(57)【要約】  位相差ＡＦ方式で主要被写体に合焦されずに背景に合焦してしまう事態を回避する。  受光面に位相差検出画素が配列形成された固体撮像素子を備える撮像装置で、前記固体撮像素子の前記受光面で撮像した主要被写体画像を識別し該主要被写体画像の画像サイズを求め、オートフォーカス処理を行うＡＦエリアを前記画像サイズに合わせて設定し、前記オートフォーカス処理で用いる方式として前記画像サイズが所要サイズより大きいか否かにより（ステップＳ２３）、位相差ＡＦ方式とする（ステップＳ３２）かコントラストＡＦ方式とする（ステップＳ３１）かを選択する。
2012132117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面に位相差検出画素が配列形成された固体撮像素子と、該固体撮像素子の前記受光面で撮像した主要被写体画像を識別して該主要被写体画像の画像サイズを求めるサイズ識別部と、オートフォーカス処理を行うＡＦエリアを前記画像サイズに合わせて設定するＡＦエリア設定部と、前記オートフォーカス処理で用いる方式として前記画像サイズが所要サイズより大きい場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合にはコントラストＡＦ方式を選択するＡＦ方式選択部とを備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合には、該主要被写体画像の第１コントラストと該主要被写体画像の周辺部の画像の第２コントラストとを比較し、前記第１コントラストが前記第２コントラストより高い場合には位相差ＡＦ方式を選択し、前記第１コントラストが前記第２コントラストより低い場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合には前記主要被写体画像のコントラストを所要閾値と比較し、該コントラストが前記所要閾値より高い場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記コントラストが前記所要閾値より低い場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置であって、ズームレンズの焦点距離が所定距離より長い場合と短い場合で前記所要サイズを変更する撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置であって、前記主要被写体画像として周期パターンが撮像されているか否かを判定し、周期パターンが写っている場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、前記主要被写体画像の色を識別し、前記位相差検出画素のうち前記主要被写体画像の色と同色のカラーフィルタを持つ位相差検出画素を用いた位相差ＡＦ方式を選択する撮像装置。
【請求項７】
受光面に位相差検出画素が配列形成された固体撮像素子を備える撮像装置の駆動方法であって、前記固体撮像素子の前記受光面で撮像した主要被写体画像を識別して該主要被写体画像の画像サイズを求め、オートフォーカス処理を行うＡＦエリアを前記画像サイズに合わせて設定し、前記オートフォーカス処理で用いる方式として前記画像サイズが所要サイズより大きい場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合には、該主要被写体画像の第１コントラストと該主要被写体画像の周辺部の画像の第２コントラストとを比較し、前記第１コントラストが前記第２コントラストより高い場合には位相差ＡＦ方式を選択し、前記第１コントラストが前記第２コントラストより低い場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置の駆動方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合には前記主要被写体画像のコントラストを所要閾値と比較し、該コントラストが前記所要閾値より高い場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記コントラストが前記所要閾値より低い場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置の駆動方法。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の撮像装置の駆動方法であって、ズームレンズの焦点距離が所定距離より長い場合と短い場合で前記所要サイズを変更する撮像装置の駆動方法。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記主要被写体画像として周期パターンが撮像されているか否かを判定し、周期パターンが写っている場合にはコントラストＡＦ方式を選択する撮像装置の駆動方法。
