の内部信号としている。   S3011 is a power supply, S3012 is a reset control signal, S3013 is a read control signal, S3014 is a row selection signal, and is an internal signal of the circuit 301. Similarly, the internal signal of the circuit 302 is determined by the same end number in S3021 to S3024.

S303はセンサーA像の垂直信号線、S304はセンサーB像の垂直信号線、S305はセンサーA像信号、S306はセンサーB像信号である。   S303 is a sensor A image vertical signal line, S304 is a sensor B image vertical signal line, S305 is a sensor A image signal, and S306 is a sensor B image signal.

被写体像は、フォーカスレンズ101を含む撮像光学系を通じて、イメージセンサー102に投影され、光電変換される。   The subject image is projected onto the image sensor 102 through the imaging optical system including the focus lens 101 and subjected to photoelectric conversion.

イメージセンサー102は図2に示すように、各画素が左右分割された画素の左側部分201と左右分割された画素の右側部分202を、マイクロレンズ203で共用した構造のセンサーである。そのため、左右分割された画素の左側部分201と左右分割された画素の右側部分202により、異なる範囲の射出瞳の通過光束で形成された一対の被写体像が投影された状態となる。   As shown in FIG. 2, the image sensor 102 is a sensor having a structure in which a left side portion 201 of a pixel obtained by dividing each pixel into left and right portions and a right side portion 202 of the divided pixels are shared by a microlens 203. For this reason, a pair of subject images formed by passing light fluxes of exit pupils in different ranges are projected by the left side portion 201 of the left and right divided pixels and the right side portion 202 of the left and right divided pixels.

イメージセンサー102は図3に示すように、左右分割された画素の左側部分201と左右分割された画素の右側部分202が、各々、左右分割された左側部分を示す回路301と左右分割された右側部分を示す回路302で構成されている。異なる範囲の射出瞳の通過光束で形成された一対の被写体像が、独立して光電変換され、センサーA像信号S305とセンサーB像信号S306として出力される動作となる。   As shown in FIG. 3, the image sensor 102 includes a left side portion 201 of the left and right divided pixels and a right side portion 202 of the left and right divided pixels, respectively, and a circuit 301 indicating the left and right divided left portions and a right side divided right and left. The circuit 302 is shown as a part. A pair of subject images formed by light fluxes passing through exit pupils in different ranges are independently photoelectrically converted and output as sensor A image signal S305 and sensor B image signal S306.

イメージセンサーの動作の概略は以下の通りである。即ち、PD3011とFD3012は、リセット制御信号S3012により、リセットトランジスタ3014を通じて得られる電源S3011の電源レベルにリセットされる。その後、PD3011で得られる入射光量に応じた電荷をFD3012に転送する。転送は、読み出し制御信号S3013により制御され、ソースフォロワアンプ3015で電圧変換される。そして、行選択信号S3014により、行選択トランジスタ3016を通じて、センサーA像の垂直信号線S303をさらに通じて、センサーA像のカラムADC303に送られ、ここでディジタルA像データとなる。同様に、センサーB像のカラムADC304により、ディジタルB像データが生成される。この動作は、行選択信号S3014、S3024により、水平1ライン単位で制御される。また、左右分割された左側部分および右側部分の画素信号が、センサーA像の水平駆動回路305とセンサーB像の水平駆動回路306にて、順次センサーA像信号S305とセンサーB像信号S306として生成される。   The outline of the operation of the image sensor is as follows. That is, the PD 3011 and the FD 3012 are reset to the power supply level of the power supply S3011 obtained through the reset transistor 3014 by the reset control signal S3012. Thereafter, charges corresponding to the amount of incident light obtained by the PD 3011 are transferred to the FD 3012. The transfer is controlled by a read control signal S3013, and voltage conversion is performed by the source follower amplifier 3015. Then, in response to a row selection signal S3014, the sensor A image vertical signal line S303 is further passed through the row selection transistor 3016 and sent to the sensor A image column ADC 303, where it becomes digital A image data. Similarly, digital B image data is generated by the column ADC 304 of the sensor B image. This operation is controlled in units of horizontal lines by row selection signals S3014 and S3024. In addition, the left and right divided pixel signals of the left and right parts are sequentially generated as the sensor A image signal S305 and the sensor B image signal S306 by the sensor A image horizontal drive circuit 305 and the sensor B image horizontal drive circuit 306, respectively. Is done.

なお、リセット制御信号S3012、読み出し制御信号S3013、行選択信号S3014を、いわゆるローリング駆動に従い制御する。これにより、水平1ライン単位の制御を、垂直ライン分順次駆動することにより、2次元のイメージセンサーの全A像、B像が生成、出力される。   Note that the reset control signal S3012, the read control signal S3013, and the row selection signal S3014 are controlled in accordance with so-called rolling driving. As a result, all the A and B images of the two-dimensional image sensor are generated and output by sequentially driving the control in units of horizontal lines by vertical lines.

以上は、従来開示のCMOSイメージセンサーの動作制御でもあるので、これ以上の詳細説明は割愛する。   Since the above is also the operation control of the CMOS image sensor disclosed in the related art, further detailed explanation is omitted.

センサーA像信号S305とセンサーB像信号S306は、各々、図1のセンサーA像信号S101とセンサーB像信号S102となる。センサーA像信号S101とセンサーB像信号S102は、まずA・B像加算回路103において加算処理される。これにより、表示・記録のための撮像信号S103として形成される。そして、カメラ信号処理回路104において、輝度、色信号処理され、表示・記録画像信号S104が生成され、液晶パネル105などの表示デバイスにより、外部表示され、記録部106により種々の記録メディアに記録される。   The sensor A image signal S305 and the sensor B image signal S306 are respectively the sensor A image signal S101 and the sensor B image signal S102 of FIG. The sensor A image signal S101 and the sensor B image signal S102 are first added in the A / B image addition circuit 103. Thereby, it is formed as an imaging signal S103 for display / recording. The camera signal processing circuit 104 performs luminance and color signal processing to generate a display / recording image signal S104, which is externally displayed by a display device such as the liquid crystal panel 105, and recorded on various recording media by the recording unit 106. The

一方で、センサーA像信号S101とセンサーB像信号S102は、トリミング処理回路107と間引き処理回路109にも送られる。   On the other hand, the sensor A image signal S101 and the sensor B image signal S102 are also sent to the trimming processing circuit 107 and the thinning processing circuit 109.

図4(a)は、トリミング処理回路107のトリミング画素範囲、図4(b)は、間引き処理回路109の画素間引き範囲を示すものである。   4A shows the trimming pixel range of the trimming processing circuit 107, and FIG. 4B shows the pixel thinning range of the thinning processing circuit 109. FIG.

図4(a)、(b)において、401はセンサーA像またはセンサーB像の有効画素領域、402はトリミング処理回路107のトリミング画素範囲、403は間引き処理回路109の画素間引き範囲である。   4A and 4B, 401 is an effective pixel area of the sensor A image or sensor B image, 402 is a trimming pixel range of the trimming processing circuit 107, and 403 is a pixel thinning range of the thinning processing circuit 109.

センサーA像またはセンサーB像の有効画素領域401は、水平方向に4096画素、垂直方向に2160画素を有する領域である。トリミング処理回路107のトリミング画素範囲は、センサーA像またはセンサーB像の有効画素領域401の中央部の、水平方向に256画素、垂直方向に135画素の領域を、間引き無しでトリミングする。そして、詳細領域A像信号S105、および、詳細領域B像信号S106として出力する。詳細領域A像信号S105、および、詳細領域B像信号S106は、有効画素領域に対する中央重点の焦点検出領域を含むものである。   The effective pixel area 401 of the sensor A image or the sensor B image is an area having 4096 pixels in the horizontal direction and 2160 pixels in the vertical direction. In the trimming pixel range of the trimming processing circuit 107, a region of 256 pixels in the horizontal direction and 135 pixels in the vertical direction in the center of the effective pixel region 401 of the sensor A image or the sensor B image is trimmed without thinning. And it outputs as the detailed area A image signal S105 and the detailed area B image signal S106. The detailed area A image signal S105 and the detailed area B image signal S106 include a center-weighted focus detection area for the effective pixel area.

