(57)【要約】  本発明は、位相差ＡＦの精度向上とシャッタチャンスを逃す可能性の低減とを両立させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供する。デジタルカメラは、位相差検出用画素（５２）の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、デフォーカス量にしたがってフォーカスレンズを駆動する合焦制御部（１９，１１，８）と、撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出部（１８）と、を備える。合焦制御部は、オートフォーカス指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量が閾値を超える場合には、当該デフォーカス量にしたがってフォーカスレンズを駆動した後に、位相差ＡＦを再度行ってオートフォーカスを完了し、デフォーカス量が閾値以下の場合には、位相差ＡＦを１回だけおこなってオートフォーカスを完了し、被写体像に動きがある場合に、動きがない場合よりも上記閾値を大きくする。
2015118727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、
前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、前記デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動する合焦制御部と、
前記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出部と、を備え、
前記合焦制御部は、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量が閾値を超える場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動した後に、前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及び当該デフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了し、前記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が前記閾値以下の場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了し、前記動きが被写体像にある場合に、前記動きがない場合よりも前記閾値を大きくする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記動きの大きさを更に検出し、
前記合焦制御部は、前記動きが被写体像にある場合には、当該動きの大きさが大きいほど前記閾値を大きくする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記被写体像において前記動きがあるエリアを特定し、
前記合焦制御部は、前記動きが被写体像にある場合には、当該動きがあるエリアの面積が大きいほど前記閾値を小さくする撮像装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の撮像装置であって、
前記合焦制御部は、前記動きが被写体像にある場合には、前記実行指示がなされてから、前記実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量にしたがった前記フォーカスレンズの駆動が完了するまでの時間、が長いほど前記閾値を大きくする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記撮像素子によって撮像される被写体が前記撮像面に垂直な方向に動いたことによる前記被写体像の垂直方向動きと、前記撮像素子によって撮像される被写体が前記撮像面に水平な方向に動いたことによる前記被写体像の水平方向動きとを区別して検出し、
前記合焦制御部は、前記垂直方向動きが検出された場合には、前記実行指示に応じて算出したデフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動した後に、前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出を再び行い、当該デフォーカス量と前記閾値との比較で、デフォーカス量の算出及び前記フォーカスレンズの駆動を再度行うかどうかを判定する撮像装置。
【請求項６】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、前記デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動する合焦制御ステップと、
前記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出ステップと、を備え、
前記合焦制御ステップでは、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量が閾値を超える場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動した後に、前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及び当該デフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了し、前記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が前記閾値以下の場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了し、
前記動きが被写体像にある場合に、前記動きがない場合よりも前記閾値を大きくする合焦制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び合焦制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、スマートフォン等の携帯電話機、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像装置と称する。【０００３】
これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、コントラストＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）方式（例えば特許文献１参照）や位相差ＡＦ方式（例えば特許文献２参照）が採用されている。【０００４】
特許文献１に記載の撮像装置は、被写体に動体が含まれているときは、ＡＦ評価エリアを拡大することで、動体がＡＦ評価エリア内に入る可能性を高めて、動体に追従したオートフォーカスを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９１９１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−４７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
位相差ＡＦ方式では、位相差検出用の一対のセンサ行の出力をデータとして取り込み、その一対のセンサ出力の相関を取る。具体的には、一方のセンサ行のデータをＡ［１］…Ａ［ｋ］とし、他方のセンサ行のデータをＢ［１］…Ｂ［ｋ］とし、これら２つのデータを“ｄ”ずらしたときの以下の式によって求まる２つのデータ波形によって囲まれる面積Ｓ［ｄ］が最小となるときの“ｄ”の値を位相差量として算出し、この位相差量に基づいてフォーカスレンズを駆動している。【０００７】
フォーカスレンズは、撮像レンズ全体の場合もあるし、複数のレンズで構成された一部のレンズである場合もある。以下、位相差ＡＦを行うということは、デフォーカス量を求め、求めたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動することを言う。【０００８】
【数１】
2015118727.tif 000003
【０００９】
また、位相差ＡＦ方式では、上記のように算出した位相差量に基づいて合焦点までのレンズ駆動量（デフォーカス量）を算出する。【００１０】
