JP2013068819A - 撮像装置及び光量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】瞳分割方向に応じた絞り開口形状とすることにより、絞りの絞り状態に拘わらず十分なオートフォーカス性能を得る。
【解決手段】 撮像装置は、撮像用画素が２次元状に配列されると共に、該配列の一部に複数の焦点検出用画素が配列された撮像部と、開口部の大きさを変化させることで上記撮像部への入射光量を制限するものであって、上記開口部を所定方向について他の方向よりも長い開口形状に設定可能な絞り装置と、上記焦点検出用画素に基づいて上記撮像部のフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動画像等を撮像可能な撮像装置及び光量制御装置に関する。

近年、デジタルカメラなどの撮影機能付き携帯機器（撮像装置）は、静止画のみならず、動画撮影機能を有するものが多い。この種の撮像装置には、撮像用画素の他にＡＦ（オートフォーカス）用センサ（瞳分割機能を有するＡＦ画素）を配置した撮像素子を採用して、瞳分割位相差法によりオートフォーカスを行うものがある。この手法を採用することにより高速なオートフォーカスが可能である。

瞳分割位相差法では、被写体からの光を射出瞳において左右に分割する。ＡＦ画素として、右側の瞳を透過した光束（右光）を受光するＲ撮像部と、左側の瞳を透過した光束（左光）を受光するＬ撮像部とを設け、複数のＲ撮像部とＬ撮像部とから得られるＡＦ画素信号の相関を求めることで、ピントのズレ量に応じたＡＦ信号を生成することができる。例えば、撮影レンズの光軸に対してＲ，Ｌ撮像部を偏心させることで、右光と左光とを各Ｒ，Ｌ撮像部にそれぞれ入射させることができる。

しかしながら、ＡＦ用センサを内蔵した撮像素子は、ピント制御が高速となるメリットがある反面、撮像用画素とＡＦ用画素とが混在していることから、十分な画質を維持するように撮像素子の制御を行った場合には、必ずしもＡＦ用画素によって得られるＡＦ画素信号が位相制御に最適な値となるとは限らず、ＡＦ精度が低下することがある。

そこで、特許文献１の提案において、ＡＦ画素を集中的に配置して、ＡＦ画素と撮像用画素の光電変換部を別々に制御することにより、ＡＦ精度を向上させるようにした発明が開示されている。

特開２００９−６３９５２号公報

ところで、各ＡＦ画素への入射光は、絞り、焦点距離、画素構造等の光学的な構造によって決定される。例えば、瞳分割された左右の光が夫々入射する左右のＡＦ画素の位置は、絞り開口の大きさの影響を受ける。絞り開口が小さい状態になると、瞳分割された左右の光の入射位置の差が小さくなる。そうすると、Ｒ撮像部により得られるＡＦ画素信号とＬ撮像部により得られるＡＦ画素信号との位相差が小さくなり、ＡＦ精度が低下するという問題があった。

本発明は、瞳分割方向に応じた絞り開口形状とすることにより、絞りの絞り状態に拘わらず十分なオートフォーカス性能を得ることができる撮像装置及び光量制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮像用画素が２次元状に配列されると共に、該配列の一部に複数の焦点検出用画素が配列された撮像部と、開口部の大きさを変化させることで上記撮像部への入射光量を制限するものであって、上記開口部を所定方向について他の方向よりも長い開口形状に設定可能な絞り装置と、上記焦点検出用画素に基づいて上記撮像部のフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを具備する。

また、本発明に係る光量制御装置は、撮像素子を測距用センサとして利用する測距装置に用いられる光量制御装置において、第１の開口を有した開口部材と、上記開口部材の開口中心に関し相対的に回転する回転部材と、複数の羽根部材であって、上記第１の開口の周囲に上記第１の開口を囲むように配置され、上記回転部材の上記回転に連動してそれぞれが上記第１の開口の上記周囲にて回転し、上記第１の開口に対し進入、退避を行い、上記第１の開口から退避した開放状態と上記第１の開口中に進入して上記第１の開口より小さい第２の開口を形成する第１の絞り状態と、さらに上記第１の開口中に十字状の第３の開口を形成する第２の絞り状態とを形成可能な複数の羽根部材と、を具備する。

本発明によれば、瞳分割方向に応じた絞り開口形状とすることにより、絞りの絞り状態に拘わらず十分なオートフォーカス性能を得ることができるという効果を有する。

本発明の一実施の形態に係る撮像装置の回路構成を示すブロック図。 瞳分割位相差法を説明するためのための説明図。 撮像素子の画素配列の一例を示す説明図。 インターレース方式の撮像画像を出力するためのタイミング信号を示す説明図。 動画撮影時において図３の画素配列の撮像素子からの撮像画像用の読み出しを説明するための説明図。 動画撮影時において図３の画素配列の撮像素子からのＡＦ画素の読み出しを説明するための説明図。 図１中の受光部１４ａの具体的な構成の一例を示す回路図。 静止画信号抽出部１１ｂによる信号抽出及び静止画像処理部１１ｈによる処理を説明するための説明図。 動画撮像時における撮像部１４の蓄積及び読み出し制御を説明するための説明図。 動画撮像時における撮像部１４の蓄積及び読み出し制御を説明するための説明図。 ＡＦ画素の蓄積期間の制御を説明するための説明図。 図１中の絞り装置２８の具体的な構成を示す分解斜視図。 絞り羽根の回動を説明するための平面図。 第１の実施の形態におけるカメラ制御を説明するためのフローチャート。 図１４中の動画画素読み出し処理を具体的に示すフローチャート。 最大開放状態の絞り羽根の状態を示す平面図。 絞り装置９５の具体的な構成を示す分解斜視図。 本発明の第２の実施の形態に採用される絞り羽根の回動を説明するための平面図。 点像ボケの様子を示す説明図。 本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。 本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。 絞り装置１２３の液晶パネルの透過光量を説明するための説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の回路構成を示すブロック図である。

本実施の形態においては、絞りの開放状態に応じて絞り開口形状が瞳分割方向に応じた形状に変化する絞りを採用する。例えば、絞り開口が小さい状態では、瞳分割方向に開口長が大きく、瞳分割方向以外の方向には開口長が小さい絞りを採用するようになっている。

また、本実施の形態の撮像装置に採用される撮像素子には、撮像用画素の他にＡＦ検出用の画素(以下、ＡＦ画素という）が配置されている。ＡＦ画素は、撮像素子の所定の行数毎、例えば３行毎に配置されており、ＡＦ画素を含む行については、ＡＦ画素に適した制御を行うことで、オートフォーカス性能を向上させるようになっている。また、動画撮影時においては、ＡＦ画素を含まない行の撮像用画素のみを用いて画像を構成すると共に、間引き読み出しによってインターレース方式の映像信号を得ることにより、解像度を低下させることなくフレームレートを高くして、高画質化を図るようになっている。

先ず、図２乃至図６を参照して、本実施の形態における動画撮像時の手法について説明する。図２は瞳分割位相差法を説明するためのための説明図である。

被写体３１から各光路を介して撮像装置に入射する光学像は撮影レンズ３２によって撮像素子３３の入射面に結像する。ＡＦ画素として２つの撮像部（例えば、Ｒ撮像部とＬ撮像部）を構成し、各光路を射出瞳において例えば右方向と左方向とに分割して、右方向からの光（右光）と左方向からの光（左光）とを、Ｒ撮像部とＬ撮像部とにそれぞれ入射する。例えば、図２において、撮像素子３３の一部３３ａを拡大して示すように、撮影レンズ３２の光軸に対してＲ，Ｌ撮像部を偏心させることで、右光と左光とを各Ｒ，Ｌ撮像部にそれぞれ入射させることができる。

