JP2017223872A - 焦点検出装置及び方法、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フリッカ光源下においても、焦点検出用のラインセンサの蓄積制御を適切に行うこと。【解決手段】 予め決められた複数の焦点検出領域に、フリッカ光源が含まれているかどうかを判定する判定手段と、複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、複数のセンサに蓄積された信号をそれぞれモニタし、複数のセンサのうち、信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行い、判定手段による判定の結果、及び、最大蓄積時間を前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定する。【選択図】 図５

Description

本発明は、焦点検出装置及び方法、及び撮像装置に関する。

従来、カメラの焦点検出装置として、いわゆる位相差検出方式の焦点検出装置が知られている。位相差検出方式では、まず、撮影光学系の異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結像させる。そして、結像された被写体像を光電変換して得られた一対の被写体像の相対位置の変位量を求めることにより（以下、「位相差演算」と記す。）、被写体のデフォーカス値を検出して、これに基づいてフォーカスレンズの駆動を行う。

さらに、複数のラインセンサを用いて、撮影画面のデフォーカス分布情報から焦点調節を行う多点焦点検出装置も知られている。特許文献１には、複数のラインセンサそれぞれの蓄積信号をモニタし、蓄積停止を判定する技術が開示されている。

一方、被写体を照明している光源が、例えば蛍光灯などの光源で、商用電源で駆動されることでフリッカを起こしている（以下、「フリッカ光源」と呼ぶ。）かどうかを検出する検出装置も知られている。特許文献２では測光センサの出力変化に基づき、環境光のフリッカの有無を検出する技術が開示されている。

特開２０１１−１５０１３９号公報 特開２０１５−１０００９０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、フリッカ光源下で撮影した場合に、被写体の場所や撮影のタイミングによっては良好な焦点検出結果が得られない場合がある。

ここで、フリッカ光源下における撮影時に良好な焦点検出結果が得られない場合の一例を、図７及び図８を用いて説明する。

図７はファインダイメージであり、複数の焦点検出領域に対応したＡＦ枠７０１〜７０９が配置されている。画面内のＡＦ枠７０２，７０４には、フリッカ光源である蛍光灯が含まれており、ＡＦ枠７０２，７０４に対応したラインセンサは、このフリッカ光源からの光を直接受光している。その他のＡＦ枠の被写体は、蛍光灯と側面の窓から入射する太陽光により照明されている。

図８は、フリッカ光源の光量の時間的変化量を示している。ここで、点８０１、つまりフリッカ光源の光量のピーク付近でラインセンサの蓄積を開始した場合、ＡＦ枠７０２，７０４に対応したランセンサは短時間で大きな信号が得られ、他のラインセンサよりも先に蓄積が停止する。この時の蓄積時間をＳＴ１とする。他のＡＦ枠に対応した蓄積中のラインセンサの最大蓄積時間は、先に停止したラインセンサの蓄積時間ＳＴ１を基に設定する。具体的には、先に停止したラインセンサの蓄積時間が短ければ、その他のラインセンサの最大蓄積時間を短く設定する。このように制御することで、輝度差が大きい被写体の場合に、暗い領域で蓄積時間が長くなることを抑制できるため、焦点検出全体に係わる時間を短くすることができる。点８０１からラインセンサの蓄積を開始した場合、蓄積時間ＳＴ１が短いので、他のラインセンサの最大蓄積時間は短く設定される。その結果、他のランセンサで得られる信号量が小さくなるため、被写体のコントラストが比較的小さいラインセンサからの信号に基づいて焦点検出ができない場合がある。

一方、図８の点８０２、つまりフリッカ光源の光量のボトム付近でラインセンサの蓄積を開始した場合、ＡＦ枠７０２，７０４に対応したラインセンサの蓄積時間ＳＴ２はＳＴ１よりも長くなる。結果的に最大蓄積時間も長く設定されるので、より多くのラインセンサで焦点検出結果が得られ易くなるが、焦点検出結果を得るためにかかる時間が長くなってしまう。