図１７は、位相差ＡＦ方式によるデフォーカス量の算出方法を説明するための図である。【００１１】
図１７に示すように、主要被写体Ｐが撮像レンズ１Ａによって結像される面である結像面と撮像素子５Ａの撮像面との距離をデフォーカス量ｘとし、上記式（１）によって求まる位相差量をｙとし、主要被写体Ｐから結像面に入射する光の入射角をθとする。また、撮像レンズ１Ａの光学開口直径をＲとし、撮像レンズ１Ａから結像面までの距離をｆとする。【００１２】
図１７において、tan（θ）＝Ｒ／２ｆ＝ｙ／２ｘの関係になる。また、撮像レンズ１
ＡのＦ値は、Ｆ値＝２／tan（θ）の関係にあるため、tan（θ）＝２／（Ｆ値）となる。したがって、２／（Ｆ値）＝ｙ／２ｘとなり、この式から、デフォーカス量ｘは、ｘ＝ｙ＊（Ｆ値）／４となる。【００１３】
ここで、位相差量ｙは検出精度に限界があるため、位相差量ｙが検出可能な最大値より小さい場合には、デフォーカス量ｘと位相差量ｙは線形の関係にある。【００１４】
しかし、位相差量ｙが検出不能なほど大きくなるような状況では、デフォーカス量ｘは位相差量ｙが最大値のときの値になるため、実際の位相差量とデフォーカス量との線形性が崩れてしまい、レンズ駆動量に誤差が生じる。【００１５】
したがって、オートフォーカスの実行指示（以下、オートフォーカス指示という）に応じて求めた位相差量が大きいときには、この位相差量に基づいて合焦位置までレンズを移動させた後に、位相差ＡＦを再度行い、線形性のズレによって生じるレンズ位置の誤差をなくすのがよい。【００１６】
しかし、このように、オートフォーカス指示の後に位相差ＡＦを複数回行う場合、主要被写体が移動していると、２回目以降の位相差ＡＦを行う間に被写体像が変化してしまい、所望の画像を得られず、シャッタチャンスを逃す可能性がある。【００１７】
特許文献１に記載された撮像装置は、コントラストＡＦ方式に関するものであるため、オートフォーカス指示に対して複数回のオートフォーカスを行わずともオートフォーカス精度は確保することができる。このため、上記のようなシャッタチャンスを逃す可能性についての課題は考慮されていない。【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、位相差ＡＦの精度向上とシャッタチャンスを逃す可能性の低減とを両立させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、上記デフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動する合焦制御部と、上記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出部と、を備える。上記合焦制御部は、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量が閾値を超える場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動した後に、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及びそのデフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了する。または、上記合焦制御部は、上記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が上記閾値以下の場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了する。上記合焦制御部は、上記動きが被写体像にある場合に、上記動きがない場合よりも上記閾値を大きくする。【００２０】
本発明の合焦制御方法は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、上記デフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動する合焦制御ステップと、上記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出ステップと、を備える。上記合焦制御ステップでは、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量が閾値を超える場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動した後に、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及びそのデフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了する。また、上記合焦制御ステップでは、上記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が上記閾値以下の場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了する。上記合焦ステップでは、上記動きが被写体像にある場合に、上記動きがない場合よりも上記閾値を大きくするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、位相差ＡＦの精度向上とシャッタチャンスを逃す可能性の低減とを両立させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。
【図３】図２に示す１つのＡＦエリア５３の部分拡大図である。
【図４】図３に示す位相差検出用画素５２のみを示した図である。
【図５】位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。
【図６】撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。
【図７】被写体像の動きを説明するための図である。
【図８】被写体像の動きを説明するための図である。
【図９】被写体像の動きを説明するための図である。
【図１０】図１に示すデジタルカメラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】被写体像の動きの大きさである動き量とシステム制御部１１により設定される閾値ＸＬとの関係の一例を示す図である。
【図１２】被写体像における動きのあるエリアの面積とシステム制御部１１により設定される閾値ＸＬとの関係の一例を示す図である。
【図１３】図１のデジタルカメラの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１のデジタルカメラの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。
【図１６】図１５に示すスマートフォン２００の内部構成を示すブロック図である。
【図１７】位相差ＡＦ方式によるデフォーカス量の求め方を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【００２５】
図１に示すデジタルカメラは、焦点調節のためのフォーカスレンズ、及び、ズームレンズ等を含む撮像レンズ１と、絞り２とを有するレンズ装置を備える。レンズ装置は撮像光学系を構成する。
【００２６】
図１に示すレンズ装置はカメラ本体に固定されているが、別のレンズ装置に交換可能であってもよい。撮像レンズ１は少なくともフォーカスレンズを含んでいればよい。フォーカスレンズは、レンズ系全体を移動させることで焦点調節を行う単焦点レンズでもよい。
【００２７】
デジタルカメラは、撮像光学系を通して被写体を撮像するＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の撮像素子５と、撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、アナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備える。
【００２８】
アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は撮像素子５に内蔵されることもある。
【００２９】
