JPWO2014083914A1 - 撮像装置及び合焦制御方法 - Google Patents

Abstract

被写体を撮影する環境や撮影時の撮影条件等によって最適なＡＦ方式を選択して撮像品質を向上させる撮像装置及び合焦制御方法を提供する。撮像装置のシステム制御部１１は、Ｆ値について設定される判定閾値と、ＡＦ指示がなされた場合における設定Ｆ値との大小関係にしたがって、位相差ＡＦ方式による合焦制御とコントラストＡＦ方式による合焦制御のいずれかを選択して行う。システム制御部１１は、判定閾値を、ＡＦ指示がなされた場合における露出値に応じて可変する。

Description

本発明は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを併用する撮像装置及び合焦制御方法に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の固体撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、スマートフォン等の携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，携帯情報端末）等の撮影機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。

これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、コントラストＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）方式や位相差ＡＦ方式が採用されている。これまでに、位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式とを併用する撮像装置も提案されている（例えば、特許文献１〜４）。

特許文献１には、電子ズームの使用の有無に応じて、コントラストＡＦを行うか、コントラストＡＦと位相差ＡＦを組み合わせて行うかを選択する撮像装置が記載されている。

特許文献２には、装着されるレンズの種類や被写体のコントラストに応じて、コントラストＡＦを行うか位相差ＡＦを行うかを選択する撮像装置が記載されている。

特許文献３には、被写体の周波数に応じて、コントラストＡＦを行うか位相差ＡＦを行うかを選択する撮像装置が記載されている。

特許文献４には、露出条件に応じて、コントラストＡＦを行うか位相差ＡＦを行うかを選択する撮像装置が記載されている。

日本国特開２００５−７７９５９号公報 国際公開ＷＯ２００９／１０４３９０号公報 日本国特開２００９−６３９２１号公報 日本国特開２０１２−４９２０１号公報

特許文献１〜４に記載の撮像装置は、いずれも、あるパラメータが閾値以上であれば位相差ＡＦを行い、そのパラメータが閾値未満であればコントラストＡＦを行うといったように、固定の閾値に応じてＡＦ方式を切り替えている。しかし、閾値が固定では、位相差ＡＦを行った方がよい撮影条件のときにコントラストＡＦが行われたり、逆に、コントラストＡＦを行った方がよい撮影条件のときに位相差ＡＦが行われたりする可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被写体を撮影する環境や撮影時の撮影条件等によって最適なＡＦ方式を選択して撮像品質を向上させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、上記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、上記フォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における上記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、位相差ＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とのいずれかを選択して実行する合焦制御部と、上記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する判定閾値可変部と、を備え、上記複数のパラメータは、被写体条件に関するパラメータ及び上記撮像装置に設定される撮像条件に関するパラメータを含むものである。

本発明の合焦制御方法は、撮像素子により撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、上記撮像素子の前方に配置されるフォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における上記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、位相差ＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とのいずれかを選択して実行する合焦制御ステップと、上記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する判定閾値可変ステップと、を備え、上記複数のパラメータは、被写体条件に関するパラメータ及び撮像条件に関するパラメータを含むものである。

例えば特許文献３に記載された撮像装置は、装着されるレンズの種類によって、コントラストＡＦを行うか、ハイブリッドＡＦ（コントラストＡＦと位相差ＡＦの併用方式）又は位相差ＡＦを行うかを切り替えている。この撮像装置では、一旦レンズが装着された後は、被写体を撮影する環境や撮影時の撮影条件等に関わらず、コントラストＡＦとハイブリッドＡＦのどちらかが行われる。この撮像装置と比較すると、本発明は、一旦レンズが装着された後でも、被写体を撮影する環境や撮影時の撮影条件等によって最適なＡＦ方式を選択して撮像品質を向上させることができる。

本発明によれば、被写体を撮影する環境や撮影時の撮影条件等によって最適なＡＦ方式を選択して撮像品質を向上させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図 図１に示すデジタルカメラに搭載される固体撮像素子５の平面構成を示す部分拡大図 図１に示すデジタルカメラに搭載される固体撮像素子５の全体構成を示す平面模式図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図 位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図 図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作を説明するためのフローチャート 撮像装置としてのスマートフォンを説明する図 図１４のスマートフォンの内部ブロック図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。

