JP6187244B2 - 制御装置、制御方法および露光制御システム - Google Patents

Description

本開示は、制御装置、制御方法および露光制御システムに関する。

近年、画素内が分割され複数の光電変換部を有する撮像素子を備えるデジタルカメラ等の撮像装置が普及しつつある。このような撮像素子を用いることにより、高速なオートフォーカスを可能にした位相差検出方式のオートフォーカス（以下、「位相差ＡＦ」ともいう。）が可能となる。

例えば特許文献１には、位相差ＡＦ用画素と通常画素とを備える撮像素子を用いた撮像装置の制御方法が開示されている。特許文献１では、位相差ＡＦ用画素を用いて位相差ＡＦを行い、通常画素を用いてコントラストＡＦやライブビュー表示、自動露出（Automatic Exposure；ＡＥ）処理、自動ホワイトバランス（Auto
White Balance；ＡＷＢ）処理を行っている。

また、特許文献２には、モニタ画質とフォーカス精度の両方を向上させるためにＡＦ用フレームとモニタ表示用フレームとを交互に読み出したときに、ＡＦフレーム内のラインごとに一定のゲイン補正を行い蓄積時間の補償を行う技術が開示されている。これにより、フレーム内で蓄積時間が不均一となる状況を回避して、ＡＦ用フレーム、モニタ表示用フレームともに適正露出を得ている。

特開２００８−１３４３８９号公報 特開２００８−３００９３１号公報

しかし、上記特許文献１、２には、位相差画素とモニタ用画素とを独立して制御する記述はあるが、位相差画素、モニタ画素、それぞれに対し、具体的にどのような制御値を選べば、最適なＡＥ性能／ＡＦ性能が実現できるかのアイデアは開示されていない。

このため、例えば、モニタ用画素に対しては、撮影者に画像を綺麗に滑らかにみせるために、大幅にシャッタースピード（ＳＳ）を低速にしたりＩＳＯ値（すなわちゲイン）を高く設定したりすることはできなかった。特に、シャッタースピードやＩＳＯ値を固定とすると、モニタ用画素としての連動範囲が狭くなる。このため、位相差用画素に対してモニタ用画素と同一制御値を適用すると、十分な明るさが得られず、十分なＡＦ性能を得ることができなかった。また、モニタ用画素には、撮影露出のハンチング等を見せないように、スムージングが掛かっている。このため、モニタ用画と同じ露出値を使ってオートフォーカスする場合、適切な露出に到達するまでの時間がかかってしまう。

また、モニタ用画素に露出補正をかけると、画面が暗くなり過ぎる、あるいは明るくなり過ぎる場合がある。このとき、位相差画素にモニタ用画素と同一の露出補正をかけると、ＡＦ性能が落ちる。また、モニタ用画素に基づき最終制御値を決める場合、モニタ用画素が適正値に保持されていない場合は正しい測光が出来ておらず、最終制御値により設定した露出補正値通りに制御できない場合がある。

さらに、絞り値の設定においても、ＡＦ制御等の制約により、Ａモード（絞り優先モード）やＭモード（マニュアルモード）時でもモニタ用画素の制御時はキャプチャと同じ絞り値を選択できない場合があった。あるいは、プレビュー時は、オートフォーカスができないという制約があった。

そこで、位相差画素とモニタ用画素とのように同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群を独立して制御する際に、より最適なＡＥ性能／ＡＦ性能を実現する制御手法が求められていた。

本開示によれば、同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群に対し、第１画素群と第２画素群との露光制御を独立して行う制御部を有し、制御部は、第１画素群および第２画素群のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行う、制御装置が提供される。

また、本開示によれば、第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を制御すること、第１画素群と同一撮像面上にある第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間の制御を、第１画素群とは独立して行うこと、を含む、制御方法が提供される。

さらに、本開示によれば、同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群と、第１画素群と第２画素群との露光制御を独立して行う制御部を有し、制御部は、第１画素群および第２画素群のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行う制御装置と、からなる、露光制御システムが提供される。

本開示によれば、第１画素群および第２画素群のゲインまたは露光時間の制御がそれぞれ独立して行われる。これにより、第１画素群と第２画素群とのそれぞれに対して適正露出を設定することが可能となる。

以上説明したように本開示によれば、同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群のゲインまたは露光時間の制御を独立して制御することが可能となり、ＡＦ性能を向上させることができる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の実施形態に係る制御装置を含むデジタルカメラの概略的な物理構成を示す断面図である。 同実施形態に係るデジタルカメラの背面図である。 同実施形態に係るデジタルカメラの平面図である。 同実施形態に係る制御装置の概略的な機能構成を示すブロック図である。 同実施形態における制御装置の露光制御処理の概要を示すフローチャートである。 同実施形態に係る第１制御値の演算処理を示すフローチャートである。 ＡＵＴＯモードまたはプログラムモードの処理を示すフローチャートである。 第１ターゲット輝度の算出処理を示すフローチャートである。 Ａモードの処理を示すフローチャートである。 Ｓモードの処理を示すフローチャートである。 Ｍモードの処理を示すフローチャートである。 同実施形態に係る第２制御値の演算処理を示すフローチャートである。 第２ターゲット輝度の算出処理を示すフローチャートである。 同実施形態に係る絞り値に応じた第１制御値の補正処理を示すフローチャートである。 本開示に係る制御装置のハードウェア構成を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．撮像装置の概略構成
２．制御装置の機能構成
３．制御装置による露光制御処理
４．変形例
４−１．ユーザによる露出補正
４−２．ＡＦ／ＭＦモードに基づく制御値演算
５．ハードウェア構成

＜１．撮像装置の概略構成＞
まず、本開示の実施形態に係る制御装置を備える撮像装置の概略構成について説明する。本実施形態に係る撮像装置は、同一撮像面にある２つの撮像素子を備える撮像装置であり、例えば図１〜図３に示すようなデジタルカメラ１等である。図１は、本実施形態に係る制御装置を含むデジタルカメラ１の概略的な物理構成を示す断面図である。図２は、デジタルカメラ１の背面図である。図３は、デジタルカメラ１の平面図である。

デジタルカメラ１は、レンズ部、カメラ本体部およびフラッシュ部からなる。図１に示したように、レンズ部は、撮影レンズ１０、フォーカスレンズ１２および絞り１４を備える。また、カメラ本体部は、撮影用画素群１６、位相差検出画素群１８、ＬＣＤモニタ２０、ＥＶＦ（Ｅｒｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）２２、接眼レンズ２４およびファインダ２６を備える。また、フラッシュ部は、発光部２８および発光制御ユニット（図示せず。）を備える。また、図２および図３に示したように、カメラ本体部は、露出補正ダイヤル３０、撮影モードダイヤル３２、ＬＣＤモニタ操作ダイヤル３４、プレビューボタン３６、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｒｃｕｓ）／ＭＦ（Ｍａｎｕａｌ Ｆｏｒｃｕｓ）切替ボタン３８およびシャッターボタン４０を備える。

撮影レンズ１０は、被写体からの光を取り込み、撮像素子に被写体像を映し出す光学系である。

フォーカスレンズ１２は、被写体像の焦点調節制御を行う光学系である。例えば、フォーカスレンズ１２は、当該フォーカスレンズ１２を移動させるフォーカスレンズ駆動機構（図示せず。）によって光軸方向（すなわち、Ｘ軸方向）に移動される。フォーカスレンズ駆動機構は、制御装置からの駆動指示情報に基づき動作し、フォーカスレンズ１２を移動させる。このようにして、フォーカスレンズ１２により被写体像の焦点の制御を行い得る。

絞り１４は、制御装置１００−１により設定される制御値に基づいて、撮影レンズ１０を通して取り込まれた被写体からの光の量の調節を行う。例えば、絞り１４は、複数の絞り羽根から構成され、絞り羽根を動かす絞り機構（図示せず。）によって動かされる。絞り機構は、制御装置１００−１により設定されるＦ値に基づいて、絞り羽根を動かし、取り込まれる被写体からの光の量の調節を行い得る。

撮影用画素群１６は、撮影レンズ１０を通して取り込まれた被写体からの光の光電変換を行う。例えば、撮影用画素群１６は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子であり得る。

