(57)【要約】【課題】撮像素子の特定領域から読み出した画像信号に基づく位相差検出処理による焦点状態の検出精度の低下を軽減し、かつ、焦点状態の検出にかかる時間を、撮像光学系のレンズの駆動速度に応じた時間にすることができる撮像装置を提供する。【解決手段】一つのマイクロレンズに対して撮像光学系の射出瞳の分割された異なる領域を通過した光束を光電変換して画像信号を生成する複数の光電変換部を有する画素部を備える撮像素子を備える撮像装置を設ける。撮像装置が、撮像光学系が有するレンズの駆動速度を取得し、画素部から画像信号を読み出す領域を、レンズの駆動速度に応じた特定領域に設定する。撮像装置が、特定領域から画像信号を読み出し、特定領域から読み出された画像信号により得られる２像の位相差に基づいて、位相差が検出されたかを判断する位相差検出処理を実行する。【選択図】図１
2014228816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのマイクロレンズに対して撮像光学系の射出瞳の分割された異なる領域を通過した光束を光電変換して画像信号を生成する複数の光電変換部を有する画素部を備える撮像素子と、
前記撮像光学系が有するレンズの駆動速度を取得する取得手段と、
前記画素部から画像信号を読み出す領域を、前記取得されたレンズの駆動速度に応じた特定領域に設定する設定手段と、
前記特定領域から画像信号を読み出す読み出し手段と、
前記特定領域から読み出された画像信号により得られる２像の位相差に基づいて、前記位相差が検出されたかを判断する位相差検出処理を実行する検出手段とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記取得したレンズの駆動速度が遅いほど、広い範囲を有する特定領域を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
少なくとも、前記レンズの駆動速度と、前記特定領域の範囲を決める指標情報とが予め対応付けられて記憶される記憶手段を備え、
前記設定手段は、前記取得されたレンズの駆動速度に対応付けられている指標情報を前記記憶手段から取得し、当該取得した指標情報にしたがって、前記特定領域を設定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記記憶手段には、前記レンズの識別情報と前記レンズの駆動速度と前記指標情報とが予め対応付けられて記憶されており、
前記取得手段は、前記レンズの識別情報と、前記レンズの駆動速度とを取得し、
前記取得されたレンズの識別情報とレンズの駆動速度とに対応付けられている指標情報を前記記憶手段から取得し、当該取得した指標情報にしたがって、前記特定領域を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記特定領域の幅を、前記取得されたレンズの駆動速度によって決まる、当該レンズが次に動作するための最短の時間に応じた幅に設定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記検出手段によって実行された位相差検出処理によって前記位相差が検出されない回数が規定回数以上になった場合に、焦点調節ができないことを示す情報を表示する表示手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
焦点調節処理の開始を指示する指示手段を備え、
前記検出手段は、前記指示手段によって前記焦点調節処理の開始が指示された場合に、前記位相検出処理を実行する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置と、当該撮像装置に着脱可能なレンズとを備え、
前記取得手段は、前記レンズと通信することで、前記レンズの駆動速度を取得する
ことを特徴とするカメラシステム。
【請求項９】
一つのマイクロレンズに対して撮像光学系の射出瞳の分割された異なる領域を通過した光束を光電変換して画像信号を生成する複数の光電変換部を有する画素部を備える撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像光学系が有するレンズの駆動速度を取得する工程と、
前記画素部から画像信号を読み出す領域を、前記取得されたレンズの駆動速度に応じた特定領域に設定する工程と、
前記特定領域から画像信号を読み出す工程と、