また、上述したようにフリッカ光源下の撮影では、蓄積開始のタイミングによって得られる焦点検出結果の数が変化するため、デフォーカス分布情報が不安定になってしまう。そして、十分なデフォーカス分布情報が得られない場合、デフォーカス分布情報から被写体の位置や大きさを判定して測光を制御する場合に、その精度が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、フリッカ光源下においても、焦点検出用のラインセンサの蓄積制御を適切に行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明の焦点検出装置は、予め決められた複数の焦点検出領域に、フリッカ光源が含まれているかどうかを判定する判定手段と、前記複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、前記複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記複数のセンサに蓄積された電荷に基づく信号をそれぞれモニタし、前記複数のセンサのうち、前記信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行い、前記判定手段による判定の結果、及び、前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定する。

第２の本発明の焦点検出装置は、予め決められた複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、前記複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記複数のセンサに蓄積された電荷に基づく信号をそれぞれモニタし、前記複数のセンサのうち、前記信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行い、前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定し、前記複数の焦点検出領域にフリッカ光源が含まれていることを含む所定の条件を満たすか否かに応じて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間が変更される。

本発明によれば、フリッカ光源下においても、焦点検出用のラインセンサの蓄積制御を適切に行うことができる。

本発明の実施形態におけるカメラの概略構成を示すブロック図。 実施形態における焦点検出領域の配置、及び、焦点検出領域とラインセンサとの位置関係を示す図。 実施形態におけるＡＦセンサの構成を示すブロック図。 実施形態における撮影動作を示すフローチャート。 実施形態における撮影動作を示すフローチャート。 実施形態におけるＡＦ動作示すサブルーチンのフローチャート。 実施形態におけるＡＥセンサの輝度演算領域を示す図。 撮影画面と焦点検出領域との関係を示す図。 フリッカ光源の光量変化を示す図。

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。

図１は、本発明の実施形態における撮像装置であるカメラの概略構成を示すブロック図である。図１において、撮影光学系を構成する撮影レンズ１０１はレンズ駆動部１１９により駆動され、レンズ駆動部１１９は、ＣＰＵ１１３と通信を行う通信回路と、焦点調節等を行うために撮影レンズ１０１の駆動を行うレンズ駆動機構と、その駆動回路とを備えている。なお、図１では、撮影レンズ１０１を１枚のレンズにより表しているが、実際にはフォーカスレンズを含む複数のレンズにより構成されている。

主ミラー１０２は、半透過部を有し、撮影時にはミラー駆動回路１１７の駆動により撮影光路外へ退避し（ミラーアップ）、焦点検出時には撮影光路中に斜設される（ミラーダウン）。図１では撮影光路中に挿入された（ミラーダウン）状態を示している。主ミラー１０２は、ミラーダウンの状態で、撮影レンズ１０１を通過した被写体光学像の光束の一部を、ＡＦ枠表示部１０３、ペンタプリズム１０４及び接眼レンズ１０５から構成されるファインダ光学系へ導く。更に、ペンタプリズム１０４は、被写体光学像の光束の一部を接眼レンズ１０５の上部に配置されたＡＥセンサ１０６へ導く。

ＡＦ枠表示部１０３は透過型液晶であり、焦点検出領域を示すＡＦ枠を表示することで、撮影者はファインダから撮影画面上のＡＦ枠を確認することができる。ＡＦ枠表示回路１１８は、ＡＦ枠表示部１０３を制御してＡＦ枠を表示させる。

ＡＥセンサ１０６は、撮像センサ１０８の露出制御を行うために撮影画面の輝度値を得たり、被写体認識のための被写体像を撮像したりするための多画素のエリアセンサを含んで構成される。画素部には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の原色フィルタが設けられており、これにより、被写体像のＲＧＢ信号を出力することができる。ＡＥセンサ制御回路１１４は、ＡＥセンサ１０６を駆動し、ＡＥセンサ１０６から出力される被写体像のＲＧＢ信号を基に、被写体の輝度値を演算し、得られた輝度分布情報や色情報を基に被写体の顔の領域を検出する。

