(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記焦点検出を行う際に、絞り値に応じて前記画素信号の読み出し領域を変更し、該読み出し領域に応じてフレームレートを変更し、第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する第１のフレームレートを該第２の絞り値に対する第２のフレームレートよりも高くすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記焦点検出を行う際に、絞り値に応じて前記画素信号の読み出し領域を変更し、該読み出し領域に応じてフレームレートを変更し、前記画素信号の第１の読み出し領域が第２の読み出し領域よりも小さい場合、該第１の読み出し領域に対する第１のフレームレートを該第２の読み出し領域に対する第２のフレームレートよりも高くすることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記画素信号の第１の読み出し領域が第２の読み出し領域よりも小さい場合、該第１の読み出し領域に対する第１のフレームレートを該第２の読み出し領域に対する第２のフレームレートよりも高く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】
１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記焦点検出を行う際に、絞り値に応じて前記画素信号の読み出し領域を変更し、該読み出し領域に応じてフレームレートを変更し、第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する前記画素信号の第１の読み出し領域を第２の読み出し領域よりも小さくすることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する前記画素信号の第１の読み出し領域を第２の読み出し領域よりも小さくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段に対してオートフォーカス制御の開始を指示する指示手段を更に有し、
前記制御手段は、前記指示手段により前記オートフォーカス制御の開始が指示された場合、前記焦点検出手段に前記焦点検出を行わせ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】
１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
絞り値に応じて、前記撮像素子から出力される画素信号の読み出し領域を設定するステップと、
前記画素信号の前記読み出し領域に応じて、フレームレートを設定するステップと、
前記画素信号の前記読み出し領域および前記フレームレートで、前記撮像素子から出力される前記画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行うステップと、
前記焦点検出の結果に基づいてフォーカス制御を行うステップと、を有し、
第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する第１のフレームレートを該第２の絞り値に対する第２のフレームレートよりも高くすることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項８】
１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
絞り値に応じて、前記撮像素子から出力される画素信号の読み出し領域を設定するステップと、
前記画素信号の前記読み出し領域に応じて、フレームレートを設定するステップと、
前記画素信号の前記読み出し領域および前記フレームレートで、前記撮像素子から出力される前記画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行うステップと、
前記焦点検出の結果に基づいてフォーカス制御を行うステップと、を有し、
前記画素信号の第１の読み出し領域が第２の読み出し領域よりも小さい場合、該第１の読み出し領域に対する第１のフレームレートを該第２の読み出し領域に対する第２のフレームレートよりも高くすることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項９】
前記画素信号の第１の読み出し領域が第２の読み出し領域よりも小さい場合、該第１の読み出し領域に対する第１のフレームレートを該第２の読み出し領域に対する第２のフレームレートよりも高くすることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１０】
１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
絞り値に応じて、前記撮像素子から出力される画素信号の読み出し領域を設定するステップと、
前記画素信号の前記読み出し領域に応じて、フレームレートを設定するステップと、
前記画素信号の前記読み出し領域および前記フレームレートで、前記撮像素子から出力される前記画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行うステップと、
前記焦点検出の結果に基づいてフォーカス制御を行うステップと、を有し、
第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する前記画素信号の第１の読み出し領域を第２の読み出し領域よりも小さくすることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１１】
