JP7631245B2 - Image capture device, image capture element, image capture device control method, and image capture element control method - Google Patents
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Description
本発明は、オートフォーカス機能に関する。 The present invention relates to an autofocus function.
撮像装置には、被写体に対して自動で焦点調節を行うオートフォーカス機能(以下、AF)がある。高速移動する被写体に対しても撮影機会を逃さないよう、AF動作を早く完了することが望まれている。AF動作は、撮像光学系の光軸方向にフォーカスレンズを移動させることで行う。AFを行う際、まず、撮像素子で撮像した画像に対して全画素読み出しをしたのち、カメラの画像エンジン内で画像内の位相差やコントラスト差を認識して、合焦位置までのレンズのデフォーカス量を取得する。そして、取得したデフォーカス量とレンズの現在位置情報とに基づいて駆動量を計算する。その後、フォーカスレンズの位置を動かすための駆動コマンドを生成し、レンズ側に送信する。レンズでは、MPUを通して制御情報をレンズ駆動モータに通知する。この一連の動作において、撮像素子、画像エンジン、レンズの制御が順次動くため、AF動作には一定の時間がかかっている。AF動作を早く完了させるために、特許文献1は、撮像した画像を全画素読みしたのち、レンズ駆動コマンドを生成してレンズに送信するまでを撮像素子内で完結する技術を開示している。画像エンジンを通すことなく、レンズの駆動コマンド生成まで行うことで従来の技術よりもAF動作を早く完了できる。
Imaging devices have an autofocus function (hereinafter, AF) that automatically adjusts the focus on a subject. It is desirable to complete the AF operation quickly so as not to miss a photographing opportunity even for a fast-moving subject. The AF operation is performed by moving the focus lens in the optical axis direction of the imaging optical system. When performing AF, first, all pixels of the image captured by the imaging element are read, and then the phase difference and contrast difference in the image are recognized in the image engine of the camera to obtain the defocus amount of the lens to the in-focus position. Then, the drive amount is calculated based on the obtained defocus amount and the current position information of the lens. After that, a drive command for moving the position of the focus lens is generated and transmitted to the lens side. The lens notifies the lens drive motor of the control information through the MPU. In this series of operations, the imaging element, the image engine, and the lens are controlled sequentially, so the AF operation takes a certain amount of time. In order to complete the AF operation quickly,
ところで、近年AIを搭載したセンサが開発されてる。特許文献2は、フォトダイオードにより受光し、画像信号を読み出す撮像素子内に画像認識機能を有する撮像素子を開示している。画像信号の読み出し方も変更可能であり、例えば1/4画素に間引いた読み出しを行って出力された画像で認識を行うことができるため、1/4画素の画像で認識できた場合は全画素の読み出しが完了するよりも早く画像認識結果を出力可能となる。例えば、1/4画素、2/4画素、3/4画素で認識不可だった場合は全画素(4/4画素)の読み出し後に認識結果が出力される。また、撮像素子内に学習機能を持ったシーン認識部を搭載する技術も存在している。シーンに基いて撮像部の駆動を制御することで、画像エンジン側での画像処理を待たずに被写体検出を行うことができる。 Incidentally, sensors equipped with AI have been developed in recent years. Patent Document 2 discloses an image sensor that has an image recognition function within the image sensor that receives light with a photodiode and reads out an image signal. The way in which the image signal is read can also be changed; for example, recognition can be performed with the image output by thinning out the image to 1/4 pixels, so that if recognition is possible with an image of 1/4 pixels, the image recognition result can be output before the completion of reading all pixels. For example, if recognition is not possible with 1/4 pixels, 2/4 pixels, or 3/4 pixels, the recognition result is output after reading all pixels (4/4 pixels). There is also technology that installs a scene recognition unit with a learning function within the image sensor. By controlling the driving of the image sensor based on the scene, it is possible to detect the subject without waiting for image processing on the image engine side.
特許文献1では、例えば、固定した撮像装置のフレーム内にユーザが狙った被写体が高速移動しながら入ってきた場合に、該被写体にAF領域を設定する動作が間に合わないことがある。特許文献2では、撮像素子に搭載した学習機能により事前に現在の撮影シーンを認識し、狙った被写体の検出自体は高速で行うことができるが、センサ内でAF動作を行う技術については触れられていない。また、特許文献1および特許文献2のいずれの場合においても、これまでカメラ側で行っていた歪曲補正等の画像補正が行えないため、被写体が周辺部にある場合、被写体を検出しづらくなる場合がある。
In
本発明は、高速で高精度な焦点調節を可能にすること目的とする。 The purpose of the present invention is to enable high-speed, high-precision focus adjustment.
