JPWO2013183406A1 - 撮像装置及び画像表示方法 - Google Patents

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Abstract

マニュアルフォーカス時にスプリットイメージを見ながらピント調整を行うことができ、特に色ずれのないカラーのスプリットイメージを表示可能にする。撮像素子は、ピントずれに応じた位相差をもつ第１、第２の画像に対応する位相差画素群（第１、第２の画素群）と、通常の第３の画像に対応する第３の画素群とを有し、第１、第２の画素群からベイヤ配列の第１の画像及び第２の画像を出力し、第３の画素群からＲＡＷ画像と同じカラー配列の第３の画像を出力する。撮像素子から取得した第１、第２の画像に基づいてカラーのスプリットイメージを生成するとともに、第３の画像に基づいて表示用のカラー画像を生成し、生成した表示用のカラー画像の一部にカラーのスプリットイメージを合成することにより、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示する。

Description

本発明は撮像装置及び画像表示方法に係り、特にマニュアルフォーカス用のスプリットイメージを表示する技術に関する。
デジタルカメラとして、位相差検出方式やコントラスト検出方式を用いたオートフォーカスの他に、使用者が手動でフォーカス調整を行うことができる、いわゆるマニュアルフォーカスモードを備えるものが良く知られている。
マニュアルフォーカスモードを有するデジタルカメラとしては、撮影した被写体を確認しながらフォーカス調整ができるようにレフレックスミラーを設けて、目視による位相差を表示するスプリットマイクロプリズムスクリーンを用いた方法や、目視によるコントラストの確認を行う方法を採用しているものが良く知られている。
ところで、近年普及しているレフレックスミラーを省略したデジタルカメラでは、レフレックスミラーがないため位相差を表示しながら被写体像を確認する方法がない。そのため、コントラスト検出方式に頼らざるを得なかった。しかし、この場合には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置の解像度以上のコントラストの表示ができず、一部拡大するなどして表示する方法を採らざるを得なかった。
そこで、近年では、マニュアルフォーカスモード時に操作者が被写体に対してピントを合わせる作業を容易にするために、スプリットイメージをライブビュー画像（スルー画ともいう）内に表示している。ここで、スプリットイメージとは、２分割された上下画像がピントのずれに応じて左右方向にずれ、ピントが合った状態だと上下画像の左右方向のずれがなくなる画像をいう。操作者は、スプリットイメージの上下画像のずれがなくなるように、マニュアルフォーカスリングを操作してピントを合わせる。
特許文献１に記載のマニュアルフォーカス装置は、被写体光路上で左右にシフト移動が可能な開口絞りを設け、開口絞りを右シフトさせたときの画像と左シフトさせたときの画像とからスプリットイメージを作成し、これをモニタ表示するようにしている。
また、特許文献２に記載の撮像装置は、撮像光学系からの光束のうち、瞳分割部によって分割された光束により形成された第１の被写体像及び第２の被写体像をそれぞれ光電変換した第１の画像及び第２の画像を生成し、これらの第１及び第２の画像を用いてスプリットイメージを生成する。さらに、瞳分割部によって分割されない光束により形成された第３の被写体像を光電変換して第３の画像を生成する。そして、前記第３の画像を表示部に表示するとともに、第３の画像内に前記生成したスプリットイメージを表示し、かつ第３の画像から抽出した色情報をスプリットイメージに付加するようにしている。
特許文献３に記載のデジタルカメラは、位相差検出方式の測距部を備え、この測距部により測距された被写体までの距離に応じたずれ量を求め、このずれ量に応じて左右相反する方向にずらしたスプリットイメージをライブビュー画像内に表示している。
特開２００４−４０７４０号公報 特開２００９−１４７６６５号公報 特開２００１−３０９２１０号公報
しかしながら、特許文献１に記載のマニュアルフォーカス装置は、絞りを移動させる機械的な構成が必要になるので、この構成を収納するスペースの確保、及び部品点数の増加などの問題が生じる。また、特許文献２に記載の撮像装置では、色情報は瞳分割された位相情報を含まないため、スプリットイメージの輝度と色のずれが生じるという問題がある。
特許文献３に記載のデジタルカメラは、被写体光を瞳分割して撮像する構成を有さないので、正確で破綻のないスプリットイメージの実現が困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マニュアルフォーカス時に合焦確認画像を見ながらピント調整を行うことができ、特に色ずれのないカラーの合焦確認画像を表示することができる撮像装置及び画像表示方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明の一の態様に係る撮像装置は、マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、撮影レンズの異なる第１、第２の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第１、第２の画素群と、被写体像が瞳分割されずに結像される第３の画素群とを有し、第１、第２の画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１の画像及び第２の画像を出力し、第３の画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列の第３の画像を出力する撮像素子と、カラーのライブビュー画像を表示する表示部と、撮像素子から取得した第１の画像と第２の画像とに基づいてカラーの合焦確認画像を生成する合焦確認画像生成部（スプリットイメージ処理部）と、撮像素子から取得した第３の画像に基づいて表示部に表示させる表示用の第２のカラー画像を生成する画像処理部（通常処理部）と、画像処理部により生成された表示用の第２のカラー画像の表示領域内に合焦確認画像生成部により生成されたカラーの合焦確認画像を表示する表示制御部と、を備えている。
本発明の一の態様によれば、マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、撮影レンズの異なる第１、第２の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第１、第２の画素群と、被写体像が瞳分割されずに結像される第３の画素群とを有し、第１、第２の画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１の画像及び第２の画像を出力し、第３の画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列の第３の画像を出力する撮像素子を使用している。そして、第３の画像から生成された表示用の第２のカラー画像の表示領域内に第１、第２の画像から生成したカラーの合焦確認画像を表示し、これによりマニュアルフォーカス時に色ずれのないカラーの合焦確認画像を見ながらピント調整を行うことができるようにしている。また、撮像素子は、第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１、第２の画像を出力できるようにしたため、第３の画像と同様の画像処理、又は一般的なベイヤ配列と同じ画像処理により合焦確認画像を生成することができる。
本発明の他の態様に係る撮像装置において、合焦確認画像生成部により生成される合焦確認画像は、第１、第２の画像に対応する分割された画像であって、合焦状態に応じて分割された画像間がずれたスプリットイメージであることが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、撮影レンズは、撮像装置本体に着脱自在な交換レンズ、又は装置本体に固定された一体型レンズであり、撮影レンズのデフォーカス量を手動操作で調整する手動操作部を有している。装置本体との間で通信を行うことができない交換レンズが装着された場合であっても、合焦確認画像を使用して手動操作部を操作することによりマニュアルフォーカスを行うことができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、画像処理部は、第３の画素群に基づいて第１、第２の画素群に対応する瞳分割されていない画素群を生成する生成部を有し、瞳分割されていない１画面分の全画素からなる記録用の第３のカラー画像を生成し、記録用の第３のカラー画像を記録する記録部を備え、合焦確認画像生成部は、画像処理部の処理と並列に処理し、表示制御部は、画像処理部と合焦確認画像生成部とから同時に出力される表示用の第２のカラー画像と合焦確認画像とを合成して表示部に表示させることが好ましい。
