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公開番号2025026094
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131462
出願日2023-08-10
発明の名称焦点検出装置及び方法、電子機器、プログラム及び記憶媒体
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G02B 7/28 20210101AFI20250214BHJP(光学)
要約【課題】 1つの焦点検出用の演算回路を用いて、異なる複数の方向に視差を有する焦点検出信号を処理できるようにすること。
【解決手段】撮像手段から出力された複数の画素の信号から、各画素について、異なる複数の方向のいずれかの視差を有する一対の焦点検出信号を取得する取得手段と、前記視差の方向ごとに、前記焦点検出信号を分離する分離手段と、前記分離手段により分離された、前記視差の方向が予め決められた第1の方向である第1の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出する検出手段と、前記分離手段に分離された、前記視差の方向が前記第1の方向と異なる第2の方向である第2の焦点検出信号の配列を、前記視差の方向が前記第1の方向となるように並び替える再配置手段と、を有し、前記検出手段は、更に、前記再配置手段により並び替えられた前記第2の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
撮像手段から出力された複数の画素の信号から、各画素について、異なる複数の方向のいずれかの視差を有する一対の焦点検出信号を取得する取得手段と、
前記視差の方向ごとに、前記焦点検出信号を分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された、前記視差の方向が予め決められた第１の方向である第１の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出する検出手段と、
前記分離手段に分離された、前記視差の方向が前記第１の方向と異なる第２の方向である第２の焦点検出信号の配列を、前記視差の方向が前記第１の方向となるように並び替える再配置手段と、を有し、
前記検出手段は、更に、前記再配置手段により並び替えられた前記第２の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出することを特徴とする焦点検出装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１の方向に配列された前記第１の焦点検出信号の数が、前記第２の方向に配列された前記第２の焦点検出信号の数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記第１の方向と前記第２の方向は、直交していることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記再配置手段は、配列の転置処理、または、配列の回転と反転の組み合わせ処理により並び替えることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記再配置手段による並び替え前に、前記第２の焦点検出信号に対して、シェーディング補正を行う処理手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記再配置手段による並び替え前に、前記第２の方向に配列された前記第２の焦点検出信号の数を増やすように、前記第２の方向に隣接する前記第２の焦点検出信号を用いて補間する補間手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記第１の焦点検出信号に対して、シェーディング補正と、前記第２の方向に配列された前記第１の焦点検出信号の数を減らすように前記第１の焦点検出信号を加算する処理とを行う処理手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
前記撮像手段は、前記撮像手段を構成する複数の画素すべてから信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記複数の画素のうち、一部の画素を間引きして読み出す間引き読み出しモードと、により信号を読み出して出力し、
前記間引き読み出しモードにより前記信号が読み出された場合、前記分離手段は、前記複数の画素の焦点検出信号から、前記第１の焦点検出信号を分離することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項９】
撮像手段から出力された複数の画素の信号から、各画素について、異なる複数の方向のいずれかの視差を有する一対の第１の焦点検出信号を生成する生成手段と、
前記第１の焦点検出信号の前記視差の方向が予め決められた第１の方向である場合に、前記第１の焦点検出信号に基づいて焦点状態を検出する検出手段と、
前記第１の焦点検出信号の前記視差の方向が前記第１の方向と異なる第２の方向である場合に、前記視差の方向が前記第１の方向となるように前記第１の焦点検出信号を並び替えて第２の焦点検出信号を生成する再配置手段と、を有し、
前記検出手段は、更に、前記第２の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】
前記第１の方向と前記第２の方向は、直交していることを特徴とする請求項９に記載の焦点検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出装置及び方法、電子機器、プログラム及び記憶媒体に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
撮像装置で行われる焦点検出方法の１つに、撮像素子の画素の少なくとも一部を、位相差を有する信号を取得可能なように形成された焦点検出画素で構成することにより、位相差方式の焦点検出を行う、いわゆる撮像面位相差方式がある。このような撮像面位相差方式の焦点検出（以下、「撮像面位相差ＡＦ」と呼ぶ。）用の焦点検出画素の一例として、特許文献１には、１つの画素に対して、１つのマイクロレンズと、複数に分割された光電変換部が形成され、当該構成を有する複数の画素が２次元に配置された撮像素子を用いた撮像装置が開示されている。複数の光電変換部は、１つのマイクロレンズを介して撮像レンズの異なる射出瞳領域を透過した光を受光するように構成され、瞳分割を行っている。そして、複数の光電変換部から得られた信号間の位相差に基づいて、像ずれ量を算出することで、撮像面位相差ＡＦを行うことができる。また、画素毎に複数の光電変換部の信号を加算して得られた加算信号から、画像を取得することができる。
【０００３】
このようなイメージセンサにおいて、複数の光電変換部が画素内で横方向に並んだ、瞳分割方向が横方向である構成では、被写体が、例えば横縞等の横方向に輝度が変化しない場合に、信号間の位相差の変化が乏しく、焦点検出精度が低下することがあった。
【０００４】
そこで、特許文献２には、焦点検出画素の光電変換部の配置方向を２種類にし、瞳分割方向を２種類とすることで、焦点検出精度を向上させる技術が開示されている。また、特許文献３には、異なる瞳分割方向を有する信号に対して、それぞれ焦点検出演算する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開昭５８－２４１０５号公報
特許第５８１０１９６号公報
米国特許第９４８５４４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ある１つの瞳分割方向（例えば、水平方向）に分割された光電変換部から得られた一対の焦点検出信号を処理することを前提として構成された焦点検出用の演算回路は、異なる瞳分割方向（例えば、垂直方向）に分割された光電変換部から得られた一対の焦点検出信号を処理することができない。
【０００７】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、１つの焦点検出用の演算回路を用いて、異なる複数の方向に視差を有する焦点検出信号を処理できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、撮像手段から出力された複数の画素の信号から、各画素について、異なる複数の方向のいずれかの視差を有する一対の焦点検出信号を取得する取得手段と、前記視差の方向ごとに、前記焦点検出信号を分離する分離手段と、前記分離手段により分離された、前記視差の方向が予め決められた第１の方向である第１の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出する検出手段と、前記分離手段に分離された、前記視差の方向が前記第１の方向と異なる第２の方向である第２の焦点検出信号の配列を、前記視差の方向が前記第１の方向となるように並び替える再配置手段と、を有し、前記検出手段は、更に、前記再配置手段により並び替えられた前記第２の焦点検出信号に基づいて、焦点状態を検出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１つの焦点検出用の演算回路を用いて、異なる複数の方向に視差を有する焦点検出信号を処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図。
第１の実施形態における画素配列の一例を示す概略図。
第１の実施形態における画素の概略平面図と概略断面図。
第１の実施形態における画素構造と瞳分割の概略説明図。
第１の実施形態における射出瞳の瞳分割を説明する概略図。
第１の実施形態におけるデフォーカス量と像ずれ量の関係を示す図。
第１の実施形態にかかる画像処理回路の構成を示すブロック図。
第１の実施形態における焦点検出信号の概念図。
第１の実施形態における行補間処理の概念図。
第１の実施形態における再配置処理の概念図。
垂直焦点検出信号の配列を転置して、水平方向の焦点検出信号配列と、瞳分割方向を一致させる処理例を示す図。
第１の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャート。
第２の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャート。
第３の実施形態における画素配列の一例を示す概略図。
第３の実施形態で生成される焦点検出信号の概念図。
第３の実施形態における再配置処理の概念図。。
第３の実施形態における画像処理回路の構成を示すブロック図。
第３の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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