(57)【要約】【課題】位相差方式で焦点調節を行う際に、状況に応じて露出値の固定または可変を適切に制御する。【解決手段】焦点調節装置は、同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する撮像素子と、焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御手段とを有し、検出手段は、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の前記位相差を検出し、露出制御手段は、検出手段により複数の焦点検出領域における位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御する。【選択図】図１３
2013218297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する撮像素子と、
焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、
前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御手段とを有する焦点調節装置であって、
前記検出手段は、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の前記位相差を検出し、
前記露出制御手段は、前記検出手段により前記複数の焦点検出領域における前記位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記露出制御手段は、前記位相差の検出に用いられる信号が生成される前に前記撮像素子で生成され出力された信号に基づいて露出値を設定し、当該露出値を固定にするよう制御することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記露出制御手段は、焦点検出を指示する操作に応じて、前記露出値を固定にするよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記複数の焦点検出領域において前記位相差を順次検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
前記複数の焦点検出領域は、互いに一部が重畳する領域を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項６】
撮像光学系の異なる瞳領域を通過する光束により形成される像を光電変換して一対の像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子で生成された前記一対の像信号の位相差を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、
前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御手段と、
前記検出手段による動作に応じて前記露出制御手段により前記露出値を固定にするか可変にするかを判定する判定手段と、を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する撮像素子を有する焦点調節装置の制御方法であって、
焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御ステップと、
前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御ステップとを有し、
前記検出ステップにおいて、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の前記位相差を検出し、
前記露出制御ステップにおいて、前記検出ステップにより前記複数の焦点検出領域における前記位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御することを特徴とする焦点調節装置の制御方法。
【請求項８】
撮像光学系の異なる瞳領域を通過する光束により形成される像を光電変換して一対の像信号を生成する撮像素子を備える焦点調節装置の制御方法であって、
前記撮像素子で生成された前記一対の像信号の位相差を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御ステップと、
前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御ステップと、
前記検出ステップでの動作に応じて前記露出制御ステップで前記露出値を固定にするか可変にするかを判定する判定ステップと、を有することを特徴とする焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差方式で焦点調節を行う焦点調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮像装置の撮像素子（撮像面）から得られた像信号を用いて自動焦点調節（ＡＦ）を行う際に、一般的にコントラスト方式（ＴＶＡＦ）のＡＦ制御が行われる。コントラスト方式のＡＦ制御では、ＡＦ評価値の連続性が要求されるため、ＡＦ制御時の露出値をＡＦ制御開始前の値に固定（維持）する必要がある。特許文献１には、コントラスト方式で得られたＡＦ評価値が露出の状態に応じて変動することによる合焦の誤判定を防止する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２６５６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、コントラスト方式のＡＦ評価値が像信号の出力により影響を受け、ＡＦ評価値の連続性も考慮する必要がある。このため、特許文献１では、ＡＦ制御時の露出値を固定にすることに着目している。
【０００５】
一方、位相差方式によるＡＦ制御は、像信号のズレ量に基づくＡＦ評価値であり、正しいＡＦ評価値を得るには、ＡＥ制御を適宜行うことが好ましい。そのため、位相差方式とコントラスト方式とを併用してＡＦ制御を行う場合や、撮像面位相差方式で複数の測距領域を切換えて位相差検出を行う場合には、各方式に応じて露出値を制御する必要がある。
【０００６】
そこで本発明は、位相差方式で焦点調節を行う際に、状況に応じて露出値の固定または可変を適切に制御する焦点調節装置および焦点調節方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての焦点調節装置は、同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する撮像素子と、焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御手段とを有する焦点調節装置であって、前記検出手段は、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の前記位相差を検出し、前記露出制御手段は、前記検出手段により前記複数の焦点検出領域における前記位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御する。
