撮像装置
【課題】撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像装置で、焦点検出用画素に含まれるエイリアスを低減させ、ＡＦ性能を向上させる。
【解決手段】撮像装置は、撮像レンズ１０１により結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子１０４を備える撮像部と、撮像部から連続的に得られる互いに位置がずれた複数回の画像信号に含まれる撮像用画素の信号を用いて、複数回の画像のずれ量を検出するずれ検出部１１９と、ずれ検出部により検出されたずれ量に基づいて、複数回の画像に含まれる焦点検出用画素の信号を合成する合成部１２１と、合成部により合成された焦点検出用画素の信号を用いて撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節部１０２とを備える。
【解決手段】撮像装置は、撮像レンズ１０１により結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子１０４を備える撮像部と、撮像部から連続的に得られる互いに位置がずれた複数回の画像信号に含まれる撮像用画素の信号を用いて、複数回の画像のずれ量を検出するずれ検出部１１９と、ずれ検出部により検出されたずれ量に基づいて、複数回の画像に含まれる焦点検出用画素の信号を合成する合成部１２１と、合成部により合成された焦点検出用画素の信号を用いて撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節部１０２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置における自動焦点調節技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルスチルカメラなどの固体撮像装置に含まれる撮像素子は、画素数が飛躍的に増大し、高速かつ高精度な画像処理を行うことが課題となっている。
【０００３】
従来より、自動焦点調節（以下ＡＦという）を高速且つ高精度に行うために、図７および図８に示すように、撮像素子６０１の一部の画素にＡＦ用の画素（以下焦点検出用画素という）を設ける技術が提案されている。図７のように、瞳位置が対称的になるように受光部分を分割し、一方を焦点検出用画素（Ａ像）５０１、他方を焦点検出用画素（Ｂ像）５０２とする。
【０００４】
この焦点検出用画素（Ａ像）５０１と焦点検出用画素（Ｂ像）５０２は、図８のように撮像素子の全画素に対して数％の割合で散在している。同一水平位置に存在する焦点検出用画素（Ａ像）６０４と、焦点検出用画素（Ｂ像）６０５との位相差を比較することにより焦点検出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６５２１９号公報
【特許文献２】特開平９−７４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このような従来の構成では、焦点検出用画素が離散的に配置されているためエイリアス（折り返し歪み）が発生しやすく、エイリアスが発生することによりＡＦ性能が著しく低下するという問題がある。
【０００７】
画素情報に含まれるエイリアスを低減させる従来技術として、次のような提案がなされている。
【０００８】
特許文献１では、シフト手段により撮像素子の変位を繰り返して、等価的に光学的なローパスフィルタを形成し、ビデオ信号の折り返し歪みの発生を有効に回避する技術が提案されている。
【０００９】
また、特許文献２では、第１解像度の画像の入力の際にモアレが検出されると、イメージシフト手段を用いて解像度を高めた第２解像度の画像を合成する。そして、モアレ検出結果がモアレ無しであればモアレ除去回路を動作させないので消費電力を抑えられる、という技術が提案されている。
【００１０】
ところが、特許文献１及び特許文献２における提案は、撮像素子に散在する焦点検出用画素のエイリアスを低減させることを目的とした提案ではなく、また手振れがある場合の対処法には触れられていない。また一般に、エイリアスが含まれている画像を用いてのマッチング演算による位置ずれ量の検出は失敗しやすい傾向にあるため、従来までの技術では焦点検出用画素のエイリアスを低減させることは困難であった。
【００１１】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、焦点検出用画素に含まれるエイリアスを低減させ、ＡＦ性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、撮像レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像手段と、前記撮像手段から連続的に得られる互いに位置がずれた複数枚の画像信号に含まれる前記撮像用画素の信号を用いて、前記複数枚の画像のずれ量を検出するずれ検出手段と、前記ずれ検出手段により検出されたずれ量に基づいて、前記複数枚の画像に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成する合成手段と、前記合成手段により合成された前記焦点検出用画素の信号を用いて前記撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点検出用画素に含まれるエイリアスを低減させ、ＡＦ性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【図２】１回目の撮像（基準画像）から２回目がずれた様子を説明する図である。
【図３】２回目のずれた焦点検出用画素を１回目の焦点検出用画素の位置に加算平均する様子を示す図である。
【図４】２回目のずれた焦点検出用画素を１回目の焦点検出用画素と同じ水平位置に補間する様子を示す図である。
【図５】ＡＦ枠を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【図７】瞳位置が対称的に分割された焦点検出用画素を示す図である。
【図８】焦点検出用画素が撮像素子上に離散的に存在する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【００１７】