【請求項１２】
請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記主要被写体画像の色を識別し、前記位相差検出画素のうち前記主要被写体画像の色と同色のカラーフィルタを持つ位相差検出画素を用いた位相差ＡＦ方式を選択する撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差検出画素を受光面上に備える固体撮像素子を搭載した撮像装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、被写体例を示す図であり、葉が一杯茂った植木の中に５つの大輪の花がある。この被写体をデジタルカメラ等の撮像装置で写真撮影を行う場合、例えば画面中央の大輪の花に焦点が合うように、ＡＦエリア１が設定される。【０００３】
このＡＦエリア１が中央の花より広い範囲に設定されると、ＡＦエリア１内に背景の細かな葉２が多数入ってしまう。背景の細かな葉２は、コントラストの高い高周波被写体である。このため、ＡＦエリア１に対する高周波被写体２の面積割合が多いと、背景に合焦してしまい、所謂、後ピンの画像が撮影されてしまう。【０００４】
そこで、下記の特許文献１では、被写体に近づくためにズームし、そのズーム倍率が低い場合には、ＡＦエリア１をＡＦエリア３に狭める様にして、後ピン対策を行っている。【０００５】
しかしながら、受光面に二次元配列された多数の画素（光電変換素子：フォトダイオード）の中に位相差検出画素（焦点検出用の画素ともいわれる。）を設けた固体撮像素子（例えば、下記の特許文献２）に上記特許文献１記載の技術を適用し、ＡＦエリア１を狭めてＡＦエリア３とすると、ＡＦ精度が低下してしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００９―９２８２４号公報
【特許文献２】日本国特開２００９―１０５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被写体までの距離を自動的に検出して撮影レンズを合焦させる方法には、主として、位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式の２種類があり、夫々一長一短がある。コントラストＡＦ方式に比べ位相差ＡＦ方式は、合焦までの時間をより短時間にできるため、シャッタチャンスに強く、位相差ＡＦ方式で撮影したいという要望が高い。【０００８】
しかし、常に位相差ＡＦ方式を採用すると、上述した様に、主要被写体画像の画像サイズとＡＦエリアのサイズとの関係で位相差ＡＦ方式のＡＦ精度がとれない場合が生じ、主要被写体に合焦しないピンボケ画像が撮像されてしまう。【０００９】
本発明の目的は、主要被写体に合焦した被写体画像を撮影することができる撮像装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像装置は、受光面に位相差検出画素が配列形成された固体撮像素子と、該固体撮像素子の前記受光面で撮像した主要被写体画像を識別して該主要被写体画像の画像サイズを求めるサイズ識別部と、オートフォーカス処理を行うＡＦエリアを前記画像サイズに合わせて設定するＡＦエリア設定部と、前記オートフォーカス処理で用いる方式として前記画像サイズが所要サイズより大きい場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合にはコントラストＡＦ方式を選択するＡＦ方式選択部とを備えることを特徴とする。【００１１】