【０００８】
本発明の他の側面としての焦点調節装置は、撮像光学系の異なる瞳領域を通過する光束により形成される像を光電変換して一対の像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子で生成された前記一対の像信号の位相差を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御手段と、前記検出手段による動作に応じて前記露出制御手段により前記露出値を固定にするか可変にするかを判定する判定手段とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としての焦点調節方法は、同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する撮像素子を有する焦点調節装置の制御方法であって、焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御ステップと、前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御ステップとを有し、前記検出ステップにおいて、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の前記位相差を検出し、前記露出制御ステップにおいて、前記検出ステップにより前記複数の焦点検出領域における前記位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御する。
【００１０】
本発明の他の側面としての焦点調節方法は、同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する撮像素子を有する焦点調節装置の制御方法であって、焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御ステップと、前記撮像素子からの出力に基づいて露出値を制御する露出制御ステップとを有し、前記検出ステップにおいて、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の前記位相差を検出し、前記露出制御ステップにおいて、前記検出ステップにより前記複数の焦点検出領域における前記位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御する。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明によれば、位相差方式で焦点調節を行う際に、状況に応じて露出値の固定または可変を適切に制御する焦点調節装置および焦点調節方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例における撮像装置のブロック図である。
【図２】実施例１における撮像素子の概略図である。
【図３】実施例１における撮像素子の画素部の概略図である。
【図４】実施例１において、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示す概念図である。
【図５】実施例１において、移動被写体に対して位相差方式のＡＦのみで焦点調節を行う場合のＡＦ測距枠（焦点検出枠）の説明図である。
【図６】実施例１において、位相差方式およびコントラスト方式を併用した場合の焦点調節方法の説明図である。
【図７】実施例１における撮像装置の制御方法のフローチャートである。
【図８】実施例２における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠の説明図である。
【図９】実施例３における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠の説明図である。
【図１０】実施例３における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠の説明図である。
【図１１】実施例３における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠位置の遷移説明図である。
【図１２】実施例３における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠位置の遷移よる重複領域の説明図である。
【図１３】実施例３における撮像装置の位相差検出方式による多点測距の制御方法のフローチャートである。
【図１４】実施例４における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠位置の遷移説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
まず、図１を参照して、本実施例における焦点調節装置を備えた撮像装置（デジタルカメラ）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のブロック図である。図１において、１０１は撮影レンズである。１０２はＡＦ（オートフォーカス）駆動部である。ＡＦ駆動部１０２（フォーカス制御手段）は、例えばＤＣモータやステッピングモータにより構成され、マイクロコンピュータ１２３（検出手段）の制御に基づいて撮影レンズ１０１のフォーカスレンズ位置を変化させて焦点調節（フォーカス制御）を行う。
【００１６】
１０３はズーム駆動部である。ズーム駆動部１０３は、例えばＤＣモータやステッピングモータにより構成される。ズーム駆動部１０３は、マイクロコンピュータ１２３の制御に基づいて撮影レンズ１０１の変倍レンズの位置を変化させて、撮影レンズ１０１の焦点距離を変化させる。１０４は絞りである。１０５は絞り駆動部である。絞り駆動部１０５は、絞り１０４を駆動する。絞り１０４の駆動量は、マイクロコンピュータ１２３により算出され、光学的な絞り値を変化させる。１１０はフォーカルプレーンシャッタである。１１１はシャッタ駆動回路であり、フォーカルプレーンシャッタ１１０を駆動する。シャッタの開口時間は、マイクロコンピュータ１２３により制御される。
【００１７】