第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する前記画素信号の第１の読み出し領域を第２の読み出し領域よりも小さくすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子を用いて、位相差方式の焦点検出を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子を用いて、位相差方式の焦点検出を行う撮像装置が知られている。特許文献１には、１つの画素の中のフォトダイオードを２つに分割し、各々のフォトダイオードが撮像レンズの瞳面の異なる領域の光を受光するように構成された撮像装置が開示されている。２つのフォトダイオードの出力を比較することにより焦点検出が可能である。これにより、撮像素子から取り込んだ画像をリアルタイムで表示（ライブビュー）しながら、位相差方式の焦点検出を行うことができる。
【０００３】
位相差方式の焦点検出の際に高速な合焦動作を行うには、単位時間あたりの焦点検出回数を増やすことが必要である。このため、撮像素子の特定領域を部分的に読み込むことで読み出し時間を減らし、単位時間あたりの焦点検出回数を増やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０８３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高速な合焦動作を行うために焦点検出回数（フレームレート）を増やすと、撮像素子の読み出し領域を大きくして焦点検出精度を維持することは困難である。一方、焦点検出精度を維持するために撮像素子の読み出し領域を大きくすると、焦点検出回数（フレームレート）を増やして高速な合焦動作を実現することは困難である。すなわち従来構成では、合焦動作の高速化と焦点検出精度の維持を両立させることはできない。
【０００６】
そこで本発明は、撮像素子を用いて焦点検出を行う際に、高速かつ高精度に合焦可能な撮像装置および撮像装置の製造方法を提供する。
【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、１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子と、前記撮像素子から出力される画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記焦点検出を行う際に、絞り値に応じて前記画素信号の読み出し領域を変更し、該読み出し領域に応じてフレームレートを変更し、第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する第１のフレームレートを該第２の絞り値に対する第２のフレームレートよりも高くする。
【０００８】
本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、絞り値に応じて、前記撮像素子から出力される画素信号の読み出し領域を設定するステップと、前記画素信号の前記読み出し領域に応じて、フレームレートを設定するステップと、前記画素信号の前記読み出し領域および前記フレームレートで、前記撮像素子から出力される前記画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行うステップと、前記焦点検出の結果に基づいてフォーカス制御を行うステップと、を有し、第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、該第１の絞り値に対する第１のフレームレートを該第２の絞り値に対する第２のフレームレートよりも高くする。
【０００９】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像素子を用いて焦点検出を行う際に、高速かつ高精度に合焦可能な撮像装置および撮像装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例における撮像装置の構成図である。
【図２】本実施例における撮像素子の全体構成図である。
【図３】本実施例における撮像素子に含まれる１つの画素の構成図である。
【図４】本実施例における撮像素子の画素アレイの構成図である。
【図５】本実施例において、撮像レンズの射出瞳からの光束が撮像素子１０３に入射する様子を示す概念図である。
【図６】本実施例における映像信号処理部のブロック図である。
【図７】本実施例におけるライブビューＡＦ処理のフローチャートである。
【図８】本実施例における撮像素子の読み出し領域と位相差検出の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本実施例における撮像装置の構成について説明する。図１は、本実施例における撮像装置１００の構成図である。図１において、１１０は電源である。電源１１０は、撮像装置１００内の各回路に電源を供給する。１７２はカードスロットである。カードスロット１７２には、メモリカード１７３（着脱可能な記憶媒体）が差し込まれる。メモリカード１７３をカードスロット１７２に差し込んだ状態において、メモリカード１７３は、カード入出力部１７１と電気的に接続される。なお、本実施例において、記憶媒体としてメモリカード１７３を採用しているが、その他の記憶媒体、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、または他の固体メモリを用いてもよい。
【００１４】