図１に示すデジタルカメラは、撮像光学系としてのレンズ装置１００と、レンズ装置１００が装着される不図示のマウント機構を備えたカメラ本体２００とを備える。

レンズ装置１００は、フォーカスレンズ及びズームレンズ等を含む撮影レンズ１と、絞り２と、レンズ駆動部８と、絞り駆動部９とを含む。撮影レンズ１は少なくともフォーカスレンズを含んでいればよい。

レンズ装置１００は、カメラ本体２００に着脱可能であり、他のものに交換可能となっている。

カメラ本体２００は、レンズ装置１００を介して被写体を撮像するＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の固体撮像素子５と、固体撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、アナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備える。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は固体撮像素子５に内蔵されることもある。

デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１に含まれるフォーカスレンズの位置を調整したり、撮影レンズ１に含まれるズームレンズの位置の調整を行ったりする。更に、システム制御部１１は、絞り駆動部９を介して絞り２の開口量を制御することにより、露光量の調整を行う。

また、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。

このシステム制御部１１は、機能ブロックとして、合焦制御部１１Ａと、判定閾値可変部１１Ｂとを有する。合焦制御部１１Ａは、後述する様に、コントラストＡＦ処理部１８と位相差ＡＦ処理部１９のいずれか一方を選択し、選択した処理部によって決定された合焦位置にしたがって、撮影レンズ１の合焦制御を行う。判定閾値可変部１１Ｂは、後述する判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する。

更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、Ａ／Ｄ変換回路７から出力される撮像画像信号に対し、補間演算、ガンマ補正演算、及びＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って撮影画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、コントラストＡＦ方式により合焦位置を決定するコントラストＡＦ処理部１８と、位相差ＡＦ方式により合焦位置を決定する位相差ＡＦ処理部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備える。メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、コントラストＡＦ処理部１８、位相差ＡＦ処理部１９、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。

図２は、図１に示すデジタルカメラに搭載される固体撮像素子５の平面構成を示す部分拡大図である。

固体撮像素子５は、受光面上の行方向Ｘ及びこれに直交する列方向Ｙに二次元状に配列された多数の画素５１（図中の各正方形のブロック）を備えている。図２では全ての画素５１は図示していないが、実際には、数百万〜１千数万個程度の画素５１が二次元状に配列される。固体撮像素子５により撮像を行うと、この多数の画素５１の各々から出力信号が得られる。

各画素５１は、フォトダイオード等の光電変換部と、この光電変換部上方に形成されたカラーフィルタとを含む。

図２では、赤色光を透過するカラーフィルタ（Ｒフィルタ）を含む画素５１には“Ｒ”の文字を付し、緑色光を透過するカラーフィルタ（Ｇフィルタ）を含む画素５１には“Ｇ”の文字を付し、青色光を透過するカラーフィルタ（Ｂフィルタ）を含む画素５１には“Ｂ”の文字を付している。

多数の画素５１は、行方向Ｘに並ぶ複数の画素５１からなる画素行を、列方向Ｙに複数個並べた配列となっている。そして、奇数行の画素行と偶数行の画素行は、各画素行の画素５１の配列ピッチの略１／２、行方向Ｘにずれている。

奇数行の画素行の各画素５１に含まれるカラーフィルタの配列は全体としてベイヤ配列となっている。また、偶数行の画素行の各画素５１に含まれるカラーフィルタの配列も全体としてベイヤ配列となっている。奇数行にある画素５１と、この画素５１に対して右下に隣接する、この画素５１と同色光を検出する画素５１とがペアを構成する。本明細書において“隣接する２つの画素”とは、中心同士を結ぶ線分の長さが最短となる２つの画素のことを言う。

このような画素配列の固体撮像素子５によれば、ペアを構成する２つの画素５１の出力信号を加算することでカメラの高感度化を図ることができる。また、ペアを構成する２つの画素５１の露光時間を変え、かつ、この２つの画素５１の出力信号を加算することでカメラの広ダイナミックレンジ化を図ることができる。

固体撮像素子５では、上記ペアのうちの一部を位相差検出用画素のペア（以下、位相差ペアともいう）としている。各位相差ペアは、図２の例では、斜めに隣接する位相差検出用画素５１Ｒと位相差検出用画素５１Ｌとで構成される。位相差ペアは、隣接する同色画素のペアに限らず、例えば１，２画素や数画素程度離れた近接する同色画素のペアとしても良い。

位相差検出用画素５１Ｒは、撮影レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方（例えば瞳領域の右半分を通過した光束）を受光し受光量に応じた信号を出力する。つまり、固体撮像素子５に設けられた位相差検出用画素５１Ｒは、撮影レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方によって形成される像を撮像するものとなる。