前記特定領域から読み出された画像信号により得られる２像の位相差に基づいて、前記位相差が検出されたかを判断する位相差検出処理を実行する工程とを有する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、カメラシステムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子において、１つの画素の中にある、１つのマイクロレンズで集光されるフォトダイオード（ＰＤ）を分割することによって、位相差方式の焦点検出を行う技術が提案されている。特許文献１は、１つの画素の中のフォトダイオードを２つに分割し、分割された各々のフォトダイオードが、撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するように構成されている撮像装置を開示する。この撮像装置は、２つのフォトダイオードの出力を比較することにより、撮像レンズでの焦点検出をする。
【０００３】
また、特定領域の読み出しが可能な撮像素子を持ち、撮像素子の全領域より小さな領域を読み出すことで、ズームレンズを用いることなく望遠側へズームさせる機能を持つ撮像装置が提案されている。特許文献２は、電子ズームと光学ズームとを組み合わせて制御することにより一方のみで行うよりも広いズーム範囲を実現する撮像装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０８３４０７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術を特許文献２の技術に適用し、撮像素子の特定領域を読み出してズーム表示用の画像を生成するとともに、１つの画素の中に含まれる複数のＰＤを利用して位相差検出処理を行う撮像装置（以下、撮像装置Ａと記述）が考えられる。当該位相差検出結果に基づいて焦点状態（合焦または非合焦という状態）が検出される。ズーム撮影時の表示領域は、画像信号の読み出し領域である特定領域に含まれる。しかし、撮像装置Ａでは、以下のような問題がある。
【０００６】
図１０は、撮像装置Ａの動作処理を説明する図である。撮像装置が持つ１つの画素の中に含まれるＰＤを左右２つとした場合、各ＰＤから左画像と右画像という２像が得られる。図１０（Ｂ）は、左画像ラインデータと右画像ラインデータを示す図である。
【０００７】
撮像装置Ａが、図１０（Ａ）に示すとおり、撮像素子の全画角を読み出す場合、撮像素子上の座標（Ｘ１，Ｙ）から（Ｘ４, Ｙ）までのラインデータを利用して、位相差検出をすることができる。しかし、この場合、一度の位相差検出のための、単位時間当たりの読み出しデータ量（読み出しフレームレート）が増えるので、焦点状態の検出を完了するまでの時間が延びてしまう。したがって、図１０（Ｃ）に示すように、（Ｘ１，Ｙ）から（Ｘ４, Ｙ）までの範囲より狭い、（Ｘ２，Ｙ）から（Ｘ３, Ｙ）の範囲を有する特定領域のラインデータを利用して位相差検出処理をすることが考えられる。
【０００８】
しかし、図１０（Ｃ）に示す特定領域からラインデータを読み出す場合、位相差の算出に利用できる領域は（Ｘ２，Ｙ）から（Ｘ３, Ｙ）の範囲に限定されるので、焦点状態の検出精度が低下する。ここで、焦点状態の検出精度の低下を防止するため、特定領域の範囲を広くした場合には、特定領域からの読み出しフレームレートが増加する。したがって、撮像光学系に含まれるレンズの駆動速度（駆動周期）が速い場合には、このレンズの駆動周期を下回らない範囲で読み出しを行って焦点状態を検出することが困難である。レンズを着脱可能な撮像装置についても、同様の課題がある。
【０００９】
一方、撮像光学系に含まれるレンズの駆動速度が遅い場合には、特定領域の範囲を広くして読み出しフレームレートが増えても、当該レンズの駆動周期の範囲内で焦点状態を検出することができる。
【００１０】
本発明は、撮像素子の特定領域から読み出した画像信号に基づく焦点状態の検出精度の低下を軽減し、かつ、特定領域からの読み出しフレームレートを、撮像光学系のレンズの駆動速度に応じたフレームレートにすることができる撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態の撮像装置は、一つのマイクロレンズに対して撮像光学系の射出瞳の分割された異なる領域を通過した光束を光電変換して画像信号を生成する複数の光電変換部を有する画素部を備える撮像素子と、前記撮像光学系が有するレンズの駆動速度を取得する取得手段と、前記画素部から画像信号を読み出す領域を、前記取得されたレンズの駆動速度に応じた特定領域に設定する設定手段と、前記特定領域から画像信号を読み出す読み出し手段と、前記特定領域から読み出された画像信号により得られる２像の位相差に基づいて、前記位相差が検出されたかを判断する位相差検出処理を実行する検出手段とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の撮像装置によれば、撮像素子の特定領域から読み出した画像信号に基づく焦点状態の検出精度の低下を軽減し、かつ、特定領域からの読み出しフレームレートを、撮像光学系のレンズの駆動速度に応じたフレームレートにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のカメラシステムの構成例を示す図である。