図１において、１０１は撮像レンズ、１０２は撮像レンズ１０１を駆動させるレンズ駆動回路、１０３は露出の調整を行う絞り、１０４は光信号を光電変換し、一部の光電変換セル（撮像用画素）が離散的に配置された焦点検出用の焦点検出用画素に置き換えられている撮像素子である。なお、撮像レンズ１０１は、１枚のレンズとして示されているが、通常は複数枚のレンズ及びレンズ群から構成される。１２０は撮像素子１０４の位置をシフトさせるアクチュエータ、１０５は固定値の周期である水平同期信号ＨＤおよび垂直同期信号ＶＤを生成する同期信号発生器（以下ＳＳＧという）である。１０６はＨＤとＶＤに同期した撮像素子１０４を駆動させる制御信号を生成するタイミングジェネレータ（以下ＴＧという）、１０７は撮像素子１０４から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路である。１０９は色変換処理などを行う信号処理回路、１２２は画像データから焦点検出用画素のデータのみを抽出する焦点検出用画素抽出回路である。１０８は図７に示したような焦点検出用画素（Ａ像）および焦点検出用画素（Ｂ像）の位相差を検出する位相差ＡＦ回路、１１９は連続して取り込んだ（連続的に得られた）２回の画像のずれ量を焦点検出用画素以外の撮像画素から求めるずれ量検出回路である。１２１は複数回のＡＦ抽出画素を合成し、１回のＡＦ抽出画像を生成する焦点検出用画素合成回路、１２３は焦点検出用画素抽出回路１２２または焦点検出用画素合成回路１２１の出力を選択して位相差ＡＦ回路１０８へ入力させるスイッチ回路である。１１１はＤＲＡＭ、１１０はＤＲＡＭ１１１とインターフェースを行うメモリ制御回路、１１２は画像データの拡大縮小を行う変倍回路、１１３は各回路のモードやパラメータを決定し、撮像装置全体を制御するシステムコントローラである。１１５は画像データを表示するモニタ、１１４はモニタ１１５に画像データを表示させるために変調を行うビデオ変調回路である。１１６は画像データをＪＰＥＧ圧縮方式などで圧縮するための圧縮回路、１１８は圧縮された画像データを記録する脱着可能なメディアカード、１１７はメディアカード１１８とのインターフェースを行うカード制御回路である。
【００１８】
次に、図１に示したように構成される撮像装置の動作について説明する。
【００１９】
撮像レンズ１０１を通過した被写体からの光は、絞り１０３において適正な光量に調整される。
【００２０】
ＴＧ１０６は、ＳＳＧ１０５において生成されるＨＤおよびＶＤに同期して撮像素子１０４が動作するようにタイミング信号を生成し、撮像素子１０４を駆動する。撮像素子１０４において、撮像レンズ１０１により結像された被写体像はアナログの画像信号に光電変換され、このアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０７においてデジタル画像データに変換される。
【００２１】
焦点検出用画素抽出回路１２２において、画像データの中から焦点検出用画素データのみを抽出し、焦点検出用画素合成回路１２１およびスイッチ回路１２３を介して位相差ＡＦ回路１０８へ出力する。
【００２２】
位相差ＡＦ回路１０８において、焦点検出用画素データのＡ像とＢ像の位相差を比較し、位相差情報をシステムコントローラ１１３へ出力する。システムコントローラ１１３は位相差情報に従って、撮像レンズ１０１内の焦点調節用レンズの駆動量をレンズ駆動回路１０２に伝えることにより焦点調節を行う。
【００２３】
撮像画素により得られた画像データは、信号処理回路１０９において色変換などの信号処理が施され、メモリ制御回路１１０を介してＤＲＡＭ１１１へ一度書き込まれ、ずれ量検出回路１１９へ再度読み出される。
【００２４】
ここで、ずれ量検出回路１１９において行われるずれ量の検出について説明する。
【００２５】
図２のように、撮像素子１０４に含まれる撮像領域２０１に焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３が散在する。
【００２６】
１回目の撮像において、焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３に示す位置の情報が得られたとする。
【００２７】
次に２回目の撮像を行う前に、アクチュエータ１２０によって撮像素子１０４の位置が撮像領域２０１から撮像領域２０４の位置へずらされる。これにより、焦点検出用画素の位置も、焦点検出用画素（Ａ像）２０５および焦点検出用画素（Ｂ像）２０６に示す位置にずれる。なお、本実施形態においては撮像素子を動かしているが、レンズを動かしてもよい。
【００２８】
さらに撮像の際に手ぶれがあると、アクチュエータ１２０によって動かされた撮像領域２０４の位置が、撮像領域２０７の位置にずれてしまい、焦点検出用画素の位置もそれぞれ、焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９に示す位置で２回目の撮像が行われることになる。
【００２９】
１回目と２回目の画像のずれ量を求める方法としては、１回目の撮像画像と、手ぶれによるずれが含まれる２回目の撮像画像において、焦点検出用画素以外の撮像画素を用いてそれぞれマッチング演算を行う。マッチング演算に際しては、信号処理回路１０９において信号処理が行われＤＲＡＭ１１１に書き込まれた１回目と２回目の画像データを再度ＤＲＡＭ１１１から読み出す。そして、１回目と２回目の撮像画素の差分が全体的に最も少ない位置を探し出すような公知の方法を用いる。
【００３０】
このようにしてずれ量検出回路１１９においてマッチング演算によって求められたずれ量を補正した２回の画像データを焦点検出用画素合成回路１２１に出力する。
【００３１】
焦点検出用画素合成回路１２１おいて次に示す２つのいずれかの方法で合成処理を行う。
【００３２】
＜１つ目の焦点検出用画素合成方法＞
１つ目の焦点検出用画素合成方法を図３に示す。
【００３３】
