(57)【要約】【課題】ライブビュー表示の露出に悪影響を与えることなく、複数の焦点検出領域それぞれにおける露出を適正化する。【解決手段】焦点検出用と表示用の複数の画素を有し、被写体像を光電変換して像信号を出力する光電変換手段と、複数の焦点検出領域の高周波成分を検出して得られた鮮鋭度に基づいて各焦点検出領域の焦点を検出する焦点検出手段と、表示用の画素からの像信号を表示するライブビュー表示手段と、表示用の画素の露出を制御する表示用露出制御手段と、複数の焦点検出領域に含まれる焦点検出用の画素の露出を各々制御する焦点検出用露出制御手段とを有し、表示用露出制御手段と焦点検出用露出制御手段が、各々の対象の画素の露出を制御（Ｓ４０１〜Ｓ４０３）する。【選択図】図４
2009049858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点検出用と表示用の複数の画素を有し、被写体像を光電変換して像信号を出力する光電変換手段と、
複数の焦点検出領域それぞれに含まれる前記焦点検出用の画素の像信号を抽出し、各焦点検出領域の高周波成分を検出して得られた鮮鋭度に基づいて、各焦点検出領域の焦点を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段の出力に基づいてレンズの焦点位置を制御するレンズ制御手段と、
前記表示用の画素からの像信号を表示するライブビュー表示手段と、
前記表示用の画素の露出を制御する表示用露出制御手段と、
前記複数の焦点検出領域に含まれる焦点検出用の画素の露出を各々制御する焦点検出用露出制御手段とを有し、
前記表示用露出制御手段と前記焦点検出用露出制御手段は、各々の対象の画素の露出を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記表示用露出制御手段と前記焦点検出用露出制御手段は、画素単位あるいは画素列単位で露出を制御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】
前記表示用露出制御手段と前記焦点検出用露出制御手段は、前記各々の対象の画素の感度を制御することにより、各々の対象の画素の露出を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記表示用露出制御手段と前記焦点検出用露出制御手段は、あらかじめ画素列毎に感度設定された中から画素列を選択し、選択した画素列単位で露出を制御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５】
前記表示用露出制御手段と前記焦点検出用露出制御手段は、前記各々の対象の画素の蓄積時間を制御することにより、各々の対象の画素の露出を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数の焦点検出領域それぞれに対して独立して一定以上の輝度を検出する高輝度検出手段を有し、
前記焦点検出用露出制御手段は、前記高輝度検出手段にて高輝度が検出された焦点検出領域の画素感度を、低く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７】
前記複数の焦点検出領域それぞれに対して独立して一定以上の輝度を検出する高輝度検出手段を有し、
前記焦点検出用露出制御手段は、前記高輝度検出手段にて高輝度が検出された場合、画素感度の低い画素列の焦点検出領域に選択し直すことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記複数の焦点検出領域それぞれに対して独立して一定以上の輝度を検出する高輝度検出手段を有し、
前記焦点検出用露出制御手段は、前記高輝度検出手段にて高輝度が検出された焦点検出領域の蓄積時間を、短くすることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の焦点検出領域それぞれに含まれる焦点検出用の画素の像信号を抽出し、各焦点検出領域の高周波成分を検出して得られた鮮鋭度に基づいて、各焦点検出領域の焦点を検出する焦点検出手段を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＸＹアドレス式の撮像素子として、非特許文献１に発表されているＣＭＯＳ撮像素子が知られている。