本発明の撮像装置の駆動方法は、受光面に位相差検出画素が配列形成された固体撮像素子を備える撮像装置の駆動方法であって、前記固体撮像素子の前記受光面で撮像した主要被写体画像を識別して該主要被写体画像の画像サイズを求め、オートフォーカス処理を行うＡＦエリアを前記画像サイズに合わせて設定し、前記オートフォーカス処理で用いる方式として前記画像サイズが所要サイズより大きい場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合にはコントラストＡＦ方式を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、主要被写体に合焦されずに背景に合焦されて撮像画像がピンボケになる事態を回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す固体撮像素子の表面模式図である。
【図３】位相差検出画素が検出する位相差量の検出原理を説明する図である。
【図４】図１のシステム制御部が実行する撮像処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す第１実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図２に代わる固体撮像素子の表面模式図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】被写体とＡＦエリアとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るデジタルカメラ（撮像装置）の機能ブロック構成図である。このデジタルカメラ１０は、撮影レンズ２１ａや絞り２１ｂ等を備える撮影光学系２１と、この撮影光学系２１の後段に配置された撮像素子チップ２２とを備える。
【００１６】
撮像素子チップ２２は、信号読出手段がＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等のカラー画像撮像用の単板式の固体撮像素子２２ａと、固体撮像素子２２ａから出力されるアナログの画像データを自動利得調整（ＡＧＣ）や相関二重サンプリング処理等のアナログ処理するアナログ信号処理部（ＡＦＥ）２２ｂと、アナログ信号処理部２２ｂから出力されるアナログ画像データをデジタル画像データに変換するアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ）２２ｃとを備える。本実施形態では、固体撮像素子２２ａとしてＣＭＯＳ型を例に説明する。
【００１７】
このデジタルカメラ１０は更に、後述のシステム制御部（ＣＰＵ）２９からの指示によって，固体撮像素子２２ａ，アナログ信号処理部２２ｂ，Ａ／Ｄ２２ｃの駆動制御を行う駆動部（タイミングジェネレータＴＧを含む）２４と、ＣＰＵ２９からの指示によって発光するフラッシュ２５とを備える。駆動部２４を撮像素子チップ２２内に一緒に搭載する場合もある。
【００１８】
本実施形態のデジタルカメラ１０は更に、Ａ／Ｄ２２ｃから出力されるデジタル画像データを取り込み補間処理やホワイトバランス補正，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等の周知の画像処理を行うデジタル信号処理部２６と、画像データをＪＰＥＧ形式などの画像データに圧縮したり逆に伸長したりする圧縮／伸長処理部２７と、メニューなどを表示したりスルー画像や撮像画像を表示する表示部２８と、デジタルカメラ全体を統括制御するシステム制御部（ＣＰＵ）２９と、フレームメモリ等の内部メモリ３０と、ＪＰＥＧ画像データ等を格納する記録メディア３２との間のインタフェース処理を行うメディアインタフェース（Ｉ／Ｆ）部３１と、これらを相互に接続するバス３４とを備える。システム制御部２９には、ユーザからの指示入力を行う操作部３３が接続されている。
【００１９】
図２は、図１に示す固体撮像素子２２ａの表面模式図であり、固体撮像素子２２ａの画素配列，カラーフィルタ配列を示している。図示する実施形態では、奇数行の画素行（４５度傾けた正方形枠が各画素を示し、各画素上のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）がカラーフィルタの色を表している。）に対して偶数行の画素行を１／２画素ピッチずつずらして配置した、所謂ハニカム画素配列となっている。
【００２０】