１０１は、被写体の光学像（被写体像）を撮像素子１０３に結像させる撮像レンズである。撮像レンズ１０１は、レンズ駆動部１４１により、ズーム制御、フォーカス制御、および、絞り制御などが行われる。１０２はメカニカルシャッタである。メカニカルシャッタ１０２は、シャッタ駆動部１４２により制御される。撮像レンズ１０１およびメカニカルシャッタ１０２により撮像光学系が構成される。なお、本実施例において、撮像光学系は撮像装置１００の本体に組み込まれている（一体的に構成されている）。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、撮像光学系が撮像装置１００の本体と着脱可能に構成されている場合にも適用できる。
【００１５】
撮像素子１０３は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどを備えて構成される光電変換手段である。撮像素子１０３は、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（画素信号）を出力する。後述のように、本実施例の撮像素子１０３は、１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを有するように構成されている。
【００１６】
次に、図２を参照して、本実施例における撮像素子１０３の構成について詳述する。図２は、撮像素子１０３の全体構成図である。図２に示されるように、撮像素子１０３は、画素アレイ２０１、画素アレイ２０１の行を選択する垂直選択回路２０２、および、画素アレイ２０１の列を選択する水平選択回路２０４を有する。また撮像素子１０３は、画素アレイ２０１中の画素のうち垂直選択回路２０２により選択される画素の信号（画素信号）を読み出す読み出し回路２０３を有する。また撮像素子１０３は、各回路の動作モードなどを外部から決定するためのシリアルインターフェイス２０５（ＳＩ）を有する。読み出し回路２０３は、信号を蓄積するメモリ、ゲインアンプ、ＡＤ変換器などを列ごとに有する。典型的には、垂直選択回路２０２は、画素アレイ２０１の複数の行を順に選択し読み出し回路２０３に読み出す。さらに撮像素子１０３は、水平選択回路２０４を有する。水平選択回路２０４は、読み出し回路２０３に読み出された複数の画素信号を列毎に順に選択する。垂直選択回路２０２および水平選択回路２０４の動作を適宜変更することにより、特定領域（特定の画素信号の読み出し領域）の読み出しを実現することができる。
【００１７】
次に、図３を参照して、撮像素子１０３の画素アレイ２０１に含まれる１つの画素の構成について説明する。図３は、１つの画素の構成図である。３００は１つの画素である。１つの画素３００は、１つのマイクロレンズ３０１を有する。また、１つの画素３００に対して、複数のフォトダイオード（以下、「ＰＤ」という。）が設けられている。本実施例では、図３に示されるように、１つのマイクロレンズ３０１に対して４つのフォトダイオード３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄが設けられている。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、１つのマイクロレンズに対して２つ以上のフォトダイオードが設けられていればよい。例えば、１つのマイクロレンズに対して、２つのＰＤ、または、９つのＰＤを有する構成などを採用してもよい。また本実施例では、複数のフォトダイオードの出力信号を選択して加算させるように構成することができる。例えば、ＰＤ３０２ａとＰＤ３０２ｃ、および、ＰＤ３０２ｂとＰＤ３０２ｄの出力信号を各々加算し、これら４つのＰＤから２つの出力信号を生成してもよい。なお、画素３００は、図３に示される構成要素以外に、例えば、ＰＤの信号（出力信号）を列読み出し回路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ている。
【００１８】
次に、図４を参照して、撮像素子１０３の画素アレイ２０１の構成について説明する。図４は、撮像素子１０３の画素アレイ２０１の構成図である。画素アレイ２０１は、２次元の画像を取得するため、図４に示されるように、水平方向にＮ個、垂直方向にＭ個の複数の画素３００を２次元アレイ状に配列して構成されている。画素アレイ２０１の各画素３００には、カラーフィルターが設けられている。本実施例において、奇数行の画素には赤と緑のカラーフィルターが繰り返しで設けられており、偶数行の画素には緑と青のカラーフィルターの繰り返しで設けられている。
【００１９】
次に、図５を参照して、本実施例の撮像素子１０３に受光の様子について説明する。図５は、撮像レンズの射出瞳からの光束が撮像素子１０３に入射する様子を示す概念図である。５０１は、３つの画素を含んで構成される画素アレイである。５０２はマイクロレンズ、５０３はカラーフィルター、５０４、５０５はフォトダイオード（ＰＤ）である。ＰＤ５０４、５０５は、図３に示されるＰＤ３０２ａ、３０２ｂにそれぞれ対応する。５０６は撮像レンズの射出瞳である。５０９は光軸であり、マイクロレンズ５０２を有する画素に対して、射出瞳から出た光束の中心である。射出瞳５０６から出た光は、光軸５０９を中心として撮像素子１０３に入射する。５０７、５０８は撮像レンズの射出瞳５０６の一部領域である。５１０、５１１は、射出瞳の一部領域５０７を通過する光の最外周の光線である。５１２、５１３は、射出瞳の一部領域５０８を通過する光の最外周の光線である。
【００２０】
図５に示されるように、射出瞳５０６から出る光束のうち、光軸５０９を境にして、上側の光束はＰＤ５０５に入射し、下側の光束はＰＤ５０４に入射する。すなわち、ＰＤ５０４とＰＤ５０５は、撮像レンズの射出瞳５０６において互いに異なる領域の光を受光している。この特性により、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。複数の右側のＰＤから得られる画像データを右画像、複数の左側のＰＤから得られる画像でデータを左画像と呼ぶ。このとき、右画像の１ラインと、対応する位置に配置された左画像の１ラインを利用することにより、位相差検出による位相差オートフォーカス（位相差ＡＦ）を実現することができる。