位相差検出用画素５１Ｌは、上記一対の光束の他方（例えば瞳領域の左半分を通過した光束）を受光し受光量に応じた信号を出力する。つまり、固体撮像素子５に設けられた位相差検出用画素５１Ｌは、撮影レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の他方によって形成される像を撮像するものとなる。

なお、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌ以外の複数の画素５１（以下、撮像用画素という）は、撮影レンズ１の瞳領域のほぼ全ての部分を通過した光束によって形成される像を撮像するものとなる。以下では、撮像用画素５１のうち、Ｒフィルタを搭載するものをＲ画素５１、Ｇフィルタを搭載するものをＧ画素５１、Ｂフィルタを搭載するものをＢ画素５１ともいう。

各画素５１の光電変換部上方には、遮光膜が設けられる。この遮光膜には、光電変換部の受光面積を規定する開口が形成されている。

撮像用画素５１の開口（図２において符号ａで示す）の中心は、撮像用画素５１の光電変換部の中心（正方形のブロックの中心）と一致している。なお、図２では、図を簡略化するために、撮像用画素５１については一箇所のみに開口ａを図示している。

これに対し、位相差検出用画素５１Ｒの開口（図２において符号ｃで示す）の中心は、位相差検出用画素５１Ｒの光電変換部の中心に対し右側に偏心している。位相差検出用画素５１Ｌの開口（図２において符号ｂで示す）の中心は、位相差検出用画素５１Ｌの光電変換部の中心に対して左側に偏心している。

固体撮像素子５では、緑色のカラーフィルタが搭載される画素５１の一部が位相差検出用画素５１Ｒ又は位相差検出用画素５１Ｌとなっている。

位相差検出用画素５１Ｒと位相差検出用画素５１Ｌは、それぞれ、画素５１が配置される領域において離散的及び周期的に配置されている。

位相差検出用画素５１Ｒは、図２の例では、偶数行の画素行の一部（図２の例では、３画素行おきに並ぶ４つの画素行）において、行方向Ｘに３つの画素おきに配置されている。位相差検出用画素５１Ｌは、図２の例では、奇数行の画素行の一部（位相差検出用画素５１Ｒを含む画素行の隣にある画素行）において、行方向Ｘに、位相差検出用画素５１Ｒと同じ周期で配置されている。

このような構成により、遮光膜の開口ｂを通って画素５１Ｌに受光される光は、図２の紙面上方に設けられる撮影レンズ１の被写体から見て左側からの光、すなわち被写体を右眼で見た方向から来た光が主となる。また、遮光膜の開口ｃを通って画素５１Ｒに受光される光は、撮影レンズ１の被写体から見て右側からの光、すなわち被写体を左眼で見た方向から来た光が主となる。

即ち、全ての位相差検出用画素５１Ｒによって、被写体を左眼で見た撮像画像信号を得ることができ、全ての位相差検出用画素５１Ｌによって、被写体を右眼で見た撮像画像信号を得ることができる。このため、両者を組み合わせ相関演算することで位相差情報を求めることが可能になる

なお、位相差検出用画素５１Ｒと位相差検出用画素５１Ｌは、遮光膜の開口を逆方向に偏心させることで位相差情報を得るようにしている。しかし、位相差情報を得るための構造はこれに限らず、よく知られているものを採用することができる。例えば、位相差ペアに共通の１つのマイクロレンズ（トップレンズ）を搭載する構造でも良い。

図３は、図１に示すデジタルカメラに搭載される固体撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。

固体撮像素子５は、全ての画素５１が配置される受光面５０を有する。そして、この受光面５０に、位相差情報を取得する対象となる位相差検出エリア（以下、ＡＦエリアという）５２が図２の例では９つ設けられている。

ＡＦエリア５２は、Ｒフィルタ搭載の撮像用画素５１（Ｒ画素５１）、Ｇフィルタ搭載の撮像用画素５１（Ｇ画素５１）、及びＢフィルタ搭載の撮像用画素５１（Ｂ画素５１）と、複数の位相差ペアとを含むエリアである。