そして、偶数行の各画素だけみると画素配列は正方格子配列となり、これに三原色カラーフィルタＲＧＢがベイヤ配列されている。また、奇数行の各画素だけみても画素配列は正方格子配列となり、これに三原色カラーフィルタｒｇｂがベイヤ配列されている。Ｒ＝ｒ，Ｇ＝ｇ，Ｂ＝ｂであり、斜めに隣接する同色画素がペア画素を形成する。各画素の受光面積は同一であり、夫々の遮光膜開口の大きさも同一（後述する位相差検出画素だけ遮光膜開口が異なる。）である。更に、カラーフィルタの上に全画素で同一形状のマイクロレンズが搭載される（これらの図示は省略する）。
【００２１】
図２に示す固体撮像素子２２ａのＧフィルタを積層した画素（以下、Ｇ画素という。Ｒ，Ｂ，ｒ，ｇ，ｂも同様）の画素行とこれに隣接するｇ画素の画素行において、４画素に１画素を位相差検出画素２としている。位相差検出画素（Ｇ画素，ｇ画素のペア）２において、ｇ画素２の画素中心に対して遮光膜開口２ａを他の通常画素の遮光膜開口（図示省略）より小さくかつ右に偏心して設けている。また、Ｇ画素２の画素中心に対して遮光膜開口２ｂを遮光膜開口２ａと同じ大きさにしかつ左に偏心して設けている。
【００２２】
図３は、位相差検出画素で被写体までの距離を検出する原理を説明する図である。位相差検出画素２のペア画素を水平方向に任意の間隔（図２の例では４画素に１画素）で並べ、遮光膜開口２ａを通して得られた信号ｆ（ｘ）と、遮光膜開口２ｂを通して得られた信号ｇ（ｘ）とを求める。
【００２３】
信号ｆ（ｘ）と信号ｇ（ｘ）とは、同一水平線上の同一被写体からの入射光を受光した結果得られるもので、互いに水平方向にずれた同一波形となり、両者間のズレ量が位相差量となる。この位相差量は、ピントずれ量に応じた視差であり、この位相差量からピントずれ量を求めることができる。
【００２４】
上述した位相差検出画素の検出信号によって位相差量を求める場合、図３の信号ｆ（ｘ），ｇ（ｘ）のデータ数が少ないと、ノイズの影響が大きくなり、精度良く位相差量を求めることができない。つまり、ＡＦ精度がとれない。このため、水平方向で所定数個（例えば１００個）の位相差検出画素２が必要となる。例えば、水平方向４画素に１画素を位相差検出画素２とした場合、図１１に例示したＡＦエリア１の水平方向が４００画素以下に狭められると、ＡＦ精度が低下して、主要被写体にピントの合った画像を撮影するのが困難になってしまう。
【００２５】
本実施形態では、水平方向４画素に１画素を位相差検出画素とし、図３に示す様に、遮光膜開口２ａが右に寄った位相差検出画素の検出信号によるグラフｆ（ｘ）と、遮光膜開口２ｂが左に寄った位相差検出画素の検出信号によるグラフｇ（ｘ）を求め、２本のグラフが互いにどれだけずれているかを計測することにより、デフォーカス量（位相差量）を求めている。
【００２６】
この場合、グラフ同士の比較をするためには、ある一定以上のサンプリング点が無ければ、グラフはノイズに埋もれてしまう。このため、本実施形態では、ＡＦエリア内にある、特に水平方向の位相差検出画素の絶対数が閾値以上となる必要がある。そして、この絶対数が閾値以上のときは位相差ＡＦ方式を採用し、絶対数が閾値未満のときは、後述する様に、コントラストＡＦ方式を採用している。
【００２７】
図４は、図１のシステム制御部２９が実行する撮像処理手順のフローチャートである。デジタルカメラ１０の電源オン時（撮影モード）には、常時、固体撮像素子２２ａから動画状態の撮像画像信号がスルー画像として出力されている。システム制御部２９は、デジタル信号処理部２６に指示を出し、スルー画像中の主要被写体の顔やペット、花等の画像を、例えば特開２００６―２７０１３７号公報，特開２００７―１４２５２５号公報に記載されている様な技術を用いて検出する。例えば、パターン認識処理によって画像中に「顔」パターン画像が存在するか否かで主要被写体の「顔」画像の有無を認識したり、「花」パターンが存在するか否かで認識したりする（ステップＳ１）。
【００２８】
次のステップＳ２では、ステップＳ１で認識した主要被写体（例えば「顔」「花」）の画像サイズを求め、この主要被写体画像の画像サイズと同じ大きさのエリア又は若干小さめのエリアをＡＦエリアとして設定する。
【００２９】
次のステップＳ３では、ステップＳ２で求められた被写体サイズ（主要被写体画像の画像サイズ）の大きさに応じたＡＦ方式の選択（位相差ＡＦ方式とするか、コントラストＡＦ方式とするか）処理を、図５で後述するように行う。
【００３０】
次のステップＳ４では、シャッタレリーズボタンが押下されたか否かを判定し、押下されないときはステップＳ１に戻り、押下されたときはステップＳ５に進んでＡＥ処理を行い、次のステップＳ６で、ＡＦ処理を行う。このＡＦ処理では、ステップＳ３で選択されたＡＦ方式で処理を行う。