また、間引き処理回路109の画素間引き範囲は、水平方向に3072画素、垂直方向に1620画素の領域を、水平・垂直共に1/12間引きで間引いて、間引きA像信号S107、および、間引きB像信号S108として出力する。なお、間引き処理回路109の画素間引き範囲はトリミング画素範囲を中央に含む。間引きA像信号S107、間引きB像信号S108ともに、1/12間引きなので、画像サイズとしては、詳細領域A像信号S105、詳細領域B像信号S106と同じ、水平方向に256画素、垂直方向に135画素の信号となる。   Further, the thinning-out processing circuit 109 has a thinning-out range of 3072 pixels in the horizontal direction and 1620 pixels in the vertical direction by thinning out the horizontal and vertical by 1/12 thinning, and the thinning-out A image signal S107 and the thinning-out B image. Output as signal S108. Note that the pixel thinning range of the thinning processing circuit 109 includes the trimming pixel range at the center. Since both the thinned-out A image signal S107 and the thinned-out B image signal S108 are thinned by 1/12, the image size is the same as the detailed area A image signal S105 and the detailed area B image signal S106, and the horizontal size is 256 pixels and the vertical direction is 135 pixels. This is a pixel signal.

なお、図4(a)、(b)は、中央に重点(中心)を置いた焦点検出の例である。しかし、図4(c)、(d)に示すように、トリミング処理回路107のトリミング画素範囲は、必ずしも有効画素領域の中央である必要は無い。また、間引き処理回路109の画素間引き範囲も、必ずしもトリミング画素範囲を上下左右に均等に含むものである必要はない。   4A and 4B are examples of focus detection with an emphasis (center) at the center. However, as shown in FIGS. 4C and 4D, the trimming pixel range of the trimming processing circuit 107 does not necessarily need to be at the center of the effective pixel region. In addition, the pixel thinning range of the thinning processing circuit 109 does not necessarily include the trimming pixel range evenly in the vertical and horizontal directions.

詳細領域A像信号S105と詳細領域B像信号S106は、詳細領域焦点検出処理回路108に送られる。また、間引きA像信号S107と間引きB像信号S108は、広域焦点検出処理回路110に送られる。そして、各々、式1に示すように、所定範囲でA・B像をずらしながら、差分絶対値和を算出し、差分絶対値和が最小となるずらし量を、像ズレ量として演算する。   The detailed area A image signal S105 and the detailed area B image signal S106 are sent to the detailed area focus detection processing circuit 108. Further, the thinned-out A image signal S107 and the thinned-out B image signal S108 are sent to the wide area focus detection processing circuit 110. Then, as shown in Equation 1, the difference absolute value sum is calculated while shifting the A and B images within a predetermined range, and the shift amount that minimizes the difference absolute value sum is calculated as the image shift amount.

式1において、A(x)はA像信号のx番目画素、B(x+i)はB像信号のx+i番目の画素を示す。   In Equation 1, A (x) represents the xth pixel of the A image signal, and B (x + i) represents the x + ith pixel of the B image signal.

詳細領域A像信号S105、詳細領域B像信号S106、間引きA像信号S107、間引きB像信号S108はいずれも、水平方向に256画素分の信号であるので、xおよびiは0〜127の範囲で変化させ、式1を計算する。   Since the detailed area A image signal S105, the detailed area B image signal S106, the thinned A image signal S107, and the thinned B image signal S108 are signals for 256 pixels in the horizontal direction, x and i are in the range of 0 to 127. To change Equation (1).

C(i)は、0〜127のいずれかのiに対して、xを0〜127の範囲で1ずつ変えて得られる、差分絶対値和である。従い、iをさらに0〜127で振って得られたC(i)が最小となるiから、求める像ズレ量を決定する。このようにして、詳細領域像ズレ量S111と、広域像ズレ量S112が生成される。   C (i) is a sum of absolute differences obtained by changing x by 1 in the range of 0 to 127 for any i of 0 to 127. Accordingly, the image shift amount to be obtained is determined from i with which C (i) obtained by further shaking i from 0 to 127 is minimized. In this way, the detailed area image shift amount S111 and the wide area image shift amount S112 are generated.

Figure 0006344909
Figure 0006344909

また、詳細領域焦点検出処理回路108と、広域焦点検出処理回路110に対しては、閾値設定回路114により、各々、詳細領域焦点検出信頼度判定閾値S116、および、広域焦点検出信頼度判定閾値S117が設定される。二つの信頼度判定閾値は、詳細領域A像信号S105、詳細領域B像信号S106、間引きA像信号S107、間引きB像信号S108の各々が、有意なコントラストを持った信号であるかを判定するために使用する。言い換えると、像ズレ量の信頼度は、光電変換素子からの出力信号に基づいて求められた被写体のコントラストに応じて検出される。   For the detailed area focus detection processing circuit 108 and the wide area focus detection processing circuit 110, the threshold value setting circuit 114 causes the detailed area focus detection reliability determination threshold S116 and the wide area focus detection reliability determination threshold S117, respectively. Is set. The two reliability determination threshold values determine whether each of the detailed area A image signal S105, the detailed area B image signal S106, the thinned A image signal S107, and the thinned B image signal S108 has a significant contrast. Use for. In other words, the reliability of the image shift amount is detected according to the contrast of the subject obtained based on the output signal from the photoelectric conversion element.

詳細領域A像信号S105のPeak−to−Peak値、詳細領域B像信号S106のPeak−to−Peak値が共に詳細領域焦点検出信頼度判定閾値S116以上であれば、詳細領域A像信号S105、詳細領域B像信号S106のコントラストが高い。したがって、詳細領域像ズレ量S111の信頼度が高いと判定し、詳細領域焦点検出信頼度フラグS109をアクティブとする。   If the Peak-to-Peak value of the detailed area A image signal S105 and the Peak-to-Peak value of the detailed area B image signal S106 are both greater than or equal to the detailed area focus detection reliability determination threshold S116, the detailed area A image signal S105, The contrast of the detailed area B image signal S106 is high. Therefore, it is determined that the reliability of the detailed area image shift amount S111 is high, and the detailed area focus detection reliability flag S109 is activated.

同様に間引きA像信号S107のPeak−to−Peak値、間引きB像信号S108のPeak−to−Peak値が共に広域焦点検出信頼度判定閾値S117以上であれば、間引きA像信号S107、間引きB像信号S108のコントラストが高い。したがって、広域像ズレ量S112の信頼度が高いと判定し、広域焦点検出信頼度フラグS110をアクティブとする。   Similarly, if the Peak-to-Peak value of the thinned-out A image signal S107 and the Peak-to-Peak value of the thinned-out B image signal S108 are both greater than or equal to the wide-range focus detection reliability determination threshold value S117, the thinned-out A image signal S107, thinned-out B The contrast of the image signal S108 is high. Accordingly, it is determined that the reliability of the wide area image shift amount S112 is high, and the wide area focus detection reliability flag S110 is activated.

なお、上述の記載では被写体のコントラストを一例として取り上げたが、A像信号とB像信号の一致度で信頼度を判定してもよい。この場合、詳細領域A像信号S105と詳細領域B像信号S106の像の一致度が、詳細領域焦点検出信頼度判定閾値以上であれば、詳細領域像ズレ量S111の信頼度が高いと判定し、詳細領域焦点検出信頼度フラグS109をアクティブとする。同様に、間引きA像信号S107と間引きB像信号S108の像の一致度が、広域焦点検出信頼度判定閾値以上であれば、広域像ズレ量S112の信頼度が高いと判定し、広域焦点検出信頼度フラグS110をアクティブとする。   In the above description, the contrast of the subject is taken as an example, but the reliability may be determined based on the degree of coincidence between the A image signal and the B image signal. In this case, if the degree of coincidence between the detailed area A image signal S105 and the detailed area B image signal S106 is equal to or greater than the detailed area focus detection reliability determination threshold, it is determined that the reliability of the detailed area image deviation amount S111 is high. The detailed area focus detection reliability flag S109 is set active. Similarly, if the degree of coincidence between the thinned-out A image signal S107 and the thinned-out B image signal S108 is equal to or larger than the wide-area focus detection reliability determination threshold, it is determined that the reliability of the wide-area image shift amount S112 is high, and wide-area focus detection is performed. The reliability flag S110 is activated.