ピントが合っている場合には、Ｒ，Ｌ撮像部には被写体の略同一点からの光が入射する。従って、水平方向に配置したＡＦ検出用の複数のＲ撮像部によって得られる画像信号と複数のＬ撮像部によって得られる画像信号とは同一となる。ピントがずれると、図２に示すように、被写体の略同一点からの光は、ピントのずれ量に応じてずれた位置のＲ撮像部とＬ撮像部とに入射する。従って、水平方向に配置したＡＦ検出用の複数のＲ撮像部によって得られる画像信号（実線）３４と複数のＬ撮像部によって得られる画像信号（破線）３５とは位相がずれ、位相のずれ量はピントのずれ量に対応する。Ｒ，Ｌ撮像部によって得られる画像信号３４，３５同士の位相差（相関）に基づいて、ピント調整用のレンズを駆動することで、オートフォーカスを実現することができる。

なお、図２は読み出し回路をＡＦ画素と撮像用画素とで共通化するために、１画素にＲ，Ｌ撮像部の両方を構成することなく、Ｒ撮像部のみを有する画素（以下、Ｒ画素という）とＬ撮像部のみを有する画素（以下、Ｌ画素という）によってＡＦ画素を構成した例を示している。更に、Ｌ画素を省略し、ＡＦ画素としてＲ画素のみを用いて、複数の撮像用画素によって得られる画像信号とＲ撮像部によって得られる画像信号との相関によって、ピントのずれ量を求めるようにしてもよい。

図３は本実施の形態において採用される撮像素子の画素配列の一例を示す説明図である。

本実施の形態においては、画素配列としてベイヤー配列を採用する例について説明する。図３において密なハッチングは、青色のフィルタが配置された青色の画素を示し、粗なハッチングは赤色のフィルタが配置された赤色の画素を示し、無地は緑色のフィルタが配置された緑色の画素を示し、枠内に文字がある画素はＡＦ画素を示している。

図３に示すように、ベイヤー配列では、水平及び垂直２×２画素を単位として同一の配列が繰り返される。即ち、２×２画素のうち斜めに青と赤の画素が配置され、残りの斜めの２画素には緑の画素が配置される。なお、図３のＲはＲ画素を示し、ＬはＬ画素を示しており、Ｒ画素及びＬ画素の位置には、緑色の画素を得るための緑色のフィルタが配置されている。

静止画撮影時には、各画素から読み出した信号をそのまま撮像画像の各画素値として用い、撮像後に画素補間等の画像処理を行う。
一方、動画撮像時には、ＡＦ画素が配置された行以外の行の撮像用画素のみを用いて撮像画像を構成する。即ち、図３の例では、第１，３，４，６，７，９，１０，…行の撮像用画素を用いて撮像画像を構成する。また、第２，５，８，…行を間引いた場合でもベイヤー配列が維持されるように、第１，４，７，１０，１３，…行の撮像用画素を用いて撮像画像を構成するか又は第３，６，９，１２，１５，…行の撮像用画素を用いて撮像画像を構成した方がよい。

動画撮影時には、フレームレートを高くするために、画素の読み出し時間を短縮するための間引き読み出しを行うことが考えられる。そこで、解像度を低下させることなくフレームレートを高くするために、第１，４，７，１０，１３，…行の撮像用画素を用いた撮像画像と第３，６，９，１２，１５，…行の撮像用画素を用いたインターレース方式の撮像画像を生成するようになっている。

また、ＡＦ画素が含まれる行には撮像用画素も配置されている。しかし、上述したように、ＡＦ画素が含まれる行の撮像用画素は撮像画像に用いないことから、撮像素子のＡＦ画素が含まれる行の画素について、ＡＦ画素が含まれない行の画素に対する制御と異なる制御を行った場合でも、撮像画像に対して影響を与えることはない。そこで、ＡＦ画素が含まれる行の画素については、ＡＦ性能を考慮した最適の制御、例えば、画像の明るさに応じた蓄積時間の制御を行うようになっている。

図４はインターレース方式の撮像画像を出力するためのタイミング信号を示す説明図であり、図５は動画撮影時において図３の画素配列の撮像素子からの撮像画像用の読み出しを説明するための説明図である。また、図６は動画撮影時において図３の画素配列の撮像素子からのＡＦ画素の読み出しを説明するための説明図である。

インターレースの第１期間と第２期間とは、図４にタイミング信号によって規定される。図４に示すように、第１期間と第２期間とは１／６０秒周期で切換るようになっている。図５は図３と同様の記載方法によって画素の読み出し及び読み出した画素を用いた撮像画像の出力を説明するものである。図５は縦方向に撮像素子の第１，２，３，…行を示し、縦方向の同一位置は同一行に関する処理を行ったことを示している。

動画撮影時には、図５に示すように、第１期間において、第３，６，９，…行を間引いて、第１，２，４，５，７，８，１０，１１，…行の画素を読み出す。読み出された連続する２行のうち、下方の行には、ＡＦ画素が含まれる。ＡＦ画素が含まれない行、即ち、第１，４，７，１０，…行の撮像用画素のみを用いて、第１期間の撮像画像を生成する。

また、図５に示すように、第２期間においては、第１，４，７，１０，…行を間引いて、第２，３，５，６，８，９，１１，１２，…行の画素を読み出す。読み出された連続する２行のうち、上方の行には、ＡＦ画素が含まれる。ＡＦ画素が含まれない行、即ち、第３，６，９，１２，…行の撮像用画素のみを用いて、第２期間の撮像画像を生成する。第１，第２期間のいずれの撮像画像も夫々ベイヤー配列を維持している。

図４に示すように、第１期間と第２期間とは、１／６０秒周期で交互に繰り返される。図５に示すように、第１期間と第２期間とでは、撮像画像の生成に用いる撮像用画素としては異なる画素が読み出されるが、第１期間と第２期間とを合わせると、撮像画像は、撮像素子のＡＦ画素を含まない全ての行の撮像用画素の情報を含んでおり、十分な解像度が得られる。また、第１及び第２期間の各期間の読み出し時には、３行に１行の間引き処理が行われるので、高速読み出しが可能でありフレームレートを高くすることが可能である。これにより、十分な画質の撮像画像を得ることができる。

一方、図６に示すように、第１期間において、読み出された第１，２，４，５，７，８，１０，１１，…行の画素のうち、連続する２行の下方の行には、ＡＦ画素が含まれる。このＡＦ画素が含まれる行、即ち、第２，５，８，１１，…行の画素からＡＦ画素のみを取り出して、第１期間のＡＦ画素信号を生成する。

同様に、第２期間において、読み出された第２，３，５，６，８，９，１１，１２，…行の画素のうち、連続する２行の上方の行には、ＡＦ画素が含まれる。このＡＦ画素が含まれる行、即ち、第２，５，８，１１，…行のＡＦ画素のみを取り出して、第２期間のＡＦ画素信号を生成する。

