(57)【要約】  本発明は、追加回路を設けることなく、ローリングシャッタによる歪みの影響を軽減して合焦位置を検出し精度高く合焦制御する、撮像装置及びその合焦制御方法を提供する。位相差検出画素１ｘを配列した第１のラインと位相差検出画素１ｙを配列した第２のラインとを交互に複数配列した撮像素子に対しローリングシャッタ方式で読出制御を行なう撮像装置において、位相差検出画素１ｘ及び位相差検出画素１ｙの組から読み出された信号の相関演算を行なって位相差量を求め、第１のライン上に配置された位相差検出画素１ｘの組、及び第２のライン上に配置された位相差検出画素１ｙの組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算を行なってローリングシャッタによる歪み量を求め、位相差量を歪み量で補正して合焦制御する。
2012132827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの主軸に対して一方の側を通過した光束が入射される第１の位相差検出画素を配列した第１のラインと、前記撮影レンズの主軸に対して他方の側を通過した光束が入射される第２の位相差検出画素を配列した第２のラインと、を交互に複数配列した撮像素子と、
前記撮像素子に対し、ローリングシャッタ方式で前記撮像素子に配列された位相差検出画素の信号を読み出す読出手段と、
前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組から読み出された信号の相関演算を行なう第１の相関演算手段と、
前記第１のライン上に配置された複数の第１の位相差検出画素からなる組、及び前記第２のライン上に配置された複数の第２の位相差検出画素からなる組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算を行なう第２の相関演算手段と、
前記第１の相関演算手段による相関演算結果を、前記第２の相関演算手段による相関演算結果により補正する補正手段と、
前記補正された相関演算結果を用いて合焦制御する合焦手段と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記第２の相関演算手段は、複数組の相関演算を行ない、
前記補正手段は、前記第１の相関演算手段による相関演算結果を、前記第２の相関演算手段による複数組の相関演算結果の平均値により補正する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２の相関演算手段は、４つ以上の位相差検出画素で構成された組から読み出された信号の相関演算を行なう場合には、該４つ以上の位相差検出画素を２つの群に分け、一方の群の検出信号を加算した加算信号と、他方の群の検出信号を加算した加算信号とを相関演算する
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の相関演算手段により複数組の各々の相関演算結果が得られた場合に、該複数組の各々の相関演算結果同士を比較する比較手段と、
前記比較手段により、予め定められた閾値以上異なる相関演算結果が存在する場合には、合焦制御が中止されるように制御するか、又は合焦制御を中止した後に再度読出手段による読み出しが行なわれて合焦制御が行なわれるように制御する制御手段と、
を更に備えた請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の相関演算手段は、前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組の位相差検出画素に設けられたカラーフィルタの色と同じ色のカラーフィルタが設けられた位相差検出画素の組から読み出された信号の相関演算を行なう、
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の相関演算手段は、前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組の位相差検出画素に設けられたカラーフィルタの色と異なる色のカラーフィルタが設けられた位相差検出画素の組を含む組から読み出された信号の相関演算を行なう、
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
焦点を合わせる焦点領域の大きさ、前記第１の相関演算手段での相関演算に用いられる信号を読み出す位相差検出画素の数、撮影画角内の被写体の動き、及び前記焦点領域内の被写体の動き、の少なくとも１つに基づいて、前記補正手段による補正を行なうか否かを判断する判断手段を更に備え、
前記合焦手段は、前記判断手段により前記補正手段による補正を行なわないと判断された場合には、前記補正手段による補正の実行を中止し、前記補正される前の前記第１の相関演算手段の相関演算結果を用いて合焦制御する
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項８】
撮影レンズの主軸に対して一方の側を通過した光束が入射される第１の位相差検出画素を配列した第１のラインと、前記撮影レンズの主軸に対して他方の側を通過した光束が入射される第２の位相差検出画素を配列した第２のラインと、を交互に複数配列した撮像素子を備えた撮像装置で行なわれる合焦制御方法であって、
前記撮像素子に対し、ローリングシャッタ方式で前記撮像素子に配列された位相差検出画素の信号を読み出す読出ステップと、
前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組から読み出された信号の相関演算を行なう第１の相関演算ステップと、
前記第１のライン上に配置された複数の第１の位相差検出画素からなる組、及び前記第２のライン上に配置された複数の第２の位相差検出画素からなる組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算を行なう第２の相関演算ステップと、
前記第１の相関演算ステップによる相関演算結果を、前記第２の相関演算ステップによる相関演算結果により補正する補正手段と、
前記補正された相関演算結果を用いて合焦制御する合焦ステップと、
を備えた合焦制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその合焦制御方法に係る。本発明は、特に、被写体の撮像の際に合焦制御を行なう、撮像装置、及びその合焦制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）エリアセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージ・センサ等の固体撮像素子の高解像度化に伴い、デジタル電子スチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant，携帯情報端末）等の撮影機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を、撮影装置と称する。【０００３】
ところで、主要な被写体までの距離を検出する合焦制御方法には、コントラスト方式や位相差ＡＦ（Auto Focus、自動合焦）方式がある。位相差ＡＦ方式は、コントラスト方式に比べて合焦位置の検出を高速，高精度に行うことができるため、様々な撮像装置で多く採用されている。【０００４】
なお、ＣＭＯＳを用いた撮像装置における読出し方式は、上方から順次リセット、順次読み出しを行なう、ローリングシャッタ方式となることが知られている。ローリングシャッタ方式は、画素位置に応じて読み出しタイミングに時間差があるため、動く被写体の場合には、被写体の画像に歪むが生じる。【０００５】
従って、ＣＭＯＳを用いた撮像装置で動いている被写体を撮像する場合に、位相差ＡＦ方式で合焦制御しようとすると、ローリングシャッタによる歪みの影響を受け、読み出しタイミングのずれの間に生じる像移動や像変化により、位相差検出に誤差が生じてしまう。【０００６】
特開２００９−１２８５７９号公報には、水平方向に配置された焦点検出画素で信頼性のある焦点検出結果が得られなかった場合には、垂直方向に配置された焦点検出画素で焦点検出を行ない、被写体の動きが検出された場合には、垂直方向に配置された焦点検出画素での焦点検出は行なわない装置が記載されている。【０００７】
また、特開２００８−７２４７０号公報、及び特開２００８−２６３３５２号公報には、位相差検出のための画素の電荷蓄積タイミングが同一となるように制御する装置が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特開２００９−１２８５７９号公報に開示されている技術では、焦点検出結果の信頼性に応じて、或いは被写体の動きが検出されなかった場合などの限定された条件下でのみ位相差ＡＦ方式による焦点検出を行なうだけであり、位相差ＡＦ方式により焦点検出を行なう際にローリングシャッタによる影響を軽減することはできない。また、上記特開２００８−７２４７０号公報、及び特開２００８−２６３３５２号公報に開示されている技術では、追加回路が必要となるため、コスト高となる。【０００９】