記録時には、通常のカラー画像（カラー動画又は静止画）を記録することができ、表示用のライブビュー画像（動画記録中のライブビュー画像又は静止画撮影前のライブビュー画像）は、合焦確認画像を含むマニュアルフォーカス用の画像を表示させることができ、フォーカシングを支援することができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、撮像素子から出力される第１の画像と第２の画像の位相差を検出する位相差検出部（中央処理装置）を備え、表示制御部は、合焦確認画像生成部により生成される合焦確認画像のうちの、位相差検出部により検出された位相差が所定の閾値よりも小さい部分については、画像処理部により生成された表示用の第２のカラー画像を使用することが好ましい。
位相差検出部により検出された位相差が所定の閾値よりも小さい部分の位相ずれは、合焦確認画像により判別できないため、その部分の画像として表示用の第２のカラー画像を使用し、これによりピントが合っている部分の画像を高画質の画像にすることができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、所定の閾値は、表示部の水平画素数をＮ、撮像素子の水平画素数をＨとすると、Ｈ／Ｎにすることが好ましい。即ち、表示部で位相ずれが確認できない位相差を閾値にしている。また、ｋ×（Ｈ／Ｎ）（ｋ：１近傍の係数）により微調整した値を閾値として用いてもよい。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、光学ビューファインダ又は電子ビューファインダとして使用されるビューファインダと、ビューファインダを電子ビューファインダとして使用する電子ビューファインダモードと光学ビューファインダとして使用する光学ビューファインダモードとを切り替えるファインダ切替え部（ファインダ切替えレバー）と、光学ビューファインダモードが設定された場合に、光学ビューファインダの光学像と表示部により表示されるライブビュー画像とを光学的に合成する合成部（表示制御部）と、ファインダ切替え部により電子ビューファインダモードへの切替え時に光学像の合成部への入射を遮蔽する遮蔽部（表示制御部）と、を備え、表示制御部は、ファインダ切替え部により光学ビューファインダモードへの切替え時に合焦確認画像生成部により生成された合焦確認画像のみを表示部に表示させることが好ましい。
本発明の更に他の態様によれば、ビューファインダを電子ビューファインダと光学ビューファインダとを使い分けることができ、光学ビューファインダとして使用する場合には、更に合焦確認画像のみを表示部に表示させることにより、光学像に合焦確認画像を合成して表示させることができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、撮像素子は、第１の画素群の各画素と第２の画素群の各画素とが互いに隣接して対になって配設されていることが好ましい。これにより、位相差を正確に算出することができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、撮像素子から出力される第１の画像と第２の画像の位相差を検出する位相差検出部（中央処理装置）と、マニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替えるフォーカスモード切替え部（ダイヤル）と、フォーカスモード切替え部によりオートフォーカスモードに切り替えられると、位相差検出部により検出された位相差に基づいて撮影レンズのデフォーカス量がゼロになるように撮影レンズの位置を調整する自動焦点調整部（中央処理装置）、を備えている。
これにより合焦確認画像を使用したマニュアルフォーカスと、検出された位相差によるオートフォーカスとをユーザが適宜切り替えて使用することができる。
本発明の更に他の態様に係る画像表示方法は、(a) マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、撮影レンズの異なる第１、第２の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第１、第２の画素群と、被写体像が瞳分割されずに結像される第３の画素群とを有する撮像素子から前記第１のカラー画像を取得する工程と、(b)取得した第１のカラー画像から第１、第２の画素群に対応する第１、第２の画像であって、第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１の画像及び第２の画像を抽出する工程と、(c)抽出した第１の画像と第２の画像とに基づいてカラーの合焦確認画像を生成する合焦確認画像生成工程と、(d)取得した第１のカラー画像のうちの第３の画素群に対応する第３の画像に基づいて表示用の第２のカラー画像を生成する画像処理工程と、(e)生成された表示用の第２のカラー画像の表示領域内に合焦確認画像生成部により生成されたカラーの合焦確認画像を表示する工程と、を含み、工程(a)から工程(e)を繰り返し実行してカラーの合焦確認画像が表示されたライブビュー画像を表示部に表示させるようにしている。
本発明の更に他の態様に係る画像表示方法において、画像処理工程は、第３の画素群の第３の画像に基づいて第１、第２の画素群に対応する瞳分割されていない画像を生成する工程を含み、瞳分割されていない１画面分の全画素の画像からなる記録用の第３のカラー画像を生成することが好ましい。
本発明によれば、マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、第１、第２の画素群（第１、第２の位相差画素群）と、位相差のない第３の画素群（通常画素群）とを有し、第１、第２の位相差画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１、第２の位相差画像を出力し、通常画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列の第３の画像を出力する撮像素子を使用し、第３の画像から生成された表示用の第２のカラー画像の表示領域内に、第１、第２の位相差画像から生成したカラーの合焦確認画像を表示するようにている。そのため、マニュアルフォーカス時に色ずれのないカラーの合焦確認画像を見ながらピント調整を行うことができる。
本発明の一の実施の形態に係るレンズ交換式カメラである撮像装置を斜め前方から見た斜視図 図１に示した撮像装置の背面図 図１に示した撮像装置の実施形態を示すブロック図 撮像素子に設けられているカラーフィルタのカラーフィルタ配列及び遮光部材を示す図（全体） 撮像素子に設けられているカラーフィルタのカラーフィルタ配列及び遮光部材を示す図（Ａ面） 撮像素子に設けられているカラーフィルタのカラーフィルタ配列及び遮光部材を示す図（Ｂ面） 位相差画素である第１の画素の構成例を示す図 位相差画素である第２の画素の構成例を示す図 図４Ａに示した撮像素子に含まれる左右の位相画素群のうちの一方（第１の画素群）のみを示す図 図４Ａに示した撮像素子に含まれる左右の位相画素群のうちの他方（第２の画素群）のみを示す図 表示部に表示されるライブビュー画像の第１の実施形態を示す図（位相差がある場合） 表示部に表示されるライブビュー画像の第１の実施形態を示す図（位相差がない場合） 撮像装置の要部の機能ブロック図 第２の実施形態のライブビュー画像を生成する方法を示すフローチャート 第２の実施形態のライブビュー画像を示す図 第３の実施形態のライブビュー画像を生成する方法を示すフローチャート 撮像素子及び表示部の水平方向の画素数を示す図 スプリットイメージが重畳表示された光学ビューファインダ（ＯＶＦ）のファインダ像を示す図 他の実施形態の撮像素子に設けられているカラーフィルタのカラーフィルタ配列及び遮光部材を示す図 図１４に示した撮像素子に含まれる左右の位相画素群のうちの一方（第２の画素群）のみを示す図 図１４に示した撮像素子に含まれる左右の位相画素群のうちの他方（第１の画素群）のみを示す図 撮像装置の他の実施形態であるスマートフォンの外観図 スマートフォンの要部構成を示すブロック図 第１画像及び第２画像を奇数ラインと偶数ラインとに分けて交互に並べて表示させてなる他実施形態のスプリットイメージの説明図 水平方向に対して傾いた斜めの分割線により分割されている他実施形態のスプリットイメージの概略図 市松模様状に形成された他実施形態のスプリットイメージの概略図 市松模様状に形成された他実施形態のスプリットイメージの概略図
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の実施の形態について説明する。
［撮像装置の外観］
図１は本発明の一の実施の形態に係るレンズ交換式カメラである撮像装置１００を斜め前方から見た斜視図であり、図２は撮像装置１００の背面図である。
撮像装置１００は、カメラ本体２００と、カメラ本体２００に交換可能に装着される交換レンズ３００（撮影レンズ、フォーカスリング３０２（手動操作部））とを備え、レフレックスミラーが省略されたデジタルカメラである。