図６に示すように、第１期間と第２期間とで、同一のＡＦ画素が読み出される。読み出したＡＦ画素の一方を単独で用いてＡＦ画素信号を生成してもよく、また、第１，２期間の同一位置のＡＦ画素同士を加算してＡＦ画素信号を生成してもよい。上述したように、ＡＦ画素については、撮像画像に用いる撮像用画素とは異なる制御が可能であり、電荷蓄積期間を適宜制御することで、ＡＦ制御に適した最適なＡＦ画素信号を得ることができる。

（回路構成）
図１に示すように、撮像装置１の図示しない本体筐体内には本体回路部１０が設けられ、本体筐体に着脱自在に取り付けられる交換レンズ部２０には交換レンズ回路部２１が設けられている。本体回路部１０には、通信部１２が設けられており、交換レンズ回路部２１には通信部２３が設けられている。本体回路部１０の通信部１２は、交換レンズ回路部２１の通信部２３との間で、相互に情報を送受することができるようになっている。

交換レンズ２０は、固定レンズ２６及びズーム及びフォーカシングレンズ２７を有している。ズーム及びフォーカシングレンズ２７は、モータ等によって構成された駆動部２９ｂに駆動されることでズーミング及び合焦を可能にする。交換レンズ２０のレンズ制御部２２は、本体回路部１０からの信号により又はユーザ操作に基づく操作部２４からの信号によって、駆動制御部２５を制御する。これにより、駆動制御部２５は駆動部２９ｂを制御して、ズーム及びフォーカシングレンズ２７を駆動し、ピント、ズーム等を制御することができるようになっている。

また、交換レンズ部２０には、固定レンズ２６とズーム及びフォーカシングレンズ２７との間に光量制御装置である絞り装置２８が設けられている。駆動部２９ａは、駆動制御部２５によって制御されて、絞りの開口状態を制御するようになっている。一般的には、点像ボケの形状を考慮して、絞り開口形状は、開放状態に拘わらず略円形となるようになっている。しかしながら、この場合には、絞り込まれて絞り開口が小さい状態では、瞳分割位相差法の瞳分割方向（例えば左右方向）における各光の入射位置の差が小さくなり、ＡＦ精度が低下する。

そこで、本実施の形態においては、後述するように、絞り装置２８の絞りを絞り込んだ状態においては、絞りの開口形状を瞳分割方向に応じた細長の形状とするようになっている。即ち、絞り装置２８は、開口部を所定方向について他の方向よりも長い開口形状に設定可能であり、例えば、絞り込んだ状態で、十字形状の絞り開口を得ることができるようになっている。

レンズ制御部２２の通信部２３は、所定の伝送路を介して本体回路部１０の通信部１２との間で情報の送受を行う。レンズ制御部２２は、本体回路部１０の通信部１２との間の通信が確立すると、レンズに関する情報を通信部２３によって本体回路部１０に送信させることができる。これにより、本体回路部１０は、交換レンズ２０のズーム倍率、焦点距離、明るさナンバー等を認識することができる。

本体回路部１０は、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子によって構成された撮像部１４を有している。撮像部１４は、交換レンズ２０からの被写体の光を受光する受光部１４ａを有する。交換レンズ２０からの被写体の光学像は、受光部１４ａに結像するようになっている。受光部１４ａは、上述した図３のベイヤー配列の画素を有するものとする。撮像部１４は、信号処理及び制御部１１によって駆動制御される。なお、撮像素子は、測距用センサとしても機能し、撮像装置１は測距装置としても利用可能である。

図７は図１中の受光部１４ａの具体的な構成の一例を示す回路図である。受光部１４ａは、マトリクス状に配置された複数の画素によって構成されており、図７ではそのうちの２行２列の画素（破線）の構成のみを示している。

図７においては、破線で囲った領域が画素を示しており、各画素は相互に同一構成である。即ち、各画素はフォトダイオードＰＤ、リセットトランジスタＴ１、増幅トランジスタＴ２によって構成される。タイミング回路４１は、信号処理及び制御部１１に制御されて、リセット信号ＲＳＴ（ＲＳＴ−１，ＴＳＴ−２，…）及び転送信号ＲＥ（ＲＥ−１，ＲＥ−２，…）を発生する。同一行のリセットトランジスタＴ１には、同一の信号線を介してリセット信号ＲＳＴが供給される。同一行の転送トランジスタＴ３には、同一の信号線を介して転送信号ＲＥが供給される。

フォトダイオードＰＤは受光した光に応じて電荷を発生する。フォトダイオードＰＤはリセットトランジスタＴ１によって電荷がリセットされる。フォトダイオードＰＤに発生した電荷は、増幅トランジスタＴ２により増幅され、転送トランジスタＴ３によって各列の信号線に転送される。

各画素は、リセット信号ＲＳＴに基づくリセットタイミングから転送信号ＲＥに基づく転送タイミングまでの蓄積期間において蓄積した電荷を、各列の信号線を介して出力する。同一列の各画素からの電荷は、夫々各列の信号線を介してラッチ回路４２（４２−１，４２−２，…）に供給される。各列のラッチ回路４２は、各画素からの信号電荷を出力する。同一列の各画素からの電荷を共通の信号線を介して出力するので、各画素からの読み出しタイミングは、行毎にずらすようになっている。

図７の受光部１４ａにおいては、リセットタイミング及び転送タイミングに基づいて各画素の光電荷蓄積期間が設定され、行毎にリセット信号及び転送信号を各画素に供給することで、行毎に蓄積期間を設定することが可能である。これにより、ＡＦ画素を含む行については、ＡＦ画素を含まない行と異なる電荷蓄積期間を設定することが可能である。撮像画像に用いる撮像用画素はＡＦ画素が含まれない行の画素であるので、撮像画像に影響を与えることなく、ＡＦ制御に適した蓄積期間の設定が可能である。

タイミング回路４１は、信号処理及び制御部１１によって制御される。信号処理及び制御部１１は、タイミング回路４１を制御することで、ＡＦ画素を含む行とＡＦ画素を含まない行の電荷蓄積期間を行毎に設定することができるようになっている。また、信号処理及び制御部１１は、撮像部１４に駆動信号を出力すると共に、撮像部１４からの画素信号を取り込む。信号処理及び制御部１１には動画信号抽出部１１ａ及び静止画信号抽出部１１ｂが設けられている。静止画信号抽出部１１ｂは、静止画撮影時における撮像画像を取得するものであり、受光部１４ａからの画素信号をそのまま撮像画像として静止画像処理部１１ｈに出力する。

図８は静止画信号抽出部１１ｂによる信号抽出及び静止画像処理部１１ｈによる処理を説明するための説明図である。図８（ａ），（ｂ）は図３と同一の記載方法によって各画素を示している。静止画信号抽出部１１ｂは、静止画撮影時には、図８（ａ）に示す全ての画素を読み出す。静止画信号抽出部１１ｂは、読み出した画素信号を撮像画像として静止画像処理部１１ｈに出力する。

静止画像処理部１１ｈは、入力された撮像画像に対して所定の信号処理、例えば、色信号生成処理、マトリックス変換処理、その他各種のデジタル処理を行う。また、ＡＦ画素からは本来の緑色成分の信号電荷を取り出すことはできない。そこで、静止画像処理部１１ｈは、周囲の画素を用いた補間処理を行って、撮像用画素として用いるようにしてもよい。例えば、静止画像処理部１１ｈは、図８（ａ）の矢印に示すように、ＡＦ画素を囲む近傍の４つの緑色画素を用いた補間処理によって、ＡＦ画素位置において撮像用画素を構成した場合の画素値を求めて、図８（ｂ）に示すように、全画素を撮像用画素で構成した場合と同様の撮像画像を得る。