【図２】撮像素子の構成例を概略的に示す図である。
【図３】画素アレイの例を示す図である。
【図４】撮影レンズの射出瞳から出た光束が撮像素子に入射する様子を表した概念図である。
【図５】映像信号処理部の構成例を示す図である。
【図６】実施例１の撮像装置の動作処理の例を説明するフローチャートである。
【図７】指標テーブルの一例を示す図である。
【図８】特定領域の設定を説明する図である。
【図９】実施例２の撮像装置の動作処理の例を説明するフローチャートである。
【図１０】特定領域からの画像信号の読み出しを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施例１）
図１は、本実施形態のカメラシステムの構成例を示す図である。図１に示すカメラシステムは、レンズユニット１０００と撮像装置１００とを備える。撮像装置１００は、本実施形態の撮像装置であり、レンズユニット１０００を着脱可能に構成されている。なお、本発明の適用範囲は、レンズユニット１０００を着脱可能な撮像装置に限定されない。
【００１５】
レンズユニット１０００は、撮像装置１００に着脱可能である。レンズユニット１０００は、撮像レンズ１００１、レンズ駆動部１００２、レンズマイコン１００３を備える。
【００１６】
撮像レンズ１００１は、被写体の光学像を撮像素子１０３に結像させる。レンズ駆動部１００２は、撮像レンズ１０１を駆動して、ズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などを実行する。レンズマイコン１００３はレンズユニット１０００全体を制御する。
【００１７】
レンズマイコン１００３は、動作用の定数、変数、プログラムなどを記憶する機能も備える。また、レンズマイコン１００３は、レンズＩＤ、レンズ駆動周期情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、各設定値などを保持する不揮発メモリの機能も備える。レンズＩＤは、レンズユニット１０００または撮像レンズ１００１の識別情報である。
【００１８】
特に、レンズ駆動速度情報は、レンズを駆動させる速度、つまりレンズの駆動周期を示す。レンズを駆動させる速度（レンズ駆動速度）は、レンズ毎に異なる。具体的には開放Ｆ値の低い、明るいレンズは、レンズ自体が一般的に大きく、重くなるので、フォーカスを合わせるためのレンズ駆動速度が遅くなる。また、開放Ｆ値の高い、暗いレンズはレンズが一般的に小さく、軽くなるので、オートフォーカスをするためのレンズ駆動速度が速くなる。また、駆動させるための方式によっても、レンズ駆動速度は変わる。例えば、超音波モータを使ったレンズは、一般的に駆動が速くなり、ＤＣモータを使ったレンズは駆動速度が遅くなる。
【００１９】
撮像装置１００は、メカニカルシャッタ１０２乃至カードスロット１７２を備える。コネクタ１４１は、レンズユニット１０００と撮像装置１００とを電気的に接続するインタフェースである。撮像装置１００は、ＩＦ１４１を介して、レンズユニット１０００と通信することで、レンズユニット１０００からレンズＩＤやレンズ駆動速度情報などを取得する。
【００２０】
電源１００は、撮像装置１００内の各回路に電源供給を行う。カードスロット１７２は、メモリカード（着脱可能な記録媒体）１７３が差し込み可能に構成されている。メモリカード１７３をカードスロット１７２に差し込んだ状態で、メモリカード１７３は、カード入出力部１７１と電気的に接続する。本実施形態では、記録媒体としてメモリカード１７３を採用しているが、その他の記録媒体、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、その他の固体メモリを使用してもよい。メカニカルシャッタ１０２は、シャッタ制御部１４２によって駆動され、露光制御を実行する。
【００２１】
撮像素子１０３は、ＣＭＯＳ撮像素子等で構成される光電変換手段である。撮像素子１０３は、撮像レンズ１０１、メカニカルシャッタ１０２を含む撮像光学系で形成された被写体像を光電変換し、画像信号を出力する。
【００２２】
