JP2017090579A - 焦点検出装置及び方法、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像面位相差ＡＦが可能な領域が限られた撮像素子を用いても、撮像面位相差ＡＦによるＡＦ処理を常に行うことを可能にすること。
【解決手段】 複数の光電変換手段（２２０ａ，２２０ｂ）をそれぞれ有する複数の位相差検出用画素が、予め決められた一部の領域に配置された撮像素子（２２）から出力された画像信号に基づいて、撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出装置（１００）であって、コントラストＡＦで撮影レンズの焦点状態を検出する第１の検出手段（２４、５０）と、撮像面位相差ＡＦで撮影レンズの焦点状態を検出する第２の検出手段（２４、５０）と、焦点状態を検出する焦点検出領域を設定する領域設定手段（７０）と、第２の検出手段による焦点状態の検出に限定する限定モードが設定されている場合に、焦点検出領域を、前記予め決められた一部の領域内に限定するように制御する制御手段（５０）とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、焦点検出装置及び方法、及び撮像装置に関し、特に、像面位相差ＡＦを行う焦点検出装置及び方法、及び撮像装置に関する。

従来より、記録画像の取得用の撮像素子の少なくとも一部の画素を、互いに異なる射出瞳領域を通過した光をそれぞれ受光して、視差を有する複数の像を出力することが可能な画素により構成した撮像素子を有する撮像装置が提案されている。特許文献１には、一部の画素が焦点検出用画素により構成された撮像素子を有し、得られた複数の像の位相差に基づいて、合焦処理を施す（以下、「撮像面位相差ＡＦ」と呼ぶ。）ことが開示されている。

また、撮像面位相差ＡＦが可能な撮像装置において、焦点検出用画素の多用は、製造コストの増加や、読み出し時間の増加といった問題となるため、撮像面の中央部にのみ焦点検出用画素を配し、中央部でのみ撮像面位相差ＡＦが可能な撮像装置が存在する。このような撮像装置では、焦点検出領域が中央部にある場合に撮像面位相差ＡＦを行い、中央部に無い場合には、撮像素子から得られる信号のコントラストに基づいてコントラストＡＦを行う。

特開２０１０−２８２０８５号公報

上述したような中央部でのみ撮像面位相差ＡＦが可能な撮像装置では、ＡＦ速度を優先したい場合でも、焦点検出領域が中央部の領域を外れてしまうと撮像面位相差ＡＦを行うことができず、ＡＦ速度が遅くなってしまうという問題がある。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮像面位相差ＡＦが可能な領域が限られた撮像素子を用いても、撮像面位相差ＡＦによるＡＦ処理を常に行うことを可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの一対の光を受光することが可能な複数の光電変換手段をそれぞれ有する複数の位相差検出用画素が、予め決められた一部の領域に配置された撮像素子から出力された画像信号に基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する本発明の焦点検出装置は、前記画像信号のコントラストに基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する第１の検出手段と、前記位相差検出用画素から読み出された一対の画像信号の位相差に基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する第２の検出手段と、焦点状態を検出する焦点検出領域を設定する領域設定手段と、前記第２の検出手段による焦点状態の検出に限定する限定モードが設定されている場合に、前記焦点検出領域を、前記予め決められた一部の領域内に限定するように制御する制御手段とを有する。

本発明によれば、撮像面位相差ＡＦが可能な領域が限られた撮像素子を用いても、撮像面位相差ＡＦによるＡＦ処理を常に行うことを可能にすることができる。

本実施形態に係るデジタルカメラの外観の一例を示す図。 本実施形態に係るデジタルカメラの概略構成を示すブロック図。 本実施形態に係る画素と撮影レンズの射出瞳との関係を示す図。 本実施形態に係る撮像部の有効領域における撮像画素と位相差検出用画素の配置例を示す図。 本実施形態における動作手順の一例を示すフローチャート。 本実施形態における動作手順の一例を示すフローチャート。 本実施形態におけるＡＦ枠を表示した表示画面の一例を示す図。 本実施形態におけるＡＦ枠の位置が限定されることをユーザに通知するための表示例を示す図。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。

