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公開番号2025137003
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035965
出願日2024-03-08
発明の名称焦点位置検出装置、撮像装置、及び焦点位置検出方法
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人
主分類G02B 7/34 20210101AFI20250911BHJP(光学)
要約【課題】高周波成分が多い被写体に対する焦点検出精度を高める。
【解決手段】焦点位置検出装置としての像面位相差画素処理部115は、撮像素子102の画素配列において、複数の位相差画素ZA、ZBが配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の位相差画素ZA、ZBのそれぞれと同一列に配置される2つの画像用画素Grのデータに基いて、複数の位相差画素ZA、ZBのそれぞれの間に配置される複数の推定画素ZA´、ZB´を推定する推定処理を行う。また、2つの画像用画素Grが含まれる2つの行に沿った画素データの特性の平均(グラフC)と、位相差画素ZA、ZBの画素データの特性の和(グラフA+B)と、の割合を事前調整で把握しておき、この割合を補正率Fとして推定処理に用いる。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
撮影レンズ群を介して被写体像を受光し光電変換する画像用画素と、前記撮影レンズ群の対をなす瞳領域を通過する光束をそれぞれ受光して光電変換する対をなす第１の位相差画素及び第２の位相差画素と、が配置される撮像素子からの画素の信号値に基づき焦点位置を検出する焦点位置検出装置であって、
前記撮像素子の画素配列において、前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の複数組が配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の前記第２の位相差画素のそれぞれと同一列に配置される２つの画像用画素のデータに基いて、複数の前記第１の位相差画素のそれぞれの間に配置される複数の第１の推定位相差画素を推定し、前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の複数組が配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の前記第１の位相差画素のそれぞれと同一列に配置される２つの画像用画素のデータに基いて、複数の前記第２の位相差画素のそれぞれの間に配置される複数の第２の推定位相差画素を推定する推定処理を行う推定部と、
前記推定部により推定された前記複数の第１の推定位相差画素を追加した前記第１の位相差画素のデータ列と、前記複数の第２の推定位相差画素を追加した前記第２の位相差画素のデータ列と、を用いて、位相差を検出してジャストピント位置までのデフォーカス量を算出する焦点検出部と、
を備え、
前記推定部は、前記２つの画像用画素が含まれる２つの行に沿った画素データの特性の平均と、前記複数の第１の位相差画素の画素データの特性と前記複数の第２の位相差画素の画素データの特性との和と、の割合を事前調整で把握しておき、前記割合を補正率として前記推定処理に用いる、
焦点位置検出装置。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
請求項１に記載の焦点位置検出装置を搭載した撮像装置。
【請求項３】
撮影レンズ群を介して被写体像を受光し光電変換する画像用画素と、前記撮影レンズ群の対をなす瞳領域を通過する光束をそれぞれ受光して光電変換する対をなす第１の位相差画素及び第２の位相差画素と、が配置される撮像素子からの画素の信号値に基づき焦点位置を検出する焦点位置検出方法であって、
前記撮像素子の画素配列において、前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の複数組が配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の前記第２の位相差画素のそれぞれと同一列に配置される２つの画像用画素のデータに基いて、複数の前記第１の位相差画素のそれぞれの間に配置される複数の第１の推定位相差画素を推定し、前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の複数組が配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の前記第１の位相差画素のそれぞれと同一列に配置される２つの画像用画素のデータに基いて、複数の前記第２の位相差画素のそれぞれの間に配置される複数の第２の推定位相差画素を推定する推定処理を行う推定ステップと、
前記推定ステップにて推定された前記複数の第１の推定位相差画素を追加した前記第１の位相差画素のデータ列と、前記複数の第２の推定位相差画素を追加した前記第２の位相差画素のデータ列と、を用いて、位相差を検出してジャストピント位置までのデフォーカス量を算出する焦点検出ステップと、
を含み、
前記推定ステップは、前記２つの画像用画素が含まれる２つの行に沿った画素データの特性の平均と、前記複数の第１の位相差画素の画素データの特性と前記複数の第２の位相差画素の画素データの特性との和と、の割合を事前調整で把握しておき、前記割合を補正率として前記推定処理に用いる、