位相差検出画素群１８は、撮影レンズ１０を通して取り込まれた被写体からの光の光路方向が制御された画素群である。例えば、位相差検出画素群１８の画素の各々に対応するマイクロレンズが、当該マイクロレンズの中心位置と画素の中心位置とがずれた状態で配置され得る。なお、撮影用画素群１６および位相差検出画素群１８は、同一撮像面上に配置される。例えば、撮影用画素群１６の画素の各々は奇数行に配置され、位相差検出画素群１８の画素の各々は偶数行に配置され得る。

ＬＣＤモニタ２０は、撮像により得られた画像および記憶されている画像の表示を行う。また、ＬＣＤモニタ２０は、デジタルカメラ１の撮影方法等の設定を行うための画像を表示する。例えば、ＬＣＤモニタ２０は、液晶パネルまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等であり得る。なお、ＬＣＤモニタ２０は、タッチパネルであってもよい。

ＥＶＦ２２は、撮像により得られた画像を映し出す。具体的には、ＥＶＦ２２は、撮影用画素群１６により光電変換された電気信号を撮影用画素群１６から順次取得し、取得された電気信号に基づく画像を、接眼レンズ２４を通じてファインダ２６に映し出す。例えば、ＥＶＦ２２は、撮影用画素群１６から得られる画像をリアルタイムで表示させ得る。

接眼レンズ２４は、ＥＶＦ２２により映し出される画像の拡大を行う。

ファインダ２６は、ＥＶＦ２２より映し出される画像をユーザが確認するための接眼部である。ユーザは、ファインダ２６を覗くことにより順次撮像される被写体を確認することができる。

発光部２８は、発光制御部ユニットが設定する発光量および発光タイミングで、発光を行う。

発光制御ユニットは、制御装置１００−１により設定される制御値に基づいて、発光部２８の発光量および発光タイミングの制御を行う。例えば、発光制御ユニットは、プリ発光および本発光の制御を行う。

露出補正ダイヤル３０は、撮像時の露出制御値の補正の度合いを設定する。例えば、撮像により得られる画像を明るくする場合はプラス側にダイヤルを回して設定し、画像を暗くする場合はマイナス側にダイヤルを回して設定する。なお、補正に係る露出制御は、ゲイン、露光時間、絞りまたはこれらの組合せの制御であり得る。

撮影モードダイヤル３２は、露出制御のモードを設定する。例えば、モードには、ＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）、プログラムモード（Ｐ）、絞り優先モード（Ａ）、シャッタースピード優先モード（Ｓ）およびマニュアル露出モード（Ｍ）があり得る。なお、ＡＵＴＯモードおよびプログラムモードは、デジタルカメラ１が自動的に露出制御を行うモードである。また、絞り優先モードは、絞り値をユーザが設定し、絞り値が自動制御されるモードであり、シャッタースピード優先モードは、露光時間をユーザが設定し、絞り値が自動制御されるモードである。また、マニュアル露出モードは、ユーザが絞り値および露光時間を設定するモードである。撮影モードダイヤル３２を回転させて所望のモードを設定位置に合わせることで、モードを設定することができる。

ＬＣＤモニタ操作ダイヤル３４は、ＬＣＤモニタ２０に表示される画像の操作を行う。具体的には、ユーザは、ＬＣＤモニタ操作ダイヤル３４を操作することにより、ＬＣＤモニタ２０に表示される画像の操作を行い、デジタルカメラ１の設定操作等を行う。

プレビューボタン３６は、プレビューの実行有無を設定する。具体的には、デジタルカメラ１は、プレビューボタン３６が押下されると、プレビュー実行状態に遷移し、プレビューボタン３６が再度押下されると、プレビュー非実行状態に遷移する。ここで、プレビューとは、例えば、撮影用画素群１６からリアルタイムに得られる画像に、設定中の露出制御値で露出制御を行った場合の画像を、ＬＣＤモニタ２０およびＥＶＦ２２に表示することである。

ＡＦ／ＭＦ切替ボタン３８は、デジタルカメラ１のフォーカス処理の設定を、自動フォーカスまたはマニュアルフォーカスのいずれかに切り替える。ＡＦ／ＭＦ切替ボタン３８を押下する毎に、自動フォーカスとマニュアルフォーカスとが切り替わる。

シャッターボタン４０は、デジタルカメラ１にＡＦ処理または撮像処理を実行させるための操作部である。具体的には、シャッターボタン４０が半押しされると、ＡＦ処理が実行され、シャッターボタン４０が全押しされると、撮像処理が実行される。

なお、図１〜図３に図示されていないが、デジタルカメラ１には、ＣＰＵおよびメモリ等からなる制御装置１００−１が含まれる。また、制御装置１００−１は、デジタルカメラ１に含まれる例を説明したが、例えば、制御装置１００−１は、スマートフォン、タブレット端末またはノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器に含まれ得る。

＜２．制御装置の機能構成＞
次に、図４を参照して、本実施形態に係る制御装置１００−１の機能構成について説明する。図４は、本実施形態に係る制御装置１００−１の概略的な機能構成を示すブロック図である。

制御装置１００−１は、同一撮像面に配置された撮影用画素群（第１画素群）１０２および位相差検出画素群（第２画素群）１０４の露光制御を独立して行う制御部である。制御装置１００−１は、撮影用画素群（第１画素群）１０２および位相差検出画素群（第２画素群）１０４のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行う。撮影用画素群１０２は図１の撮影用画素群１６に対応し、位相差検出画素群１０４は図１の位相差検出画素群１８に対応する。

撮影用画素群１０２により取得された画像はＬＣＤモニタ２０に表示されるモニタ用としても使用される。実際に撮影する画像に対しては、自動的に、あるいはユーザ設定に応じて、撮影用ゲインおよび撮影用シャッタースピードが決定される。また、モニタ用画像に対しては、きれいで滑らかな画像をＬＣＤモニタ２０に表示させるために、第１ゲインおよび第１シャッタースピード等の第１制御値が決定される。一方、位相差検出画素群１０４に対しては、ＡＦ性能を向上させるため、撮影用画素群１０２とは独立して第２ゲインおよび第２シャッタースピード等の第２制御値が決定される。

図４に示したように、制御装置１００−１は、第１検波値取得部１０６、第２検波値取得部１０８、第１ゲイン制御部１１０、第２ゲイン制御部１１２、第１タイミング制御部１１４、第２タイミング制御部１１６、設定部１１８およびメモリ１２４を備える。

第１検波値取得部１０６は、撮影用画素群１０２から撮像信号を検波して第１検波値を出力する。第１検波値は、第１検波値取得部１０６から第１ゲイン制御部１１０へ出力される。

第２検波値取得部１０８は、位相差検出画素群１０４から撮像信号を検波して第２検波値を出力する。第２検波値は、第２検波値取得部１０８から第２ゲイン制御部１１２へ出力される。なお、第１検波値取得部１０４および第２検波値取得部１０６は、同時にそれぞれ検波信号を読み出す。

第１ゲイン制御部１１０は、第１検波値を第１ゲインによりゲイン調整する。第１ゲイン制御部１１０は、第１検波値に第１ゲインをかけて増幅した後、設定部１１８の第１制御値演算部１２０へ出力する。

第２ゲイン制御部１１２は、第２検波値を第２ゲインによりゲイン調整する。本実施形態に係る第２ゲイン制御部１１２は、第１ゲイン制御部１１０とは独立して機能し、第２検波値に第２ゲインをかけて増幅した後、設定部１１８の第２制御値演算部１２２へ出力する。

第１タイミング制御部１１４は、撮影用画素群１０２に対して第１シャッタースピード（すなわち、第１露光時間）で露光制御する。第１タイミング制御部１１４は、後述する設定部１１８の第１制御値演算部１２０により演算された第１シャッタースピードに基づき、撮影用画素群１０２の露出を制御する。

第２タイミング制御部１１６は、位相差検出画素群１０４に対して第２露光時間（すなわち、第２シャッタースピード）で露光制御する。第２タイミング制御部１１６は、第１タイミング制御部１１４とは独立して機能し、後述する設定部１１８の第２制御値演算部１２２により演算された第２露光時間に基づき、位相差検出画素群１０４の露出を制御する。なお、第１タイミング制御部１１４および第２タイミング制御部１１６は、同時に各画素群を露光させる。