図１は、本発明の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観図を示す図である。デジタルカメラ１００の背面には、画像や各種情報を表示する表示部２８が備えられている。また、デジタルカメラ１００の背面及び上面に、ユーザーからの各種操作を受け付けるための、各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の操作部材からなる操作部７０が配置されている。操作部７０のうち、各種モードを切り替えるためのモードダイアル６０、及び、タッチ操作可能なタッチホイール７３は背面に、撮影指示を行うためのシャッターボタン６１、及び、電源オン／オフを切り替えるための電源スイッチ７２は上面に配置されている。

また、デジタルカメラ１００の側面には、接続ケーブル１１１とデジタルカメラ１００とのコネクタ１１２が配置されている。また、デジタルカメラ１００の底面に、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００を格納するための記録媒体スロット２０１が構成されている。記録媒体スロット２０１に格納された記録媒体２００は、デジタルカメラ１００との通信が可能となる。記録媒体スロット２０１は、蓋２０２により覆うことができる。

図２は、本実施形態によるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、撮影レンズ１０３は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群からなる。シャッター１０１は絞り機能を備える。バリア１０２は、撮影レンズ１０３を覆うことにより、撮影レンズ１０３、シャッター１０１、撮像部２２を含む撮像系の汚れや破損を防止する。

バリア１０２が開かれている状態で、撮影レンズ１０３及びシャッター１０１を介して入射する被写体の光学像は、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子等の撮像素子により構成される撮像部２２の受光面に結像される。撮像部２２は、結像された光学像を光電変換し、得られた画像信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器２３は、撮像部２２から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して出力する。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力されたデジタルの画像信号や、メモリ制御部１５により読み出された画像データに対して、画素補間、縮小といったリサイズ処理や、所定の色変換処理を行う。また、画像処理部２４では、撮像により得られた画像信号を用いて所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が露光制御及び焦点調節制御を行う。これにより、撮像面位相差ＡＦ処理やコントラストＡＦ処理などのＡＦ処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理が行われる。画像処理部２４では更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

Ａ／Ｄ変換器２３から出力されたデジタル画像信号は、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いは、メモリ制御部１５のみを介して、メモリ３２に書き込まれる。メモリ３２は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力されたデジタルの画像信号や、表示部２８に表示するための画像データを格納する。メモリ３２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

また、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用の画像データをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。これにより、メモリ３２に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器１３を介して表示部２８に表示される。表示部２８は、ＬＣＤ等の表示器上に、Ｄ／Ａ変換器１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。このように、Ａ／Ｄ変換器２３によって一度Ａ／Ｄ変換され、メモリ３２に蓄積されたデジタル信号を、Ｄ／Ａ変換器１３でアナログ変換し、表示部２８に逐次転送して表示することで、電子ビューファインダ機能を実現し、ライブビュー表示を行うことができる。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。

システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御すると共に、不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。システムメモリ５２にはＲＡＭが用いられ、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０はメモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。システムタイマー５３は各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。

モードダイアル６０、シャッターボタン６１、電源スイッチ７２、タッチホイール７３を含む操作部７０はシステム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作手段である。モードダイアル６０は、システム制御部５０の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替えることができる。静止画記録モードに含まれるモードとしては、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モードダイアル６０で、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えることができる。あるいは、モードダイアル６０で静止画撮影モードに一旦切り換えた後に、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。

第１シャッタースイッチＳＷ１は、デジタルカメラ１００に設けられたシャッターボタン６１の操作途中、いわゆる半押しでＯＮとなり、第１シャッタースイッチ信号（撮影準備指示）を発生する。システム制御部５０は、第１シャッタースイッチ信号により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作を開始する。