【０００３】
図１０は、従来の撮像素子の画素部の構成を示す図である。図１０において、フォトダイオード１００１をリセットするため、第１の転送部１００２、第２の転送部１００３、リセット部１００４を全てオンする。そして、第１の転送部１００２をオフする。これにより、撮像素子の蓄積が開始され、フォトダイオード１００１にて被写体像の光線に応じた電荷が生成蓄積される。そして、所定の蓄積時間が経過した時点で、第２の転送部１００３をオフして第１の転送部１００２をオンする。これにより、フォトダイオード１００１にて蓄積されている電荷が蓄積部１００５へ転送される。転送終了の後、第１の転送部１００２をオフする。第１の転送部１００２のオンオフ動作を全画面同時に行うことにより、撮像素子の露光状態は終了する。その後、蓄積部１００５に蓄積されている電荷が順次読み出される。詳しくは、リセット部１００４をオフし、第２の転送部１００３をオンする。これにより、蓄積部１００５の電荷が増幅部１００６に転送され、増幅されて外部へと読み出される。
【０００４】
また、従来、動画撮影時に被写体の明るさが急激に変化しても、適正なＡＦ（オートフォーカス）制御を常時行うことを可能にする撮像装置の自動焦点調節装置が提案（特許文献１）されている。この提案によれば、感度の異なる主画素および副画素を有し、これらから得られた輝度レベルの異なる主画素フレーム及び副画素フレームを出力する。次に、得られた主画素フレームにおける焦点検出領域内の画像データの飽和状況を判定する。判定の結果、飽和していなければ主画素フレームにおける焦点検出領域内の画像データを用いて、飽和していれば副画素フレームにおける画像データを用いて、高周波成分を抽出する。次に、レンズの焦点を移動させながら、抽出した高周波成分の出力が最も高くなる焦点位置を求める、いわゆるコントラスト検出方式の焦点検出を行う。
【０００５】
上記のような構成にすることにより、焦点検出領域内の画像データにおける輝度のダイナミックレンジが事実上広くなり、いわゆる白とびや黒つぶれを起こす可能性を下げることができる。よって、被写体のエッジがつぶれる可能性が下がるため、焦点検出をより適正に行えるようになる。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ  ＶＯＬ４１、Ｐ４５２〜４５３、１９９４
【特許文献１】特開２００５−３９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、焦点検出に用いる画像データとして感度の異なる２種の画素出力からしか選べない。そのため、複数の焦点検出領域を有する撮像装置において、ＡＦ制御のために個々の焦点検出領域における輝度（露出）を適正化することができなかった。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の目的は、ライブビュー表示の露出に悪影響を与えることなく、複数の焦点検出領域それぞれにおける露出を適正化することのできる撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、焦点検出用と表示用の複数の画素を有し、被写体像を光電変換して像信号を出力する光電変換手段と、複数の焦点検出領域それぞれに含まれる前記焦点検出用の画素の像信号を抽出し、各焦点検出領域の高周波成分を検出して得られた鮮鋭度に基づいて、各焦点検出領域の焦点を検出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力に基づいてレンズの焦点位置を制御するレンズ制御手段と、前記表示用の画素からの像信号を表示するライブビュー表示手段と、前記表示用の画素の露出を制御する表示用露出制御手段と、前記複数の焦点検出領域に含まれる焦点検出用の画素の露出を各々制御する焦点検出用露出制御手段とを有し、前記表示用露出制御手段と前記焦点検出用露出制御手段が、各々の対象の画素の露出を制御する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ライブビュー表示の露出に悪影響を与えることなく、複数の焦点検出領域それぞれにおける露出を適正化することができる撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に示す通りである。