図面 (/)

技術 撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラム

出願人 富士フイルム株式会社
発明者 内田亮宏
出願日 2017年6月1日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-520999
公開日 2019年5月16日 (3ヶ月経過) 公開番号 WO2017-209252
状態 特許登録済
技術分野 自動焦点調節 焦点調節 スタジオ装置
主要キーワード 検出信号群 感応領域 二モード 対向機器 白抜き部分 重畳部分 無線ヘッドセット アナログデジタル変換回路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年5月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (18)

課題・解決手段

高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供する。デジタルカメラは、位相差検出用画素52A,52Bを含む画素を有し、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子5と、フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うモードにおいて、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とのいずれかを選択的に行うシステム制御部11とを備える。システム制御部11は、位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、位相差AF方式による合焦制御の信頼度閾値以下となる状態がN(Nは2以上の自然数)回続いた場合にはコントラストAF方式による合焦制御を行う。

概要

背景

近年、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラデジタルビデオカメラ、又は、スマートフォン等の撮像機能を有する情報機器需要急増している。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)方式又は位相差AF方式が採用されている。

特許文献1及び特許文献2には、コントラストAF方式によって合焦制御を行う撮像装置が記載されている。

特許文献3には、位相差AF方式によって算出したデフォーカス量が閾値以下となった場合に、コントラストAF方式による合焦制御に移行する撮像装置が記載されている。

特許文献4には、被写体が被写界深度内に入るまでは位相差AF方式によって合焦制御を行い、その後、コントラストAF方式による合焦制御に移行する撮像装置が記載されている。

特許文献5には、位相差AF方式による合焦制御を行うモードと、位相差AF方式及びコントラストAF方式を組み合わせた合焦制御とコントラストAF方式による合焦制御とを選択的に行うモードと、を設定可能な撮像装置が記載されている。

概要

高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供する。デジタルカメラは、位相差検出用画素52A,52Bを含む画素を有し、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子5と、フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うモードにおいて、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とのいずれかを選択的に行うシステム制御部11とを備える。システム制御部11は、位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がN(Nは2以上の自然数)回続いた場合にはコントラストAF方式による合焦制御を行う。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部と、前記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うモードにおいて、前記第1の信号検出部の検出信号及び前記第2の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、前記撮像素子によって撮像される撮像画像コントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御部と、を備え、前記合焦制御部は、前記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、前記位相差AF方式による合焦制御の信頼度閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には前記コントラストAF方式による合焦制御を行う撮像装置

請求項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Nの数を可変制御する撮像装置。

請求項3

請求項1又は2記載の撮像装置であって、前記合焦制御部は、前記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、前記信頼度が前記閾値以下となっている状態がN回未満続いておりかつ前記信頼度が前記閾値以下となってからの経過時間が時間閾値に達した場合には、前記コントラストAF方式による合焦制御を行う撮像装置。

請求項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、前記コントラストAF方式による合焦制御を行う場合の合焦対象とする第一の被写体エリアを、前記位相差AF方式による合焦制御において合焦対象とする第二の被写体エリアを含みかつ前記第二の被写体エリアよりも大きいエリアに設定する撮像装置。

請求項5

請求項4記載の撮像装置であって、前記合焦制御部は、前記第二の被写体エリアの第一の方向の幅と前記第一の被写体エリアの前記第一の方向の幅との差を、前記第二の被写体エリアの前記第一の方向に直交する第二の方向の幅と前記第一の被写体エリアの前記第二の方向の幅との差よりも大きくする撮像装置。

請求項6

請求項5記載の撮像装置であって、重力方向を検出する検出部を更に備え、前記合焦制御部は、前記重力方向に直交する方向を前記第一の方向として前記第一の被写体エリアを設定する撮像装置。

請求項7

フォーカスレンズを含む撮像光学系の前記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行う場合に、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部の検出信号及び前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部前の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御ステップを備え、前記合焦制御ステップでは、前記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、前記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には前記コントラストAF方式による合焦制御を行う合焦制御方法

請求項8

請求項7記載の合焦制御方法であって、前記合焦制御ステップでは、前記Nの数を制御する合焦制御方法。

請求項9

請求項7又は8記載の合焦制御方法であって、前記合焦制御ステップでは、前記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、前記信頼度が前記閾値以下となっている状態がN回未満続いておりかつ前記信頼度が前記閾値以下となってからの経過時間が時間閾値に達した場合には、前記コントラストAF方式による合焦制御を行う合焦制御方法。

請求項10

請求項7〜9のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、前記合焦制御ステップでは、前記コントラストAF方式による合焦制御を行う場合の合焦対象とする第一の被写体エリアを、前記位相差AF方式による合焦制御において合焦対象とする第二の被写体エリアを含みかつ前記第二の被写体エリアよりも大きいエリアに設定する合焦制御方法。

請求項11

請求項10記載の合焦制御方法であって、前記合焦制御ステップでは、前記第二の被写体エリアの第一の方向の幅と前記第一の被写体エリアの前記第一の方向の幅との差を、前記第二の被写体エリアの前記第一の方向に直交する第二の方向の幅と前記第一の被写体エリアの前記第二の方向の幅との差よりも大きくする合焦制御方法。

請求項12

請求項11記載の合焦制御方法であって、重力方向を検出する検出ステップを更に備え、前記合焦制御ステップでは、前記重力方向に直交する方向を前記第一の方向として前記第一の被写体エリアを設定する合焦制御方法。