図２は、本実施形態の撮像装置が適用する撮像素子の構成例を概略的に示す図である。図２（Ａ）は、撮像素子の全体構成を示す。撮像素子１０３は、画素アレイ２０１と、画素アレイ２０１における行を選択する垂直選択回路２０２と、画素アレイ２０１における列を選択する水平選択回路２０４を含む。本実施形態において、画素アレイ２０１の行を水平ライン、列を垂直ラインと記述する。読み出し回路２０３は、画素アレイ２０１中の画素部のうち垂直選択回路２０２によって選択される画素部の信号を読み出す。読み出し回路２０３は、信号を蓄積するメモリ、ゲインアンプ、Ａ（Analog）／Ｄ（Digital ）変換器などを列毎に有する。
【００２３】
シリアルインターフェース（ＳＩ）部２０５は、各回路の動作モードなどを、ＣＰＵ１３１からの指示に従って決定する。垂直選択回路２０２は、画素アレイ２０１の複数の行を順次選択し、読み出し回路２０３に画素信号を取り出す。また水平選択回路２０４は、読み出し回路３０３によって読み出された複数の画素信号を列毎に順次選択する。垂直選択回路２０２と水平選択回路２０４の動作を適宜変更することにより、特定領域の読み出しを実現できる。なお、撮像素子１０３は、図２に示す構成要素以外に、例えば、垂直選択回路２０２、水平選択回路２０４、読み出し回路２０３等にタイミング信号を提供するタイミングジェネレータや、制御回路等が存在するが、これらの詳細な説明については省略する。
【００２４】
図２（Ｂ）は、撮像素子１０３の画素部の構成例を示す。図２（Ｂ）に示す画素部３００は、光学素子としてのマイクロレンズ３０１と、受光素子としての複数のフォトダイオード（以下、ＰＤと略記する）３０２ａ乃至３０２ｄとを有する。ＰＤは、光束を受光し、当該光束を光電変換して画像信号を生成する光電変換部として機能する。なお、図２（Ｂ）に示す例では、１つの画素部が備えるＰＤの数は４個であるが、ＰＤの数は、２個以上の任意の数であればよい。なお、画素部は、図示された構成要素以外にも、例えば、ＰＤの信号を読み出し回路２０３に読み出すための画素増幅アンプ、行を選択する選択スイッチ、ＰＤの信号をリセットするリセットスイッチなどを備える。
【００２５】
ＰＤ３０２ａおよびＰＤ３０２ｃは、受光した光束を光電変換して左画像信号を出力する。ＰＤ３０２ｂおよびＰＤ３０２ｄは、受光した光束を光電変換して右画像信号を出力する。すなわち、１つの画素部が備える複数のＰＤのうち、右側のＰＤが出力する画像信号が右画像信号であり、左側のＰＤが出力する画像信号が左画像信号である。
【００２６】
本実施形態の撮像装置が、ユーザに立体画像を鑑賞させる構成をとる場合、左画像信号に対応する画像データは、ユーザが左目で鑑賞する左目用画像データとして機能する。また、右画像信号に対応する画像データは、ユーザが右目で鑑賞する右目用画像データとして機能する。撮像装置１００が、左目用画像データをユーザに左目で鑑賞させ、右目用画像データをユーザに左目で鑑賞させるようにすれば、ユーザに立体画像を鑑賞させることができる。撮像装置が、複数のＰＤの出力を選択して加算するようにしてもよい。例えば、撮像装置が、ＰＤ３０２ａとＰＤ３０２ｃ、ＰＤ３０２ｂとＰＤ３０２ｄのＰＤ出力を各々加算し、２つの出力としてもよい。なお、画素部３００は、図示の構成要素以外にも、例えば、ＰＤ信号を読み出し回路３０３に取り出す画素増幅アンプや、行選択スイッチ、ＰＤ信号のリセットスイッチなどを備える。
【００２７】
図３は、画素アレイの例を示す図である。画素アレイ２０１は、２次元画像を提供するため、図３に示すように、水平方向にＮ個、垂直方向にＭ個の画素部を複数２次元アレイ状に配列して構成される。画素アレイ２０１の各画素部３００は、カラーフィルタを有している。この例では、奇数行が、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）のカラーフィルタの繰り返し、偶数行が、緑（Ｇ）と青（Ｂ）のカラーフィルタの繰り返しである。すなわち、画素アレイ３０１が備える画素部は、予め決められた画素配列（この例ではベイヤー配列）に従って配置されている。
【００２８】
次に、図３に示す画素構成を有する撮像素子の受光について説明する。図４は、撮影レンズの射出瞳から出た光束が撮像素子に入射する様子を表した概念図である。符号５０１は、３つの画素アレイの断面を示す。各々の画素アレイは、マイクロレンズ５０２、カラーフィルタ５０３、ＰＤ５０４、５０５を有する。ＰＤ５０４は、図２（Ｂ）中のＰＤ３０２ａに相当する。また、ＰＤ５０５は、図２（Ｂ）中のＰＤ３０２ｂに相当する。
【００２９】
