JPWO2014080718A1 - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

フリッカが発生した場合でもＡＦ速度の低下を防ぐ撮像装置及び合焦制御方法を提供する。フォーカスレンズを含む撮影レンズ１を介して被写体を撮像する固体撮像素子５を有するデジタルカメラのシステム制御部１１は、位相差ＡＦ方式により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。システム制御部１１は、フリッカ検出部１２によりフリッカが検出された状態では第一の合焦制御を選択して実行する。

Description

本発明は、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。コントラストＡＦ方式と位相差ＡＦ方式にはそれぞれに利点があるため、これらを併用する撮像装置も提案されている（例えば特許文献１参照）。
蛍光灯等の光源下では、いわゆるフリッカによって光量の変動が生じる。このような光量変動があると、コントラストＡＦ方式では、画像を取得するタイミングにより、合焦状態を評価する評価値のピーク形状が崩れてしまい、合焦精度が低下する。
そこで、特許文献１では、位相差ＡＦとコントラストＡＦを併用して位相差ＡＦ精度を上げる撮像装置において、フリッカを検出した場合には、コントラストＡＦにおける評価値演算アルゴリズムを変えることで、フリッカによるＡＦ精度の低下を防いでいる。
また、特許文献２、３には、フリッカを検出した場合に、撮像素子における画素の露光時間を延ばすことで、フリッカを抑制する方法が記載されている。
日本国特開２００７−３０６０９３号公報 日本国特開２０１０−２１７６１８号公報 日本国特開昭６３−３０８４８４号公報
特許文献２、３のように、画素の露光時間を延ばすことで、フリッカを抑制することができる。しかし、コントラストＡＦ方式においては、いわゆる山登り方式で評価値を算出するために、異なるレンズ位置でのＡＦ評価値を算出する必要があり、最低でも３回は撮像画像信号を取得する必要がある。このため、３回の露光のそれぞれで露光時間を延ばしてしまうと、評価値算出までの時間が長くなることがあり、ＡＦ速度が低下する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フリッカが発生した場合でもＡＦ速度の低下を防ぐ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、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、フリッカを検出するフリッカ検出部と、を備え、上記合焦制御部は、少なくとも上記フリッカ検出部によるフリッカ検出の有無にしたがって、上記第一の合焦制御と上記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定するものである。
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における合焦制御方法であって、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、フリッカを検出するフリッカ検出ステップと、を備え、上記合焦制御ステップでは、少なくとも上記フリッカ検出ステップにおけるフリッカ検出の有無にしたがって、上記第一の合焦制御と上記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定するものである。
本発明によれば、フリッカが発生した場合でもＡＦ速度の低下を防ぐ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の構成を示す平面模式図 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 図１に示すデジタルカメラの動作を説明するためのフローチャート 位相差ＡＦに必要な露光時間がフレームレートを超えるときの例を示す図 図１に示すデジタルカメラの動作の変形例を説明するためのフローチャート 撮像装置としてスマートフォンを説明する図 図７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が装着されるカメラ本体２００とを備える。レンズ装置１００はカメラ本体２００に着脱可能でも固定でもどちらでもよい。
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。
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、ＬＥＤ等によって被写体を照明する補助光を発光する発光部３と、を備える。発光部３、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、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。
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、固体撮像素子５による撮像期間中に発生するフリッカを検出するフリッカ検出部１２と、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。フリッカ検出部１２、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、行方向Ｘに並ぶ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その方向、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（複数の位置）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、フリッカ検出部１２によりフリッカが検出された状態では、位相差ＡＦ処理部１９を選択し、フリッカ検出部１２によりフリッカが検出されていない状態では、コントラストＡＦ処理部１８を選択する。