１１２は撮像素子である。撮像素子１１２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどを用いて構成され、撮影レンズ１０１により結像された被写体像を光電変換して電気信号（アナログ信号）を生成（取得）する。この電気信号に基づいて被写体（被写界）の明るさを測定し（測光）、絞り駆動部１０５による絞り１０４およびシャッタ駆動回路１１１によるフォーカルプレーンシャッタ１１０の各制御値を算出する。このようにマイクロコンピュータ１２３は、撮像素子１１２で生成され出力される信号に基づいて露出値（露出の状態）を制御する露出制御手段としても機能する。
【００１８】
また、本実施例の撮像素子１１２は、焦点検出用のセンサも兼ねており、コントラスト方式（ＴＶＡＦ）と位相差検出方式の二つの焦点検出方式を実行することが可能である。マイクロコンピュータ１２３は、コントラスト方式および位相差検出方式のそれぞれの焦点検出結果に基づいてＡＦ駆動部１０２に指示を行い、撮影レンズ１０１のフォーカスレンズを駆動させる。なお、この詳細については後述する。
【００１９】
１１３はクランプ回路である。１１４はＡＧＣ回路である。クランプ回路１１３およびＡＧＣ回路１１４は、Ａ／Ｄ変換を行う前の基本的なアナログ信号処理を行い、マイクロコンピュータ１２３からの指示に基づいてクランプレベルおよびＡＧＣ基準レベルを変更する。１１５はＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器１１５は、撮像素子１１２からの電気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。
【００２０】
１１６は映像信号処理回路であり、ゲートアレイなどのロジックデバイスを備えて構成される。１１７はＥＶＦ（電子ビューファインダ）駆動回路、１１８はＥＶＦ（電子ビューファインダ）モニタである。１１９はメモリコントローラ、１２０はメモリ、１２１はコンピュータ等と接続可能な外部インターフェイスである。１２２はバッファメモリ、１２３はマイクロコンピュータである。
【００２１】
映像信号処理回路１１６は、デジタル化された像信号（デジタル信号）に、フィルター処理、色変換処理、ガンマ処理を行うとともに、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行い、画像データとしてメモリコントローラ１１９に出力する。また映像信号処理回路１１６は、撮像素子１１２からの像信号や、メモリコントローラ１１９から逆に入力される画像データを、ＥＶＦ駆動回路１１７を介してＥＶＦモニタ１１８に出力する。これらの機能の切り替えは、マイクロコンピュータ１２３の指示により行われる。更に映像信号処理回路１１６は、必要に応じて、撮像素子１１２の信号の露出情報やホワイトバランスなどの情報をマイクロコンピュータ１２３に出力する。これらの情報に基づいて、マイクロコンピュータ１２３は、ホワイトバランスやゲイン調整の指示を行う。連続撮影を行う場合、一旦、未処理画像のままバッファメモリ１２２に撮影データを格納し、メモリコントローラ１１９を介して未処理の画像データを読み出す。そして、映像信号処理回路１１６にて画像処理および圧縮処理を行い、連続撮影を行う。連続撮影可能な枚数は、バッファメモリ１２２の容量に依存する。
【００２２】
また映像信号処理回路１１６は、焦点検出に用いるための評価値を算出する。コントラスト方式では、像信号の所定部分のコントラスト算出値を評価値として、連続的にマイクロコンピュータ１２３に送る。マイクロコンピュータ１２３は、その評価値の変化や連続性に基づいて、最適な焦点調節を行う。一方、位相差検出方式では、位相差量となる像ズレ量を求める像信号の一部を抜き出し、必要な補正等を施してマイクロコンピュータ１２３に送る。なお本実施例において、像ズレ量を映像信号処理回路１１６で求めるように構成してもよい。
【００２３】
メモリコントローラ１１９は、映像信号処理回路１１６から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ１２２に格納し、処理済みのデジタル画像データをメモリ１２０に格納する。逆に、メモリコントローラ１１９は、バッファメモリ１２２またはメモリ１２０から画像データを映像信号処理回路１１６に出力することもできる。なお、メモリ１２０は取り外し可能に構成されている場合もある。またメモリコントローラ１１９は、コンピュータ等と接続可能な外部インターフェイス１２１を介して、メモリ１２０に記憶されている画像を出力する。
【００２４】
１２４は操作部材である。操作部材１２４は、マイクロコンピュータ１２３に操作部材１２４の状態を伝達する。マイクロコンピュータ１２３は、操作部材１２４の状態変化に応じて撮像装置１００の各部を制御する。１２５はスイッチ（スイッチＳＷ１）、１２６はスイッチ（スイッチＳＷ２）である。スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの操作でオン／オフするスイッチであり、それぞれのスイッチは、操作部材１２４の入力スイッチのうちの一つを構成する。スイッチＳＷ１のみがオンしている状態はレリーズボタンの半押し状態であり、この状態においてオートフォーカス動作や測光動作が行われる。スイッチＳＷ１およびＳＷ２が共にオンしている状態はレリーズボタンの全押し状態であり、この状態において撮影が行われ画像が記録される。またスイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン状態が継続している間には、連続撮影が行われる。また操作部材１２４には、ＩＳＯ設定ボタン、画像サイズ設定ボタン、画質設定ボタン、情報表示ボタンなどの不図示の各スイッチが接続されており、各スイッチの状態が検出される。
【００２５】
１２７は液晶駆動回路、１２８は外部液晶表示部材、１２９はファインダ内液晶表示部材である。液晶駆動回路１２７は、マイクロコンピュータ１２３の表示内容命令に従い、外部液晶表示部材１２８およびファインダ内液晶表示部材１２９を駆動する。また、ファインダ内液晶表示部材１２９には、ＬＥＤなどのバックライト（不図示）が設けられており、このＬＥＤも液晶駆動回路１２７により駆動される。マイクロコンピュータ１２３は、撮影前に設定されているＩＳＯ感度、画像サイズ、および、画質に応じた予測値データに基づき、メモリコントローラ１１９を介してメモリ１２０の容量を確認した上で撮影可能残数を演算する。この撮影可能残数は、必要に応じて、外部液晶表示部材１２８やファインダ内液晶表示部材１２９に表示される。
【００２６】
１３０は不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）である。不揮発性メモリ１３０により、撮像装置１００に電源が入れられていない状態でも、各種のデータを保存することができる。１３１は電源部である。電源部１３１は、撮像装置１００の各部（ＩＣや駆動系）に必要な電源を供給する。
【実施例１】
【００２７】