詳細領域焦点検出信頼度フラグS109と広域焦点検出信頼度フラグS110のいずれもアクティブとなるような状況を考える。この場合、詳細領域像ズレ量S111と、広域像ズレ量S112は、さらに、像ズレ量比較回路111において、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差分が求められる。像ズレ量比較回路111には、さらに、閾値設定回路114から、像ズレ量比較閾値S118が入力され、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差分と比較され、詳細・広域像ズレ量比較結果S113が出力される。   Consider a situation where both the detailed area focus detection reliability flag S109 and the wide area focus detection reliability flag S110 are active. In this case, the difference between the detailed area image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112 is further obtained in the image displacement amount comparison circuit 111 by the difference between the detailed area image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112. Further, the image displacement amount comparison circuit 111 receives an image displacement amount comparison threshold value S118 from the threshold setting circuit 114, and is compared with the difference between the detailed region image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112 to obtain the detailed / wide area image displacement. An amount comparison result S113 is output.

こうして得られた、詳細領域焦点検出信頼度フラグS109、広域焦点検出信頼度フラグS110、詳細領域像ズレ量S111、広域像ズレ量S112、詳細・広域像ズレ量比較結果S113は、デフォーカス量算出回路112に入力される。そして、図5の動作フローチャートに従い、デフォーカス量を算出し、デフォーカス量データS114として出力される。そして、フォーカスレンズ駆動回路113に入力され、フォーカスレンズ駆動回路113は、レンズ駆動信号S115を出力し、フォーカスレンズ101を含む撮像光学系のフォーカスレンズを移動させることにより、AF動作が実行される。   The detailed area focus detection reliability flag S109, the wide area focus detection reliability flag S110, the detailed area image deviation amount S111, the wide area image deviation amount S112, and the detailed / wide area image deviation amount comparison result S113 thus obtained are calculated as defocus amounts. Input to the circuit 112. Then, according to the operation flowchart of FIG. 5, the defocus amount is calculated and output as defocus amount data S114. The focus lens drive circuit 113 outputs the lens drive signal S115, and the focus lens of the imaging optical system including the focus lens 101 is moved to execute the AF operation.

<デフォーカス量算出回路の動作フローチャート>
図5は、デフォーカス量算出回路112の動作フローチャートである。図5において、step501のAF動作が開始されると、まず、step502の詳細領域像ズレ量S111の参照と、step503の広域像ズレ量S112の参照が実行される。次に、step504の詳細領域焦点検出信頼度フラグS109と広域焦点検出信頼度フラグS110による第1の判定が実行される。
<Operation Flowchart of Defocus Amount Calculation Circuit>
FIG. 5 is an operation flowchart of the defocus amount calculation circuit 112. In FIG. 5, when the AF operation of step 501 is started, first, the reference of the detailed area image shift amount S111 of step 502 and the reference of the wide area image shift amount S112 of step 503 are executed. Next, the first determination based on the detailed area focus detection reliability flag S109 and the wide area focus detection reliability flag S110 in step 504 is executed.

広域焦点検出信頼度フラグS110のみがアクティブである場合には、大デフォーカス状態のため詳細領域像ズレ量S111が得られる状況にない。このため、step508で広域像ズレ量S112を用いて、デフォーカス量データS114の算出が実行され、step511のデフォーカス量データS114を用いたレンズ移動を実行してAF動作終了となる。   When only the wide area focus detection reliability flag S110 is active, the detailed area image shift amount S111 is not obtained because of the large defocus state. Therefore, in step 508, the defocus amount data S114 is calculated using the wide-area image shift amount S112, the lens movement using the defocus amount data S114 in step 511 is executed, and the AF operation ends.

広域焦点検出信頼度フラグS110のみがアクティブでない場合には、step505の詳細領域焦点検出信頼度フラグS109と広域焦点検出信頼度フラグS110による第2の判定が実行される。   When only the wide area focus detection reliability flag S110 is not active, the second determination is performed by the detailed area focus detection reliability flag S109 and the wide area focus detection reliability flag S110 in step 505.

広域焦点検出信頼度フラグS110も詳細領域焦点検出信頼度フラグS109も、両方アクティブである場合には、詳細領域像ズレ量S111も広域像ズレ量S112も参照可能な状態である。この状態は、少なくとも大デフォーカス状態ではない。そこで次に、step506の詳細・広域像ズレ量比較結果S113による処理分岐を実行する。   When both the wide area focus detection reliability flag S110 and the detailed area focus detection reliability flag S109 are active, it is possible to refer to both the detailed area image deviation amount S111 and the wide area image deviation amount S112. This state is not at least a large defocus state. Then, the processing branch is executed according to the detailed / wide-area image shift amount comparison result S113 in step 506.

詳細・広域像ズレ量比較結果S113が、像ズレ量比較閾値S118以上である場合、には、step510の詳細領域像ズレ量S111を用いて、デフォーカス量データS114を算出する。そして、step511のデフォーカス量データS114を用いたレンズ移動を実行してAF動作終了となる。ここで、詳細・広域像ズレ量比較結果S113が、像ズレ量比較閾値S118以上である場合、とは即ち、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差が大きい場合である。   If the detailed / wide area image shift amount comparison result S113 is equal to or greater than the image shift amount comparison threshold S118, the defocus amount data S114 is calculated using the detailed area image shift amount S111 of step 510. Then, the lens movement using the defocus amount data S114 of step 511 is executed, and the AF operation ends. Here, when the detailed / wide area image displacement amount comparison result S113 is equal to or larger than the image displacement amount comparison threshold S118, that is, when the difference between the detailed area image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112 is large.

その理由は、本来AFの対象としたい画像領域から得た像ズレ量は詳細領域像ズレ量S111であり、一方で、広域像ズレ量S112は本来AFの対象としたい画像領域の領域外まで含み、かつ間引いたA・B像から求めているためである。よって像ズレ量の精度は低い。そのため、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112に差があるということは、詳細領域像ズレ量S111は精度よく算出されており、広域像ズレ量S112は、上記想定される理由による精度低下が生じた状況であるからである。   The reason is that the image displacement amount obtained from the image region originally intended for AF is the detailed region image displacement amount S111, while the wide-area image displacement amount S112 includes the region outside the image region originally intended for AF. This is because it is obtained from the thinned A / B images. Therefore, the accuracy of the image shift amount is low. Therefore, the fact that there is a difference between the detailed area image deviation amount S111 and the wide area image deviation amount S112 means that the detailed area image deviation amount S111 is calculated with high accuracy, and the wide area image deviation amount S112 is accurate due to the above-mentioned reason. This is because the situation has been reduced.

一方で、詳細・広域像ズレ量比較結果S113が、像ズレ量比較閾値S118未満、即ち、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差が小さい場合というのは、大デフォーカス状態ではないが、大デフォーカスに近い状況が考えられる。これは、詳細領域像ズレ量S111の精度が像がボケているために落ちており、また、広域像ズレ量S112も粗い信号を見たために落ちている現象である。または、広域像ズレ量S112は本来AFの対象としたい画像領域の領域外まで含むものなので、領域外の被写体の影響により上記想定される理由による広域像ズレ量S112の精度低下が見えなくなったかのいずれかである。   On the other hand, when the detailed / wide area image displacement amount comparison result S113 is less than the image displacement amount comparison threshold S118, that is, when the difference between the detailed area image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112 is small, in the large defocus state. Although there is no, a situation close to a large defocus can be considered. This is a phenomenon in which the accuracy of the detailed area image shift amount S111 is lowered because the image is blurred, and the wide area image shift amount S112 is also lowered because a coarse signal is seen. Alternatively, since the wide-area image shift amount S112 includes the area outside the image area that is originally intended for AF, whether the reduction in the accuracy of the wide-area image shift amount S112 due to the above-described reason can no longer be seen due to the influence of the subject outside the area. It is.