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮像素子および画像処理装置を有する撮像装置であって、フォーカスレンズの駆動に用いるために出力する制御情報を、前記撮像素子で生成されたフォーカスレンズの駆動を制御するための第1の制御情報と前記画像処理装置で生成されたフォーカスレンズの駆動を制御するための第2の制御情報のいずれかに切り替える切替手段を有し、前記制御情報は前記フォーカスレンズの駆動量を示す情報を含み、前記撮像素子は、前記画像処理装置とは異なるプロセッサを有し、前記画像処理装置での被写体検出の結果を用いずに、前記撮像装置の内部での被写体検出の結果を用いて前記第1の制御情報を生成する。 In order to solve the above problems, the imaging device of the present invention is an imaging device having an imaging element and an image processing device, and has a switching means for switching control information output for use in driving a focus lens to either first control information for controlling the driving of the focus lens generated by the imaging element or second control information for controlling the driving of the focus lens generated by the image processing device , the control information including information indicating the driving amount of the focus lens, the imaging element having a processor different from the image processing device, and generating the first control information using the result of subject detection inside the imaging device, without using the result of subject detection in the image processing device .
本発明によれば、本発明は、高速で高精度な焦点調節が可能となる。 The present invention enables high-speed, high-precision focus adjustment.
(第1実施形態)
図1は、撮像装置100の構成例を示すブロック図である。撮像装置100は、例えば、デジタル一眼レフカメラ、ミラーレスカメラ、ビデオカメラ、コンパクトデジタルカメラ等の撮像装置である。撮像装置100は、レンズ部101およびカメラ部110を有する。撮像装置100は、レンズ部101およびカメラ部110が一体となった撮像装置でもよいし、レンズ部101がカメラ部110に対して着脱可能なレンズ交換式の撮像装置であってもよい。
First Embodiment
1 is a block diagram showing an example of the configuration of an
まず、レンズ部101の構成について説明する。レンズ部101は、撮像素子130上に被写体の光学像を結像する。レンズ部101は、フォーカスレンズ102など複数のレンズを含む撮像光学系を有する。さらにレンズ部101は、位置検出部103、駆動回路104、モータ105、レンズ制御部106、IF(インタフェース)107を有する。フォーカスレンズ102は、焦点距離を変更可能なレンズであり、光軸方向に移動して焦点調節を行う。
First, the configuration of the
位置検出部103は、フォーカスレンズ102の位置を検出し、レンズ制御部106へ出力する。駆動回路104およびモータ105は、フォーカスレンズ102を駆動させる駆動部である。駆動回路104は、レンズ制御部106から受け取ったフォーカスレンズ102を合焦位置に駆動させるための制御情報に基づいてモータ105を駆動させる。モータ105は、フォーカスレンズ102を撮像光学系の光軸方向に移動させる。モータ105は、例えば、ステッピングモータである。なお、モータ105はステッピングモータに限られるものではなく、超音波モータなどでもよい。
The
レンズ制御部106は、レンズ部101の動作全体を制御する。レンズ制御部106は、例えばMPU(Micro Processing Unit)であり、レンズマウント部であるIF107を介してカメラ部110に接続される。レンズ制御部106は、IF107を介してカメラ部110から受け取ったフォーカスレンズを合焦位置に駆動させるための制御情報を駆動回路104に出力する。レンズ制御部106からの制御情報に基づいて、駆動回路104およびモータ105がフォーカスレンズ102を駆動することにより焦点制御が行われる。
The
次に、カメラ部110の構成について説明する。カメラ部110は、画像処理エンジン120および撮像素子130を有する。本実施形態のカメラ部110では、画像処理エンジン120と撮像素子130それぞれが、フォーカスレンズ102を合焦位置に駆動させるための駆動に係る相対駆動量や絶対駆動量などの制御情報を生成可能である。以下では、撮像素子130が生成する駆動情報を第1の制御情報、画像処理エンジン120が生成する駆動情報を第2の駆動情報とする。
Next, the configuration of the