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１に係る撮像装置の全体構成の一例を示す図である。図１において、１００は撮像装置であり、該撮像装置１００は、被写体を結像するレンズ１０１、レンズ１０１の焦点位置を制御するレンズ制御部１０２、入射光量を調節する絞り１０３を有する。さらに、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）から成り、画素（あるいは画素列）単位で感度を変更可能な撮像素子１０４を有する。該撮像素子１０４は、後述するように、表示に用いられる画素と焦点検出に用いられる画素により構成される。撮像装置１００は、さらに、撮像素子１０４の画素のうち、表示に用いられる画素の感度を制御する表示用感度制御部１０５を有する。さらに、撮像素子１０４から出力される像信号にガンマ補正、ホワイトバランス調整、リサンプリング、所定の画像圧縮符号化を行う画像処理部１０６を有する。
【００１２】
撮像装置１００は、さらに、画像処理部１０６により表示用画素に対してガンマ補正、ホワイトバランス調整、リサンプリングが行われた画像を表示する表示部１０７を有する。さらに、画像処理部１０６により撮像素子１０４のほぼ全画素の像信号に対してガンマ補正、ホワイトバランス調整、リサンプリング、所定の画像圧縮符号化が行われた画像データを記録する記録部１０８を有する。さらに、撮像素子１０４の画素のうち、複数の焦点検出領域の各々に含まれ、焦点検出に用いられる画素の感度を制御する焦点検出用感度制御部１０９を有する。さらに、焦点検出用感度制御部１０９により制御される画素の出力から、焦点検出に悪影響を与える所定レベル以上の高輝度を検出する高輝度検出部１１０を有する。さらに、撮像素子１０４の画素のうち、複数の焦点検出領域にて焦点検出に用いられる画素の像信号を抽出して、各焦点検出領域の高周波成分を検出して得られた鮮鋭度（コントラスト）に基づいて、各焦点検出領域の焦点を検出する焦点検出部１１１を有する。さらに、操作者の操作入力を受け付ける操作部１１２および撮像装置１００全体を制御するカメラ制御部１１３を有する。
【００１３】
図２は、本発明の実施例１に係る複数の焦点検出領域の一例を示す模式図である。図１の表示部１０７で表示される表示領域２０１の中央部に、第１焦点検出領域２０２、第２焦点検出領域２０３、第３焦点検出領域２０４が横一列に並んでいる。
【００１４】
図３は、第１焦点検出領域２０２、第２焦点検出領域２０３、第３焦点検出領域２０４に属する各々の画素配列の一部を拡大した模式図である。表示に用いられる表示用画素３０１と、各焦点検出領域の焦点検出に用いられる第１焦点検出用画素３０２、第２焦点検出用画素３０３、第３焦点検出用画素３０４とが縦方向に交互に並んでいる。
【００１５】
本実施例では、撮像領域全面をライブビュー表示する前提で説明を進めている。一般的に、表示部の画素数は撮像素子の画素数より少ない構成をとるため、表示用の画像データは撮像素子の画像データから間引きを施したものを用いる。図３にて、表示用画素３０１と同じ画素列となる画素は、間引き後の画素として、焦点検出領域外の画素も表示用画素として含まれるものとする。そして、焦点検出領域外の表示用画素も表示用に適した感度制御を行う。
【００１６】
図４は、本発明の実施例１に係る撮像装置１００において、表示部１０７へ被写体像をほぼ実時間で表示する、いわゆるライブビューのＯＮ時における動作の一例を示すフローチャートである。
【００１７】
操作部１１２の操作によりライブビューがＯＮされると、ステップＳ４０１にて、表示用ＡＥ（自動露出制御）を行う。詳しくは、表示用画素３０１の像信号の平均出力レベルに基づいて予め定められた絞り１０３の開口の設定、撮像素子１０４の電荷蓄積時間の設定を行う。また、表示用感度制御部１０５が、絞り１０３の開口設定、撮像素子１０４の電荷蓄積時間設定、表示用画素３０１の像信号の平均出力レベルに基づいて、表示用画素３０１の像信号の平均レベルが適正レベルに近づくよう、表示用画素３０１の感度を制御する。なお、撮像素子１０４から得られる信号、つまり輝度を調節するには、カメラの光学系において入射光量の制御（入る側）と受光量の制御（受ける側）の両面が必要となる。そのため、入射光量の制御を絞り１０３の開口設定で行い、受光量の制御を撮像素子１０４の電荷蓄積時間設定で行うようにしている。