符号５０６は、撮影レンズの射出瞳である。この例では、マイクロレンズ５０２を有する画素部に対して、射出瞳５０６から出た光束の中心を光軸５０９とする。射出瞳５０６から出た光は、光軸５０９を中心として撮像素子１０３に入射される。符号５０７、５０８は、撮影レンズの射出瞳の一部領域を表す。一部領域５０７、５０８は、撮像光学系の射出瞳の分割された異なる領域である。
【００３０】
光線５１０、５１１は、一部領域５０７を通過する光の最外周の光線である。光線５１２、５１３は、一部領域５０８を通過する光の最外周の光線である。射出瞳から出る光束のうち、光軸５０９を境にして、上側の光束はＰＤ５０５に入射され、下側の光束はＰＤ５０４に入射される。つまり、ＰＤ５０４とＰＤ５０５は、各々、撮影レンズの射出瞳に対する別の領域の光を受光するという特性を有する。
【００３１】
この特性を生かして、撮像装置１００は、視差のある少なくとも２つの画像を取得することができる。例えば、撮像装置１００は、画素部内の領域において、複数の左側のＰＤから左画像信号を第１ラインデータとして取得し、複数の右側のＰＤから右画像信号を第２ラインデータとして取得する。そして、撮像装置１００は、この２つの画像信号の位相差の検知を行なって位相差ＡＦ（オートフォーカス）を実現する。
【００３２】
上述した説明から、撮像素子１０３は、一つのマイクロレンズに対して、各々が、撮像光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を光電変換して画像信号を生成する複数のＰＤを有する画素部を、水平方向および垂直方向に並べて配置した撮像素子である。
【００３３】
図１に戻って、映像信号処理部１２１は、撮像素子１０３が出力した画像信号に基づいて、表示用の画像データを生成する。
【００３４】
図５は、映像信号処理部の構成例を示す図である。映像信号処理部１２１は、位相差検出部６０１、画像加算部６０２、トリミング処理部６０３、現像処理部６０４を備える。位相差検出部６０１は、撮像素子１０３の特定領域から出力される画像信号により得られる２像（左目用画像と右目用画像）の位相差を検出し、検出結果をメモリ１３２に出力する。特定領域は、画素部から画像信号を読み出す領域である。
【００３５】
また、位相差検出部６０１は、算出した位相差の信頼性を出力する。位相差検出部６０１が、検出結果を、メモリ１３２でなく、位相差検出部６０１の内部メモリに出力するようにしてもよい。すなわち、位相差検出部６０１は、特定領域から読み出された画像信号に含まれる左画像信号と右画像信号との位相差を検出し、検出した位相差と該位相差の信頼度を出力する検出手段として機能する。具体的には、位相差検出部６０１は、設定された特定領域の水平方向１ライン分の画像信号に含まれる左画像信号と右画像信号との位相差を検出する。また、信頼度は、左画像信号と右画像信号との類似度に対応する。信頼度は、左画像信号と右画像信号との類似度が高いほど高い。
【００３６】
画像加算部６０２は、右画像信号と左画像信号との加算合成を行い、１つの画像データとして出力する。トリミング処理部６０３は、画像加算部６０２が出力した画像データの一部を切り取る処理（トリミング処理）を実行する。本実施形態では、トリミング処理部６０３は、特定領域に含まれる表示用画像の生成に用いる領域以外の領域をトリミング対象に設定してトリミング処理する。現像処理部６０４は、トリミング処理部６０３が出力したトリミング処理結果（デジタル画像データ）に対して、ホワイトバランス、色補間、色補正、γ変換、エッジ強調、解像度変換、画像圧縮等の処理を実行する。これにより、表示用の画像データが生成される。
【００３７】
図１に戻って、メモリ１３２は、映像信号処理部１２１が出力する表示用の画像データを記憶する。また、メモリ１３２は、ＣＰＵ１３１が各種処理を行う際にデータを一時的に記憶する。タイミングジェネレータ１４３は、撮像素子１０３、映像信号処理回路１４１にタイミングを提供する。バス１５０には、レンズ駆動部１４１、シャッタ駆動部１４２、撮像素子１０３、タイミングジェネレータ１４３、映像信号処理部１２１、ＣＰＵ１３１、電源１１０、メモリ１３２、表示制御装置１５１が接続される。また、バス１５０には、メインスイッチ１６１、第１レリーズスイッチ１６２、第２レリーズスイッチ１６３、ライブビュー開始／終了ボタン１６４、ＡＦ開始／終了ボタン１６５、上下左右選択ボタン１６６、決定ボタン１６７、カード入出力部１７１が接続される。
【００３８】