請求項13

フォーカスレンズを含む撮像光学系の前記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行う場合に、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部の検出信号及び前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部前の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御ステップをコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、前記合焦制御ステップでは、前記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、前記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には前記コントラストAF方式による合焦制御を行う合焦制御プログラム。

技術分野

0001

本発明は、撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムに関する。

背景技術

0002

近年、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラデジタルビデオカメラ、又は、スマートフォン等の撮像機能を有する情報機器需要急増している。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。

0003

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)方式又は位相差AF方式が採用されている。

0004

特許文献1及び特許文献2には、コントラストAF方式によって合焦制御を行う撮像装置が記載されている。

0005

特許文献3には、位相差AF方式によって算出したデフォーカス量が閾値以下となった場合に、コントラストAF方式による合焦制御に移行する撮像装置が記載されている。

0006

特許文献4には、被写体が被写界深度内に入るまでは位相差AF方式によって合焦制御を行い、その後、コントラストAF方式による合焦制御に移行する撮像装置が記載されている。

0007

特許文献5には、位相差AF方式による合焦制御を行うモードと、位相差AF方式及びコントラストAF方式を組み合わせた合焦制御とコントラストAF方式による合焦制御とを選択的に行うモードと、を設定可能な撮像装置が記載されている。

先行技術

0008

日本国特開2011−215482号公報
日本国特開2014−149540号公報
日本国特開2013−041075号公報
日本国特開2006−350188号公報
日本国特開2007−179029号公報

発明が解決しようとする課題

0009

位相差AF方式とコントラストAF方式には一長一短があるため、位相差AF方式とコントラストAF方式を使い分けることで、合焦精度を向上させることができる。

0010

特許文献1、2に記載の撮像装置は、コントラストAF方式のみで合焦制御を行うため、コントラストAF方式が苦手とする被写体を撮像する場合には合焦精度が低下する。また、高速で動く被写体に合焦し続けるような場合には向かない。

0011

特許文献3、4に記載の撮像装置は、位相差AF方式とコントラストAF方式とを組み合わせて合焦制御を行うため、位相差AF方式のみで合焦制御を行う場合と比較すると、AF完了までの時間が長くなる。このため、高速で動く被写体に合焦し続けるような場合には向かない。

0012

特許文献5に記載の撮像装置は、コントラストAF方式による合焦制御と、コントラストAF方式及び位相差AF方式を組み合わせた合焦制御とを選択的に行うモードが設定された場合には、高速で動く被写体に合焦し続ける撮像シーンでは合焦精度が低下する。また、位相差AF方式による合焦制御を行うモードが設定された場合には、位相差AF方式が苦手とする被写体を撮像する場合に合焦精度が低下する。

0013

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

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通して被写体を撮像する撮像素子と、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部と、上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うモードにおいて、上記第1の信号検出部の検出信号及び上記第2の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御部と、を備え、上記合焦制御部は、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行うものである。

0015

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の上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行う場合に、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部の検出信号及び上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部前の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御ステップを備え、上記合焦制御ステップでは、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行うものである。

0016

本発明の合焦制御プログラムは、フォーカスレンズを含む撮像光学系の上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行う場合に、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部の検出信号及び上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部前の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御ステップをコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、上記合焦制御ステップでは、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行うものである。

発明の効果

0017

本発明によれば、高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ概略構成を示す図である。
図1に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子5の構成を示す平面模式図である。
図2に示す1つのAFエリア53の部分拡大図である。
図3に示す任意のペア行を構成する位相差検出用画素を示した図である。
位相差検出用画素52Aの断面構成を示す図である。
撮像素子5に含まれる全ての画素撮像用画素とし、各撮像用画素を2つに分割した構成を示す図である。
図1に示すデジタルカメラのコンティニュアスAFモード時の動作を説明するためのフローチャートである。
コントラストAFエリアの設定例を説明するための模式図である。
図1に示すデジタルカメラのコンティニュアスAFモード時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。
コントラストAFエリアの別の設定例を説明するための模式図である。
コントラストAFエリアの更に別の設定例を説明するための模式図である。
図1に示すデジタルカメラの変形例を示す図である。
図12に示すデジタルカメラのコンティニュアスAFモード時の動作を説明するためのフローチャートである。
図12に示すデジタルカメラのコントラストAFエリアの設定例を説明するための模式図である。
図12に示すデジタルカメラのコントラストAFエリアの設定例を説明するための模式図である。
本発明の撮像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16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。

実施例

0019

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。

0020

図1は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。

0021

図1に示すデジタルカメラは、撮像レンズ1と、絞り2と、レンズ制御部4と、レンズ駆動部8と、絞り駆動部9と、を有するレンズ装置40を備える。

0022

本実施形態において、レンズ装置40は、デジタルカメラ本体に着脱可能であってもよいし、デジタルカメラ本体に固定されたものであってもよい。

0023

撮像レンズ1と絞り2は撮像光学系を構成し、撮像光学系はフォーカスレンズを少なくとも含む。このフォーカスレンズは、撮像光学系の焦点位置を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。フォーカスレンズが撮像光学系の光軸方向に移動することで焦点位置の調節が行われる。