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、レンズ駆動部８を制御し撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズを駆動して主要被写体に合焦させる合焦制御を行ったり、撮像レンズ１に含まれるズームレンズの位置の調整を行ったりする。更に、システム制御部１１は、絞り駆動部９を介して絞り２の開口量を制御することにより、露光量の調整を行う。
【００３０】
また、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して撮像素子５を駆動し、撮像素子５に、撮像レンズ１を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００３１】
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、デジタル信号処理部１７と、動き検出部１８と、位相差ＡＦ処理部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備える。デジタル信号処理部１７は、Ａ／Ｄ変換回路７から出力される撮像画像信号に対し、補間演算、ガンマ補正演算、及びＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って撮影画像データを生成する。位相差ＡＦ処理部１９は、位相差ＡＦ方式によりデフォーカス量を算出する。
【００３２】
メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、動き検出部１８、位相差ＡＦ処理部１９、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。位相差ＡＦ処理部１９、システム制御部１１、及びレンズ駆動部８は、合焦制御部を構成する。
【００３３】
図２は、図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。
【００３４】
撮像素子５は、行方向Ｘ及びこれに直交する列方向Ｙに二次元状に配列された多数の画素が配置される撮像面５０を有する。この撮像面５０には、フォーカスを合わせる対象となるエリアであるＡＦエリア５３が図２の例では９つ設けられている。
【００３５】
ＡＦエリア５３は、画素として撮像用画素と位相差検出用画素とを含むエリアである。
【００３６】
撮像面５０のうちＡＦエリア５３を除く部分には、撮像用画素だけが配置される。なお、ＡＦエリア５３は、撮像面５０に隙間無く設けてあってもよい。
【００３７】
図３は、図２に示す１つのＡＦエリア５３の部分拡大図である。
【００３８】
ＡＦエリア５３には、画素５１が二次元状に配列されている。各画素５１は、フォトダイオード等の光電変換部と、この光電変換部上方に形成されたカラーフィルタとを含む。
【００３９】
図３では、赤色光を透過するカラーフィルタ（Ｒフィルタ）を含む画素５１（Ｒ画素５１）には“Ｒ”の文字を付し、緑色光を透過するカラーフィルタ（Ｇフィルタ）を含む画素５１（Ｇ画素５１）には“Ｇ”の文字を付し、青色光を透過するカラーフィルタ（Ｂフィルタ）を含む画素５１（Ｂ画素５１）には“Ｂ”の文字を付している。カラーフィルタの配列は撮像面５０全体でベイヤ配列となっている。
【００４０】
ＡＦエリア５３では、Ｇ画素５１の一部（図３中の網掛けを付した画素５１）が位相差検出用画素５２となっている。図３の例では、Ｒ画素５１とＧ画素５１を含む画素行のうちの任意の画素行における各Ｇ画素５１と、この各Ｇ画素５１に対して列方向Ｙに最も近い同色のＧ画素５１とが、位相差検出用画素５２となっている。ここでは図３に図示するように、２次元状配列の一方の方向であり位相差分離方向と同じ方向をＸ方向または行方向、他の方向をＹ方向または列方向と規定する。
【００４１】
図４は、図３に示す位相差検出用画素５２のみを示した図である。
【００４２】
図４に示すように、位相差検出用画素５２は、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの２種類の画素を含む。
【００４３】
位相差検出用画素５２Ａは、撮像レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する第１の信号検出部である。
【００４４】
位相差検出用画素５２Ｂは、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する第２の信号検出部である。
【００４５】
なお、ＡＦエリア５３において、位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂ以外の複数の画素５１は撮像用画素であり、撮像用画素は、撮像レンズ１を通過した上記一対の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する。
【００４６】
各画素５１の光電変換部上方には遮光膜が設けられ、この遮光膜には、光電変換部の受光面積を規定する開口が形成されている。
【００４７】
撮像用画素５１の開口の中心は、撮像用画素５１の光電変換部の中心と一致している。これに対し、位相差検出用画素５２Ａの開口（図４の白抜き部分）の中心は、位相差検出用画素５２Ａの光電変換部の中心に対し右側に偏心している。
【００４８】
また、位相差検出用画素５２Ｂの開口（図４の白抜き部分）の中心は、位相差検出用画素５２Ｂの光電変換部の中心に対して左側に偏心している。ここでいう右方向は、図３で示すＸ方向の一方の方向であり、左方向はＸ方向のもう一方の方向である。
【００４９】
図５は、位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。図５に示すように、位相差検出用画素５２Ａは、開口ｃが光電変換部（ＰＤ）に対して右に偏心している。図５に示すように、光電変換部の片側を遮光膜によって覆う事によって、遮光膜で覆った方向と逆の方向から入射した光を選択的に遮光することができる。
【００５０】
この構成により、任意の行にある位相差検出用画素５２Ａからなる画素群と、この画素群の各位相差検出用画素５２Ａに対して一方向に同一距離で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる画素群とによって、これら２つの画素群の各々によって撮像される像における行方向Ｘの位相差を検出することができる。
【００５１】
撮像素子５は、撮像レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する第２の信号検出部とのペアを複数有する構成であればよく、図２〜５に示した構成に限らない。
【００５２】
例えば、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割して、一方の分割エリアを位相差検出用画素５２Ａとし、他方の分割エリアを位相差検出用画素５２Ｂとした構成であってもよい。
【００５３】
図６は、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。
【００５４】
図６の構成では、撮像素子５においてＲを付した撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素Ｒ１と位相差検出用画素Ｒ２としている。
【００５５】
また、撮像素子５においてＧを付した撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素Ｇ１と位相差検出用画素Ｇ２としている。
【００５６】
また、撮像素子５においてＢを付した撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素Ｂ１と位相差検出用画素Ｂ２としている。
【００５７】
この構成では、位相差検出用画素Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１がそれぞれ第１の信号検出部となり、位相差検出用画素Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２がそれぞれ第２の信号検出部となる。第１の信号検出部と第２の信号検出部からは独立に信号を読み出すことができる。そして、第１の信号検出部と第２の信号検出部の信号を加算すると、位相差のない通常の撮像用信号を得られる。つまり、図６の構成では、全ての画素を、位相差検出用画素と撮像用画素との両方として用いることができる。