ある焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３の周りに位置する４組の焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９から、それぞれ重み付け演算を行い、焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３の位置に重ね合わせ、加算平均を行う。重み付けの係数は、ずれ量検出回路１１９においてマッチング演算によって求められたずれ量から求められる。
【００３４】
図３に示すように、焦点検出用画素（Ａ像）２０２の値がＡＦ１＿Ａ、焦点検出用画素（Ｂ像）２０３の値がＡＦ１＿Ｂである１回目の焦点検出用画素の近隣に位置する２回目の撮像で得られた４組の焦点検出用画素（Ａ像）２０８の値をＡＦ２＿Ａ１、ＡＦ２＿Ａ２、ＡＦ２＿Ａ３、ＡＦ２＿Ａ４とし、焦点検出用画素（Ｂ像）２０９の値をＡＦ２＿Ｂ１、ＡＦ２＿Ｂ２、ＡＦ２＿Ｂ３、ＡＦ２＿Ｂ４とする。
【００３５】
また、図３のように、ＡＦ１＿ＡおよびＡＦ１＿Ｂから周りに位置する４組の焦点検出用画素までの水平方向の距離の割合をＨ１，Ｈ２とし、垂直方向の距離の割合をＶ１，Ｖ２とする。
【００３６】
それぞれ、Ｈ１＋Ｈ２＝１、Ｖ１＋Ｖ２＝１である。
【００３７】
近隣に位置する４組の焦点検出用画素からＡＦ１＿ＡおよびＡＦ１＿Ｂの位置に対する値ＡＦ２＿ＡおよびＡＦ２＿Ｂを下記の式（１）および式（２）で算出する。
【００３８】
ＡＦ２＿Ａ＝（ＡＦ２＿Ａ１＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ａ３＊Ｖ１）＊Ｈ２＋（ＡＦ２＿Ａ２＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ａ４＊Ｖ１）＊Ｈ１ …（１）
ＡＦ２＿Ｂ＝（ＡＦ２＿Ｂ１＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ｂ３＊Ｖ１）＊Ｈ２＋（ＡＦ２＿Ｂ２＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ｂ４＊Ｖ１）＊Ｈ１ …（２）
さらにＡＦ１＿ＡおよびＡＦ１＿Ｂと、ＡＦ２＿ＡおよびＡＦ２＿Ｂと、それぞれ加算平均を行い、この位置における焦点検出用画素情報ＡＦ＿ＡおよびＡＦ＿Ｂを式（３）および式（４）で算出する。
【００３９】
ＡＦ＿Ａ＝（ＡＦ１＿Ａ＋ＡＦ２＿Ａ）／２ …（３）
ＡＦ＿Ｂ＝（ＡＦ１＿Ｂ＋ＡＦ２＿Ｂ）／２ …（４）
同様にして複数回のＡＦ抽出画像から合成を行うが、合成途中のＡＦ抽出画像の値は焦点検出用画素合成回路１２１において記憶しておく。
【００４０】
上述のようにして、焦点検出用画素合成回路１２１において焦点検出用画素を増やすことで高解像度化して、エイリアスを軽減させるこができる。つまり、ここでの高解像度化とは、デフォーカス量を算出する際のＳＡＦの画素を増やすことをいう。
【００４１】
複数回撮像した分だけ加算平均して得られた焦点検出用画素（Ａ像）２０５および焦点検出用画素（Ｂ像）２０６の情報をスイッチ回路１２３へ出力し、位相差ＡＦ回路１０８に入力される。
【００４２】
位相差ＡＦ回路１０８は、合成される前の焦点検出画素（Ａ像）２０２および焦点検出画素（Ｂ像）２０３と、焦点検出用画素（Ａ像）ＡＦ＿Ａおよび焦点検出用画素（Ｂ像）ＡＦ＿Ｂとを用いてＡ像、Ｂ像の位相差を比較してデフォーカス量を求める。位相差ＡＦ回路１０８は、求めたデフォーカス量を、合焦のための情報をシステムコントローラ１１３へ出力する。
【００４３】
＜２つ目の焦点検出用画素の合成方法＞
２つ目の焦点検出用画素の合成方法を図４に示す。
【００４４】
１回目の撮像で焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３に示す位置のＡＦ情報が得られ、２回目の撮像で焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９に示す位置のＡＦ情報が得られるとする。
【００４５】
１回目および２回目の撮像でＡＦ情報を得られなかった位置に対して、重み付けして補間することにより、焦点検出用画素のサンプリングポイントを増やす。
【００４６】
図４における合成焦点検出用画素（Ａ像）４０１および合成焦点検出用画素（Ｂ像）４０２の位置に、Ａ像はＡ像、Ｂ像はＢ像で補間を行う。
【００４７】
合成焦点検出用画素（Ａ像）４０１である焦点検出用画素値ＡＦ＿Ａを、近隣に存在する焦点検出用画素（Ａ像）の焦点検出用画素値ＡＦ１＿Ａ１、ＡＦ１＿Ａ２、ＡＦ２＿Ａ１、ＡＦ２＿Ａ２、を用いて後述する式（６）で算出する。
【００４８】
合成焦点検出用画素（Ｂ像）４０２である焦点検出用画素値ＡＦ＿Ｂを、近隣に存在する焦点検出用画素（Ｂ像）の焦点検出用画素値ＡＦ１＿Ｂ１、ＡＦ１＿Ｂ２、ＡＦ２＿Ｂ１、ＡＦ２＿Ｂ２、を用いて後述する式（７）で算出する。
【００４９】
また、ＡＦ２＿Ａ１およびＡＦ２＿Ａ２の水平方向の距離の割合と、ＡＦ２＿Ｂ１およびＡＦ２＿Ｂ２の水平方向の距離の割合をＨ１，Ｈ２とし、Ｈ１＋Ｈ２＝１である。
【００５０】
ＡＦ１＿Ａ１およびＡＦ１＿Ａ２の垂直方向の距離の割合と、ＡＦ１＿Ｂ１およびＡＦ１＿Ｂ２の垂直方向の距離の割合をＶ１，Ｖ２とし、Ｖ１＋Ｖ２＝１である。
【００５１】
ＡＦ＿Ａ＝｛（ＡＦ１＿Ａ１＊Ｖ２＋ＡＦ１＿Ａ２＊Ｖ１）＋（ＡＦ２＿Ａ１＊Ｈ２＋ＡＦ２＿Ａ２＊Ｈ１）｝／２ …（６）
ＡＦ＿Ｂ＝｛（ＡＦ１＿Ｂ１＊Ｖ２＋ＡＦ１＿Ｂ２＊Ｖ１）＋（ＡＦ２＿Ｂ１＊Ｈ２＋ＡＦ２＿Ｂ２＊Ｈ１）｝／２ …（７）
このようにして、焦点検出用画素値を得られなかった位置に対して補間を行う。
【００５２】
以上２回の撮像から焦点検出用画素を増やして高解像化する方法を説明した。この点、２回以上の複数回のＡＦ抽出画像から合成を行う場合、撮像ごとに得られた焦点検出用画素の値は焦点検出用画素合成回路１２１において記憶しておく。２回以上の複数回の撮像が終わってから焦点検出用画素が得られなかった位置に補間を行うためである。
【００５３】
また、以上２回の撮像から焦点検出用画素を増やして高解像化する方法は、３回、４回と撮像を増やしていった場合にも適用できる。すなわち、１回目の撮像と２回目の撮像、２回目の撮像と３回目の撮像、３回目の撮像と４回目の撮像といった具合である。
【００５４】