受光面５０のうちＡＦエリア５２を除く部分には、撮像用画素５１だけが配置される。なお、ＡＦエリア５２は、受光面５０に隙間無く設けてあってもよい。

図１に示す位相差ＡＦ処理部１９は、９つのＡＦエリア５２の中からユーザ操作等により選択された１つのＡＦエリア５２にある位相差検出用画素５１Ｌ及び位相差検出用画素５１Ｒから読み出される出力信号群を用いて、上記一対の光束によって形成される２つの像の相対的な位置ずれ量である位相差量を演算する。そして、この位相差量に基づいて、撮影レンズ１の焦点調節状態、ここでは合焦状態から離れている量と合焦状態から離れている方向、すなわちデフォーカス量を求める。位相差ＡＦ処理部１９は、このデフォーカス量からフォーカスレンズの合焦位置を決定する。

図１に示すコントラストＡＦ処理部１８は、９つのＡＦエリア５２の中からユーザ操作等により選択された１つのＡＦエリア５２によって撮像される画像を解析し、周知のコントラストＡＦ方式によって撮影レンズ１の合焦位置を決定する。

即ち、コントラストＡＦ処理部１８は、システム制御部１１の制御によって撮影レンズ１のフォーカスレンズ位置を動かしながら、動かした位置毎に得られる画像のコントラスト（明暗差）を求める。そして、コントラストが最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として決定する。

なお、ＡＦエリア５２は１つだけでなく、連続して並ぶ複数個を選択できるようにしてもよい。

図１に示すシステム制御部１１は、合焦制御部１１Ａにより、固体撮像素子５により撮像される被写体（選択されたＡＦエリア５２によって撮像される被写体）のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、合焦制御を行う指示がなされた場合における上記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、コントラストＡＦ処理部１８と位相差ＡＦ処理部１９のいずれか一方を選択する。そして、選択したコントラストＡＦ処理部１８又は位相差ＡＦ処理部１９に合焦位置を決定させ、決定された合焦位置に基づいて、撮影レンズ１のフォーカスレンズを合焦位置に制御する。

撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のあるパラメータは、撮像された被写体画像のコントラスト値又は輝度値等の被写体によって決まる被写体条件に関するパラメータと、被写体を撮像するときの撮像光学系のＦ値、焦点距離、フォーカスレンズ位置、又は固体撮像素子５の露出値等のカメラに設定される撮像条件に関するパラメータとを含む。

また、システム制御部１１は、判定閾値可変部１１Ｂにより、上記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する。例えば、システム制御部１１は、上記複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータ以外のパラメータ、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌによって位相差を検出する対象となる被写体のサイズ（選択されたＡＦエリア５２の列方向Ｙにおける幅）、カメラに設定された撮像解像度、及び被写体の空間周波数の少なくとも１つに応じて上記判定閾値を可変する。

図４は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値の設定例を説明する図である。

図４の例では、固体撮像素子５の露出値（ＥＶ）に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を撮像光学系のＦ値に応じて可変としている。

ＦＩＧ４Ａに示すように、システム制御部１１は、Ｆ値＝Ｆ１．４に設定されているときは、設定されたＥＶ値が判定閾値ａ未満の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択し、設定されたＥＶ値が判定閾値ａ以上の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択する。

また、ＦＩＧ４Ｂに示すように、システム制御部１１は、Ｆ値＝Ｆ５．６に設定されているときは、判定閾値をａよりも大きいｂに設定する。

Ｆ値が大きいと、固体撮像素子５に入射する光量が減少する。位相差ＡＦ処理部１９は、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌの出力信号を用いて位相差量を演算するが、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌは撮像用画素５１に比べて感度が低い。そのため、入射光量が減少すると、位相差量の演算精度を維持できなくなる。そこで、図４に示すように、Ｆ値が大きいときには、判定閾値を大きくして、コントラストＡＦの方が選択される可能性を高くすることで、ＡＦ精度の低下を防ぐことができる。

なお、図４において判定閾値を決めるパラメータを、被写体を撮像して得られる画像信号の輝度値に置き換えても、同様の効果を得ることができる。

図５は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値の別の設定例を説明する図である。

図５の例では、固体撮像素子５のＦ値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を固体撮像素子５の露出値に応じて可変としている。

ＦＩＧ５Ａに示すように、システム制御部１１は、ＥＶ値＝６に設定されているときは、設定されたＦ値が判定閾値ａ未満の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択し、設定されたＦ値が判定閾値ａ以上の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択する。

また、ＦＩＧ５Ｂに示すように、システム制御部１１は、ＥＶ値＝３に設定されているときは、判定閾値をａよりも小さいｂに設定する。

ＥＶ値が小さいと、固体撮像素子５に入射する光量が減少する。そこで、図５に示すように、ＥＶ値が小さいときには、判定閾値を小さくして、コントラストＡＦの方が選択される可能性を高くすることで、ＡＦ精度の低下を防ぐことができる。