本実施形態では、詳細・広域像ズレ量比較結果S113が、閾値未満の場合、領域外の被写体の影響はレアケースであるから、大デフォーカス状態ではないが大デフォーカスに近い状況であると定義する。この場合はstep509の詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の所定の比率での重み付け平均結果を用いたデフォーカス量データS114を算出する。そして、step511のデフォーカス量データS114を用いたレンズ移動を実行してAF動作終了となる。   In the present embodiment, when the detailed / wide-area image shift amount comparison result S113 is less than the threshold value, the influence of the subject outside the area is a rare case, so that it is not a large defocus state but a situation close to large defocus. Define. In this case, defocus amount data S114 is calculated using a weighted average result at a predetermined ratio between the detailed region image shift amount S111 and the wide area image shift amount S112 in step 509. Then, the lens movement using the defocus amount data S114 of step 511 is executed, and the AF operation ends.

この重み付けは、詳細・広域像ズレ量比較結果S113が、像ズレ量比較閾値S118未満である範囲において、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差が大きいほどに、詳細領域像ズレ量S111の参照度合いが大きくなるように設定する。逆に、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差が小さくなる程に、本来像ズレ量の精度が低い、広域像ズレ量S112の参照度合いが大きくなる。これにおいては、そもそも詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の差が小さいのだから、大勢に影響は無い。   This weighting is performed when the detailed / wide area image displacement amount comparison result S113 is less than the image displacement amount comparison threshold value S118, and as the difference between the detailed area image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112 increases, the detailed area image displacement amount increases. It sets so that the reference degree of quantity S111 may become large. Conversely, the smaller the difference between the detailed area image deviation amount S111 and the wide area image deviation amount S112, the greater the degree of reference to the wide area image deviation amount S112, which is inherently less accurate. In this case, since the difference between the detailed area image deviation amount S111 and the wide area image deviation amount S112 is small, there is no influence on the majority.

このように重み付けを取り入れることで、特に動画撮影時においては、合焦近傍〜大デフォーカス状態の状態変化が頻発する場合であっても、詳細領域像ズレ量S111と広域像ズレ量S112の参照状態が頻繁に切り替わる状況を防止することができる。   By incorporating weighting in this way, particularly in moving image shooting, even when the state change from the in-focus state to the large defocus state frequently occurs, the detailed area image displacement amount S111 and the wide area image displacement amount S112 are referred to. It is possible to prevent a situation where the state is frequently switched.

次に、step505の詳細領域焦点検出信頼度フラグS109と広域焦点検出信頼度フラグS110による第2の判定の結果、広域焦点検出信頼度フラグS110も詳細領域焦点検出信頼度フラグS109も、両方アクティブではない場合を考える。この場合には、step507の詳細領域焦点検出信頼度フラグS109と広域焦点検出信頼度フラグS110による第3の判定が実行される。   Next, as a result of the second determination by the detailed area focus detection reliability flag S109 and the wide area focus detection reliability flag S110 in step 505, both the wide area focus detection reliability flag S110 and the detailed area focus detection reliability flag S109 are both active. Think of no case. In this case, the third determination based on the detailed area focus detection reliability flag S109 and the wide area focus detection reliability flag S110 in step 507 is executed.

詳細領域焦点検出信頼度フラグS109のみがアクティブである場合には、step510の詳細領域像ズレ量S111を用いたデフォーカス量を算出が実行される。そして、step511のデフォーカス量データS114を用いたレンズ移動を実行してAF動作終了となる。   When only the detailed area focus detection reliability flag S109 is active, the defocus amount is calculated using the detailed area image deviation amount S111 of step 510. Then, the lens movement using the defocus amount data S114 of step 511 is executed, and the AF operation ends.

詳細領域焦点検出信頼度フラグS109のみがアクティブである場合というのは、被写体として細かい絵柄のみである。よって、広域像ズレ量S112の算出の基となる、間引きA像信号S107と間引きB像信号S108で見ると、コントラストはほとんどない状況である。   The case where only the detailed area focus detection reliability flag S109 is active is only a fine picture as a subject. Therefore, there is almost no contrast when viewed with the thinned-out A image signal S107 and the thinned-out B image signal S108, which are the basis for calculating the wide-area image shift amount S112.

最後に、詳細領域焦点検出信頼度フラグS109も、広域焦点検出信頼度フラグS110も、いずれもアクティブでない場合は、そもそもAF制御可能なレベルの被写体コントラストが得られない状況である。このため、step512のレンズ移動なしでAF動作終了となる。   Finally, when neither the detailed area focus detection reliability flag S109 nor the wide area focus detection reliability flag S110 is active, it is a situation in which a subject contrast at a level capable of AF control cannot be obtained in the first place. For this reason, the AF operation ends without the lens movement of step 512.

動画撮影中のコンティニュアスなAF制御であれば、上記説明した図5のフローチャートを所定のフレームレートで繰り返す。これにより、大デフォーカス状態であっても、合焦近傍〜大デフォーカス状態の中間状態であっても、また、合焦近傍〜大デフォーカス状態の状態変化が頻発しても、安定したAF時間、AF品位で、AF制御することが可能である。   For continuous AF control during moving image shooting, the above-described flowchart of FIG. 5 is repeated at a predetermined frame rate. As a result, stable AF is possible even in a large defocus state, in an intermediate state between the in-focus state and the large defocus state, and even when a state change from the near-focus state to the large defocus state frequently occurs. AF control is possible with time and AF quality.

また、静止画撮影時のワンショットなAF制御において、大デフォーカス状態からのAF中に、上記説明した図5のフローチャートを再実行する。これにより、広域像ズレ量S112の参照状態から、詳細領域像ズレ量S111の参照状態へスムーズに移行することが可能となり、ユーザーから見た場合には、一回のAF動作に見える効果が得られる。   In the one-shot AF control at the time of still image shooting, the above-described flowchart of FIG. 5 is re-executed during AF from the large defocus state. Thereby, it is possible to smoothly shift from the reference state of the wide area image deviation amount S112 to the reference state of the detailed area image deviation amount S111, and when viewed from the user, an effect that looks like a single AF operation is obtained. It is done.

(第2の実施形態)
図7乃至図8を参照して、第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS.

<第2の実施形態における撮像装置の構成>
図7は本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の構成を示したブロック図である。図7において、701はフォーカスレンズを含む撮像光学系である。702は積層型イメージセンサーである。703はA・B像加算回路である。704はカメラ信号処理回路である。705は液晶パネルなどの表示デバイスである。706は記録部である。708は詳細領域焦点検出処理回路である。710は広域焦点検出処理回路である。711は像ズレ量比較回路である。712はデフォーカス量算出回路である。713はフォーカスレンズ駆動回路である。714は閾値設定回路である。また、図7において、S701はセンサーA像信号、S702はセンサーB像信号である。S703は撮像信号である。S704は表示・記録画像信号である。S705は詳細領域A像信号、S706は詳細領域B像信号である。S707は間引きA像信号、S708は間引きB像信号である。S709は詳細領域焦点検出信頼度フラグ、S710は広域焦点検出信頼度フラグである。S711は詳細領域像ズレ量、S712は広域像ズレ量である。S713は詳細・広域像ズレ量比較結果である。S714はデフォーカス量データである。S715はレンズ駆動信号である。S716は詳細領域焦点検出信頼度判定閾値である。S717は広域焦点検出信頼度判定閾値である。S718は像ズレ量比較閾値である。
<Configuration of Imaging Device in Second Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes an imaging optical system including a focus lens. Reference numeral 702 denotes a stacked image sensor. Reference numeral 703 denotes an A / B image addition circuit. Reference numeral 704 denotes a camera signal processing circuit. Reference numeral 705 denotes a display device such as a liquid crystal panel. Reference numeral 706 denotes a recording unit. Reference numeral 708 denotes a detailed area focus detection processing circuit. Reference numeral 710 denotes a wide area focus detection processing circuit. Reference numeral 711 denotes an image shift amount comparison circuit. Reference numeral 712 denotes a defocus amount calculation circuit. Reference numeral 713 denotes a focus lens driving circuit. Reference numeral 714 denotes a threshold setting circuit. In FIG. 7, S701 is a sensor A image signal, and S702 is a sensor B image signal. S703 is an imaging signal. S704 is a display / recording image signal. S705 is a detailed area A image signal, and S706 is a detailed area B image signal. S707 is a thinned A image signal, and S708 is a thinned B image signal. S709 is a detailed area focus detection reliability flag, and S710 is a wide area focus detection reliability flag. S711 is a detailed area image shift amount, and S712 is a wide area image shift amount. S713 is the detailed / wide area image shift amount comparison result. S714 is defocus amount data. S715 is a lens drive signal. S716 is a detailed area focus detection reliability determination threshold value. S717 is a wide area focus detection reliability determination threshold value. S718 is an image shift amount comparison threshold value.