カメラ本体２００と交換レンズ３００とは、カメラ本体２００に備えられたマウント２５６と、マウント２５６に対応する交換レンズ３００側のマウント３４６（図３）とが結合されることにより交換可能に装着される。
カメラ本体２００の前面には、マウント２５６の他、光学ビューファインダのファインダ窓２４１、ファインダ切替えレバー（ファインダ切替え部）２１４等が設けられている。ファインダ切替えレバー２１４を矢印ＳＷ方向に回動させると、光学ビューファインダで視認可能な像が光学像と電子像（ライブビュー画像）との間で切り換わるようになっている（後述）。尚、光学ビューファインダの光軸Ｌ２は、交換レンズ３００の光軸Ｌ１とは異なる光軸である。また、カメラ本体２００の上面には、主としてレリーズボタン２１１及び撮影モード等の設定用のダイヤル２１２が設けられている。
カメラ本体２００の背面には、主として、光学ビューファインダのファインダ接眼部２４２、表示部２１３、十字キー２２２、ＭＥＮＵ／ＯＫキー２２４、ＢＡＣＫ／ＤＩＳＰボタン２２５が設けられている。
十字キー２２２は、メニューの選択、ズームやコマ送り等の各種の指令信号を出力するマルチファンクションのキーとして機能する。ＭＥＮＵ／ＯＫキー２２４は、表示部２１３の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行などを指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。ＢＡＣＫ／ＤＩＳＰボタン２２５は、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、あるいは１つ前の操作状態に戻らせるときなどに使用される。
表示部２１３は、撮影モード時のライブビュー画像（スルー画像）の表示や再生モード時の再生画像の表示に用いられる他、メニュー画面等の表示に用いられる。
［撮像装置の内部構成］
図３は本発明に係る撮像装置１００の実施形態を示すブロック図である。
この撮像装置１００は、撮影した静止画や動画を記録するデジタルカメラであり、カメラ全体の動作は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２によって統括制御されている。
撮像装置１００の操作部１４は、図１及び図２に示すようにレリーズボタン２１１、撮影モード等を選択するダイヤル（フォーカスモード切替え部）２１２、表示部２１３、ファインダ切替えレバー２１４、十字キー２２２、ＭＥＮＵ／ＯＫキー２２４、ＢＡＣＫ／ＤＩＳＰボタン２２５を含む。この操作部１４からの各種の操作信号は、ＣＰＵ１２に加えられるようになっている。
撮影モードが設定されると、被写体を示す画像光は、手動操作により移動可能なフォーカスレンズを含む撮影レンズ１６及びシャッタ１８を介してカラーの撮像素子（例えば、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）センサ）２０の受光面に結像される。撮像素子２０に蓄積された信号電荷は、デバイス制御部２２から加えられる読出し信号によって信号電荷（電圧）に応じたデジタル信号として順次読み出される。尚、撮像素子２０は、読出し信号のタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
［撮像素子］
次に、上記撮像素子２０の構成について説明する。
図４Ａから４Ｃは撮像素子２０に設けられているカラーフィルタのカラーフィルタ配列及び遮光部材に関して示している。
図４Ａに示すように、撮像素子２０は各画素上に配置されている赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタとして、ベイヤ配列のＡ面の画素群（図４Ｂ）とＢ面の画素群（図４Ｃ）とが、水平方向及び垂直方向に互いに半ピッチずれて配置されている。
また、図４Ｂに示すＡ面の画素群は、通常画素群（第３の画素群）ＲＡ、ＧＡ及びＢＡと、位相差検出用の位相差画素群（第１の画素群）とから構成されている。図４Ｃに示すＢ面の画素群は、通常画素群（第３の画素群）ＲＢ、ＧＢ及びＢＢと、位相差検出用の位相差画素群（第２の画素群）とから構成されている。
図５Ａ及び５Ｂは撮像素子２０に配置されている位相差画素の一例を示す図である。
図５Ａに示す第１の画素は、フォトダイオードＰＤの前面側（マイクロレンズＬ側）に、受光面の左半分を遮光する遮光部材２０Ａが配設される。一方、図５Ｂに示す第２の画素は、フォトダイオードＰＤの前面側に、受光面の右半分を遮光する遮光部材２０Ｂが配設されている。
マイクロレンズＬ、及び遮光部材２０Ａ、２０Ｂは瞳分割部として機能し、第１の画素は、撮影レンズ１６の射出瞳を通過する光束の光軸の左側のみを受光し、第２の画素は、撮影レンズ１６の射出瞳を通過する光束の光軸の右側のみを受光する。このように、瞳分割部であるマイクロレンズＬ及び遮光部材２０Ａ、２０Ｂにより、射出瞳を通過する光束が左右に分割され、それぞれ第１の画素及び第２の画素（位相差画素）に入射する。
また、撮影レンズ１６の射出瞳を通過する光束のうちの左半分の光束に対応する被写体像と、右半分の光束に対応する被写体像のうち、ピントが合っている部分は、撮像素子２０上の同じ位置に結像するが、前ピン又は後ピンの部分は、それぞれ撮像素子２０上の異なる位置に入射する（位相がずれる）。これにより、左半分の光束に対応する被写体像と、右半分の光束に対応する被写体像とは、視差が異なる視差画像（左目画像、右目画像）として取得することができる。尚、この実施の形態の撮像素子２０は、ＣＭＯＳ型のイメージセンサであるが、これに限らず、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサでもよい。
図６Ａは、図４Ａに示した撮像素子２０に含まれる左右の位相画素群のうちの一方（図４Ｂに示す第１の画素群）のみを示す図である。図６Ｂは、図４Ａに示した撮像素子２０に含まれる左右の位相画素群のうちの他方（図４Ｃに示す第２の画素群）のみを示す図である。
図６Ａ及び６Ｂに示すように、左右の位相画素群のカラーフィルタ配列は、それぞれベイヤ配列になっている。即ち、左右の位相差画素群のカラーフィルタ配列がそれぞれベイヤ配列になるように、Ａ面の画素群及びＢ面の画素群のうちの一部の画素が位相画素として配置されている。
また、左右の位相画素群（第１の画素群、第２の画素群）の各画素は、互いに隣接して（最小ピッチ間隔で）対になって配設されている。これにより、左右の位相画素群の位相差を正確に算出することができるようになっている。
図３に戻って、上記構成の撮像素子２０からはＡ面のベイヤ配列と同じカラー配列の第１のカラー画像（ＲＡＷ画像：Ａ面のデジタル信号）及びＢ面のベイヤ配列と同じカラー配列の第１のカラー画像（ＲＡＷ画像：Ｂ面のデジタル信号）が読み出され、インターフェース部２４を介してＳＤＲＡＭ（synchronous dynamic random access memory）などのメモリ２６に一時記憶される。
画像処理部２８は、Ａ面及びＢ面のデジタル信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）のうち、第３の画素群に対応するＲ、Ｇ、Ｂ信号を処理し、通常のカラー画像（第２のカラー画像）のデータを生成する通常処理部３０と、第１及び第２の画素群に対応するＲ、Ｇ、Ｂ信号を処理し、カラーのスプリットイメージを生成するスプリットイメージ処理部３２（合焦確認画像生成部）とを有している。
通常処理部３０及びスプリットイメージ処理部３２は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ信号のゲインを調整してホワイトバランス（ＷＢ）補正を行うＷＢゲイン部、ＷＢ補正された各Ｒ、Ｇ、Ｂ信号をガンマ補正するガンマ補正部、撮像素子２０のカラーフィルタ配列（ベイヤ配列）に対応した色補間処理を行い、同時化したＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成する同時化処理部等を有しており、メモリ２６に一次記憶された元のデジタル信号（ＲＡＷデータ）に対して各処理部で順次信号処理を行う。
通常処理部３０により処理されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、エンコーダ３４により記録用の信号にエンコーディングされ、記録部４０（図８参照）に記録される。
尚、撮像素子２０は、Ａ面の画素群とＢ面の画素群との露出条件（電子シャッタによるシャッタ速度）を変えることができ、これにより露出条件の異なる２枚の画像を同時に取得することができる。画像処理部２８は、露出条件の異なる２枚の画像に基づいて広ダイナミックレンジの画像を生成することができる。また、同じ露出条件で２枚の画像を同時に取得することができ、これら画像を加算することによりノイズの少ない高感度の画像を生成し、あるいは高解像度の画像を生成することができる。