なお、フリッカ検出部１２は、固体撮像素子５によって撮像される撮像画像信号の変化によって、フリッカの有無を検出する。このため、固体撮像素子５による撮像が開始されてから撮像画像信号がある程度の数、蓄積されるまでは、フリッカの検出を行うことはできない。
フリッカが発生しているかどうか分からない状況では、コントラストＡＦを行うよりも、位相差ＡＦを行う方がＡＦの失敗は少ない。位相差ＡＦは１回の露光で合焦位置を決めることができるためである。
そこで、システム制御部１１は、撮影モードに設定され、固体撮像素子５によるライブビュー画像表示用の撮像が開始されてから、フリッカ検出部１２がフリッカを検出可能な状態になるまでの間は、位相差ＡＦ処理部１９を選択する。
以上のように構成されたデジタルカメラの動作を説明する。以下では、操作部１４に含まれるシャッターボタンの操作により、ＡＦ指示がなされてから、ＡＦ指示の終了がなされるまで、ＡＦ制御を継続的に行う場合（例えば動画撮影中のコンティニュアスＡＦ時）のデジタルカメラの動作について説明する。
図４は、図１に示すデジタルカメラの動作を説明するためのフローチャートである。
撮影モードに設定され、固体撮像素子５による連続撮像が開始されると、フリッカ検出部１２が固体撮像素子５から出力される撮像画像信号を用いたフリッカ検出処理を開始する（ステップＳ１）。
ステップＳ１の処理の後、ＡＦ指示があると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、システム制御部１１は、フリッカ検出部１２がフリッカを検出可能な状態になっているか否かを判定する（ステップＳ３）。ＡＦ指示は、例えば操作部１４に含まれるシャッターボタンの半押し操作によってシステム制御部１１に入力される。
例えば、システム制御部１１は、固体撮像素子５によって撮像して得られる撮像画像信号が規定数に達していれば、フリッカ検出可能な状態と判定し、固体撮像素子５によって撮像して得られる撮像画像信号が規定数未満であれば、フリッカ検出不可能な状態と判定する。
ステップＳ３の判定がＹＥＳのとき、システム制御部１１は、フリッカ検出部１２によってフリッカが検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、フリッカが検出されていれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理を行い、フリッカが検出されていなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ６の処理を行う。
また、ステップＳ３の判定がＮＯのとき、システム制御部１１はステップＳ５の処理を行う。
ステップＳ５において、システム制御部１１は、位相差ＡＦ処理部１９により合焦位置を決定させる。また、ステップＳ６において、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Ｓ５，Ｓ６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る（ステップＳ７）。その後、システム制御部１１は、フォーカスレンズが合焦位置に移動すると（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ＡＦ処理を終了する。
以上のように、図１に示すデジタルカメラによれば、フリッカが検出されている状態では、位相差ＡＦ方式による合焦制御が行われる。コントラストＡＦ方式による合焦制御は、フリッカがある場合には、その影響をなくすべく露光時間を延ばす必要があるため、フォーカスレンズを合焦位置に移動させるまでに時間がかかる。そこで、上述したように、フリッカがある場合には位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うことで、フォーカスレンズを合焦位置まで高速に移動させることができ、ＡＦ速度を向上させることができる。
また、フリッカ検出部１２がフリッカ検出可能な状態になっていない場合には、位相差ＡＦ方式による合焦制御が行われる。このため、例えば、デジタルカメラの電源をオンにして直ぐに撮影を行うようなケースにおけるＡＦ精度の低下を防ぐことができる。
なお、図４のステップＳ６では、システム制御部１１が、コントラストＡＦ処理部１８により合焦位置を決定させているが、位相差ＡＦ処理部１９により合焦位置を決定させてもよい。
ステップＳ６において、コントラストＡＦ処理部１８と位相差ＡＦ処理部１９のどちらを選択するかは、事前に設定されたモードによって決めればよい。
例えば、システム制御部１１は、操作部１４の操作によって、デジタルカメラが撮影速度を優先するモードに設定されていれば、ステップＳ６において位相差ＡＦ処理部１９を選択し、撮像画質を優先するモードに設定されていれば、ステップＳ６においてコントラストＡＦ処理部１８を選択すればよい。
或いは、システム制御部１１は、操作部１４の操作によってコントラストＡＦ処理部１８を優先的に使用するマニュアル設定がなされていた場合は、その設定情報にしたがって、ステップＳ６においてコントラストＡＦ処理部１８を選択する。また、操作部１４の操作によって位相差ＡＦ処理部１９を優先的に使用するマニュアル設定がなされていた場合は、その設定情報にしたがって、ステップＳ６において位相差ＡＦ処理部１９を選択すればよい。
また、図４のステップＳ３においてシステム制御部１１がフリッカ検出不可と判断しステップＳ５に移行した場合、又は、ステップＳ４においてシステム制御部１１がフリッカ有りと検出してステップＳ５に移行した場合、ステップＳ５において、システム制御部１１は、事前に選択された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の露光期間中に、発光部３から補助光を発光させる制御を行ってもよい。このように、位相差検出用画素の露光中に補助光を発光させることで、フリッカの影響を低減させることができる。
この補助光の発光によって、撮像用画素５１の出力信号は飽和してしまい、露光によって得られるライブビュー画像の画質が低下する可能性がある。そこで、ステップＳ５で補助光の発光を行う場合は、システム制御部１１は、露光終了後に、撮像用画素５１からは信号を読み出さず、位相差検出用画素５１Ｒ及び位相差検出用画素５１Ｌのみから信号を読み出し、ライブビュー画像の生成は行わずにデフォーカス量の算出を行わせるのがよい。