まず、画像処理エンジン120について説明する。画像処理エンジン120は、各種画像処理と、フォーカスレンズ102を合焦位置に駆動させるための制御情報(第2の制御情報)を生成する処理を行う。さらに、画像処理エンジン120は、フォーカスレンズ102の駆動に利用する制御情報を撮像素子130で生成された制御情報(第1の制御情報)と画像処理エンジン120で生成された制御情報(第2の制御情報)のいずれにするかを切り替える処理を行う。画像処理エンジン120は、画像処理部121、認識部122、駆動量計算部123、制御信号切替部124、制御部125を有する。画像処理エンジン120は、例えばCPU(Central Processing Unit)およびプログラムを格納するメモリを備える。画像処理エンジン120の画像処理部121~制御部125による各処理は、CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することにより実現される。
First, the
画像処理部121は、撮像素子130の撮像部131から受け取った画像に対して、画像フォーマットの変換、リサイズ処理、色変換処理、ノイズ除去、歪曲収差補正、色収差補正、ホワイトバランス調整等の画像処理を行う。画像処理部121が撮像素子130から取得する画像は、全画素が読み出しにより取得された画像である。認識部122は、画像処理部121で処理された画像から被写体のデフォーカス量を算出する。認識部122は、例えば、被写体検出と、位相差AFもしくはコントラストAF処理を行うことで被写体のデフォーカス量を算出する。駆動量計算部123は、認識部122が算出したデフォーカス量に基づいて合焦に必要なフォーカスレンズ102の駆動量(相対的な駆動量)を計算する。なお、合焦に必要なフォーカスレンズ102の駆動量が算出できればよく、その算出方法は問わない。例えば、認識部122を用いなくてもよい。本実施形態の駆動量計算部123は、算出したフォーカスレンズ102の駆動量を制御信号切替部124へ送る。
The
制御信号切替部124は、撮像素子130で算出されたフォーカスレンズ102の制御情報および優先情報と画像処理エンジン120で算出されたフォーカスレンズ102の駆動情報を取得する。そして、制御信号切替部124は、2つの駆動量のうちフォーカスレンズ102を駆動させるために用いる駆動量のみを制御部125へ送る。いずれの駆動量をフォーカスレンズ102の駆動制御に用いるかは後述する撮像素子130内の駆動量計算部133で決定され、制御信号切替部124は駆動量計算部133が決定した優先情報に応じて出力する駆動量を切り替える。
The control
制御部125は、制御信号切替部124から取得した制御情報を、ドライバ112およびIF111を介してレンズ部101に送信する。また、制御部125は、制御信号切替部124から取得した制御情報が画像処理エンジン120で生成された相対的な駆動量であった場合には、制御情報をフォーカスレンズ102の位置情報に基づいて更新する。制御部125は、相対的な駆動量とレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報とに基づいて絶対的な駆動量を算出して制御情報を更新し、レンズ部101に出力する。制御部125は、フォーカスレンズ102の相対的な駆動量とレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報に基づいてフォーカスレンズ102の絶対的な駆動量を算出する。レンズ部101に入力されるフォーカスレンズ102の制御情報は、フォーカスレンズ102を合焦位置に動かすために必要なモータ105の駆動を定義する情報である。例えば、モータ105がステッピングモータである場合、制御部125は制御情報として駆動目標パルス数を定義する情報を生成する。また、制御情報が固定バイト長データである場合には、制御部125は前回の値送信処理が完了した後に、ドライバ112への送信を行う。このように、画像処理エンジン120では、撮像素子130から全画素の画像を取得し、画像処理部121で画像処理を行った後に、AFのための駆動量の算出が行われる。なお、本実施形態では画像処理エンジン120において全画素を取得してAF制御のための処理を行う例を説明したが、全画素でなくても撮像素子130がAF制御のために利用する画素よりも多い画素の画像信号を取得して処理を行ってもよい。
The
次に、撮像素子130について説明する。撮像素子130は、光電変換部を有し、レンズ部101の撮像光学系を介して結像された光学像を光電変換して撮像画像に係る信号を出力するイメージセンサである。さらに、本実施形態の撮像素子130は、AIを搭載し、被写体検出やシーン認識などの画像認識処理、合焦のためのフォーカスレンズ102の駆動量の算出処理も行う。撮像素子130は、撮像部131、認識部132、駆動量計算部133を有する。撮像素子130は、例えばCPU(Central Processing Unit)およびプログラムを格納するメモリを備える。撮像素子130の撮像部131~決定部134による各処理は、CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することにより実現される。
Next, the
撮像部131は、撮像光学系を介して結像された被写体像(光学像)を光電変換して撮像し、画像信号を出力する。認識部132は、学習機能を搭載しており、撮像部131の出力に対して被写体検出やシーン認識などの画像認識を行う。そして、認識部132は、画像認識による被写体検出やシーン認識などの結果に基づいて、被写体のデフォーカス量を算出する。認識部132は、算出したデフォーカス量を駆動量計算部133に送る。また、認識部132は、被写体検出やシーン認識などの画像認識の結果を決定部134に送る。
The
駆動量計算部133は、フォーカスレンズ102を合焦位置に駆動させるための第1の制御情報を生成する。具体的には、駆動量計算部133は、被写体のデフォーカス量に応じて合焦に必要なフォーカスレンズ102の相対的な駆動量をする。そして、駆動量計算部133は、レンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報と算出した相対的な駆動量とに基づいて、フォーカスレンズ102の絶対的な駆動量を算出し、第1の駆動情報を生成する。駆動量計算部133は、生成した第1の駆動情報をIF135およびIF126を介して画像処理エンジン120の制御信号切替部124に送信する。
The drive