【００１８】
次のステップＳ４０２では、焦点検出領域の番号ｎを１からカウントする。そして、次のステップＳ４０３にて、焦点検出用感度制御部１０９が第ｎの焦点検出用画素（最初は第１焦点検出用画素３０２）の感度を制御する。詳しくは、絞り１０３の開口設定、撮像素子１０４の電荷蓄積時間設定、第ｎの焦点検出用画素の像信号の平均レベルに基づいて、第ｎの焦点検出用画素の像信号の平均レベルが適正レベルに近づくよう、第ｎの焦点検出用画素３０２の感度を制御する。続くステップＳ４０４では、高輝度検出部１１０が、第ｎの焦点検出用画素の像信号から、焦点検出に悪影響を与える所定レベル以上の高輝度の有無を検出する。
【００１９】
次のステップＳ４０５では、焦点検出に悪影響を与える所定レベル以上の高輝度が検出されたか否かの判定を行い、高輝度が検出されていなければ直ちにステップＳ４０７へ進む。高輝度が検出されていればステップＳ４０６へ進み、焦点検出用感度制御部１０９が第ｎの焦点検出用画素の感度を低く（所定レベル未満）に設定してステップＳ４０７へ進む。
【００２０】
ステップＳ４０７へ進むと、焦点検出領域の全ての番号がカウントされたか否かを判定し、全ての番号がカウントされていなければステップＳ４０８へ進み、次の番号をカウントしてステップＳ４０３に戻り、以下同様の動作を繰り返す。
【００２１】
上記ステップＳ４０７にて全ての番号がカウントされていると判定するとステップＳ４０９へ進み、操作部１１２によりＡＦ開始操作があったか否かを判定する。ＡＦ開始操作がなければこのステップに留まり、その後ＡＦ開始操作があったことを判定するとステップＳ４１０へ進む。
【００２２】
ステップＳ４１０では、焦点検出部１１１が、レンズ制御部１０２を通じてレンズ１０１を光軸方向に移動させながら焦点位置を変化させつつ、各焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の像信号に含まれる高周波成分をそれぞれ検出する。そして、それぞれの高周波成分から得られた鮮鋭度において、最も高い鮮鋭度となる焦点位置を合焦位置として検出し、レンズ制御部１０２を通じてレンズ１０１を合焦位置に移動させる。また、上記の焦点検出が行われている間、画像処理部１０６は、表示用画素３０１に対してガンマ補正、ホワイトバランス調整、リサンプリングを施し、その出力を表示部１０７へ送出する。これにより、表示部１０７が表示用画素３０１に対して上記の画像処理結果を表示することで、焦点検出中のライブビュー表示が適正な露出により行われる。
【００２３】
上記実施例１によれば、撮像素子１０４は画素列単位に感度を変更可能であり、撮像素子１０４の画素のうち、表示に用いられる画素列３０１の感度を制御する表示用感度制御部１０５を有する。さらに、撮像素子１０４の画素のうち、焦点検出に用いられる矩形状の複数の焦点検出領域２０２〜２０４に含まれる画素列３０２〜３０４の感度を制御する焦点検出用感度制御部１０９を有する。そして、これらは、各々の対象領域の画素列３０１〜３０４の感度を、撮像素子１０４にて電荷蓄積が行われる度に同時に制御する構成にしている。
【００２４】
ここで、上記“画素列単位に感度を変更”している点について説明する。図２では、３つの第１〜第３焦点検出領域２０２〜２０４が水平に並んでいる。図３では、（ａ），（ｂ），（ｃ）と順に第１〜第３焦点検出領域２０２〜２０４を例示している。第１〜第３焦点検出領域２０２〜２０４は並行に並んでいるので、焦点検出用画素３０２，３０３，３０４は上側の画素列と下側の画素列がそれぞれ同一の画素列となる。焦点検出用画素３０２，３０３，３０４は焦点検出領域毎に独立した感度変更を行う（図４のステップＳ４０３，Ｓ４０６）ので、１つの焦点検出用画素列のうち、画素がどの焦点検出領域に含まれるかによって画素感度が独立的に制御されることになる。
【００２５】