本発明は、ローリングシャッタ方式により異なるライン上に配置された位相差検出画素から読み出された信号から合焦位置の検出を行なう場合であっても、追加回路を設けることなく、ローリングシャッタによる歪みの影響を軽減して合焦位置を検出し精度高く合焦制御できる、撮像装置、及び合焦制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、撮像装置であって、撮影レンズの主軸に対して一方の側を通過した光束が入射される第１の位相差検出画素を配列した第１のラインと、前記撮影レンズの主軸に対して他方の側を通過した光束が入射される第２の位相差検出画素を配列した第２のラインと、を交互に複数配列した撮像素子と、前記撮像素子に対し、ローリングシャッタ方式で前記撮像素子に配列された位相差検出画素の信号を読み出す読出手段と、前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組から読み出された信号の相関演算を行なう第１の相関演算手段と、前記第１のライン上に配置された複数の第１の位相差検出画素からなる組、及び前記第２のライン上に配置された複数の第２の位相差検出画素からなる組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算を行なう第２の相関演算手段と、前記第１の相関演算手段による相関演算結果を、前記第２の相関演算手段による相関演算結果により補正する補正手段と、前記補正された相関演算結果を用いて合焦制御する合焦手段と、を備えている。【００１１】
このように、本発明の第１の態様は、第１のライン上に配置された複数の第１の位相差検出画素からなる組、及び第２のライン上に配置された複数の第２の位相差検出画素からなる組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算、すなわち、撮影レンズの主軸に対して同じ側を通過した光束が入射される位相差検出画素の組の各信号の相関演算を行なう。このことにより、本発明の第１の態様は、ローリングシャッタによる歪みの量だけを求めることができる。これにより、本発明の第１の態様は、第１の位相差検出画素及び第２の位相差検出画素からなる組から読み出された相関演算結果を補正するため、ローリングシャッタによる歪みの影響を軽減して合焦位置を検出し精度高く合焦制御できる。【００１２】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記第２の相関演算手段は、複数組の相関演算を行ない、前記補正手段は、前記第１の相関演算手段による相関演算結果を、前記第２の相関演算手段による複数組の相関演算結果の平均値により補正してもよい。【００１３】
本発明の第３の態様によれば、上記態様において、前記第２の相関演算手段は、４つ以上の位相差検出画素で構成された組から読み出された信号の相関演算を行なう場合、該４つ以上の位相差検出画素を２つの群に分け、一方の群の検出信号を加算した加算信号と、他方の群の検出信号を加算した加算信号とを相関演算してもよい。【００１４】
本発明の第４の態様によれば、上記態様において、前記第２の相関演算手段により複数組の各々の相関演算結果が得られた場合に、該複数組の各々の相関演算結果同士を比較する比較手段と、前記比較手段により、予め定められた閾値以上異なる相関演算結果が存在する場合には、合焦制御が中止されるように制御するか、又は合焦制御を中止した後に再度読出手段による読み出しが行なわれて合焦制御が行なわれるように制御する制御手段と、を更に備えていてもよい。【００１５】
本発明の第５の態様によれば、上記態様において、前記第２の相関演算手段は、前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組の位相差検出画素に設けられたカラーフィルタの色と同じ色のカラーフィルタが設けられた位相差検出画素の組から読み出された信号の相関演算を行ってもよい。【００１６】
本発明の第６の態様によれば、上記第１から第４態様において、前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組の位相差検出画素に設けられたカラーフィルタの色と異なる色のカラーフィルタが設けられた位相差検出画素の組を含む組から読み出された信号の相関演算を行なうようにしてもよい。【００１７】
本発明の第７の態様によれば、上記態様において、焦点を合わせる焦点領域の大きさ、前記第１の相関演算手段での相関演算に用いられる信号を読み出す位相差検出画素の数、撮影画角内の被写体の動き、及び前記焦点領域内の被写体の動き、の少なくとも１つに基づいて、前記補正手段による補正を行なうか否かを判断する判断手段を更に備え、前記合焦手段は、前記判断手段により前記補正手段による補正を行なわないと判断された場合には、前記補正手段による補正の実行を中止し、前記補正される前の前記第１の相関演算手段の相関演算結果を用いて合焦制御してもよい。【００１８】
本発明の第８の態様は、撮影レンズの主軸に対して一方の側を通過した光束が入射される第１の位相差検出画素を配列した第１のラインと、前記撮影レンズの主軸に対して他方の側を通過した光束が入射される第２の位相差検出画素を配列した第２のラインと、を交互に複数配列した撮像素子を備えた撮像装置で行なわれる、合焦制御方法であって、前記撮像素子に対し、ローリングシャッタ方式で前記撮像素子に配列された位相差検出画素の信号を読み出す読出ステップと、前記第１の位相差検出画素及び前記第２の位相差検出画素からなる組から読み出された信号の相関演算を行なう第１の相関演算ステップと、前記第１のライン上に配置された複数の第１の位相差検出画素からなる組、及び前記第２のライン上に配置された複数の第２の位相差検出画素からなる組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算を行なう第２の相関演算ステップと、前記第１の相関演算ステップによる相関演算結果を、前記第２の相関演算ステップによる相関演算結果により補正する補正手段と、前記補正された相関演算結果を用いて合焦制御する合焦ステップと、を備えている。【００１９】
このように、上記態様によれば、第１のライン上に配置された複数の第１の位相差検出画素からなる組、及び第２のライン上に配置された複数の第２の位相差検出画素からなる組の少なくとも一方の組から読み出された信号の相関演算、すなわち、撮影レンズの主軸に対して同じ側を通過した光束が入射される位相差検出画素の組の各信号の相関演算を行なうことにより、ローリングシャッタによる歪みの量だけを求めることができる。これにより、上記態様は、第１の位相差検出画素及び第２の位相差検出画素からなる組から読み出された相関演算結果を補正するため、ローリングシャッタによる歪みの影響を軽減して合焦位置を検出し精度高く合焦制御できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の上記態様によれば、追加回路を設けることなく、ローリングシャッタによる歪みの影響を軽減して合焦位置を検出し精度高く合焦制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の例示的実施形態に係るデジタルカメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＭＯＳの全体構成を示す平面図である。
【図３】ＡＦ領域内の一部の表面拡大模式図である。
【図４】位相差検出に用いる位相差検出画素だけを抜き出して模式的に表示した図である。
【図５Ａ】一対の位相差検出画素から読み出された検出信号の相関演算により求めたズレ量が、位相差量だけでなくローリング歪みによる誤差量（ローリングシャッタによる歪み量）を含むものであることを模式的に示した図である。
【図５Ｂ】ラインの一端から同じ距離に位置する一対の位相差検出画素により相関演算を行なうことで、ローリングシャッタによる歪み量を算出することができることを模式的に示した図である。
【図６】第１の例示的実施形態に係るＡＦ制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】ローリングシャッタによる歪み量を算出するために用いる位相差検出画素の具体例を示すと共に、これらを用いてローリングシャッタによる歪み量を算出するときの算出方法を説明するための図である。
【図８】ローリングシャッタによる歪み量を算出するために用いる位相差検出画素の他の例を示すと共に、これらを用いてローリングシャッタによる歪み量を算出するときの算出方法を説明するための図である。
【図９】ローリングシャッタによる歪み量を算出するために用いる位相差検出画素の他の例を示すと共に、これらを用いてローリングシャッタによる歪み量を算出するときの算出方法を説明するための図である。
【図１０】ローリングシャッタによる歪み量を算出するために用いる位相差検出画素の他の例を示すと共に、これらを用いてローリングシャッタによる歪み量を算出するときの算出方法を説明するための図である。
【図１１】ローリングシャッタによる歪み量を算出するために用いる位相差検出画素の他の例を示すと共に、これらを用いてローリングシャッタによる歪み量を算出するときの算出方法を説明するための図である。
【図１２】ローリングシャッタによる歪み量を算出するために用いる位相差検出画素の他の例を示すと共に、これらを用いてローリングシャッタによる歪み量を算出するときの算出方法を説明するための図である。