【００５８】
図１に示す位相差ＡＦ処理部１９は、９つのＡＦエリア５３の中からユーザ操作等により選択された１つのＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ及び位相差検出用画素５２Ｂから読み出される検出信号群を用いて上記一対の光束によって形成される２つの像の相対的な位置ずれ量である位相差を演算する。
【００５９】
そして、位相差ＡＦ処理部１９は、この位相差に基づいて、撮像レンズ１による主要被写体の結像面と撮像素子５の撮像面とを一致させるために必要なフォーカスレンズの移動量であるデフォーカス量を算出する。
【００６０】
なお、ＡＦエリア５３は１つだけでなく、連続して並ぶ複数個を選択できるようにしてもよい。
【００６１】
図１に示す動き検出部１８は、撮像素子５によって撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する。被写体像の動きとは、時系列で隣接する２つの撮像された被写体像において所定量以上の変化がある場合をいう。
【００６２】
図７〜図９は、被写体像の動きを説明するための図である。
【００６３】
図７には、連続して撮像された２つの被写体像７０，７１が示されている。被写体像７０が被写体像７１よりも前に撮像されたものである。被写体像７０には車７２と木７３が含まれている。被写体像７１では、被写体像７０に対して木７３の位置は変化していないが、車７２が左方向に移動している。
【００６４】
図７の例では、撮像される被写体に、撮像素子５の撮像面５０に平行な方向（以下、ｘｙ方向）の動きがあることで、被写体像７０と被写体像７１との間で動きが生じている。
【００６５】
図８には、連続して撮像された２つの被写体像８０，８１が示されている。被写体像８０が被写体像８１よりも前に撮像されたものである。被写体像８０には車７２と木７３が含まれている。被写体像８１は、被写体像８０に対して、車７２と木７３の位置が一律に右に移動している。
【００６６】
図８の例では、撮像される被写体に動きはないものの、被写体像８０の撮像時と被写体像８１の撮像時とで、デジタルカメラが左に移動したことで、被写体像８０と被写体像８１の間で動きが生じている。
【００６７】
図９には、連続して撮像された２つの被写体像９０，９１が示されている。被写体像９０が被写体像９１よりも前に撮像されたものである。被写体像９０には車７２と木７３が含まれている。被写体像９１は、被写体像９０に対して、木７３の位置は変化していないが、車７２が左方向に移動しかつデジタルカメラ側に近づいてきている。
【００６８】
図９の例では、撮像される被写体に、撮像素子５の撮像面５０に垂直な方向（以下、ｚ方向という）の動きと、ｘｙ方向の動きとがあることで、被写体像９０と被写体像９１との間で動きが生じている。
【００６９】
このように、撮像素子５によって撮像される被写体像の動きには、撮像されている被写体がｘｙ方向に動いたことによる動きと、撮像されている被写体がｚ方向に動いたことによる動きと、デジタルカメラがパンニングされたことによる動きと、が含まれる。
【００７０】
動き検出部１８は、撮像素子５により連続して撮像して得られる２フレーム分の撮像画像データを比較し、２つの撮像画像データ間でブロックマッチングを行って被写体像の動きの有無を検出する。
【００７１】
または、動き検出部１８は、２つの撮像画像データ間で対応点検出を行い対応点の位置の変化から被写体像動きの有無を検出する。或いは、動き検出部１８は、分割測光値の変動から被写体像の動きの有無を検出する。
【００７２】
動き検出部１８は、被写体像の動きの大きさが閾値を超えている場合に動きありと判定し、被写体像の動きの大きさが閾値以下の場合に動きなしと判定する。この閾値は、２画像間のノイズ等による微小な変化を排除できるような値に設定する。
【００７３】
システム制御部１１は、オートフォーカス指示に応じて、位相差ＡＦ処理部１９にデフォーカス量を算出させる。そして、システム制御部１１は、当該デフォーカス量が閾値ＸＬを超える場合には、当該デフォーカス量にしたがってフォーカスレンズを合焦位置まで駆動した後に、位相差ＡＦ処理部１９にデフォーカス量の算出を再び行わせる。続いて、システム制御部１１は、位相差ＡＦ処理部１９によって再び算出されたデフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了し、オートフォーカス完了を通知する。つまり、システム制御部１１は、オートフォーカス指示に応じて位相差ＡＦを２回続けて行う。
【００７４】
システム制御部１１は、オートフォーカス指示に応じて算出されたデフォーカス量が閾値ＸＬ以下の場合には、当該デフォーカス量にしたがってフォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了し、オートフォーカス完了を通知する。つまり、システム制御部１１は、オートフォーカス指示に応じて位相差ＡＦを１回だけ行う。
【００７５】
オートフォーカス指示は、例えば、操作部１４に含まれるシャッタボタンの半押し操作によってシステム制御部１１に入力される。また、オートフォーカスの完了通知は、例えば、表示部２３に情報を表示することや、音を出力することなどで行う。
【００７６】
システム制御部１１は、オートフォーカス指示に応じて２回の位相差ＡＦを行うか、オートフォーカス指示に応じて１回の位相差ＡＦを行うか、の選択の判定を行うための閾値ＸＬを、被写体像に動きがあるか否かによって制御する。
【００７７】
被写体像の動きがあるときには、オートフォーカス指示に応じて位相差ＡＦを２回行ってしまうと、２回目の位相差ＡＦが完了したときには、オートフォーカス指示を行ったときから、被写体が大きく変化している可能性が高い。このため、このようなときには位相差ＡＦを１回に制限すべく、システム制御部１１は閾値ＸＬを制御している。
【００７８】
具体的には、システム制御部１１は、被写体像に動きがあることが動き検出部１８により検出された場合には、被写体像の動きがない場合よりも閾値ＸＬを大きくする。
【００７９】
なお、設定可能な閾値ＸＬのデータは、システム制御部１１の内部メモリに予め記憶していてもよいし、基準となる閾値を１つ記憶しておき、この閾値を加工して別の閾値を生成するようにしてもよい。
【００８０】
次に、以上のように構成されたデジタルカメラの動作を説明する。
【００８１】
図１０は、図１に示すデジタルカメラの動作を説明するためのフローチャートである。
【００８２】
デジタルカメラが撮像モードに設定されると、システム制御部１１は、ライブビュー画像の表示を開始させる（ステップＳ１）。具体的には、システム制御部１１は、撮像素子５により被写体を撮像し、撮像して得られる撮像画像データに基づく画像を表示部２３に表示させる制御を繰り返し行う。
【００８３】
ライブビュー画像の表示が開始され、２回以上の撮像がなされると、動き検出部１８は、時間的に連続する２つの撮像画像データの比較によって、撮像素子５によって撮像されている被写体像に動きが発生しているか否かを検出する（ステップＳ２）。
【００８４】
システム制御部１１は、動き検出部１８によって被写体像の動きが発生していることが検出された場合には、内部メモリのフラグを“１”にし、動き検出部１８によって被写体像の動きが発生していることが検出されない場合には、内部メモリのフラグを“０”に設定する。
【００８５】
ステップＳ２の後、オートフォーカス指示が無ければ（ステップＳ３：ＮＯ）、再びステップＳ２の処理が行われ、オートフォーカス指示があれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４の処理が行われる。
【００８６】
ステップＳ４では、システム制御部１１が位相差ＡＦ処理部１９にデフォーカス量の算出を指示し、位相差ＡＦ処理部１９がデフォーカス量の算出を行う。
【００８７】
具体的には、位相差ＡＦ処理部１９は、オートフォーカス指示があった時点で、撮像素子５により撮像して得られた撮像画像信号から、位相差検出用画素５２Ａの信号群と位相差検出用画素５２Ｂの信号群を取得し、これら２つの信号群を相関演算し、相関演算の結果からデフォーカス量Ｄｆを算出する。
【００８８】
デフォーカス量Ｄｆが算出されると、システム制御部１１は、デフォーカス量Ｄｆにしたがってフォーカスレンズを駆動して、現在のフォーカスレンズの位置からデフォーカス量Ｄｆだけずれた位置に、フォーカスレンズを移動させる（ステップＳ５）。