設定部１１８は、各撮像素子１０２、１０４を露光制御するための制御値を演算する機能部であり、第１制御値演算部１２０および第２制御値演算部１２２を備える。

第１制御値演算部１２０は、第１ゲイン制御部１１０にてゲイン調整された第１検波値とレンズ部の情報とに基づき、第１シャッタースピード、第１検波値を調整する第１ゲイン、および絞り１４の設定値（以下、「絞り値」ともいう。）を演算する。レンズ部の情報としては、例えばＡＦ情報や絞り情報等がある。そして、第１制御値演算部１２０は、第１シャッタースピードを第１タイミング制御部１１４へ出力し、第１ゲインを第１ゲイン制御部１１０へ出力し、絞り値を第２制御値演算部１２２へ出力する。

第２制御値演算部１２２は、第２ゲイン制御部１１２にてゲイン調整された第２検波値および第１制御値演算部１２０により演算された絞り値に基づいて、第２シャッタースピードおよび第２検波値を調整する第２ゲインを演算する。そして、第２制御値演算部１２２は、第２シャッタースピードを第２タイミング制御部１１６へ出力し、第２ゲインを第２ゲイン制御部１１２へ出力する。

メモリ１２４は、デジタルカメラ１の各種設定情報や撮像された画像等を記憶する記憶部である。メモリ１２４は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等の記憶媒体により構成される。例えば、メモリ１２４に記憶された各種設定情報は、設定部１１８の第１制御値演算部１２０や第２制御値演算部１２２に読み出され、演算処理に用いられる。

＜３．制御装置による露光制御処理＞
次に、本実施形態における制御装置１００−１の露光制御処理の概要について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態における制御装置１００−１の露光制御処理の概要を示すフローチャートである。

（Ｓ２０２：初期設定）
まず、図５に示すように、制御装置１００−１は、撮影を行うにあたり初期設定を行う（ステップＳ２０２）。初期設定では、絞り値や撮影用画素群１０２の第１検波値を調整する第１ゲイン、第１シャッタースピード、位相差検出画素群１０４の検波値を調整する第２ゲイン、第２シャッタースピードの初期値がそれぞれ設定される。このとき、第２ゲインは第１ゲインより低い露出値に対応するように設定され、第２シャッタースピードは第１シャッタースピードより高い露出値に対応するように設定される。

また、制御装置１００−１は、撮影用画素群１０２に対する第１ターゲット輝度の初期値および位相差検出画素群１０４に対する第２ターゲット輝度の初期値を設定する。ターゲット輝度は、各制御値の目標値であって、次の制御値は当該目標値に追従するように設定される。ターゲット輝度は、画像内の明るさのむらを平均化するスムージング処理に用いられる。第１ターゲット輝度の初期値は、例えば絞り値と第１露光時間との和から第１ゲインを減じた値に設定され、第２ターゲット輝度の初期値は、例えば絞り値と第２露光時間との和から第２ゲインを減じた値に設定される。このように、第１ターゲット輝度と第２ターゲット輝度との初期値には差を設けておく。

（Ｓ２０４：ＡＥ起動処理）
次いで、制御装置１００−１は、ＡＥ起動処理を行う（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４では、撮影用画素群１０２および位相差検出画素群１０４のそれぞれについて、第１検波値および第２検波値を取得してゲイン調整した後、当該値に基づいて、第１ターゲット輝度および第２ターゲット輝度を算出する。各ターゲット輝度は、ゲイン調整された各検波値と予め設定された閾値レベルとを比較して、その大小関係に応じて設定される。

（Ｓ２０６：キー情報取得）
ＡＥ起動処理を終えると、制御装置１００−１は、キー情報を取得する（ステップＳ２０６）。キー情報として、例えば露出モードや露出補正値、プレビューモード、ＡＦ／ＭＦ切替え等の操作情報が取得される。露出モードは撮影モードダイヤル３２の設定から取得でき、露出補正値は露出補正ダイヤル３０の設定から取得できる。また、プレビューモードはプレビューボタン３６の設定から取得でき、ＡＦ／ＭＦ切替えはＡＦ／ＭＦは切替ボタン３８の設定から取得できる。

（Ｓ２０８：レンズ情報取得）
また、制御装置１００−１は、レンズ情報を取得する（ステップＳ２０８）。レンズ情報として、例えばＡＦ情報や絞り情報が取得される。ＡＦ情報は、フォーカスレンズ１２を駆動するフォーカスレンズ駆動機構やこれを制御する制御部より取得される。また、絞り情報は、絞り１４の絞り羽根を開閉させる絞り機構やこれを制御する制御部より取得される。

（Ｓ２１０：第１制御値演算）
そして、制御装置１００−１は、第１制御値の演算を行う（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０では、第１制御値演算部１２０により、第１制御値として、撮影用画素群１０２を第１露光時間で露光する第１シャッタースピード、第１検波値を調整する第１ゲイン、および絞り値が演算される。

ステップＳ２１０における処理の詳細を図６〜図１２に基づき説明する。なお、図６は、本実施形態に係る第１制御値の演算処理を示すフローチャートである。図７は、ＡＵＴＯモードまたはプログラムモードの処理を示すフローチャートである。図８は、第１ターゲット輝度の算出処理を示すフローチャートである。図９は、Ａモードの処理を示すフローチャートである。図１０は、Ｓモードの処理を示すフローチャートである。図１１は、Ｍモードの処理を示すフローチャートである。図１２は、本実施形態に係る第２制御値の演算処理を示すフローチャートである。

ステップＳ２１０の処理では、図６に示すように、まず、露出モードが確認される（ステップＳ６０２）。露出モードは、撮影モードダイヤル３２の設定より、図５のステップＳ２０６にて取得される。制御装置１００−１は、露光モードに応じて、第１ターゲット輝度、絞り値、第１ゲイン、および第１シャッタースピードを演算し、設定する。

ステップＳ６０２にてＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）と判定された場合、制御装置１００−１は、図７に示すフローチャートに基づいて、第１制御値を演算する（ステップＳ６０４）。このとき、まず、第１検波値取得部１０６により、撮影用画素群１０２の撮像信号が第１検波値として取得され、第１ゲイン制御部１１０によりゲイン調整される（ステップＳ７０２）。次いで、第１制御値演算部１２０は、第１ゲイン制御部１１０にからゲイン調整された第１検波値を用いて、撮影用画素群側のスムージング処理のため、第１ターゲット輝度を算出する（ステップＳ３１６）。

ステップＳ３１６の処理の詳細を図８に示す。図８に示すように、第１制御値演算部１２０は、まず、第１検波値および第２制御値に基づいて、現在の輝度を算出する（ステップＳ４０２）。この輝度は、現在の被写体の明るさを示している。

次いで、第１制御値演算部１２０は、最終第１ターゲット輝度を算出する（ステップＳ４０４）。最終第１ターゲット輝度は、最終的に狙いとする明るさを表しており、第１検波値、モニタ用基準レベル、および露出補正値から算出される。モニタ用基準レベルは固定値であり、予め設定されている基準値である。最終第１ターゲット輝度は、例えば下記式（１）から算出してもよい。

最終ターゲット輝度
＝現在輝度＋（log₂(第１検波値)−log₂(モニタ用基準レベル)）−露出補正量
・・・（１）

第１制御値演算部１２０は、ステップＳ４０４にて算出された最終第１ターゲット輝度からステップＳ４０２にて算出された現在の輝度を減じることにより、最終輝度変化量を得る（ステップＳ４０６）。この最終輝度変化量は、第１制御値を目標値に追従させるときの変化量である。

その後、第１制御値演算部１２０は、ステップＳ４０６にて算出された最終輝度変化量に基づいて、次回の処理時に設定する次回輝度変化量を算出する（ステップＳ４０８）。例えば、次回輝度変化量ΔＥＶ_１は、下記式（２）に基づき算出してもよい。

そして、第１制御値演算部１２０は、ステップＳ４０２にて算出された現在輝度とステップＳ４０８で算出された次回輝度変化量ΔＥＶ_１とを加算して、次回第１ターゲット輝度とする（ステップＳ４１０）。すなわち、次回第１ターゲット輝度は下記式（３）で表される。