【図１３】第２の例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】第３の例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】第３の例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図１６】第３の例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図１７】第３の例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図１８】第３の例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、静止画像の撮影を行なうデジタル電子スチルカメラ（以下、「デジタルカメラ」という。）に適用した場合について説明する。【００２３】
［第１の例示的実施形態］【００２４】
まず、図１を参照して、本例示的実施形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の要部構成を説明する。【００２５】
図１に示されるように、本例示的実施形態に係るデジタルカメラ１０は、光学ユニット２２と、固体撮像素子２４と、アナログ信号処理部２６と、を含んで構成されている。光学ユニット２２は、被写体像を結像させるためのレンズを含んで構成されている。固体撮像素子（本例示的実施形態ではＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）とする）２４は、当該レンズの光軸後方に配設されている。アナログ信号処理部２６は、入力されたアナログ信号に対して各種のアナログ信号処理を行なう。【００２６】
また、デジタルカメラ１０は、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という。）２８と、入力されたデジタルデータに対して各種のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部３０と、を含んで構成されている。【００２７】
なお、デジタル信号処理部３０は、所定容量のラインバッファを内蔵し、入力されたデジタルデータを後述するメモリ４８の所定領域に直接記憶させる制御も行う。【００２８】
ＣＭＯＳ２４の出力端は、アナログ信号処理部２６の入力端に接続されている。また、アナログ信号処理部２６の出力端は、ＡＤＣ２８の入力端に接続されている。さらに、ＡＤＣ２８の出力端は、デジタル信号処理部３０の入力端に接続されている。従って、ＣＭＯＳ２４から出力された被写体像を示すアナログ信号は、アナログ信号処理部２６によって所定のアナログ信号処理が施され、ＡＤＣ２８によってデジタル画像データに変換された後にデジタル信号処理部３０に入力される。【００２９】
一方、デジタルカメラ１０は、液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）３８と、ＬＣＤインタフェース３６と、ＣＰＵ（中央処理装置）４０と、メモリ４８と、メモリインタフェース４６と、を含んで構成されている。液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）３８は、撮影された被写体像やメニュー画面等を表示する。ＬＣＤインタフェース３６は、当該被写体像やメニュー画面等をＬＣＤ３８に表示させるための信号を生成してＬＣＤ３８に供給する。ＣＰＵ（中央処理装置）４０は、デジタルカメラ１０全体の動作を司る。メモリ４８は、撮影により得られたデジタル画像データ等を一時的に記憶する。メモリインタフェース４６は、メモリ４８に対するアクセスの制御を行う。【００３０】
更に、デジタルカメラ１０は、可搬型のメモリカード５２をデジタルカメラ１０でアクセス可能とするための外部メモリインタフェース５０と、デジタル画像データに対する圧縮処理及び伸張処理を行う圧縮・伸張処理回路５４と、を含んで構成されている。【００３１】
なお、本例示的実施形態のデジタルカメラ１０では、メモリ４８としてフラッシュ・メモリ（Flash Memory）が用いられ、メモリカード５２としてｘＤピクチャ・カード（登録商標）が用いられている。しかしながら、メモリ４８は、これに限るものでない。【００３２】
デジタル信号処理部３０、ＬＣＤインタフェース３６、ＣＰＵ４０、メモリインタフェース４６、外部メモリインタフェース５０及び圧縮・伸張処理回路５４は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、デジタル信号処理部３０及び圧縮・伸張処理回路５４の作動の制御、ＬＣＤ３８に対するＬＣＤインタフェース３６を介した各種情報の表示、メモリ４８及びメモリカード５２へのメモリインタフェース４６ないし外部メモリインタフェース５０を介したアクセスを行うことができる。【００３３】
一方、デジタルカメラ１０には、主としてＣＭＯＳ２４を駆動させるためのタイミング信号（パルス信号）を生成してＣＭＯＳ２４に供給するタイミングジェネレータ３２が備えられている。ＣＭＯＳ２４の駆動は、ＣＰＵ４０によりタイミングジェネレータ３２を介して制御される。【００３４】
なお、ＣＭＯＳ２４は、後述するように複数の画素を水平方向に配列させた複数のラインを備えており、ライン上の画素毎に露光開始タイミング及び読出タイミングを制御するローリングシャッタ方式で制御される。なお、以下では、ライン毎に露光開始及び読み出しタイミングが異なる場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。【００３５】
更に、デジタルカメラ１０にはモータ駆動部３４が備えられており、光学ユニット２２に備えられた図示しない焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータの駆動もＣＰＵ４０によりモータ駆動部３４を介して制御される。【００３６】
すなわち、本例示的実施形態に係る上記レンズは、ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えた撮影レンズを備え、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構に上記焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは含まれるものであり、これらのモータは各々ＣＰＵ４０の制御によりモータ駆動部３４から供給された駆動信号によって駆動される。【００３７】
更に、デジタルカメラ１０には、レリーズスイッチ（所謂シャッター）、電源スイッチ、モード切替スイッチ、メニュースイッチ、決定スイッチ、キャンセルスイッチ等の各種スイッチ類を含んで構成された操作部５６が備えられている。レリーズスイッチ（所謂シャッター）は、撮影を実行する際に押圧操作される。電源スイッチは、デジタルカメラ１０の電源のオン／オフを切り替える際に操作される。モード切替スイッチは、撮影を行なうモードである撮影モード及び被写体像をＬＣＤ３８に再生するモードである再生モードのいずれかのモードに設定する際に操作される。メニュースイッチは、ＬＣＤ３８にメニュー画面を表示させるときに押圧操作される。決定スイッチは、それまでの操作内容を確定するときに押圧操作される。キャンセルスイッチは、直前の操作内容をキャンセルするときに押圧操作される。これらの操作部５６は、ＣＰＵ４０に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、これらの操作部５６に対する操作状態を常時把握できる。【００３８】
なお、本例示的実施形態に係るデジタルカメラ１０のレリーズスイッチは、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。【００３９】
そして、デジタルカメラ１０では、レリーズスイッチを半押し状態にすることによりＡＥ（Automatic Exposure、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御される。デジタルカメラ１０では、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮影）が行われる。【００４０】
また、デジタルカメラ１０には、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光を発するストロボ４４と、ストロボ４４とＣＰＵ４０との間に介在されると共に、ＣＰＵ４０の制御によりストロボ４４を発光させるための電力を充電する充電部４２と、が備えられている。更に、ストロボ４４は、ＣＰＵ４０にも接続されており、ストロボ４４の発光は、ＣＰＵ４０によって制御される。【００４１】
図２は、ＣＭＯＳ２４の全体構成を示す平面図である。ＣＭＯＳ２４の撮像領域７０には、多数の画素（受光素子：フォトダイオード；図示せず）が二次元アレイ状に配列形成されている。この実施形態では、奇数行の画素行に対して偶数行の画素行が１／２画素ピッチづつずらして配列された、所謂、ハニカム画素配列とされている。【００４２】