【００８９】
次に、システム制御部１１は、内部メモリのフラグを確認し、フラグが“１”であればステップＳ７の処理を行い、フラグが“０”であればステップＳ８の処理を行う。
【００９０】
ステップＳ８において、システム制御部１１は、閾値ＸＬをＸＬ０に設定する。ステップＳ７において、システム制御部１１は、閾値ＸＬをＸＬ０よりも大きいＸＬ１に設定する。
【００９１】
ステップＳ７，ステップＳ８の後、システム制御部１１は、ステップＳ４で算出されたデフォーカス量Ｄｆと、ステップＳ７，ステップＳ８で設定した閾値ＸＬとを比較する（ステップＳ９）。
【００９２】
システム制御部１１は、デフォーカス量Ｄｆが閾値ＸＬを超えていればステップＳ４にて、デフォーカス量Ｄｆの算出を行わせ、デフォーカス量Ｄｆが閾値ＸＬ以下であれば、オートフォーカスを完了し、オートフォーカスが完了したことを通知する（ステップＳ１０）。
【００９３】
以上のように、図１のデジタルカメラによれば、撮像素子５により撮像される被写体像に動きがある場合には、デフォーカス量Ｄｆが大きい場合でも、オートフォーカス指示に応じて２回の位相差ＡＦが行われる可能性が低くなる。
【００９４】
つまり、被写体像の動きがあるときには、デフォーカス量Ｄｆが大きくても、オートフォーカス指示に応じて１回だけ位相差ＡＦが行われて撮像待機状態に移行することが多くなる。このため、オートフォーカス指示がなされてから早い段階でシャッタを切ることができ、シャッタチャンスを逃してしまう可能性を減らすことができる。
【００９５】
また、図１のデジタルカメラによれば、被写体像に動きがない場合には、デフォーカス量Ｄｆが大きい場合に、オートフォーカス指示に応じて２回の位相差ＡＦが行われる可能性が高くなる。つまり、被写体像に動きがないときには、デフォーカス量Ｄｆが大きいと、オートフォーカス指示に応じて２回の位相差ＡＦが行われて撮像待機状態に移行することが多くなる。
【００９６】
このため、デフォーカス量が大きい場合でもオートフォーカス精度を向上させて、高品質の撮像を行うことができる。なお、被写体像に動きがない場合には、２回の位相差ＡＦを行っても被写体は変化しない可能性が高いため、シャッタチャンスを逃す心配はない。
【００９７】
以下、図１のデジタルカメラの変形例について説明する。
【００９８】
（第一の変形例）
動き検出部１８は、被写体像の動きがあることを検出した場合には、この動きの大きさを更に算出してシステム制御部１１に伝達する。動きの大きさは、動きベクトルを求めること等で得る。
【００９９】
システム制御部１１は、動き検出部１８によって被写体像の動きが検出された場合に、その動きの大きさの情報を動き検出部１８から取得し、この動きの大きさが大きいほど、閾値ＸＬを大きい値に設定する。
【０１００】
図１１は、被写体像の動きの大きさである動き量とシステム制御部１１により設定される閾値ＸＬとの関係の一例を示す図である。システム制御部１１は、図１１に示すように、動き量に比例して閾値ＸＬを設定する。なお、図１１における“Ａ１”はＸＬ０よりも大きい値である。
【０１０１】
このように、被写体像の動きの大きさに応じて閾値ＸＬを変更することで、被写体像の動きが大きいほど、オートフォーカス指示に応じて２回の位相差ＡＦが行われる可能性が減ることになる。動きが大きいということは、２回の位相差ＡＦが行われている間に被写体が大きく変化する可能性があることを意味する。
【０１０２】
このため、動きが大きいほど閾値ＸＬを大きくすることで、被写体が大きく変わらないうちに撮像待機状態に移行することができ、所望の被写体を撮像することが可能となる。
【０１０３】
なお、図１１では、閾値ＸＬを、動きの大きさに応じて連続的に変化させるようにしているが、閾値ＸＬを動きの大きさに応じて段階的に変化させてもよい。
【０１０４】
（第二の変形例）
動き検出部１８は、被写体像に動きがあることを検出した場合には、被写体像において動きのあるエリアを特定し、このエリアの面積を算出してシステム制御部１１に伝達する。
【０１０５】
システム制御部１１は、動き検出部１８によって被写体像の動きが検出された場合に、その動きのあるエリアの面積の情報を動き検出部１８から取得し、この面積が大きいほど、閾値ＸＬを小さい値に設定する。
【０１０６】
図１２は、被写体像において動きのあるエリアの面積とシステム制御部１１により設定される閾値ＸＬとの関係の一例を示す図である。システム制御部１１は、図１２に示すように、動きのあるエリアの面積に比例した閾値ＸＬを設定する。なお、図１２における“Ｂ１”はＸＬ０よりも大きい値である。
【０１０７】
この変形例では、被写体像に動きがあった場合に、その動きのあるエリアの面積が大きいほど、オートフォーカス指示に応じて２回の位相差ＡＦが行われる可能性が増えることになる。
【０１０８】
被写体像に動きがあったとしても、動きのあるエリアの面積が大きいということは、被写体像の大部分が変化しており、デジタルカメラがパンニングされている状態の可能性が高い。そして、パンニングされている場合には、オートフォーカス指示があったときからデフォーカス量が変化している可能性があるため、位相差ＡＦをやり直した方がよい。
【０１０９】
このため、動きのあるエリアの面積が大きく、パンニングである可能性が高いほど、閾値ＸＬを小さくして２回の位相差ＡＦが行われやすくすることで、被写体における特定部分だけが動いているときとパンニングとを区別して、パンニング時における撮像品質を向上させることができる。
【０１１０】
なお、図１２では、閾値ＸＬを、動きのあるエリアの面積に応じて連続的に変化させるようにしているが、閾値ＸＬをこの面積に応じて段階的に変化させてもよい。
【０１１１】
（第三の変形例）
この変形例では、システム制御部１１が、動きが被写体像にある場合には、オートフォーカス指示がなされてから、オートフォーカス指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動が完了するまでの時間、が長いほど閾値ＸＬを大きくする。
【０１１２】
図１３は、図１のデジタルカメラの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図１３において図１０と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１３】
ステップＳ３においてオートフォーカス指示がありの場合、システム制御部１１は、内蔵タイマによって時間の計測を開始する（ステップＳ２１）。
【０１１４】
その後、ステップＳ４、ステップＳ５の処理が行われ、ステップＳ５においてフォーカスレンズの駆動が完了すると、システム制御部１１は時間の計測を終了する。
【０１１５】
そして、ステップＳ６において、フラグが“１”であればステップＳ２２の処理が行われ、フラグが“０”であればステップＳ８の処理が行われる。
【０１１６】
ステップＳ２２では、システム制御部１１が、内蔵タイマによって計測した、オートフォーカス指示がなされてからフォーカスレンズの駆動が完了するまでにかかった時間と、閾値ＴＨとを比較する。
【０１１７】
システム制御部１１は、該時間が閾値ＴＨを超えていれば、閾値ＸＬをＸＬ１よりも大きいＸＬ２に設定し（ステップＳ２３）、該時間が閾値ＴＨ以下であればステップＳ７の処理を行う。
【０１１８】
ステップＳ２３、ステップＳ７、ステップＳ８の後は、ステップＳ９以降の処理が行われる。
【０１１９】
なお、ステップＳ９の判定がＹＥＳのときは、位相差ＡＦが再び行われて、その後、ステップＳ２２の処理が行われることになるが、このときの経過時間は、１回目の位相差ＡＦを行うときに計測した時間としておく。
【０１２０】
この変形例によれば、オートフォーカス指示がなされてからフォーカスレンズの駆動が完了するまでの時間が長いほど、再度の位相差ＡＦが行われる可能性が減ることになる。この時間が長いということは、再度の位相差ＡＦが完了するころには被写体像が大きく変化してしまう可能性がある。
【０１２１】
このため、この時間が長いほど閾値ＸＬを大きくすることで、被写体が大きく変わらないうちに撮像待機状態に移行することができ、所望の被写体を撮像することが可能となる。
【０１２２】
なお、図１３では、計測された時間によって閾値ＸＬを段階的に変更しているが、計測時間に応じて閾値ＸＬを連続的に変化させてもよい。
【０１２３】
（第四の変形例）