ＣＰＵ１３１は、撮像装置１００全体を制御する。例えば、ＣＰＵ１３１は、撮像素子１０３の画像信号読み出し処理、映像信号処理部１２１、メモリ１３２の動作タイミングを制御する。表示制御装置１５１は、液晶表示素子からなるＴＦＴ１５２、ＶＩＤＥＯ出力端子１５３、ＨＤＭＩ（登録商標）端子の駆動および制御をする。また、表示制御装置１５１は、ＣＰＵ１３１の指示にしたがって、メモリ１３２に記憶されている表示用画像データを、表示装置へ出力する。メモリ１３２内の表示用画像データ領域をＶＲＡＭと呼ぶ。表示制御装置１５１が、ＶＲＡＭをＴＦＴ１５２に出力することを通じて、表示用画像が更新される（表示更新処理が実行される）。
【００３９】
ユーザが、メインスイッチ１６１をオンにすると、ＣＰＵ１３１が、所定のプログラムを実行する。ユーザが、メインスイッチ１６１をオフにすると、ＣＰＵ１３１が、所定のプログラムを実行し、カメラをスタンバイモードにする。
【００４０】
第１レリーズスイッチ１６２は、レリーズボタンの第１ストローク（半押し状態）でオンとなる。第２レリーズスイッチ１６３は、レリーズボタンの第２ストローク（全押し状態）でオンとなる。また、ＣＰＵ１３１は、上下左右選択ボタン１６６、設定ボタン１６７の押下と撮像装置１００の動作状態に応じて制御を行う。ユーザは、ライブビュー中に、上下左右選択ボタン１６６でオートフォーカスの対象とする被写体を指定することができる。ユーザが、上下左右選択ボタン１６６と設定ボタン１６７を用いて、グラフィカルユーザインタフェースでの選択と設定を行うことで、ライブビュー撮影を通常モードとズームモードのいずれかに切り替え設定することができる。ズームモードに設定された場合のライブビュー撮影を、ズームライブビュー撮影と記述する。
【００４１】
ズームライブビュー撮影時には、映像信号処理部１２１には、撮像素子１０３の特定領域から読み出された画像信号が映像信号処理部１２１に入力される。また、ＣＰＵ１３１が、映像信号処理部１２１が出力する画像データを所定のズーム倍率にしたがって拡大処理し、表示用画像データとする。
【００４２】
ユーザがライブビュー開始／終了ボタン１６４を押すと、ＣＰＵ１３１が、定期的（例えば１秒に３０回）に撮像素子１０３から画像データを取り込み、ＶＲＡＭへ配置する。これにより、リアルタイムに撮像素子１０３から取り込んだ画像を表示することができる。ライブビューが動作している状態で、ユーザがライブビュー開始／終了ボタン１６４を押すと、ライブビューが終了する。ユーザが、ＡＦ開始／終了ボタン１６５を押すと、撮像装置１００がオートフォーカス動作を開始する。すなわち、ＡＦ開始／終了ボタン１６５は、自動焦点調節処理の実行開始を指示する指示手段として機能する。本実施形態の撮像装置の制御方法は、図１に示す撮像装置１００が備える処理部の機能によって実現される。
【００４３】
図６は、実施例１の撮像装置の動作処理の例を説明するフローチャートである。ＣＰＵ１３１が、ライブビュー開始／終了ボタン１６４の押下を検知して、ズームライブビュー撮影を開始する（ステップＳ１００）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ１３１が、レンズ通信処理を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、ＣＰＵ１３１は、ＩＦ１４１を介して、レンズユニット１０００からレンズのＩＤと駆動速度情報を取得する。そして、ＣＰＵ１３１は、指標テーブルに設定された指標情報を用いて、レンズがどれだけの速度で動作できるのかを決定する。指標情報は、特定領域の範囲を決める指標となる情報である。指標テーブルはメモリ１３２等に予め記憶されている。
【００４５】
図７は、指標テーブルの一例を示す図である。指標テーブルには、速度ランクとレンズＩＤとレンズ速度情報とが対応付けられている指標情報が設定されている。速度ランクは、レンズの駆動速度の程度を示す。レンズＩＤは、撮像レンズ１００１の識別情報である。レンズ速度情報は、撮像レンズ１００１の駆動速度を示す。図７に示す例では、レンズ１は駆動速度の速いレンズであり、速度ランクはランクＡである。レンズ２は、駆動速度が普通のレンズであり、速度ランクはランクＢである。レンズ３は、駆動速度の遅いレンズであり、速度ランクはランクＣである。ＣＰＵ１３１は、指標テーブルを参照して、レンズユニット１０００から取得したレンズのＩＤと駆動速度情報とに対応付けられている速度ランクを取得する。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１３１が、特定領域を設定する設定手段として機能する（ステップＳ１０２）。