上述のようにして、焦点検出用画素合成回路１２１において焦点検出用画素を増やすことで高解像度化して、エイリアスを軽減させるこができる。ここでの、高解像度化とは、デフォーカス量を算出する際のＳＡＦの画素を増やすことをいう。
【００５５】
複数回撮像した分だけ加算平均して得られた焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９の情報をスイッチ回路１２３へ出力し、位相差ＡＦ回路１０８に入力される。位相差ＡＦ回路１０８は、合成される前の焦点検出画素（Ａ像）２０２および焦点検出画素（Ｂ像）２０３と、焦点検出用画素（Ａ像）ＡＦ＿Ａおよび焦点検出用画素（Ｂ像）ＡＦ＿Ｂとを用いてＡ像、Ｂ像の位相差を比較してデフォーカス量を求める。位相差ＡＦ回路１０８は、求めたデフォーカス量を、合焦のための情報をシステムコントローラ１１３へ出力する。
【００５６】
システムコントローラ１１３は、位相差ＡＦ回路１０８において得られたデフォーカス量に従って、撮像レンズ１０１内の焦点調節用レンズの駆動量をレンズ駆動回路１０２に伝えることにより焦点調節を行う。
【００５７】
＜画像記録処理＞
システムコントローラ１１３は、上述したような焦点調節を繰り返し行う。得られた画像データは、信号処理回路１０９において色変換処理などの信号処理が行われ、メモリ制御回路１１０によって一度ＤＲＡＭ１１１に書き込まれる。
【００５８】
ＤＲＡＭ１１１から画像データをメモリ制御回路１１０が読み出し、変倍回路１１２において画像データをモニタ１１５に表示させるためのサイズに変倍し、またメディアカード１１８に記録するためのサイズに変倍する。変倍された画像データは、再度メモリ制御回路１１０によってＤＲＡＭ１１１に書き込まれる。
【００５９】
ＤＲＡＭ１１１から画像データをメモリ制御回路１１０が読み出す。そして、モニタ１１５に表示させるサイズに変倍された画像データは、ビデオ変調回路１１４においてＮＴＳＣやＰＡＬなどの方式に変調され、モニタ１１５に表示される。
【００６０】
また、メディアカード１１８に記録するためのサイズに変倍された画像データは、カード制御回路によってメディアカード１１８に書き込まれる。
【００６１】
＜被写体が動いている場合＞
なお、被写体が動いているような場合におけるマッチング演算の方法を説明する。
【００６２】
図５に示すようにＡＦ枠８０２が９個に分割されており、９個のＡＦ枠８０２の内側の被写体の動きベクトルがそれぞれ異なっている。まずＡＦ枠８０２ごとにそれぞれ動き検出を行い、被写体距離を検出する。どのＡＦ枠８０２を合焦させるかを決定するのは、各ＡＦ枠８０２ごとの被写体距離検出結果に基づき自動的に決定してもよいし、ユーザーの操作によって決定されてもよい。合焦させたいＡＦ枠８０２が決定され、その後も合焦させる被写体に追従してＡＦ評価を行う場合は、そのＡＦ枠８０２で検出された動きベクトルにしたがって、画像全体の位置合わせを行うようにしてもよい。
【００６３】
＜ずれ量＞
上述した画像のずれは画素ずらしによって生じるものであってもよい。ここでいう画素ずらしは、撮像画素数を増やすための処理、または手振れを軽減するための処理などがある。
【００６４】
なお、ずれ量検出回路１１９が求めるずれ量は、撮像画素数を増やすために撮像領域２０１、２０４または２０７をずらした場合のずれ量でもよい。また、手振れを軽減するために、撮像領域２０１、２０４または２０７をずらした場合のずれ量でもよい。
【００６５】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【００６６】
第１の実施形態の回路構成図である図１と同じ回路については同じ番号を付している。
【００６７】
第１の実施形態との相違点は、ずれ量検出回路１１９の変わりに手ぶれ検出回路１２４が設けられている点である。手ぶれ検出回路１２４はジャイロなどで振動を検知し、手ぶれによるずれ量を測定する。このずれ量を焦点検出用画素合成回路１２１およびシステムコントローラ１１３へ出力する。
【００６８】
焦点検出用画素合成回路１２１において、ＤＲＡＭ１１１から画像データが読み出され、手ぶれ検出回路１２４において検出されたずれ量を重み付けの係数とし、第１の実施形態でも述べたように焦点検出用画素を加算平均または補間する。加算平均または補間された焦点検出用画素情報は、スイッチ回路１２３を介して位相差ＡＦ回路１０８へ出力され、ＡＦ処理が行われる。
【００６９】
なお、図１および図６におけるアクチュエータ１２０は、手ぶれのないときに撮像素子を任意の位置に移動させ、複数回のずらした画像を得るために必要となる。しかし、手ぶれのあるときについては、ずれ量検出回路１１９や手ぶれ検出回路１２４によって画像間のずれ量を検出し、ＡＦ抽出画像の加算平均および補間する際の重み付けの係数を割り出すことができるため、設置しなくてもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置における自動焦点調節技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルスチルカメラなどの固体撮像装置に含まれる撮像素子は、画素数が飛躍的に増大し、高速かつ高精度な画像処理を行うことが課題となっている。
【０００３】
従来より、自動焦点調節（以下ＡＦという）を高速且つ高精度に行うために、図７および図８に示すように、撮像素子６０１の一部の画素にＡＦ用の画素（以下焦点検出用画素という）を設ける技術が提案されている。図７のように、瞳位置が対称的になるように受光部分を分割し、一方を焦点検出用画素（Ａ像）５０１、他方を焦点検出用画素（Ｂ像）５０２とする。
【０００４】
この焦点検出用画素（Ａ像）５０１と焦点検出用画素（Ｂ像）５０２は、図８のように撮像素子の全画素に対して数％の割合で散在している。同一水平位置に存在する焦点検出用画素（Ａ像）６０４と、焦点検出用画素（Ｂ像）６０５との位相差を比較することにより焦点検出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６５２１９号公報
【特許文献２】特開平９−７４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このような従来の構成では、焦点検出用画素が離散的に配置されているためエイリアス（折り返し歪み）が発生しやすく、エイリアスが発生することによりＡＦ性能が著しく低下するという問題がある。