この変形例では、動き検出部１８が、被写体像の動きとして、撮像される被写体にｘｙ方向の動きがあることによる動きである水平方向動き（図７，８の例）と、撮像される被写体にｚ方向の動きがあることによる動きである垂直方向動き（図９の例）と、を区別して検出する。
【０１２４】
また、システム制御部１１は、垂直方向動きが検出された場合には、位相差ＡＦを行った後に、デフォーカス量を再度算出し、このデフォーカス量と閾値ＸＬとの比較で、位相差ＡＦを１度行うべきか、２度行うべきかを判定する。
【０１２５】
図１４は、図１のデジタルカメラの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図１４において図１０と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２６】
ステップＳ１でライブビュー画像の表示が開始されると、動き検出部１８は、時間的に連続する２つの撮像画像データの比較によって、撮像素子５によって撮像されている被写体像に、水平方向動きが発生しているか否か、及び、垂直方向動きが発生しているか否かを検出する（ステップＳ３１）。
【０１２７】
動き検出部１８は、２つの撮像画像データ間でブロックマッチングを行い、主要被写体の複数の代表点（例えば、顔、目の位置、輝度が大きく変化する場所）を検出し、フレーム間における主要被写体同士の位置関係の変化から、水平方向動きの有無を検出する。
【０１２８】
また、動き検出部１８は、２つの撮像画像データに含まれる主要被写体（例えば顔や移動している物体）のサイズ差が閾値より大きいときに、垂直方向動き有りと判定し、このサイズ差が閾値以下のときに、垂直方向動き無しと判定する。これはブロックマッチングを使って行うことができる。
【０１２９】
主要被写体の複数の代表点（例えば、顔、目の位置、輝度が大きく変化する場所）を検出し、フレーム間で、主要被写体同士の位置関係の変化から垂直方向動きを検出できる。例えば、図９の車７２だけが横方向かつ近づく方向に移動している場合が、被写体像に垂直方向動きがある場合にあたる。
【０１３０】
または、動き検出部１８は、連続する２回の撮像で得られた撮像画像信号の各々から、位相差ＡＦ処理部１９により位相差量を算出させる。そして、動き検出部１８は、算出された２つの位相差量の差が閾値より大きいときに垂直方向動き有りと判定し、該差が閾値以下のときに垂直方向動き無しと判定する。
【０１３１】
図６の撮像素子では全ての画素を位相差信号検出用としても撮像用としても用いることができるので、撮像面のどこでも位相差量を検出できる。このため、位相差量の差から垂直方向動きを検出する方法に有利である。
【０１３２】
システム制御部１１は、動き検出部１８によって水平方向動きが発生していることが検出された場合には、内部メモリのフラグを“１”にする。
【０１３３】
システム制御部１１は、動き検出部１８によって垂直方向動きが発生していることが検出された場合には、内部メモリのフラグを“２”にする。
【０１３４】
システム制御部１１は、動き検出部１８によって水平方向と垂直方向のいずれの動きも発生していないことが検出された場合には、内部メモリのフラグを“０”に設定する。
【０１３５】
その後、オートフォーカス指示がなされて位相差ＡＦが行われると、システム制御部１１は、内部メモリのフラグを確認し、フラグが“２”であればステップＳ３３の処理を行い、フラグが“１”又は“０”であればステップＳ６の処理を行う。
【０１３６】
ステップＳ３３において、システム制御部１１は、ステップＳ４と同じ処理を行って、デフォーカス量Ｄｆを再度算出する。ステップＳ３３の後は、ステップＳ６に移行する。そして、ステップＳ３３が行われたときは、システム制御部１１が、ステップＳ９において、ステップＳ３３で算出されたデフォーカス量と閾値ＸＬとを比較する。
【０１３７】
この変形例によれば、被写体像に垂直方向動きがある場合には、位相差ＡＦが１度行われた後にデフォーカス量が再度算出され、このデフォーカス量の大きさに基づいて、ステップＳ９の判定が行われる。
【０１３８】
垂直方向動きがあるときは、オートフォーカス指示の後に、被写体内で特定の物体が近づいたり遠ざかったりしている可能性があり、デフォーカス量が変化している可能性がある。このため、デフォーカス量を再算出してからステップＳ９の判定を行うことで、１回の位相差ＡＦを行うべきか、２回の位相差ＡＦを行うべきかの判定精度を高めることができ、撮像品質を向上させることができる。
【０１３９】
ここまでは撮像装置としてデジタルカメラを例にしたが、以下では、撮像装置としてカメラ付のスマートフォンの実施形態について説明する。
【０１４０】
図１５は、本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。図１５に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
【０１４１】
図１６は、図１５に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
【０１４２】
無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
【０１４３】
表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像および動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。
【０１４４】
表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。
【０１４５】
操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。
【０１４６】
図１５に示すように、本発明の撮像装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。
【０１４７】
係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
【０１４８】
なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
【０１４９】
通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。また、図１５に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。
【０１５０】
操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図１５に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
【０１５１】
記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ  ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃａｒｄ  ｍｉｃｒｏ  ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。
【０１５２】
外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
【０１５３】
スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
【０１５４】
ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、当該スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
【０１５５】
モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。
【０１５６】
電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
【０１５７】
主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
【０１５８】
アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。
【０１５９】
また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。
【０１６０】