決定部134は、撮像素子130で算出された駆動量と画像処理エンジン120で算出された駆動量のいずれを優先すべきかを決定し、優先する駆動情報を示す優先情報を生成する。決定部134は、生成した優先情報をIF135およびIF126を介して、画像処理エンジン120の制御信号切替部124に送信する。認識部132によるデフォーカス量の算出および駆動量計算部133による第1の制御情報の生成と、決定部134による優先情報の生成は平行して行われ、第1の制御情報と優先情報は同時に撮像素子130から画像処理エンジン120に送られる。このように、画像処理エンジン120において画像処理後に駆動量を算出していたのに対し、撮像素子130では全画素読み出しを待たずに、また画像処理を介さずに制御情報を算出することができ、より高速に制御情報を算出することが可能となる。
The
ここで、撮像素子130におけるフォーカスレンズ102の制御情報を生成するタイミングについて図2~図5を用いて説明する。撮像素子130では、認識部132でのシーン認識や被写体検出に応じてデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ102の制御情報を算出する。図2は、画像認識を説明する図である。図2は、野球のシーン140を撮影しようとしている場合を示している。撮像素子130の認識部132で野球のシーンを認識した場合は、例えば、白球141を検出した際に認識部132でデフォーカス量を算出する。
The timing for generating control information for the
また、シーン認識を行うことにより、全画素読みを行う前に認識したシーンに応じた特定の被写体を(例えば、野球では白球)を検出することも可能となり、特定の被写体に合焦させるための制御情報の算出も高速化できる。図3は、間引き読み出しを説明する図である。図3(A)は、ライン単位で間引きを行う例を示している。図3(B)は、画素単位で間引きを行う例を示している。図3(A)および図3(B)において、斜線部分が間引かれる画素を示している。図3(A)に示すようにライン単位で間引いた場合も、図3(B)に示すように画素を1/4に間引いた場合も、野球のシーン140で検出すべき被写体である白球141を検出することができる。 Furthermore, by performing scene recognition, it is possible to detect a specific object (for example, a white ball in baseball) according to the recognized scene before reading all pixels, and the calculation of control information for focusing on a specific object can be accelerated. FIG. 3 is a diagram explaining thinning readout. FIG. 3(A) shows an example of thinning out on a line-by-line basis. FIG. 3(B) shows an example of thinning out on a pixel-by-pixel basis. In FIGS. 3(A) and 3(B), the hatched areas indicate the pixels to be thinned out. Whether thinning out on a line-by-line basis as shown in FIG. 3(A) or thinning out the pixels to 1/4 as shown in FIG. 3(B), the white ball 141, which is the object to be detected in the baseball scene 140, can be detected.
図4は、従来のAF処理のタイミングを説明する図である。図2に示すように全画素読みを行っていた場合、図4に示すように、蓄積開始後、全画素の読み出しの完了を待った後に、AF制御を開始してレンズの位置を取得し、レンズが動いた量を補完し、最終的なレンズ位置を決定する必要がある。図5は、本実施形態のAF処理のタイミングを説明する図である。図3に示すように一部の画素のみを読み出した場合、図5に示すように例えば1/4画素を読みこんだ段階で被写体認識ができた場合、残りの3/4画素の読み込みを待たずして、AF制御を開始することができる。このように、画像信号の読み出しとは同期せずに、一部の画素の画像信号を読み出したタイミングでAF制御のための制御情報を生成することができる。これにより位相差AF、コントラストAFを問わず、最終的なフォーカスレンズの位置の計算を従来よりも早く終了できる。本実施形態では、画像処理エンジン120が、図4に示される全画素読み出し後のレンズ位置補間(フォーカスレンズ102の第1の制御情報の生成)を行う。一方、撮像素子130は、図5に示される全画素読み出しを待たずに一部の画素の読み出しでレンズ位置補間(フォーカスレンズ102の第2の制御情報の生成)を行う。したがって、撮像素子130による第1の制御情報の生成の方が、画像処理エンジン120による第2の制御情報の生成よりも速い。
FIG. 4 is a diagram for explaining the timing of the conventional AF process. When all pixels are read as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 4, after the start of accumulation, it is necessary to wait for the completion of reading all pixels, and then start AF control to obtain the position of the lens, complement the amount of lens movement, and determine the final lens position. FIG. 5 is a diagram