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公開番号2025175200
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2025160366,2023091779
出願日2025-09-26,2023-06-02
発明の名称撮像装置およびその制御方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 7/34 20210101AFI20251120BHJP(光学)
要約【課題】撮像素子からの信号を用いて取得する焦点等の情報の精度の低下を抑制する。
【解決手段】撮像装置120は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第1の方向の画素からの信号読出しが第2の方向に順次行われる撮像素子122を有する。検出手段125,129は、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出して焦点または距離に関する情報を取得し、第1の方向で位相差を検出する第1の検出と、第2の方向で位相差を検出する第2の検出とを行う。シャッタースピードが所定時間より長い場合は、第1および第2の検出のいずれかにより上記情報を取得する第1の処理を行い、シャッタースピードが所定時間より短い場合は、第2の検出によらず第1の検出により上記情報を取得する第2の処理を行う。所定時間をF値が大きいほど長く設定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する複数の光電変換部を有する画素が、行方向である第１の方向と列方向である第２の方向に複数配列される撮像素子と、
前記撮像素子において、前記画素からの信号を前記第２の方向に行ごとに順次読み出す読み出し手段と、
前記読み出された信号に基づいて、前記第１の方向における焦点検出信号の位相差である第１位相差と、前記第２の方向における焦点検出信号の位相差である第２位相差と、を検出する焦点検出手段と、
前記第１位相差または前記第２位相差に基づいて、フォーカス制御を行う焦点調節手段と、を有し、
前記焦点調節手段は、
シャッタースピードが所定時間より短い場合には、前記第１位相差に基づく第１フォーカス制御を行う第１の処理を行い、
シャッタースピードが前記所定時間より長い場合には、前記第１フォーカス制御と前記第２位相差に基づく第２フォーカス制御のうちいずれかを選択してフォーカス制御をする第２の処理を行い、
前記光学系のＦ値が、第１のＦ値に設定された場合よりも、前記第１のＦ値よりも大きい第２のＦ値に設定された場合の方が、前記所定時間が長いことを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記画素には、前記第１の方向に２分割された光電変換部を有する画素と、前記第２の方向に２分割された光電変換部を有する画素が含まれることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の処理では、前記第１位相差のみを選択可能としてフォーカス制御をすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の処理では、前記第２位相差に寄らずに前記第１位相差に基づく第１フォーカス制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子のうち、前記焦点検出信号を生成する検出領域において、前記撮像素子がローリングシャッター方式で信号を読み出す構成であって、前記第２の方向の前記焦点検出信号を生成するための時間が、前記第１の方向の前記焦点検出信号を生成すための時間よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記焦点検出手段による焦点検出を繰り返し行う場合、前記第１の処理と前記第２の処理のうち、開始時に設定された処理を継続して行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記焦点検出手段は、前記位相差に変換係数を乗じることでデフォーカス量を取得し、
前記変換係数が、第１の値に設定された場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の値に設定された場合の方が、前記所定時間が長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記焦点検出信号を生成する検出領域の像高が、第１の像高に設定された場合よりも、前記第１の像高よりも高い第２の像高に設定された場合の方が、前記所定時間が長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子上での被写体像の移動速度が、第１の速度に設定された場合よりも、前記第１の速度よりも速い第２の速度に設定された場合の方が、前記所定時間が長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記光学系の焦点距離が、第１の焦点距離に設定された場合よりも、前記第１の焦点距離よりも長い第２の焦点距離に設定された場合の方が、前記所定時間が長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
（【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、撮像面位相差検出方式の焦点検出を行う撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
撮像面位相差検出方式では、被写体を撮像するための撮像素子を瞳分割を行う焦点検出センサとして用いて位相差検出方式の焦点検出を行う。特許文献１、２には、互いに異なる第１および第２の瞳分割方向のそれぞれで焦点検出を行う撮像装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、焦点検出性能とライブビュー表示時間の確保のため、撮像素子からの高速読出しを行う際に連写速度が速い、Ｆ値が明るい又は被写体輝度が明るい等の条件下では第２の瞳分割方向による焦点検出信号を間引く又は生成しないことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０―２６３５６８号公報