【０００７】
画素情報に含まれるエイリアスを低減させる従来技術として、次のような提案がなされている。
【０００８】
特許文献１では、シフト手段により撮像素子の変位を繰り返して、等価的に光学的なローパスフィルタを形成し、ビデオ信号の折り返し歪みの発生を有効に回避する技術が提案されている。
【０００９】
また、特許文献２では、第１解像度の画像の入力の際にモアレが検出されると、イメージシフト手段を用いて解像度を高めた第２解像度の画像を合成する。そして、モアレ検出結果がモアレ無しであればモアレ除去回路を動作させないので消費電力を抑えられる、という技術が提案されている。
【００１０】
ところが、特許文献１及び特許文献２における提案は、撮像素子に散在する焦点検出用画素のエイリアスを低減させることを目的とした提案ではなく、また手振れがある場合の対処法には触れられていない。また一般に、エイリアスが含まれている画像を用いてのマッチング演算による位置ずれ量の検出は失敗しやすい傾向にあるため、従来までの技術では焦点検出用画素のエイリアスを低減させることは困難であった。
【００１１】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、焦点検出用画素に含まれるエイリアスを低減させ、ＡＦ性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、撮像レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像手段と、前記撮像手段から連続的に得られる互いに位置がずれた複数枚の画像信号に含まれる前記撮像用画素の信号を用いて、前記複数枚の画像のずれ量を検出するずれ検出手段と、前記ずれ検出手段により検出されたずれ量に基づいて、前記複数枚の画像に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成する合成手段と、前記合成手段により合成された前記焦点検出用画素の信号を用いて前記撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点検出用画素に含まれるエイリアスを低減させ、ＡＦ性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【図２】１回目の撮像（基準画像）から２回目がずれた様子を説明する図である。
【図３】２回目のずれた焦点検出用画素を１回目の焦点検出用画素の位置に加算平均する様子を示す図である。
【図４】２回目のずれた焦点検出用画素を１回目の焦点検出用画素と同じ水平位置に補間する様子を示す図である。
【図５】ＡＦ枠を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【図７】瞳位置が対称的に分割された焦点検出用画素を示す図である。
【図８】焦点検出用画素が撮像素子上に離散的に存在する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【００１７】
図１において、１０１は撮像レンズ、１０２は撮像レンズ１０１を駆動させるレンズ駆動回路、１０３は露出の調整を行う絞り、１０４は光信号を光電変換し、一部の光電変換セル（撮像用画素）が離散的に配置された焦点検出用の焦点検出用画素に置き換えられている撮像素子である。なお、撮像レンズ１０１は、１枚のレンズとして示されているが、通常は複数枚のレンズ及びレンズ群から構成される。１２０は撮像素子１０４の位置をシフトさせるアクチュエータ、１０５は固定値の周期である水平同期信号ＨＤおよび垂直同期信号ＶＤを生成する同期信号発生器（以下ＳＳＧという）である。１０６はＨＤとＶＤに同期した撮像素子１０４を駆動させる制御信号を生成するタイミングジェネレータ（以下ＴＧという）、１０７は撮像素子１０４から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路である。１０９は色変換処理などを行う信号処理回路、１２２は画像データから焦点検出用画素のデータのみを抽出する焦点検出用画素抽出回路である。１０８は図７に示したような焦点検出用画素（Ａ像）および焦点検出用画素（Ｂ像）の位相差を検出する位相差ＡＦ回路、１１９は連続して取り込んだ（連続的に得られた）２回の画像のずれ量を焦点検出用画素以外の撮像画素から求めるずれ量検出回路である。１２１は複数回のＡＦ抽出画素を合成し、１回のＡＦ抽出画像を生成する焦点検出用画素合成回路、１２３は焦点検出用画素抽出回路１２２または焦点検出用画素合成回路１２１の出力を選択して位相差ＡＦ回路１０８へ入力させるスイッチ回路である。１１１はＤＲＡＭ、１１０はＤＲＡＭ１１１とインターフェースを行うメモリ制御回路、１１２は画像データの拡大縮小を行う変倍回路、１１３は各回路のモードやパラメータを決定し、撮像装置全体を制御するシステムコントローラである。１１５は画像データを表示するモニタ、１１４はモニタ１１５に画像データを表示させるために変調を行うビデオ変調回路である。１１６は画像データをＪＰＥＧ圧縮方式などで圧縮するための圧縮回路、１１８は圧縮された画像データを記録する脱着可能なメディアカード、１１７はメディアカード１１８とのインターフェースを行うカード制御回路である。
【００１８】
次に、図１に示したように構成される撮像装置の動作について説明する。
【００１９】
撮像レンズ１０１を通過した被写体からの光は、絞り１０３において適正な光量に調整される。
【００２０】
ＴＧ１０６は、ＳＳＧ１０５において生成されるＨＤおよびＶＤに同期して撮像素子１０４が動作するようにタイミング信号を生成し、撮像素子１０４を駆動する。撮像素子１０４において、撮像レンズ１０１により結像された被写体像はアナログの画像信号に光電変換され、このアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０７においてデジタル画像データに変換される。
【００２１】
焦点検出用画素抽出回路１２２において、画像データの中から焦点検出用画素データのみを抽出し、焦点検出用画素合成回路１２１およびスイッチ回路１２３を介して位相差ＡＦ回路１０８へ出力する。