通常処理部３０により処理された表示用のカラー画像と、スプリットイメージ処理部３２により処理されたカラーのスプリットイメージの各画像データは、それぞれ表示制御部３６に加えられる。表示制御部３６は、入力する通常のカラー画像の表示領域内にカラーのスプリットイメージを合成し、合成した画像データを表示部２１３に出力する。ここで、スプリットイメージ処理部３２により生成されるスプリットイメージは、Ａ面の位相差画素群から生成された画像（例えば、上画像）とＢ面の位相差画素から生成された画像（例えば、下画像）とを合成した２分割の上下画像であり、合焦状態に応じて２分割された上下画像間がずれた画像である。
通常のカラー画像にカラーのスプリットイメージを合成する方法としては、通常のカラー画像の一部の画像に替えて、スプリットイメージを嵌め込む合成に限定されない。例えば、通常のカラー画像の上にスプリットイメージを重畳させる合成でもよい。また、スプリットイメージを重畳する際に、スプリットイメージが重畳される通常のカラー画像の一部の画像とスプリットイメージとの透過率を適宜調整して重畳させてもよい。
これにより、連続的に撮影している被写体像を示すライブビュー画像が表示部２１３の画面上に表示されるが、表示されるライブビュー画像は、通常のカラー画像の表示領域内にカラーのスプリットイメージが表示された画像となる。
また、撮像装置１００は、ダイヤル２１２（フォーカスモード切替え部）によりマニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替えることができるようになっており、マニュアルフォーカスモードが選択されると、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示部２１３に表示させることが好ましい。
一方、ダイヤル２１２によりオートフォーカスモードが選択されると、ＣＰＵ１２は、位相差検出部及び自動焦点調整部として機能する。位相差検出部は、位相差画素である第１の画素群の第１の画像と第２の画素群の第２の画像との位相差を検出し、自動焦点調整部は、検出された位相差に基づいて撮影レンズ１６のデフォーカス量（第１、第２の画像間の位相ずれ）がゼロになるように、デバイス制御部２２からマウント２５６、３４６を介して図示しないレンズ駆動部を制御し、撮影レンズ１６を合焦位置に移動させる。
＜ライブビュー画像の第１の実施形態＞
図７Ａ及び７Ｂは表示部２１３に表示されるライブビュー画像の第１の実施形態を示す図である。
図７Ａ及び７Ｂに示すように、画面中央の枠６０の内側にスプリットイメージが表示され、枠６０の外側に通常画像が表示される。
即ち、第１、第２の画素群は、枠６０のサイズに対応して設けられており、スプリットイメージは、第１の画素群に基づいて生成される枠６０の上半分６０Ａの画像（視差画像）と、第２の画素群に基づいて生成される枠６０の下半分６０Ｂの画像（視差画像）とにより構成されている。
いま、枠６０内の被写体に対し、撮影レンズ１６のピントが合っていない場合には、図７Ａに示すようにスプリットイメージの上半分６０Ａの視差画像と、下半分６０Ｂの視差画像との境界の画像が視差方向（水平方向）にずれるとともに、通常画像とスプリットイメージとの境界の画像も視差方向にずれる（位相差が生じる）。
一方、枠６０内の被写体に対し、撮影レンズ１６のピントが合っている場合には、図７Ｂに示すようにスプリットイメージの上半分６０Ａの視差画像と、下半分６０Ｂの視差画像との境界の画像が一致し、通常画像とスプリットイメージとの境界の画像も一致する（位相差が生じない）。
撮影者は、表示部２１３に表示されるスプリットイメージにより撮影レンズ１６の合焦状態を確認することができ、マニュアルフォーカスモード時には、撮影レンズ１６のフォーカスリング３０２を手動操作することによりピントのずれ量（デフォース量）をゼロにすることができる。
また、通常画像とスプリットイメージとをそれぞれ色ずれのないカラー画像で表示することができ、撮影者の手動によるフォーカス調整をカラーのスプリットイメージで支援することができる。
図８は撮像装置１００の要部の機能ブロック図である。尚、図３に示したブロック図と共通する部分には同一の符号が付されている。
図８において、通常処理部３０は、インターフェース部２４から出力されるＲ、Ｇ、ＢのＲＡＷデータ（ＲＡＷ画像）を入力し、第１、第２の画素群の位置のＲ、Ｇ、Ｂの画素を、第３の画素群のうちの同色の周辺画素により補間して生成する補正部３０Ａを有している。これにより、第３の画素群のみを有する撮像素子と同様に１画面分の第３の画素群のＲＡＷ画像を得ることができ、第３の画素群のＲＡＷ画像に基づいて記録用の通常のカラー画像（第３のカラー画像）を生成することができる。
通常処理部３０は、生成した記録用のカラー画像の画像データをエンコーダ３４及び表示制御部３６に出力する。
一方、スプリットイメージ処理部３２は、メモリ２６に一旦記憶されたＲＡＷデータから第１の画素群及び第２の画素群のＲ、Ｇ、Ｂ信号を抽出し、第１の画素群及び第２の画素群のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてカラーのスプリットイメージ（図７Ａ及び７Ｂの枠６０内の画像）を生成する。
ＲＡＷデータから抽出される第１の画素群及び第２の画素群は、図６Ａ及び６Ｂに示すようにベイヤ配列となっており、スプリットイメージ処理部３２は、ベイヤ配列の第１の画素群及び第２の画素群のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて、通常処理部３０と同様の同時化処理等を含む画像処理を行うことで、左右の視差画像を生成することができる。そして、スプリットイメージ処理部３２は、左の視差画像の上半分（図７Ａ及び７Ｂに示した枠６０の上半分６０Ａ）の画像と、右の視差画像の下半分（図７Ａ及び７Ｂに示した枠６０の下半分６０Ｂ）の画像とを合成することによりスプリットイメージを生成し、生成したスプリットイメージの画像データを表示制御部３６に出力する。
尚、第１の画素群及び第２の画素群は、受光面の左半分又は右半分が遮光されているため、第１の画素群及び第２の画素群のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、第３の画素群のＲ、Ｇ、Ｂ信号よりも小さい値になる。従って、スプリットイメージ処理部３２は、スプリットイメージの明るさが、第３の画素群から生成される画像と同じ明るさになるように明るさの補正を行うことが好ましい。
また、上記通常処理部３０とスプリットイメージ処理部３２は、撮像素子２０により１画面分のＲＡＷデータが取得される毎に、そのＲＡＷデータに対して並列に画像処理を行う。
表示制御部３６は、通常処理部３０から加えられる第３の画素群に対応する記録用の画像データと、スプリットイメージ処理部３２から加えられる第１、第２の画素群に対応するスプリットイメージの画像データとに基づいて表示用の画像データを生成する。
即ち、表示制御部３６は、表示部２１３の画面サイズ（縦横の画素数）、図７Ａ及び７Ｂに示した枠６０内の画面サイズに応じて、それぞれ入力する記録用の画像及びスプリットイメージをリサイズし、記録用の画像のリサイズ後の画像（表示用の画像）の一部に、スプリットイメージを合成することにより、表示用の画像データを生成する。
スプリットイメージが合成された画像データは、表示部２１３に出力される。これにより、表示部２１３には、通常のカラー画像の一部にカラーのスプリットイメージが合成された、被写体像を示すライブビュー画像が表示される。
また、ダイヤル２１２により撮影モードとして動画モードが選択されている場合には、通常処理部３０により生成された記録用の画像データ（動画データ）がエンコーダ３４を介して記録部４０に記録され、撮影モードとして静止画モードが選択されている場合には、シャッタレリーズ時に通常処理部３０により生成された記録用の画像データ（静止画データ）がエンコーダ３４を介して記録部４０に記録される。
［ハイブリッドファインダ］
カメラ本体２００に設けられているハイブリッドファインダ２２０は、光学ビューファインダ（ＯＶＦ）２４０又は電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２４８として使用されるものである。ＯＶＦ２４０は、主として対物レンズ２４４と接眼レンズ２４６とから構成された逆ガリレオ式ファインダであり、ＥＶＦ２４８は、主として液晶表示部（ＬＣＤ）２４７、プリズム（合成部）２４５、及び接眼レンズ２４６を備える。
また、対物レンズ２４４の前方には、液晶シャッタ２４３が配設されており、液晶シャッタ２４３は、ハイブリッドファインダ２２０をＥＶＦとして使用する際に、対物レンズ２４４に光学像が入射しないように遮光する。
プリズム２４５は、ＬＣＤ２４７に表示される電子像、又は各種の情報を反射させて接眼レンズ２４６に導くとともに、光学像とＬＣＤ２４７に表示される情報（電子像、各種の情報）とを合成する。
ここで、ファインダ切替えレバー２１４を矢印ＳＷ方向に回動させると、回動させる毎にＯＶＦにより光学像を視認することができるＯＶＦモードと、ＥＶＦにより電子像を視認することができるＥＶＦモードとが交互に切り替えられる。
表示制御部３６は、ＯＶＦモードの場合、液晶シャッタ２４３が非遮光状態になるように制御し、接眼部から光学像が視認できるようにする。また、ＬＣＤ２４７には、スプリットイメージのみを表示させる。これにより、光学像の一部にスプリットイメージが重畳されたファインダ像を表示させることができる。