図１に示すデジタルカメラでは、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌを撮像用画素５１と共に内蔵する固体撮像素子５を使用している。このため、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌの感度は、撮像用画素５１と比べると低い。
したがって、位相差ＡＦ方式による合焦制御を高精度に行うには、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌの出力信号レベルがある程度高い必要がある。
しかし、被写体によっては、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌの出力信号レベルが位相差ＡＦ精度を維持できないほどに低くなることもある。このような場合、Ｆ値が変えられない状況であれば、システム制御部１１は、位相差検出用画素５１Ｒ，５１Ｌの露光時間を、位相差ＡＦ精度が維持できる程度まで延ばす必要がある。
例えば、図５に示すように、撮影フレームレートを１／６０秒とし、図５中の一点鎖線で囲ったように、位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う際の露光時間を２／１００秒に延ばす場合を考える。
ここで、コントラストＡＦ方式によって合焦位置を決めるには、フォーカスレンズの位置を変えた複数回（図５の例では３回）の撮像を行う必要がある。そして、フリッカの影響なくコントラストＡＦ方式によって合焦位置を決めるには、この３回の撮像フレームの各々における固体撮像素子５の露光時間を、フリッカ周期の自然数倍にする必要がある。
図５中の破線で囲った部分には、１００Ｈｚで点滅を繰り返す蛍光灯のフリッカが検出された状態で、コントラストＡＦ方式によって合焦位置を正確に決めるために必要な３回の撮像の各々の露光時間を１／１００秒としている。
図５に示すように、位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う場合でも、固体撮像素子５の露光時間が、フレームレート（１／６０秒）よりも大きくなる場合が生じる。このような場合は、フレームレートを１／６０よりも遅くしないと対応できない。
一方、コントラストＡＦ方式は、感度の高い撮像用画素５１の出力信号を用いるため、被写体輝度が低い場合でも、図５の点線枠内に示したように、各フレームにおける露光時間を１／１００秒にするだけで、精度の高いＡＦが可能である。そして、コントラストＡＦ方式によれば、フレームレートの変更は不要となる。
つまり、位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う際に必要な固体撮像素子５の露光時間が、設定されたフレームレートを超えてしまうほどに被写体が暗いシーンでは、フレームレートの変更をしなくてすむコントラストＡＦ方式を採用した方が、撮像画質の大幅な変化を抑制する上で好ましい。
以下では、このような好ましいデジタルカメラの動作について図６を参照して説明する。
図６は、図１に示すデジタルカメラの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図６において図４に示した処理と同じものには同一符号を付して説明を省略する。
ステップＳ４の判定がＹＥＳのとき、システム制御部１１は、事前に選択されているＡＦエリア５２内の位相差検出用画素５１Ｒ又は位相差検出用画素５１Ｌから出力された出力信号の平均値を求め、この平均値に基づいて、位相差ＡＦ方式によって合焦位置を決める際に必要な固体撮像素子５の露光時間を算出する（ステップＳ１０）。
次に、システム制御部１１は、ステップＳ１０で算出した露光時間と閾値を比較する（ステップＳ１１）。この閾値は、フレームレートで規定される１フレーム分の時間が設定される。
ステップＳ１１において、露光時間が閾値を超えていた場合、システム制御部１１は、閾値を超えない範囲で、固体撮像素子５の露光時間をステップＳ４で検出されたフリッカの周期の自然数倍（例えば１／１００秒）に設定可能か否かを判定する（ステップＳ１１Ａ）。
固体撮像素子５の露光時間をフリッカの周期の自然数倍に設定できる場合（ステップＳ１１Ａ：ＹＥＳ）、システム制御部１１は、固体撮像素子５の露光時間をフリッカの周期の自然数倍に設定する（ステップＳ１２）。ただし、ステップＳ１２で設定する露光時間は上記閾値を越えない範囲で設定する。
そして、システム制御部１１は、フォーカスレンズを移動させながら、設定した露光時間で少なくとも３回の撮像を固体撮像素子５により行い、この撮像で得られた撮像画像信号を用いた合焦位置の決定をコントラストＡＦ処理部１８に行わせる（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の後は、ステップＳ７の処理が行われる。
固体撮像素子５の露光時間をフリッカの周期の自然数倍に設定できない場合（ステップＳ１１Ａ：ＮＯ）、システム制御部１１は、位相差ＡＦ処理部１９にステップＳ１２Ａの処理を行わせた後、ステップＳ７の処理を行う。
ステップＳ１２Ａにおいて、位相差ＡＦ処理部１９は、事前に選択されているＡＦエリア５２内の位相差検出用画素５１Ｒ及び位相差検出用画素５１Ｌから出力された複数フレーム分の出力信号を画素毎に平均し、平均して得た信号を用いた相関演算により、デフォーカス量を算出する。
或いは、ステップＳ１２Ａにおいて、位相差ＡＦ処理部１９は、事前に選択されているＡＦエリア５２内の位相差検出用画素５１Ｒ及び位相差検出用画素５１Ｌから出力された複数フレーム分の出力信号を用いて、フレーム毎にデフォーカス量を算出し、複数フレームについて算出したデフォーカス量の平均を最終的なデフォーカス量として算出する。
ステップＳ１１において、露光時間が閾値以下であった場合、システム制御部１１は、ステップＳ５の処理を行う。