次に、本発明の実施例１における焦点調節方法を行うための構成について説明する。本実施例の撮像装置（焦点調節装置）は、撮像素子１１２（撮像面）において、位相差方式およびコントラスト方式のＡＦを行うことが可能である。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、他の形態であっても、位相差方式およびコントラスト方式のＡＦを行うことが可能な撮像装置であれば適用可能である。
【００２８】
図２は、本実施例における撮像素子１１２の概略図であり、図２（ａ）は撮像素子１１２の全体概略図、図２（ｂ）は撮像素子１１２の一画素の概略図をそれぞれ示す。図２（ａ）において、撮像素子１１２は、二次元状に配列された複数の画素を有する画素部２０１、画素部２０１の行を選択する垂直選択回路２０２、および、画素部２０１の列を選択する水平選択回路２０４を備えている。更に撮像素子１１２は、画素部２０１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を読み出す読み出し回路２０３、および、外部装置で決定された各回路の動作モードなどの情報を取得するシリアルインターフェイス２０５（ＳＩ／Ｆ）を有する。読み出し回路２０３は、信号（電荷）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。なお撮像素子１１２は、図２（ａ）に示される構成要素以外にも、例えば、垂直選択回路２０２、水平選択回路２０４、信号読み出し回路２０３などにタイミングを提供するタイミングジェネレータまたは制御回路を備えている。垂直選択回路２０２は、画素部２０１の複数の行の画素信号を順に選択して読み出し回路２０３に読み出す。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ごとに順に選択する。
【００２９】
図２（ｂ）において、２０６は画素部２０１における一つの画素である。一つの画素２０６は、一つのマイクロレンズ２０７を有する。また、一つの画素２０６は、撮像面における位相差方式の焦点調節（ＡＦ）を行うため、二つのフォトダイオード（ＰＤ２０８、２０９）を有する。なお一つの画素２０６は、図２（ｂ）に示される構成要素以外に、例えばフォトダイオード（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、フォトダイオードの信号をリセットするリセットスイッチなどを備える。
【００３０】
図３は、撮像素子１１２における画素部２０１の概略図である。画素部２０１は、二次元の画像を提供するため、図２（ｂ）に示されるような画素を、二次元状に複数配列して構成される。３０１、３０２、３０３、３０４は、それぞれ、一つの画素である。３０１Ｌ、３０２Ｌ、３０３Ｌ、３０４Ｌはそれぞれ、図２（ｂ）に示されるフォトダイオード（ＰＤ２０８）であり、３０１Ｒ、３０２Ｒ、３０３Ｒ、３０４Ｒはそれぞれ、図２（ｂ）に示されるフォトダイオード（ＰＤ２０９）である。
【００３１】
次に、図４を参照して、図３に示される複数の画素を有する撮像素子１１２における受光の様子について説明する。図４は、撮影レンズ１０１の射出瞳から出た光束が撮像素子１１２に入射する様子を示す概念図であり、位相差方式による焦点調節方法を模式的に説明している。４０１は撮像素子（撮像素子１１２の断面）である。４０２はマイクロレンズ（図２（ｂ）のマイクロレンズ２０７）、４０３はカラーフィルタである。４０４、４０５はフォトダイオード（ＰＤ）であり、それぞれ、図２（ｂ）のＰＤ２０８、ＰＤ２０９に相当する。４０６は撮影レンズ１０１の射出瞳である。
【００３２】
本実施例では、マイクロレンズ４０２を有する画素に対して、射出瞳４０６から出た光束の中心を光軸４０９とする。射出瞳４０６から出た光束は、光軸４０９を中心として撮像素子４０１に入射する。４０７、４０８は、撮影レンズ１０１の射出瞳４０６の一部領域である。４１０、４１１は、射出瞳４０６の一部領域４０７を通過する光束の最外周の光線である。４１２、４１３は、射出瞳４０６の一部領域４０８を通過する光束の最外周の光線である。図４に示されるように、射出瞳４０６から出る光束のうち、光軸４０９を境にして、上側の光束はＰＤ４０５に入射し、下側の光束はＰＤ４０４に入射する。すなわち、ＰＤ４０４およびＰＤ４０５はそれぞれ、撮影レンズ１０１の射出瞳４０６の別の領域の光束を受光する。
【００３３】
図２（ｂ）および図４において、一つのマイクロレンズ２０７（マイクロレンズ４０２）に対して二つのフォトダイオード（ＰＤ）が設けられているが、本実施例はこれに限定されるものではない。例えば、ある画素に対しては片側のＰＤ、隣の画素に対しては反対側のＰＤを用いるという構成でも、位相差検出が可能である。すなわち、撮像素子４０１の撮像面において、撮影レンズ１０１の射出瞳４０６の異なる領域の像が得られれば、撮像面での位相差方式によるＡＦが可能である。
【００３４】
撮像素子１１２は、撮影レンズ１０１における互いに異なる射出瞳からの光束を受光するＡライン画素およびＢライン画素を二次元状に配列して構成されている。図３を参照して説明すると、行３０５の画素３０１、３０２、３０３、３０４のうち、ＰＤ３０１Ｌ、３０２Ｌ、３０３Ｌ、３０４Ｌの画素によりＡライン画素が構成され、ＰＤ３０１Ｒ、３０２Ｒ、３０３Ｒ、３０４Ｒの画素によりＢライン画素が構成される。Ａライン画素およびＢライン画素の出力に関し、二像の間隔（像間隔）は、合焦状態、前ピン状態、および、後ピン状態のいずれであるかに応じて異なる。この像間隔が合焦状態の間隔となるように撮影レンズ１０１のフォーカスレンズを移動させることにより、焦点調節が行われる。すなわち、フォーカスレンズの移動量は、二像のズレ量（像ズレ量）に基づいて算出することができる。本実施例では、便宜上、二像（Ａライン画素の像、Ｂライン画素の像）を、隣接画素の並びを用いて説明したが、実際にはカラーフィルタが同じ画素で構成することが好ましい。
【００３５】
このように撮像素子１１２は、撮影レンズ１０１（撮像光学系）の異なる瞳領域を通過する光束により形成される像を光電変換して一対の像信号を生成する。そして、マイクロコンピュータ１２３（検出手段）は、撮像素子１１２で生成した一対の像信号の位相差（像ズレ量）に基づいて焦点状態を検出する。なお、検出した像ズレ量から撮影レンズ１０１を駆動するまでの処理は公知の方法を用いて行われるため、その処理に関する詳細な説明は省略する。
【００３６】
次に、本実施例における撮像素子１１２を用いてコントラスト方式でＡＦ処理を行う方法について説明する。撮像素子１１２には、一つのマイクロレンズに対して二つのフォトダイオード（ＰＤ）が設けられている。すなわち撮像素子１１２は、同一マイクロレンズに対応する第１の画素と第２の画素を備えた単位セルを複数有する。このため、二つのＰＤのうちいずれか一方の信号を継続的に読み出し、そのコントラスト値に基づいた評価値を算出する。そして、その評価値のピークが得られるように撮影レンズ１０１のフォーカスレンズを移動させて、焦点調節を行う。本実施例のコントラスト方式によるＡＦ処理では二つのＰＤの一方の出力値のみを用いるが、撮影画像と同様に二つのＰＤの出力を合成して得られた画像からの評価値を用いてもよい。