0024

なお、フォーカスレンズとしては、レンズの曲面可変制御して焦点位置を変えることのできる液体レンズを用いてもよい。

0025

レンズ装置40のレンズ制御部4は、デジタルカメラ本体のシステム制御部11と有線又は無線によって通信可能に構成される。

0026

レンズ制御部4は、システム制御部11からの指令にしたがい、レンズ駆動部8を介して撮像レンズ1に含まれるフォーカスレンズを駆動したり、絞り駆動部9を介して絞り2を駆動したりする。

0027

デジタルカメラ本体は、撮像光学系を通して被写体を撮像するCCDイメージセンサ又はCMOSイメージセンサ等の撮像素子5と、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デジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路7と、撮像素子駆動部10と、全体を統括制御するシステム制御部11と、操作部14と、を備える。

0028

アナログ信号処理部6、アナログデジタル変換回路7、及び、撮像素子駆動部10は、システム制御部11によって制御される。

0029

システム制御部11は、撮像素子駆動部10を介して撮像素子5を駆動し、撮像光学系を通して撮像した被写体像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。

0030

システム制御部11は、各種のプロセッサと、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等のメモリとにより構成される。

0031

各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるCPU(Central Prosessing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、又はASIC(Application Specific IntegratedCircuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

0032

これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

0033

システム制御部11は、各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ又はCPUとFPGAの組み合わせ)で構成されてもよい。

0034

システム制御部11は、内蔵するROMに格納された合焦制御プログラムを含むプログラムを実行することで、後述する各機能を実現する。

0035

さらに、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、アナログデジタル変換回路7から出力される撮像画像信号に対し信号処理を施して撮像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方式によりデフォーカス量を算出する位相差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。

0036

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。コントラストAF処理部18と位相差AF処理部19は、システム制御部11のプロセッサが合焦制御プログラムを実行し各種ハードゥエアと協働することで形成される機能ブロックである。

0037

図2は、図1に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子5の構成を示す平面模式図である。

0038

撮像素子5は、行方向Xと、行方向X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が配置された受光面50を有する。

0039

受光面50には、焦点を合わせる対象となるエリア(焦点を合わせる対象となる被写体像が結像されるエリア)である焦点検出エリア(以下、AFエリアという)53が図2の例では63個設けられている。

0040

図1に示すデジタルカメラでは、図2に示す63個のAFエリア53の中から1つ又は連続して並ぶ複数が選択され、選択されたAFエリア53により撮像されている被写体に対して焦点を合わせる合焦制御が行われる。

0041

AFエリア53は、画素として撮像用画素と位相差検出用画素とを含むエリアである。受光面50のうちAFエリア53を除く部分には、撮像用画素だけが配置される。

0042

図3は、図2に示す1つのAFエリア53の部分拡大図である。

0043

AFエリア53には、画素51(図中正方形のブロック)が二次元状に配列されている。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。なお、各画素51は、カラーフィルタを用いずに、フォトダイオードの構造によって分光を行う構成であってもよい。

0044

図3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(R画素51)には“R”の文字が付されている。

0045

図3では、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(G画素51)には“G”の文字が付されている。

0046

図3では、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(B画素51)には“B”の文字が付されている。カラーフィルタの配列は受光面50全体でベイヤ配列となっている。

0047

AFエリア53では、G画素51の一部(図3中の網掛けを付した画素)が位相差検出用画素52A,52Bとなっている。図3の例では、R画素51とG画素51を含む画素行のうちの任意の画素行における各G画素51が位相差検出用画素52Aとなっており、この各G画素51に対して列方向Yに最も近い同色のG画素51が位相差検出用画素52Bとなっている。

0048

位相差検出用画素52Aと、これに対して列方向Yに最も近い同色の位相差検出用画素52Bとがペアを構成している。

0049

図3中の上から3行目の画素行にある位相差検出用画素52Aと、図3中の上から5行目の画素行にある位相差検出用画素52Bとにより、行方向Xに配列された複数のペアにより構成されるペア行PL1が構成される。

0050

図3中の上から7行目の画素行にある位相差検出用画素52Aと、図3中の上から9行目の画素行にある位相差検出用画素52Bとにより、行方向Xに配列された複数のペアにより構成されるペア行PL2が構成される。

0051

図3中の上から11行目の画素行にある位相差検出用画素52Aと、図3中の上から13行目の画素行にある位相差検出用画素52Bとにより、行方向Xに配列された複数のペアにより構成されるペア行PL3が構成される。

0052

このように、AFエリア53には、複数のペア行が列方向Yに配列されている。

0053

図4は、図3に示す任意のペア行を構成する位相差検出用画素を示した図である。

0054

位相差検出用画素52Aは、行方向Xに2分割された撮像レンズ1の瞳領域の一方の分割領域を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部である。

0055

位相差検出用画素52Bは、上記の瞳領域の他方の分割領域を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部である。

0056

なお、AFエリア53において、位相差検出用画素52A,52B以外の複数の画素51は撮像用画素である。この撮像用画素は、撮像レンズ1の瞳領域の上記2つの分割領域の双方を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する。

0057

各画素51の光電変換部上方には遮光膜が設けられ、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。

0058

撮像用画素の開口の中心は、撮像用画素の光電変換部の中心と一致している。これに対し、位相差検出用画素52Aの開口(図4白抜き部分)の中心は、位相差検出用画素52Aの光電変換部の中心に対し右側に偏心している。