サブミラー１０７は、主ミラー１０２の動作に同期して主ミラー１０２に対して折り畳み、展開可能である。主ミラー１０２及びサブミラー１０７は、ミラー駆動回路１１７により駆動される。主ミラー１０２がミラーダウン状態にある場合に、主ミラー１０２の半透過部を通過した光束の一部は、サブミラー１０７によって下方へ反射され、ＡＦセンサ１０９に入射する。ＡＦセンサ１０９は、焦点検出用に複数のラインセンサを備え、ＡＦセンサ制御回路１１６の制御により、位相差検出方式で撮影画面の複数領域における撮影レンズ１０１の焦点状態を検出することができる。

ミラー駆動回路１１７による駆動により主ミラー１０２がミラーアップされると、撮影レンズ１０１を通過した被写体光学像は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いて構成される撮像センサ１０８に結像される。撮像センサ１０８は、撮像センサ駆動回路１１５による駆動により、結像された被写体光学像の光量に応じた電荷に変換して、得られた画像信号を出力する。

撮像センサ１０８から出力された画像信号は、アナログ信号処理回路１１０に入力され、Ａ／Ｄ変換器１１１によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、得られたデジタル画像信号に対し、デジタル信号処理回路１１２において、シェーディング補正やガンマ補正等の公知の画像処理が施される。

バッファメモリ１２０は、デジタル信号処理回路１１２に接続され、撮像センサ１０８で撮像された複数フレーム分の画像データを記憶することができる。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、一旦、このバッファメモリ１２０に記憶される。デジタル信号処理回路１１２は、バッファメモリ１２０に記憶された画像データを読み込んで上述した各処理を行い、処理後のデータは再びバッファメモリ１２０に記憶される。一旦バッファメモリ１２０に記憶された画像データは、記録・再生信号処理回路１２１によりメモリカード等の外部記憶媒体１２２に記録することができる。

ＣＰＵ１１３は、カメラ全体の制御を行うＣＰＵであり、各種パラメータやフラグなどを記憶するためのＲＡＭやＲＯＭ、また、各種動作時間を計測するためのカウンタなどを備える。そして、デジタル信号処理回路１１２、ＡＥセンサ制御回路１１４、撮像センサ駆動回路１１５、ＡＦセンサ制御回路１１６、ミラー駆動回路１１７、ＡＦ枠表示回路１１８、レンズ駆動部１１９、操作部１２５を含む各部に接続され、動作を適宜制御する。

記録・再生信号処理回路１２１には記憶媒体１２２とデータ通信を行うためのインタフェースも含まれ、画像データを記憶媒体１２２に記録する際には、例えば、ＪＰＥＧ方式等の公知の方式に従って、画像データの圧縮を行う。一方、画像データを外部記憶媒体１２２から読み込む際には、記録・再生信号処理回路１２１は、画像データの伸長処理を行う。

表示装置１２４は、撮像された画像を表示したり、記憶媒体１２２に記録されている画像データを再生表示する際等に用いられる。表示装置１２４に画像を表示する場合には、バッファメモリ１２０に記憶された画像データを読み出し、Ｄ／Ａ変換器１２３によりデジタル画像データをアナログ映像信号に変換し、変換されたアナログ映像信号を用いて画像を表示する。

なお、撮像センサ１０８で撮像された画像を表示装置１２４で表示する形態には２つの形態がある。一つは、主ミラー１０２をミラーアップした状態で、撮像センサ１０８で繰り返し撮像される画像を逐次更新表示するライブビューと呼ばれる表示形態である。もう一つは、カメラのレリーズ操作後に、撮像センサ１０８で撮像された画像を所定時間表示するフリーズ画と呼ばれる表示形態である。

操作部１２５は、カメラの電源をオン・オフするための電源スイッチ、レリーズボタン、撮影モードを選択するための設定ボタンなど、カメラを操作するための操作部材等を含む。これらのスイッチやボタンを操作すると、その操作に応じた信号がＣＰＵ１１３に入力される。なお、レリーズボタンには、撮影者により操作されるレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し操作）によりＯＮするスイッチＳＷ１と、レリーズボタンの第２ストローク操作（全押し操作）によりＯＮするスイッチＳＷ２とが接続されている。