for explaining the timing of the AF process of this embodiment. When only some pixels are read as shown in FIG. 3, if the subject is recognized at the stage where, for example, 1/4 pixels are read as shown in FIG. 5, AF control can be started without waiting for the remaining 3/4 pixels to be read. In this way, control information for AF control can be generated at the timing when the image signals of some pixels are read, without synchronizing with the reading of the image signals. This allows the calculation of the final focus lens position to be completed earlier than in the past, regardless of whether phase difference AF or contrast AF is used. In this embodiment, the
また、撮影シーンの認識(以下、シーン認識と記す)などの画像認識によって、被写体が現れる場所が予想できる場合、被写体検出と焦点検出を行う領域をあらかじめ絞っておくことで、撮像素子130における第1の制御情報の生成をさらに高速化できる。例えば図2および図3において、フォーカスすべきタイミングは打者のインパクトの瞬間であり、被写体である白球141が打者の腰高さ付近に現れると予想できる。像面位相差AF採用していた場合、像面位相差検出を行うラインを、被写体出現予想位置にのみ設定しておくことで、被写体の検出とデフォーカス量やフォーカスレンズ102の制御情報の算出を高速化できる。なお、画像認識による被写体位置の予測を利用した被写体の検出および制御情報の算出は、画像処理エンジン120でも行ってもよい。
In addition, if the location where the subject will appear can be predicted by image recognition such as recognition of the shooting scene (hereinafter referred to as scene recognition), the generation of the first control information in the
ここで、決定部134による撮像素子130内で計算された第1の制御情報と、画像処理エンジン120内で計算された第2の制御情報のどちらを優先すべきかの判定について説明する。撮像素子130内でのフォーカスレンズ102の第1の制御情報の算出は、画像認識により全画素読み出しを待たずに行えるため、高速で行うことができる。一方で、撮像素子130内では歪曲収差補正などの画像処理が行われていないため、シーン認識や被写体の検出の精度が画像処理エンジン120よりも低くなり、制御情報やこれに基づくAFの精度も低くなる恐れがある。撮像素子130内で歪曲収差補正などの画像処理が行われない影響は、特に像高が高い画面周辺で顕著となるが、一方で、像高中心(画面中央)付近では画像処理が行われない影響が出にくい。画像処理エンジン120内での第2の制御情報の算出は、画像処理部121による画像処理の後に行われるため、シーン認識や被写体の検出の精度が高く、レンズ駆動量の算出やこれに基づくAFの精度も高くなる。一方で、全画素読み出し後に画像処理を行い、その後に被写体検出やデフォーカス量の算出が行われるため、画像処理エンジン120内での駆動量の算出は、撮像素子130内での駆動量の算出より遅くなる。
Here, the determination by the
そのため、撮像素子130の決定部134は、認識部132が検出したシーン認識、被写体の位置と動き(移動速度および移動方向)に基づいていずれの制御情報を優先するか決定する。決定部134は、撮像素子130内で計算された駆動量の信頼性が高い場合、撮像素子130での計算値を優先するように示す優先情報を、制御信号切替部124に通知する。例えば、被写体が画面中央部にいる場合、撮影された画像はレンズ歪曲の影響を受けづらく、画像処理部121による歪曲補正計算を通さなくとも良好な検出結果が得られるため、撮像素子130内で計算された第1の制御情報を優先する。被写体の動きがランダムな場合や止まっている被写体が急に動いた場合など合焦位置を予測する画像処理エンジン120の予測演算処理によっても予測が困難な場合(予測演算処理の信頼性が低い場合)も撮像素子130で計算された第1の制御情報を優先する。一方、被写体が画像の周辺部にある場合、被写体の移動速度が所定値未満でかつ一定方向に動いている場合などは、画像処理エンジン120内で計算された第2の制御情報を優先するように示す優先情報を制御信号切替部124に通知する。また、暗い場合など被写体検出の精度が要求されるシーンの場合も、第2の制御情報を優先する。なお、判断基準はこれらに限定されることなく、撮像素子130のAIの学習機能で積み上げる。また、ユーザがいずれの駆動量を優先するかを設定可能とし、ユーザによる設定に基づいて優先する駆動量を決定するようにしてもよい。ユーザによりAFの速度を優先する設定がされた場合は、撮像素子130内で算出された制御情報を優先する。
Therefore, the
撮像素子130は、第1の制御情報と、撮像素子130と画像処理エンジン120のいずれの制御情報を優先すべきかを示す優先情報を、画像処理エンジン120内の制御信号切替部124に送信する。制御信号切替部124は、撮像素子130から取得した優先情報に基づいて制御部125へ送る制御情報を切り替える。画像処理エンジン120で算出された制御情報を優先する情報を取得した場合は、制御信号切替部124は画像処理エンジン120で算出された第2の制御情報を制御部125に送る。一方、撮像素子130算出された駆動量を優先する情報を取得した場合は、制御信号切替部124は撮像素子130で算出された第1の制御情報を制御部125に送る。制御信号切替部124による制御情報の切り替えは、画像の更新周期、すなわち撮像素子130による全画素の読み出しの周期には同期せずに行われる。