一方、動画信号抽出部１１ａは動画撮影時における撮像画像を取得するものであり、第１期間において、受光部１４ａからの画素信号のうち第１，２，４，５，７，８，…行の画素の画素信号を読み出し、第２期間において第２，３，５，６，８，９，…行の画素の画素信号を読み出して、ＡＦ画素抽出部１１ｃ及び動画画素抽出部１１ｄに出力する。

ＡＦ画素抽出部１１ｃは、図６に示した処理によって、ＡＦ画素の画素信号のみを抽出してＡＦ信号算出部１１ｆに出力する。ＡＦ信号算出部１１ｆは、Ｒ画素の画素信号とＬ画素の画素信号との相関を求め、相関結果に基づいて瞳分割位相差法によるＡＦ信号を生成する。信号処理及び制御部１１は、ＡＦ信号算出部１１ｆによって算出されたＡＦ信号を通信部１２，２３を介して駆動制御部２５に供給することで、ピント合わせを行うようになっている。上述したように、ＡＦ画素はＡＦ信号として適切なレベルの信号が得られるように例えば蓄積期間が設定されており、高精度のフォーカス制御が可能である。

一方、動画画素抽出部１１ｄは、図５に示した処理によって、ＡＦ画素が含まれない行の撮像用画素のみを抽出して動画像処理部１１ｇに出力する。動画像処理部１１ｇは、入力された撮像画像に対して、所定の信号処理、例えば、色信号生成処理、マトリックス変換処理、その他各種のデジタル処理を行う。上述したように、動画像処理部１１ｇは、間引き読み出しをすると共に、インターレース方式の撮像画像を得ており、十分な解像度で高いフレームレートの画像を得ることができる。

なお、動画像処理部１１ｇ及び静止画像処理部１１ｈは、画像信号及び音声信号等の記録に際して、符号化処理を施して圧縮した画像情報及び音声情報等を出力することもできるようになっている。

また、本体回路部１０には、時計部１５、操作判定部１６も配設されている。時計部１５は信号処理及び制御部１１が用いる時間情報を発生する。操作判定部１６は、撮像装置１に設けられた撮像開始終了ボタンや撮影モード設定等の図示しない各種スイッチに対するユーザ操作に基づく操作信号を発生して、信号処理及び制御部１１に出力するようになっている。信号処理及び制御部１１は、操作信号に基づいて、各部を制御する。

また、本体回路部１０には、記録再生部１７及び表示部１８が設けられている。記録再生部１７は、信号処理及び制御部１１からの画像情報及び音声情報を図示しない記録媒体に記録することができるようになっている。なお、記録再生部１７としては例えばカードインターフェースを採用することができ、記録再生部１７はメモリカード等に画像情報及び音声情報等を記録可能である。また、記録再生部１７は、記録媒体に記録された画像情報及び音声情報を読み出して信号処理及び制御部１１に供給することができる。信号処理及び制御部１１は、記録再生部１７からの画像情報及び音声情報を復号化して、画像信号及び音声信号を得ることができるようになっている。

表示部１８は、撮像部１４からの撮像画像や記録再生部１７からの再生画像が信号処理及び制御部１１から供給されて、これらの画像表示を行うことができる。また、表示部１８は信号処理及び制御部１１に制御されて、撮影機器１の操作を行うためのメニュー表示等を表示することもできるようになっている。

信号処理及び制御部１１は、生成した映像信号を記録再生部１７に与えて記録させる場合には、ユーザ操作に基づいて記録した映像信号のファイル化を行うようになっている。なお、ファイル化によって、記録再生部１７に記録されてファイル化された映像信号（以下、映像ファイルという）に対してユーザ操作に基づく各種処理、例えば再生処理が可能となる。

図９及び図１０は動画撮像時における撮像部１４の蓄積及び読み出し制御を説明するための説明図である。図９（ａ），（ｃ），（ｅ）は夫々撮像素子１４の第１行〜第３行の画素に供給されるリセット信号を示し、図９（ｂ），（ｄ），（ｆ）は夫々撮像素子１４の第１行〜第３行の画素に供給される読み出し信号を示し、図９（ｇ）は実線で蓄積電荷のラッチ出力を示し破線で電荷蓄積の無い画素からの読み出しを示している。なお、図９においては、転送信号及びラッチ出力の時間幅は見やすさを考慮した幅で記載しており、図９（ｇ）の各枠は各行の全画素の読み出しを示し、第１期間において第１期間に読み出されるべき全ての行の画素信号が読み出され、第２期間において第２期間に読み出されるべき全ての行の画素信号が読み出されるものとする。

リセット信号ＲＳＴによってフォトダイオードＰＤはリセットされ、転送信号ＲＥによって蓄積電荷が出力される。即ち、リセット信号ＲＳＴの立ち下がりタイミングから転送信号ＲＥの立ち上がりタイミングまでが、各画素の蓄積期間となる。

図９の例では、第１期間に対応して、第１，２，４，５，７，８，…行の各画素の電荷蓄積及び読み出しが行われ、第２期間に対応して、第２，３，５，６，８，９，…行の各画素の電荷蓄積及び読み出しが行われる。即ち、ＡＦ画素が含まれる行の各画素は第１期間及び第２期間の両方で読み出され、ＡＦ画素が含まれない行の画素は、第１期間又は第２期間に読み出される。

図９に示すように、ＡＦ画素が含まれる第２行の画素の蓄積期間は、ＡＦ画素が含まれない第１，第３行の画素の蓄積期間と異なる期間長に設定されている。なお、図９では図示されていないが、ＡＦ画素が含まれない行の画素については、全ての画素の蓄積期間は同一に設定される。一方、ＡＦ画素が含まれる行の各画素については、リセット信号ＲＳＴ及び転送信号ＲＥによって、行毎に蓄積期間が設定されるようになっている。

図９の例では、ＡＦ画素が含まれる第２行の各画素の蓄積期間を、ＡＦ画素が含まれない行の各画素の蓄積期間よりも短くした例を示している。図１０は図９と同様の記載方法によって、ＡＦ画素が含まれる第２行の各画素の蓄積期間を、ＡＦ画素が含まれない行の各画素の蓄積期間よりも長くした例を示している。

図１０の例は、リセット信号ＲＳＴ及び転送信号ＲＥを省略することで、ＡＦ画素が含まれる第２行の各画素の蓄積期間を、ＡＦ画素が含まれない行の各画素の蓄積期間よりも長くしている。従って、この場合には、ＡＦ画素は、第２期間のみに読み出されることになる。リセット信号ＲＳＴ及び転送信号ＲＥの設定によっては、ＡＦ画素を第１期間に読み出すことも可能であり、第１及び第２期間の両方のタイミングで読み出すことも可能である。更に、リセット信号ＲＳＴ及び転送信号ＲＥの設定によっては、第１期間及び第２期間の和の期間よりも長い蓄積期間を設定し、第１及び第２期間の数期間毎にＡＦ画素の読み出しを行うようにすることも可能である。