図６は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値の別の設定例を説明する図である。

図６の例では、撮像される被写体のコントラスト値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を撮像光学系のＦ値に応じて可変としている。

ＦＩＧ６Ａに示すように、システム制御部１１は、Ｆ値がＦ１．４のときは、選択されたＡＦエリア５２によって撮像される被写体のコントラスト値が判定閾値ａ未満の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択し、コントラスト値が判定閾値ａ以上の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択する。

また、ＦＩＧ６Ｂに示すように、システム制御部１１は、Ｆ値が５．６のときは、判定閾値をａよりも大きいｂに設定する。

この図６の例でも、ＡＦ精度の低下を防ぐことができる。

図７は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図である。

図７の例では、撮像光学系のＦ値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を撮像光学系に含まれるフォーカスレンズの位置（フォーカス位置）に応じて可変としている。

ＦＩＧ７Ａに示すように、システム制御部１１は、フォーカス位置がＩＮＦであるときは、設定されたＦ値が判定閾値ａ未満の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択し、設定されたＦ値が判定閾値ａ以上の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択する。

また、ＦＩＧ７Ｂに示すように、システム制御部１１は、フォーカス位置がＭＯＤであるときは、判定閾値をａよりも小さいｂに設定する。

レンズ装置には、設定Ｆ値が同じであっても、フォーカス位置がＭＯＤ側に近いほど、固体撮像素子５に入射する光量は減少するものがある。このようなレンズ装置に対応するため、図７に示すように、フォーカス位置がＭＯＤ側に近いほど判定閾値を小さくすることで、ＡＦ精度の低下を防ぐことができる。

ＡＦエリア５２には、位相差ペアの行が列方向Ｙに複数個並んでおり、位相差ＡＦ処理部１９は、この位相差ペアの行毎に、相関演算によって位相差量を算出し、算出した行毎の位相差量を例えば平均して、最終的な位相差量を求める。つまり、ＡＦエリア５２に含まれる位相差ペアの行が多いほど、位相差量の演算精度は高くなる。

したがって、選択されたＡＦエリア５２の列方向Ｙにおける幅（ＡＦエリアサイズ）を、判定閾値を決めるパラメータとすることもできる。

図８は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図である。

図８の例では、撮像光学系のＦ値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値をＡＦエリアサイズに応じて可変としている。

ＦＩＧ８Ａに示すように、システム制御部１１は、ＡＦエリアサイズが大であるときは、設定されたＦ値が判定閾値ａ未満の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択し、設定されたＦ値が判定閾値ａ以上の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択する。

また、ＦＩＧ８Ｂに示すように、システム制御部１１は、ＡＦエリアサイズが小であるときは、判定閾値をａよりも小さいｂに設定する。

このようにすることで、最適なＡＦ方式が選択されることになり、ＡＦ精度を向上させることができる。

動画撮影や連写撮影等の撮影速度を優先させるモードにおいては、撮像される画像の解像度は低く設定される。解像度が低いということは、ＡＦ精度が多少悪くても、撮像画像に対する影響は少なくなる。したがって、設定される撮像解像度を、判定閾値を決めるパラメータとすることもできる。

図９は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図である。

図９の例では、撮像光学系のＦ値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を撮像解像度に応じて可変としている。

ＦＩＧ９Ａに示すように、システム制御部１１は、撮像解像度が低いときは、設定されたＦ値が判定閾値ａ未満の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択し、設定されたＦ値が判定閾値ａ以上の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択する。

また、ＦＩＧ９Ｂに示すように、システム制御部１１は、撮像解像度が高いときは、判定閾値をａよりも大きいｂに設定する。

このようにすることで、撮像解像度に応じて最適なＡＦ方式が選択されることになり、ＡＦ精度を向上させることができる。

撮像光学系の焦点距離が長い場合は、撮像光学系の焦点距離が短い場合と比較すると、撮像される主要被写体のサイズが大きくなるため、コントラストが低下する。したがって、撮像光学系の焦点距離を、判定閾値を決めるパラメータとすることもできる。

図１０は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図である。

図１０の例では、撮像光学系のＦ値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を被写体の空間周波数に応じて可変としている。

ＦＩＧ１０Ａに示すように、システム制御部１１は、被写体の空間周波数が低いときは、設定されたＦ値が判定閾値ａ未満の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択し、設定されたＦ値が判定閾値ａ以上の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択する。