図２は、ラインセンサの配置と、撮影画面におけるＡＦ枠とＡＦセンサ１０９におけるラインセンサとの位置関係を示す概念図である。図２（ａ）に示す例では、ラインセンサ群２００ａでは、複数の光電変換素子がライン状に並べられた９つのラインセンサ２０１ａ〜２０９ａが配置されている場合を示している。また、ラインセンサ群２００ｂも同様に、９つのラインセンサ２０１ｂ〜２０９ｂが配置されている。そして、対応するラインセンサ２０１ａ〜２０９ａと、ラインセンサ２０１ｂ〜２０９ｂが、ラインセンサ対２０１〜２０９を成す。ラインセンサ群２００ａ及び２００ｂは、撮影レンズ１０１の異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束をそれぞれ受光する。

図２（ｂ）は、ラインセンサ対２０１〜２０９を逆投影した図である。ラインセンサ対２０１〜２０９はそれぞれＡＦ枠１〜９に対応する。そして、９組のラインセンサ対２０１〜２０９それぞれから出力される２つの画像の位相差を検出することにより、ＡＦ枠１〜９それぞれについて焦点状態を検出することができる。

図３は、ＡＦセンサ１０９の機能構成を示すブロック図である。被写体像（光学像）は、ラインセンサ対２０１〜２０９により光電変換され、電荷として蓄積される。ラインセンサ対２０１を構成するラインセンサ２０１ａ，２０１ｂはそれぞれ、光電変換部であるフォトダイオード３０１、信号電荷を蓄積し電圧値に変換する容量部３０２、及び、蓄積停止時に容量部で電圧変換された画素信号を記憶するメモリ部で構成される。ラインセンサ対２０２〜２０９も、ラインセンサ対２０１と同様の構成を有する。

ＡＦセンサ制御回路１１６は、ＣＰＵ１１３からの命令を受け取り、ＡＦセンサ１０９内の各部を制御し、ラインセンサ対２０１〜２０９の画素信号の蓄積や読み出し動作を制御する。またＡＦセンサ制御回路１１６は、蓄積停止判定されたラインセンサの情報をＣＰＵ１１３へ送信する。

ライン選択回路３０７は、ラインセンサ対２０１〜２０９のいずれか一つを選択する。そしてライン選択回路３０７は、選択したラインセンサ対の画素信号を、信号量検出回路３０８および出力回路３１１へ出力する。信号量検出回路３０８は、ライン選択回路３０７により選択されたラインセンサ対の画素信号の特徴量（ここでは例としてコントラスト値）を検出する。そして、信号量検出回路３０８は、検出したコントラスト値を、蓄積停止判定回路３０９に出力すると共に、出力回路３１１を介してＣＰＵ１１３へ出力する。

蓄積停止判定回路３０９は、コントラスト値と予め決められた蓄積停止レベル（所定の閾値）とを比較して、電荷の蓄積停止判定を行う。ここでは、コントラスト値が蓄積停止レベルよりも大きくなった場合に、蓄積停止判定信号をＡＦセンサ制御回路１１６へ出力する。そしてＡＦセンサ制御回路１１６は、蓄積停止判定信号を受け取った場合、蓄積停止判定の対象となるラインセンサ対の蓄積動作を停止するため、そのラインセンサ対へ制御信号を出力する。ラインセンサ対は容量部３０２で蓄積した画素信号を一旦メモリ部３０３へ記憶することで蓄積終了する。またＡＦセンサ制御回路１１６は、ＣＰＵ１１３に対して、蓄積終了信号と蓄積終了したラインセンサ対の情報を出力する。

一方、コントラスト値が予め設定された最大蓄積時間Ｔｓｔｐまでに蓄積停止レベルに達しない場合、ＣＰＵ１１３は、強制的に電荷の蓄積を停止するため、ＡＦセンサ制御回路１１６へ蓄積停止要求信号を出力することもできる。ＣＰＵ１１３から蓄積停止要求信号を受けた場合、ＡＦセンサ制御回路１１６は、ライン選択回路３０７を制御して、蓄積動作が停止されていないラインセンサ対を選択する。そして、選択されたラインセンサ対は、容量部３０２で蓄積した画素信号を一旦メモリ部３０３に記憶する。これにより、全てのラインセンサ対２０１〜２０９の画素信号が、メモリ部３０３に記憶される。そして、シフトレジスタ３１０へ制御信号を出力し、ラインセンサ対２０１〜２０９の画素信号を１画素ずつ出力回路３１１へ出力するようにシフトレジスタ３１０を制御する。出力回路３１１は、画素信号に対して増幅処理などの各種処理を行い、処理後の信号をＣＰＵ１１３のＡ／Ｄ変換器（不図示）へ出力する。