次回第１ターゲット輝度＝現在輝度＋次回輝度変化量ΔＥＶ_１ ・・・（３）

図７の説明に戻り、ステップＳ３１６にて次回の第１ターゲット輝度が算出されると、第１制御値演算部１２０は、絞り値を算出する（ステップＳ７０４）。そして、第１制御値演算部１２０は、絞り値に基づき、撮影用ゲインを算出し（ステップＳ７０６）、撮影用シャッタースピードを算出する（ステップＳ７０８）。ＡＵＴＯモードおよびプログラムモードは、デジタルカメラ１が自動的に露出制御を行うモードである。撮影用ゲインおよび撮影用シャッタースピードは、次回第１ターゲット輝度に応じて決定された絞り値に基づき、自動的に設定される。

その後、第１制御値演算部１２０は、モニタ用として、第１ゲインを算出し（ステップＳ７１０）、第１シャッタースピードを算出する（ステップＳ７１２）。第１ゲインおよび第１シャッタースピードは、実際に撮影される画像にできるだけ近い画像をユーザに提示するために、撮影用ゲインおよび撮影用シャッタースピードと同一となるのが望ましいが、必ずしも一致しなくともよい。

このようにして、ＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）での第１制御値は算出される。

次に、ステップＳ６０２にて絞り優先モード（Ａ）と判定された場合、制御装置１００−１は、図９に示すフローチャートに基づいて、第１制御値を演算する（ステップＳ６０６）。このとき、まず、第１検波値取得部１０６により、撮影用画素群１０２の撮像信号が第１検波値として取得され、第１ゲイン制御部１１０によりゲイン調整される（ステップＳ７０２）。次いで、第１制御値演算部１２０は、撮影用画素群側のスムージング処理のため、第１ターゲット輝度を算出する（ステップＳ３１６）。ステップＳ７０２およびＳ３１６の処理は上述したＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）の場合と同一であり、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３１６にて第１ターゲット輝度が算出されると、第１制御値演算部１２０は、絞り値をユーザ設定値に設定する（ステップＳ８０２）。絞り優先モード（Ａ）は、絞り１４をユーザが設定し、絞り値が自動制御されるモードである。ステップＳ８０２の処理により、ユーザによる絞り１４の設定がデジタルカメラ１の設定に反映される。

その後、第１制御値演算部１２０は、撮影用ゲインを算出し（ステップＳ７０６）、撮影用シャッタースピードを算出する（ステップＳ７０８）。撮影用ゲインおよび撮影用シャッタースピードは、ユーザにより設定された絞り値に基づき、自動的に設定される。

そして、第１制御値演算部１２０は、モニタ用として、第１ゲインを算出し（ステップＳ７１０）、第１露光時間として第１シャッタースピードを算出する（ステップＳ７１２）。ステップＳ７１０およびＳ７１２の処理も上述したＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）の場合と同一であり、ここでは説明を省略する。このようにして、絞り優先モード（Ａ）での第１制御値は算出される。

次に、ステップＳ６０２にてシャッタースピード優先モード（Ｓ）と判定された場合、制御装置１００−１は、図１０に示すフローチャートに基づいて、第１制御値を演算する（ステップＳ６０８）。このとき、まず、第１検波値取得部１０６により、撮影用画素群１０２の撮像信号が第１検波値として取得され、第１ゲイン制御部１１０によりゲイン調整される（ステップＳ７０２）。次いで、第１制御値演算部１２０は、撮影用画素群側のスムージング処理のため、第１ターゲット輝度を算出する（ステップＳ３１６）。ステップＳ７０２およびＳ３１６の処理も上述したＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）の場合と同一であり、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３１６にて第１ターゲット輝度が算出されると、第１制御値演算部１２０は、撮影用シャッタースピードをユーザ設定値に設定する（ステップＳ９０２）。シャッタースピード優先モードは、露光時間をユーザが設定し、絞り値が自動制御されるモードである。ステップＳ９０２の処理により、ユーザの設定した撮影用シャッタースピードがデジタルカメラ１の設定に反映され、後述するステップ７０４において、撮影用シャッタースピードに応じて適正露出となるように絞り値が自動的に制御される。

その後、第１制御値演算部１２０は、モニタ用として、第１シャッタースピードを算出し（ステップＳ７１２）、絞り値を算出する（ステップＳ７０４）。絞り値は、撮影用シャッタースピードに応じて設定される。そして、第１制御値演算部１２０は、第１ゲインを算出し（ステップＳ７１０）、撮影用ゲインを算出する（ステップＳ７０６）。ステップＳ７０６、Ｓ７１０およびＳ７１２の処理も上述したＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）の場合と同一であり、ここでは説明を省略する。このようにして、シャッタースピード優先モード（Ｓ）での第１制御値は算出される。

次に、ステップＳ６０２にてマニュアル露出モード（Ｍ）と判定された場合、制御装置１００−１は、図１１に示すフローチャートに基づいて、第１制御値を演算する（ステップＳ６１０）。マニュアル露出モードは、ユーザが絞り値および露光時間を設定するモードである。したがって、撮影用シャッタースピードおよび絞り値がユーザによる設定値に設定される。

このとき、まず、第１検波値取得部１０６により、撮影用画素群１０２の撮像信号が第１検波値として取得され、第１ゲイン制御部１１０によりゲイン調整される（ステップＳ７０２）。次いで、第１制御値演算部１２０は、撮影用画素群側のスムージング処理のため、第１ターゲット輝度を算出する（ステップＳ３１６）。ステップＳ７０２およびＳ３１６の処理も上述したＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）の場合と同一であり、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３１６にて第１ターゲット輝度が算出されると、第１制御値演算部１２０は、撮影用シャッタースピードをユーザにより設定された値に設定し（ステップＳ９０２）、絞り値をユーザにより設定された値に設定する（ステップＳ８０２）。ステップＳ９０２の処理は上述したシャッタースピード優先モード（Ｓ）の場合と同一であり、ステップＳ８０２の処理は上述した絞り優先モード（Ａ）の場合と同一である。

その後、第１制御値演算部１２０は、撮影用シャッタースピードおよび絞り値から撮影用ゲインを算出する（ステップＳ７０６）。また、第１制御値演算部１２０は、モニタ用として、第１シャッタースピードを算出し（ステップＳ７１２）、第１ゲインを算出する（ステップＳ７１０）。ステップＳ７１０およびＳ７１２の処理も上述したＡＵＴＯモード（ＡＵＴＯ）またはプログラムモード（Ｐ）の場合と同一であり、ここでは説明を省略する。このようにして、マニュアル露出モード（Ｍ）での第１制御値は算出される。

以上のように各露出モードに応じた第１制御値が算出されると、第１制御値演算部１２０は、プレビューの設定がオンであるか否かを判定する（ステップＳ６１２）。プレビューでは、ユーザの操作によって一時的に所定の絞り値に設定される。ユーザは、その絞り値に設定したときに取得される画像をＬＣＤモニタ２０等により確認できる。

プレビューの設定は、プレビューボタン３６のオンオフ状態に基づき判定される。第１制御値演算部１２０は、プレビューボタン３６がオンであるとき、プレビューを行うとして、所定の絞り値となるように絞り１４を開閉制御する（ステップＳ６１４）。絞り１４の制御を終えると、制御装置１００−１は、プレビュー中であることを示すプレビュー中フラグをオンにして（ステップＳ６１６）、図６に示す処理を終了する。一方、ステップＳ６１２においてプレビューボタン３６がオフであるとき、第１制御値演算部１２０は、プレビュー中フラグをオフにして（ステップＳ６１８）、図６に示す処理を終了する。

（Ｓ２１２：第２制御値演算）
図５の説明に戻り、ステップＳ２１０にて図６のフローチャートに沿って第１制御値が算出されると、次に、制御装置１００−１は、第２制御値を演算する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２では、第２制御値演算部１２２により、第２制御値として第２シャッタースピードおよび第２ゲインが演算される。

ステップＳ２１２における処理の詳細を図１２および図１３に基づき説明する。なお、図１２は、本実施形態に係る第２制御値の演算処理を示すフローチャートである。図１３は、第２ターゲット輝度の演算処理を示すフローチャートである。

図１２に示すように、制御装置１００−１は、第２制御値を演算するにあたり、まず第２制御値演算部１２２により第１制御値を取得する（ステップＳ１００２）。第１制御値は、ステップＳ２１０にて算出された値が用いられる。