【００３７】
次に、図５を参照して、本実施例の焦点調節方法を実行するマイクロコンピュータ１２３の制御について説明する。前述のように、マイクロコンピュータ１２３は、検出手段（焦点検出手段）および露出制御手段として機能する。更にマイクロコンピュータ１２３は、検出手段の動作に応じて露出制御手段により露出値を固定にするか可変にするかを判定する判定手段としても機能する。図５は、移動被写体に対して位相差方式のＡＦのみで焦点調節を行う場合におけるＡＦ測距枠（焦点検出枠）の説明図である。
【００３８】
図５において、５０１は、撮像素子１１２のカバーする視野、すなわち撮影範囲である。５０２は、位相差方式のＡＦ測距枠である。５０３は被写体（移動する自動車）である。図３に示されるように、本実施例の撮像素子１１２は、その全面が同じ構造を有する複数の画素からなる。このため、撮影範囲５０１の全体で位相差方式によるＡＦが可能である。従って、自由に被写体を捉えるＡＦ測距枠５０２を設定できる。本実施例では、１つのＡＦ測距枠５０２が設定され、かつＡＦ測距枠５０２が移動可能な場合について説明する。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、被写体５０３が右から左に移動するのに応じて、ＡＦ測距枠５０２（焦点検出領域）の位置も変更（移動）する。このとき、位相差方式のＡＦの検出精度を高めるため、位相差方式のＡＦを実施する際の撮像動作に対するＡＥ制御（自動露出制御）は、ＡＦ測距枠５０２の位置の変更に応じて適宜行われることが好ましい。また図５（ｄ）では、ＡＦ測距枠５０２は固定された状態で、移動する被写体５０３がＡＦ測距枠５０２に入ってくる場合を示している。このような場合も同様に、位相差方式のＡＦを実施する際の撮像動作に対するＡＥ制御は適宜行われることが好ましい。
【００４０】
なお本実施例は、先に位相差方式のＡＦのみで焦点調節を行うことを前提としているが、これに限定されるものではない。最初に被写体をＡＦ測距枠で捉えたときの撮像状況に応じて、位相差方式のＡＦのみで焦点調節を行うか、または、位相差方式とコントラスト方式との併用で焦点調節を行うかを判定してもよい。図５に示されるようにコントラストが比較的高い場合や、移動する被写体に対しては、位相差方式のＡＦで焦点調節を行う方が好ましい。
【００４１】
続いて、図６を参照して、位相差方式およびコントラスト方式を併用した場合の焦点調節方法について説明する。図６は、ＡＥ制御の固定、非固定（適宜）制御と、位相差方式およびコントラスト方式の二つのＡＦ制御との連携動作の説明図である。特に、最初に被写体をＡＦ測距枠で捉えた時の撮像状況に基づき、位相差方式のＡＦのみでの焦点調節を行うには厳しい場合（低コントラストの場合）に相当する。図６において、横軸は時間であり、左から右に進んでいる場合を示している。焦点調節の前半については位相差方式のＡＦ主体で合焦近傍まで制御を行い、後半についてはコントラスト方式（ＴＶＡＦ）のＡＦ主体で合焦制御を行っている。
【００４２】
図６中の（１）は、ＡＦ制御の際の撮像動作に対するＡＥ制御の状態を示している。ＡＥ制御は、焦点調節の開始時から時間Ａまでと時間Ｂ以降で固定される。これは、それぞれの区間で、併用されるコントラスト方式による評価値の連続性を確保（保証）する必要があるためである。一方、時間Ａから時間Ｂまでの期間は、ＡＥ制御を非固定としている。これは、時間Ｂ以降において合焦位置までの主体的な制御を担うコントラスト方式のためのＡＥ制御値に更新するためである。
【００４３】
図６中の（２）は、二つの方式のＡＦ制御方法のいずれを主体として行うかを示している。前述のように、ＡＦ制御の前半については位相差方式のＡＦ主体で合焦近傍まで制御を行い、後半についてはコントラスト方式のＡＦ主体で合焦まで制御を行う。図６中の（３）、（４）は、位相差方式のＡＦにおける撮像信号（電荷）の蓄積と読み出し、および、位相作法式のＡＦにおける撮像信号の演算とその結果の通知動作の期間をそれぞれ模式的に示している。上位の期間がそれぞれの動作期間に相当し、これらの期間は交互に現れる。本実施例では、時間Ａにおいて、合焦近傍であると判定されたものとする。
【００４４】
図６中の（５）、（６）は、コントラスト方式のＡＦによる評価値の取得タイミングを示している。コントラスト方式のＡＦによる評価値については、ビューファインダであるＥＶＦモニタ１１８へのファインダ画像の供給タイミングと同期して読み出しと演算（評価）が行われる。このため、位相差方式に比べて、図６中の（７）に示されるように、より滑らかな評価履歴が得られる。従って、位相差方式主体の段階でも、コントラスト方式の評価値のピークを検出することにより、より高精度の合焦近傍判定が可能となる。合焦近傍と判定された段階（時間Ａ）で、合焦位置まで制御を行うコントラスト方式のためのＡＥ制御値に更新し、時間Ｂ以降、合焦までＡＥ制御値は固定される。
【００４５】
次に、図７を参照して、本実施例における撮像装置１００の制御方法（焦点調節方法）について説明する。図７は、撮像装置１００の制御方法のフローチャートである。図７は、位相差方式の単独処理、または、位相差方式とコントラスト方式（ＴＶＡＦ）との併用処理であるかに応じて、焦点調節（ＡＦ制御）の際のＡＥ（露出値）の固定／非固定（可変）を判定する場合を示している。図７の各ステップは、マイクロコンピュータ１２３の指令に基づいて実行される。
【００４６】
まず、ステップＳ７０１においてＡＦ処理が開始されると、ステップＳ７０２において、今回のＡＦ動作が位相差方式の単独処理であるか否か、すなわち位相差方式の単独処理とするための合焦条件を満たすか否かを判定する。位相差方式の単独処理は、位相差方式のみで合焦領域まで制御可能であると判定された場合に行われる。位相差方式とは、一般的に、瞳分割で得られた像の相対的なズレ量（像ズレ量）を求めてピントのずれ具合を推し量る方式であり、本実施例の撮像面を用いる場合に限定されるものではない。このため、像ズレ量が正確に検出できない場合には正確なＡＦ制御を行うことができない。像ズレ量の求める際には、二つの像を相対的にずらしながら最大値または最小値で形成される領域の面積変化量を求める必要がある。このため、二つの像の形状が略一致していない場合には正しい結果が得られない。この二つの像の形状の一致度合い、すなわち二つの像の一致度が高いか低いかが、位相差方式の単独処理で制御可能か否かの判定基準の一つとなる。
【００４７】