The
画像処理エンジン120で算出された第2の制御情報を取得した制御部125は、レンズの位置情報と相対的な駆動量とに基づいて、絶対的な駆動量を算出して第2の制御情報を更新し、ドライバ112に送る。一方、撮像素子130で算出された第1の制御情報を取得した制御部は、該制御情報をそのままドライバ112に送る。ドライバ112に送られた制御情報は、カメラ部110側のIF111およびレンズ部101側のIF107を介してレンズ制御部106に送られる。制御信号切替部124により、撮像素子130側の制御情報と画像処理エンジン120側の制御情報が混在した状態でレンズ部101に送られることがなくなる。
The
撮像素子130でのAFに係る処理の流れについて説明する。図6は、AFに係る撮像素子130内の処理の流れを示したフローチャートである。ステップS601において、撮像部131は、画像信号の読み出しを行う。撮像素子130内では、全画素読み出しの完了を待たず、間引いた画素の読み出しが完了した段階で次のステップS602の処理を行う。ステップS602およびステップS603において、認識部132は、画像認識を行う。具体的には、ステップS602において、認識部132は学習モデルに従ってシーン認識を行う。シーンが認識出来た場合、被写体位置の予測を行いステップS603で被写体検出を行う領域を限定する。ステップS603で、認識部132は被写体検出を行う。画像認識の結果であるシーン認識の結果と被写体の検出結果は、駆動量計算部133と決定部134に出力される。
The flow of processing related to AF in the
ステップS604~ステップS606で、駆動量計算部133は第1の制御情報を生成する。具体的には、ステップS604で、駆動量計算部133は、レンズ部101からフォーカスレンズ102の位置情報を取得する。ステップS605で、認識部132および駆動量計算部133は、フォーカスレンズ102を合焦位置に駆動させるための相対的な駆動量を算出する。まず、認識部132がデフォーカス量を算出し、駆動量計算部133がデフォーカス量に基づいて相対的な駆動量を算出する。なお、認識部132によるデフォーカス量の算出は、画像認識処理を行うステップS602で実行されていてもよい。ステップS606で、ステップS604で取得したフォーカスレンズ102の位置情報とステップS603とに基づいて、絶対的な駆動量を算出し、第1の制御情報を生成する。
In steps S604 to S606, the drive
撮像素子130では、第1の制御情報を生成するステップS604~ステップS606の処理と並行して、優先する制御情報を決定する処理を行う。ステップS607で、決定部134は、撮像素子130で生成された第1の制御情報と画像処理エンジン120で生成された第2の制御情報のいずれを優先するかを決定し、優先情報を生成する。そして、撮像素子130は、ステップS606で生成した第1の制御情報とステップS607で生成した優先情報とを、画像処理エンジン120の制御信号切替部124に出力する。
In parallel with the processes of steps S604 to S606 for generating the first control information, the
次に、画像処理エンジン120の制御信号切替部124による切替処理の流れについて説明する。図7は、制御信号切替部124の処理を示すフローチャートである。ステップS701で、制御信号切替部124は、撮像素子130から取得した優先情報に基づき、第1の制御情報と第2の制御情報のいずれを優先するか判定する。撮像素子130で生成された第1の制御情報を優先すると判定した場合は、ステップS702に進む。一方、画像処理エンジン120で生成された第2の制御情報を優先すると判定した場合は、ステップS703に進む。
Next, the flow of switching processing by the control
ステップS702で、制御信号切替部124は、レンズ部101に出力するフォーカスレンズ102を合焦位置に制御するための値を撮像素子130で生成された第1の制御情報とする。ステップS703で、制御信号切替部124は、レンズ部101に出力するフォーカスレンズ102を合焦位置に制御するための値を画像処理エンジン120で生成された第2の制御情報とする。ステップS704で、制御信号切替部124は、前回の制御情報の出力が完了しているかを判定する。前回の制御情報の出力が完了していると判定した場合はステップS705の処理に進む。一方、前回の制御情報の出力が完了していないと判定した場合は、完了するまでステップS704の処理を繰り返す。ステップS704の処理により、前回の制御情報の送信が完了した後に制御情報の切替を行うことができる。ステップS705で、制御信号切替部124は、ドライバ112にステップS702もしくはステップS703で決定された制御情報を出力する。制御信号切替部124から出力された制御情報は、ドライバ112、カメラ部110側のIF111、レンズ部101側のIF102を介してレンズ制御部106に入力される。
In step S702, the control
以上説明したように、本実施形態によると、シーンや被写体に応じてフォーカスレンズを合焦位置に駆動させるための制御情報を切り替えることができ、高速で高精度なAF動作を実現できる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to switch the control information for driving the focus lens to the in-focus position depending on the scene and subject, thereby achieving high-speed, high-precision AF operation.