第２シャッタースイッチＳＷ２は、シャッターボタン６１の操作完了、いわゆる全押しでＯＮとなり、第２シャッタースイッチ信号（撮影指示）を発生する。システム制御部５０は、第２シャッタースイッチ信号により、撮像部２２からの信号読み出しから記録媒体２００に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。

また、操作部７０のその他の各操作部材は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。利用者は、表示部２８に表示されたメニュー画面と、操作部７０に含まれるタッチホイール７３等とを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

更に、操作部７０の操作により、後述する位相差ＡＦ限定モードのＯＮ／ＯＦＦの切り替え、ＡＦ領域の設定、ライブビューの表示倍率の設定、動画記録サイズの設定を行うことができる。即ち、操作部７０は、操作手段、領域設定手段、倍率設定手段、サイズ設定手段に対応する。

電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースである。記録媒体２００は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。

図３は、撮像部２２に用いられる画素と撮影レンズ１０３との関係を示す概念図である。図３（ａ）は通常の撮像画素であり、図３（ｂ）は撮像面位相差ＡＦに用いる位相差検出用の信号を出力可能な画素である。以下、図３（ｂ）に示す画素を「位相差検出用画素」と呼ぶ。撮像画素が、撮影レンズ１０３の射出瞳ＴＬを通過した光を受光する１つの光電変換部２２０を有するのに対し、各位相差検出用画素は、撮影レンズ１０３の射出瞳ＴＬの異なる領域を通過した光をそれぞれ受光する、２つの光電変換部２２０ａ，２２０ｂを有する。

位相差検出用画素は、光電変換部２２０ａ，２２０ｂそれぞれに蓄積された電荷に対応する信号を独立に得る分割読み出しと、画素毎に加算して読み出す加算読み出しとのいずれかにより読み出すことができる。分割読み出しにより光電変換部２２０ａ，２２０ｂそれぞれの信号を得る方法としては、主に、以下の２つの方法のいずれかが用いられる。１つは、光電変換部２２０ａ，２２０ｂからそれぞれ電荷を読み出す方法である。この場合、読み出した信号を画素毎に加算することで、撮像画素からの信号と同等の信号も得ることができる。もう１つは、光電変換部２２０ａ，２２０ｂのいずれか一方から電荷を読み出し、更に、加算して電荷を読み出した後に、加算して読み出した信号から、先に読み出した信号を減ずることにより、もう一方の信号を得る方法である。いずれの方法も、一対の画像信号を得るために各位相差検出用画素から２回読み出しを行わなければならないため、撮像画素を読み出す場合と比較して、２倍の読み出し時間がかかる。

分割読み出しにより得られた一対の視差を有する画像信号の位相差に基づいて、撮影レンズ１０３の焦点状態を検出することができる。

なお、図３（ｂ）に示す例では、一例として、各位相差検出用画素が２つの光電変換部を有するものとしたが、読み出し制御により、一対の画像信号を得られるのであれば、３つ以上の光電変換部を有する構成であっても構わない。

図４（ａ）は、本実施形態における撮像部２２の受光面における有効領域４０を示す図であり、中心部分の領域４２に位相差検出用画素が配置され、その周りの周辺領域４３に通常の撮像画素が配置されている。以下、領域４２を「位相差有効領域４２」と呼ぶ。位相差有効領域４２では撮像面位相差ＡＦが可能であるが、周辺領域４３では撮像面位相差ＡＦを行うことができない。このように、本実施形態の撮像部２２では、撮像面位相差ＡＦが可能な範囲が限られている。