二つの像の一致度が劣化する要因は様々あり、例えば、光学的なゴーストの発生や撮像素子の隣接画素での飽和によるクロストークの影響などがある。更に、検出領域が撮像光学系の光軸から離れている場合、すなわち像高が高い場合、光学的にケラレが発生し、二つの像で非対称な影響を受けるため、一致度が劣化する。また、制御中の絞りが絞られている状態、すなわち小絞り状態でも、二つの像の相対的なズレ量からピントのずれ具合を推し量るための係数が大きくなり過ぎ、結果として精度が劣化して位相差方式のみで合焦領域までの制御は困難となる。
【００４８】
ステップＳ７０２において、位相差方式の単独処理の条件を満たしていると判定した場合、ステップＳ７０３にて位相差方式での測距処理を行う。そしてステップＳ７０４において、ステップＳ７０３での測距処理結果が合焦範囲であるか否かを判定する。この結果が合焦範囲でない場合、ステップＳ７０５に進み、主被写体となる測距領域（焦点検出領域）に変更があったかを判定する。主被写体となる測距領域に変更があった場合、ステップＳ７０６に進み、位相差方式でのＡＦ測距枠の位置（焦点検出領域）を変更する。そしてステップＳ７０７において、位相差方式での位相差検出精度を高めるため、再度、像信号のＡＥを実施して新たな（適切な）露出値を求める。その後、ステップＳ７０３に戻り、ステップＳ７０３の処理をステップＳ７０４にて測距処理結果が合焦範囲内であると判定されるまで繰り返す。このように判定手段は、焦点状態が非合焦状態であり、かつ焦点検出領域が変更されたと判定した場合、露出制御手段は露出値を可変にする。
【００４９】
一方、ステップＳ７０５において、ＡＦ測距枠（焦点検出領域）に変更が無いと判定された場合、ステップＳ７０８に進み、主被写体が測距視野外から入ってきたか否かを判定する。主被写体が測距視野外から入ってきたと判定された場合、ステップＳ７０７に進み、位相差方式での検出精度を高めるために、再度、像信号のＡＥを実施する。すなわち判定手段は、焦点状態が非合焦状態であり、かつ焦点検出領域に被写体が入り込んだと判定した場合、露出制御手段は露出値（ＡＥ制御値）を可変にする。一方、ステップＳ７０８において主被写体が入ってきたと判定されない場合、露出値を維持（固定）してステップＳ７０３の処理に移行する。
【００５０】
ステップＳ７０２において、位相差方式の単独処理の条件を満たしていないと判定した場合、位相差方式の単独処理でなく、位相差方式とコントラスト方式（ＴＶＡＦ）との併用でＡＦ制御を行う。すなわち検出手段は、像信号の位相差に基づいて焦点状態を検出してから像信号のコントラストに基づいて焦点状態を検出する。
【００５１】
この場合、ステップＳ７０９に進み、露出制御手段は露出値を固定する。これは、位相差方式単独で合焦範囲まで制御できない判定した場合、合焦近傍までの位相差方式による制御の裏でコントラスト方式での評価値を算出し、その履歴も求める必要があるためである。前述のように、撮像面でのコントラスト方式では、ＡＦ評価値が撮像信号の出力に大きく影響を受け、更に履歴においては連続性についても考慮する必要がある。このため、ＡＥ制御値を固定する必要がある。この履歴を用いて、位相差方式での制御結果が正しい合焦近傍領域であるか否かを、後のステップＳ７１６にて判定する。
【００５２】
続いてステップＳ７１０において、位相差方式による測距処理を行う。なお本実施例では、前述のように二つの焦点検出方式を併用する場合、合焦近傍まではフォーカスレンズの駆動制御時間までが短い位相差方式で追い込むが、合焦近傍後の合焦判定まではより精度の良いコントラスト方式を用いる。
【００５３】
ステップＳ７０５と同様に、ステップＳ７１１において、主被写体となる焦点検出領域が変更されたか否かを判定する。焦点検出領域が変更された場合、ステップＳ７１２に進み、位相差方式でのＡＦ測距枠の位置（焦点検出領域）を変更する。そしてステップＳ７１３において、位相差方式での検出精度を高めるため、再度、撮像信号のＡＥ処理を実施する。すなわち判定手段は、位相差に基づいて焦点状態を検出する際に焦点検出領域が変更されたと判定した場合、露出制御手段は露出値を可変にする。このとき、露出値を一旦固定しコントラスト方式でのＡＦに備えつつ、再度ＡＥ処理を実施したことによりコントラスト方式でのＡＦ評価値の連続性が断たれる。このため、ＴＶＡＦ評価値を一旦破棄する。そして、ステップＳ７１０へ戻り、位相差方式での焦点検出処理を行う。
【００５４】
一方、ステップＳ７１１において、測距領域に変更が無いと判定された場合、ステップＳ７１４に進み、主被写体が測距視野外からＡＦ測距枠（焦点検出領域）に入ってきたか否かを判定する。ステップＳ７１４にて主被写体が測距視野外から入ってきたと判定された場合、ステップＳ７１３において、位相差方式による検出精度を高めるため、再度、撮像信号のＡＥ処理を実施する。このように判定手段は、位相差に基づいて焦点状態を検出する際に焦点検出領域に被写体が入り込んだと判定した場合、露出制御手段は露出値を可変にする（変更する）。そして、変更後の露出値を固定し、また、コントラスト方式でのＴＶＡＦ評価値を一旦破棄する。
【００５５】
一方、ステップＳ７１４において、主被写体が測距視野外から入ってきたと判定されない場合、主被写体を捉えているとして、ステップＳ７１５にて前述した位相差方式による制御の裏で蓄えたコントラスト方式での評価値の履歴を参照する。そしてステップＳ７１６において、合焦近傍であるか否かを判定する。ステップＳ７１６にて合焦近傍であると判定されない場合、再びステップＳ７１０へ戻り、位相差方式での測距処理を行う。
【００５６】
一方、ステップＳ７１６で合焦近傍であると判定された場合、ステップＳ７１７に進み、合焦状態になるまでの最終制御を行うため、最後のＡＥ処理を行い（再ＡＥ）、そのＡＥ制御値（露出値）を固定する。続いてステップＳ７１８において、コントラスト方式での評価値（ＴＶＡＦ評価値）の履歴を破棄する。そしてステップＳ７１９において、コントラスト方式を用いて合焦判定が得られるまでの制御を行う。すなわち判定手段は、位相差に基づいて検出された焦点状態が合焦近傍状態であると判定した場合、露出制御手段は露出値を可変にしてから変更後の露出値に固定する。そして検出手段は、変更後の露出値に固定された状態で、像信号のコントラストに基づいて焦点状態を検出する。
【００５７】
本実施例によれば、位相差方式で焦点調節を行う際に、焦点検出領域の移動、焦点検出領域への被写体の侵入、または、位相差方式からコントラスト方式への切り替えなど、検出手段の動作（制御状況）に応じて、露出値の固定または可変を適切に制御できる。なお、焦点検出手段の動作としては、本実施例に具体的に説明したものに限定されるものではない。
【実施例２】
【００５８】
次に、図８を参照して、本発明の実施例２における撮像装置について説明する。図８は、位相差検出方式による多点測距枠の説明図である。
【００５９】