さらには、焦点検出に用いられる第１〜第３焦点検出領域２０２〜２０４それぞれに対して独立して一定以上の輝度を検出する高輝度検出部１１０を有する。上記焦点検出用感度制御部１０９は、高輝度検出部１１０が高輝度を検出した焦点検出領域の感度を低くする。これは、いわゆる白とびや黒つぶれを起こす可能性を下げ、被写体のエッジがつぶれる可能性を下げるようにするためである。
【００２６】
よって、表示用画像の露出を悪化させることなくライブビュー表示をし続けながら、複数の焦点検出領域２０２〜２０４における焦点検出用の輝度（露出）を適正化することが可能となる。換言すると、被写体のコントラストに基づいて複数の焦点検出領域にて焦点検出を可能にする撮像装置において、ライブビュー表示画像の露出に悪影響を与えることなく、焦点検出領域の数が増えても、各焦点検出領域の焦点検出用の露出を適正化するできる。
【実施例２】
【００２７】
上記の実施例１では、表示用画素と複数の焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の感度はあらかじめ決まっておらず、図４のステップＳ４０３，Ｓ４０６にて焦点検出領域毎に独立に感度の設定を行っていた。
【００２８】
これに対し、本発明の実施例２では、図６にて後述するように、画素の複数の列を組にして、組の中で列毎に異なる感度を予め設定しておく。そして、組の中で適正露出となる画素列を選択（図７のステップＳ７０４）可能にする。そして、表示用の適正感度となる画素列を表示用画素に、また複数の焦点検出領域に対応した焦点検出用の適正感度となる画素列をそれぞれの焦点検出用画素に、それぞれ選択する。そして、選択した表示用画素と複数の焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の感度を各々適正に制御するものである。以下、これを実現するための例を、本発明の実施例２として説明する。
【００２９】
図５は、本発明の実施例２に係わる撮像装置１００の全体構成を示す図である。
【００３０】
図５において、図１と異なる点は、画素の複数の列を組にして、画素列の組の中で列毎に異なる感度を設定する感度設定部５０１を備えている点である。さらに、表示用感度制御部１０５の代わりに、感度設定部５０１で設定された、異なる感度の画素列の組の中から、特定の感度の画素列を表示用に選択する表示用感度選択部５０２を備えている点である。さらに、焦点検出用感度制御部１０９の代わりに、上記感度設定部５０１で設定された、異なる感度の画素列の組の中から特定の感度の画素列を、複数の焦点検出領域毎に選択する焦点検出用感度選択部５０３を備えている点である。それ以外の構成は、図１に示す全体構成と基本的に同じであるので、その説明は省略する。
【００３１】
図６は、本発明の実施例２に係る画素の感度制御を示す模式図である。図６において、５つの画素列に異なる感度が予め設定されている。詳しくは、ＩＳＯ１００相当の感度が設定された画素列５１１、ＩＳＯ２００相当の感度が設定された画素列５１２、ＩＳＯ４００相当の感度が設定された画素列５１３である。さらには、ＩＳＯ８００相当の感度が設定された画素列５１４、ＩＳＯ１６００相当の感度が設定された画素列５１５である。感度設定部５０１は、図６に示すように、画素列の組の中で列毎に異なる感度を設定する。
【００３２】
本実施例２では、上記のように、画素列毎に予め複数の感度設定がなされており、この選択肢（画素列）から表示用と各焦点検出領域用に適した画素列を独立的に選択するものである。なお、感度設定は、感度設定部５０１が後述する図７のステップＳ７０１にて行うことになる。
【００３３】
図７は、本発明の実施例２に係る撮像装置１００において、表示部１０７へ被写体像をほぼ実時間で表示する、いわゆるライブビューのＯＮ時における動作の一例を示すフローチャートである。
【００３４】
操作部１１２の操作によりライブビューがＯＮされると、ステップＳ７０１にて、画素列毎に異なる感度（増幅率）が設定された組が縦方向に並ぶように、感度設定部５０１が増幅率を制御する。つまり、図６に示したように画素列毎に予め感度設定を行う。次のステップＳ７０２では、表示用感度選択部５０２が、感度設定部５０１にて感度設定された複数の画素列の中から最も増幅率の高い画素列を選択する。そして、選択した画素列（焦点検出領域外の画素列も含む）の像信号の平均出力レベルに基づいて予め定められた電荷蓄積時間を撮像素子１０４に設定する。