【００３１】
次のステップＳ７で固体撮像素子２２ａの露光処理を行い、ステップＳ８で固体撮像素子２２ａから撮像画像信号を読み出し、ステップＳ９で撮像画像信号に対して図１のＡＦＥ２２ｂがＡＦＥ処理を施した後にＡ／Ｄ変換器２２ｃでデジタル信号に変換する。
【００３２】
そして次のステップＳ１０で、デジタルの撮像画像信号に対して図１のデジタル信号処理部２６が周知の画像処理を施し、画像処理後の撮像画像データを図１の圧縮／伸張処理部２７がＪＰＥＧ形式等で画像圧縮し（ステップＳ１１）、ステップＳ１２で記録メディア３２に撮像画像データを記録し、次の撮影を行うためにステップＳ１にリターンする。
【００３３】
図５は、図４のステップＳ３で行う第１実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。先ずステップＳ２３で、被写体サイズ（ＡＦエリア）を判定し、固体撮像素子受光面上に結像される被写体サイズの水平寸法内に所定数個の位相差検出画素が含まれるか否かを判定する。
【００３４】
水平４画素に１画素の割合で位相差検出画素が含まれ、ＡＦ精度を確保するために１００画素の位相差検出画素が必要な場合には、固体撮像素子受光面上に結像される被写体サイズの水平方向が４００画素以上であるか否かをこのステップＳ２３で判定する。
【００３５】
このステップＳ２３の判定の結果、被写体サイズの水平方向画素数が４００画素未満の場合には、位相差検出画素２の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式でＡＦ処理を行うと必要なＡＦ精度が得られない。そのため、ステップＳ３１に進み、ＡＦ方式としてコントラストＡＦ方式を選択し、この処理を終了する。
【００３６】
ステップＳ２３の判定の結果、被写体サイズの水平方向画素数が４００画素以上の場合には、位相差検出画素２の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式で必要なＡＦ精度が得られる。そのため、ステップＳ３２に進み、ＡＦ方式として位相差ＡＦ方式を選択し、この処理を終了する。
【００３７】
図６は、本発明の第２実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、図５のステップＳ２３の前にステップＳ２２を設けている。このステップＳ２２で、ＡＦエリア内の被写体が周期パターンを持っているか否かを判定し、周期パターンを持っている場合には、ステップＳ３１に進んでコントラストＡＦ方式を選択する。周期パターンを持っていない場合にはステップＳ２２からステップＳ２３に進み、被写体サイズを上記と同様に判定する。
【００３８】
ステップＳ２３で被写体サイズが４００画素未満と判定された場合には、次にステップＳ２４に進み、主要被写体画像のコントラストと、主要被写体の周辺部画像（例えば水平４００画素，垂直画素数任意の範囲から主要被写体を除いた領域）のコントラストとを比較する。
【００３９】
このステップＳ２４で、被写体コントラスト＞周辺部コントラストと判定された場合にはステップＳ３２に進み、ＡＦエリアを水平４００画素，垂直画素数任意の範囲のエリアに切り替えると共に、位相差ＡＦ方式を選択する。即ち、主要被写体画像の画像サイズが小さくても、主要被写体画像のコントラストが周囲より大きいため、水平４００画素の範囲で位相差ＡＦ方式を行っても充分なＡＦ精度が得られる。これにより、位相差ＡＦ方式の適用被写体が広がり、高速ＡＦ処理が可能となる。
【００４０】
被写体コントラスト＜周辺部コントラストと判定された場合にはステップＳ３１に進み、ＡＦ方式としてコントラストＡＦ方式を選択する。
【００４１】
なお、上述した実施形態ではステップＳ２２を付加したが、この実施形態にステップＳ２２は必ずしも必要ではない。また、図５のフローチャートにステップＳ２２を付加しても良い。
【００４２】
図７は、本発明の第３実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、図６のステップＳ２４の次に、ステップＳ２５を実行する。即ち、前段ステップＳ２４で被写体コントラスト＜周辺部コントラストと判定された場合にステップＳ２５に進み、主要被写体画像のコントラストが所定閾値αより高いか否かを判定する。
【００４３】