【００２１】
次に、図１および図６を参照して、映像信号処理部１２１の構成および動作について説明する。図６は、映像信号処理部１２１のブロック図である。図１に示されるように、撮像素子１０３の出力信号（画素信号）は、映像信号処理部１２１に入力され、所定の信号処理が行われる。図６に示されるように、映像信号処理部１２１は、位相差検出部６０１、画像加算部６０２、および、現像処理部６０３を備えて構成されている。
【００２２】
位相差検出部６０１は、撮像素子１０３から出力される画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段である。すなわち位相差検出部６０１は、撮像素子１０３から出力される左画像および右画像（画素信号）から位相差を検出し、その検出結果をバス１５０を介してメモリ１３２に出力する。また位相差検出部６０１は、算出した位相差の信頼性も同時に出力する。なお本実施例において、位相差およびその信頼性に関する検出結果は、メモリ１３２に代えて、位相差検出部６０１の内部メモリに出力するように構成してもよい。画像加算部６０２は、右画像と左画像（画素信号）の加算合成を行い、１つの画像データとして出力する。現像処理部６０３は、デジタル画像データのホワイトバランス、色補間、色補正、γ変換、エッジ強調、解像度変換、および、画像圧縮などの処理を行う。
【００２３】
図１において、メモリ１３２は、映像信号処理部１２１の出力画像データに加えて、ＣＰＵ１３１が各種処理を行う際に必要なデータを一時的に記憶する。ＣＰＵ１３１（制御手段）は、撮像素子１０３からの画素信号の読み出しを制御し、撮像素子１０３、映像信号処理部１２１、および、メモリ１３２などの動作タイミングを制御する。またＣＰＵ１３１は、位相差検出部６０１の検出結果に基づいてフォーカス制御を行う。タイミングジェネレータ１４３は、撮像素子１０３および映像信号処理部１２１にタイミングを提供する。
【００２４】
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、設定ボタン１６７、カード入出力部１７１が接続される。
【００２５】
表示制御装置１５１は、ＴＦＴ１５２（液晶表示素子）を駆動制御し、また、ＶＩＤＥＯ出力端子１５３またはＨＤＭＩ端子１５４を介して外部装置との間で信号のやり取りを行う。また、表示制御装置１５１は、メモリ１３２に表示用の画像フォーマットで配置された画像データをそれぞれの表示装置に出力する。ここで、メモリ１３２に配置された表示用画像データ領域をＶＲＡＭという。
【００２６】
ユーザがメインスイッチ１６１をオンにすると、ＣＰＵ１３１は所定のプログラムを実行する。メインスイッチ１６１をオフにすると、所定のプログラムを実行し、撮像装置１００（カメラ）をスタンバイモードにする。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）でオンになる。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）でオンになる。また、ＣＰＵ１３１は、上下左右選択ボタン１６６または設定ボタン１６７の押下と撮像装置１００の動作状態とに応じて制御を行う。例えば、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。上下左右選択ボタン１６６と設定ボタン１６７により、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、ライブビューを通常モードとズームモードとの間で切り替えることができる。ライブビュー開始／終了ボタン１６４を押すと、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へ配置することで、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、ライブビュー開始／終了ボタン１６４を押すと、ライブビューを終了する。
【００２７】
また、ＡＦ開始／終了ボタン１６５は、ＣＰＵ１３１に対してオートフォーカス制御の開始を指示する指示手段である。ＡＦ開始／終了ボタン１６５によりオートフォーカス制御の開始が指示された場合、ＣＰＵ１３１は位相差検出部６０１に位相差検出（焦点検出）を行わせる。
【００２８】
次に、図７および図８を参照して、本実施例の撮像装置１００におけるライブビューＡＦ処理（撮像装置１００の制御方法）について説明する。図７は、ライブビューＡＦ処理のフローチャートである。図７のフローチャート中の各ステップは、ＣＰＵ１３１に記憶されたプログラムに従い、ＣＰＵ１３１の指令に基づいて実行される。図８は、本実施例における画素信号の読み出し領域と位相差検出の関係を示す図である。
【００２９】
まず、図７のステップＳ１００において、ＣＰＵ１３１はライブビュー開始／終了ボタン１６４の押下を検知すると、ライブビューＡＦ処理を開始する。続いてステップＳ１０１において、ＣＰＵ１３１は、ＡＦ開始／終了ボタン１６５がオン（押下されている）か否かを判定する。ＡＦ開始／終了ボタン１６５が押下されていない場合（オフの場合）にはステップＳ１０１に戻り、ＣＰＵ１３１は、ＡＦ開始／終了ボタン１６５の押下を検知するまでこの判定処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１３１は、ＡＦ開始／終了ボタン１６５の押下を検知した場合（オンの場合）、リアルタイム表示を停止し最後の画像を表示し続けて、ステップＳ１０２に進む。
【００３０】