0059

また、位相差検出用画素52Bの開口(図4の白抜き部分)の中心は、位相差検出用画素52Bの光電変換部の中心に対して左側に偏心している。

0060

図5は、位相差検出用画素52Aの断面構成を示す図である。図5に示すように、位相差検出用画素52Aは、開口cが光電変換部PDに対して右に偏心している。

0061

図5に示すように、光電変換部PDの片側を遮光膜によって覆う事によって、遮光膜で覆った方向と逆の方向から入射した光を選択的に遮光することができる。

0062

この構成により、任意のペア行を構成する位相差検出用画素52Aからなる画素群と、このペア行を構成する位相差検出用画素52Bからなる画素群とによって、これら2つの画素群の各々によって撮像される像における行方向Xの位相差を検出することができる。

0063

なお、撮像素子5の画素構成は、図2図5に示した構成に限らない。

0064

例えば、撮像素子5に含まれる全ての画素を撮像用画素とし、各撮像用画素を行方向Xに2分割して、一方の分割部分を位相差検出用画素52Aとし、他方の分割部分を位相差検出用画素52Bとした構成であってもよい。

0065

図6は、撮像素子5に含まれる全ての画素51を撮像用画素とし、各画素51を2つに分割した構成を示す図である。

0066

図6の構成では、撮像素子5においてRを付した画素51を2つに分割し、分割した2つをそれぞれ位相差検出用画素r1と位相差検出用画素r2としている。

0067

また、撮像素子5においてGを付した画素51を2つに分割し、分割した2つをそれぞれ位相差検出用画素g1と位相差検出用画素g2としている。

0068

さらに、撮像素子5においてBを付した画素51を2つに分割し、分割した2つをそれぞれ位相差検出用画素b1と位相差検出用画素b2としている。

0069

この構成では、位相差検出用画素r1,g1,b1がそれぞれ第一の信号検出部となり、位相差検出用画素r2,g2,b2がそれぞれ第二の信号検出部となる。また、1つの画素51に含まれる2つの位相差検出用画素がペアを構成する。

0070

図6の構成例では、1つの画素51に含まれる第一の信号検出部と第二の信号検出部の信号を加算すると、位相差のない通常の撮像用信号を得られる。つまり、図6の構成では、全ての画素を、位相差検出用画素と撮像用画素との両方として用いることができる。また、図6の構成例では、AFエリアのサイズ及び形状の設定の自由度を向上させることができる。

0071

システム制御部11は、位相差AF方式による合焦制御と、コントラスト方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う。システム制御部11は合焦制御部を構成する。

0072

位相差AF処理部19は、システム制御部11の指示に応じて、63個のAFエリア53の中からユーザ操作等により選択された1つ又は複数のAFエリア53(以下、位相差AFエリアという)にある位相差検出用画素52A及び位相差検出用画素52Bから読み出される検出信号群を用いて、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を算出する。位相差AFエリアは第二の被写体エリアを構成する。

0073

そして、位相差AF処理部19は、この位相差に基づいて、撮像レンズ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。

0074

システム制御部11は、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動することで、相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御を行う。

0075

コントラストAF処理部18は、撮像素子5によって撮像される撮像画像を解析し、コントラストAF方式によって撮像レンズ1の合焦位置を決定する。

0076

即ち、コントラストAF処理部18は、システム制御部11の制御によって撮像レンズ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)毎に得られる撮像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。

0077

システム制御部11は、コントラストAF処理部18により決められた合焦位置に基づいてフォーカスレンズを駆動することで、撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御を行う。

0078

以上のように構成されたデジタルカメラは、主要被写体に対して焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うコンティニュアスAFモードを搭載している。以下、コンティニュアスAFモード時のデジタルカメラの動作を説明する。

0079

図7は、図1に示すデジタルカメラのコンティニュアスAFモード時の動作を説明するためのフローチャートである。

0080

まず、デジタルカメラの利用者により、63個のAFエリア53から任意のもの(以下では、1つのAFエリア53とする)が選択された状態で操作部14が操作されて、AFを行う指示が行われる。

0081

この指示に応じて、位相差AF処理部19は、例えば、位相差AFエリアに含まれる全てのペア行に含まれる行方向Xの位置が同じ位相差検出用画素52Aの検出信号の平均値と、この全てのペア行に含まれる行方向Xの位置が同じ位相差検出用画素52Bの検出信号の平均値同士の相関演算を行って相関値を算出し、この相関値に基づいて位相差を算出し、この位相差に基づいてデフォーカス量を算出する(ステップS1)。

0082

次に、システム制御部11は、ステップS1で算出されたデフォーカス量の信頼度、すなわち、位相差AF方式による合焦制御の信頼度を判定する(ステップS2)。

0083

システム制御部11は、例えば、ステップS1で算出された相関値を縦軸とし、この相関値を求める対象とした2つの検出信号群の行方向Xへのずらし量を横軸としたグラフにおいて、極小点が複数ある場合又は極小点が存在しない場合等には、位相差AF方式による合焦制御の信頼度は閾値TH以下である判定する。

0084

一方、システム制御部11は、上記のグラフにおいて1つのみ極小点が存在し、かつ、この極小点における相関値が予め決められた値を下回る場合等には、位相差AF方式による合焦制御の信頼度は閾値THを超えると判定する。この信頼度の判定方法は他の周知の方法を採用することもできる。

0085

システム制御部11は、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値THを超えた場合には(ステップS2:YES)、内蔵するカウンタカウント値初期値(=0)にリセットする(ステップS3)。

0086

そして、システム制御部11は、ステップS1で算出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動し(位相差AF方式による合焦制御を行い)、合焦位置にフォーカスレンズを移動させる(ステップS4)。