また、図９及び図１０の例では、撮像用画素の読み出しが行われない期間には蓄積を行わない例を示しているが、第１及び第２期間の両方の期間に夫々蓄積を行い、ラッチ回路によっていずれか一方の期間のみに撮像用画素の読み出しを行うようにしてもよい。また、図９及び図１０の例では、撮像用画素については、第１期間（第２期間）の期間長、例えば、１／６０秒よりも短い期間で蓄積を行う例について示しているが、撮像用画素の蓄積期間を、第１及び第２期間の和の期間、例えば１／３０秒よりも短い期間で蓄積を行うようにしてもよい。

図１１はＡＦ画素の蓄積期間の制御を説明するための説明図である。図１１（ａ）は背景５３と人物５２の画像を含む撮像画像５１を示している。図１１（ｂ）は横軸に撮像画像５１の所定の垂直位置における水平位置をとり縦軸に輝度レベルをとって、所定の水平ラインにおける輝度変化を示している。即ち、撮像画像５１は、背景５３の画像部分に比べて、人物５２の画像部分の輝度が極めて高い例を示している。この場合には、人物５２の画像部分に対応する位置に配置されたＡＦ画素については、蓄積期間を短くする。これにより、ＡＦ画素信号のレベルが飽和することを防止することができる。

逆に、図１１（ｃ）は太陽６４を有する背景６３と人物６２との画像を含む撮像画像６１を示している。図１１（ｄ）は横軸に撮像画像６１の所定の垂直位置における水平位置をとり縦軸に輝度レベルをとって、所定の水平ラインにおける輝度変化を示している。即ち、撮像画像６１は、太陽６４の影響により、背景６３の画像部分に比べて、人物６２の画像部分の輝度が極めて低い例を示している。この場合には、人物６２の画像部分に対応する位置に配置されたＡＦ画素については、蓄積期間を長くする。これにより、ＡＦ画素信号のレベルとして十分なレベルを確保することができる。

（絞り装置）
図１２は図１中の絞り装置２８の具体的な構成を示す分解斜視図である。なお、図１２では説明の簡略化のために、１枚の絞り羽根のみを示している。また、図１３は絞り羽根の回動を説明するための平面図である。図１３（ａ）は最大開放状態の絞り羽根の状態を示し、図１３（ｂ）は中間絞り状態を示し、図１３（ｃ）は最も絞り込んだ最大絞り状態を示している。

図１２において、光量制御装置である絞り装置２８は、レンズ前群７１とレンズ後群７２との間において、レンズ前群７１により光束が絞られる位置に配置される。レンズ前群７１は図１の固定レンズ２６に相当し、レンズ後群７２は図１のズーム及びフォーカシングレンズ２７に相当する。図１２の絞り装置２８は、図１では交換レンズ部２０の図示しないカメラレンズ鏡筒内に設けたが、カメラ本体等に設けられることもある。なお、レンズ後群７２は、図１の駆動部２９ｂに相当するモータ７３の回転力を伝達する送りネジ７４によって、レンズ前群７１及びレンズ後群７２による光軸（以下、レンズ光軸という）方向に進退移動するようになっている。これにより、ズーミング及びフォーカシングが可能である。

絞り装置２８は、レンズ前群７１側に設けられた矢車７５と、レンズ光源７２側に設けられた固定板８０とを有する。開口部材である固定板８０は、金属製、または遮光性を備えるように着色されたプラスチックなどの樹脂により射出形成される板状部材であり、中央には、絞りの全開状態を規定する真円状の光路開口部８１が中心をレンズ光軸に一致させて形成されている。固定板８０の光路開口部８１の周囲には、周方向の等間隔の異なる位置に、レンズ前群７１側に向かって突出するように、絞り羽根８５の枚数だけ回転支軸８２が植設されている。

矢車７５は、光路開口部８１に対向した開口を有する回転部材である。矢車７５の外周には外歯車が形成されており、この外歯車とモータ７６の回転軸に取り付けられたピニオンギア７７とは噛合している。モータ７６の回転によって、矢車７５はレンズ光軸を中心に回動する。矢車７５には、周方向の等間隔の異なる位置に、レンズ後群７２側に向かって突出するように、絞り羽根８５の枚数だけ駆動軸である駆動ピン７８が植設されている。

矢車７５と固定板８０との間には、相互に同一形状の複数数（例えば４枚）の絞り羽根８５が設けられている。絞り羽根８５には、嵌合孔としての回転軸孔８６が設けられており、絞り羽根８５の回転軸孔８６に固定板８０の回転支軸８２を挿嵌することで、絞り羽根８５は固定板８０上において回転支軸８２を中心に回動自在に配置される。

また、絞り羽根８５は、回転支軸８２の回りの回転量を制御するために、所定の曲線形状に穿設された被駆動溝であるカム溝８７を有している。カム溝８７は長溝孔又はスロットである。矢車７５の駆動ピン７８はカム溝８７内に嵌入され、駆動ピン７８はカム溝８７と係合して、カム溝８７内を摺動自在である。矢車７５が固定板８０に対して相対的に回転することによって、駆動ピン７８がカム溝８７内で摺動してカム溝８７の位置を規定する。即ち、矢車７５の回転及びカム溝８７の形状に従った回転量で、絞り羽根８５が回転支軸８２を中心に回転する。

図１３に示すように、４つの絞り羽根８５の各回転軸孔８６が夫々固定板８０に設けられた４つの回転支軸８２に挿嵌されて、４つの絞り羽根８５は、光路開口部８１の周囲に円周状に配置される。図１３の一点鎖線にて示す水平線は瞳分割位相差法における左右の瞳分割方向を示しており、垂直線は瞳分割位相差法における上下の瞳分割方向を示している。

各絞り羽根８５は、回転軸孔８６の一方側にカム溝８７が形成され、他方側に絞り開口状態を制御する絞り形成部９１が形成される。絞り形成部９１は、絞り羽根８５の先端において略平坦な先端部９１ａとこの先端部に略直交し略平坦な縁辺部９１ｂとを有する。

駆動ピン７８は、カム溝８７の回転軸孔８６側の一端とその反対側の他端との間を移動する。この移動に伴って、絞り羽根８５が回転して、絞り形成部９１が光路開口部８１内に進入又は待避する。例えば、図１３（ａ）は矢車７５と固定板８０との相対回転角度が第１の回転角の状態を示している。この場合には、駆動ピン７８がカム溝８７の他端に位置し、図１３（ａ）に示すように、絞り形成部９１は光路開口部８１内に進入しておらず、絞りは全開（最大開放）状態である。レンズ光軸から回転軸孔８６までの距離よりも駆動ピン７８までの距離の方が大きく、矢車７５が図１３の時計方向に回転して相対回転角度が第２の回転角になると、駆動ピン７８がカム溝８７の中央の所定位置に移動し、図１３（ｂ）に示すように、絞り形成部９１は光路開口部８１内に所定量だけ進入し、絞りは中間絞り状態となる。更に、矢車７５が時計方向に回転して相対回転角度が第３の回転角になると、駆動ピン７８がカム溝８７の一端まで移動し、図１３（ｃ）に示すように、絞り形成部９１は光路開口部８１内に最も多く進入し、絞りは最大絞り状態となる。

図１３（ｃ）の最大絞り状態においては、隣接する絞り羽根８５の絞り形成部９１同士が相互に近接し、絞り形成部９１同士の隙間が絞りの開口部となる。この絞りの開口部は、光路開口部８１の中央の十字形状部分のみとなる。即ち、絞り装置２８においては、最大絞り状態においても、水平方向及び垂直方向には十分な長さの開口部を有する。なお、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、最大開放状態から最大絞り状態のいずれの絞り状態であっても、光路開口部８１は、中央において水平方向及び垂直方向には十分な長さの開口部を有している。これにより、絞りの状態に拘わらず、左右や上下のＡＦ画素から十分な位相差の信号電荷を得ることができ、ＡＦ精度を向上させることができる。