焦点位置検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点位置検出装置、撮像装置、及び焦点位置検出方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
撮像装置の自動焦点検出の方法として、撮像素子から得られる信号で位相差ＡＦを行う像面位相差ＡＦが既に知られている。像面位相差ＡＦを実現するための撮像素子には、画像用データを得るための画像用画素に加えて、撮影レンズの瞳領域の一部を通過した光束を受光するように一部遮光した位相差画素Ａと、それと対をなすように一部遮光した位相差画素Ｂが所定の位置に配置されている。そして、位相差画素Ａの画素データ列と位相差画素Ｂの画素データ列で位相差を算出して焦点検出を行う。
【０００３】
特許文献１には、離散的に配置された位相差画素の信号を用いて精度の良いリフォーカス方式の焦点検出を行うことが記載されている。リフォーカス方式とは、位相差画素ＡとＢの画素データ列を１画素毎に加算して加算データ列を生成する。そして位相差画素ＡとＢの画素データ列の相対位置を列方向に少しずつシフトさせて同様の加算データ列を段階的に生成する。最後にそれぞれの加算データ列毎にコントラスト評価値を算出してコントラストピーク位置を推定して焦点検出を行う。特許文献１では、その際に、離散的に配置された位相差画素の間の位相差画素データを推定することにより、位相差画素データ列の密度を見かけ上増やして、焦点検出精度を高めている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、細かい模様が多い（すなわち高周波成分が多い）被写体に対する焦点検出精度を高めることが求められている。特許文献１はこのような観点では記載されておらず、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、高周波成分が多い被写体に対する焦点検出精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の一観点に係る焦点位置検出装置は、撮影レンズ群を介して被写体像を受光し光電変換する画像用画素と、前記撮影レンズ群の対をなす瞳領域を通過する光束をそれぞれ受光して光電変換する対をなす第１の位相差画素及び第２の位相差画素と、が配置される撮像素子からの画素の信号値に基づき焦点位置を検出する焦点位置検出装置であって、前記撮像素子の画素配列において、前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の複数組が配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の前記第２の位相差画素のそれぞれと同一列に配置される２つの画像用画素のデータに基いて、複数の前記第１の位相差画素のそれぞれの間に配置される複数の第１の推定位相差画素を推定し、前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の複数組が配置される行と隣接する行に含まれ、かつ、複数の前記第１の位相差画素のそれぞれと同一列に配置される２つの画像用画素のデータに基いて、複数の前記第２の位相差画素のそれぞれの間に配置される複数の第２の推定位相差画素を推定する推定処理を行う推定部と、前記推定部により推定された前記複数の第１の推定位相差画素を追加した前記第１の位相差画素のデータ列と、前記複数の第２の推定位相差画素を追加した前記第２の位相差画素のデータ列と、を用いて、位相差を検出してジャストピント位置までのデフォーカス量を算出する焦点検出部と、を備え、前記推定部は、前記２つの画像用画素が含まれる２つの行に沿った画素データの特性の平均と、前記複数の第１の位相差画素の画素データの特性と前記複数の第２の位相差画素の画素データの特性との和と、の比率を事前調整で把握しておき、前記比率を前記推定処理に用いる。
【発明の効果】
【０００７】
高周波成分が多い被写体に対する焦点検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの外観の一例を示す斜視図
デジタルカメラの機能ブロックの一例を示す図
撮像素子における画像用画素と位相差画素の配置の一例を示す図
高周波成分が多い被写体の一例を示す図
図４に例示した高周波成分の多い被写体における従来の自動合焦手法による合焦した（ピントを合わせた）状態における焦点位置検出結果の一例を示す図
位相差画素の間の位相差画素データを推定する方法の概念を示す図
一様光を撮影レンズを通して撮像素子に露光させた時の、ある行の位相差画素データと画像用画素データの一例を示す図
本実施形態の位相差画素推定方法による推定後の位相差画素の画素データ列を用いた焦点位置検出結果の一例を示す図
事前調整処理の一例のフローチャート
撮像面位相差検出処理の一例のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１０】
＜デジタルカメラの構成例＞
図１は、実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１の外観の一例を示す斜視図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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