一方、表示制御部３６は、ＥＶＦモードの場合、液晶シャッタ２４３が遮光状態になるように制御し、接眼部からＬＣＤ２４７に表示される電子像のみが視認できるようにする。尚、ＬＣＤ２４７には、表示部２１３に出力されるスプリットイメージが合成された画像データと同等の画像データが加えられ、これにより、表示部２１３と同様に通常画像の一部にスプリットイメージが合成された電子像を表示させることができる。
＜ライブビュー画像の第２の実施形態＞
図９は第２の実施形態に係るライブビュー画像を生成する方法を示すフローチャートである。
図９において、ＣＰＵ１２は、位相差画素である第１の画素群の第１の画像と第２の画素群の第２の画像との位相差を画素単位毎に検出する（ステップＳ１０）。
続いて、スプリットイメージに対応する領域内の画素毎に、画素毎に検出した位相差が予め設定された所定の閾値以下か否かを判別する（ステップＳ１２）。
ここで、所定の閾値としては、表示部２１３に表示されるスプリットイメージが合成されたライブビュー画像上で、第１、第２の画素群の画像の位相差が視認できるか否かの境界となる位相差に設定することが好ましい。
ステップＳ１２において、判別対象の画素の位相差が、所定の閾値以下の場合（「Yes」の場合）には、ステップＳ１４に遷移させ、所定の閾値を越える場合（「No」の場合）には、ステップＳ１６に遷移させる。
ステップＳ１４では、第１又は第２の画素群の画像の代わりに、同じ画素位置に対応する第３の画素群の画像（通常画像）を出力し、ステップＳ１６では、第１又は第２の画素群の画像（スプリットイメージ）をそのまま出力する。
撮像素子２０により一定のフレームレートで動画又はスルー画像を撮影する毎に、上記ステップＳ１０からステップＳ１６の処理を繰り返し実行することにより、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示部２１３に表示させ、これによりマニュアルフォーカス時の合焦状態を確認できるようにしている。即ち、マニュアル操作によるピント合わせをアシストすることができる。
図１０は上記のようにして生成された第２の実施形態に係るライブビュー画像を示す図である。
表示部２１３の画面中央の枠６０内には、通常スプリットイメージが表示されるが、図１０に示す例では、枠６０内の右上、右下、左上、左下の４つ領域のうちの右上、右下の領域には、第３の画素群の通常画像が表示され、左上の領域には第１の画素群の画像が表示され、左下の領域には第２の画素群の画像が表示されている。
即ち、枠６０内の右上、右下の領域における第１、第２の画素群の画像の位相差が所定の閾値以下と判別され、これにより第１又は第２の画素群の画像の代わりに、第３の画素群の通常画像が表示されている。
このように位相差が所定の閾値以下と判別された第１、第２の画素群の画像を、第３の画素群の通常画像に置き換えることにより、位相差の判別が困難な領域（即ち、ピントが合っている領域）は、第１、第２の画素群の画像よりも画質のよい第３の画像群の画像にすることができる。
＜ライブビュー画像の第３の実施形態＞
図１１は第３の実施形態に係るライブビュー画像を生成する方法を示すフローチャートである。尚、図９に示したフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１１において、ステップＳ１０では、スプリットイメージに対応する領域内の位相差を画素毎に検出するが、領域内の各画素の位相差を「Ｘ画素」とする。
続いて、スプリットイメージに対応する領域内の画素毎に、画素毎の位相差「Ｘ画素」が、予め設定された閾値（Ｈ／Ｎ）以下か否か（Ｘ≦Ｈ／Ｎを満足するか否か）を判別する（ステップＳ２０）。
ここで、判別式（Ｘ≦Ｈ／Ｎ）中のＨ，Ｎは、図１２に示すようにそれぞれ撮像素子２０及び表示部２１３の水平方向の画素数である。
即ち、スプリットイメージに対応する領域内の任意の画素の位相差をＸ画素とした場合、Ｘ≦Ｈ／Ｎになると、位相差は表示部２１３の解像度以下になり、スプリットイメージが表示部２１３上でスプリットされなくなる。そこで、予め設定する閾値をＨ／Ｎにしている。
尚、所定の閾値としては、Ｈ／Ｎに限らず、ｋ×Ｈ／Ｎ（ｋ：１近傍の係数）など、Ｈ／Ｎを元に微調整した値を閾値として用いてもよい。また、カメラ本体２００の背面の表示部２１３とＥＶＦのＬＣＤ２４７の２つの表示部をもつ撮像装置の場合、どちらか表示する方の表示部の水平方向の画素数をＮにして、閾値を設定する。
＜ライブビュー画像の第４の実施形態＞
図８に示したようにハイブリッドファインダ２２０を有する撮像装置１００において、このハイブリッドファインダ２２０をＯＶＦに切り替えて使用する場合について説明する。
この場合、表示制御部３６は、液晶シャッタ２４３が非遮光状態になるように制御し、接眼部から光学像が視認できるようにし、一方、ＬＣＤ２４７には、スプリットイメージのみを表示させる。
これにより、図１３に示すようにＯＶＦに表示される画像として、光学像の一部にスプリットイメージ（電子像）が重畳されたファイダ像を表示させることができる。尚、表示方法は光学像の一部にスプリットイメージが重畳させる場合に限らず、光学像の一部を液晶シャッタ２４３等によりマスクし、マスクした領域にスプリットイメージを合成するようにしてもよい。
［撮像素子の他の実施形態］
図１４は本発明が適用される撮像素子の他の実施形態を示す図であり、特に撮像素子に設けられているカラーフィルタのカラーフィルタ配列及び遮光部材に関して示している。
図１４に示す撮像素子のカラーフィルタ配列は、６×６画素に対応する正方配列パターンからなる基本配列パターンＰ（太枠で示したパターン）を含み、この基本配列パターンＰが水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている。即ち、このカラーフィルタ配列は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のフィルタが所定の周期性をもって配列されている。
また、図１４に示す撮像素子は、図４Ａに示した撮像素子と同様に、位相差検出用の位相差画素群（第１の画素群、第２の画素群）と通常画素群（第３の画素群）とから構成されている。
第１の画素群は、受光面の左半分が遮光部材により遮光され、第２の画素群は、受光面の右半分が遮光部材により遮光され、一方、第３の画素群には、遮光部材は設けられていない。
図１５Ａは、図１４に示した撮像素子に含まれる左右の位相画素群のうちの一方（第２の画素群）のみを示す図である。図１５Ｂは、図１４に示した撮像素子に含まれる左右の位相画素群のうちの他方（第１の画素群）のみを示す図である。
図１５Ａ及び１５Ｂに示すように、左右の位相画素群のカラーフィルタ配列は、それぞれベイヤ配列になっている。即ち、左右の位相差画素群のカラーフィルタ配列がそれぞれベイヤ配列になるように、撮像素子の全画素群のうちの一部の画素が位相画素として配置されている。
図１４に示す撮像素子のカラーフィルタ配列は、６×６画素の基本配列パターンＰを有し、２×２画素の基本配列パターンを有するベイヤ配列よりも複雑になっており、同時化処理等の信号処理が複雑になる。しかし、上記のように左右の位相画素群のカラーフィルタ配列がそれぞれベイヤ配列になるように位相差画素を配置することにより、スプリットイメージを生成するための同時化処理等の信号処理を容易に行うことができるようにしている。
尚、図１５Ａ及び１５Ｂに示したように左右の位相画素群のカラーフィルタ配列がベイヤ配列になるように位相差画素を配置するようにしたが、配列パターンはこれに限定されない。例えば、図１４に示したカラーフィルタ配列において、水平方向及び垂直方向の６画素置きに位相差画素（第１の画素、第２の画素）を配置し、これにより第１、第２の画素群のカラー配列が、元のＲＡＷ画像と同じカラー配列になるようにしてもよい。
この実施形態の撮像装置１００は、レフレックスミラーが省略されたレンズ交換式のデジタルカメラである。この種のデジタルカメラにおいて、未知の交換レンズが装着された場合、オートフォーカス機能を使用することができないが、本発明によれば、スプリットイメージを表示することによりマニュアルフォーカスを行うことができる。尚、本発明は、レフレックスミラーが省略されたレンズ交換式のデジタルカメラに限らず、一体型レンズを有する撮像装置にも適用することができる。
また、この実施形態の撮像装置１００は、カメラ背面の表示部２１３とハイブリッドファインダ２２０とを有しているが、いずれか一方のみを有しているものでもよい。
［撮像装置の他の実施形態］
撮像装置１００の他の実施形態である携帯端末装置としては、例えば、カメラ機能を有する携帯電話機やスマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants)、携帯型ゲーム機が挙げられる。以下、スマートフォンを例に挙げ、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
＜スマートフォンの構成＞