特許第７０２７１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第２の瞳分割方向は撮像素子からの信号読出し方向に対応する第１の瞳分割方向と異なるため、位相差を検出する相関方向での読出し時間差が大きくなる。相関方向での読出し時間差が大きくなると、焦点検出信号に対して時間差による誤差が重畳するため、焦点検出精度が低下する。焦点検出精度の低下度合いが大きくなる条件としては、撮像素子上での被写体像の移動速度が速いとき、読出し速度がシャッタースピードに対して遅いとき、Ｆ値が暗いとき等が挙げられる。特許文献２の撮像装置では、相関方向の読出し時間差に起因する焦点検出精度低下を撮像条件に応じて抑制することは困難である。
【０００６】
本発明は、撮像素子からの信号を用いて取得する焦点等に関する情報の精度の低下を抑制できるようにした撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する複数の光電変換部を有する画素が、行方向である第１の方向と列方向である第２の方向に複数配列される撮像素子と、撮像素子において、画素からの信号を第２の方向に行ごとに順次読み出す読み出し手段と、読み出された信号に基づいて、第１の方向における焦点検出信号の位相差である第１位相差と、第２の方向における焦点検出信号の位相差である第２位相差と、を検出する焦点検出手段と、第１位相差または第２位相差に基づいて、フォーカス制御を行う焦点調節手段と、を有し、焦点調節手段は、シャッタースピードが所定時間より短い場合には、前記第１位相差に基づく第１フォーカス制御を行う第１の処理を行い、シャッタースピードが所定時間より長い場合には、第１フォーカス制御と第２位相差に基づく第２フォーカス制御のうちいずれかを選択してフォーカス制御をする第２の処理を行い、光学系のＦ値が、第１のＦ値に設定された場合よりも、第１のＦ値よりも大きい第２のＦ値に設定された場合の方が、所定時間が長いことを特徴とする。また本発明の他の一側面として撮像装置は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有する撮像素子と、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有する。検出手段は、第１の方向で位相差を検出する第１の検出と、第１の方向とは異なる第２の方向で位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能である。撮像素子のうち対の検出信号を生成する検出領域において、第１の方向での読出し時間が第２の方向での読出し時間より短い場合は、第１の検出により上記情報を取得し、第２の方向での読出し時間が第１の方向での読出し時間より短い場合は、第２の検出により上記情報を取得することを特徴とする。
【０００８】
また本発明の他の一側面としての制御方法は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する複数の光電変換部を有する画素が、行方向である第１の方向と列方向である第２の方向に複数配列される撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、撮像素子において、画素からの信号を第２の方向に行ごとに順次読み出す読み出し工程と、読み出された信号に基づいて、第１の方向における焦点検出信号の位相差である第１位相差と、第２の方向における焦点検出信号の位相差である第２位相差と、を検出する焦点検出工程と、第１位相差または第２位相差に基づいて、フォーカス制御を行う焦点調節工程と、を有し、焦点調節工程ではシャッタースピードが所定時間より短い場合には、第１位相差に基づく第１フォーカス制御を行う第１の処理を行い、シャッタースピードが所定時間より長い場合には、第１フォーカス制御と第２位相差に基づく第２フォーカス制御のうちいずれかを選択してフォーカス制御をする第２の処理を行い、光学系のＦ値が、第１のＦ値に設定された場合よりも、第１のＦ値よりも大きい第２のＦ値に設定された場合の方が、所定時間が長いことを特徴とする。
【０００９】
また本発明の他の一側面としての制御方法は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束をそれぞれ光電変換する複数の光電変換部を有する画素が、行方向である第１の方向と列方向である第２の方向に複数配列される撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、撮像素子において、画素からの信号を第２の方向に行ごとに順次読み出す読み出し工程と、読み出された信号に基づいて、第１の方向における焦点検出信号の位相差である第１位相差と、第２の方向における焦点検出信号の位相差である第２位相差と、を検出する焦点検出工程と、焦点検出工程による検出結果に基づいて、フォーカス制御を行う焦点調節工程と、を有し、焦点調節工程では、シャッタースピードが所定時間より短い場合には、第１位相差に基づいてフォーカス制御を行い、シャッタースピードが所定時間より長い場合には、第１位相差および第２位相差に基づいてフォーカス制御を行い、光学系のＦ値が、第１のＦ値に設定された場合よりも、第１のＦ値よりも大きい第２のＦ値に設定された場合の方が、所定時間が長いことを特徴とする。
なお、上記各制御方法に従う処理を撮像装置のコンピュータに実行させるプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像素子からの信号を用いて取得する焦点または距離に関する情報の精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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