次に、このように構成された実施の形態の作用について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は本実施の形態におけるカメラ制御を説明するためのフローチャートであり、図１５は図１４中の動画画素読み出し処理を具体的に示すフローチャートである。

撮像装置１に電源が投入されると、信号処理及び制御部１１は、図１４のステップＳ２１において、撮影モードが指示されたか否かを判定する。撮影モードが指示されていない場合には、信号処理及び制御部１１は、ステップＳ２２において、再生モードが指示されたか否かを判定する。再生モードが指示されると、信号処理及び制御部１１は、ステップＳ２３において、サムネイルの一覧表示を行う。サムネイル一覧を参照したユーザによる画像の選択が行われると、ステップＳ２４からステップＳ２５に処理を移行して、信号処理及び制御部１１は選択画像の再生を行う。ファイル選択が行われない場合には、ステップＳ２６において再生モードの終了を判定する。

一方、撮影モードが指示されると、信号処理及び制御部１１は、ステップＳ３１において、撮像部１４から動画画素の読み出しを行うと共に、読み出した画素信号に基づいて、表示部１８に撮像画像（スルー画）をライブビュー表示させる。

動画画素読み出し処理においては、先ず、ステップＳ６０において、入射光量に合わせた絞り制御が行われる。駆動部２９ａは駆動制御部２５に制御されて、絞り装置２８を駆動する。即ち、駆動部２９ａに相当するモータ７６は、絞り量に応じて矢車７５を回転させる。これにより、図１３（ａ）に示す最大開放状態と図１３（ｃ）に示す最大絞り状態との間で絞りが調整されて、入射光量が制御される。

次に、動画信号抽出部１１ａは、図１５のステップＳ６１，Ｓ６２において、第１期間であるか、第２期間であるかを判定する。第１期間である場合には、動画信号抽出部１１ａは、ステップＳ６３において、ＡＦ画素を含む行とその上の行の画素、即ち、図５に示す第１，２，４，５，７，８，…行の画素の読み出しを行う。次に、動画画素抽出部１１ｄは、読み出された画素のうちＡＦ画素を含む行の上の行の画素の信号を抽出して動画像処理部１１ｇに与える。こうして、動画像処理部１１ｇは、図５の第１，４，７，１０，…行の画素を用いて、第１期間の撮像画像を生成する。この撮像画像が第１期間の撮像画像として表示部１８に表示される（ステップＳ６４）。

また、ＡＦ画素抽出部１１ｃは、図６に示すように、第２，５，８，１１，…行からＡＦ画素を抽出して、画素信号をＡＦ信号算出部１１ｆに与える。ＡＦ信号算出部１１ｆは、積算処理のためにＡＦ画素を記憶する（ステップＳ６５）。

なお、ＡＦ画素の受光部のサイズが撮像用画素の受光部のサイズよりも小さいことから、ＡＦ画素の画素信号のレベルは撮像用画素の画素信号のレベルよりも低いことが考えられる。図１４及び図１５の例は、この点を考慮して、ＡＦ画素信号のレベルを適正なレベルとするために、同一位置のＡＦ画素の画素信号を積算することで、十分なレベルのＡＦ画素信号を得るようにしたものである。なお、ＡＦ画素については蓄積時間を十分に長く設定することができるので、必ずしもＡＦ画素信号を積算する必要はなく、その場合には後述するＡＦ画素の積算処理は省略可能である。

第２期間においては、動画信号抽出部１１ａは、ステップＳ６６において、ＡＦ画素を含む行とその下の行の画素、即ち、図５に示す第２，３，５，６，８，９，…行の画素の読み出しを行う。次に、動画画素抽出部１１ｄは、読み出された画素のうちＡＦ画素を含む行の下の行の画素の信号を抽出して動画像処理部１１ｇに与える。こうして、動画像処理部１１ｇは、図５の第３，６，９，１２，…行の画素を用いて、第２期間の撮像画像を生成する。この撮像画像が第２期間の撮像画像として表示部１８に表示される（ステップＳ６７）。

また、ＡＦ画素抽出部１１ｃは、図６に示すように、第２，５，８，１１，…行からＡＦ画素を抽出して、画素信号をＡＦ信号算出部１１ｆに与える。ＡＦ信号算出部１１ｆは、積算処理のためにＡＦ画素を記憶する（ステップＳ６８）。

ＡＦ信号算出部１１ｆは、ステップＳ６９において、積算されたＡＦ画素信号のレベルが適正なレベルになったか否かを判定する。ＡＦ信号算出部１１ｆは、適正でない場合には、ステップＳ７０において、ＡＦ画素抽出部１１ｃからの同一位置のＡＦ画素信号を積算し、適正となった場合には、ステップＳ７１において、ＡＦ画素信号の積算処理を終了する。こうして、ＡＦ信号算出部１１ｆは、適正なレベルのＡＦ画素信号を用いて、ＡＦ信号を生成する。

本実施の形態においては、図１３に示すように、最大絞り状態を含むいずれの絞り状態においても、光路開口部８１の中央の十字形状部分を含む開口、即ち、瞳分割方向には十分に長い開口を有しており、射出瞳を通過する右光及び左光の入射位置の差は十分に大きく、Ｒ撮像部及びＬ撮像部によって得られるＡＦ画素信号の位相差は十分に大きい。従って、Ｒ撮像部の出力とＬ撮像部の出力との相関によって、高精度にピントずれを検出することができ、絞り状態に拘わらず、ＡＦ精度を向上させることができる。

信号処理及び制御部１１は、図１４のステップＳ３２において、ＡＦ信号が算出されたか否かを判定する。ＡＦ信号が算出されると、信号処理及び制御部１１は、ステップＳ４１において、算出されたＡＦ信号に基づいてピント制御を行う。即ち、ＡＦ信号は、通信部１２，２３を介して交換レンズ回路２１の駆動制御部２５に供給され、駆動制御部２５はＡＦ信号に基づいてズーム及びフォーカシングレンズ２７を駆動して、ピント合わせを行う。次に、ＡＦ信号算出部１１ｆは、ステップＳ４２において、ＡＦ画素信号の積算値をクリアする。

信号処理及び制御部１１は、ステップＳ３３において、ユーザが動画撮影を指示したか否かを判定する。動画撮影が指示された場合には、動画像処理部１１ｇは、第１及び第２期間の撮像画像に基づいて記録用の動画像を生成し、記録再生部１７に与えて記録させる（ステップＳ４３）。信号処理及び制御部１１は、ステップＳ４４において動画撮影の終了が指示されたか否かを判定する。動画撮影の終了指示がされていない場合には、信号処理及び制御部１１は、処理をステップＳ３１に戻す。動画撮影の終了が指示された場合には、信号処理及び制御部１１は、処理をステップＳ３８に移行して、動画像の画像ファイル化を行う。

一方、信号処理及び制御部１１は、ステップＳ３４において、静止画撮影が指示されたものと判定すると、ステップＳ３５において静止画用の絞り制御を行う。次に、静止画信号抽出部１１ｂによって受光部１４ａの全画素の読み出しが行われる。読み出された画素信号は、静止画像処理部１１ｈに供給されて仮記録される（ステップＳ３６）。静止画像処理部１１ｈは、ＡＦ画素について画素補間を行い（ステップＳ３７）、ＡＦ画素の画素位置に撮像用画素が構成された場合と同様の撮像画像を得る。