更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
【０１６１】
また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
【０１６２】
更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
【０１６３】
また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
【０１６４】
カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。
【０１６５】
カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。
【０１６６】
図１５に示すスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。
【０１６７】
また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。
【０１６８】
また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
【０１６９】
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記録部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。
【０１７０】
以上のような構成のスマートフォン２００においても、カメラ部２０８の撮像素子として撮像素子５を用い、図１０〜１４に例示した処理を行うことで、シャッタチャンスを逃すことなく高品質の撮像を行うことができる。
【０１７１】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【０１７２】
開示された撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、上記デフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動する合焦制御部と、上記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出部と、を備える。上記合焦制御部は、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量が閾値を超える場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動した後に、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及びそのデフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了する。また、上記合焦制御部は、上記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が上記閾値以下の場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了する。上記合焦制御部は、上記動きが被写体像にある場合に、上記動きがない場合よりも上記閾値を大きくする。
【０１７３】
この構成により、デフォーカス量が同じであっても、撮像される被写体像に動きがある場合には、被写体像に動きがない場合よりも、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が行われる可能性が減ることになり、シャッタチャンスを逃す可能性を減らすことができる。また、被写体像に動きがない場合には、デフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動の後に、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が行われる可能性が高くなるため、デフォーカス量が大きい場合でもオートフォーカス精度を向上させて、高品質の撮像を行うことができる。また、被写体像に動きがない場合には、再度のフォーカスレンズ駆動を行っても被写体は変化しない可能性が高いため、シャッタチャンスを逃す心配はない。
【０１７４】
開示された撮像装置において、上記動き検出部は、上記動きの大きさを更に検出してもよく、上記合焦制御部は、上記動きが被写体像にある場合には、その動きの大きさが大きいほど上記閾値を大きくしてもよい。
【０１７５】
この構成により、被写体像の動きが大きいほど、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が行われる可能性が減ることになる。動きが大きいということは、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が行われている間に被写体が大きく変化する可能性があることを意味する。このため、動きの大きさが大きいほど閾値を大きくすることで、被写体が大きく変わらないうちに撮像可能な状態を提供することが可能になる。
【０１７６】
開示された撮像装置において、上記動き検出部は、上記被写体像において上記動きがあるエリアを特定してもよく、上記合焦制御部は、上記動きが被写体像にある場合には、その動きがあるエリアの面積が大きいほど上記閾値を小さくしてもよい。
【０１７７】
この構成により、動きのあるエリアの面積が大きいほど、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が行われる可能性が減ることになる。上記動きが被写体像にあったとしても、動きのあるエリアの面積が大きいということは、被写体像の大部分が変化しており、撮像装置がパンニングされた状態の可能性もある。このため、動きのあるエリアの面積が大きく、パンニングである可能性が高いほど、閾値を小さくして再度のオートフォーカスが行われやすくすることで、被写体における特定部分が動いたときとパンニングとを区別して、パンニング時における撮像品質を向上させることができる。
【０１７８】
開示された撮像装置において、上記合焦制御部は、上記動きが被写体像にある場合には、上記実行指示がなされてから、上記実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量にしたがった上記フォーカスレンズの駆動が完了するまでの時間、が長いほど上記閾値を大きくしてもよい。
【０１７９】
この構成により、オートフォーカスの実行指示がなされてからフォーカスレンズの駆動が完了するまでの時間が長いほど、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が行われる可能性が減ることになる。この時間が長いということは、再度のデフォーカス量算出及びフォーカスレンズ駆動が完了するころには被写体が大きく変化してしまう可能性がある。このため、この時間が長いほど閾値を大きくすることで、被写体が大きく変わらないうちに撮像可能な状態を提供することが可能になる。
【０１８０】
開示された撮像装置において、上記動き検出部は、上記撮像素子によって撮像される被写体が上記撮像面に垂直な方向に動いたことによる上記被写体像の垂直方向動きと、上記撮像素子によって撮像される被写体が上記撮像面に水平な方向に動いたことによる上記被写体像の水平方向動きとを区別して検出してもよい。上記合焦制御部は、上記垂直方向動きが検出された場合には、上記実行指示に応じて算出したデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動した後に、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出を再び行い、そのデフォーカス量と上記閾値との比較で、デフォーカス量の算出及び上記フォーカスレンズの駆動を再度行うかどうかを判定してもよい。
【０１８１】
この構成により、被写体像に垂直方向動きがある場合には、再度のデフォーカス量算出が行われて、このデフォーカス量の大きさによってレンズ駆動の回数が判定される。被写体像に垂直方向動きがあるときは、実行指示の後に、被写体内で特定の物体が近づいたり遠ざかったりしている可能性があり、デフォーカス量が変化している可能性がある。このため、デフォーカス量を再算出してから上記判定を行うことで、１回のレンズ駆動を行うべきか、２回のレンズ駆動を行うべきかの判定精度を高めることができ、撮像品質を向上させることができる。