【００３５】
次のステップＳ７０３では、焦点検出領域の番号ｎを１からカウントする。続くステップＳ７０４では、焦点検出用感度選択部５０３が、感度設定部５０１にて異なる感度に設定された画素列の組の中から、第ｎの焦点検出領域における各感度の画素列の像信号の平均レベルと適正レベルとを比較する。そして、適正レベルに最も近い感度の画素列を第ｎの焦点検出用画素に選択する。その後はステップＳ７０５へ進み、高輝度検出部１１０が、第ｎの焦点検出用画素の像信号から、焦点検出に悪影響を与える所定レベル以上の高輝度を検出する。
【００３６】
次のステップＳ７０６では、上記ステップＳ７０５にて高輝度が検出されたか否かを判定し、高輝度が検出されなかったと判定した場合は直ちにステップＳ７０８へ進む。高輝度が検出されたことを判定するとステップＳ７０７へ進み、焦点検出用感度選択部５０３が、画素感度の低い画素列を第ｎの焦点検出用画素として選択し直し、ステップＳ７０８へ進む。
【００３７】
ステップＳ７０８へ進むと、焦点検出領域の全ての番号がカウントされたか否かを判定する。全ての番号がカウントされていないと判定した場合はステップS７０９へ進み、次の番号をカウントしてステップＳ７０４に戻り、以下同様の動作を繰り返す。
【００３８】
上記ステップＳ７０８にて全ての番号がカウントされていると判定した場合はステップＳ７１０へ進み、操作部１１２にてＡＦ開始操作があったか否かを判定する。ＡＦ開始操作がなければこのステップに留まり、ＡＦ開始操作があったならばステップＳ７１１へ進む。
【００３９】
ステップＳ７１１では、焦点検出部１１１が、レンズ制御部１０２を通じてレンズ１０１を光軸方向に移動させながら焦点位置を変化させつつ、各焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の像信号に含まれる高周波成分をそれぞれ検出する。そして、それぞれの高周波成分から得られた鮮鋭度において、最も高い鮮鋭度となる焦点位置を合焦位置として検出し、レンズ制御部１０２を通じてレンズ１０１の合焦位置に移動させる。また、上記の焦点検出が行われている間、画像処理部１０６が、表示用画素３０１に対してガンマ補正、ホワイトバランス調整、リサンプリングを施して、その出力を表示部１０７へ出力する。これにより、表示部１０７が表示用画素に対して上記画像処理結果を表示することで、焦点検出中のライブビュー表示が行われる。
【００４０】
上記実施例２によれば、撮像素子１０４の感度は画素列単位に変更可能であり、画素の複数の列を組にして、画素列の組の中で列毎に異なる感度を設定する感度設定部５０１を有する。さらに、感度設定部５０１で設定された、異なる感度の画素列の組の中から特定の感度の画素列を表示用に選択する表示用感度選択部５０２を有する。さらに、感度設定部５０１で設定された、異なる感度の画素列の組の中から特定の感度の画素列を、複数の焦点検出領域毎に選択する焦点検出用感度選択部５０３を有する。別言すれば、画素の複数の列を組にして、組の中で列毎に異なる感度をあらかじめ設定しておく。そして、焦点検出に用いる矩形状の複数の焦点検出領域のそれぞれに対して独立して最適な感度となる画素の列を選択可能にする焦点検出用感度選択部５０３を有する。そして、各々の対象領域の画素列５１１〜５１５の感度を、撮像素子１０４にて電荷蓄積が行われる度に同時に制御する構成にしている。
【００４１】
さらには、焦点検出に用いる矩形状の焦点検出領域のそれぞれに対して独立して一定以上の輝度を検出する高輝度検出部１１０を有する。上記焦点検出用感度選択部５０３は、高輝度検出部１１０が高輝度を検出した領域において感度の低い画素の列を選択するようにしている。
【００４２】
よって、感度の選択肢を増やすことで表示用画像の縦方向の画素列について間隔が広がるものの、表示用画像の露出を悪化させることなく表示し続けながら、各焦点検出領域における焦点検出用の感度（露出）を適正化することができる。
【実施例３】
【００４３】