【００２２】
位相差ＡＦ回路１０８において、焦点検出用画素データのＡ像とＢ像の位相差を比較し、位相差情報をシステムコントローラ１１３へ出力する。システムコントローラ１１３は位相差情報に従って、撮像レンズ１０１内の焦点調節用レンズの駆動量をレンズ駆動回路１０２に伝えることにより焦点調節を行う。
【００２３】
撮像画素により得られた画像データは、信号処理回路１０９において色変換などの信号処理が施され、メモリ制御回路１１０を介してＤＲＡＭ１１１へ一度書き込まれ、ずれ量検出回路１１９へ再度読み出される。
【００２４】
ここで、ずれ量検出回路１１９において行われるずれ量の検出について説明する。
【００２５】
図２のように、撮像素子１０４に含まれる撮像領域２０１に焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３が散在する。
【００２６】
１回目の撮像において、焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３に示す位置の情報が得られたとする。
【００２７】
次に２回目の撮像を行う前に、アクチュエータ１２０によって撮像素子１０４の位置が撮像領域２０１から撮像領域２０４の位置へずらされる。これにより、焦点検出用画素の位置も、焦点検出用画素（Ａ像）２０５および焦点検出用画素（Ｂ像）２０６に示す位置にずれる。なお、本実施形態においては撮像素子を動かしているが、レンズを動かしてもよい。
【００２８】
さらに撮像の際に手ぶれがあると、アクチュエータ１２０によって動かされた撮像領域２０４の位置が、撮像領域２０７の位置にずれてしまい、焦点検出用画素の位置もそれぞれ、焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９に示す位置で２回目の撮像が行われることになる。
【００２９】
１回目と２回目の画像のずれ量を求める方法としては、１回目の撮像画像と、手ぶれによるずれが含まれる２回目の撮像画像において、焦点検出用画素以外の撮像画素を用いてそれぞれマッチング演算を行う。マッチング演算に際しては、信号処理回路１０９において信号処理が行われＤＲＡＭ１１１に書き込まれた１回目と２回目の画像データを再度ＤＲＡＭ１１１から読み出す。そして、１回目と２回目の撮像画素の差分が全体的に最も少ない位置を探し出すような公知の方法を用いる。
【００３０】
このようにしてずれ量検出回路１１９においてマッチング演算によって求められたずれ量を補正した２回の画像データを焦点検出用画素合成回路１２１に出力する。
【００３１】
焦点検出用画素合成回路１２１おいて次に示す２つのいずれかの方法で合成処理を行う。
【００３２】
＜１つ目の焦点検出用画素合成方法＞
１つ目の焦点検出用画素合成方法を図３に示す。
【００３３】
ある焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３の周りに位置する４組の焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９から、それぞれ重み付け演算を行い、焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３の位置に重ね合わせ、加算平均を行う。重み付けの係数は、ずれ量検出回路１１９においてマッチング演算によって求められたずれ量から求められる。
【００３４】
図３に示すように、焦点検出用画素（Ａ像）２０２の値がＡＦ１＿Ａ、焦点検出用画素（Ｂ像）２０３の値がＡＦ１＿Ｂである１回目の焦点検出用画素の近隣に位置する２回目の撮像で得られた４組の焦点検出用画素（Ａ像）２０８の値をＡＦ２＿Ａ１、ＡＦ２＿Ａ２、ＡＦ２＿Ａ３、ＡＦ２＿Ａ４とし、焦点検出用画素（Ｂ像）２０９の値をＡＦ２＿Ｂ１、ＡＦ２＿Ｂ２、ＡＦ２＿Ｂ３、ＡＦ２＿Ｂ４とする。
【００３５】
また、図３のように、ＡＦ１＿ＡおよびＡＦ１＿Ｂから周りに位置する４組の焦点検出用画素までの水平方向の距離の割合をＨ１，Ｈ２とし、垂直方向の距離の割合をＶ１，Ｖ２とする。
【００３６】
それぞれ、Ｈ１＋Ｈ２＝１、Ｖ１＋Ｖ２＝１である。
【００３７】
近隣に位置する４組の焦点検出用画素からＡＦ１＿ＡおよびＡＦ１＿Ｂの位置に対する値ＡＦ２＿ＡおよびＡＦ２＿Ｂを下記の式（１）および式（２）で算出する。
【００３８】
ＡＦ２＿Ａ＝（ＡＦ２＿Ａ１＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ａ３＊Ｖ１）＊Ｈ２＋（ＡＦ２＿Ａ２＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ａ４＊Ｖ１）＊Ｈ１ …（１）
ＡＦ２＿Ｂ＝（ＡＦ２＿Ｂ１＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ｂ３＊Ｖ１）＊Ｈ２＋（ＡＦ２＿Ｂ２＊Ｖ２＋ＡＦ２＿Ｂ４＊Ｖ１）＊Ｈ１ …（２）
さらにＡＦ１＿ＡおよびＡＦ１＿Ｂと、ＡＦ２＿ＡおよびＡＦ２＿Ｂと、それぞれ加算平均を行い、この位置における焦点検出用画素情報ＡＦ＿ＡおよびＡＦ＿Ｂを式（３）および式（４）で算出する。
【００３９】
ＡＦ＿Ａ＝（ＡＦ１＿Ａ＋ＡＦ２＿Ａ）／２ …（３）
ＡＦ＿Ｂ＝（ＡＦ１＿Ｂ＋ＡＦ２＿Ｂ）／２ …（４）
同様にして複数回のＡＦ抽出画像から合成を行うが、合成途中のＡＦ抽出画像の値は焦点検出用画素合成回路１２１において記憶しておく。
【００４０】
上述のようにして、焦点検出用画素合成回路１２１において焦点検出用画素を増やすことで高解像度化して、エイリアスを軽減させるこができる。つまり、ここでの高解像度化とは、デフォーカス量を算出する際のＳＡＦの画素を増やすことをいう。
【００４１】
複数回撮像した分だけ加算平均して得られた焦点検出用画素（Ａ像）２０５および焦点検出用画素（Ｂ像）２０６の情報をスイッチ回路１２３へ出力し、位相差ＡＦ回路１０８に入力される。
【００４２】
位相差ＡＦ回路１０８は、合成される前の焦点検出画素（Ａ像）２０２および焦点検出画素（Ｂ像）２０３と、焦点検出用画素（Ａ像）ＡＦ＿Ａおよび焦点検出用画素（Ｂ像）ＡＦ＿Ｂとを用いてＡ像、Ｂ像の位相差を比較してデフォーカス量を求める。位相差ＡＦ回路１０８は、求めたデフォーカス量を、合焦のための情報をシステムコントローラ１１３へ出力する。