以上のように、図６に示した変形例によれば、フリッカが検出された状態であっても、固体撮像素子５の露光時間が閾値を超える状況でかつ露光時間をフリッカ周期の自然数倍に設定できる状況では、コントラストＡＦ方式による合焦制御が実行される。このため、撮像中にフレームレートの変更がなされるのを防ぐことができ、撮像品質を安定させることができる。また、フリッカありでも被写体が明るければ位相差ＡＦが行われるため、ＡＦ速度を向上させることができる。
また、図６に示した変形例によれば、ステップＳ１１Ａの判定がＮＯとなったときには、複数フレームの信号を用いてデフォーカス量が算出されるため、フリッカの影響を減らすことができ、ＡＦ精度低下を防ぐことができる。
固体撮像素子５としてＣＭＯＳセンサを用いる場合は、ローリングシャッタ方式で各画素５１から信号が読み出される。このため、フリッカが発生している状況で、フレームレートが遅い方向に変更されると、フリッカによる画質への影響がより顕著となる可能性がある。
そのため、図６においてはステップＳ４：ＹＥＳのときにのみステップＳ１１の判定を行うことで、フリッカが発生していないときには、ステップＳ６においてユーザの意図したＡＦ方式を選択することが可能となり、カメラの使い勝手を維持しながら、フリッカ発生時における画質低下を防ぐことができる。
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、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、カラーフィルタを省略する等して、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。
本明細書では撮像装置としてデジタルカメラを例にしたが、以下では、撮像装置としてカメラ付のスマートフォンの実施形態について説明する。
図７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７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８は、図７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７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７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７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７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に示したデジタルカメラ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７に示すスマートフォン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、主制御部２２０において図４，６に例示した処理を行うことで、高い撮像品質を得ることが可能になる。
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、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、フリッカを検出するフリッカ検出部と、を備え、上記合焦制御部は、少なくとも上記フリッカ検出部によるフリッカ検出の有無にしたがって、上記第一の合焦制御と上記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定するものである。
開示された撮像装置は、上記合焦制御部が、上記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態では上記第一の合焦制御を選択するものである。
開示された撮像装置は、上記撮像素子が、上記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の位相差検出用の画素、及び、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の位相差検出用の画素を含み、上記合焦制御部は、上記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態では、上記第一の合焦制御を行う場合に必要な上記撮像素子の露光時間が閾値以下の場合に上記第一の合焦制御を選択し、上記露光時間が上記閾値を超える場合に上記第二の合焦制御を選択し、更に、上記合焦制御部は、上記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態で上記第二の合焦制御を選択する場合には、上記第二の合焦制御に必要な複数回の撮像の各々における上記撮像素子の露光時間を、上記フリッカ検出部により検出されるフリッカ周期の自然数倍に設定するものである。
開示された撮像装置は、上記合焦制御部が、上記フリッカ検出部がフリッカを検出可能な状態になるまでの間は、上記第一の合焦制御を選択するものである。
開示された撮像装置は、上記第一の合焦制御と上記第二の合焦制御のどちらを優先的に行うかを操作部の操作に応じて設定する合焦制御方法設定部を備え、上記合焦制御部は、上記フリッカ検出部によりフリッカが検出されていない状態では、上記合焦制御方法設定部により設定された合焦制御を選択するものである。
開示された合焦制御方法は、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における合焦制御方法であって、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、フリッカを検出するフリッカ検出ステップと、を備え、上記合焦制御ステップでは、少なくとも上記フリッカ検出ステップにおけるフリッカ検出の有無にしたがって、上記第一の合焦制御と上記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定するものである。
本発明は、スマートフォン等の撮像機能付きの電子機器、デジタルカメラ等の撮像装置に適用して有用である。