信号処理及び制御部１１は、ＡＦ画素の画素値が補正された撮像画像を記録再生部１７に与えてファイル化する（ステップＳ３８）。また、信号処理及び制御部１１は、記録した撮像画像を表示部１８に与えて、レックビュー表示を行う（ステップＳ３９）。

信号処理及び制御部１１は、ステップＳ５１において、電源オフ操作が行われた否かを判定する。電源オフ操作が行われていない場合には、信号処理及び制御部１１は、撮影・再生モードの変更操作を受付けた後、処理をステップＳ２１に戻す。電源オフ操作が行われた場合には、信号処理及び制御部１１は電源をオフにする（ステップＳ５３）。

このように本実施の形態においては、動画撮影時においては、絞りの状態に拘わらず、光軸中央の少なくとも十字形状部分の絞りは開口している。即ち、絞りは瞳分割方向には長い開口を有しており、絞りの状態に拘わらず瞳分割された光の入射位置の差は十分に大きく、十分なＡＦ精度を得ることができる。

なお、上記各実施の形態においては、ＡＦ画素として水平左右方向からの光を受光するＬ，Ｒ撮像部を有する画素を用いる例について説明したが、ＡＦ画素として垂直上下方向や、斜め方向からの光を受光する２つの撮像部を有する画素を用いる例についても、同様に適用できることは明らかである。

（変形例）
図１６及び図１７は変形例に係り、図１６は最大開放状態の絞り羽根の状態を示す平面図であり、図１７は絞り装置９５の具体的な構成を示す分解斜視図である。なお、図１７では説明の簡略化のために、１枚の絞り羽根のみを示している。

図１７に示すように、本変形例の絞り装置９５は、固定板８０に代えて回転支持板９６を採用した点が図１２の絞り装置２８と異なる。回転支持板９６は固定板８０と同様の構成であるが、図示しない支持部材に支持されて、レンズ光軸を中心に回動自在である。即ち、回転支持板９６の外周には外歯車が形成されており、この外歯車とモータ９７の回転軸に取り付けられたピニオンギア９８とは噛合している。モータ９７の回転によって、回転支持板９６はレンズ光軸を中心に回動する。

図１６は絞り装置９５の回転支持板９６が図１３に示す状態から４５度回転した状態を示している。即ち、図１６の一点鎖線にて示す十字の直線は、撮像素子１４の受光部１４ａにおける画素の配列方向から４５度傾斜した方向を示している。

絞り装置９５は、一点鎖線にて示す４５度傾斜した十字形状部分が、常に開口状態である。従って、瞳分割位相差法における瞳分割方向が、画素配列に対して４５度傾斜している場合でも、絞りの状態に拘わらず、一対のＡＦ画素から十分な位相差の信号を得ることができ、ＡＦ精度を向上させることができる。

なお、絞り装置９５は、モータ９７を回転させることによって、図１３と同様の絞り状態を得ることも可能である。

（第２の実施の形態）
図１８及び図１９は本発明の第２の実施の形態に係り、図１８は絞り羽根の回動を説明するための平面図であり、図１９は点像ボケの様子を示す説明図である。なお、図１８（ａ）は最大開放状態の絞り羽根の状態を示し、図１８（ｂ）は中間絞り状態を示し、図１８（ｃ）は最も絞り込んだ最大絞り状態を示している。

第１の実施の形態においては、最大絞り状態においては、絞りの開口部は十字形状となる。静止画撮影時に絞りを最大絞り状態にすると、点像ボケは絞り形状の影響を受けて十字形状となる。図１９はこの場合の撮像画像の一例を示しており、人物１０１の背景に電飾を施した樹木１０２が撮影されていることを示している。撮像画像１００は、電飾部分において点像ボケ１０３が現れている。この点像ボケ１０３は、絞り形状の影響を受けて十字形状となる。

本実施の形態においては、静止画撮影時の点像ボケをより円形状に近づけて画像品位を向上させるものである。本実施の形態は、絞り羽根の形状、回転軸孔、回転支軸及び駆動ピンの位置並びにカム溝の位置及び形状が図１２及び図１３の絞り装置２８と異なるのみであり、回路構成等の他の構成は第１の実施の形態と同様である。

４枚の絞り羽根１１１は相互に同一形状であり、同一位置及び同一形状の回転軸孔１１２及びカム溝１１４が形成されている。固定板１１０は板状部材であり、中央には、絞りの全開状態を規定する真円状の光路開口部８１が中心をレンズ光軸に一致させて形成されている。固定板１１０の光路開口部８１の周囲には、周方向の等間隔の異なる位置に、レンズ前群７１側に向かって突出するように、絞り羽根１１１の枚数だけ回転支軸１１３が植設されている。

図示しない矢車に設けた各駆動ピン１１５が、絞り羽根１１１のカム溝１１４に摺動自在に嵌入され、一方、絞り羽根１１１の回転軸孔１１２に固定板１１０の回転支軸１１３が挿嵌される。これにより、絞り羽根１１１は固定板１１０上において回転支軸１１３を中心に回動自在である。絞り羽根１１０の回転量は、駆動ピン１１５の回転及びカム溝１１４の形状により規定される。

図１８に示すように、４つの絞り羽根１１１の各回転軸孔１１２が夫々固定板１１０に設けられた４つの回転支軸１１３に挿嵌されて、４つの絞り羽根１１１は、光路開口部８１の周囲に円周状に重畳配置される。図１８においても、一点鎖線にて示す水平線は瞳分割位相差法における左右の瞳分割方向を示しており、垂直線は瞳分割位相差法における上下の瞳分割方向を示している。

各絞り羽根１１１は、一端側に絞り開口状態を制御する絞り形成部１１６が形成される。絞り形成部１１６は、絞り羽根１１１の先端において略平坦な先端部１１６ａとこの先端部に略直交し略平坦な縁辺部１１６ｂとを有する。

駆動ピン１１５は、図示しない矢車が回転することによってカム溝１１４内を移動する。矢車が回転することによって矢車と固定板１１０とは相対的に回転する。図１８では駆動ピン１１５の位置によって矢車と固定板１１０との相対回転角度が分かる。矢車と固定板１１０とが図１８（ａ）の位置関係にある場合の相対回転角度（第１の回転角）を０度とする。この場合には、絞り形成部１１６は光路開口部８１内に進入しておらず、絞りは全開（最大開放）状態である。矢車が図１８の時計方向に相対回転角度として第２の回転角（α１）度だけ回転して駆動ピン１１５がカム溝１１４内を移動すると、図１８（ｂ）に示すように、絞り形成部１１６は光路開口部８１内に所定量だけ進入し、絞りは中間絞り状態となる。この状態では、光路開口部８１の中央の十字形状部分が絞りの開口部となる。

即ち、本実施の形態における絞り装置においては、最大開口状態から中間絞り状態までの絞り状態においては、水平方向及び垂直方向には十分な長さの開口部を有する。これにより、最大開口状態から中間絞り状態までの絞り状態においては、左右や上下のＡＦ画素から十分な位相差の信号電荷を得ることができ、ＡＦ精度を向上させることができる。即ち、動画撮影時において、十分なＡＦ精度を確保しながら、絞りにより光量調整が可能である。