上記実施例１では、表示用画素と複数の焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の感度を、焦点検出領域毎に独立して設定していた。これに対し、表示用画素と複数の焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の電荷蓄積時間を、焦点検出領域毎に独立して設定する例を、本発明の実施例３として以下に説明する。
【００４４】
図８は、本発明の実施例３に係わる撮像装置の全体構成を示す図である。
【００４５】
図８において、図１と異なる点は、表示用感度制御部１０５の代わりに、撮像素子１０４の画素のうち表示に用いられる画素（あるいは画素列）の蓄積時間を制御する表示用蓄積時間制御部８０１を備えている点である。また、焦点検出用感度制御部１０９の代わりに、撮像素子１０４の画素のうち、複数の焦点検出領域の各々に含まれて焦点検出に用いられる画素の蓄積時間を制御する焦点検出用蓄積制御部８０２を備えている点である。それ以外の構成は、図１に示す全体構成と基本的に同じであるので、その説明は省略する。
【００４６】
図９は、本発明の実施例３に係る撮像装置１００において、表示部１０７へ被写体像をほぼ実時間で表示する、いわゆるライブビューがＯＮ時における動作の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
操作部１１２の操作入力によりライブビューがＯＮされると、ステップＳ９０１にて、表示用画素の像信号の平均出力レベルに基づいて予め定められた絞り１０３開口設定、撮像素子１０４の感度を設定する。また、表示用蓄積時間制御部８０１が、絞り１０３の開口設定、撮像素子１０４の感度設定、表示用画素の像信号の平均出力レベルに基づいて、表示用画素の像信号の平均レベルが適正レベルに近づくよう、表示用画素の蓄積時間を制御する。
【００４８】
ステップＳ９０２では、焦点検出領域の番号ｎを１からカウントする。続くステップＳ４０３では、焦点検出用蓄積時間制御部８０２が以下のようにして第ｎの焦点検出用画素の蓄積時間を制御する。つまり、絞り１０３の開口設定、撮像素子１０４の感度、第ｎの焦点検出用画素の像信号の平均レベルに基づいて、第ｎの焦点検出用画素の像信号の平均レベルが適正レベルに近づくよう、第ｎの焦点検出用画素の蓄積時間を制御する。ステップＳ９０４では、高輝度検出部１１０が、第ｎの焦点検出用画素の像信号から、焦点検出に悪影響を与える所定レベル以上の高輝度を検出する。
【００４９】
次のステップＳ９０５では、高輝度が検出されたか否かを判定し、高輝度が検出されなかったと判定した場合は直ちにステップＳ９０７へ進む。また、高輝度が検出されたことを判定するとステップ９０６へ進み、焦点検出用蓄積時間制御部８０２が、第ｎの焦点検出用画素の蓄積時間を短く設定して、ステップＳ９０７へ進む。
【００５０】
ステップＳ９０７では、焦点検出領域の全ての番号がカウントされたか否かを判定する。全ての番号がカウントされていないと判定するとステップS９０８へ進み、次の番号をカウントし、ステップＳ９０３に戻る。
【００５１】
上記ステップＳ９０７にて全ての番号がカウントされていると判定した場合はステップＳ９０９へ進み、操作部１１２にてＡＦ開始操作があったか否かを判定する。ＡＦ開始操作がなければこのステップに留まり、ＡＦ開始操作があったと判定した場合はステップＳ９１０へ進む。
【００５２】
ステップＳ９１０では、焦点検出部１１１が、レンズ制御部１０２を通じてレンズ１０１の焦点位置を移動させながら、各焦点検出領域に対応した焦点検出用画素の像信号に含まれる高周波成分をそれぞれ検出する。そして、それぞれの高周波成分から得られた鮮鋭度において、最も高い鮮鋭度となる焦点位置を合焦位置として検出し、レンズ制御部１０２を通じてレンズ１０１の焦点位置を合焦位置へ移動させる。また、上述の焦点検出を行いながら、画像処理部１０６が、表示用画素に対してガンマ補正、ホワイトバランス調整、リサンプリングを施して、表示部１０７へ出力する。これにより、表示部１０７が表示用画素に対して上記画像処理結果を表示することで、焦点検出中のライブビュー表示が行われる。
【００５３】