次に、上記構成を有するカメラにおける本実施形態の撮影動作及びＡＦ動作について、図４Ａ、図４Ｂ、及び図５のフローチャートを用いて説明する。

Ｓ４０１において、ＣＰＵ１１３は、操作部１２５に含まれるレリーズボタンの操作により、スイッチＳＷ１がＯＮされたかどうかを判断する。スイッチＳＷ１がＯＮされていなければＳ４０２へ移行し、後述する各種フラグＦＬ、ＦＡＣＥ、ＥＴＴＬをクリアする処理を、スイッチＳＷ１がＯＮされるまで繰り返す。一方、スイッチＳＷ１がＯＮされるとＳ４０３へ移行する。

Ｓ４０３では、ＣＰＵ１１３は、操作部１２５により設定された撮影モードを判定する。ここでは、画面全体の平均輝度をもとに露出制御を行う平均ＡＥモードと、画面中の主被写体範囲の平均輝度をもとに露出制御する評価ＡＥモードの２つの撮影モードがあるものとし、操作部１２５で選択することができる。

評価ＡＥモードに選択されている場合は、Ｓ４０４でＣＰＵ１１３の内部制御フラグＥＴＴＬ＝１を設定する。一方、平均ＡＥモードが選択されている場合はＳ４０５で内部制御フラグＥＴＴＬ＝０を設定する。その後、Ｓ４０６において、ＣＰＵ１１３はＡＦセンサ制御回路１１６へ命令し、ＡＦセンサ１０９の駆動制御を行う。なお、Ｓ４０６における処理については、図５を参照して詳細に後述する。

次に、Ｓ４０７において、ＣＰＵ１１３はＡＦセンサ制御回路１１６へ命令し、ＡＦセンサ１０９内のラインセンサ対２０１〜２０９の画素信号を順次出力させ、Ａ／Ｄ変換する。そして、Ａ／Ｄ変換した画素信号から位相差演算することで画面中のＡＦ枠１〜９にそれぞれ対応したデフォーカス量を演算し、デフォーカス分布情報を作成する。なお、デフォーカス量の位相差演算の信頼性が低く、焦点調節に使用するのに適さない（ＡＦＮＧ）場合がある。さらに、ＡＦ枠１〜９に対応したデフォーカス量の中から、主ＡＦ枠に対応するデフォーカス量を選択する。ここでは、ＡＦＮＧとなったデフォーカス量を除外して、カメラから最も近いデフォーカス量を選択する。

Ｓ４０８では、ＣＰＵ１１３は、Ｓ４０７で演算した主ＡＦ枠のデフォーカス値が合焦判定値ｄｅｆ１以内か否かを判断する。デフォーカス値が判定値ｄｅｆ１以内、例えば１／４Ｆδ以内（Ｆ：レンズの絞り値、δ：定数：２０ｕｍ、したがってＦ２．０のレンズの開放絞りでは１０ｕｍ）であるならば合焦判定し、Ｓ４１０へ移行する。一方、デフォーカス値が判定値ｄｅｆ１よりも大きい場合はＳ４０９へ移行する。

Ｓ４０９では、ＣＰＵ１１３がＳ４０７で演算した主ＡＦ枠のデフォーカス値をレンズの駆動量であるパルス数に変換し、レンズ駆動部１１９を介して撮影レンズ１０１を駆動し、Ｓ４０１へ戻る。Ｓ４０８でデフォーカス値が判定値ｄｅｆ１以内となり、合焦判定するまで、Ｓ４０１〜Ｓ４０９の動作を繰り返す。Ｓ４１０では、ＣＰＵ１１３はＡＦ枠表示部１０３を制御し、Ｓ４０７で選択した主ＡＦ枠を表示する。