このコントラストが高い場合には、主要被写体画像の画像サイズが小さくても位相差ＡＦ方式を選択し（ステップＳ３２：この場合のＡＦエリアは被写体サイズの大きさ又はそれより若干小さな大きさ）、コントラストが低い場合にはステップＳ３１に進み、コントラストＡＦを選択する。
【００４４】
被写体サイズが小さくてもコントラストが高い場合には、小さなＡＦエリアで位相差ＡＦ方式を実行しても、充分なＡＦ精度を得ることができる。これにより、位相差ＡＦ方式の適用被写体が広がり、高速なＡＦ処理が可能となる。なお、本実施形態では、ステップＳ２２，Ｓ２４は無くても良い。
【００４５】
図８は、本発明の第４実施形態に係るＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、カメラが望遠側で撮影されるのか広角側で撮影されるのかで場合分けするために、図７の処理手順のステップＳ２２の前段にステップＳ２１を設け、カメラズームレンズの焦点距離が１３５ｍｍ換算で所定距離、例えば８０ｍｍ以上であるか否かを判定する。そして、焦点距離が８０ｍｍ以上の場合にはステップＳ２２に進み、８０ｍｍ未満の場合にはステップＳ２２ａに進む。
【００４６】
以下のステップＳ２２ａ，Ｓ２３ａ，Ｓ２４ａ，Ｓ２５ａ，Ｓ３１ａ，Ｓ３２ａは、夫々ステップＳ２２，２３，２４，２５，３１，３２と同じ処理を行う。しかし、ステップＳ２２ａで行う被写体サイズの判定での閾値は変える。即ち、ステップＳ２２ａでは、被写体サイズが水平方向で２００画素以上であるか否かを判定し、また、ステップＳ２４ａからステップＳ３２ａに進むときのＡＦエリアを水平２００画素の範囲にする。その他のステップＳ２２ａ〜Ｓ３２ａはステップＳ２２〜ステップＳ３２の説明と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００４７】
カメラの望遠側では被写体は低周波になるためＡＦエリアを広くする必要があり、カメラの広角側では被写体は高周波になるためＡＦエリアを狭くすることができることに対応した実施形態である。この様にすることで、位相差ＡＦの適用被写体を広げることが可能となる。
【００４８】
図９は、図２の実施形態に替わる位相差検出画素配列を示す図である。画素配列，カラーフィルタ配列は図２と同様であるが、本実施形態の固体撮像素子２２ａは、全画素を位相差検出画素としている点が異なる。つまり、各画素は位相差情報を含む撮像画像信号を取り込み、この撮像画像信号から被写体カラー画像を生成するが、位相差情報も該当画素から取り出す。
【００４９】
しかし、位相差情報を取り出し位相差ＡＦ処理を行う場合、どの色のカラーフィルタを搭載した画素から位相差情報を取り出すかによってＡＦ精度が異なってくることが考えられる。
【００５０】
図１０は、全画素を位相差検出画素としたときのＡＦ方式選択処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ３１，Ｓ３２は図７，図８で説明した処理ステップの内容と同じである。なお、ステップＳ２２，Ｓ２４は、この実施形態では必ずしも必要な処理ではない。
【００５１】
本実施形態では、ステップＳ２３，２４の判定結果で位相差ＡＦ方式を選択するステップＳ３２に進むとき、先ず、ステップＳ４１で被写体の色を識別し、ステップＳ４２で、被写体の色に応じて使用する位相差検出画素を選択してからステップＳ３２にすすむ。
【００５２】
即ち、赤色Ｒが被写体の主要色の場合には赤色フィルタを積層した位相差検出画素が検出する位相差情報を用いた位相差ＡＦ方式を選択し、緑色Ｇが被写体の主要色の場合には緑色フィルタを積層した位相差検出画素が検出する位相差情報を用いた位相差ＡＦ方式を選択し、青色Ｂが被写体の主要色の場合には青色フィルタを積層した位相差検出画素が検出する位相差情報を用いた位相差ＡＦ方式を選択する。これにより、ＡＦ精度が向上する。
【００５３】
図１０では、ステップＳ４１，Ｓ４２をステップＳ２３，２４とステップＳ３２との間に設けた。しかし、ステップＳ２２の前段に設けても良い。即ち、被写体色を識別し、次にＲＧＢのうち被写体色に含まれる色が多い色を選択して使用する位相差検出画素を選択し、ステップＳ２３に進む。
【００５４】