次に、上記構成を有するデジタルカメラ１００における、本実施形態のＡＦ制御について、図５Ａ及び図５Ｂのフローチャートを参照して説明する。なお、図６は、表示部２８に表示するライブビュー画面の一例であり、４１はＡＦを行うＡＦ領域（焦点検出領域）を示す枠表示である。以下、画面上の枠表示及び枠表示に対応する撮像部２２におけるＡＦ領域の両方をＡＦ領域４１と呼ぶ。ＡＦ領域４１は、ユーザが任意に設定可能としても、例えば、顔検出等の被写体検出により、自動的に設定可能としても良い。また、例えば、図４（ｂ）に示すように予め複数のＡＦ領域４５を設定しておき、その中から選択するようにしても良い。

ここで、設定されたＡＦ領域４１の位置や、ライブビューの表示倍率、動画記録サイズの設定によっては、ＡＦ領域４１が撮像面位相差ＡＦを行うことができないことがある。そこで、本実施形態では、位相差ＡＦ限定モードに設定された場合に、像面位相差ＡＦを常に行うことができるようにする。

まず、Ｓ１０１では、システム制御部５０は、位相差ＡＦ限定モードのＯＮ／ＯＦＦが切り替えられたかどうかを判定する。切り替えられた場合はＳ１０２に進み、切り替えられていない場合はＳ１１０に進む。

なお、位相差ＡＦ限定モードは、操作部７０の操作指示などにより、ユーザが明示的に設定しても良いし、また、システム制御部５０が撮像装置の状態に応じて自動的に設定してもよい。例えば、システム制御部５０が、被写体が動体、撮影モードがスポーツモード、ＡＦの設定がサーボＡＦ（サーボ焦点調節）の場合等、ＡＦ速度（焦点検出速度）を優先する状態であることを検出すると、位相差ＡＦ限定モードを自動的に有効にする。これにより、常に撮像面位相差ＡＦを使って高速にＡＦを実行することができる。

Ｓ１０２では、位相差ＡＦ限定モードのＯＮ／ＯＦＦを切り替えられた状態に変更し、メモリ３２に記憶する。即ち、ＯＦＦからＯＮに切り替えられた場合は、位相差ＡＦ限定モードが有効であることを記憶し、ＯＮからＯＦＦに切り替えられた場合は、位相差ＡＦ限定モードが解除された、即ち有効ではないことを記憶する。

Ｓ１０３では、システム制御部５０は、メモリ３２に記録されている位相差ＡＦ限定モードが有効か否かを判定し、有効であればＳ１０４に進み、有効でない場合はＳ１１０に進む。Ｓ１０４では、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１の位置が、位相差有効領域４２内（予め決められた領域内）にあるか否かを判定する。位相差有効領域４２内にある場合はＳ１０６に進み、位相差有効領域４２外（予め決められた領域外）である場合はＳ１０５に進む。

Ｓ１０５では、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１の位置を位相差有効領域４２内に変更し、メモリ３２に記憶する。このとき、ＡＦ領域４１の位置を、ライブビュー画面の中央に変更してもよいし、位相差有効領域４２内で、変更する前の位置から最も近い位置に移動してもよい。なお、移動後にＡＦ領域４１の位置が変更されず、位相差ＡＦ限定モードが解除された場合は、ＡＦ領域４１の位置を変更する前の位置に戻すようにしてもよい。

Ｓ１０６では、システム制御部５０は、ライブビューの表示倍率が、撮像面位相差ＡＦを行うことができる倍率か否かを判定する。通常、撮像部２２の画素数の方が表示部２８の画素数よりも多いため、周期的に読み出される１フレーム全体の画像を表示部２８に表示する場合、表示部２８の画素数に合わせて間引き読み出しを行って、ライブビュー表示用の画像を取得している。しかしながら、表示倍率を上げていくにつれて、読み出し時の間引き率を下げる必要があり、読み出す画素数が増加する。そして、間引き率が予め決められた間引き率以下となり、読み出す画素数が所定数以上になると、１フレーム期間（１周期）の間に位相差検出用画素から分割読み出しする時間が無くなり、加算読み出しを行うようになる。即ち、表示倍率が予め決められた倍率（以下、「分割読み出し倍率」と呼ぶ。）を超えると、像面位相差ＡＦを行うことができなくなる。