0087

システム制御部11は、位相差AF方式による合焦制御を終えた後はステップS1に処理を戻し、次のAFのための動作に移行する。

0088

システム制御部11は、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値TH以下であると判定した場合には(ステップS2:NO)、内蔵するカウンタのカウント値を1つ増やし(ステップS5)、その後、カウント値がNに到達したか否かを判定する(ステップS6)。なお、Nは、2以上の任意の自然数である。

0089

システム制御部11は、カウント値がNに到達していない場合(ステップS6:NO)にはステップS4の処理を行う。

0090

システム制御部11は、カウント値がNに到達していた場合(ステップS6:YES)には、位相差AFエリアに基づいて、コントラストAF方式による合焦制御を行う場合の合焦対象とする被写体が結像されるエリアであるコントラストAFエリアを設定する(ステップS7)。

0091

コントラストAFエリアは第一の被写体エリアを構成する。

0092

図8は、コントラストAFエリアの設定例を説明するための模式図である。

0093

位相差AFエリアが、例えば図8(a)に示すように、63個のAFエリア53のうちの中央にあるAFエリア53(図中太枠で囲まれたもの)である場合を想定する。

0094

この場合、システム制御部11は、ステップS7において、図8(b)に示すように、中央のAFエリア53と、このAFエリア53の周囲にある8つのAFエリア53(図中の破線枠で囲まれたもの)とを含む9つのAFエリア53によって囲まれる領域(9つのAFエリア53と、この9つのAFエリア53同士の隙間とを合わせた領域)をコントラストAFエリアとして設定する。

0095

コントラストAFエリアは、位相差AFエリアを含み、かつ、位相差AFエリアよりも大きいエリアであればよく、図8に示した設定例に限定されるものではない。

0096

ステップS7の後、コントラストAF処理部18は、コントラストAFエリアによって撮像される撮像画像のコントラストに基づいて合焦位置を決定する。そして、システム制御部11は、この合焦位置にフォーカスレンズを移動させてコントラストAF方式による合焦制御を行う(ステップS8)。

0097

コントラストAF方式による合焦制御を行った後、システム制御部11は、コントラストAFエリアの設定及び内蔵するカウンタのカウント値をそれぞれリセットし(ステップS9)、その後、ステップS1に処理を戻して次のAFのための動作に移行する。

0098

以上のように、図1に示すデジタルカメラによれば、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値THを超える状態では、位相差AF方式による合焦制御が継続して行われる。このため、高速で動く被写体であっても焦点を合わせ続けることができる。

0099

一方、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値TH以下となっても、この状態がN回続いて発生していなければ、位相差AF方式による合焦制御が継続して行われる。

0100

このため、高速で動く被写体であっても焦点を合わせ続けることができる。位相差AF方式による合焦制御は、信頼度が低い状態で実施されても、合焦状態から大きく外れる(大ボケになる)可能性は低い。したがって、被写体に対する追従性と合焦精度とのバランスを保つことができる。

0101

また、図1に示すデジタルカメラによれば、コンティニュアスAFモードにおいて、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値TH以下となる状態がN回続いた場合に、コントラストAF方式による合焦制御が初めて行われる。

0102

このように、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が低い状態がある程度の期間続いたときに初めてコントラストAF方式による合焦制御が行われることで、被写体に対する追従性と合焦精度とのバランスを保つことができる。

0103

プロのカメラマンは、コンティニュアスAFが行われている場合に、所望の被写体に対してうまく焦点が合わなくなると、その時点から2〜3秒程度の時間は待機し、それでも焦点が合わない場合にはマニュアルAF等に切り換える等の対応をとる。

0104

一方、図7のステップS1の処理の開始からステップS2の処理の終了までの時間は短い場合で0.2秒程度である。したがって、これらを考慮すると、Nの値は10〜15程度に設定されているのが好ましい。

0105

なお、Nの値は、操作部14を介してユーザにより任意の値が設定できる構成であってもよい。この構成によれば、ユーザの好みに合わせたコンティニュアスAFが可能となる。

0106

また、図1に示すデジタルカメラによれば、コンティニュアスAFモード中は、位相差AF方式による合焦制御が行われる確率が、コントラストAF方式による合焦制御が行われる確率よりも高くなる。このため、低消費電力化が可能となる。

0107

また、図1に示すデジタルカメラによれば、コントラストAF方式による合焦制御を行う場合には、位相差AF方式による合焦制御を行う場合に使用されていた位相差AFエリアよりも大きいコントラストAFエリアが設定される。

0108

このように、大きなサイズのコントラストAFエリアが設定されることで、コントラストAF方式による合焦精度を向上させることができる。

0109

なお、システム制御部11は、ステップS8においてコントラストAF処理部18により合焦位置が一意に決定されなかった場合には、コントラストAF方式による合焦制御を行うことなく、合焦位置が一意に決定されるまでコントラストAFエリアの拡大及び合焦位置の決定の処理を繰り返し行う。

0110

そして、システム制御部11は、合焦位置が一意に決定された時点で、この合焦位置にフォーカスレンズを移動させてステップS1に処理を戻してもよい。このようにすることで、合焦精度を向上させることができる。

0111

また、図7において、ステップS7の処理は必須ではない。この場合は、ステップS6の判定がYESとなった場合にステップS8の処理が行われ、このステップS8において、コントラストAF処理部18は、位相差AFエリアにより撮像される撮像画像のコントラストに基づいて合焦位置を決定すればよい。