次にステップ１０２において、ＣＰＵ１３１は、レンズ駆動部１４１に設定された絞り値に応じて、撮像素子１０３に対して画素信号の読み出し領域を設定する。例えば図８（ａ）に示されるように、絞り値（Ｆ値）が２２である場合、撮像素子１０３からは、全画角読み出し領域のうち特定領域（（Ｘ２，Ｙ）〜（Ｘ３，Ｙ））の画素信号が読み出される。一方、図８（ｂ）に示されるように、絞り値が１．８である場合、撮像素子１０３からは、特定領域（（Ｘ１，Ｙ）〜（Ｘ４，Ｙ））の画素信号が読み出される。
【００３１】
このように、ＣＰＵ１３１は、第１の絞り値（例えば、Ｆ＝２２）が第２の絞り値（例えばＦ＝１．８）よりも大きい場合、第１の絞り値に対する画素信号の第１の読み出し領域（Ｘ２〜Ｘ３）を第２の読み出し領域（Ｘ１〜Ｘ４）よりも小さくする。本実施例では、絞り値が大きくなるにつれて、被写界深度が深くなるため、読み出し領域を小さくするように設計されたテーブルから算出される。なお図８において、中央の矩形領域（斜線部）は合焦させるべき範囲を示す領域であり、読み出し領域は中央の矩形領域よりも大きくなるように設定される。
【００３２】
続いてステップＳ１０３において、ＣＰＵ１３１は、ステップＳ１０２で設定された読み出し領域に応じたフレームレートで画像（画素信号）を読み出すように、撮像素子１０３に対してフレームレートを設定する。すなわちＣＰＵ１３１は、画素信号の第１の読み出し領域（Ｘ２〜Ｘ３）が第２の読み出し領域（Ｘ１〜Ｘ４）よりも小さい場合、第１の読み出し領域に対する第１のフレームレートを第２の読み出し領域に対する第２のフレームレートよりも高くする。本実施例において、フレームレートとは、単位時間あたりに表示されるフレーム数であり、単位時間あたりの焦点検出回数に等しい。本実施例では、図８（ａ）の絞り値（Ｆ＝２２）の場合に設定された読み出し領域は、図８（ｂ）の絞り値（Ｆ＝１．８）の場合に設定された読み出し領域よりも狭い（小さい）。このため、図８（ａ）の場合のほうが図８（ｂ）の場合よりもフレームレートを高めることができる。
【００３３】
次に、ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１３１（位相差検出部６０１）は位相差検出（焦点検出）を行う。すなわちＣＰＵ１３１は、位相差検出部６０１の検出結果をメモリ１３２から読み出し、その検出結果を用いて位相差を算出する。ここで、位相差検出部６０１の検出結果とは、図８（ａ）、（ｂ）において、読み出し領域Ｘ２〜Ｘ３または読み出し領域Ｘ１〜Ｘ４の画素信号すなわちラインデータ（左画像ラインデータ、右画像ラインデータ）から求められた位相差である。
【００３４】
続いてステップＳ１０５において、ＣＰＵ１３１は合焦判定を行う。すなわちＣＰＵ１３１は、ステップＳ１０４で検出された位相差が所定の閾値内であるか否かを判定する。この位相差が所定の閾値外である場合、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１３１は、ステップＳ１０４で検出され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を介してフォーカス制御を行う。ステップＳ１０６におけるフォーカス制御が完了すると、ステップＳ１０４に進む。
【００３５】
一方、ステップＳ１０５における合焦判定で、ステップＳ１０４で検出された位相差が所定の閾値内である場合、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１３１は、表示制御装置１５１を介して、ＴＦＴ１５２に合焦が完了したことを表示する。続いてステップＳ１０８において、ＣＰＵ１３１は、ＡＦ開始／終了ボタン１６５がオフである（押下されていない）か否かを判定する。ＡＦ開始／終了ボタン１６５が押下されている場合（オンの場合）、ＡＦ開始／終了ボタン１６５がオフされまでステップＳ１０８の判定を繰り返す。一方、ＡＦ開始／終了ボタン１６５が押下されていない場合（オフの場合）、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９において、ＣＰＵ１３１は、ＴＦＴ１５２に表示されている合焦または非合焦の通知を解除する。表示の解除が完了すると、ステップＳ１０１に戻り、図７の一連の処理を繰り返す。
【００３６】
図７および図８に示されるように、本実施例において、ＣＰＵ１３１は、焦点検出を行う際に、絞り値に応じて画素信号の読み出し領域を変更し、読み出し領域に応じてフレームレートを変更する。すなわちＣＰＵ１３１は、第１の絞り値が第２の絞り値よりも大きい場合、第１の絞り値に対する第１のフレームレートを第２の絞り値に対する第２のフレームレートよりも高くする。
【００３７】
このように本実施例では、部分読み出しによるライブビュー合焦処理において、位相差検出の際の検出精度を確保しながら、絞り値に応じて撮像素子の読み出し領域を変更してフレームレートを高める。これにより、検出精度と動作速度を両立したオートフォーカス動作が実現可能となる。すなわち、本実施例によれば、撮像素子を用いて焦点検出を行う際に、高速かつ高精度に合焦可能な撮像装置および撮像装置の制御方法を提供することができる。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  撮像装置
１０３  撮像素子
１３１  ＣＰＵ
３００  画素
６０１  位相差検出部
【図１】
0005963550.tif 000002
【図２】
0005963550.tif 000003
【図３】
0005963550.tif 000004
【図４】
0005963550.tif 000005
【図５】
0005963550.tif 000006
【図６】
0005963550.tif 000007
【図７】
0005963550.tif 000008
【図８】
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