また、図２では図示を省略するが、本例示的実施形態では、位相差検出領域を含む撮像領域７０の複数の画素の各々には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタがベイヤ配列で配列された状態で積層されている。なお、ＲＧＢの配列は、ストライプ配列であってもよい。【００４３】
本例示的実施形態に係るＣＭＯＳ２４には、更に、水平走査回路７２1、７４2と、垂直走査回路７４1、７４2が設けられている。なお、図示は省略するが、水平走査回路７２1、７４2には、水平信号線が接続され、垂直走査回路７４1、７４2には垂直選択線が接続されている。【００４４】
垂直走査回路７４1は、垂直選択線を通じて、撮像領域７０に配置された奇数行の第１の画素群の各画素を行（ライン）単位で選択する。この場合、最下端から一行ずつ順番に選択され、行毎に一括して画素信号の読み出しが行われる。なお、第１の画素群から行単位で読み出される各画素信号に対して相関二重サンプリングの処理を行ってリセット雑音を低減するＣＤＳ回路を設けてもよい。水平走査回路７２1は、第１の画素群から読み出された一行分の画素信号を、左端から順次画素単位で選択する。これにより、第１の画素群から読み出された各画素信号が水平信号線に出力される。このように水平信号線に順次出力される画素信号は後段のアンプ（図示せず）にて増幅された後に外部に出力される。
更にまた、垂直走査回路７４2は、垂直選択線を通じて、撮像領域７０に配置された偶数行の第２の画素群の各画素を行単位で選択する。この場合、最下端から一行ずつ順番に選択され、行毎に一括して画素信号の読み出しが行われる。なお、第２の画素群から行単位で読み出される各画素信号に対して相関二重サンプリングの処理を行ってリセット雑音を低減するＣＤＳ回路を設けてもよい。水平走査回路７２2は、第２の画素群から出力される一行分の画素信号を、左端から順次画素単位で選択する。これにより、第２の画素群から読み出された各画素信号が水平信号線に出力される。このように水平信号線に順次出力される画素信号は後段のアンプ（図示せず）にて増幅された後に外部に出力される。【００４５】
なお、本例示的実施形態では、撮像領域７０の一部の領域、例えば中央位置に、矩形の位相差検出領域が設けられている。なお、位相差検出領域は、撮像領域７０に対して１箇所だけ設けてもよいし、撮像領域７０内のどこでもＡＦ可能とできるよう複数箇所に設けてもよい。【００４６】
図３は、位相差検出領域内の一部の表面拡大模式図である。図３には、位相差検出画素１ｘを配列したライン（ここでは奇数行）と、位相差検出画素１ｙを配列したライン（ここでは偶数行）とが交互に配列された状態が図示されている。位相差検出領域内においても、奇数行の画素行に対して偶数行の画素行が１／２画素ピッチづつずらして配列された、所謂ハニカム配列とされている。【００４７】
なお、図３には、位相差検出画素１ｘ、１ｙのみが配置されている様子が図示されているが、一部に撮像画素（位相差検出画素１ｘ、１ｙ以外の画素であって、遮光膜が設けられておらず、被写体画像を撮像するための通常の画素）が配置されていてもよい。また、位相差検出領域以外の撮像領域７０には、撮像画素のみが配置されている（図示せず）。【００４８】
図示する例では、各画素をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）で示している。Ｒ，Ｇ，Ｂは各画素上に積層したカラーフィルタの色を表し、奇数行の画素に対してカラーフィルタがベイヤ配列されると共に偶数行の画素に対してカラーフィルタがベイヤ配列されている。これにより、斜めに隣接する２つの位相差検出画素１ｘ、１ｙを１つの組（ペア）としたときに、ペアを構成する斜めに隣接する２つの位相差検出画素１ｘ、１ｙには、同色のカラーフィルタが配置された状態となっている。【００４９】
また、位相差検出画素１ｘ，１ｙは、その遮光膜開口２ｘ，２ｙが撮像画素より小さく形成され、かつ、画素１ｘの遮光膜開口２ｘは左方向に偏心して設けられ、画素１ｙの遮光膜開口２ｙは、右方向（位相差検出方向）に偏心して設けられている。【００５０】
このような構成により、位相差検出画素１ｘは、撮影レンズの主軸に対して一方の側（ここでは左側）を通過した光束が入射される。また、位相差検出画素１ｙは、ペアを構成する位相差検出画素１ｘに隣接するライン上に配置され、撮影レンズの主軸に対して他方の側（ここでは右側）を通過した光束が入射される。後述するように、ピントがずれた状態では、位相差検出画素１ｘ、１ｙの各々が検出する像の位置、位相にズレが生じるため、このズレ量（位相差量）を検出して合焦制御が行なわれる。【００５１】
なお、被写体測距のために全ての色の位相差検出画素ペアを用いる必要はなく、特定の色の位相差検出画素ペアのみを用いて位相差検出を行なってもよいし、特定の色の位相差検出画素ペアの中の特定の位相差検出画素ペアを用いて位相差検出を行なってもよい。また、位相差検出画素１ｘ、１ｙを被写体画像の形成に用いることもできる。【００５２】
図４は、Ｇ色のカラーフィルタが設けられた隣接する位相差検出画素１ｘ，１ｙをペアとして被写体測距のための位相差検出に用いる場合の位相差検出方法を説明する説明図である。図４の下段に示す曲線Ｘは、横一行に並ぶＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号量をプロットしたグラフである。また、曲線Ｙは、これら画素１ｘと対になっているＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号量をプロットしたグラフである。【００５３】
一対の位相差検出画素１ｘ，１ｙは隣接画素であり極めて近接しているため、同一被写体からの光を受光していると考えられる。このため、後述するローリングシャッタによる歪みの影響が無ければ、曲線Ｘと曲線Ｙとはほぼ同一形状になると考えられ、その左右方向（位相差検出方向）のずれが、瞳分割した一対の位相差検出画素の一方の画素１ｘで見た画像と、他方の画素１ｙで見た画像との位相差量となる。【００５４】
この曲線Ｘと曲線Ｙの相関演算を行うことで、横ズレ量（位相差量）を求めることができ、この位相差量により被写体までの距離を算出することが可能となる。曲線Ｘと曲線Ｙの相関量の評価値を求める方法は、公知の方法（例えば特開２０１０−８４４３号公報に記載された方法や特開２０１０−９１９９１号公報に記載された方法）を採用すれば良い。例えば、曲線Ｘを構成する各点Ｘ（ｉ）と、曲線Ｙを構成する各点Ｙ（ｉ＋ｊ）の差分の絶対値の積算値を評価値とし、最大評価値を与えるｊ値を、位相差量とする。【００５５】
そして、この位相差量から求められた被写体までの距離に基づき、モータ駆動部３４を制御して光学ユニット２２の焦点調整モータを駆動してフォーカスレンズ位置を制御し、被写体に合焦させる。【００５６】
しかしながら、本例示的実施形態では固体撮像素子としてローリングシャッタ方式で制御されるＣＭＯＳを用いている。従って、読出しタイミングが同一でない２つの位相差検出画素からなる位相差検出画素ペアから取得される検出信号により相関演算を行なうと、このタイミングのずれの間に、被写体像が移動したり変化した場合、撮像された被写体像に歪みが生じ、相関演算で求めた位相差量に該ローリングシャッタによる歪みの影響（歪み量）が生じてしまう（図５Ａも参照。）。【００５７】
一方、図５Ｂに示すように、例えばラインの一端からの距離（水平方向の位置）が互いに等しい２つの位相差検出画素１ｘ（図５Ｂでは位相差検出画素Ａ，Ａ’で示した）を１つの組（ペア）として、該ペアの検出信号の相関演算を行なえば、各位相差検出画素Ａ、Ａ’は、遮光膜開口の偏心方向が互いに等しい（撮影レンズの主軸に対して同じ側を通過した光束が入射される）こと。このから、本例示的実施形態は、ローリングシャッタによる歪み量のみを算出することができる。本例示的実施形態では、これら位相差検出画素のペアからの検出信号を用いて、上記通常の位相差検出画素ペアで算出された位相差量を補正して、ＡＦ制御を行なう。【００５８】
なお、以下では、斜めに隣接し被写体測距のための位相差を検出する位相差検出画素のペア（位相差検出画素１ｘ、１ｙからなるペア）を単に位相差検出画素ペアと呼称する。また、ローリングシャッタによる歪み量を検出するための位相差検出画素のペア（奇数行上に配置された２つの位相差検出画素１ｘからなるペア、又は偶数行上に配置された２つの位相差検出画素１ｙからなるペア）を、上記位相差検出画素ペアと区別するため、ローリング検出画素ペアと呼称する。【００５９】
図６は、本例示的実施形態に係るＡＦ制御の流れを示すフローチャートである。【００６０】
ステップ１００では、予め定められた斜めに隣接する位相差検出画素１ｘ、１ｙからなる位相差検出画素ペアを構成する各位相差検出画素の各々から読み出された検出信号（以下、位相差検出画素信号と呼称する場合もある）の相関演算を行って、位相差量を求める。例えば、図７に示す例では、位相差検出画素ペアを構成する画素に斜線を付与した（後述する図８〜図１２も同様）。具体的には、７行目及び８行目の斜めに隣接するＧ色フィルタが設けられた一対の位相差検出画素１ｘ、１ｙの各々を位相差検出画素ペアとして用いている。【００６１】