図８において、８００は、図５の撮影範囲５０１と同様に、撮像素子１１２のカバーする視野、すなわち撮影範囲である。図５では自由に被写体を捉えるＡＦ測距枠５０２が設定可能であるが、ＡＦ測距枠は一つに限定されるものではない。本実施例では、図８に示されるように、撮影範囲８０１（中央部）、８０２（左上部）、８０３（右上部）。８０４（左下部）、および、８０５（右下部）の五つの撮影範囲（複数の焦点検出領域）を設定する場合について説明する。
【００６０】
撮影範囲８０１〜８０５は、互いに同じ大きさの多点測距枠（複数の焦点検出領域）である。これらを同列に扱うため、各焦点検出領域を順次切り換えて電荷蓄積および読み出しを行い、演算して結果を比較する間、撮像動作に対するＡＥ制御を固定にする必要がある。これは、コントラスト方式と位相差方式のＡＦ動作にかかる時間的差異が存在するためである。
【００６１】
前述のように、フォーカスレンズの駆動制御まで考えると、位相差方式のＡＦ動作時間の方が短い。しかし、特に演算（評価）に用いる撮像素子の画素信号の読み出しから演算（評価）の結果までに限定すると、必ずしもそのようにならない。コントラスト方式のＡＦでは、ビューファインダとなるＥＶＦモニタ１１８へのファインダ画像の供給タイミングと同期して、画素信号の読み出しから演算（評価）までが可能となる。一方、位相差方式に関しては、使用画素数の差もあり、同じ期間内で複数領域の撮像信号全てを読み出すことは、ハードウェアの制約上困難になる場合が多い。例えば、図２（ｂ）に示されるように二つのＰＤ２０８、２０９を有する画素構成の場合、少なくとも扱う信号が倍になるためである。
【００６２】
前述のように、一般的に位相差方式は、瞳分割で得られた二つの像の相対的なズレ量を求めてピントのずれ具合を推し量る方式である。このため、二つの像のズレ量が正確に検出できない場合、正確なＡＦ制御を行うことはできない。そこで、二つの像のズレ量を求めるには、二つの像の信号を別々に得る必要があり、仮にコントラスト方式と同じ画素領域としても、略倍の時間を要することになる。実際の信号を別々に得るための画素の読み出し方法は、それぞれの撮像素子の作り方次第により異なるが、この点は変わらない。
【００６３】
例えば、図２（ｂ）に示されるＰＤ２０８とＰＤ２０９のそれぞれの像信号をＡ像及びＢ像とすると、Ａ像およびＢ像を別々に読み出すことや、（Ａ＋Ｂ）とＡまたはＢの一方を単独に読み出してから（Ａ＋Ｂ）−Ａ＝Ｂまたは（Ａ＋Ｂ）−Ｂ＝Ａとする方法もある。後者は、（Ａ＋Ｂ）という本来の撮像結果を正確に得ることになり、通常の撮像信号を読み出す方法としては素直な形となる。しかし、二度読みする必要が無くなるわけではない。従って、たとえ位相差方式単独であっても、複数のＡＦ測距枠を設定した動作状態では、少なくとも設定した複数領域におけるＡＦ動作に必要な撮像信号全ての読み出しが完了するまでは、ＡＥ制御を固定にする必要がある。
【００６４】
このように本実施例では、焦点検出手段は複数の焦点検出領域において、位相差に基づいて焦点状態を検出する。そして判定手段は、複数の焦点検出領域における焦点状態の検出が完了していないと判定した場合、露出制御手段は露出値を固定する。本実施例によれば、複数の焦点検出領域において位相差方式で焦点調節を行う際に、全ての焦点検出領域における焦点状態の検出が完了してか否かに応じて、露出値の固定または可変を切り替えることができる。
【実施例３】
【００６５】
続いて、図９を参照して、本発明の実施例３における撮像装置について説明する。図９は、本実施例における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠の説明図であり、より多くの位相差検出方式による測距枠（多点測距枠）を設けた場合を示している。図９（ａ）において、９００は、図５の撮影範囲５０１と同様に、撮像素子１１２のカバーする視野、すなわち撮影範囲である。本実施例では、図９（ａ）に示されるように、最外周領域を除いたほぼ全ての撮影範囲を縦７列×横５行で構成される３５分割領域に細分している。そして、その四隅の４領域（撮影範囲９０１〜９０４）を除いた３１領域を位相差検出方式による測距枠としている。なお、それぞれの領域は、元々、コントラスト方式に対して設定されている測距枠でもある。図９（ｂ）の９０５は、縦２列×横３行の大きさ（以下２×３と表記）の枠を示している。これは、本実施例において、位相差検出方式による測距を可能とする映像信号を一度に読み出して処理できる範囲である。すなわち、この大きさの領域（焦点検出領域）を順次切り換えて、全３１領域の読み出しが完了する間、撮像動作に対するＡＥ制御を固定にする必要がある。
【００６６】
図１０は、本実施例における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠の説明図であり、３１分割の全領域に対して２×３の枠９０５を順次切り換えて読み出しを行う枠領域の設定を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）において、枠９０５と同等の枠１００１〜１００８を示している。２×３領域の重複具合が分かりやすいように、図１０（ａ）〜（ｃ）に分けて示しているが、枠の設定順は１００１から１００８の順番である。すなわち、合計８回の電荷蓄積および読み出し動作をする間、撮像動作に対するＡＥ制御を固定にしている。
【００６７】
図１１は、本実施例における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠位置の遷移説明図であり、２×３の枠を合計８回切り換える遷移状態を示している。図１１中の枠１１０１（斜線部）は、図９（ｂ）の２×３の枠９０５と同等であり、図１１（ａ）〜（ｈ）に示されるように、８回にわたり順次、枠の位置が切り換えられる。ただし、これは一例であり、多々の組合せが考えられる。
【００６８】
図１２は、本実施例における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠位置の遷移よる重複領域の説明図であり、図１１で８回切り換えられた２×３の枠が３１分割領域内のどの領域を重複して読み出しているかを示している。図１２（ａ）中の枠１２０１（斜線部）は、図１１（ａ）中の枠１１０１と同等である。図１２（ａ）〜（ｈ）において、図１１（ａ）〜（ｈ）の履歴に関して、重複回数まで分かるように示されている。図１２（ｂ）〜（ｈ）において、「（２）」は「合計２回読み出された」、「（３）」は「合計３回読み出された」ことを意味する。結果的に、１つの領域は４回読み出している。
【００６９】
次に、本実施例において、３１分割領域に対する電荷蓄積、読み出し、および、位相差方式による評価値算出に基づく多点測距処理ついて説明する。図１３は、本実施例における撮像装置の位相差検出方式による多点測距の制御方法のフローチャートであり、３１分割領域の全てに対する位相差方式での多点測距処理（ステップＳ１３０１）を示している。ユーザにより焦点検出を指示する操作が行われると（例えばスイッチＳＷ１が押下されると）、本処理が実行される。ここでは多点測距を実施するため、合計８回の撮像（電荷蓄積）をＡＥ制御固定で行い、２×３の枠ごとにまとめて読み出す。図１３の各ステップは、主に、マイクロコンピュータ１２３（検出手段）または映像信号処理回路１１６により実行される。