次いで、制御装置１００−１は、第２検波値取得部１０８により第２検波値を取得する（ステップＳ１００４）。第２検波値取得部１０８により取得された第２検波値は、第２ゲイン制御部１１２にて第２ゲインにより調整された後、第２制御値演算部１２２へ出力される。そして、第２制御値演算部１２２は、ゲイン調整された第２検波値を用いて、第２ターゲット輝度を算出する（ステップＳ３１０）。

ステップＳ３１０の処理の詳細を図１３に示す。図１３に示すように、第２制御値演算部１２２は、まず、第２検波値および前回の第２制御値に基づいて、現在の輝度を算出する（ステップＳ５０２）。次いで、第２制御値演算部１２２は、最終第２ターゲット輝度を算出する（ステップＳ５０４）。最終第２ターゲット輝度は、最終的に狙いとする明るさを表しており、第２検波値および位相差用基準レベルから算出される。位相差用基準レベルは固定値であり、予め設定されている基準値である。

最終第２ターゲット輝度は、例えば下記式（４）から算出してもよい。ここで、ΔＭＦ_Offsetはマニュアルフォーカス時の測光範囲オフセット値であり、例えば２ＥＶに設定される。なお、オートフォーカス時、ΔＭＦ_Offsetはゼロである。

最終第２ターゲット輝度
＝現在輝度＋（log₂(第２検波値)−log₂(位相差用基準レベル)）＋ΔＭＦ_Offset
・・・（４）

あるいは、最終第２ターゲット輝度は、さらに第２輝度補正量を考慮して、下記式（５）から算出してもよい。この場合、第２輝度補正量は、輝度補正量の上下限値を±１ＥＶに限定した値とされる。

最終第２ターゲット輝度
＝現在輝度＋（log₂(第２検波値)−log₂(位相差用基準レベル)）−第２輝度補正量
＋ΔＭＦ_Offset
・・・（５）

そして、第２制御値演算部１２２は、ステップＳ５０４にて算出された最終第２ターゲット輝度からステップＳ５０２にて算出された現在の輝度を減じることにより、最終輝度変化量を得る（ステップＳ５０６）。この最終輝度変化量は、第２制御値を目標値に追従させるときの変化量である。

その後、第２制御値演算部１２２は、ステップＳ５０６にて算出された最終輝度変化量に基づいて、次回の処理時に設定する次回輝度変化量を算出する（ステップＳ５０８）。例えば、次回輝度変化量ΔＥＶ_２は、下記式（６）に基づき算出してもよい。

ここで、位相差検出画素群１０４用のΔＥＶ_２＿ｐは、撮影用画素群１０２用のΔＥＶ_１＿ｐ以上となるように設定される。あるいは、ΔＥＶ_２＿ｐは∞として、なるべく早くターゲット輝度となるように設定してもよい。同様に、位相差検出画素群１０４用のΔＥＶ_２＿ｍは、撮影用画素群１０２用のΔＥＶ_１＿ｍ以下となるように設定される。あるいは、ΔＥＶ_２＿ｍは−∞として、なるべく早くターゲット輝度となるように設定してもよい。このように、位相差検出画素群１０４のスムージングを高速化することができ、位相差ＡＦの適正露出に至るまでの時間を短縮できる。これにより、ＡＦのレスポンスを向上することができる。

そして、第２制御値演算部１２２は、ステップＳ５０２にて算出された現在輝度とステップＳ５０８で算出された次回輝度変化量とを加算して、次回第２ターゲット輝度とする（ステップＳ５１０）。すなわち、次回第２ターゲット輝度は下記式（７）で表される。次回第２ターゲット輝度は、次のサイクルにおける位相差用制御値として使用される。

次回第２ターゲット輝度＝現在輝度＋次回輝度変化量ΔＥＶ_２ ・・・（７）

図１２の説明に戻り、ステップＳ３１０にて次回の第２ターゲット輝度が算出されると、第２制御値演算部１２２は、第２ゲインを算出する（ステップＳ１００６）。第２ゲインは、第１ゲインよりも広い連動範囲に設定される。これにより、第２ゲインを高感度にまで対応可能にすることができ、位相差ＡＦにおいて適切な露出を得ることが可能となる。あるいは、第２ゲインは固定値としてもよい。第２ゲインを固定値とすることで、位相差ＡＦ時に安定したＡＦ性能を実現できる。

そして、第２制御値演算部１２２は、第２シャッタースピードを算出する（ステップＳ１００８）。第２シャッタースピードも、第１ゲインよりも広い連動範囲に設定される。これにより、第２シャッタースピードを低速にすることができ、位相差ＡＦにおいて適切な露出を得ることが可能となる。あるいは、第２シャッタースピードは固定値としてもよい。第２シャッタースピードを固定値とすることで、位相差ＡＦ時に安定したＡＦ性能を実現できる。

なお、本実施形態では、ステップＳ１００６にて第２ゲインの連動範囲を第１ゲインの連動範囲より広く設定し、ステップＳ１００８にて第２シャッタースピードの連動範囲を第１シャッタースピードの連動範囲より広く設定している。しかし、本技術はかかる例に限定されず、ステップＳ１００６またはＳ１００８のうち少なくともいずれか一方のみ実行すれば、位相差ＡＦに適正な露出を得ることができる。

その後、第２制御値演算部１２２は、プレビュー中フラグがオンであるか否かを判定する（ステップＳ６１２）。第２制御値演算部１２２は、図６のステップＳ６１６またはＳ６１８にて設定されるプレビュー中フラグのオンオフ状態に基づき判定を行う。第２制御値演算部１２２は、プレビュー中フラグがオフであるときには、図１２に示す処理を終了する。一方、プレビュー中フラグがオンであるときには、第２制御値演算部１２２は第２制御値の設定を変更する（ステップＳ１０１０〜Ｓ１０２０）。

具体的には、第２制御値演算部１２２は、まず、絞り値が閾値Ｂより明るく閾値Ａより暗い設定であるか否かを判定する（ステップＳ１０１０）。絞り値が閾値Ｂより明るく閾値Ａより暗い設定であるとき、第２制御値演算部１２２は、第２シャッタースピードを所定値Ａ１だけ低速に設定変更する（ステップＳ１０１２）。また、第２制御値演算部１２２は、第２ゲインを所定値Ａ２だけ高くなるように設定を変更する（ステップＳ１０１４）。

例えば、閾値ＡがＦ８、閾値ＢがＦ５．６であるとする。このとき、絞り値がＦ５．６より大きくＦ８より暗い場合には、第２シャッタースピードは所定値Ａ１（例えば、０．５ＥＶ）だけ低速に設定される。また、第２ゲインは、所定値Ａ２（例えば、０．５ＥＶ）だけ高い感度に設定される。

一方、ステップＳ１０１０にて絞り値が閾値Ｂより暗い設定である、または閾値Ａより明るい設定であると判定したとき、第２制御値演算部１２２は、絞り値が閾値Ｂよりも暗い設定であるかを判定する（ステップＳ１０１６）。そして、絞り値が閾値Ｂよりも暗い設定であるとき、第２制御値演算部１２２は、第２シャッタースピードを所定値Ｂ１だけ低速に設定変更する（ステップＳ１０１８）。また、第２制御値演算部１２２は、第２ゲインを所定値Ｂ２だけ高くなるように設定を変更する（ステップＳ１０２０）。

例えば、閾値ＡがＦ８、閾値ＢがＦ５．６であるとき、絞り値がＦ５．６よりより暗い場合には、第２シャッタースピードは所定値Ｂ１（例えば、１．０ＥＶ）だけ低速に設定される。また、第２ゲインは、所定値Ｂ２（例えば、１．０ＥＶ）だけ高い感度に設定される。このとき、所定値Ｂ１、Ｂ２は、所定値Ａ１、Ａ２より高く設定される。

ステップＳ１０１０〜Ｓ１０２０の後、第２制御値演算部１２２は、図１２に示す処理を終了する。なお、ステップＳ１０１６にて絞り値が閾値Ａより明るい設定であると判定した場合には、第２制御値演算部１２２は、第２ゲインおよび第２シャッタースピードを変更せず、そのまま図１２に示す処理を終了する。