図８は、特定領域の設定を説明する図である。本実施例においては、図６のステップＳ１０１において決定された速度ランクに応じて、特定領域の範囲が予め決められている。図８（Ａ）中の特定領域Ｒ１は、ランクＡに対応する特定領域である。図８（Ｂ）中の特定領域Ｒ２は、ランクＢに対応する特定領域である。図８（Ｃ）中の特定領域Ｒ３は、ランクＣに対応する特定領域である。ＣＰＵ１３１は、垂直選択回路２０２及び水平選択回路２０４によって、特定領域以外の領域からの読み出しがスキップされるように制御する。
【００４７】
図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）に示すように、レンズの駆動速度が遅いほど、広い範囲を有する特定領域に対応付けられている。これは、レンズ駆動速度が遅い場合、次に位相差検出を行うために画像信号を取得してレンズ駆動を始めるまでの時間が長くなるので、一度の検出で多くの画像信号を取得し、検出できる範囲を広くして焦点状態の検出精度を上げるためである。
【００４８】
また、レンズ駆動速度が速いほど、狭い範囲を有する特定領域に対応付けられている。これは、レンズ駆動速度が速い場合、次に位相差検出してレンズ駆動を始める時間が短いので、一度の画像信号の読み込み量を少なくするためである。すなわち、ＣＰＵ１３１は、特定領域の幅を、レンズの駆動速度によって決まる、レンズが次に動作するための最短の時間に応じた幅に設定する。これにより、そのレンズを最速で駆動できるようにすることができる。なお、ハッチングを施した領域である表示領域は、表示用データを生成するための領域である。図８（Ａ）に示す例では、表示領域は、特定領域と一致している。図８（Ｂ），（Ｃ）に示す例では、表示領域は、特定領域に含まれ、かつ特定領域より小さい領域に設定されている。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１３１が、ＡＦ開始／終了ボタン１６５がＯＮになったかを判断する（ステップＳ１０３）。ＡＦ開始／終了ボタン１６５がＯＮになっていない場合は、再度ステップＳ１０３に戻る。
【００５０】
ＡＦ開始／終了ボタン１６５は、焦点調節処理の開始を指示する指示手段として機能し、このボタンがＯＮになったことは、自動焦点調節処理の実行開始が指示されたことを意味する。したがって、ＡＦ開始／終了ボタン１６５がＯＮになった場合、ＣＰＵ１３１が、ステップＳ１０２で設定された特定領域から読み出された左画像信号と右画像信号との位相差を検出し、位相差とその信頼度を出力結果としてメモリ１３２に記憶する。そして、処理がステップＳ１０４に進む。
【００５１】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１３１が、トリミング処理部６０３の設定を行う。具体的には、ＣＰＵ１３１は、設定された特定領域のうち、表示領域以外の領域を、トリミング対象に設定する。これにより、ＴＦＴ１５２に表示される画像の画角が変化しないようにすることができる。
【００５２】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１３１が、位相検出処理を実行する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＣＰＵ１３１が、位相差検出部６０１の出力結果をメモリ１３２から読み出す。位相差検出部６０１の出力結果は、それぞれの速度ランクに対応した、図８中のＸ２からＸ３の区間におけるラインデータから求められた位相差である。ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に位相差検出処理の回数を記録する。この位相差検出処理の回数は、後述するステップＳ１０８における判定処理に用いられる。
【００５３】
次に、ＣＰＵ１３１が、位相差検出部６０１の出力結果に含まれる位相差の信頼性に基づいて、位相差の検出に成功したかを判断する（ステップＳ１０６）。位相差の信頼度が閾値を超える場合に、ＣＰＵ１３１は、位相差の検出が成功したと判断する。また、位相差の信頼度が閾値以下の場合に、ＣＰＵ１３１は、位相差の検出が失敗したと判断する。ＣＰＵ１３１が、位相差の検出に成功したと判断した場合は、ステップＳ１０７に進む。そして、ＣＰＵ１３１が、検出した位相差に基づいて、撮像レンズ１０１のフォーカス制御量を算出し、レンズ駆動部１４１を通じて、フォーカス制御を行う（ステップＳ１０７）。すなわち、ＣＰＵ１３１が、検出された位相差に基づいて焦点調節処理を実行する調節手段として機能する。
【００５４】