(第2実施形態)
第1実施形態では、フォーカスレンズ102の位置情報に基づいた絶対的な駆動量を撮像素子130と画像処理エンジン120の双方で算出する例について説明した。すなわち、第1の制御情報に対応する絶対的な駆動量は、撮像素子130内で算出した。第2実施形態では、第1の制御情報について、撮像素子130では相対的な駆動量まで算出して、画像処理エンジン120で絶対的な駆動量を算出する例について説明する。なお、第2の制御情報に係る相対的な駆動量および絶対的な駆動量の算出は、第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
In the first embodiment, an example has been described in which the absolute drive amount based on the position information of the
以下では、第1実施形態との差異についてのみ説明する。図8は、第2実施形態の撮像装置100の構成を示す図である。第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付すことでその説明を省略する。第1実施形態ではレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報を撮像素子130と画像処理エンジン120の双方に入力していたが、第2実施形態では画像処理エンジン120にのみ入力する。カメラ側のIF800は、レンズ側のIF107を介してレンズ制御部106から取得したフォーカスレンズ102の位置情報を、画像処理エンジン120の制御部803にのみ出力し、撮像素子130には出力しない。これにより、カメラ側のIF800と撮像素子130間の物理的な配線を減らすことができる。
Below, only the differences from the first embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the
撮像素子130の駆動量計算部801は、フォーカスレンズ102の位置情報を取得しない。そのため、駆動量計算部801は認識部132で算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ102を合焦位置に駆動させるための相対的な駆動量までを算出し、第1の制御情報を生成する。駆動量計算部801生成された相対的な駆動量である第1の制御情報は、決定部134が決定した優先情報と共に、画像処理エンジン120の制御信号切替部802に出力される。
The drive
画像処理エンジン120の制御信号切替部802は、優先情報に基づいてレンズ部101へ出力する制御情報を切り替える。この際、制御信号切替部802が制御部803に出力する制御情報は、第1の制御情報の場合も第2の制御情報の場合も、相対的な駆動量となる。制御部803は、制御信号切替部802から取得した相対的な駆動量とレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報とに基づいて、フォーカスレンズ102の絶対的な駆動量を算出する。そして、制御部803は、算出した絶対的な駆動量をドライバ112およびIF800を介してレンズ部101に出力する。
The control
このように、本実施形態では、シーンや被写体に応じてフォーカスレンズを合焦位置に駆動させるための制御情報を切り替えることができ、高速で高精度なAF動作を実現できる。さらに、撮像素子130において、レンズ部101からのフォーカスレンズ102の位置情報を受け取らないことで、レンズ部101と撮像素子130の間の物理的な配線を減らすことができる。
In this way, in this embodiment, it is possible to switch control information for driving the focus lens to a focus position depending on the scene or subject, and to achieve high-speed, highly accurate AF operation. Furthermore, by not receiving position information of the
(第3実施形態)
第1実施形態および第2実施形態では、レンズ部101に出力するフォーカスレンズ102の制御情報を切り替える処理を画像処理エンジン120内で行う例について説明した。第3実施形態では、レンズ部101に出力するフォーカスレンズ102の制御情報を切り替える処理を撮像素子130内で行う例について説明する。
Third Embodiment
In the first and second embodiments, an example has been described in which the process of switching the control information of the
以下では、第1実施形態との差異についてのみ説明する。図9は、第3実施形態の撮像装置100の構成を示す図である。第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付すことでその説明を省略する。撮像素子930は、撮像部131、認識部132,駆動量計算部901、制御信号切替部902、制御部903、画像処理エンジン120とのIF135、ドライバとのIF904を有する。画像処理エンジン120は、画像処理部121、認識部122、駆動量計算部905を有する。このように、本実施形態では、レンズ部101に出力する制御情報を切り替える制御信号切替部902は、撮像素子930が有する。
Below, only the differences from the first embodiment will be described. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the
第1実施形態ではレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報を撮像素子130と画像処理エンジン120の双方に入力していたが、第3実施形態では撮像素子930にのみ入力する。撮像素子930の駆動量計算部901は、デフォーカス量から算出した相対的な駆動量とレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報に基づいて絶対的な駆動量を算出し、フォーカスレンズ102を駆動させるための第1の制御情報を生成する。そして駆動量計算部901は、生成した第1の制御情報を撮像素子930内の制御信号切替部902に出力する。画像処理エンジン920の駆動量計算部905は、デフォーカス量から相対的な駆動量を算出し、フォーカスレンズ102を駆動させるための第2の制御情報を生成する。そして駆動量計算部905は、生成した第2の制御情報を撮像素子930内の制御信号切替部902に出力する。
In the first embodiment, the position information of the
制御信号切替部902は、駆動量計算部901から撮像素子930で生成された第1の制御情報を、画像処理エンジン920の駆動量計算部905から画像処理エンジン920で生成された第2の制御情報を取得する。制御信号切替部902は、撮像素子930で生成された第1の制御情報と画像処理エンジン920で生成された第2の制御情報のいずれを優先するかを決定し、該決定に応じて出力する制御情報を切り替える。言い換えると、制御信号切替部902は、第1実施形態の決定部134および制御信号切替部124の機能を有する。
The control
制御部903は、制御信号切替部902から入力された制御情報をIF904、ドライバ112、IF900を介してレンズ部101に出力する。なお、制御信号切替部902から入力された制御情報が第1の制御情報であった場合は、絶対的な駆動量が算出済みのため制御部903はそのまま第1の制御情報をドライバ112に出力する。一方、制御信号切替部902から入力された制御情報が第2の制御情報であった場合は、制御部903はレンズ部101から取得したフォーカスレンズ102の位置情報に基づいて第2の制御情報を更新する。制御部903は、第2の制御情報の相対的な駆動量とフォーカスレンズ102の位置情報とに基づいてフォーカスレンズ102の絶対的な駆動量を算出し第2の制御情報を更新して、ドライバ112に出力する。なお、本実施形態では第1の制御情報に係る絶対的な駆動量を駆動量計算部901で算出する例について説明したが、駆動量計算部901では相対的な駆動量までの算出に留め、制御部903で第1の制御情報に係る絶対的な駆動量を算出するようにしてもよい。
The
このように、本実施形態では第1実施形態と比較して、IF900と画像処理エンジン920との間の物理的な配線を減らすことができる。一方で、撮像素子930内にドライバ112と接続するためのIF904が必要となる。
As such, in this embodiment, compared to the first embodiment, the amount of physical wiring between the
このように、本実施形態では、シーンや被写体に応じてフォーカスレンズを合焦位置に駆動させるための制御情報を切り替えることができ、高速で高精度なAF動作を実現できる。さらに、画像処理エンジン920において、レンズ部101からのフォーカスレンズ102の位置情報を受け取らないことで、レンズ部101と画像処理エンジン920の間の物理的な配線を減らすことができる。
In this way, in this embodiment, it is possible to switch control information for driving the focus lens to a focus position depending on the scene or subject, and to achieve high-speed, highly accurate AF operation. Furthermore, by not receiving position information of the
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Other Embodiments
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 The above describes preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the invention.