【００４３】
＜２つ目の焦点検出用画素の合成方法＞
２つ目の焦点検出用画素の合成方法を図４に示す。
【００４４】
１回目の撮像で焦点検出用画素（Ａ像）２０２および焦点検出用画素（Ｂ像）２０３に示す位置のＡＦ情報が得られ、２回目の撮像で焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９に示す位置のＡＦ情報が得られるとする。
【００４５】
１回目および２回目の撮像でＡＦ情報を得られなかった位置に対して、重み付けして補間することにより、焦点検出用画素のサンプリングポイントを増やす。
【００４６】
図４における合成焦点検出用画素（Ａ像）４０１および合成焦点検出用画素（Ｂ像）４０２の位置に、Ａ像はＡ像、Ｂ像はＢ像で補間を行う。
【００４７】
合成焦点検出用画素（Ａ像）４０１である焦点検出用画素値ＡＦ＿Ａを、近隣に存在する焦点検出用画素（Ａ像）の焦点検出用画素値ＡＦ１＿Ａ１、ＡＦ１＿Ａ２、ＡＦ２＿Ａ１、ＡＦ２＿Ａ２、を用いて後述する式（６）で算出する。
【００４８】
合成焦点検出用画素（Ｂ像）４０２である焦点検出用画素値ＡＦ＿Ｂを、近隣に存在する焦点検出用画素（Ｂ像）の焦点検出用画素値ＡＦ１＿Ｂ１、ＡＦ１＿Ｂ２、ＡＦ２＿Ｂ１、ＡＦ２＿Ｂ２、を用いて後述する式（７）で算出する。
【００４９】
また、ＡＦ２＿Ａ１およびＡＦ２＿Ａ２の水平方向の距離の割合と、ＡＦ２＿Ｂ１およびＡＦ２＿Ｂ２の水平方向の距離の割合をＨ１，Ｈ２とし、Ｈ１＋Ｈ２＝１である。
【００５０】
ＡＦ１＿Ａ１およびＡＦ１＿Ａ２の垂直方向の距離の割合と、ＡＦ１＿Ｂ１およびＡＦ１＿Ｂ２の垂直方向の距離の割合をＶ１，Ｖ２とし、Ｖ１＋Ｖ２＝１である。
【００５１】
ＡＦ＿Ａ＝｛（ＡＦ１＿Ａ１＊Ｖ２＋ＡＦ１＿Ａ２＊Ｖ１）＋（ＡＦ２＿Ａ１＊Ｈ２＋ＡＦ２＿Ａ２＊Ｈ１）｝／２ …（６）
ＡＦ＿Ｂ＝｛（ＡＦ１＿Ｂ１＊Ｖ２＋ＡＦ１＿Ｂ２＊Ｖ１）＋（ＡＦ２＿Ｂ１＊Ｈ２＋ＡＦ２＿Ｂ２＊Ｈ１）｝／２ …（７）
このようにして、焦点検出用画素値を得られなかった位置に対して補間を行う。
【００５２】
以上２回の撮像から焦点検出用画素を増やして高解像化する方法を説明した。この点、２回以上の複数回のＡＦ抽出画像から合成を行う場合、撮像ごとに得られた焦点検出用画素の値は焦点検出用画素合成回路１２１において記憶しておく。２回以上の複数回の撮像が終わってから焦点検出用画素が得られなかった位置に補間を行うためである。
【００５３】
また、以上２回の撮像から焦点検出用画素を増やして高解像化する方法は、３回、４回と撮像を増やしていった場合にも適用できる。すなわち、１回目の撮像と２回目の撮像、２回目の撮像と３回目の撮像、３回目の撮像と４回目の撮像といった具合である。
【００５４】
上述のようにして、焦点検出用画素合成回路１２１において焦点検出用画素を増やすことで高解像度化して、エイリアスを軽減させるこができる。ここでの、高解像度化とは、デフォーカス量を算出する際のＳＡＦの画素を増やすことをいう。
【００５５】
複数回撮像した分だけ加算平均して得られた焦点検出用画素（Ａ像）２０８および焦点検出用画素（Ｂ像）２０９の情報をスイッチ回路１２３へ出力し、位相差ＡＦ回路１０８に入力される。位相差ＡＦ回路１０８は、合成される前の焦点検出画素（Ａ像）２０２および焦点検出画素（Ｂ像）２０３と、焦点検出用画素（Ａ像）ＡＦ＿Ａおよび焦点検出用画素（Ｂ像）ＡＦ＿Ｂとを用いてＡ像、Ｂ像の位相差を比較してデフォーカス量を求める。位相差ＡＦ回路１０８は、求めたデフォーカス量を、合焦のための情報をシステムコントローラ１１３へ出力する。
【００５６】
システムコントローラ１１３は、位相差ＡＦ回路１０８において得られたデフォーカス量に従って、撮像レンズ１０１内の焦点調節用レンズの駆動量をレンズ駆動回路１０２に伝えることにより焦点調節を行う。
【００５７】
＜画像記録処理＞
システムコントローラ１１３は、上述したような焦点調節を繰り返し行う。得られた画像データは、信号処理回路１０９において色変換処理などの信号処理が行われ、メモリ制御回路１１０によって一度ＤＲＡＭ１１１に書き込まれる。
【００５８】
ＤＲＡＭ１１１から画像データをメモリ制御回路１１０が読み出し、変倍回路１１２において画像データをモニタ１１５に表示させるためのサイズに変倍し、またメディアカード１１８に記録するためのサイズに変倍する。変倍された画像データは、再度メモリ制御回路１１０によってＤＲＡＭ１１１に書き込まれる。
【００５９】
ＤＲＡＭ１１１から画像データをメモリ制御回路１１０が読み出す。そして、モニタ１１５に表示させるサイズに変倍された画像データは、ビデオ変調回路１１４においてＮＴＳＣやＰＡＬなどの方式に変調され、モニタ１１５に表示される。
【００６０】
また、メディアカード１１８に記録するためのサイズに変倍された画像データは、カード制御回路によってメディアカード１１８に書き込まれる。
【００６１】
＜被写体が動いている場合＞
なお、被写体が動いているような場合におけるマッチング演算の方法を説明する。
【００６２】
図５に示すようにＡＦ枠８０２が９個に分割されており、９個のＡＦ枠８０２の内側の被写体の動きベクトルがそれぞれ異なっている。まずＡＦ枠８０２ごとにそれぞれ動き検出を行い、被写体距離を検出する。どのＡＦ枠８０２を合焦させるかを決定するのは、各ＡＦ枠８０２ごとの被写体距離検出結果に基づき自動的に決定してもよいし、ユーザーの操作によって決定されてもよい。合焦させたいＡＦ枠８０２が決定され、その後も合焦させる被写体に追従してＡＦ評価を行う場合は、そのＡＦ枠８０２で検出された動きベクトルにしたがって、画像全体の位置合わせを行うようにしてもよい。
【００６３】
＜ずれ量＞
上述した画像のずれは画素ずらしによって生じるものであってもよい。ここでいう画素ずらしは、撮像画素数を増やすための処理、または手振れを軽減するための処理などがある。
【００６４】
なお、ずれ量検出回路１１９が求めるずれ量は、撮像画素数を増やすために撮像領域２０１、２０４または２０７をずらした場合のずれ量でもよい。また、手振れを軽減するために、撮像領域２０１、２０４または２０７をずらした場合のずれ量でもよい。