ステップ１０２では、ローリング検出画素ペアを構成する各位相差検出画素の各々から読み出された検出信号（以下、ローリング検出画素信号と呼称する場合もある）の相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求める。例えば、上記位相差検出画素ペアのうち奇数行のライン上に配置された位相差検出画素１ｘと、該位相差検出画素１ｘが配置された奇数行のラインとは別の奇数行のライン上に配置され、同色のカラーフィルタが設けられた位相差検出画素１ｘとの組み合わせを、ローリング検出画素ペアとしてもよい。また、上記位相差検出画素ペアのうち偶数行のライン上に配置された位相差検出画素１ｙと、該位相差検出画素１ｙが配置された奇数行のラインとは別の奇数行のライン上に配置され、同色のカラーフィルタが設けられた位相差検出画素１ｙとの組み合わせを、ローリング検出画素ペアとしてもよい。図７では、ローリング検出画素ペアを構成する画素の一例を太線で示した（後述する図８〜図１２も同様）。具体的には、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの各々と、１１行目のＧ色の位相差検出画素１ｘとの組み合わせであって、各ラインの一端からの距離、すなわち水平方向の位置が等しい画素同士がローリング検出画素ペアとされている。【００６２】
すなわち、図７に示す例では、７行目３列目の位相差検出画素１ｘと、１１行目３列目の位相差検出画素１ｘとで構成されたローリング検出画素ペア、７行目７列目の位相差検出画素１ｘと、１１行目７列目の位相差検出画素１ｘとで構成されたローリング検出画素ペア、７行目１１列目の位相差検出画素１ｘと、１１行目１１列目の位相差検出画素１ｘとで構成されたローリング検出画素ペア、７行目１５列目の位相差検出画素１ｘと、１１行目１５列目の位相差検出画素１ｘとで構成されたローリング検出画素ペアと、の各々の検出信号の相関演算を行ない、この相関演算により求められたズレ量に１／４を乗算し、ローリングシャッタによる歪み量を求める。【００６３】
ここで１／４を乗算するのは、位相差検出画素ペアが、７行目及び８行目の画素であるのに対して、ローリング検出画素ペアは７行目及び１１行目の画素である。このため、ローリング検出画素ペアの各画素の垂直方向の離間距離は、位相差検出画素ペアの各画素の垂直方向の離間距離の４倍になっており、読出に４倍の時間がかかる。【００６４】
なお、ここでは、７行目と１１行目のＧ画素の組（Ｇ色の位相差検出画素１ｘの組）でローリングシャッタによる歪み量を算出する例について説明した。しかしながら、７行目と１５行目のＧ画素でローリングシャッタによる歪み量を算出するようにしてもよい。この場合には、ローリング検出画素信号の相関演算結果に１／８を乗算する必要がある。また、８行目と１２行目のＧ画素の組（Ｇ色の位相差検出画素１ｙの組）でローリングシャッタによる歪み量を算出するようにしてもよい。【００６５】
ステップ１０４では、ステップ１００で求めた位相差量からステップ１０２で求めたローリングシャッタによる歪み量を減算して、ステップ１００で求めた位相差量を補正する。【００６６】
ステップ１０６では、補正された位相差量に基づいて、前述のように合焦制御を行なう。【００６７】
（ローリングシャッタによる歪み量算出の変形例１）【００６８】
なお、ローリングシャッタによる歪み量の算出方法は、上記図７を用いて説明した例に限定されない。例えば、複数のローリングシャッタによる歪み量を算出し、これを平均化して最終的なローリングシャッタによる歪み量を求めて、補正に用いるようにしてもよい。【００６９】
具体的には、例えば、図７に示したローリング検出画素ペアから読み出した検出信号の相関演算を行なってローリングシャッタによる歪み量を求める（これを第１のローリングシャッタによる歪み量と呼称する）と共に、に加えて、図８に示すように、８行目４列目の位相差検出画素１ｙと、１２行目４列目の位相差検出画素１ｙとで構成されたローリング検出画素ペア、８行目８列目の位相差検出画素１ｙと、１２行目８列目の位相差検出画素１ｙとで構成されたローリング検出画素ペア、８行目１２列目の位相差検出画素１ｙと、１２行目１２列目の位相差検出画素１ｙとで構成されたローリング検出画素ペア、８行目１６列目の位相差検出画素１ｙと、１２行目１６列目の位相差検出画素１ｙとで構成されたローリング検出画素ペア、の各々から読み出した検出信号の相関演算を行なってもよい。さらに、この方法は、ローリングシャッタによる歪み量（これを第２のローリングシャッタによる歪み量と呼称する）を求めるように、第１のローリングシャッタによる歪み量と第２のローリングシャッタによる歪み量との平均値を求め、この平均値をステップ１０４における補正に用いてもよい。これにより、ローリングシャッタによる歪み量の算出精度が高くなり、ＡＦ制御の精度が向上する。【００７０】
なお、ここでは、２つのローリングシャッタによる歪み量を算出して平均化して補正に用いる例について説明した。しかしながら、３つ以上のローリングシャッタによる歪み量を算出して平均化して補正に用いてもよい。【００７１】
（ローリングシャッタによる歪み量算出の変形例２）【００７２】
なお、デジタルカメラ１０に、「通常撮影」モードと、「画素加算撮影」モードとが設けられていてもよい。「通常撮影」モードは、全画素の出力信号の個々から被写体の高精細画像を生成する。「画素加算撮影」モードは、全画素の出力信号を２画素加算或いは４画素加算など複数画素の信号を加算することで解像度を低解像度とする代わりに高感度撮影を行なう。どちらの撮影を行なうかは、タイミングジェネレータ３２が固体撮像素子（ＣＭＯＳ）２４に供給する駆動パルスの切り替えで行なう。４画素加算した結果、被写体画像の解像度は固体撮像素子の画素数に対して１／４となるが、露光量は４倍となる。このため、暗いシーンでも高Ｓ／Ｎの画像を得ることが可能となる。【００７３】
この場合、ＡＦ制御も該撮影モードに応じた制御を行なうようにすればよい。すなわち、ラインの一端からの距離が互いに等しい複数の位相差検出画素１ｘの検出信号を加算した加算信号と、ラインの一端からの距離が互いに等しい複数の位相差検出画素１ｙの検出信号を加算した加算信号との相関演算を行なって位相差量を求めることができる。なお、以下では、ラインの一端からの距離が等しい複数画素からの検出信号を加算することを垂直加算という場合もある。【００７４】
例えば、図９に示すように、３、７、１１、１５行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号を加算した加算信号と、４、８、１２、１６行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号を加算した加算信号との相関演算を行なって位相差量を求め、ＡＦ制御を行なう。そして、この場合においても、ローリングシャッタによる歪み量を算出して補正することができる。ここでは、７行目及び１１行目のＧ色の位相検出画素１ｘだけでなく、３行目及び１５行目のＧ色の位相差検出画素１ｘも組み合わせて用いる。【００７５】
より具体的には、３行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と、１１行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ａを、水平方向の位置が等しい画素毎に求め、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と、１５行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｂを水平方向の位置が等しい画素毎に求め、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ａ、ｂ同士の相関演算を行ない、ローリングシャッタによる歪み量を求めるようにしてもよい。【００７６】
このように、多くの位相差検出画素を組み合わせてローリングシャッタによる歪み量の算出に用いることより、信号の高Ｓ／Ｎが上がり、ローリングシャッタによる歪み量算出の精度が向上する。【００７７】
更にまた、４行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と、１２行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｃを、水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、８行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と、１６行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｄを、水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｃ、ｄ同士の相関演算を行ない、ローリングシャッタによる歪み量を求め、更に、上記加算信号ａｂから求めたローリングシャッタによる歪み量との平均値を最終的なローリングシャッタによる歪み量として求めてもよい。【００７８】
（ローリングシャッタによる歪み量算出の変形例３）【００７９】