また、ＦＩＧ１０Ｂに示すように、システム制御部１１は、被写体の空間周波数が高いときは、判定閾値をａよりも小さいｂに設定する。

被写体の空間周波数が高いと、位相差ＡＦの精度が低下しやすくなるため、このようにすることで、被写体の空間周波数に応じて最適なＡＦ方式が選択されることになり、ＡＦ精度を向上させることができる。

図１１は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図である。

図１１の例では、撮像光学系のＦ値に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を撮像光学系の焦点距離に応じて可変としている。

ＦＩＧ１１Ａに示すように、システム制御部１１は、焦点距離が長いときは、設定されたＦ値が判定閾値ａ未満の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択し、設定されたＦ値が判定閾値ａ以上の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択する。

また、ＦＩＧ１１Ｂに示すように、システム制御部１１は、焦点距離が短いときは、判定閾値をａよりも大きいｂに設定する。焦点距離が短い場合のほうが、コントラストが高くなり、高いＦ値まで位相差ＡＦが可能になるためである。

このようにすることで、焦点距離に応じて最適なＡＦ方式が選択されることになり、ＡＦ精度を向上させることができる。

ここまでは、判定閾値を１つのパラメータによって決める例を説明したが、判定閾値は複数のパラメータの組み合わせによって決めてもよい。

図１２は、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替える基準となる判定閾値を変更する条件の別の設定例を説明する図である。

図１２の例では、固体撮像素子５の露出値（ＥＶ値）に対して判定閾値を設定し、その判定閾値を撮像光学系のＦ値とＡＦエリアサイズに応じて可変としている。

ＦＩＧ１２Ａに示すように、システム制御部１１は、Ｆ値＝Ｆ１．４に設定されかつＡＦエリアサイズが小さいときは、設定されたＥＶ値が判定閾値ａ未満の範囲ではコントラストＡＦ処理部１８を選択し、設定されたＥＶ値が判定閾値ａ以上の範囲では位相差ＡＦ処理部１９を選択する。

一方、ＦＩＧ１２Ｂに示すように、システム制御部１１は、Ｆ値＝Ｆ５．６に設定されかつＡＦエリアサイズが大きいときも、判定閾値をａに設定する。また、システム制御部１１は、Ｆ値＝Ｆ１．４に設定されかつＡＦエリアサイズが大きいときは、判定閾値をａより小さい値に設定する。

このように、複数のパラメータに応じて判定閾値を決定することで、より精度の高いＡＦ方式が採用されやすくなり、撮像品質を向上させることができる。

図１２では、Ｆ値とＡＦエリアサイズの組み合わせに応じて判定閾値を決めているが、判定閾値として設定されているＥＶ値を除くパラメータ（Ｆ値、焦点距離、フォーカス位置、被写体輝度、被写体コントラスト、ＡＦエリアサイズ、及び撮像解像度）から選ばれる３つ以上のパラメータの組み合わせに応じて判定閾値を決めることで、より高い効果を得ることができる。

図１３は、図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。図１３では、上記いずれかのパラメータを、撮像される被写体の輝度とし、判定閾値をＦ値に応じて決める場合のフローを示している。

撮影モードに設定されると、固体撮像素子５によるライブビュー画像生成用の撮像が開始される。そして、シャッタボタンが半押しされてＡＦ指示がなされると、システム制御部１１は、ＡＦ指示の直前に固体撮像素子５によって撮像して得られていた撮像画像信号から、事前に選択されたＡＦエリア５２にある各画素５１の出力信号を取得する（ステップＳ１）。

次に、システム制御部１１は、ＡＦ指示がなされた時点で設定されている撮像光学系のＦ値の情報を取得する（ステップＳ２）。そして、システム制御部１１は、取得したＦ値の情報に応じて、被写体輝度についての判定閾値を設定する（ステップＳ３）。

システム制御部１１は、判定閾値を設定した後、ステップＳ１で取得した出力信号を用いて、選択されているＡＦエリア５２によって撮像された被写体の輝度値を算出する（ステップＳ４）。

次に、システム制御部１１は、算出した輝度値とステップＳ３で決定した判定閾値とを比較する（ステップＳ５）。

ステップＳ５の判定がＮＯのとき、システム制御部１１は、コントラストＡＦ処理部１８により合焦位置を決定させる（ステップＳ６）。一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳのとき、システム制御部１１は、位相差ＡＦ処理部１９により合焦を決定させる（ステップＳ７）。