図１６は、撮像装置１０の他の実施形態であるスマートフォン５００の外観を示すものである。図１６に示すスマートフォン５００は、平板状の筐体５０２を有し、筐体５０２の一方の面に表示部としての表示パネル５２１と、入力部としての操作パネル５２２とが一体となった表示入力部５２０を備えている。また、筐体５０２は、スピーカ５３１と、マイクロホン５３２、操作部５４０と、カメラ部５４１とを備えている。尚、筐体５０２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することもできる。
図１７は、図１６に示すスマートフォン５００の構成を示すブロック図である。図１７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５１０と、表示入力部５２０と、通信部５３０と、操作部５４０と、カメラ部５４１と、記憶部５５０と、外部入出力部５６０と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信部５７０と、モーションセンサ部５８０と、電源部５９０と、主制御部５０１とを備える。また、スマートフォン５００の主たる機能として、基地局装置ＢＳと移動通信網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。
無線通信部５１０は、主制御部５０１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。
表示入力部５２０は、主制御部５０１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５２１と、操作パネル５２２とを備える。生成された３Ｄ画像を鑑賞する場合には、表示パネル５２１は、３Ｄ表示パネルであることが好ましい。
表示パネル５２１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。操作パネル５２２は、表示パネル５２１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５０１に出力する。次いで、主制御部５０１は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル５２１上の操作位置（座標）を検出する。
図１６に示すように、スマートフォン５００の表示パネル５２１と操作パネル５２２とは一体となって表示入力部５２０を構成しているが、操作パネル５２２が表示パネル５２１を完全に覆うような配置となっている。この配置を採用した場合、操作パネル５２２は、表示パネル５２１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５２２は、表示パネル５２１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５２１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。
尚、表示領域の大きさと表示パネル５２１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５２２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５０２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５２２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。
通信部５３０は、スピーカ５３１やマイクロホン５３２を備え、マイクロホン５３２を通じて入力されたユーザの音声を主制御部５０１にて処理可能な音声データに変換して主制御部５０１に出力したり、無線通信部５１０あるいは外部入出力部５６０により受信された音声データを復号してスピーカ５３１から出力するものである。また、図１６に示すように、例えば、スピーカ５３１を表示入力部５２０が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン５３２を筐体５０２の側面に搭載することができる。
操作部５４０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１６に示すように、操作部５４０は、スマートフォン１の筐体５０２の表示部の下部、下側面に搭載され、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。
記憶部５５０は、主制御部５０１の制御プログラムや制御データ、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５５０は、スマートフォン内蔵の内部記憶部５５１と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部５５２により構成される。尚、記憶部５５０を構成するそれぞれの内部記憶部５５１と外部記憶部５５２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、Micro SD（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。
外部入出力部５６０は、スマートフォン５００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。
スマートフォン５００に連結される外部機器としては、例えば、有線／無線ヘッドセット、有線／無線外部充電器、有線／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、有線／無線接続されるスマートフォン、有線／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有線／無線接続されるPDA、有線／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５００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン５００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。
ＧＰＳ受信部５７０は、主制御部５０１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５００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部５７０は、無線通信部５１０や外部入出力部５６０（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。
モーションセンサ部５８０は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部５０１の指示にしたがって、スマートフォン５００の物理的な動きを検出する。スマートフォン５００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン５００の動く方向や加速度が検出される。この検出結果は、主制御部５０１に出力されるものである。
電源部５９０は、主制御部５０１の指示にしたがって、スマートフォン５００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。
主制御部５０１は、マイクロプロセッサを備え、記憶部５５０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５００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部５０１は、無線通信部５１０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。
アプリケーション処理機能は、記憶部５５０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５０１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５６０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、本発明に係る２Ｄ画像から３Ｄ画像を生成する機能などがある。
また、主制御部５０１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５２０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５０１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５２０に表示する機能のことをいう。