更にまた、異なる色の画素を用いて垂直加算して、ローリングシャッタによる歪み量を求めることができる（図示せず）。具体的には、例えば、５行目のＲ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｅを、水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と９行目のＲ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｆを水平方向の位置が等しい画素毎に求め、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｅ、ｆの相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求めるようにしてもよい。【００８０】
（ローリングシャッタによる歪み量算出の変形例４）【００８１】
更にまた、図示は省略するが、図８で例示したように２以上のローリングシャッタによる歪み量を求めて平均化して用いる場合にも、異なる色の画素を用いて垂直加算して、ローリングシャッタによる歪み量を求めることができる。【００８２】
具体的には、例えば、５行目のＲ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｅを、水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と９行目のＲ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｆを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｅ、ｆの相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求め（これを第１のローリングシャッタによる歪み量と呼称）、且つ６行目のＲ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と８行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｇを、水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、８行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と１０行目のＲ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｈを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｇ、ｈの相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求め（これを第２のローリングシャッタによる歪み量と呼称）る。さらに、第１のローリングシャッタによる歪み量と第２のローリングシャッタによる歪み量との平均値を、最終的なローリングシャッタによる歪み量として求め、位相差量の補正に用いる。【００８３】
これにより、ローリングシャッタによる歪み量の算出精度を高め、ＡＦ制御の精度を向上できる。【００８４】
（ローリングシャッタによる歪み量算出の変形例５）【００８５】
また、垂直方向に等しい位置に並んだ異なる色の複数のローリング検出画素ペアの検出信号から求めた複数のローリングシャッタによる歪み量を平均化して用いることもできる。以下、図１０、図１１、図１２を参照して説明する。なお、図１０、図１１、図１２においても、図７、図８、図９と同様に、斜線が付与されている画素が、測距に用いる位相差量の算出に用いる画素であって、太線で描画されている画素が、ローリングシャッタによる歪み量の算出に用いる画素である。【００８６】
図１０に示すように、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘと、８行目の位相差検出画素１ｙとを位相差検出画素ペアとして位相差量を求める場合に、７行目と１１行目のＧ色の検出信号の相関演算により求めたローリングシャッタによる歪み量と、７行目と１１行目のＢ画素の相関演算により求めたローリングシャッタによる歪み量とを平均して最終的なローリングシャッタによる歪み量を求め、これを位相差量の補正に用いてもよい。【００８７】
また、図１１に示すように、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘと、８行目の位相差検出画素１ｙとを位相差検出画素ペアとして位相差量を求める場合に、まず、７行目と１１行目のＧ色の検出信号の相関演算により求めたローリングシャッタによる歪み量と、７行目と１１行目のＢ画素の検出信号の相関演算により求めたローリングシャッタによる歪み量とを平均して第１のローリングシャッタによる歪み量を求める。更に、８行目と１２行目のＧ色の検出信号の相関演算により求めたローリングシャッタによる歪み量と、８行目と１２行目のＢ画素の検出信号の相関演算により求めたローリングシャッタによる歪み量とを平均して第２のローリングシャッタによる歪み量を求める。そして、第１のローリングシャッタによる歪み量と第２のローリングシャッタによる歪み量との平均値を、最終的なローリングシャッタによる歪み量として求め、これを位相差量の補正に用いてもよい。【００８８】
また、図１２に示すように、垂直加算してローリングシャッタによる歪み量を求める場合も同様に、まず、３行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と、１１行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｋを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、７行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と、１５行目のＧ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｌを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｋ、ｌの相関演算を行ない、第１のローリングシャッタによる歪み量を求める。更に、３行目のＢ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と、１１行目のＢ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｍを水平方向の位置が等しい画素毎に求め、７行目のＢ色の位相差検出画素１ｘの検出信号と、１５行目のＢ色の位相差検出画素１ｘの検出信号とを加算した加算信号ｎを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。さらに、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｍ、ｎの相関演算を行ない、第２のローリングシャッタによる歪み量を求める。そして、第１のローリングシャッタによる歪み量と第２のローリングシャッタによる歪み量との平均値を、最終的なローリングシャッタによる歪み量として求め、これを位相差量の補正に用いてもよい。【００８９】
なお、以下のようにローリングシャッタによる歪み量を求めてもよい（図示せず）。まず、図１２を用いて説明したように演算して求めた最終的なローリングシャッタによる歪み量をここでは最終的なローリングシャッタによる歪み量とせずに、仮にこれをローリングシャッタによる歪み量Ａとする。更に、４行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と、１２行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｐを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。次に、８行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と、１６行目のＧ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｑを水平方向の位置が等しい画素毎に求め、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｐ、ｑの相関演算を行なって、第３のローリングシャッタによる歪み量を求める。次に、４行目のＢ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と、１２行目のＢ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｒを水平方向の位置が等しい画素毎に求め、８行目のＢ色の位相差検出画素１ｙの検出信号と、１６行目のＢ色の位相差検出画素１ｙの検出信号とを加算した加算信号ｓを水平方向の位置が等しい画素毎に求める。さらに、水平方向の位置が等しい画素についての加算信号ｒ、ｓの相関演算を行なって、第４のローリングシャッタによる歪み量を求める。さらに、第３のローリングシャッタによる歪み量と第４のローリングシャッタによる歪み量との平均値を、ローリングシャッタによる歪み量Ｂとする。そして、上記ローリングシャッタによる歪み量Ａとローリングシャッタによる歪み量Ｂとの平均値を最終的なローリングシャッタによる歪み量として求め、これを位相差量の補正に用いるようにしてもよい。【００９０】