ステップＳ６，Ｓ７の後、システム制御部１１は、決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させて（ステップＳ８）、ＡＦ指示に応じた合焦制御を終了する。

以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、被写体条件や撮像条件等によって、位相差ＡＦを行うかコントラストＡＦを行うかを決める判定閾値を決めるため、被写体条件や撮像条件に適したＡＦ方式が選択されるようになり、ＡＦ精度を向上させることができる。

ここまでは、画素５１がいわゆるハニカム配列されたものを例にしたが、画素５１が正方格子状に配列された固体撮像素子にも本発明は適用可能である。

また、ここまでは、固体撮像素子５が複数色のカラーフィルタを搭載してカラー撮像を行うものとしたが、固体撮像素子５は、カラーフィルタを緑色の単色にするか又は省略して、モノクロ撮像用の撮像素子としてもよい。

また、以上の説明では、固体撮像素子５を、撮像用画素５１と位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌが混在する撮像兼位相差検出用の撮像素子とした。しかし、撮像用画素５１を持たない位相差ＡＦ専用の素子を固体撮像素子５とは別にカメラ本体２００内に設け、位相差ＡＦ処理部１９が、この素子からの出力信号を用いて合焦位置を決定する構成としてもよい。

また、ここまでは、撮像装置としてデジタルカメラを例にしたが、カメラ付のスマートフォンでも本実施形態の技術を適用することができる。

次に、カメラ付のスマートフォンの構成について説明する。

図１４は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。図１４に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。

図１５は、図１４に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。

無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。

表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像及び動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。

表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。

操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。

図１４に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。

係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。

なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。

通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。また、図１４に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。

操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図１４に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。

記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。

外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。

スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。

ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、当該スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。

モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。

電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。

主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。

アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。

また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。

更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。

また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。

更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。

また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。

カメラ部２０８は、図１に示したカメラ本体２００における外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。図１３に示すにスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。

また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。

その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記録部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。

以上のような構成のスマートフォン２００においても、カメラ部２０８の撮像素子として固体撮像素子５を用い、レンズ装置１００を装着可能とし、カメラ部２０８が図４〜図１３で説明した処理を行うことで、高精度のＡＦ，高品質の撮影が可能になる。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、上記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、上記フォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における上記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、位相差ＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とのいずれかを選択して実行する合焦制御部と、上記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する判定閾値可変部と、を備え、上記複数のパラメータは、被写体条件に関するパラメータ及び上記撮像装置に設定される撮像条件に関するパラメータを含むものである。

開示された撮像装置は、上記判定閾値可変部が、上記複数のパラメータのうちの上記いずれかのパラメータ以外のパラメータ、上記第一の合焦制御に用いる位相差を検出する対象となる被写体サイズ、設定された撮像解像度、及び被写体の空間周波数の少なくとも１つに応じて上記判定閾値を可変するものである。

開示された撮像装置は、上記撮像条件に関するパラメータは、上記撮像光学系のＦ値、上記撮像光学系に含まれるフォーカスレンズの位置、上記撮像光学系の焦点距離、又は上記撮像素子の露出値を含み、上記被写体条件に関するパラメータは、撮像される被写体のコントラスト値又は輝度値を含むものである。

開示された撮像装置は、上記いずれかのパラメータは、上記撮像光学系のＦ値又は上記撮像素子の露出値であり、上記判定閾値可変部は、上記撮像素子の露出値又は上記撮像光学系のＦ値に応じて上記判定閾値を可変するものである。

開示された撮像装置は、上記いずれかのパラメータは、上記撮像光学系のＦ値又は上記撮像素子の露出値であり、上記判定閾値可変部は、上記被写体サイズ、上記撮像解像度、又は上記フォーカスレンズの位置に応じて上記判定閾値を可変するものである。

開示された撮像装置は、上記撮像光学系を着脱可能なマウント機構を備えるものである。

開示された合焦制御方法は、撮像素子により撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、上記撮像素子の前方に配置されるフォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における上記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、位相差ＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により上記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とのいずれかを選択して実行する合焦制御ステップと、上記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する判定閾値可変ステップと、を備え、上記複数のパラメータは、被写体条件に関するパラメータ及び撮像条件に関するパラメータを含むものである。

本発明によれば、被写体を撮影する環境や撮影時の撮影条件等によって最適なＡＦ方式を選択して撮像品質を向上させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することができる。

以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１２年１１月２９日出願の日本特許出願（特願２０１２−２６０９８１）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