図９のカラーフィルタ配列だと、Ｇ色画素の画素数が、Ｒ色画素又はＢ色画素の画素数に比べて２倍存在する。このため、Ｇ色画素が位相差検出画素として選択された場合と、Ｒ色画素Ｂ色画素が位相差検出画素として選択された場合では、被写体サイズの判定閾値画素数を変えることができる。つまり、Ｇ色画素が選択された場合には例えば２００画素を判定閾値とし、Ｒ色画素又はＢ色画素が選択された場合には４００画素を判定閾値とすることができる。つまり、Ｇ色画素が選択された場合には、被写体サイズが小さくても位相差ＡＦ方式で必要なＡＦ精度を得ることができる。
【００５５】
なお、図９の実施形態では、図８のステップＳ２１，２２ａ，２３ａ，…を更に追加しても良いことはいうまでもない。
【００５６】
以上述べた実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、受光面に位相差検出画素が配列形成された固体撮像素子を備える撮像装置において、前記固体撮像素子の前記受光面で撮像した主要被写体画像を識別して該主要被写体画像の画像サイズを求め、オートフォーカス処理を行うＡＦエリアを前記画像サイズに合わせて設定し、前記オートフォーカス処理で用いる方式として前記画像サイズが所要サイズより大きい場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合にはコントラストＡＦ方式を選択することを特徴とする。
【００５７】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合には、該主要被写体画像の第１コントラストと該主要被写体画像の周辺部の画像の第２コントラストとを比較し、前記第１コントラストが前記第２コントラストより高い場合には位相差ＡＦ方式を選択し、前記第１コントラストが前記第２コントラストより低い場合にはコントラストＡＦ方式を選択することを特徴とする。
【００５８】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記画像サイズが前記所要サイズより小さい場合には前記主要被写体画像のコントラストを所要閾値と比較し、該コントラストが前記所要閾値より高い場合には位相差ＡＦ方式を選択し前記コントラストが前記所要閾値より低い場合にはコントラストＡＦ方式を選択することを特徴とする。
【００５９】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、ズームレンズの焦点距離が所定距離より長い場合と短い場合で前記所要サイズを変更することを特徴とする。
【００６０】
また、実施形態の撮像装置及びの駆動方法は、前記主要被写体画像として周期パターンが撮像されているか否かを判定し、周期パターンが写っている場合にはコントラストＡＦ方式を選択することを特徴とする。
【００６１】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記主要被写体画像の色を識別し、前記位相差検出画素のうち前記主要被写体画像の色と同色のカラーフィルタを持つ位相差検出画素を用いた位相差ＡＦ方式を選択することを特徴とする。
【００６２】
以上述べた実施形態によれば、位相差ＡＦ方式で主要被写体に合焦されずに背景に合焦してしまう事態を回避でき、更に、より多くの被写体に対してＡＦ精度が高くかつ高速なＡＦ処理を実行できる位相差ＡＦ方式を採用することが可能となり、シャッタチャンスを逃すことが少なくなる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る撮像装置は、位相差ＡＦ方式で主要被写体に合焦させることができ、更に位相差ＡＦ方式を採用できる被写体の範囲を広げることができ、デジタルカメラやカメラ付携帯電話機等の撮像装置に適用すると有用である。【００６４】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、２０１１年３月３１日出願の日本出願（特願２０１１−８０８９８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１  ＡＦエリア
２  位相差検出画素
２ａ，２ｂ  遮光膜開口
１０  撮像装置
２２ａ  固体撮像素子
２６  デジタル信号処理部
２９  システム制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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