従って、Ｓ１０６では、ライブビューの表示倍率が分割読み出し倍率以下の場合にはＳ１０８に進み、分割読み出し倍率を超える場合にはＳ１０７に進む。

Ｓ１０７では、システム制御部５０は、ライブビューの表示倍率を、分割読み出し倍率以下の倍率に変更し、メモリ３２に記憶する。このとき、表示倍率をデジタルカメラ１００の初期値に変更しても良いし、分割読み出し倍率に変更してもよい。これにより、ライブビューの表示中であっても、撮像面位相差ＡＦを可能にしておくことができる。なお、変更後に更に表示倍率が変更されること無く、位相差ＡＦ限定モードが解除された場合は、表示倍率を、変更する前の倍率に戻すようにしてもよい。

Ｓ１０８では、システム制御部５０は、上述した動画記録サイズが、撮像面位相差ＡＦを行うことができる倍率か否かを判定する。なお、動画記録サイズとは、撮像部２２の有効領域４０における動画の記録範囲、フレームレート、圧縮形式などを指す。周期的に読み出された画像信号を記録する動画記録では、例えば、同じ動画の記録範囲であっても、フレームレートが高く、１フレーム期間（１周期）の間に位相差検出用画素から分割読み出しする時間が無いと、加算読み出しを行うようになる。従って、動画記録サイズが予め決められたサイズ（以下、「分割読み出しサイズ」と呼ぶ。）を超えると、位相差検出用画素に対して分割読み出しを行う時間が無くなり、撮像面位相差ＡＦを行うことができなくなる。

従って、Ｓ１０８では、動画記録サイズが分割読み出しサイズ以下の場に合はＳ１１０に進み、分割読み出しサイズより大きい場合にはＳ１０９に進む。

Ｓ１０９では、システム制御部５０は、動画記録サイズを、分割読み出しサイズ以下のサイズに変更し、メモリ３２に記憶する。このとき、動画記録サイズを、デジタルカメラ１００の初期値に変更してもよいし、分割読み出しサイズに変更してもよい。これにより、動画記録中も、撮像面位相差ＡＦを可能にしておくことができる。なお、変更後に更に動画記録サイズが変更されること無く、位相差ＡＦ限定モードが解除された場合は、動画記録サイズを、変更する前のサイズに戻すようにしてもよい。

次に、Ｓ１１０において、システム制御部５０は、操作部７０の操作指示などにより、ＡＦ領域４１の位置を変更する指示がなされたか否かを判定する。変更する場合はＳ１１１に進み、変更しない場合はＳ１１５に進む。Ｓ１１１では、システム制御部５０は、メモリ３２に記憶されている、位相差ＡＦ限定モードが有効か否かを判定する。有効である場合はＳ１１２に進み、有効でない場合はＳ１１３に進む。

Ｓ１１２では、システム制御部５０は、変更しようとするＡＦ領域４１の位置が、位相差有効領域４２内か否かを判定する。位相差有効領域４２内である場合はＳ１１３に進み、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１の位置を指示された位置に変更し、メモリ３２に記憶して、Ｓ１１５に進む。

一方、位相差有効領域４２外である場合はＳ１１４に進み、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１の位置が位相差有効領域４２内に制限されることを表示部２８に示す。示し方としては、例えば、図７（ａ）のように、位相差有効領域４２を表示してもよいし、図７（ｂ）のように、ＡＦ領域４１の位置が位相差有効領域４２内に制限されることを示す注意文４６を表示してもよい。また、位相差有効領域４２及び注意文４６の両方を表示しても良い。そして、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１の位置を変更せずに、Ｓ１１５に進む。