Ｓ４１１では、ＣＰＵ１１３はＡＥセンサ制御回路１１４へ命令し、ＡＥセンサ１０６の駆動制御を行う。撮影画面中のＡＥ範囲（測光領域）を図６に示す。図６の破線部により囲まれた領域６０１はＡＥ範囲を示し、各ＡＦ枠１〜９を含む９つの領域の輝度値を演算する。また、時間的な輝度値の変化（周期）から、環境光がフリッカ光源からの光であるか否か（所定の条件を満たすか否か）を判定する。更に、被写体の色、形状から顔の位置や大きさを検出する。

Ｓ４１２において、フリッカ光源であると判定された場合は、Ｓ４１３においてＣＰＵ１１３は内部制御フラグＦＬ＝１を設定する。一方、フリッカ光源ではないと判定された場合はＳ４１４で内部制御フラグＦＬ＝０を設定する。

Ｓ４１５では、ＣＰＵ１１３はＳ４１１における検出結果から、撮影画面内に顔があるか否かを判定する。顔がある場合はＳ４１６においてＣＰＵ１１３は内部制御フラグＦＡＣＥ＝１を設定する。一方、顔がない場合はＳ４１７で内部制御フラグＦＡＣＥ＝０を設定する。

Ｓ４１８〜４２２は、輝度演算処理であり、内部制御フラグＥＴＴＬとＦＡＣＥに応じて、演算方法を変える。

まず、Ｓ４１８では、ＣＰＵ１１３は撮影モードを示す内部制御フラグＥＴＴＬを判定する。ＥＴＴＬ＝０の場合は平均ＡＥモードであり、Ｓ４１９に移行し、Ｓ４１１で検出した９つの輝度値を平均することで画面全体の平均輝度を演算する。一方、ＥＴＴＬ＝１の場合は評価ＡＥモードであり、Ｓ４２０に移行する。

Ｓ４２０では、ＣＰＵ１１３は、顔検出結果を示す内部制御フラグＦＡＣＥを判定する。ＦＡＣＥ＝１の場合はＳ４２１へ移行し、顔の位置や大きさから、図６に示す９つのＡＥ領域のうち、顔の範囲に含まれる領域の輝度値を平均することで被写体輝度を演算する。一方、ＦＡＣＥ＝０の場合は、Ｓ４２２へ移行し、デフォーカス分布情報から被写体の範囲を検出する。ここでは、Ｓ４０３で選択した主ＡＦ枠と、その他のＡＦ枠のうち、デフォーカス値の差が小さい、例えば７／４Ｆδ以内のＡＦ枠を同じ被写体範囲と判定する。図６の９つのＡＥ領域のうち、被写体範囲に含まれる領域の輝度値を平均することで被写体輝度を演算する。

Ｓ４２３では、ＣＰＵ１１３は、操作部１２５に含まれるレリーズボタンの操作により、スイッチＳＷ２がＯＮされているか否かを判断する。スイッチＳＷ２がＯＮされていれば、Ｓ４２４の撮影動作に移行する。一方、ＳＷ２がＯＮされていなければ、Ｓ４２５へ移行する。

Ｓ４２４では、Ｓ４１９、Ｓ４２１、Ｓ４２２のいずれかで演算した輝度値をもとに、撮像センサ１０８の露出制御を行う。ＣＰＵ１１３は、ミラー駆動回路１１７を介して、主ミラー１０２を撮影光束外へ駆動させ、撮像センサ駆動回路１１５を介して撮像センサ１０８を駆動させる。

Ｓ４２５では、ＣＰＵ１１３は、スイッチＳＷ１がＯＮされているかを判定し、スイッチＳＷ１がＯＮされていれば、Ｓ４０１へ戻って再度ＡＦ動作と撮影動作を行う。一方、スイッチＳＷ１がＯＮされていなければ、一連の撮影動作を終了する。