このように、本実施形態に係る制御装置１００−１では、撮影用画素群１０２と位相差検出画素群１０４との露光制御が独立して行われる。制御装置１００−１は、撮影用画素群１０２および位相差検出画素群１０４のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行う。これにより、撮影用画素群１０２に対しては、ユーザの所望する画像を取得でき、また、モニタ用としてユーザにきれいで滑らかな画像を提示できるようなゲインやシャッタースピードが設定される。一方、位相差検出画素群１０４に対しては、ＡＦ性能向上のため、十分な明るさが得られるように、ゲインやシャッタースピードを撮影用画素群１０２に対する設定よりもその連動範囲が広くなるように設定される。

また、第２制御値は、第１制御値とは異なり、露光モードによらず自動的に設定される。これにより、露光モードに関係なく、位相差検出画素群１０４に対しては常に適正露出となるように第２ゲインや第２シャッタースピードを設定することができ、ＡＦ性能の向上を図ることができる。あるいは、第２制御値は、状況に応じて露光モードによらずに固定値に設定してもよい。これにより、位相差ＡＦを安定して行うことができ、ＡＦ性能の向上を図ることができる。

例えば、ステップＳ２１０で設定される第１ゲインの連動範囲がＩＳＯ１００〜ＩＳＯ３２００、第１シャッタースピードの連動範囲が１／１５〜１／８０００であったとする。このとき、ステップＳ２１２では、例えば第２ゲインの連動範囲はＩＳＯ５０〜ＩＳＯ１２８００、第２シャッタースピードの連動範囲は１〜１／１６０００に設定される。あるいは、例えば第２ゲインをＩＳＯ４００に固定し、第２シャッタースピードを１／６０に固定に設定してもよい。

（Ｓ２１４：絞り値に基づく第１制御値の補正）
図５の説明に戻り、ステップＳ２１２にて第２制御値が算出されると、次に、制御装置１００−１は、必要に応じて第１制御値の補正処理を行う（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１４では、ＡＦ／ＭＦモードやプレビューといったモニタ用画像の制御時に、ユーザの設定により絞り１４が絞られたとき、位相差検出画素群１０４の露出制御において十分なＡＦ性能を達成できる明るさを保持できるようにする。

具体的には、絞り１４が絞られた状態において、撮影用画素群１０２については後述する図１４の処理にしたがってユーザの設定した絞り値に応じて第１制御値の補正が行われる。一方、位相差検出画素群１０４については、絞り１４が絞られた状態であっても、第２シャッタースピードを低速にし、第２ゲインを高感度に設定することで、ＡＦ性能に必要な明るさを得るようにする。

図１４に基づき、第１制御値の補正について説明する。図１４に示すように、第１制御値演算部１２０は、まず、マニュアルフォーカス設定であるか否かを判定する（ステップＳ１１０２）。マニュアルフォーカスの設定であるか否かは、ＡＦ／ＭＦ切替ボタン３８の設定により判定できる。マニュアルフォーカス設定であるとき、第１制御値演算部１２０は、絞り値が閾値Ｄよりも暗い設定であるか否かを判定する（ステップＳ１１０４）。閾値Ｄは、例えばＦ１１としてもよい。ステップＳ１１０４にて絞り値が閾値Ｄ以上の明るさに設定されているときには、第１制御値演算部１２０は、第１制御値を変更することなく図１４の処理を終了する。

一方、ステップＳ１１０４にて絞り値が閾値Ｄより暗い設定であると判定したとき、第１制御値演算部１２０は、最終絞り値を閾値Ｄに相当する値に設定する（ステップＳ１１０６）。そして、第１制御値演算部１２０は、ステップＳ１１０６にて設定された最終絞り値とするための最終絞り値変化量を算出する（ステップＳ１１０８）。すなわち、最終絞り値変化量ΔＡＶは、ステップＳ２１０にて設定された絞り値とステップＳ１１０６にて設定された最終絞り値との差分であり、下記式（８）で表される。

最終絞り値変化量ΔＡＶ＝（絞り値）−（最終絞り値） ・・・（８）

その後、第１制御値演算部１２０は、第１ゲインあるいは第１シャッタースピードのいずれかの補正を行うか否かを判定する（ステップＳ１１１０）。これらの補正を行うか否かは、第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値が、第１ゲイン最小値以上であるか否かにより判定される。すなわち、ステップＳ１１１０では、補正後の第１ゲインが第１ゲイン最小値よりも大きいか否かが判定される。

第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値が第１ゲイン最小値以上であるとき、第１制御値演算部１２０は、第１ゲインを、当該第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値に補正する（ステップＳ１１１２）。一方、第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値が第１ゲイン最小値より小さいときには、第１制御値演算部１２０は、第１シャッタースピードを、当該第１シャッタースピードに最終絞り値変化量ΔＡＶを加えた値に補正する（ステップＳ１１１４）。

ステップＳ１１０２に戻り、ステップＳ１１０２にてマニュアルフォーカス設定ではない場合には、第１制御値演算部１２０は、絞り補正の設定がオンであるか否かを判定する（ステップＳ１１１６）。絞り補正の設定は、バックアップ値あるいはメニューの設定から確認できる。ステップＳ１１１６にて絞り補正の設定がオフであると判定したときには、第１制御値演算部１２０は、第１制御値を変更することなく図１４の処理を終了する。

一方、ステップＳ１１１６にて補正の設定がオンであると判定したときには、第１制御値演算部１２０は、絞り値が閾値Ｃよりも暗いか否かを判定する（ステップＳ１１１８）。閾値Ｃは閾値Ｄよりも小さい値に設定され、例えばＦ５．６としてもよい。ステップＳ１１１８にて絞り値が閾値Ｃ以上の明るさに設定されているときには、第１制御値演算部１２０は、第１制御値を変更することなく図１４の処理を終了する。

一方、ステップＳ１１１８にて絞り値が閾値Ｃより暗い設定であると判定したときには、第１制御値演算部１２０は、最終絞り値を閾値Ｃに相当する値に設定する（ステップＳ１１２０）。そして、第１制御値演算部１２０は、ステップＳ１１２０にて設定された最終絞り値とするための最終絞り値変化量を算出する（ステップＳ１１０８）。

最終絞り値変化量は、上述と同様に上記式（８）に基づき算出される。そして、最終絞り値変化量を算出すると、上述と同様、第１ゲインあるいは第１シャッタースピードのいずれかの補正を行うか否かが判定される（ステップＳ１１１０）。第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値が第１ゲイン最小値以上であるとき、第１制御値演算部１２０は、第１ゲインを、当該第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値に補正する（ステップＳ１１１２）。一方、第１ゲインから最終絞り値変化量ΔＡＶを引いた値が第１ゲイン最小値より小さいときには、第１制御値演算部１２０は、第１シャッタースピードを、当該第１シャッタースピードに最終絞り値変化量ΔＡＶを加えた値に補正する（ステップＳ１１１４）。

以上のように、図１４に示す処理フローに基づき、絞り値に応じて第１制御値が補正される。

（Ｓ２１６：ゲイン制御）
第１制御値および第２制御値が算出されると、制御装置１００−１は、ゲイン制御の設定を行う（ステップＳ２１６）。第１制御値演算部１２０は、算出した第１ゲインを第１ゲイン制御部１１０へ出力し、第１ゲインを更新する。また、第２制御値演算部１２２は、算出した第２ゲインを第２ゲイン制御部１１２へ出力し、第２ゲインを更新する。

（Ｓ２１８：タイミング制御）
次いで、制御装置１００−１は、タイミング制御の設定を行う（ステップＳ２１８）。第１制御値演算部１２０は、算出した第１シャッタースピードを第１タイミング制御部１１４へ出力し、撮影用画素群１０２が第１露光時間で露光されるように露出制御する。また、第２制御値演算部１２２は、算出した第２シャッタースピードを第２タイミング制御部１１６へ出力し、位相差検出画素群１０４が第２露光時間で露光されるように露出制御する。

（Ｓ２２０：絞り制御）
そして、制御装置１００−１は、絞り制御の設定を行う（ステップＳ２２０）。第１制御値演算部１２０は、設定した絞り値を絞り機構を駆動させる絞り駆動制御部（図示せず。）へ出力する。絞り駆動制御部は、当該絞り値となるように絞り機構を駆動させ、絞り１４を開閉させる。