Ｓ１１５では、システム制御部５０は、操作部７０の操作指示などにより、ライブビューの表示倍率を変更するか否かを判定する。変更する場合はＳ１１６に進み、変更しない場合はＳ１２０に進む。Ｓ１１６では、システム制御部５０は、メモリ３２に記録されている、位相差ＡＦ限定モードが有効か否かを判定する。有効である場合はＳ１１７に進み、有効でない場合はＳ１１８に進む。

Ｓ１１７では、システム制御部５０は、変更しようとするライブビューの表示倍率が、分割読み出し倍率以下か否かを判定する。分割読み出し倍率以下である場合はＳ１１８に進み、システム制御部５０は、ライブビューの表示倍率を変更し、メモリ３２に記憶して、Ｓ１２０に進む。

一方、分割読み出し倍率を超える場合はＳ１１９に進み、システム制御部５０は、ライブビューの表示倍率は分割読み出し倍率以下に制限されることを表示部２８に示す。示し方としては、例えば、分割読み出し倍率に対応する範囲を表示してもよいし、表示倍率が分割読み出し倍率以下に制限されることを示す注意文を表示してもよい。また、分割読み出し倍率に対応する範囲及び注意文の両方を表示しても良い。そして、システム制御部５０は、表示倍率を変更せずに、Ｓ１２０に進む。

Ｓ１２０では、システム制御部５０は、操作部７０の操作指示などにより、動画記録サイズを変更するか否かを判定する。変更する場合はＳ１２１に進み、変更しない場合はＳ１２５に進む。Ｓ１２１では、システム制御部５０は、メモリ３２に記録されている、位相差ＡＦ限定モードが有効か否かを判定する。有効である場合はＳ１２２に進み、有効でない場合はＳ１２３に進む。

Ｓ１２２では、システム制御部５０は、変更しようとする動画記録サイズが、分割読み出しサイズ以下か否かを判定する。分割読み出しサイズ以下である場合はＳ１２３に進み、システム制御部５０は、動画記録サイズを変更し、メモリ３２に記録して、Ｓ１２５に進む。

一方、分割読み出しサイズを超える場合はＳ１２４に進み、システム制御部５０は、動画記録サイズは分割読み出しサイズ以下に制限されることを表示部２８に示す。示し方としては、例えば、撮像面位相差ＡＦが可能な分割読み出しサイズを表示してもよいし、動画記録サイズが分割読み出しサイズ以下に制限されることを示す注意文を表示してもよい。また、分割読み出しサイズ及び注意文の両方を表示しても良い。そして、システム制御部５０は、動画記録サイズを変更せずに、Ｓ１２５に進む。

Ｓ１２５では、システム制御部５０は、第１シャッタースイッチＳＷ１がＯＮ状態か否かを判定する。ＯＮ状態であれば、Ｓ１２６に進み、ＯＮ状態でなければ、Ｓ１０１に戻って、上記処理を繰り返す。

Ｓ１２６では、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１が、位相差有効領域４２内にあるか否かを判定する。位相差有効領域４２内にあればＳ１２７に進み、位相差有効領域４２内になければ、Ｓ１３０に進む。

Ｓ１２７では、システム制御部５０は、ライブビューの表示倍率が、分割読み出し倍率以下か否かを判定する。分割読み出し倍率以下であればＳ１２８に進み、分割読み出し倍率を超える場合は、Ｓ１３０に進む。

Ｓ１２８では、システム制御部５０は、ライブビューの表示倍率が、分割読み出しサイズ以下か否かを判定する。分割読み出しサイズ以下であれば、Ｓ１２９に進み、分割読み出しサイズを超える場合は、Ｓ１３０に進む。

Ｓ１２９では、システム制御部５０は、撮像面位相差ＡＦによってＡＦ領域４１において検出された焦点状態に基づいてＡＦ処理を実行する。撮像面位相差ＡＦは、コントラストＡＦと比較して、合焦速度が速い。

一方、Ｓ１３０では、システム制御部５０は、ＡＦ領域４１の画像信号に基づくコントラストＡＦによってＡＦを実行する。コントラストＡＦは、撮像面位相差ＡＦと比較して、合焦速度が遅い。