このように、異なる色のローリング検出画素ペアを用いて平均化してローリングシャッタによる歪み量を算出して、ローリングシャッタによる歪み量の算出精度を高めることができる。【００９１】
なお、本例示的実施形態では、常にローリング補正を行なう例について説明したが、これに限定されず、例えば、ＡＦ制御においてローリング補正を行なう第１のモードと、ローリング補正を行なわない第２のモードとを切り替える切替手段を設け、利用者が該切替手段により切り替えたモードに応じて、ＡＦ制御を行なうようにしてもよい。【００９２】
［第２の例示的実施形態］【００９３】
なお、ローリングシャッタによる歪み量は、被写体の動きや画角の変化によって変動するため、一定とは限らない。そこで、上記図８や図１０〜図１２を用いて説明したように、複数のローリングシャッタによる歪み量を平均化して最終的なローリングシャッタによる歪み量を算出する場合において、該複数のローリングシャッタによる歪み量が大きく異なる場合には、急激に被写体の動きもしくは画角が変化したと判断して、ＡＦ動作を中止してもよい。以下、この制御ついて詳細に説明する。なお、本例示的実施形態のデジタルカメラ１０の構成は第１の例示的実施形態と同様であるため、説明を省略する【００９４】
図１３において、ステップ１１０では、第１の例示的実施形態で説明したように位相差検出画素信号の相関演算を行なって、位相差量を求める。【００９５】
ステップ１１２では、第１の例示的実施形態で図８、図１０〜１２を用いて説明したように、複数のローリングシャッタによる歪み量を求め、これらを平均化して最終的なローリングシャッタによる歪み量を求める。なお、最終的なローリングシャッタによる歪み量を算出する前に算出した複数のローリングシャッタによる歪み量については、下記ステップ１１４での判断が終了するまで予め定められた記憶手段に記憶しておく。【００９６】
ステップ１１４では、記憶手段に記憶されている（最終的なローリングシャッタによる歪み量除く）複数のローリングシャッタによる歪み量を互いに比較し、その差分が閾値以上となったものがあるか否かを判断する。ここで否定判断した場合には、ステップ１１６に進み、上記最終的に求めたローリングシャッタによる歪み量をステップ１１０で求めた位相差量から減算して補正する。そして、ステップ１１８で該補正した位相差量に基づいて合焦点制御する。【００９７】
一方、ステップ１１４で肯定判断した場合には、ステップ１２０に進み、エラー処理を行なって、本ＡＦ制御を終了する。エラー処理とは、例えば、エラーメッセージを表示する等である。また、いったん本ＡＦ制御を終了した後、ＡＦ制御を再実行するようにしてもよい。【００９８】
以上説明したように、ローリングシャッタによる歪み量の差が大きければ、合焦制御する前にＡＦ制御ルーチンを終了するようにしたため、誤合焦を防止することができる。【００９９】
なお、ここでは、ステップ１１４で判断する前に最終的なローリングシャッタによる歪み量を求める例について説明したが、ステップ１１４で否定判断された後に、最終的なローリングシャッタによる歪み量を求め、補正に用いてもよい。【０１００】
また、デジタルカメラ１０に、ＡＦ制御においてローリング補正を行なう第１のモードと、本例示的実施形態で説明したように算出された複数のローリングシャッタによる歪み量の差が大きい場合には、ローリング補正を行なわないようにする第２のモードとを切り替える切替手段を設け、利用者が該切替手段により切り替えたモードに応じて、ＡＦ制御を行なうようにしてもよい。【０１０１】
［第３の例示的実施形態］【０１０２】
第１の例示的実施形態では、ＡＦ制御の際は常にローリングシャッタによる歪み量を算出して補正する例について説明したが、ローリングシャッタによる歪みの影響が小さいと推定される場合にはローリングシャッタによる歪み量を算出して補正する処理を省略してもよい。以下、詳細に説明する。【０１０３】
なお、本例示的実施形態のデジタルカメラ１０の構成は第１の例示的実施形態と同様であるため、説明を省略する。【０１０４】
図１４は、本例示的実施形態に係るＡＦ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。【０１０５】
ステップ２００では、第１の例示的実施形態で説明したように位相差検出画素信号の相関演算を行なって、位相差量を求める。【０１０６】
ステップ２０２では、ＡＦ領域が予め定められた閾値以上の大きさか否かを判断する。ここで、ＡＦ領域とは、焦点を合わせる領域であり、デジタルカメラ１０が、その使用者により任意にその位置や大きさを設定できるよう構成されている場合や、撮影モードに応じてＡＦ領域の大きさが設定されるように構成されている場合等もある。本例示的実施形態では、デジタルカメラ１０に設定されているＡＦ領域の大きさの情報を取得し、予め定められた閾値と比較する。【０１０７】
ステップ２０２で肯定判断した場合には、ステップ２０４で、第１の例示的実施形態で説明したようにローリング検出画素信号の相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求める。ステップ２０６では、ステップ２００で求めた位相差量からステップ２０４で求めたローリングシャッタによる歪み量を減算して、ステップ２００で求めた位相差量を補正する。そして、ステップ２０８では、補正された位相差量に基づいて、合焦制御を行なう。【０１０８】
一方、ステップ２０２で否定判断した場合には、ステップ２０４、ステップ２０６をスキップして、ステップ２０８に進む。この場合には、ステップ２０８では、ステップ２００で求めた位相差量（ローリングシャッタによる歪み量で補正していない位相差量）をそのまま用いて、合焦制御を行なう。【０１０９】
ＡＦ領域がそれほど大きくなければ、測距のための位相差を検出する位相差検出画素数も少なくなり、ローリングシャッタによる歪みの影響は小さいと考えられる。そこで、本例では、ＡＦ領域が閾値未満であれば、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正は行なわずにＡＦ制御を行なうようにした。これにより、ＡＦ制御にかかる時間を短縮することができる。【０１１０】
図１５は、ＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。【０１１１】
ステップ３００では、第１の例示的実施形態で説明したように位相差検出画素信号の相関演算を行なって、位相差量を求める。【０１１２】
ステップ３０２では、読出し画素数（ステップ３００で位相差量を演算するために用いられた位相差検出画素の数）が予め定められた閾値以上か否かを判断する。ステップ３０２で肯定判断した場合には、ステップ３０４で、第１の例示的実施形態で説明したようにローリング検出画素信号の相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求める。ステップ３０６では、ステップ３００で求めた位相差量からステップ３０４で求めたローリングシャッタによる歪み量を減算して、ステップ３００で求めた位相差量を補正する。そして、ステップ３０８では、補正された位相差量に基づいて、合焦制御を行なう。【０１１３】
一方、ステップ３０２で否定判断した場合には、ステップ３０４、ステップ３０６をスキップして、ステップ３０８に進む。この場合には、ステップ３０８では、ステップ３００で求めた位相差量（ローリングシャッタによる歪み量で補正していない位相差量）をそのまま用いて、合焦制御を行なう。【０１１４】
読出し画素数が少なければ、ローリングシャッタによる歪みの影響は小さいと考えられる。そこで、本例示的実施形態では、読出し画素数が閾値未満であれば、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正は行なわずにＡＦ制御を行なうようにした。これにより、ＡＦ制御にかかる時間を短縮することができる。【０１１５】
なお、上記閾値を、画角に応じて変更するようにしてもよい。より具体的には、例えば、デジタルカメラ１０が、ワイド（広角）モード・標準モード・テレ（望遠）モードに切り替え可能な構成であれば、各モード毎に閾値を予め設定しておき、ＡＦ制御時の撮影モードに応じて、上記閾値を変更するようにしてもよい。なお、画角がテレ側であるほど、ローリングシャッタによる歪みの影響が大きくなると推定されるため、ワイド側に比べてテレ側の閾値を小さく設定しておくようにしてもよい。【０１１６】
図１６は、ＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。【０１１７】
ステップ４００では、第１の例示的実施形態で説明したように位相差検出画素信号の相関演算を行なって、位相差量を求める。【０１１８】
ステップ４０２では、被写体距離が閾値以上か否かを判断する。ここでは、上記ステップ４００で求めた位相差量から暫定的に求めた被写体距離を予め定められた閾値と比較する。ここで比較される閾値は、ＡＦ領域の大きさ或いは上記読出し画素数に応じて変更されるものとする。ステップ４０２で肯定判断した場合には、ステップ４０４で、第１の例示的実施形態で説明したようにローリング検出画素信号の相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求める。ステップ４０６では、ステップ４００で求めた位相差量からステップ４０６で求めたローリングシャッタによる歪み量を減算して、ステップ４００で求めた位相差量を補正する。そして、ステップ４０８では、補正された位相差量に基づいて、合焦制御を行なう。【０１１９】