更に、矢車が図１８の時計方向に第３の回転角（α２）度だけ回転して駆動ピン１１５がカム溝１１４内を移動すると、図１８（ｃ）に示すように、絞り形成部１１６は光路開口部８１内に十分に進入して、絞りは最大絞り状態となる。この状態では、各絞り形成部１１６の先端部１１６ａは、隣接する絞り形成部１１６の縁辺部１１６ｂに十分に近接し、光路開口部８１の中央には略四角形の小さい開口部が形成される。

即ち、本実施の形態においては、最大絞り状態においては、略四角形の開口部となり、点像ボケをより円形に近づけることができる。即ち、本実施の形態においては、静止画撮影時において、図１８（ｃ）の絞り状態にすることによって、点像ボケが略円形となる撮像画像を得ることができる。

このように本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、動画撮影時にＡＦ精度を向上させると共に、静止画撮影時において、点像ボケを略円形に近づけることができ、撮像画像の品位を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
図２０は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図２０において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は２つの絞り装置２８ａ，２８ｂを用いる交換レンズ部１２０を採用した点が第１の実施の形態と異なる。

絞り装置２８ａは、第１の実施の形態における絞り装置２８と同様の構成であり、絞り状態に拘わらず、レンズ光軸を中心とした十字形状の部分が常に開口している。一方、絞り装置２８ｂは一般的な絞り装置であり、絞り形状は略円形状である。本実施の形態においては、絞り装置２８ａは動画撮影用の絞り装置であり、絞り装置２８ｂは静止画撮影用の絞り装置である。

駆動制御部２５は光学系制御部２２に制御されて、駆動部２９ａ，２９ｃを制御する。駆動部２９ａは駆動制御部２５に制御されて、動画撮影時において絞り装置２８ａの絞り状態を変化させる。なお、駆動部２９ａは、静止画撮影時には、絞り装置２８ａの絞り状態を最大開放状態とする。また、駆動部２９ｂは駆動制御部２５に制御されて、静止画撮影時において絞り装置２８ｂの絞り状態を変化させる。なお、駆動部２９ｂは、動画撮影時には、絞り装置２８ｂの絞り状態を最大開放状態とする。

このように構成された実施の形態においては、静止画撮影時には、絞り装置２８ｂによって絞り状態が変化する。絞り装置２８ｂは絞り形状が略円形状であり、点像ボケは略円形となる。一方、動画撮影時には、絞り装置２８ａによって絞り状態が変化する。絞り装置２８ａは第１の実施の形態における絞り装置２８と同様の構成であり、絞り状態に拘わらず、瞳分割方向には十分な長さの開口を有しており、左右のＡＦ画素の位相差を大きくして、ＡＦ精度を向上させることができる。

このように本実施の形態においては、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、静止画撮影時と動画撮影時において、確実な絞り制御が可能である。

（第４の実施の形態）
図２１は本発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。図２１において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、絞り装置２８に代えて絞り装置１２３を用いた交換レンズ部１２１を採用した点が第１の実施の形態と異なる。

絞り装置１２３は液晶パネルによって構成されている。駆動制御部２５はパネル駆動部１２２を制御して絞り形状を変化させる。パネル駆動部１２２は液晶パネルによって構成された絞り装置１２３の透過光量を画素毎に制御して、任意の形状の開口を形成する。

図２２は絞り装置１２３の液晶パネルの透過光量を説明するための説明図であり、斜線部分が液晶パネルの最大透過率の部分であり、その他の部分は透過率が十分に低い部分である。即ち、図２２は斜線部分が絞り開口の形状を示している。

図２２（ａ），（ｂ）は静止画撮影時の絞り開口形状を示しており、図２２（ａ）は最大開放状態の絞り開口形状であり、図２２（ｂ）は最大絞り状態の絞り開口形状である。図２２（ｃ）乃至（ｆ）は動画撮影時の絞り開口形状の一例を示している。図２２（ｃ），（ｄ）は、瞳分割方向が左右及び上下方向の場合の絞り開口形状を示しており、図２２（ｃ）は中間絞り状態の絞り開口形状を示し、図２２（ｄ）は最大絞り状態の絞り開口形状を示している。図２２（ｅ）は、瞳分割方向が左右方向のみの場合の最大絞り状態の絞り開口形状を示しており、図２２（ｆ）は、瞳分割方向が斜め方向の場合の最大絞り状態の絞り開口形状を示している。

このような構成によれば、静止画撮影時及び動画撮影時において、パネル駆動部１２２が液晶パネルで構成された絞り装置１２３を駆動制御することで、任意の形状の絞り開口形状を得ることができる。

これにより、本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、今回の各実施例は、いわゆるベイヤー配列の撮像素子を利用して説明したが、色成分を撮像素子の光軸方向で検出するような積層型の撮像素子に、本発明を応用してもよい。

さらに、本発明の各実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話やスマートフォンなど携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）等に内蔵されるカメラでも勿論構わない。

本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

なお、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。また、これらの動作フローを構成する各ステップは、発明の本質に影響しない部分については、適宜省略も可能であることは言うまでもない。

１０…本体回路部、１１…信号処理及び制御部、１１ａ…動画信号抽出部、１１ｂ…静止画信号抽出部、１１ｃ…ＡＦ画素抽出部、１１ｄ…動画画素抽出部、１１ｆ…ＡＦ信号算出部、１１ｇ…動画像処理部、１１ｈ…静止画像処理部、１４…撮像部、１４ａ…受光部、１７…記録再生部、１８…表示部、２８…絞り装置。

Claims (7)

1. 撮像用画素が２次元状に配列されると共に、該配列の一部に複数の焦点検出用画素が配列された撮像部と、
   開口部の大きさを変化させることで上記撮像部への入射光量を制限するものであって、上記開口部を所定方向について他の方向よりも長い開口形状に設定可能な絞り装置と、
   上記焦点検出用画素に基づいて上記撮像部のフォーカス制御を行うフォーカス制御部と
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
2. 上記所定方向は、瞳分割方向である
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記絞り装置は、絞り込んだ状態において、上記開口部の開口形状を十字形状とする
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 撮像素子を測距用センサとして利用する測距装置に用いられる光量制御装置において、
   第１の開口を有した開口部材と、
   上記開口部材の開口中心に関し相対的に回転する回転部材と、
   複数の羽根部材であって、上記第１の開口の周囲に上記第１の開口を囲むように配置され、上記回転部材の上記回転に連動してそれぞれが上記第１の開口の上記周囲にて回転し、上記第１の開口に対し進入、退避を行い、上記第１の開口から退避した開放状態と上記第１の開口中に進入して上記第１の開口より小さい第２の開口を形成する第１の絞り状態と、さらに上記第１の開口中に十字状の第３の開口を形成する第２の絞り状態とを形成可能な複数の羽根部材と、
   を具備したことを特徴とした光量制御装置。
5. 上記複数の羽根部材は、上記第２の絞り状態から上記第３の開口より小さい第４の開口を形成する第３の絞り状態に遷移する
   ことを特徴とした請求項４に記載の光量制御装置。
6. 上記第３の開口は、光軸を中心とする点に関し、点対称に形成されている
   ことを特徴とした請求項４又は５記載の光量制御装置。
7. 上記複数の羽根部材は、４枚の絞り羽根によって構成されている
   ことを特徴とした請求項４乃至６のいずれか１つに記載の光量制御装置。

Images