以上のように本実施形態によれば、位相差ＡＦ限定モードでは、ＡＦ領域の位置、ライブビューの表示倍率、動画記録サイズを、撮像面位相差ＡＦが可能な範囲内に制限するので、常に撮像面位相差ＡＦを使って、高速に焦点検出処理を行うことができる。これにより、ユーザは、被写体が動体、また撮影モードがスポーツモードの場合など、ＡＦ速度を優先したい場合に、常に高速にＡＦを実行することができる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

また、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：デジタルカメラ、１８：Ｉ／Ｆ、２２：撮像部、２３：Ａ／Ｄ変換器、２４：画像処理部、２８：表示部、５０：システム制御部、７０：操作部、２００：記憶媒体

Claims (20)

1. 撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの一対の光を受光することが可能な複数の光電変換手段をそれぞれ有する複数の位相差検出用画素が、予め決められた一部の領域に配置された撮像素子から出力された画像信号に基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出装置であって、
   前記画像信号のコントラストに基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する第１の検出手段と、
   前記位相差検出用画素から読み出された一対の画像信号の位相差に基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する第２の検出手段と、
   焦点状態を検出する焦点検出領域を設定する領域設定手段と、
   前記第２の検出手段による焦点状態の検出に限定する限定モードが設定されている場合に、前記焦点検出領域を、前記予め決められた一部の領域内に限定するように制御する制御手段と
   を有することを特徴とする焦点検出装置。
2. 表示手段を更に有し、
   前記限定モードが設定されている場合に、前記領域設定手段により前記焦点検出領域を前記予め決められた一部の領域外に移動するように操作された場合に、前記制御手段は、前記焦点検出領域の移動が前記予め決められた一部の領域内に限定されることを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記撮像素子から周期的に出力された画像信号に基づく画像を前記表示手段に表示する表示制御手段と、
   前記表示手段に表示する画像の表示倍率を設定する倍率設定手段とを更に有し、
   前記制御手段は、前記限定モードが設定されている場合に、前記表示倍率を、１周期の間に前記位相差検出用画素から一対の画像信号を読み出すことが可能な予め決められた倍率以下となるように制御することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
4. 前記限定モードが設定されている場合に、前記倍率設定手段により前記表示倍率を前記予め決められた倍率より大きい倍率に変更するように操作された場合に、前記制御手段は、前記表示倍率が前記予め決められた倍率以下に限定されることを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
5. 前記撮像素子から周期的に出力された画像信号に基づく画像データを記録する記録手段と、
   前記記録する画像データの記録サイズを設定するサイズ設定手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記限定モードが設定されている場合に、前記記録サイズを、１周期の間に前記位相差検出用画素から一対の画像信号を読み出すことが可能な予め決められたサイズ以下となるように制御することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
6. 前記記録サイズは、画像の記録範囲、フレームレート、圧縮形式を含むことを特徴とする請求項５に記載の焦点検出装置。
7. 前記限定モードが設定されている場合に、前記サイズ設定手段により前記記録サイズを前記予め決められたサイズより大きいサイズに変更するように操作された場合に、前記制御手段は、前記記録サイズが前記予め決められたサイズ以下に限定されることを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項５または６に記載の焦点検出装置。
8. 前記限定モードの設定、解除を指示するための操作手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
9. 前記限定モードは、焦点検出速度を優先する状態であると判定された場合に、自動的に設定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
10. 前記焦点検出速度を優先する状態は、被写体が動体である場合、撮影モードがスポーツを撮影するモードである場合、サーボ焦点調節が行われている場合の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項９に記載の焦点検出装置。