（Ｓ２２２：モニタリング継続判定）
その後、制御装置１００−１は、モニタリング継続中かの判定を行う（ステップＳ２２２）。ＬＣＤモニタ２０によるモニタリングを継続中であれば、制御装置１００−１は、ステップＳ２０６に戻り、ステップＳ２０６からの処理を繰り返し実行する。一方、モニタリングが終了した場合には、図５に示す処理を終了する。

以上、本実施形態に係る制御装置１００−１とこれによる露出制御方法について説明した。本実施形態によれば、撮影用画素群１０２を露光制御するための第１制御値と位相差検出画素群１０４を露光制御するための第２制御値とが独立して設定される。これにより、撮影用画素群１０２に対しては、ユーザの所望する画像を取得でき、また、モニタ用としてユーザにきれいで滑らかな画像を提示できるようなゲインやシャッタースピードが設定される。一方、位相差検出画素群１０４に対しては、ＡＦ性能向上のため、十分な明るさが得られるように、ゲインやシャッタースピードを撮影用画素群１０２に対する設定よりもその連動範囲が広くなるように設定される。

＜４．変形例＞
［４−１．ユーザによる露出補正］
デジタルカメラ１においては、構図全体の明るさを自動的に測光して適正露出が決定されるが、ユーザが思ったような画像とならない場合もある。このような場合、ユーザは露出補正を行うことで、適正露出より明るく写したり暗く写したりした画像を取得することが可能となる。

このとき、位相差検出画素群１０４に対しても露出補正を行うと、ＡＦ性能が低下する可能性がある。また、モニタ用画像に基づき最終制御値を決定するとき、モニタ用画像が適正に保たれていない場合には、イメージャ測光の原理的制約により正しい測光ができておらず、最終制御値が設定した露出補正値どおりに制御できない場合もある。そこで、上記制御処理において、ユーザによる露出補正が行われる場合には、位相差検出画素群１０４に対しては、ユーザが設定する露出補正をかけないようにしてもよい。

具体的には、ユーザが露出補正を行った場合、上述のステップＳ２１２と同様に処理を行い、露出補正をかけずに位相差検出画素群１０４に対する第２制御値を取得する。そして、第１制御値演算部１２０は、演算された第２制御値にユーザが設定した露出補正を加味して、撮影用画素群１０２の撮影用の制御値を決定する。このように、ユーザによる露出補正が行われる場合には、位相差検出画素群１０４に対する制御値に基づき最終制御値を決定することで、従来の測光性能劣化を防止することができる。これにより、ユーザの露出補正の設定に関わらず、常に安定したＡＦ性能およりＡＥ性能を得ることができる。

なお、ユーザによる露出補正が行われる場合に、位相差検出画素群１０４に対して露出補正をかけない以外にも、例えば、測光性能劣化の影響を受けない範囲で位相差検出画素群１０４に対して露出補正を適用してもよい。

［４−２．ＡＦ／ＭＦモードに基づく制御値演算］
本実施形態に係る露出制御方法では、図５に示すステップＳ２０８の処理において、レンズ情報としてＡＦ情報を取得している。そこで、ＡＦ情報を利用して、撮影用画素群１０２に対する第１制御値と位相差検出画素群１０４に対する第２制御値との演算処理を切り替えるようにしてもよい。

例えば、ＡＦ情報よりオートフォーカスモードであるとき、第１制御値演算部１２０は、第２制御値演算部１２２により算出された第２制御値に基づいて絞り値を設定してもよい。

また、ＡＦ情報よりマニュアルフォーカスモードであるときには、第１制御値演算部１２０は、オートフォーカスモードとは異なる条件に基づいて、第１ゲイン、第１シャッタースピード、および絞り値を設定する。また、第２制御値演算部１２２は、第２制御値に含まれる各値の目標値を、対応する第１制御値の各値から所定量ずらした値に設定する。

これにより、フォーカスモードに適した各制御値を設定することができる。

＜５．ハードウェア構成＞
上述した各実施形態に係る制御装置１００−１の処理は、ソフトウェアと、以下に説明する制御装置１００−１のハードウェアとの協働により実現される。

図１５は、本開示に係る制御装置１００−１のハードウェア構成を示した説明図である。図１５に示したように、制御装置１００−１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１４４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４６と、ブリッジ１４８と、バス１５０と、インターフェース１５２と、入力装置１５４と、出力装置１５６と、ストレージ装置１５８と、接続ポート１６０と、通信装置１６２とを備える。

ＣＰＵ１４２は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムと協働して制御装置１００−１内の設定部１１８、第１制御値演算部１２０、第２制御値演算部１２２、調光制御部１３０、選択部１３２、本発光量演算部１３４および発光制御部１３６の動作を実現する。また、ＣＰＵ１４２は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ１４４は、ＣＰＵ１４２が使用するプログラムまたは演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ１４６は、ＣＰＵ１４２の実行にいて使用するプログラムまたは実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。ＲＯＭ１４４およびＲＡＭ１４６により、制御装置１００−１内のメモリ１２４の一部を実現する。ＣＰＵ１４２、ＲＯＭ１４４およびＲＡＭ１４６は、ＣＰＵバスなどから構成される内部バスにより相互に接続されている。

入力装置１５４は、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段、およびユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ１４２に出力する入力制御回路などから構成されている。制御装置１００−１のユーザは、入力装置１５４を操作することにより、制御装置１００−１に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

出力装置１５６は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）装置、ランプなどの装置への出力を行う。さらに、出力装置１５６は、スピーカおよびヘッドフォンなどの音声出力を行ってもよい。

ストレージ装置１５８は、データ格納用の装置である。ストレージ装置１５８は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。ストレージ装置１５８は、ＣＰＵ１４２が実行するプログラムや各種データを格納する。

接続ポート１６０は、例えば、制御装置１００−１の外部の装置または周辺機器と接続するためのバスである。また、接続ポート１６０は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）であってもよい。

通信装置１６２は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイスで構成された通信インターフェースである。また、通信装置１６２は、赤外線通信対応装置であっても、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）対応通信装置であっても、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）対応通信装置であっても、有線による通信を行うワイヤー通信装置であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、制御装置１００−１はデジタルカメラ１本体に備えるとしたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、制御装置１００−１が備える機能の少なくとも一部を、撮像装置とネットワークを介して通信可能に接続されたサーバ等に設けてもよい。例えば、図４に示す制御装置１００−１のうち第１検波値取得部１０６および第２検波値取得部１０８以外の機能部をサーバ上に備えるようにしてもよい。

この場合、撮影用画素群１０２から取得された第１検波値および位相用画素群１０４から取得された第２検波値は、ネットワークを介してサーバへ出力され、ゲイン調整された後、設定値１１８にて第１制御値および第２制御値が算出される。算出された各制御値は撮像装置へ出力され、これに基づきフォーカスレンズ１２や絞り１４が駆動される。