0112

また、システム制御部11は、上記のNの数を可変制御してもよい。

0113

例えば、図1に示すデジタルカメラが、同じ被写体に焦点を長い時間合わせて撮像することを想定した第一モード(例えば、走行中の電車又は車を撮像することを想定したモード)と、焦点を合わせる被写体を頻繁に切り替えて撮像することを想定した第二モード(例えば、多人数で行う球技等のスポーツ風景の撮像を想定したモード)を設定可能であるものとする。

0114

この場合、システム制御部11は、第一モードに設定されたときのNの値を、第二モードに設定されたときのNの値よりも大きくする。

0115

焦点を合わせる被写体を頻繁に切り替える場合には、焦点を合わせるべき被写体が切り替わった場合に、合焦状態から大きく外れる可能性が高い。このため、第二モードでは、Nの値を小さくしてコントラストAF方式による合焦制御が実施されやすくすることで、撮像画像品質を向上させることができる。

0116

一方、焦点を合わせる被写体がほとんど変わらない第一モードでは、Nの値を大きくして、位相差AF方式による合焦制御が実施されやすくすることで、高速で動く被写体に焦点を高精度に合わせることができ、撮像画像品質を向上させることができる。

0117

以下では、図1に示すデジタルカメラの変形例を説明する。

0118

(第一の変形例)
図9は、図1に示すデジタルカメラのコンティニュアスAFモード時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9において図7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。

0119

システム制御部11は、ステップS6の判定がNOであった場合にはステップS10の処理を行う。

0120

ステップS10において、システム制御部11は、カウント値が1になった時点(位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値TH以下となった時点)から現時点までの経過時間を算出し、この経過時間が時間閾値に到達したか否かを判定する。

0121

システム制御部11は、経過時間が時間閾値に到達していないと判定した場合(ステップS10:NO)には、ステップS4の処理を行う。

0122

一方、システム制御部11は、経過時間が時間閾値に到達していると判定した場合(ステップS10:YES)には、ステップS7以降の処理を行う。

0123

以上のように、第一の変形例によれば、位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値TH以下となる状態がN回続いていない場合でも、この信頼度が最初に閾値TH以下となってからの経過時間が時間閾値に到達している場合には、コントラストAF方式による合焦制御が行われる。

0124

このように、カウント値の値だけでなく、カウント値=1になってからの経過時間も加味してコントラストAF方式による合焦制御を行うか否かを決定することで、暗い環境で撮像を行う場合等のように、位相差AF方式による合焦制御が完了するまでの時間が増加する状況であっても、コントラストAF方式による合焦制御がなかなか行われなくなるという事態を防ぐことができる。

0125

したがって、暗い環境で撮像を行う場合であっても、合焦精度を向上させて撮像画像品質を向上させることができる。

0126

(第二の変形例)
システム制御部11は、コントラストAFエリアの行方向Xの幅と位相差AFエリアの行方向Xの幅との差が、コントラストAFエリアの列方向Yの幅と位相差AFエリアの列方向Yの幅との差よりも大きくなるようにコントラストAFエリアを設定することが好ましい。

0127

この変形例では、行方向Xが第一の方向を構成し、列方向Yが第二の方向を構成する。

0128

なお、位相差AFエリアが複数のAFエリア53によって構成される場合、位相差AFエリアの任意の方向の幅とは、この複数のAFエリア53及びこの複数のAFエリア53同士の隙間を合わせた領域におけるこの任意の方向の幅のことを言う。

0129

図10は、コントラストAFエリアの別の設定例を説明するための模式図である。

0130

位相差AFエリアが、例えば図10(a)に示すように、63個のAFエリア53のうちの中央にあるAFエリア53(図中太枠で囲まれたもの)である場合を想定する。

0131

この場合、システム制御部11は、図7又は図9のステップS7において、図10(b)に示すように、中央のAFエリア53と、このAFエリア53の行方向Xの両隣にある2つのAFエリア53及びこの2つのAFエリア53の各々の隣にあるAFエリア53を含む4つのAFエリア53(図中の破線枠で囲まれたもの)と、を含む5つのAFエリア53で囲まれる領域をコントラストAFエリアとして設定する。

0132

図11は、コントラストAFエリアの更に別の設定例を説明するための模式図である。

0133

位相差AFエリアが、例えば図11(a)に示すように、63個のAFエリア53のうちの中央にあるAFエリア53(図中太枠で囲まれたもの)である場合を想定する。

0134

この場合、システム制御部11は、図7又は図9のステップS7において、図11(b)に示すように、中央のAFエリア53と、このAFエリア53の周囲にある14個のAFエリア53(図中の破線枠で囲まれたもの)と、を含む15個のAFエリア53で囲まれる領域をコントラストAFエリアとして設定する。

0135

デジタルカメラの姿勢が、列方向Yに対して重力方向が平行になる姿勢である、いわゆる横撮りの場合、撮像素子5によって撮像される被写体までの距離は、列方向Yにおいては距離変化が大きくなり、行方向Xにおいては距離変化が小さくなる。

0136

このため、図10及び図11に示すように、コントラストAFエリアが、被写体距離の変化が相対的に小さい行方向Xに長手の形状に設定されることで、コントラストAFエリアによって撮像される被写体に、主要被写体と大きく異なる距離にある被写体が含まれる可能性を減らすことができる。したがって、コントラストAF方式による合焦制御の精度を向上させることができる。