100 撮像装置
110 カメラ部
120 画像処理エンジン
121 画像処理部
122 認識部
123 駆動量計算部
124 制御信号切替部
125 制御部
130 撮像素子
131 撮像部
132 認識部
133 駆動量計算部
REFERENCE SIGNS
Claims (16)
フォーカスレンズの駆動に用いるために出力する制御情報を、前記撮像素子で生成されたフォーカスレンズの駆動を制御するための第1の制御情報と前記画像処理装置で生成されたフォーカスレンズの駆動を制御するための第2の制御情報のいずれかに切り替える切替手段を有し、
前記制御情報は前記フォーカスレンズの駆動量を示す情報を含み、
前記撮像素子は、前記画像処理装置とは異なるプロセッサを有し、前記画像処理装置での被写体検出の結果を用いずに、前記撮像装置の内部での被写体検出の結果を用いて前記第1の制御情報を生成する
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging device having an imaging element and an image processing device,
a switching means for switching control information to be output for use in driving a focus lens between first control information for controlling the driving of the focus lens generated by the image sensor and second control information for controlling the driving of the focus lens generated by the image processing device;
the control information includes information indicating a drive amount of the focus lens,
The imaging device, characterized in that the imaging element has a processor different from the image processing device, and generates the first control information using a result of subject detection inside the imaging device, without using a result of subject detection in the image processing device.
被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、
前記画像信号に基づいて画像認識を行う認識手段と、
フォーカスレンズの駆動を制御するための第1の制御情報を生成する生成手段と、
前記画像認識の結果に基づいて優先する制御情報を決定し、優先する制御情報を示す優先情報を生成する決定手段と、を有し、
前記切替手段は、前記優先情報に基づいて出力する制御情報を切り替えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging element includes:
an imaging means for capturing an image of a subject and outputting an image signal;
A recognition means for performing image recognition based on the image signal;
A generating unit that generates first control information for controlling driving of the focus lens;
a determination means for determining priority control information based on a result of the image recognition and generating priority information indicating the priority control information;
4. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the switching unit switches the control information to be output based on the priority information.
前記画像処理装置はフォーカスレンズの位置情報を取得せず、前記撮像素子において、フォーカスレンズの位置情報および前記画像処理装置から取得した前記第2の制御情報に基づいて前記第2の制御情報を更新することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 the imaging element includes the switching means and an interface capable of outputting the control information to the lens device,
An imaging device as described in any one of claims 1 to 10, characterized in that the image processing device does not acquire position information of a focus lens, and in the imaging element, the second control information is updated based on position information of a focus lens and the second control information acquired from the image processing device.
前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記切替手段から出力されたフォーカスレンズの前記制御情報に応じて、前記駆動手段を制御してフォーカスレンズを駆動させることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の撮像装置。 A focus lens for adjusting the focus;
a driving means for driving the focus lens;
A control means for controlling the driving means,
15. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control means controls the drive means to drive the focus lens in accordance with the control information for the focus lens output from the switching means.
前記撮像素子でフォーカスレンズの駆動を制御するための第1の制御情報を生成する工程と、
前記画像処理装置でフォーカスレンズの駆動を制御するための第2の制御情報を生成する工程と、
フォーカスレンズの駆動に用いるために出力する制御情報を、前記撮像素子で生成された前記第1の制御情報と前記画像処理装置で生成された前記第2の制御情報のいずれかに切り替える工程と、を有し、
前記制御情報は前記フォーカスレンズの駆動量を示す情報を含み、
前記撮像素子は、前記画像処理装置とは異なるプロセッサを有し、前記画像処理装置での被写体検出の結果を用いずに、前記撮像装置の内部での被写体検出の結果を用いて前記第1の制御情報を生成することを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging device having an imaging element and an image processing device, comprising:
generating first control information for controlling driving of a focus lens in the imaging element;
generating second control information for controlling driving of a focus lens by the image processing device;
switching control information to be output for use in driving a focus lens to either the first control information generated by the image sensor or the second control information generated by the image processing device;
the control information includes information indicating a drive amount of the focus lens,
A method for controlling an imaging device, characterized in that the imaging element has a processor different from the image processing device, and the first control information is generated using a result of subject detection within the imaging device, without using a result of subject detection in the image processing device.
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