図8は図7のイメージセンサー702の1画素に対する回路構成の説明図である。図8において、801は図2の左右分割された左側部分201を示す回路である。802は図2の左右分割された右側部分202を示す回路である。8011はPDである。8012はFDである。8013は読み出しトランジスタである。8014はリセットトランジスタである。8015はソースフォロワアンプである。8016は第1の行選択トランジスタである。8017は第2の行選択トランジスタである。8018は第3の行選択トランジスタである。   FIG. 8 is an explanatory diagram of a circuit configuration for one pixel of the image sensor 702 of FIG. In FIG. 8, reference numeral 801 denotes a circuit showing the left-side portion 201 divided into left and right in FIG. Reference numeral 802 denotes a circuit showing the right-side portion 202 divided into right and left in FIG. Reference numeral 8011 denotes a PD. Reference numeral 8012 denotes an FD. Reference numeral 8013 denotes a read transistor. Reference numeral 8014 denotes a reset transistor. Reference numeral 8015 denotes a source follower amplifier. Reference numeral 8016 denotes a first row selection transistor. Reference numeral 8017 denotes a second row selection transistor. Reference numeral 8018 denotes a third row selection transistor.

8011〜8018の各構成要素は、図2の左右分割された左側部分201を示す回路801の構成であり、同様に8021〜8028における同一末尾番号により、図2の左右分割された右側部分202を示す回路802の構成要素としている。   Each of the components 8011 to 8018 is a configuration of the circuit 801 showing the left and right divided left part 201 in FIG. 2. Similarly, the right and left divided parts 202 in FIG. The constituent elements of the circuit 802 shown in FIG.

803はセンサーA像の第1のカラムADCである。804はセンサーA像の第2のカラムADCである。805はセンサーA像の第3のカラムADCである。806はセンサーB像の第1のカラムADCである。807はセンサーB像の第2のカラムADCである。808はセンサーB像の第3のカラムADCである。809はセンサーA像の第1の水平駆動回路、810はセンサーA像の第2の水平駆動回路、811はセンサーA像の第3の水平駆動回路である。812はセンサーB像の第1の水平駆動回路、813はセンサーB像の第2の水平駆動回路、814はセンサーB像の第3の水平駆動回路である。   Reference numeral 803 denotes a first column ADC of the sensor A image. Reference numeral 804 denotes a second column ADC of the sensor A image. Reference numeral 805 denotes a third column ADC of the sensor A image. Reference numeral 806 denotes a first column ADC of the sensor B image. Reference numeral 807 denotes a second column ADC of the sensor B image. Reference numeral 808 denotes a third column ADC of the sensor B image. Reference numeral 809 denotes a first horizontal drive circuit for the sensor A image, 810 denotes a second horizontal drive circuit for the sensor A image, and 811 denotes a third horizontal drive circuit for the sensor A image. Reference numeral 812 denotes a first horizontal drive circuit for the sensor B image, 813 denotes a second horizontal drive circuit for the sensor B image, and 814 denotes a third horizontal drive circuit for the sensor B image.

また、S8011は電源である。S8012はリセット制御信号である。S8013は読み出し制御信号である。S8014は第1の行選択信号である。S8015は第2の行選択信号である。また、S8016は第3の行選択信号であり、図2の左右分割された左側部分201を示す回路801の内部信号である。同様に、S8021〜S8026における同一末尾番号により、図2の左右分割された右側部分202を示す回路802の内部信号としている。   S8011 is a power source. S8012 is a reset control signal. S8013 is a read control signal. S8014 is a first row selection signal. S8015 is the second row selection signal. Further, S8016 is a third row selection signal, which is an internal signal of the circuit 801 showing the left and right divided parts 201 in FIG. Similarly, the same end number in S8021 to S8026 is used as an internal signal of the circuit 802 indicating the right-side portion 202 divided in the left-right direction in FIG.

S803はセンサーA像の第1の垂直信号線である。S804はセンサーA像の第2の垂直信号線である。S805はセンサーA像の第3の垂直信号線である。S806はセンサーB像の第1の垂直信号線である。S807はセンサーB像の第2の垂直信号線である。S808はセンサーB像の第3の垂直信号線である。S809は第1のセンサーA像信号である。S810は第2のセンサーA像信号である。S811は第3のセンサーA像信号である。S812は第1のセンサーB像信号である。S813は第2のセンサーB像信号である。S814は第3のセンサーB像信号である。   S803 is a first vertical signal line of the sensor A image. S804 is a second vertical signal line of the sensor A image. S805 is a third vertical signal line of the sensor A image. S806 is a first vertical signal line of the sensor B image. S807 is the second vertical signal line of the sensor B image. S808 is a third vertical signal line of the sensor B image. S809 is a first sensor A image signal. S810 is a second sensor A image signal. S811 is a third sensor A image signal. S812 is a first sensor B image signal. S813 is the second sensor B image signal. S814 is a third sensor B image signal.

図7において、積層型イメージセンサー702以外の構成要素については、図1の本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の各構成要素と同一であるので、同一構成要素の動作説明については割愛する。   In FIG. 7, the components other than the stacked image sensor 702 are the same as those of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. To do.

図7の本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の各構成要素で異なる構成要素は、前述の積層型イメージセンサー702および、その出力信号に関するところであるので、以下、その部分について説明する。   The components that are different in each component of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 7 are related to the above-described laminated image sensor 702 and its output signal, so that part will be described below.

積層型イメージセンサー702は、近年、その製造技術が確立、実用化され始めたものであり、イメージセンサーパッケージ内に複数のシリコンチップを積層・構成し、複数のシリコンチップ間で信号接続したイメージセンサーである。そして、複数のシリコンチップ間での信号接続の数は、従来のイメージセンサーパッケージ外部への信号入出力の数に対して飛躍的に多いものとなっており、イメージセンサーの物理設計自由度を大きく向上させているものである。   The laminated image sensor 702 has recently been established and put into practical use, and an image sensor in which a plurality of silicon chips are stacked and configured in an image sensor package and signals are connected between the plurality of silicon chips. It is. The number of signal connections between multiple silicon chips is dramatically greater than the number of signal inputs and outputs to the outside of conventional image sensor packages, greatly increasing the degree of freedom in physical design of image sensors. It is an improvement.

積層型イメージセンサー702の内部構成例は、図8の通りである。PD8011、FD8012、リセット制御信号S8012、リセットトランジスタ8014、電源S8011、読み出し制御信号S8013の各働きについては、図3のイメージセンサー102の1画素に対する回路と同じである。また、読み出しトランジスタ8013、ソースフォロワアンプ8015の各働きについては、図3のイメージセンサー102の1画素に対する回路と同じである。   An example of the internal configuration of the stacked image sensor 702 is as shown in FIG. The functions of the PD 8011, the FD 8012, the reset control signal S8012, the reset transistor 8014, the power supply S8011, and the readout control signal S8013 are the same as those of the circuit for one pixel of the image sensor 102 in FIG. The functions of the read transistor 8013 and the source follower amplifier 8015 are the same as those of the circuit for one pixel of the image sensor 102 in FIG.