５ 固体撮像素子
１１ システム制御部
１９ デフォーカス量演算部
５０ 受光面
５１ 画素
５２ ＡＦエリア（位相差検出エリア）
５１Ｒ，５１Ｌ 位相差検出用画素
Ｘ 行方向
Ｙ 列方向

本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、前記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト値又は輝度値を含む被写体条件に関する複数のパラメータ、及び、前記撮像光学系のＦ値、前記撮像光学系に含まれるフォーカスレンズの位置、前記撮像光学系の焦点距離、又は前記撮像素子の露出値を含む前記撮像装置に設定される撮像条件に関する複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、前記フォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における前記いずれかのパラメータの値とを比較し、該パラメータの値が前記判定閾値未満であるか否かに応じて、位相差ＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とから選択する合焦制御を切り替え、選択した合焦制御を実行する合焦制御部と、前記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト値、輝度値又は空間周波数を含むパラメータであって、前記判定閾値として設定されたパラメータを除くパラメータの少なくとも１つに応じて前記判定閾値を可変する判定閾値可変部と、を備えるものである。

本発明の合焦制御方法は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置の合焦制御方法であって、前記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト値又は輝度値を含む被写体条件に関する複数のパラメータ、及び、前記撮像光学系のＦ値、前記撮像光学系に含まれるフォーカスレンズの位置、前記撮像光学系の焦点距離、又は前記撮像素子の露出値を含む前記撮像装置に設定される撮像条件に関する複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、前記フォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における前記いずれかのパラメータの値とを比較し、該パラメータの値が前記判定閾値未満であるか否かに応じて、位相差ＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とから選択する合焦制御を切り替え、選択した合焦制御を実行する合焦制御ステップと、前記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト値、輝度値又は空間周波数を含むパラメータであって、前記判定閾値として設定されたパラメータを除くパラメータの少なくとも１つに応じて前記判定閾値を可変する判定閾値可変ステップと、を備えるものである。

Claims (7)

1. フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、
   前記撮像素子により撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、前記フォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における前記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、位相差ＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とのいずれかを選択して実行する合焦制御部と、
   前記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する判定閾値可変部と、を備え、
   前記複数のパラメータは、被写体条件に関するパラメータ及び前記撮像装置に設定される撮像条件に関するパラメータを含む撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記判定閾値可変部は、前記複数のパラメータのうちの前記いずれかのパラメータ以外のパラメータ、前記第一の合焦制御に用いる位相差を検出する対象となる被写体サイズ、設定された撮像解像度、及び被写体の空間周波数の少なくとも１つに応じて前記判定閾値を可変する撮像装置。
3. 請求項２記載の撮像装置であって、
   前記撮像条件に関するパラメータは、前記撮像光学系のＦ値、前記撮像光学系に含まれるフォーカスレンズの位置、前記撮像光学系の焦点距離、又は前記撮像素子の露出値を含み、
   前記被写体条件に関するパラメータは、撮像される被写体のコントラスト値又は輝度値を含む撮像装置。
4. 請求項２又は３記載の撮像装置であって、
   前記いずれかのパラメータは、前記撮像光学系のＦ値又は前記撮像素子の露出値であり、
   前記判定閾値可変部は、前記撮像素子の露出値又は前記撮像光学系のＦ値に応じて前記判定閾値を可変する撮像装置。
5. 請求項２又は３記載の撮像装置であって、
   前記いずれかのパラメータは、前記撮像光学系のＦ値又は前記撮像素子の露出値であり、
   前記判定閾値設定部は、前記被写体サイズ、前記撮像解像度、又は前記フォーカスレンズの位置に応じて前記判定閾値を可変する撮像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
   前記撮像光学系を着脱可能なマウント機構を備える撮像装置。
7. 撮像素子により撮像される被写体のコントラスト又は明るさと相関のある複数のパラメータのうちのいずれかのパラメータについて設定される判定閾値と、前記撮像素子の前方に配置されるフォーカスレンズの合焦制御を行う指示がなされた場合における前記いずれかのパラメータの値との関係にしたがって、位相差ＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第一の合焦制御と、コントラストＡＦ方式により前記フォーカスレンズを合焦位置に制御する第二の合焦制御とのいずれかを選択して実行する合焦制御ステップと、
   前記判定閾値を予め決められた条件に応じて可変する判定閾値可変ステップと、を備え、
   前記複数のパラメータは、被写体条件に関するパラメータ及び撮像条件に関するパラメータを含む合焦制御方法。

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