【００７０】
まず、ステップＳ１３０２において、マイクロコンピュータ１２３は、撮像素子１１２からの出力に基づいて設定された露出値でＡＥを固定する。すなわち、マイクロコンピュータ１２３は、焦点検出のための電荷蓄積の前に得られた撮像素子１１２の信号に基づいて露出値を設定し、焦点検出を行っている間は当該露出値にＡＥを固定する。
【００７１】
続いてステップＳ１３０３において、制御変数Ｎを初期化する（Ｎ＝１）。制御変数Ｎは、８回の撮像（電荷蓄積）を制御する変数であり、回数を表すとともに、図１０（ａ）〜（ｃ）中の２×３の枠１００１〜１００８が読み出し対象領域であることも示している。
【００７２】
次に、ステップＳ１３０４において、固定されたＡＥで撮像（電荷蓄積）を行う。このとき、本実施例では、Ｎ番目の枠内のＡライン画素の信号と、撮像画面全体におけるＡライン画素の信号＋Ｂライン画素の信号を読み出す。撮像画面全体におけるＡライン画素の信号＋Ｂライン画素の信号により、通常の撮像信号を得ることができる。また、Ｎ番目の枠に対応する両者の差分をとることにより、Ｎ番目の枠内のＢライン画素の信号を得ることができる。
【００７３】
続いてステップＳ１３０５において、制御変数Ｎに従ってＮ番目の２×３の枠領域を読み出す。そしてステップＳ１３０６において、Ｎ番目の枠に含まれる６領域分の位相差量となる像ズレ量（評価値）を算出する。像ズレ量（評価値）は、図１中の映像信号処理回路１１６により算出される。すなわち、蓄積信号の読み出し動作に引き続いてステップＳ１３０６の処理が行われる。従って、３１分割全領域に対する焦点検出／調節に用いるための評価値は、読み出し動作が終わった領域ごとに算出される。また、図１２（ａ）〜（ｈ）を参照して説明した読み出し動作での重複領域についても、重複して評価値を求めている。これらの評価値は、図１のマイクロコンピュータ１２３（検出手段）に順次送られ、総合的に判断され、焦点検出動作が行われる。
【００７４】
次に、ステップＳ１３０７において、制御変数Ｎの値を判定する。Ｎ＝８でない場合（制御変数Ｎが８未満の場合）、ステップＳ１３０８に移行し、制御変数ＮをＮ＋１に設定し、ステップＳ１３０４に戻る。すなわち、撮像（電荷蓄積）、読み出し、評価値算出がＮ＝８まで合計８回行われることになる。
【００７５】
一方、ステップＳ１３０７において制御変数Ｎが８である場合、所定回数の撮像（電荷蓄積）、読み出し、評価値算出が終了したと判定する。そしてステップＳ１３０９に移行し、ステップＳ１３０２にて行われたＡＥの固定を解除する。続いてステップＳ１３１０において、今まで得られた各領域での評価値が図１のマイクロコンピュータ１２３（検出手段）により総合的に判断され、主となる測距領域（焦点検出領域）が決定される。この点は、従来の非撮像面における多点の位相差ＡＦと同様であり、近点優先が主たる判断基準となる。そして、ステップＳ１３１１において、決定された測距領域での評価結果である像ズレ量に基づいて焦点調節制御が行われ、ステップＳ１３１２において本実施例の多点測距処理は終了する。
【００７６】
このように本実施例において、マイクロコンピュータ１２３（検出手段）は、焦点検出領域に対応する第１の画素群の像信号と第２の画素群の像信号の位相差を検出する。またマイクロコンピュータ１２３は、複数の焦点検出領域を順次切り替えて生成された像信号の位相差を検出する。そしてマイクロコンピュータ１２３（露出制御手段）は、検出手段により複数の焦点検出領域における位相差の検出が完了するまで、露出値を固定にするよう制御する。好ましくは、検出手段は、複数の焦点検出領域において位相差を順次検出する。また好ましくは、複数の焦点検出領域は、互いに一部が重畳する領域を含む。
【００７７】
本実施例の撮像装置では、多点測距処理を含む複数の焦点検出モードを備えてもよい。例えば、多点測距を行って適切な測距領域を判定してフォーカス制御を行うモードや、ユーザにより操作部材やタッチパネル等を介して選択された測距点でフォーカス制御を行うモードなどである。この場合、多点測距を行うモードがユーザにより選択された場合に、本実施例の図１３の多点測距処理が行われる。
【実施例４】
【００７８】
次に、図１４を参照して、本発明の実施例４における撮像装置について説明する。前述の実施例では、基本となる撮像素子１１２のカバーする視野、すなわち撮影範囲での多点測距処理について説明している。ところで、２×３の枠領域の設定は、その状況に応じて最適に設定されることが好ましい。
【００７９】
図１４は、本実施例における撮像装置の位相差検出方式による多点測距枠位置の遷移説明図である。図１４（ａ）〜（ｄ）は、ワイドアスペクトの撮影が設定された場合の例を示している。図１４中の１４００は、縦７列×横３行という横長（ワイド）の設定を有する撮影範囲であり、映画などで採用される撮影範囲の例である。図１４（ａ）中の１４０１は、２×３の枠（枠領域）を示している。この場合、合計４回の撮像（電荷蓄積）で全撮影範囲１４００をカバーすることができ、この４回においてＡＥが固定される。なお本実施例において、中央の縦１列のみを重複させている。
【００８０】
図１４（ｅ）〜（ｈ）は、実施例３と同様の撮像素子１１２を用いた撮影範囲１４０２について示しており、特に焦点状態が大ボケ時の２×３の枠領域の設定例である。大ボケ時であるため、何らかの被写体を早く捉える必要がある。このため、基本の３１領域から更に中心部分の縦５列×横３行の１５領域（領域１４０３）を重点的に対象としている。更に、３回の撮像（電荷蓄積）で全対象領域（領域１４０３）をカバーできるが、図１４（ｆ）、（ｈ）で中央部分の縦１列×横３行だけを特に対象とし、ここが２回に１回の割合で検出対象となるようにしている。大ボケ時であるため、より中央領域での検出に配慮している。本実施例の構成でも、合計４回の撮像（電荷蓄積）でＡＥが固定されることになる。
【００８１】
上記各実施例によれば、位相差方式で焦点調節を行う際に、状況に応じて露出値の固定または可変を切り替える焦点調節装置および焦点調節方法を提供することができる。
【００８２】
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】
【００８３】
１０１  撮影レンズ
１１２  撮像素子
１２３  マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
2013218297.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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