異なるのは、積層型イメージセンサーの物理設計自由度向上のため、第1の行選択トランジスタ8016、第2の行選択トランジスタ8017、第3の行選択トランジスタ8018がソースフォロワアンプ8015に共通に接続構成されている点である。そして、第1の行選択信号S8014、第2の行選択信号S8015、第3の行選択信号S8016が、各行選択トランジスタ(各々8016、8017、8018)を制御可能な構成となっている。   The difference is that the first row selection transistor 8016, the second row selection transistor 8017, and the third row selection transistor 8018 are commonly connected to the source follower amplifier 8015 in order to improve the physical design flexibility of the stacked image sensor. It is a point that has been. The first row selection signal S8014, the second row selection signal S8015, and the third row selection signal S8016 can control each row selection transistor (8016, 8017, and 8018, respectively).

そして、センサーA像の第1の垂直信号線S803、センサーA像の第1のカラムADC803、センサーA像の第1の水平駆動回路809を経て、第1のセンサーA像信号S809が出力される。   The first sensor A image signal S809 is output through the first vertical signal line S803 for the sensor A image, the first column ADC 803 for the sensor A image, and the first horizontal drive circuit 809 for the sensor A image. .

そして、センサーA像の第2の垂直信号線S804、センサーA像の第2のカラムADC804、センサーA像の第2の水平駆動回路810を経て、第2のセンサーA像信号S810が出力される。   The second sensor A image signal S810 is output through the second vertical signal line S804 for the sensor A image, the second column ADC 804 for the sensor A image, and the second horizontal drive circuit 810 for the sensor A image. .

そして、センサーA像の第3の垂直信号線S805、センサーA像の第3のカラムADC805、センサーA像の第3の水平駆動回路811を経て、第3のセンサーA像信号S811が出力されるものとなっている。   The third sensor A image signal S811 is output through the third vertical signal line S805 for the sensor A image, the third column ADC 805 for the sensor A image, and the third horizontal drive circuit 811 for the sensor A image. It has become a thing.

従い、各行選択信号(各々S8014、S8015、S8016)によって、PD8011 の光電荷量に応じて得られるソースフォロワアンプ8015の出力電圧が、独立した3系統のセンサーA像信号として出力されることとなる。   Therefore, the output voltage of the source follower amplifier 8015 obtained according to the photocharge amount of the PD 8011 by each row selection signal (respectively S8014, S8015, S8016) is output as three independent sensor A image signals. .

同様に、PD8021、FD8022、リセット制御信号S8022、リセットトランジスタ8024、電源S8021、読み出し制御信号S8023、読み出しトランジスタ8023、ソースフォロワアンプ8025の各構成要素が動作する。各行選択トランジスタ(各々8026、8027、8028の)と、各行選択信号(各々S8024、S8025、S8026)により、センサーB像の第1の垂直信号線S806に信号が出力される。そして、センサーB像の第1のカラムADC806、センサーB像の第1の水平駆動回路812を経て、第1のセンサーB像信号S812が出力される。   Similarly, each component of PD8021, FD8022, reset control signal S8022, reset transistor 8024, power source S8021, read control signal S8023, read transistor 8023, and source follower amplifier 8025 operates. A signal is output to the first vertical signal line S806 of the sensor B image by each row selection transistor (each of 8026, 8027, and 8028) and each row selection signal (each of S8024, S8025, and S8026). The first sensor B image signal S812 is output through the first column ADC 806 of the sensor B image and the first horizontal drive circuit 812 of the sensor B image.

そして、センサーB像の第2の垂直信号線S807、センサーB像の第2のカラムADC807、センサーB像の第2の水平駆動回路813を経て、第2のセンサーB像信号S813が出力される。   The second sensor B image signal S813 is output through the second vertical signal line S807 for the sensor B image, the second column ADC 807 for the sensor B image, and the second horizontal drive circuit 813 for the sensor B image. .

そして、センサーB像の第3の垂直信号線S808、センサーB像の第3のカラムADC808、センサーB像の第3の水平駆動回路814を経て、第3のセンサーB像信号S814が出力される。従い、各行選択信号(各々S8024、S8025、S8026)によりPD8021の光電荷量に応じて得られるソースフォロワアンプ8025の出力電圧が、独立した3系統のセンサーB像信号として出力されることとなる。   The third sensor B image signal S814 is output through the third vertical signal line S808 for the sensor B image, the third column ADC 808 for the sensor B image, and the third horizontal drive circuit 814 for the sensor B image. . Accordingly, the output voltage of the source follower amplifier 8025 obtained according to the photocharge amount of the PD 8021 by each row selection signal (S8024, S8025, S8026, respectively) is output as three independent sensor B image signals.

独立した3系統のセンサーA像、B像信号は、各々の使用先でセンサー像信号を必要とするタイミングで読み出すことが可能である。   The three independent systems of sensor A image and B image signal can be read out at the timing when the sensor image signal is required at each use destination.

図7において、センサーA像信号S701は第1のセンサーA像信号S809である。詳細領域A像信号S705は第2のセンサーA像信号S810である。間引きA像信号S707は第3のセンサーA像信号S811である。センサーB像信号S702は第1のセンサーB像信号S812である。詳細領域B像信号S706は第2のセンサーB像信号S813である。間引きB像信号S708は第3のセンサーB像信号S814である。そして図4(a)、(b)、(c)、(d)に示すような、トリミングあるいは画素間引きと同様のセンサーA・B像画像となるように、積層型イメージセンサー702の駆動制御を行う。これにより、上記本発明の第1の実施形態と同様の動作が行なえる。詳細領域焦点検出処理回路708、広域焦点検出処理回路710、像ズレ量比較回路711、デフォーカス量算出回路712、フォーカスレンズ駆動回路713、閾値設定回路714を用いて、図5の動作フローチャートにより、AF制御する。   In FIG. 7, a sensor A image signal S701 is a first sensor A image signal S809. The detailed area A image signal S705 is the second sensor A image signal S810. The thinned A image signal S707 is the third sensor A image signal S811. The sensor B image signal S702 is the first sensor B image signal S812. The detailed area B image signal S706 is the second sensor B image signal S813. The thinned B image signal S708 is a third sensor B image signal S814. Then, as shown in FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D, the drive control of the stacked image sensor 702 is performed so that a sensor A / B image image similar to trimming or pixel thinning is obtained. Do. As a result, the same operation as in the first embodiment of the present invention can be performed. Using the detailed area focus detection processing circuit 708, the wide area focus detection processing circuit 710, the image shift amount comparison circuit 711, the defocus amount calculation circuit 712, the focus lens drive circuit 713, and the threshold setting circuit 714, the operation flowchart of FIG. AF control is performed.

上記本発明の第2の実施形態によれば、前述の第1実施形態で得られる効果に加えてさらに、イメージセンサーから撮影・記録用の画像を読み出す経路とは独立にAF対象領域を読み出し、かつ、間引いた状態で読み出すことが可能となる。このため、さらにAF時間の短縮が可能となる。   According to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the AF target area is read out independently of the path for reading out the image for recording / recording from the image sensor. And it becomes possible to read in the thinned-out state. For this reason, the AF time can be further shortened.