0137

(第三の変形例)
図12は、図1に示すデジタルカメラの変形例を示す図である。図12に示すデジタルカメラは、加速度センサ26が追加された点を除いては図1と同じ構成である。

0138

加速度センサ26は、たとえば、x軸、y軸、z軸の3軸方向の加速度を検出するセンサであり、このセンサの出力信号によって、重力方向を検出することができる。

0139

システム制御部11は、加速度センサ26の出力信号に基づいて重力方向を検出する。システム制御部11は検出部を構成する。

0140

図13は、図12に示すデジタルカメラのコンティニュアスAFモード時の動作を説明するためのフローチャートである。図13において図9と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。

0141

ステップS10の判定がYES又はステップS6の判定がYESのとき、システム制御部11は、加速度センサ26の出力信号に基づいて重力方向を検出する(ステップS11)。

0142

そして、システム制御部11は、検出した重力方向と位相差AFエリアとに基づいてコントラストAFエリアを設定する(ステップS12)。

0143

具体的には、システム制御部11は、検出した重力方向が行方向Xと直交している場合には、図14に例示したように、コントラストAFエリアの行方向Xの幅と位相差AFエリアの行方向Xの幅との差が、コントラストAFエリアの列方向Yの幅と位相差AFエリアの列方向Yの幅との差よりも大きくなるように、コントラストAFエリアを設定する。

0144

この変形例においては、検出された重力方向が行方向Xと直交している場合には、行方向Xが第一の方向を構成し、列方向Yが第二の方向を構成する。

0145

一方、システム制御部11は、検出した重力方向が列方向Yと直交している場合には、図15に例示したように、コントラストAFエリアの列方向Yの幅と位相差AFエリアの列方向Yの幅との差が、コントラストAFエリアの行方向Xの幅と位相差AFエリアの行方向Xの幅との差よりも大きくなるように、コントラストAFエリアを設定する。

0146

この変形例においては、検出された重力方向が列方向Yと直交している場合には、列方向Yが第一の方向を構成し、行方向Xが第二の方向を構成する。

0147

なお、2つの方向が直交するとは、この2つの方向のなす角度が完全に90度になる場合に限らず、この角度がおおよそ90度(例えば80度以上100度以下の範囲)となっている状態を言う。

0148

ステップS12の後はステップS8以降の処理が行われる。

0149

このように第三の変形例によれば、デジタルカメラの姿勢に応じてコントラストAFエリアが設定されるため、縦撮りと横撮りのいずれの場合であっても、コントラストAF方式による合焦制御が行われた場合の合焦精度を向上させることができる。

0150

なお、図13においてステップS10の処理は必須ではない。ステップS10を省略する場合は、ステップS6の判定がNOとなった場合にはステップS4の処理が行われる。

0151

以下では、撮像装置としてスマートフォンの構成について説明する。

0152

図16は、本発明の撮像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。

0153

図16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。

0154

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。

0155

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。

0156

図17は、図16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。

0157

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。

0158

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。

0159

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データストリーミングデータなどの受信を行う。

0160

表示入力部204は、主制御部220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202と、操作パネル203とを備える。

0161

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。

0162

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。

0163

図16に示すように、本発明の撮像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。

0164

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。

0165

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。

0166

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。

0167

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。

0168

また、図16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。

0169

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16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。

0170

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名称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。

0171

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。

0172

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。

0173

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。

0174

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。

0175

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、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。

0176

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。

0177

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。

0178

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。

0179

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。

0180

また、主制御部220は、無線通信部210を通じて、音声通信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。

0181

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ページ閲覧するWebブラウジング機能などがある。

0182

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。

0183

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。

0184

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。

0185

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。

0186

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スクロール要求を受け付ける。

0187

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。

0188

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。

0189

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。

0190

カメラ部208は、図1又は図12に示した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、外部入出力部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。

0191

図16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。

0192

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。

0193

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。

0194

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憶部212に記録したり、外部入出力部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。

0195

以上のような構成のスマートフォン200においても、図1又は図12に示したシステム制御部11が上述した処理を行うことで、高品質の撮像が可能になる。

0196

上記した実施形態及び各変形例では、行方向Xに位相差を検出する場合を例にしたが、列方向Yに位相差を検出する場合にも、同様に本発明を適用可能である。

0197

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。

0198

(1)フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部と、上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うモードにおいて、上記第1の信号検出部の検出信号及び上記第2の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御部と、を備え、上記合焦制御部は、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行う撮像装置。

0199

(2) (1)記載の撮像装置であって、上記合焦制御部は、上記Nの数を可変制御する撮像装置。

0200

(3) (1)又は(2)記載の撮像装置であって、上記合焦制御部は、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記信頼度が上記閾値以下となっている状態がN回未満続いておりかつ上記信頼度が上記閾値以下となってからの経過時間が時間閾値に達した場合には、上記コントラストAF方式による合焦制御を行う撮像装置。

0201

(4) (1)〜(3)のいずれか1項記載の撮像装置であって、上記合焦制御部は、上記コントラストAF方式による合焦制御を行う場合の合焦対象とする第一の被写体エリアを、上記位相差AF方式による合焦制御において合焦対象とする第二の被写体エリアを含みかつ上記第二の被写体エリアよりも大きいエリアに設定する撮像装置。