更に、主制御部５０１は、表示パネル５２１に対する表示制御と、操作部５４０、操作パネル５２２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５０１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するためのウィンドウを表示する。尚、スクロールバーとは、表示パネル５２１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。
また、操作検出制御の実行により、主制御部５０１は、操作部５４０を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル５２２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。
更に、操作検出制御の実行により主制御部５０１は、操作パネル５２２に対する操作位置が、表示パネル５２１に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル５２１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５２２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。
また、主制御部５０１は、操作パネル５２２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。
カメラ部５４１は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge-Coupled Device)などの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラであり、図１等に示した撮像装置１００と同様の機能を備えている。
即ち、カメラ部５４１は、マニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替えることができるように構成され、マニュアルフォーカスモードが選択されると、操作部５４０又は表示入力部５２０に表示されるフォース用のアイコンボタン等を操作することにより、カメラ部５４１の撮影レンズのピント合わせを行うことができる。そして、マニュアルフォーカスモード時には、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示パネル５２１に表示させ、これによりマニュアルフォーカス時の合焦状態を確認できるようにしている。尚、図８に示したハイブリッドファインダ２２０をスマートフォン５００に設けるようにしてもよい。
また、カメラ部５４１は、主制御部５０１の制御により、撮像によって得た画像データを例えばJPEG(Joint Photographic coding Experts Group)などの圧縮した画像データに変換し、記憶部５５０に記録したり、外部入出力部５６０や無線通信部５１０を通じて出力することができる。図１６に示すにスマートフォン５００において、カメラ部５４１は表示入力部５２０と同じ面に搭載されているが、カメラ部５４１の搭載位置はこれに限定されない。カメラ部５４１は表示入力部５２０の背面に搭載されてもよいし、あるいは、複数のカメラ部５４１が搭載されてもよい。尚、複数のカメラ部５４１が搭載されている場合には、撮影に供するカメラ部５４１を切り替えて単独にて撮影したり、あるいは、複数のカメラ部５４１を同時に使用して撮影することもできる。
また、カメラ部５４１はスマートフォン５００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル５２１にカメラ部５４１で取得した画像を表示することや、操作パネル５２２の操作入力のひとつとして、カメラ部５４１の画像を利用することができる。また、ＧＰＳ受信部５７０が位置を検出する際に、カメラ部５４１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５４１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５００のカメラ部５４１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５４１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。
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部５７０により取得した位置情報、マイクロホン５３２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５８０により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部５５０に記録したり、外部入出力部５６０や無線通信部５１０を通じて出力することもできる。
［その他］
本発明に係る撮像装置の撮像素子のカラーフィルタ配列は、図４Ａ及び図１４に示したカラーフィルタ配列に限らない。また、撮像素子に設けられる位相画素群（第１、第２の画素群）も図４Ａ及び図１４に示した配置のものに限らない。例えば、図４Ｂ及び４Ｃに示したようにＡ面、Ｂ面の全ての画素を位相差画素（第１、第２の画素群）にしてもよい。
また、スプリットイメージは、上下方向に２分割された画像に限らず、左右方向又は斜め方向に２分割された画像、あるいは３以上に分割された画像でもよい。
例えば、図１８に示すスプリットイメージ６６ａは、水平方向に平行な複数の分割線６３ａにより奇数ラインと偶数ラインとに分割されている。このスプリットイメージ６６ａでは、第１の画素群からの出力信号に基づき生成されたライン状（短冊状）の位相差画像６６Ｌａが奇数ライン（偶数ラインでも可）に表示され、第２の画素群からの出力信号に基づき生成されたライン状（短冊状）の位相差画像６６Ｒａが偶数ラインに表示される。
また、図１９に示すスプリットイメージ６６ｂは、水平方向に傾き角を有する分割線６３ｂ（例えば、スプリットイメージ６６ｂの対角線）により２分割されている。このスプリットイメージ６６ｂでは、第１の画素群からの出力信号に基づき生成された位相差画像６６Ｌｂが一方の領域に表示され、第２の画素群からの出力信号に基づき生成された位相差画像６６Ｒｂが他方の領域に表示される。
また、図２０Ａ及び２０Ｂに示すスプリットイメージ６６ｃは、水平方向及び垂直方向にそれぞれ平行な格子状の分割線６３ｃにより分割されている（図２０Ａ参照）。スプリットイメージ６６ｃでは、第１の画素群からの出力信号に基づき生成された位相差画像６６Ｌｃが市松模様（チェッカーパターン）状に並べて表示されるとともに、第２の画素群からの出力信号に基づき生成された位相差画像６６Ｒｃが市松模様状に並べて表示される（図２０Ｂ参照）。
更に、スプリットイメージに限らず、２つの位相差画像から他の合焦確認画像を生成し、合焦確認画像を表示するようにしてもよい。例えば、２つの位相差画像を重畳して合成表示し、ピントがずれている場合は２重像として表示され、ピントが合った状態ではクリアに表示されるような画像を表示してもよい。
また、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
１２…ＣＰＵ（中央処理装置）、１４…操作部、１６…撮影レンズ、２０…撮像素子、２６…メモリ、２８…画像処理部、３０…通常処理部、３２…スプリットイメージ処理部、３４…エンコーダ、３６…表示制御部、４０…記録部、６０…枠、１００…撮像装置、２００…カメラ本体、２１３…表示部、２１４…ファインダ切替えレバー、２２０…ハイブリッドファインダ、２４０…光学ビューファインダ（ＯＶＦ）、２４３…液晶シャッタ、２４４…対物レンズ、２４５…プリズム、２４６…接眼レンズ、２４７…液晶表示部（ＬＣＤ）、２４８…電子ビューファインダ（ＥＶＦ）、３００…交換レンズ、３０２…フォーカスリング、５００…スマートフォン
本発明によれば、マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、第１、第２の画素群（第１、第２の位相差画素群）と、位相差のない第３の画素群（通常画素群）とを有し、第１、第２の位相差画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１、第２の位相差画像を出力し、通常画素群から第１のカラー画像と同じカラー配列の第３の画像を出力する撮像素子を使用し、第３の画像から生成された表示用の第２のカラー画像の表示領域内に、第１、第２の位相差画像から生成したカラーの合焦確認画像を表示するようにしている。そのため、マニュアルフォーカス時に色ずれのないカラーの合焦確認画像を見ながらピント調整を行うことができる。
撮影者は、表示部２１３に表示されるスプリットイメージにより撮影レンズ１６の合焦状態を確認することができ、マニュアルフォーカスモード時には、撮影レンズ１６のフォーカスリング３０２を手動操作することによりピントのずれ量（デフォーカス量）をゼロにすることができる。
＜スマートフォンの構成＞