上記実施例３によれば、撮像素子１０４は画素列単位に蓄積時間を変更可能であり、撮像素子１０４の画素のうち、表示に用いられる画素列の蓄積時間を制御する表示用蓄積時間制御部８０１を有する。さらに、撮像素子１０４の画素のうち、焦点検出に用いられる複数の画素列の蓄積時間を制御する焦点検出用蓄積時間制御部８０２を有する。さらに、焦点検出に用いる複数の焦点検出領域それぞれに対して独立して一定以上の輝度を検出する高輝度検出部１１０を有する。上記焦点検出用蓄積時間制御部８０２は、高輝度検出部１１０が高輝度を検出した焦点検出領域については蓄積時間を短くする。
【００５４】
なお、上記実施例３の構成を、実施例２のように、画素の複数の列を組にして、組の中で列毎に異なる蓄積時間を設定し、焦点検出に用いる複数の焦点検出領域のそれぞれに対して独立して最適な蓄積時間となる画素の列を選択するようにしても良い。
【００５５】
以上のような動作を行うことにより、上記実施例１と同様に、表示用画像の露出を悪化させることなく表示し続けながら、各焦点検出領域における焦点検出用の露出を適正化することができる。
【００５６】
なお、以上説明した画素列単位で露出を制御すること以外に、画素単位で露出を制御することも可能である。
【００５７】
（本発明と実施例の対応）
例えば、図３の画素列３０１が本発明の表示用の画素に、画素３０２〜３０４が焦点検出用の複数の画素に、撮像素子１０４が光電変換手段に、それぞれ相当する。また、図２の焦点検出領域２０２〜２０４が本発明の複数の焦点検出領域に、焦点検出部１１が焦点検出手段に、それぞれ相当する。また、カメラ制御部１１３およびレンズ制御部１０２が、本発明の、焦点検出手段の出力に基づいてレンズの焦点位置を制御するレンズ制御手段に、表示部１０７が、表示用の画素からの像信号を連続的に表示するライブビュー表示手段に、それぞれ相当する。
【００５８】
また、表示用感度制御部１０５、感度設定部５０１と表示用感度選択部５０２、または、表示用蓄積時間制御部８０１が、本発明の、表示用の画素の露出を制御する表示用露出制御手段に相当する。また、焦点検出用感度制御部１０９、感度設定部５０１と焦点検出用感度選択部５０３、または、焦点検出用蓄積時間制御部８０２が、本発明の、複数の焦点検出領域に含まれる焦点検出用の画素の露出を各々制御する焦点検出用露出制御手段に相当する。また、高輝度検出部１１１が本発明の高輝度検出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る複数の焦点検出領域の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１に係る各焦点検出領域の画素配列の一部を拡大した模式図である。
【図４】本発明の実施例１に係る撮像装置の主要部の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２に係る撮像装置の全体構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る画素の感度制御を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例２に係る撮像装置の主要部の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例３に係る撮像装置の全体構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例３に係る撮像装置の主要部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来の撮像素子の画素部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１    レンズ
１０３    絞り
１０４    撮像素子
１０５    表示用感度制御部
１０６    画像処理部
１０７    表示部
１０９    焦点検出用感度制御部
１１０    高輝度検出部
１１１    焦点検出部
１１３    カメラ制御部
５０１    表示用感度設定部
５０２    表示用感度選択部
５０３    焦点検出用感度選択部
８０１    表示用蓄積時間制御部
８０２    焦点検出用蓄積時間制御部
【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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