0202

(5) (4)記載の撮像装置であって、上記合焦制御部は、上記第二の被写体エリアの第一の方向の幅と上記第一の被写体エリアの上記第一の方向の幅との差を、上記第二の被写体エリアの上記第一の方向に直交する第二の方向の幅と上記第一の被写体エリアの上記第二の方向の幅との差よりも大きくする撮像装置。

0203

(6) (5)記載の撮像装置であって、重力方向を検出する検出部を更に備え、上記合焦制御部は、上記重力方向に直交する方向を上記第一の方向として上記第一の被写体エリアを設定する撮像装置。

0204

(7)フォーカスレンズを含む撮像光学系の上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行う場合に、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部の検出信号及び上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部前の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御ステップを備え、上記合焦制御ステップでは、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行う合焦制御方法。

0205

(8) (7)記載の合焦制御方法であって、上記合焦制御ステップでは、上記Nの数を制御する合焦制御方法。

0206

(9) (7)又は(8)記載の合焦制御方法であって、上記合焦制御ステップでは、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記信頼度が上記閾値以下となっている状態がN回未満続いておりかつ上記信頼度が上記閾値以下となってからの経過時間が時間閾値に達した場合には、上記コントラストAF方式による合焦制御を行う合焦制御方法。

0207

(10) (7)〜(9)のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、上記合焦制御ステップでは、上記コントラストAF方式による合焦制御を行う場合の合焦対象とする第一の被写体エリアを、上記位相差AF方式による合焦制御において合焦対象とする第二の被写体エリアを含みかつ上記第二の被写体エリアよりも大きいエリアに設定する合焦制御方法。

0208

(11) (10)記載の合焦制御方法であって、上記合焦制御ステップでは、上記第二の被写体エリアの第一の方向の幅と上記第一の被写体エリアの上記第一の方向の幅との差を、上記第二の被写体エリアの上記第一の方向に直交する第二の方向の幅と上記第一の被写体エリアの上記第二の方向の幅との差よりも大きくする合焦制御方法。

0209

(12) (11)記載の合焦制御方法であって、重力方向を検出する検出ステップを更に備え、上記合焦制御ステップでは、上記重力方向に直交する方向を上記第一の方向として上記第一の被写体エリアを設定する合焦制御方法。

0210

(13)フォーカスレンズを含む撮像光学系の上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行う場合に、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部の検出信号及び上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部前の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御ステップをコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、上記合焦制御ステップでは、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行う合焦制御プログラム。

0211

(14)フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、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に応じた信号を検出する第1の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第2の信号検出部と、上記フォーカスレンズを駆動して主要被写体に焦点を合わせる合焦制御を複数回連続して行うモードにおいて、上記第1の信号検出部の検出信号及び上記第2の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差AF方式による合焦制御と、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストAF方式による合焦制御とのいずれかを選択的に行うプロセッサと、を備え、上記プロセッサは、上記位相差AF方式による合焦制御を連続して行っている間に、上記位相差AF方式による合焦制御の信頼度が閾値以下となる状態がNを2以上の任意の自然数としてN回続いた場合には上記コントラストAF方式による合焦制御を行う撮像装置。

0212

本発明は、特にデジタルカメラ等に適用して利便性が高く、有効である。

0213

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、2016年6月1日出願の日本特許出願(特願2016−110391)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

0214

1撮像レンズ
2絞り
4レンズ制御部
5撮像素子
6アナログ信号処理部
7アナログデジタル変換回路
8レンズ駆動部
9 絞り駆動部
10撮像素子駆動部
11システム制御部
14 操作部
15メモリ制御部
16メインメモリ
17デジタル信号処理部
18コントラストAF処理部
19位相差AF処理部
20外部メモリ制御部
21記録媒体
22表示制御部
23 表示部
24制御バス
25データバス
26加速度センサ
50受光面
51画素
52A,52B位相差検出用画素
53AFエリア
PL1,PL2,PL3ペア行
c 開口
PD光電変換部
X行方向
Y 列方向
200スマートフォン
201筐体
202表示パネル
203操作パネル
204表示入力部
205スピーカ
206マイクロホン
207 操作部
208カメラ部
210無線通信部
211 通話部
212 記憶部
213 外部入出力部
214GPS受信部
215モーションセンサ部
216電源部
217内部記憶部
218外部記憶部
220 主制御部
ST1〜STn GPS衛星

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 複眼撮像装置及び画像処理方法、並びにプログラム及び記録媒体」が 公開されました。( 2019/06/27)

    【課題・解決手段】高解像度撮像領域(15a)と複数の低解像度撮像領域(15b、15c、…)に、互いに同じ視野の画像を結像させる。撮像領域間で、異なる種類の情報を表す画像が得られるように光学フィルター(... 詳細

  • 日清工業有限公司の「 ストロボ装置」が 公開されました。( 2019/06/27)

    【課題】レンズ移動型の電動ズーム式のストロボ装置において、レンズ保持体に前後方向の外力が作用しても、ズーム用駆動装置に損傷が生じることを未然に防止すること。【解決手段】発光部36を有するストロボ本体2... 詳細

  • パナソニックIPマネジメント株式会社の「 撮像システム及び表示システム」が 公開されました。( 2019/06/27)

    【課題・解決手段】移動体(100)の後部に配置される撮像システム(70)は、撮像装置(10)と、画像処理装置(20)とを備える。撮像装置(10)は、複数の画素が二次元的に配置され、画像データを生成する... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