<その他のイメージセンサーの瞳分割状況の例>
ここで、図2の副画素201を図に示したようにx方向に規則的に配列し、これらの副画素群で取得した第1の像信号を像信号A(結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した対の光束から得られる像信号の一方)とする。また、副画素202も図に示したようにx方向に規則的に配列し、これらの副画素群で取得した第2の像信号を像信号B(結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した対の光束から得られる像信号の他方)とする。すると、像信号Aと像信号Bの相対的な像ズレ量を算出できる。これに基づいて、フォーカスレンズの焦点ずれ量を調節する。これを位相差方式の焦点調節という。なお、ここではx方向に輝度分布を有した被写体に対応した構成について説明したが、同様の構成をy方向にも展開することでy方向に輝度分布を有した被写体にも対応した構成をとることが可能である。
<Examples of pupil division of other image sensors>
Here, the sub-pixels 201 in FIG. 2 are regularly arranged in the x direction as shown in the figure, and the first image signal acquired by these sub-pixel groups is converted into an image signal A (a different emission of the imaging optical system). One of the image signals obtained from a pair of luminous fluxes that have passed through the pupil region. Further, the subpixels 202 are also regularly arranged in the x direction as shown in the figure, and the second image signal acquired by these subpixel groups passes through the image signal B (a different exit pupil region of the imaging optical system). The other of the image signals obtained from the paired luminous fluxes). Then, the relative image shift amount between the image signal A and the image signal B can be calculated. Based on this, the defocus amount of the focus lens is adjusted. This is called phase difference focus adjustment. Although the configuration corresponding to a subject having a luminance distribution in the x direction has been described here, a configuration corresponding to a subject having a luminance distribution in the y direction can be obtained by developing a similar configuration in the y direction. It is possible.

また、上述の実施形態では瞳分割をするために1画素中に偏芯させた副画素が2つ1次元方向のみに分割された例を示したが、瞳分割方法に関しては、x、y方向の2次元方向に分割して副画素が形成されても良い。   In the above-described embodiment, an example is shown in which two subpixels that are eccentric in one pixel are divided only in a one-dimensional direction in order to divide the pupil. Sub-pixels may be formed by dividing in the two-dimensional direction.

また、本実施形態では瞳分割をするために1マイクロレンズあたり複数の副画素が配置された例を示したが、瞳分割方法に関しては1マイクロレンズあたり偏芯させた画素を1つ配置し、偏芯の異なる画素を用いて瞳分割し、焦点検出を行っても良い。   Further, in the present embodiment, an example in which a plurality of subpixels are arranged per microlens for pupil division is shown, but with respect to the pupil division method, one eccentric pixel is arranged per microlens, Focus detection may be performed by dividing the pupil using pixels having different eccentricity.

<上述の実施形態のその他の例、上述の実施形態の効果等>
なお、上述の実施形態では、図2のトリミング処理回路107では信号のトリミングを行い、間引き処理回路109により信号の間引きを行う構成とした。
<Other examples of the above embodiment, effects of the above embodiment, etc.>
In the above-described embodiment, the trimming processing circuit 107 in FIG. 2 performs signal trimming, and the thinning-out processing circuit 109 performs signal thinning.

しかしながら、トリミング処理回路107と間引き処理回路109に代えて、間引き率の異なる第1の間引き処理回路と第2の間引き処理回路とを設けても良い。また、トリミング処理回路107と間引き処理回路109に代えて、加算率の異なる第1の加算処理回路と第2の加算処理回路を設けても良い。この場合の得られる像信号の解像度は、トリミング処理回路107よりも間引き処理回路109の方が低くなる。また、間引き率や加算率が高いほど、得られる像信号の解像度は低くなる。   However, instead of the trimming processing circuit 107 and the thinning processing circuit 109, a first thinning processing circuit and a second thinning processing circuit having different thinning rates may be provided. Further, instead of the trimming processing circuit 107 and the thinning processing circuit 109, a first addition processing circuit and a second addition processing circuit having different addition rates may be provided. The resolution of the image signal obtained in this case is lower in the thinning processing circuit 109 than in the trimming processing circuit 107. Further, the higher the thinning rate and the addition rate, the lower the resolution of the obtained image signal.

上述の実施形態では、例えば、広いAF対象領域における間引きA・B像と、本来のAF対象領域における間引き無しA・B像を同時に生成して、各々のA・B像から求めた二つのデフォーカス量に基づきAF動作が可能となる。このため、大デフォーカス状態であっても、合焦近傍の状態であっても、AF時間の短縮が可能となる。   In the above-described embodiment, for example, a thinned A / B image in a wide AF target area and a non-thinned A / B image in the original AF target area are generated simultaneously, and two images obtained from each A / B image are generated. An AF operation can be performed based on the focus amount. For this reason, the AF time can be shortened even in the large defocus state or in the vicinity of the in-focus state.

また、図6に示すように、本来AFの対象としたい画像領域の被写体の空間周波数成分が比較的高い、細かい線状の絵柄である場合には、AFの対象とする画像領域の広げ方を、例えば水平方向にのみ広げるだけでは効果が低い場合も多い。この場合には、本来のAFの対象としたい画像領域を包含するように、AFの対象とする画像領域を、垂直方向にも拡張すべきである。上述の実施形態によれば、例えば、広いAF対象領域を、特に垂直方向にも拡張する場合において、イメージセンサーから撮影・記録用の画像を読み出す経路とは独立に広いAF対象領域を読み出し、かつ、間引いた状態で読み出すことが可能となる。このため、A・B像データがイメージセンサーから取得されるタイミングの遅れを防止することができ、さらにAF時間の短縮が可能となる。   In addition, as shown in FIG. 6, in the case where the subject has a relatively high spatial frequency component in the image region that is originally intended for AF, and the pattern is a fine line, the method for expanding the image region that is the subject of AF is described. For example, there are many cases where the effect is low only by spreading only in the horizontal direction. In this case, the image area targeted for AF should be extended also in the vertical direction so as to include the image area desired to be originally targeted for AF. According to the above-described embodiment, for example, when a wide AF target area is extended also in the vertical direction, a wide AF target area is read out independently of a path for reading a shooting / recording image from the image sensor, and , It is possible to read in the thinned-out state. For this reason, it is possible to prevent a delay in the timing at which the A / B image data is acquired from the image sensor, and it is possible to shorten the AF time.

また、例えば、広いAF対象領域における間引きA・B像から得られる像ズレ量と、本来のAF対象領域における間引き無しA・B像から得られる像ズレ量の信頼度が評価され、いずれの像ズレ量に基づくAF制御を行うのが適切かを判断できる。また、いずれの像ズレ量の信頼度も得られた場合には、各像ズレ量を比較することにより、さらに詳細にいずれの像ズレ量を用いるのか、あるいは、所定の重み付けで用いるかを制御できる。これにより、間引きA・B像によるAF制御から、間引き無しA・B像によるAF制御への乗り換えが滑らかに移行できる。このため、ユーザーからは一回のAF動作に見える効果が得られる。さらに、動画撮影中では、時々大デフォーカス状態となっても、2段階のAF制御を滑らかにつなぐことが可能となり、AF動作の品位向上の効果がある。   Further, for example, the reliability of the image shift amount obtained from the thinned A / B image in the wide AF target region and the image shift amount obtained from the non-thinned A / B image in the original AF target region is evaluated. It can be determined whether AF control based on the amount of deviation is appropriate. In addition, when the reliability of any image displacement amount is obtained, by comparing the image displacement amounts, it is possible to control which image displacement amount is used in more detail or with a predetermined weight. it can. Thereby, the transfer from the AF control based on the thinned A / B image to the AF control based on the non-thinned A / B image can be smoothly shifted. For this reason, the user can obtain an effect that looks like a single AF operation. Furthermore, during moving image shooting, even when a large defocus state is occasionally obtained, it is possible to smoothly connect the two-stage AF control, and there is an effect of improving the quality of the AF operation.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線/無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。   Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. A part of the above-described embodiments may be appropriately combined. Also, when a software program that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied from a recording medium directly to a system or apparatus having a computer that can execute the program using wired / wireless communication, and the program is executed Are also included in the present invention. Accordingly, the program code itself supplied and installed in the computer in order to implement the functional processing of the present invention by the computer also realizes the present invention. That is, the computer program itself for realizing the functional processing of the present invention is also included in the present invention. In this case, the program may be in any form as long as it has a program function, such as an object code, a program executed by an interpreter, or script data supplied to the OS. As a recording medium for supplying the program, for example, a magnetic recording medium such as a hard disk or a magnetic tape, an optical / magneto-optical storage medium, or a nonvolatile semiconductor memory may be used. As a program supply method, a computer program that forms the present invention is stored in a server on a computer network, and a connected client computer downloads and programs the computer program.