フォーカス制御が完了すると、処理がステップＳ１０９に進む。ＣＰＵ１３１が、合焦したかを判断する（ステップＳ１０９）。合焦していない場合は、処理がステップＳ１１０に進む。合焦した場合は、処理がステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、ＣＰＵ１３１が、ＴＦＴ１５２に合焦完了したことを表示して（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１３に進む。
【００５５】
上記ステップＳ１０６の判断処理で、位相差の検出に失敗した場合は、処理がステップＳ１０８に進む。そして、ＣＰＵ１３１が、メモリ１３２に記録されている位相差検出処理の回数が規定回数（例えば１００回）以下であるかを判断する（ステップＳ１０８）。位相差検出処理の回数が規定回数以下である場合は、処理がステップＳ１０５に戻る。位相差検出処理の回数が規定回数以下でない場合は、処理がステップＳ１１２に進む。
【００５６】
また、ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１３１が、フォーカス制御の回数が規定回数（例えば１００回）未満であるかを判断する。フォーカス制御の回数が規定回数未満である場合は、処理がステップＳ１０５に戻る。フォーカス制御の回数が規定回数以上である場合は、処理がステップＳ１１２に進む。
【００５７】
ステップＳ１１２において、ＣＰＵ１３１が、ＴＦＴ１５２に、合焦できない（焦点調節できない）ことを示す非合焦表示を行い（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１３に進む。
【００５８】
ステップＳ１１３において、ＣＰＵ１３１が、ＡＦ開始／終了ボタン１６５がＯＦＦになったかを判断する（ステップＳ１１３）。ＡＦ開始／終了ボタン１６５がＯＦＦになっていない場合は、ステップＳ１１３に戻る。ＡＦ開始／終了ボタン１６５がＯＦＦになった場合は、ステップＳ１１４に進む。そして、ＣＰＵ１３１が、ＴＦＴ１５２に表示されている表示（合焦完了表示または非合焦表示）を解除し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１０２に戻る。
【００５９】
実施例１の撮像装置は、撮像装置に装着されたレンズの駆動速度に応じた範囲を有する特定領域から読み出された画像信号に基づいて、位相差検出処理を行う。これにより、ズーム撮影を行いながら、焦点状態の検出精度の低下を軽減し、かつ、焦点状態の検出にかかる時間を、レンズの駆動速度に応じた時間にすることができる。
【００６０】
（実施例２）
図９は、実施例２の撮像装置の動作処理の例を説明するフローチャートである。図９のステップＳ２００乃至Ｓ２０２は、図６のステップＳ１００乃至Ｓ１０２と同様である。図９のステップＳ２０３乃至Ｓ２０６は、図６のステップＳ１０４乃至Ｓ１０７と同様である。
【００６１】
実施例２の撮像装置１００は、特定領域が設定された場合に、ＡＦ開始／終了ボタン１６５の押下げを契機とせずに、トリミング処理の設定と位相差検出処理とを実行する（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）。また、実施例２の撮像装置１００は、フォーカス制御を完了すると（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０４に戻り、再度位相差検出を行う。この位相差検出処理はレンズ駆動後に行われる処理なので、その間に次の画像が位相差検出のために使われるように、特定領域の幅が決められている。これにより、撮像装置１００に装着されたレンズの設定駆動速度で次のレンズ駆動が行われる。
【００６２】
一方で、ステップＳ２０４で位相差の検出に失敗した場合、ステップＳ２０４に進み、ＣＰＵ１３１が、再度位相差の検出を行う。この場合には、次の画像が位相差検出のために使われていることが望ましい。したがって、ＣＰＵ１３１は、次の画像の読み出しが完了した後に位相差の検出を行う。
【００６３】
実施例２の撮像装置によれば、ズーム撮影を行いながら、焦点検出精度の低下を軽減し、かつ、焦点検出までにかかる時間をレンズの駆動速度に応じた時間にしながら、連続的なオートフォーカス動作を実現することが可能となる。
【００６４】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００６５】
１００  撮像装置
１０３  撮像素子
１３１  ＣＰＵ
【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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