また、上記実施形態では、第２の画素群に位相差検出画素群１８を利用する例を説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、第２の画素群は、第１の画素群により撮像される画像と異なる被写界深度の画像を撮像する画素群であってもよい。具体的には、第１の画素群および第２の画素群の各々に対し、焦点距離の異なるマイクロレンズが備えられ、第１の画素群と第２の画素群とで異なる被写界深度を有する画像が取得され得る。このように、第２の画素群として様々な用途の画素群が採用され得ることにより、第２の画素群の汎用性を向上させることが可能となる。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群に対し、前記第１画素群と前記第２画素群との露光制御を独立して行う制御部を有し、
前記制御部は、前記第１画素群および前記第２画素群のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行う、制御装置。
（２）前記第１画素群は撮影用画素群であり、前記第２画素群は位相差検出画素群である、前記（１）に記載の制御装置。
（３）前記制御部は、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間の連動範囲のうち少なくともいずれか一方を、前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間の連動範囲よりも広く設定する、前記（１）または（２）に記載の制御装置。
（４）前記制御部は、前記第２ゲインまたは前記第２露光時間を、前記第１画素群により取得される画像に対して設定される露出モードとは独立して設定する、前記（３）に記載の制御装置。
（５）ユーザにより設定された露光補正値が入力されたとき、
前記制御部は、前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を前記露光補正値に基づいて補正し、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間のうち補正可能な値のみを前記露光補正値に基づき補正する、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の制御装置。
（６）前記制御部は、ユーザにより設定された所定の絞りの設定値に基づいて、前記第２ゲインまたは前記第２露光時間を補正する、前記（３）〜（５）のいずれか１項に記載の制御装置。
（７）前記制御部は、ユーザにより一時的に前記絞りの設定値がより絞る方向に設定されたとき、前記第２ゲインをより長く設定する、または前記第２露光時間をより大きく設定する、前記（６）に記載の制御装置。
（８）前記制御部は、前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を当該第１ゲインまたは第１露光時間の目標値に追従させる第１輝度変化量と、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間を当該第２ゲインまたは第２露光時間の目標値に追従させる第２輝度変化量とを設定し、
前記第２輝度変化量は、前記第１輝度変化量より大きく設定される、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の制御装置。
（９）前記第２輝度変化量に対して上限値は設定しない、前記（８）に記載の制御装置。
（１０）前記第１ゲインにより前記第１画素群の検波値のゲイン制御を行い、第１検波値を出力する第１ゲイン制御部と、
前記第１ゲイン制御部とは独立して前記第２ゲインにより前記第２画素群の検波値のゲイン制御を行い、第２検波値を出力する第２ゲイン制御部と、
前記第１画素群を前記第１露光時間で露光制御する第１タイミング制御部と、
前記第１タイミング制御部とは独立して前記第２画素群を前記第２露光時間で露光制御する第２タイミング制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１ゲインおよび前記第１露光時間を演算する第１制御値演算部と、
前記第２ゲインおよび前記第２露光時間を演算する第２制御値演算部と、
を有し、
前記第１制御値演算部は、前記第１検波値およびレンズ情報に基づいて、前記第１ゲイン、前記第１露光時間、および絞りの設定値を演算し、
前記第２制御値演算部は、第２検波値および前記第１制御値演算部より演算された前記絞りの設定値に基づいて、前記第２ゲインおよび前記第２露光時間を演算する、前記（３）〜（９）のいずれか１項に記載の制御装置。
（１１）前記制御部は、前記レンズ情報に含まれるフォーカスモードに応じて前記第１画素群および前記第２画素群のゲインおよび露光時間を演算し、
オートフォーカスモードであるとき、前記第２制御値演算部による演算結果に基づいて絞りの設定値を設定し、
マニュアルフォーカスモードであるとき、オートフォーカスモードとは異なる条件に基づいて前記第１ゲイン、前記第１露光時間、および前記絞りの設定値を設定するとともに、前記第２ゲインおよび前記第２露光時間の目標値を、対応する前記第２ゲインおよび前記第１露光時間から所定量ずらした値に設定する、前記（１０）に記載の制御装置。
（１２）第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を制御すること、
前記第１画素群と同一撮像面上にある第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間の制御を、前記第１画素群とは独立して行うこと、
を含む、制御方法。
（１３）同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群と、
前記第１画素群と前記第２画素群との露光制御を独立して行う制御部を有し、前記制御部は、前記第１画素群および前記第２画素群のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行う制御装置と、
からなる、露光制御システム。

１ デジタルカメラ
１０ 撮影レンズ
１２ フォーカスレンズ
１４ 絞り
１６、１０２ 撮影用画素群
１８、１０４ 位相差検出画素群
１００−１ 制御装置
１０６ 第１検波値取得部
１０８ 第２検波値取得部
１１０ 第１ゲイン制御部
１１２ 第２ゲイン制御部
１１４ 第１タイミング制御部
１１６ 第２タイミング制御部
１１８ 設定部
１２０ 第１制御値演算部
１２２ 第２制御値演算部
１２４ メモリ

Claims (11)

1. 同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群に対し、前記第１画素群と前記第２画素群との露光制御を独立して行う制御部を有し、
   前記第２画素群の第２ゲインの取り得る範囲または第２露光時間の取り得る範囲のうち少なくともいずれか一方は、前記第１画素群の第１ゲインの取り得る範囲または第１露光時間の取り得る範囲よりも広く設定されており、
   前記制御部は、
   前記第１画素群および前記第２画素群のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行い、
   前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を当該第１ゲインまたは第１露光時間の目標値に追従させる第１輝度変化量と、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間を当該第２ゲインまたは第２露光時間の目標値に追従させる第２輝度変化量とを設定し、
   前記第２輝度変化量を、前記第１輝度変化量より大きく設定する、制御装置。
2. 前記第１画素群は撮影用画素群であり、前記第２画素群は位相差検出画素群である、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記第２ゲインまたは前記第２露光時間を、前記第１画素群により取得される画像に対して設定される露出モードとは独立して設定する、請求項１または２に記載の制御装置。
4. ユーザにより設定された露光補正値が入力されたとき、
   前記制御部は、前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を前記露光補正値に基づいて補正し、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間のうち補正可能な値のみを前記露光補正値に基づき補正する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、ユーザにより設定された所定の絞りの設定値に基づいて、前記第２ゲインまたは前記第２露光時間を補正する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、ユーザにより一時的に前記絞りの設定値がより絞る方向に設定されたとき、前記第２ゲインを現在の設定値より高く設定する、または前記第２露光時間を現在の設定値より長く設定する、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記第２輝度変化量に対して上限値は設定しない、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記第１ゲインにより前記第１画素群の検波値のゲイン制御を行い、第１検波値を出力する第１ゲイン制御部と、
   前記第１ゲイン制御部とは独立して前記第２ゲインにより前記第２画素群の検波値のゲイン制御を行い、第２検波値を出力する第２ゲイン制御部と、
   前記第１画素群を前記第１露光時間で露光制御する第１タイミング制御部と、
   前記第１タイミング制御部とは独立して前記第２画素群を前記第２露光時間で露光制御する第２タイミング制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１ゲインおよび前記第１露光時間を演算する第１制御値演算部と、
   前記第２ゲインおよび前記第２露光時間を演算する第２制御値演算部と、
   を有し、
   前記第１制御値演算部は、前記第１検波値およびレンズ情報に基づいて、前記第１ゲイン、前記第１露光時間、および絞りの設定値を演算し、
   前記第２制御値演算部は、第２検波値および前記第１制御値演算部より演算された前記絞りの設定値に基づいて、前記第２ゲインおよび前記第２露光時間を演算する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記制御部は、前記レンズ情報に含まれるフォーカスモードに応じて前記第１画素群および前記第２画素群のゲインおよび露光時間を演算し、
   オートフォーカスモードであるとき、前記第２制御値演算部による演算結果に基づいて絞りの設定値を設定し、
   マニュアルフォーカスモードであるとき、オートフォーカスモードとは異なる条件に基づいて前記第１ゲイン、前記第１露光時間、および前記絞りの設定値を設定するとともに、前記第２ゲインおよび前記第２露光時間の目標値を、対応する前記第１ゲインおよび前記第１露光時間から所定量ずらした値に設定する、請求項８に記載の制御装置。
10. 第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を制御すること、
    前記第１画素群と同一撮像面上にある第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間の制御を、前記第１画素群とは独立して行うこと、
    前記第２画素群の第２ゲインの取り得る範囲または第２露光時間の取り得る範囲のうち少なくともいずれか一方を、前記第１画素群の第１ゲインの取り得る範囲または第１露光時間の取り得る範囲よりも広く設定すること、
    前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を当該第１ゲインまたは第１露光時間の目標値に追従させる第１輝度変化量と、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間を当該第２ゲインまたは第２露光時間の目標値に追従させる第２輝度変化量とを設定すること、
    前記第２輝度変化量を、前記第１輝度変化量より大きく設定すること、
    を含む、制御方法。
11. 同一撮像面上にある第１画素群および第２画素群と、
    前記第１画素群と前記第２画素群との露光制御を独立して行う制御部を有し、前記第２画素群の第２ゲインの取り得る範囲または第２露光時間の取り得る範囲のうち少なくともいずれか一方は、前記第１画素群の第１ゲインの取り得る範囲または第１露光時間の取り得る範囲よりも広く設定されており、前記制御部は、前記第１画素群および前記第２画素群のゲインまたは露光時間の制御をそれぞれ独立して行い、前記第１画素群の第１ゲインまたは第１露光時間を当該第１ゲインまたは第１露光時間の目標値に追従させる第１輝度変化量と、前記第２画素群の第２ゲインまたは第２露光時間を当該第２ゲインまたは第２露光時間の目標値に追従させる第２輝度変化量とを設定し、前記第２輝度変化量を、前記第１輝度変化量より大きく設定する制御装置と、
    からなる、露光制御システム。
    

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