101 フォーカスレンズを含む撮像光学系
102 イメージセンサー
103 A・B像加算回路
104 カメラ信号処理回路
105 液晶パネルなどの表示デバイス
106 記録部
107 トリミング処理回路
108 詳細領域焦点検出処理回路
109 間引き処理回路
110 広域焦点検出処理回路
111 像ズレ量比較回路
112 デフォーカス量算出回路
113 フォーカスレンズ駆動回路
114 閾値設定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Imaging optical system including a focus lens 102 Image sensor 103 A / B image addition circuit 104 Camera signal processing circuit 105 Display device, such as a liquid crystal panel 106 Recording part 107 Trimming processing circuit 108 Detailed area focus detection processing circuit 109 Thinning-out processing circuit 110 Wide area Focus detection processing circuit 111 Image shift amount comparison circuit 112 Defocus amount calculation circuit 113 Focus lens drive circuit 114 Threshold setting circuit

Claims (11)

1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段と、
撮像画面内に、第1の焦点検出領域と、前記第1の焦点検出領域よりも広い第2の焦点検出領域を設定する設定手段と、
前記第1、第2の焦点検出領域における前記光電変換素子からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出手段と
前記検出手段により検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得手段とを備え、
前記検出手段は、前記第1の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第1の解像度の第1の像信号を生成し、前記第2の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、前記第1の解像度よりも低い第2の解像度の第2の像信号を生成して、前記第1の像信号を用いて第1の像ズレ量を検出し、前記第2の像信号を用いて第2の像ズレ量を検出し、
前記取得手段は、前記第1の像ズレ量と前記第2の像ズレ量とに所定の比率で重み付けをして、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする撮像装置。
An imaging means having a plurality of photoelectric conversion elements for one microlens, and the microlenses are arranged two-dimensionally;
Setting means for setting a first focus detection area and a second focus detection area wider than the first focus detection area in the imaging screen;
Based on the output signals from the photoelectric conversion elements in the first and second focus detection areas, a pair of image signals for performing phase difference focus detection processing is generated for each focus detection area, Detection means for detecting an image shift amount of a pair of image signals; and an acquisition means for acquiring an image shift amount used when performing focus adjustment from an image shift amount for each focus detection region detected by the detection means,
The detection means generates a first image signal having a first resolution from a pair of signals output from a photoelectric conversion element included in the first focus detection region, and is included in the second focus detection region. A second image signal having a second resolution lower than the first resolution is generated from a pair of signals output from the photoelectric conversion element, and the first image shift is performed using the first image signal. A second image shift amount is detected using the second image signal,
The acquisition unit obtains an image shift amount used when performing focus adjustment by weighting the first image shift amount and the second image shift amount at a predetermined ratio. apparatus.
前記検出手段は、前記第1の像ズレ量と前記第2の像ズレ量との信頼度を更に検出し、前記取得手段は、前記第1の像ズレ量、前記第2の像ズレ量、前記第1の像ズレ量の信頼度、及び前記第2の像ズレ量の信頼度に基づいて、前記焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The detection means further detects the reliability of the first image deviation amount and the second image deviation amount, and the acquisition means comprises the first image deviation amount, the second image deviation amount, The image shift amount used when performing the focus adjustment is acquired based on the reliability of the first image shift amount and the reliability of the second image shift amount. Imaging device. 前記第1及び第2の像ズレ量の信頼度は、前記光電変換素子からの出力信号に基づいて求められた被写体のコントラストに応じて検出されることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   3. The imaging according to claim 2, wherein the reliability of the first and second image shift amounts is detected according to a contrast of a subject obtained based on an output signal from the photoelectric conversion element. apparatus. 前記第1及び第2の像ズレ量の信頼度は、一対の像信号の像の一致度に応じて検出されることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 2, wherein the reliability of the first and second image shift amounts is detected according to the degree of coincidence of the images of the pair of image signals. 前記取得手段は、前記第1の像ズレ量の信頼度が所定の閾値よりも高く、かつ、前記第2の像ズレ量の信頼度が所定の閾値よりも高い場合に、前記第1の像ズレ量と前記第2の像ズレ量との差分を求め、当該差分に基づいて、前記焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。   The acquisition unit is configured such that when the reliability of the first image shift amount is higher than a predetermined threshold value and the reliability of the second image shift amount is higher than a predetermined threshold value, the first image shift amount is higher than the predetermined threshold value. The difference between the amount of deviation and the second amount of image deviation is obtained, and the amount of image deviation used when the focus adjustment is performed is obtained based on the difference. The imaging device according to item. 前記取得手段は、前記差分が所定の閾値未満である場合、前記差分が第1の差分である場合と前記差分が前記第1の差分よりも大きい第2の差分である場合とでは、前記第2の差分である場合の方が、前記第1の像ズレ量の重み付け比率を大きくすることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。   In the case where the difference is less than a predetermined threshold, the acquisition means includes the first difference between the case where the difference is a first difference and the case where the difference is a second difference larger than the first difference. The imaging apparatus according to claim 5, wherein a weighting ratio of the first image shift amount is increased when the difference is two. 前記撮像手段は撮像素子であって、前記第1、2の焦点検出領域に対して、各々間引き率又は加算率が異なる信号を読み出し、
前記検出手段は、複数の異なる間引き率又は加算率の信号に対して、第1の解像度の第1の像信号及び、前記第2の解像度の第2の像信号を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging means is an imaging device, and reads out signals with different thinning rates or addition rates for the first and second focus detection areas,
The detection unit generates a first image signal having a first resolution and a second image signal having a second resolution with respect to a plurality of signals having different thinning rates or addition rates. The imaging device according to any one of claims 1 to 6.
前記第1の焦点検出領域の中心と、前記第2の焦点検出領域の中心とが同じであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein a center of the first focus detection region and a center of the second focus detection region are the same. 前記撮像手段から出力された信号を用いて画像を表示デバイスへ表示するように制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to control to display an image on a display device using a signal output from the imaging unit. 前記撮像手段から出力された信号を用いて画像を記録部へ記録するように制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。   The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls to record an image on a recording unit using a signal output from the image pickup unit. 1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
撮像画面内に、第1の焦点検出領域と、前記第1の焦点検出領域よりも広い第2の焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記第1、第2の焦点検出領域における前記光電変換素子からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出ステップと
前記検出ステップにより検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得ステップとを有し、
前記検出ステップでは、前記第1の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第1の解像度の第1の像信号を生成し、前記第2の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、前記第1の解像度よりも低い第2の解像度の第2の像信号を生成し、前記第1の像信号を用いて第1の像ズレ量を検出し、前記第2の像信号を用いて第2の像ズレ量を検出し、
前記取得ステップでは、前記第1の像ズレ量と前記第2の像ズレ量とに所定の比率で重み付けをして、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus including an imaging unit having a plurality of photoelectric conversion elements for one microlens, and the microlenses are arranged two-dimensionally,
A setting step for setting a first focus detection region and a second focus detection region wider than the first focus detection region in the imaging screen;
Based on the output signals from the photoelectric conversion elements in the first and second focus detection areas, a pair of image signals for performing phase difference focus detection processing is generated for each focus detection area, A detection step of detecting an image shift amount of a pair of image signals; and an acquisition step of acquiring an image shift amount used when performing focus adjustment from an image shift amount for each focus detection area detected by the detection step. ,
In the detection step, a first image signal having a first resolution is generated from a pair of signals output from a photoelectric conversion element included in the first focus detection region, and is included in the second focus detection region. A second image signal having a second resolution lower than the first resolution is generated from a pair of signals output from the photoelectric conversion element, and a first image shift amount is generated using the first image signal. And detecting a second image shift amount using the second image signal,
In the acquisition step, the first image shift amount and the second image shift amount are weighted at a predetermined ratio to acquire an image shift amount used when focus adjustment is performed. Method.
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