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２２日出願の日本特許出願（特願２０１２−２５６３５１）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
１００ レンズ装置
２００ カメラ本体
１ 撮影レンズ
５ 固体撮像素子
１１ システム制御部
１２ フリッカ検出部
１８ コントラストＡＦ処理部
１９ 位相差ＡＦ処理部
５１ 撮像用画素
５１Ｒ，５１Ｌ 位相差検出用画素
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、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、フリッカを検出するフリッカ検出部と、を備え、前記合焦制御部は、少なくとも前記フリッカ検出部によるフリッカ検出の有無にしたがって、前記第一の合焦制御と前記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定し、前記フリッカ検出部がフリッカを検出可能な状態になるまでの間は、前記第一の合焦制御を選択するものである。
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、前記撮像素子は、前記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の位相差検出用の画素、及び、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の位相差検出用の画素を含み、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、フリッカを検出するフリッカ検出部と、を備え、前記合焦制御部は、少なくとも前記フリッカ検出部によるフリッカ検出の有無にしたがって、前記第一の合焦制御と前記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定し、前記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態では、前記第一の合焦制御を行う場合に必要な前記撮像素子の露光時間が閾値以下の場合に前記第一の合焦制御を選択し、前記露光時間が前記閾値を超える場合に前記第二の合焦制御を選択し、更に、前記合焦制御部は、前記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態で前記第二の合焦制御を選択する場合には、前記第二の合焦制御に必要な複数回の撮像の各々における前記撮像素子の露光時間を、前記フリッカ検出部により検出されるフリッカ周期の自然数倍に設定するものである。

Claims (6)

  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、
    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、
    フリッカを検出するフリッカ検出部と、を備え、
    前記合焦制御部は、少なくとも前記フリッカ検出部によるフリッカ検出の有無にしたがって、前記第一の合焦制御と前記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定する撮像装置。
  2. 請求項１記載の撮像装置であって、
    前記合焦制御部は、前記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態では前記第一の合焦制御を選択する撮像装置。
  3. 請求項１記載の撮像装置であって、
    前記撮像素子は、前記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の位相差検出用の画素、及び、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の位相差検出用の画素を含み、
    前記合焦制御部は、前記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態では、前記第一の合焦制御を行う場合に必要な前記撮像素子の露光時間が閾値以下の場合に前記第一の合焦制御を選択し、前記露光時間が前記閾値を超える場合に前記第二の合焦制御を選択し、
    更に、前記合焦制御部は、前記フリッカ検出部によりフリッカが検出された状態で前記第二の合焦制御を選択する場合には、前記第二の合焦制御に必要な複数回の撮像の各々における前記撮像素子の露光時間を、前記フリッカ検出部により検出されるフリッカ周期の自然数倍に設定する撮像装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の撮像装置であって、
    前記合焦制御部は、前記フリッカ検出部がフリッカを検出可能な状態になるまでの間は、前記第一の合焦制御を選択する撮像装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
    前記第一の合焦制御と前記第二の合焦制御のどちらを優先的に行うかを操作部の操作に応じて設定する合焦制御方法設定部を備え、
    前記合焦制御部は、前記フリッカ検出部によりフリッカが検出されていない状態では、前記合焦制御方法設定部により設定された合焦制御を選択する撮像装置。
  6. 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における合焦制御方法であって、
    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、
    フリッカを検出するフリッカ検出ステップと、を備え、
    前記合焦制御ステップでは、少なくとも前記フリッカ検出ステップにおけるフリッカ検出の有無にしたがって、前記第一の合焦制御と前記第二の合焦制御とのどちらを選択して実行するかを決定する合焦制御方法。
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