図１６は、撮像装置１００の他の実施形態であるスマートフォン５００の外観を示すものである。図１６に示すスマートフォン５００は、平板状の筐体５０２を有し、筐体５０２の一方の面に表示部としての表示パネル５２１と、入力部としての操作パネル５２２とが一体となった表示入力部５２０を備えている。また、筐体５０２は、スピーカ５３１と、マイクロホン５３２、操作部５４０と、カメラ部５４１とを備えている。尚、筐体５０２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することもできる。
スマートフォン５００に連結される外部機器としては、例えば、有線／無線ヘッドセット、有線／無線外部充電器、有線／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、有線／無線接続されるスマートフォン、有線／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有線／無線接続されるPDA、イヤホンなどがある。外部入出力部は、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５００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン５００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。
即ち、カメラ部５４１は、マニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替えることができるように構成され、マニュアルフォーカスモードが選択されると、操作部５４０又は表示入力部５２０に表示されるフォーカス用のアイコンボタン等を操作することにより、カメラ部５４１の撮影レンズのピント合わせを行うことができる。そして、マニュアルフォーカスモード時には、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示パネル５２１に表示させ、これによりマニュアルフォーカス時の合焦状態を確認できるようにしている。尚、図８に示したハイブリッドファインダ２２０をスマートフォン５００に設けるようにしてもよい。

Claims (11)

  1. マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、撮影レンズの異なる第１、第２の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第１、第２の画素群と、前記被写体像が瞳分割されずに結像される第３の画素群とを有し、前記第１、第２の画素群から前記第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１の画像及び第２の画像を出力し、前記第３の画素群から前記第１のカラー画像と同じカラー配列の第３の画像を出力する撮像素子と、
    カラーのライブビュー画像を表示する表示部と、
    前記撮像素子から取得した前記第１の画像と前記第２の画像とに基づいてカラーの合焦確認画像を生成する合焦確認画像生成部と、
    前記撮像素子から取得した前記第３の画像に基づいて前記表示部に表示させる表示用の第２のカラー画像を生成する画像処理部と、
    前記画像処理部により生成された前記表示用の第２のカラー画像の表示領域内に前記合焦確認画像生成部により生成された前記カラーの合焦確認画像を表示する表示制御部と、
    を備えた撮像装置。
  2. 前記合焦確認画像生成部により生成される前記合焦確認画像は、前記第１、第２の画像に対応する分割された画像であって、合焦状態に応じて分割された画像間がずれたスプリットイメージである請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記撮影レンズは、撮像装置本体に着脱自在な交換レンズ、又は装置本体に固定された一体型レンズであり、
    該撮影レンズのデフォーカス量を手動操作で調整する手動操作部を
    有する請求項１又は２に記載の撮像装置。
  4. 前記画像処理部は、前記第３の画素群の前記第３の画像に基づいて前記第１、第２の画素群に対応する瞳分割されていない画像を生成する生成部を有し、瞳分割されていない１画面分の全画素の画像からなる記録用の第３のカラー画像を生成し、
    前記記録用の第３のカラー画像を記録する記録部を備え、
    前記合焦確認画像生成部は、前記画像処理部の処理と並列に処理し、
    前記表示制御部は、前記画像処理部と前記合焦確認画像生成部とから同時に出力される前記表示用の第２のカラー画像と合焦確認画像とを合成して前記表示部に表示させる請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  5. 前記撮像素子から出力される前記第１の画像と前記第２の画像の位相差を検出する位相差検出部を備え、
    前記表示制御部は、前記合焦確認画像生成部により生成される前記合焦確認画像のうちの、前記位相差検出部により検出された位相差が所定の閾値よりも小さい部分については、前記画像処理部により生成された表示用の第２のカラー画像を使用する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
  6. 前記所定の閾値は、前記表示部の水平画素数をＮ、前記撮像素子の水平画素数をＨとすると、Ｈ／Ｎにする請求項５に記載の撮像装置。
  7. 光学ビューファインダ又は電子ビューファインダとして使用されるビューファインダと、
    前記ビューファインダを電子ビューファインダとして使用する電子ビューファインダモードと光学ビューファインダとして使用する光学ビューファインダモードとを切り替えるファインダ切替え部と、
    前記光学ビューファインダモードが設定された場合に、前記光学ビューファインダの光学像と前記表示部により表示されるライブビュー画像とを光学的に合成する合成部と、
    前記ファインダ切替え部により電子ビューファインダモードへの切替え時に前記光学像の前記合成部への入射を遮蔽する遮蔽部と、を備え、
    前記表示制御部は、前記ファインダ切替え部により光学ビューファインダモードへの切替え時に前記合焦確認画像生成部により生成された合焦確認画像のみを前記表示部に表示させる請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
  8. 前記撮像素子は、前記第１の画素群の各画素と第２の画素群の各画素とが互いに隣接して対になって配設されている請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
  9. 前記撮像素子から出力される第１の画像と第２の画像の位相差を検出する位相差検出部と、
    マニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替えるフォーカスモード切替え部と、
    前記フォーカスモード切替え部によりオートフォーカスモードに切り替えられると、前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記撮影レンズのデフォーカス量がゼロになるように該撮影レンズの位置を調整する自動焦点調整部と、
    を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
  10. (a)マトリクス状に配列された画素上に所定のカラーフィルタ配列を有するカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタのカラー配列と同じカラー配列の第１のカラー画像を出力する撮像素子であって、撮影レンズの異なる第１、第２の領域を通過した被写体像が瞳分割されてそれぞれ結像される第１、第２の画素群と、前記被写体像が瞳分割されずに結像される第３の画素群とを有する撮像素子から前記第１のカラー画像を取得する工程と、
    (b)前記取得した第１のカラー画像から前記第１、第２の画素群に対応する第１、第２の画像であって、前記第１のカラー画像と同じカラー配列又はベイヤ配列の第１の画像及び第２の画像を抽出する工程と、
    (c)前記抽出した第１の画像と第２の画像とに基づいてカラーの合焦確認画像を生成する合焦確認画像生成工程と、
    (d)前記取得した第１のカラー画像のうちの前記第３の画素群に対応する第３の画像に基づいて表示用の第２のカラー画像を生成する画像処理工程と、
    (e)前記生成された前記表示用の第２のカラー画像の表示領域内に前記合焦確認画像生成工程により生成された前記カラーの合焦確認画像を表示する工程と、を含み、
    前記工程(a)から工程(e)を繰り返し実行して前記カラーの合焦確認画像が表示されたライブビュー画像を表示部に表示させる画像表示方法。
  11. 前記画像処理工程は、前記第３の画素群の第３の画像に基づいて前記第１、第２の画素群に対応する瞳分割されていない画像を生成する工程を含み、瞳分割されていない１画面分の全画素の画像からなる記録用の第３のカラー画像を生成する請求項１０に記載の画像表示方法。
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