11. 前記制御手段は、前記限定モードが設定されたときに前記焦点検出領域が前記予め決められた一部の領域外にあった場合、前記焦点検出領域を前記予め決められた一部の領域内に移動し、前記焦点検出領域の移動が指示されないまま前記限定モードが解除された場合に、前記焦点検出領域を、移動する前の前記予め決められた一部の領域外の位置に戻すことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
12. 前記制御手段は、前記限定モードが設定されたときに前記表示倍率が前記予め決められた倍率より大きかった場合、前記表示倍率を前記予め決められた倍率以下に変更し、前記表示倍率の変更が指示されないまま前記限定モードが解除された場合に、前記表示倍率を、変更する前の前記表示倍率に戻すことを特徴とする請求項３または４に記載の焦点検出装置。
13. 前記制御手段は、前記限定モードが設定されたときに前記記録サイズが前記予め決められたサイズより大きかった場合、前記記録サイズを前記予め決められたサイズ以下に変更し、前記記録サイズの変更が指示されないまま前記限定モードが解除された場合に、前記記録サイズを、変更する前の前記記録サイズに戻すことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
14. 前記限定モードが設定されていない場合、前記第２の検出手段による焦点状態の検出ができない場合に、前記第１の検出手段により焦点状態を検出することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
15. 前記撮像素子と、
    請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の焦点検出装置と
    を有することを特徴とする撮像装置。
16. 撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの一対の光を受光することが可能な複数の光電変換手段をそれぞれ有する複数の位相差検出用画素が、予め決められた一部の領域に配置された撮像素子と、
    前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像においてＡＦ領域を指示するための指示手段と、
    前記撮像素子から出力される画像信号であって、前記指示手段により指示されたＡＦ領域の画像信号のコントラストに基づくコントラストＡＦ処理を実行するコントラストＡＦ処理手段と、
    前記指示手段により指示されたＡＦ領域に配置された前記位相差検出用画素から読み出された一対の画像信号の位相差に基づく撮像面位相差ＡＦ処理を実行する撮像面位相差ＡＦ処理手段と、
    前記撮像面位相差ＡＦ処理に限定されている場合に、前記指示手段によりＡＦ領域として指示を可能とする領域を、前記予め決められた一部の領域に制限する制御手段と
    を有することを特徴とする撮像装置。
17. 撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの一対の光を受光することが可能な複数の光電変換手段をそれぞれ有する複数の位相差検出用画素が、予め決められた一部の領域に配置された撮像素子と、
    前記位相差検出用画素のうち焦点検出領域として設定された画素から読み出された一対の画像信号の位相差に基づいて合焦処理を行う撮像面位相差ＡＦ処理を実行する撮像面位相差ＡＦ処理手段と、
    前記撮像素子から出力される画像信号に基づいてライブビューを表示する表示手段と、
    ライブビューの表示倍率を変更する変更手段と、
    前記変更手段により変更を可能とするライブビューの表示倍率を、前記撮像面位相差ＡＦ処理において前記焦点検出領域として設定可能な範囲に制限する制御手段と
    を有することを特徴とする撮像装置。
18. 撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの一対の光を受光することが可能な複数の光電変換手段をそれぞれ有する複数の位相差検出用画素が、予め決められた一部の領域に配置された撮像素子から出力された画像信号に基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出方法であって、
    領域設定手段が、焦点状態を検出する焦点検出領域を設定する領域設定工程と、
    制御手段が、第１の検出手段を用いて、前記画像信号のコントラストに基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出するか、または、第２の検出手段を用いて、前記位相差検出用画素から読み出された一対の画像信号の位相差に基づいて、前記撮影レンズの焦点状態を検出するかを制御する制御工程と、
    前記制御手段が、前記第２の検出手段による焦点状態の検出に限定する限定モードが設定されている場合に、前記焦点検出領域を、前記予め決められた一部の領域内に限定するように制御する限定工程と
    を有することを特徴とする焦点検出方法。
19. コンピュータに、請求項１８に記載の焦点検出方法の各工程を実行させるためのプログラム。
20. 請求項１９に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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