【００６５】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の回路構成を示す図である。
【００６６】
第１の実施形態の回路構成図である図１と同じ回路については同じ番号を付している。
【００６７】
第１の実施形態との相違点は、ずれ量検出回路１１９の変わりに手ぶれ検出回路１２４が設けられている点である。手ぶれ検出回路１２４はジャイロなどで振動を検知し、手ぶれによるずれ量を測定する。このずれ量を焦点検出用画素合成回路１２１およびシステムコントローラ１１３へ出力する。
【００６８】
焦点検出用画素合成回路１２１において、ＤＲＡＭ１１１から画像データが読み出され、手ぶれ検出回路１２４において検出されたずれ量を重み付けの係数とし、第１の実施形態でも述べたように焦点検出用画素を加算平均または補間する。加算平均または補間された焦点検出用画素情報は、スイッチ回路１２３を介して位相差ＡＦ回路１０８へ出力され、ＡＦ処理が行われる。
【００６９】
なお、図１および図６におけるアクチュエータ１２０は、手ぶれのないときに撮像素子を任意の位置に移動させ、複数回のずらした画像を得るために必要となる。しかし、手ぶれのあるときについては、ずれ量検出回路１１９や手ぶれ検出回路１２４によって画像間のずれ量を検出し、ＡＦ抽出画像の加算平均および補間する際の重み付けの係数を割り出すことができるため、設置しなくてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像手段と、
前記撮像手段から連続的に得られる互いに位置がずれた複数回の画像信号に含まれる前記撮像用画素の信号を用いて、前記複数回の画像信号のずれ量を検出するずれ検出手段と、
前記ずれ検出手段により検出されたずれ量に基づいて、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成される前の前記焦点検出用画素の信号と前記合成手段により合成された前記焦点検出用画素の信号とを用いて前記撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記互いに位置がずれた前記複数回の画像信号を得るために、前記撮像素子の位置をシフトさせるシフト手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記合成手段は、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号とその近隣の焦点検出用画素の信号を、前記ずれ量に基づいて加算平均することによって、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段から連続的に得られる互いに位置がずれた複数回の画像信号に含まれる前記撮像用画素の信号を用いて、前記複数回の画像信号のずれ量を検出するずれ検出工程と、
前記ずれ検出工程で検出されたずれ量に基づいて、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成する合成工程と、
前記合成工程で合成される前の前記焦点検出用画素の信号と前記合成工程で合成された前記焦点検出用画素の信号とを用いて前記撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節工程と、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１】
撮像レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像手段と、
前記撮像手段から連続的に得られる互いに位置がずれた複数回の画像信号に含まれる前記撮像用画素の信号を用いて、前記複数回の画像信号のずれ量を検出するずれ検出手段と、
前記ずれ検出手段により検出されたずれ量に基づいて、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成される前の前記焦点検出用画素の信号と前記合成手段により合成された前記焦点検出用画素の信号とを用いて前記撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記互いに位置がずれた前記複数回の画像信号を得るために、前記撮像素子の位置をシフトさせるシフト手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記合成手段は、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号とその近隣の焦点検出用画素の信号を、前記ずれ量に基づいて加算平均することによって、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像信号を生成するための複数の撮像用画素と、該複数の撮像用画素の間に離散的に配置された複数の焦点検出用画素とを有する撮像素子を備える撮像手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段から連続的に得られる互いに位置がずれた複数回の画像信号に含まれる前記撮像用画素の信号を用いて、前記複数回の画像信号のずれ量を検出するずれ検出工程と、
前記ずれ検出工程で検出されたずれ量に基づいて、前記複数回の画像信号に含まれる前記焦点検出用画素の信号を合成する合成工程と、
前記合成工程で合成される前の前記焦点検出用画素の信号と前記合成工程で合成された前記焦点検出用画素の信号とを用いて前記撮像レンズの焦点調節を行う焦点調節工程と、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２８８７８０（Ｐ２００９−２８８７８０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８４６４（Ｐ２００９−１０８４６４）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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