【０１８２】
開示された合焦制御方法は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、上記デフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動する合焦制御ステップと、上記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出ステップと、を備える。上記合焦制御ステップでは、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量が閾値を超える場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動した後に、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及びそのデフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了する。また、上記合焦制御ステップでは、上記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が上記閾値以下の場合には、そのデフォーカス量にしたがって上記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了する。上記合焦ステップでは、上記動きが被写体像にある場合に、上記動きがない場合よりも上記閾値を大きくする。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明は、デジタルカメラやスマートフォンに適用して利便性が高く、有効である。
【符号の説明】
【０１８４】
１  撮像レンズ
５  撮像素子
８  レンズ駆動部
１１  システム制御部
１８  動き検出部
１９  位相差ＡＦ処理部
５１  撮像用画素
５２，５２Ａ，５２Ｂ  位相差検出用画素
５３  ＡＦエリア
【図１】
2015118727.tif 000004
【図２】
2015118727.tif 000005
【図３】
2015118727.tif 000006
【図４】
2015118727.tif 000007
【図５】
2015118727.tif 000008
【図６】
2015118727.tif 000009
【図７】
2015118727.tif 000010
【図８】
2015118727.tif 000011
【図９】
2015118727.tif 000012
【図１０】
2015118727.tif 000013
【図１１】
2015118727.tif 000014
【図１２】
2015118727.tif 000015
【図１３】
2015118727.tif 000016
【図１４】
2015118727.tif 000017
【図１５】
2015118727.tif 000018
【図１６】
2015118727.tif 000019
【図１７】
2015118727.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月30日(2015.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、
前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、前記デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動する合焦制御部と、
前記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出部と、を備え、
前記合焦制御部は、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量が閾値を超える場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動した後に、前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及び当該デフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了し、前記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が前記閾値以下の場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了し、前記動きが被写体像にある場合に、前記動きがない場合よりも前記閾値を大きくする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記動きの大きさを更に検出し、
前記合焦制御部は、前記動きが被写体像にある場合には、当該動きの大きさが大きいほど前記閾値を大きくする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記被写体像において前記動きがあるエリアを特定し、
前記合焦制御部は、前記動きが被写体像にある場合には、当該動きがあるエリアの面積が大きいほど前記閾値を小さくする撮像装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の撮像装置であって、
前記合焦制御部は、前記動きが被写体像にある場合には、前記実行指示がなされてから、前記実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量にしたがった前記フォーカスレンズの駆動が完了するまでの時間、が長いほど前記閾値を大きくする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記撮像素子によって撮像される被写体が前記撮像面に垂直な方向に動いたことによる前記被写体像の垂直方向動きと、前記撮像素子によって撮像される被写体が前記撮像面に水平な方向に動いたことによる前記被写体像の水平方向動きとを区別して検出し、
前記合焦制御部は、前記垂直方向動きが検出された場合には、前記実行指示に応じて算出したデフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動した後に、前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出を再び行い、当該デフォーカス量と前記閾値との比較で、デフォーカス量の算出及び前記フォーカスレンズの駆動を再度行うかどうかを判定する撮像装置。
【請求項６】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用してデフォーカス量を算出し、前記デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動する合焦制御ステップと、
前記撮像素子により撮像される被写体像に動きがあるか否かを検出する動き検出ステップと、を備え、
前記合焦制御ステップでは、オートフォーカスの実行指示に応じてデフォーカス量を算出し、当該デフォーカス量が閾値を超える場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動した後に、前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号を利用したデフォーカス量の算出及び当該デフォーカス量にしたがったフォーカスレンズの駆動を再度行ってオートフォーカスを完了し、前記実行指示に応じて算出したデフォーカス量が前記閾値以下の場合には、当該デフォーカス量にしたがって前記フォーカスレンズを駆動してからオートフォーカスを完了し、前記動きが被写体像にある場合に、前記動きがない場合よりも前記閾値を大きくする合焦制御方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記動き検出部は、前記合焦制御部によるデフォーカス量の算出及び当該デフォーカス量にしたがった前記フォーカスレンズの駆動の前に、前記被写体像に動きがあるか否かを検出する撮像装置。
【国際調査報告】
2015118727.tif 000021
2015118727.tif 000022
2015118727.tif 000023