一方、ステップ４０２で否定判断した場合には、ステップ４０４、ステップ４０６をスキップして、ステップ４０８に進む。この場合には、ステップ４０８では、ステップ４００で求めた位相差量（ローリングシャッタによる歪み量で補正していない位相差量）をそのまま用いて、合焦制御を行なう。【０１２０】
ローリングは撮影画角内の被写体の動きで影響度が変わる。特に被写体距離が長いほど、ローリングシャッタによる歪みの影響は大きくなると考えられる。そこで、本例では、被写体距離が閾値以上長い場合に、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行ない、被写体距離が閾値より短い場合には、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行なわないようにした。【０１２１】
図１７は、ＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。【０１２２】
ステップ５００では、第１の例示的実施形態で説明したように位相差検出画素信号の相関演算を行なって、位相差量を求める。【０１２３】
ステップ５０２では、画角内の動体検出を行なう。例えば、メモリ４８に記憶された過去の画像データと今回の画像データとの間で周知の動きベクトルを算出し、該動きベクトルの大きさに基づいて検出してもよい。【０１２４】
ステップ５０４では、上記検出結果に基づき、画角内に動体が存在するか否かを判断する。ステップ４０２で肯定判断した場合には、ステップ５０６で、第１の例示的実施形態で説明したようにローリング検出画素信号の相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求める。ステップ５０８では、ステップ５００で求めた位相差量からステップ５０６で求めたローリングシャッタによる歪み量を減算して、ステップ５００で求めた位相差量を補正する。そして、ステップ５１０では、補正された位相差量に基づいて、合焦制御を行なう。【０１２５】
一方、ステップ５０４で否定判断した場合には、ステップ５０６、ステップ５０８をスキップして、ステップ５１０に進む。この場合には、ステップ５１０では、ステップ５００で求めた位相差量（ローリングシャッタによる歪み量で補正していない位相差量）をそのまま用いて、合焦制御を行なう。【０１２６】
ローリングは撮影画角内に動体が存在する場合に起こる。従って、本例では、動体を検出して、動体が存在する場合にのみローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行ない、動体が存在しない場合には、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行なわないようにした。【０１２７】
図１８は、ＡＦ制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。【０１２８】
ステップ６００では、第１の例示的実施形態で説明したように位相差検出画素信号の相関演算を行なって、位相差量を求める。【０１２９】
ステップ６０２では、ＡＦ領域内の動体検出を行なう。動体検出は、例えば、メモリ４８に記憶された過去の画像データと今回の画像データとの間で周知の動きベクトルを算出し、該動きベクトルの大きさに基づいて検出してもよい。【０１３０】
ステップ６０４では、上記検出結果に基づき、ＡＦ領域内に動体が存在するか否かを判断する。ステップ６０２で肯定判断した場合には、ステップ６０６で、第１の例示的実施形態で説明したようにローリング検出画素信号の相関演算を行なって、ローリングシャッタによる歪み量を求める。ステップ６０８では、ステップ６００で求めた位相差量からステップ６０６で求めたローリングシャッタによる歪み量を減算して、ステップ６００で求めた位相差量を補正する。そして、ステップ６１０では、補正された位相差量に基づいて、合焦制御を行なう。【０１３１】
一方、ステップ６０４で否定判断した場合には、ステップ６０６、ステップ６０８をスキップして、ステップ６１０に進む。この場合には、ステップ６１０では、ステップ６００で求めた位相差量（ローリングシャッタによる歪み量で補正していない位相差量）をそのまま用いて、合焦制御を行なう。【０１３２】
ローリングは撮影画角内に動体が存在する場合に起こる。従って、本例では、特にＡＦ領域内で動体を検出して、ＡＦ領域内に動体が存在する場合にのみローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行ない、動体が存在しない場合には、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行なわないようにした。【０１３３】
以上説明したように、本例示的実施形態では、ローリングシャッタによる歪みの影響が少ないと推定される場合には、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行なわないようにし、それ以外の場合には、ローリングシャッタによる歪み量を算出して補正を行なうようにした。このため、本例示的実施形態では、ローリングシャッタによる歪みの影響を抑制しつつ、ＡＦ制御において無駄な時間を削減できる。【０１３４】
なお、本例示的実施形態では、ＡＦ領域の大きさ、読出し画素数、被写体距離、撮影画角内の被写体の動き、ＡＦ領域内の被写体の動きのいずれかに応じて、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行なうか否かを判断した。しかしながら、本発明は、これに限定されない。例えば、ＡＦ領域の大きさ、読出し画素数、被写体距離、撮影画角内の被写体の動き、ＡＦ領域内の被写体の動きの少なくとも１つに応じて、ローリングシャッタによる歪み量の算出及び補正を行なうか否かを判断するようにしてもよい。【０１３５】
また、デジタルカメラ１０に、第１の例示的実施形態で説明したように常にローリング補正を行なう第１のモードと、第３の例示的実施形態で説明したようにローリングシャッタによる歪みの影響が小さいと推定される場合にはローリング補正を行なわないようにする第２のモードとを切り替える切替手段を設けてもよい。この場合、利用者が該切替手段により切り替えたモードに応じて、ＡＦ制御を行なうようにしてもよい。【０１３６】
また、上記各例示的実施形態では、撮像領域の一部に位相差検出領域を設けた例について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなくい。例えば、被写体の撮像に用いられる固体撮像素子とは別に位相差検出専用の撮像素子を設け、該撮像素子により位相差ＡＦ方式でＡＦ制御する際にも、本発明を適用可能である。【０１３７】
また、位相差検出画素１ｘ、１ｙは、上記各例示的実施形態で示した例に限定されない。例えば、位相差検出画素１ｘを、右半分が遮光され、左半分が開口された構成とし、位相差検出画素１ｙを、左半分が遮光され、右半分が開口された構成としてもよい。これによっても、上記と同様に、位相差検出画素１ｘには、撮影レンズの主軸に対して一方の側（左側）を通過した光束が入射され、位相差検出画素１ｙには、撮影レンズの主軸に対して他方の側（右側）を通過した光束が入射される。【０１３８】
また、上記各例示的実施形態では、位相差検出画素ペアを構成する位相差検出画素が隣接している画素である場合について説明した。しかしながら、例えば、互いに隣接しておらず、ペアを構成する画素の間に他の画素が配置されていてもよい。【０１３９】
なお、上記各例示的実施形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、携帯電話機、ＰＤＡ等の撮影機能を有する他の装置に適用する形態とすることもできる。この場合も、上記各例示的実施形態と同様の効果を奏することができる。【０１４０】
更に、上記各例示的実施形態において説明した各種処理プログラムの処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、各ステップの処理順序の変更、処理内容の変更、不要なステップの削除、新たなステップの追加等を行なうことができることは言うまでもない。
日本出願２０１１−０８００３３の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図１】
2012132827.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2012132827.tif 000019
【図１７】
2012132827.tif 000020
【図１８】
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【国際調査報告】
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