次に、Ｓ４０６で行われるＡＦセンサ１０９の駆動制御について、図５のフローチャートを用いて詳細に説明する。

Ｓ５０１において、ＣＰＵ１１３は内部パラメータ値Ｔｓｔｐを２００ｍｓに設定する。ここでは、ＡＦセンサ１０９の蓄積動作を強制的に停止する最大蓄積時間をＴｓｔｐとし、初期値として２００ｍｓを設定している。Ｓ５０２において、ＣＰＵ１１３はＡＦセンサ制御回路１１６へ命令し、ＡＦセンサ１０９のラインセンサ対２０１〜２０９の蓄積を開始させる。同時にＣＰＵ１１３内部のカウンタを一旦リセットし、カウントアップを開始する。

Ｓ５０３において、ＣＰＵ１１３はＡＦセンサ制御回路１１６と通信することで、ラインセンサ対２０１〜２０９のうち、蓄積が停止したラインセンサ対があるか否かを判定する。停止ラインセンサ対がある場合はＳ５０５へ移行する。一方、停止ラインセンサが無い場合は、Ｓ５０４へ移行し、ＣＰＵ１１３は内部カウンタから蓄積時間を判定する。蓄積時間が２００ｍｓに達していればＳ５１４へ移行し、達していなければ、Ｓ５０３へ戻る。

Ｓ５０５において、ＣＰＵ１１３は内部カウンタから最初に蓄積が停止したラインセンサ対の蓄積時間Ｔ１を記憶する。

Ｓ５０６〜５０９は最大蓄積時間Ｔｓｔｐを再設定するための判定動作であり、これらの判定により、強制停止を行う最大蓄積時間Ｔｓｔｐを変更する。

Ｓ５０６では、ＣＰＵ１１３は内部制御フラグＦＬからフリッカ光源か否かを判定する。ＦＬ＝１の場合は次の判定動作であるＳ５０７へ移行し、ＦＬ＝０の場合はＳ５１０へ移行する。

Ｓ５０７では、ＣＰＵ１１３は停止ラインセンサ対の蓄積時間Ｔ１とフリッカ周期ＴＦの比率が閾値ＴＨ１以下であるか否か（所定の条件を満たすか否か）を判定する。Ｔ１／ＴＦが閾値ＴＨ１以下である場合は次の判定動作であるＳ５０８へ移行し、Ｔ１／ＴＦが閾値ＴＨ１より大きい場合はＳ５１０へ移行する。

Ｓ５０８において、ＣＰＵ１１３は内部制御フラグＥＴＴＬから、撮影モードが評価ＡＥモードであるか否か（所定の条件を満たすか否か）を判定する。ＥＴＴＬ＝１の場合は次の判定動作であるＳ５０９へ移行し、ＥＴＴＬ＝０の場合はＳ５１０へ移行する。

Ｓ５０９では、ＣＰＵ１１３は顔検出結果を示す内部制御フラグＦＡＣＥ（所定の条件を満たすか否か）を判定する。ＦＡＣＥ＝０の場合は、Ｓ５１１へ移行する。一方、ＦＡＣＥ＝１の場合はＳ５１０へ移行する。

Ｓ５１０では、最大蓄積時間Ｔｓｔｐを時間Ｔ２に再設定する。ここでは、Ｔ２＝Ｔ１×２とする。一方、Ｓ５１１では、最大蓄積時間Ｔｓｔｐをフリッカ光源用の時間Ｔ３に再設定する。Ｓ５１０のＴ２よりも長い時間Ｔ３＝Ｔ１×４に再設定する。Ｔ３＞Ｔ２とすることで、フリッカ光源用の最大蓄積時間Ｔｓｔｐは、フリッカでない場合と比較して長くなる。

ここで、上記処理について補足説明する。Ｓ５０７で、フリッカ周期ＴＦに対して蓄積時間Ｔ１が十分長い場合は、フリッカ光源の直接光をラインセンサ対が受光していない、即ち、ＡＦ枠内にフリッカ光源が含まれている可能性が低いと判断できる。そのため、フリッカが発生していても、フリッカ光源の間接光を受光しているために蓄積タイミングによるＴ１の変動が少ないと判断できるので、Ｓ５１０では、最大蓄積時間Ｔｓｔｐとして、Ｔ３よりも短いＴ２を設定する。

Ｓ５０８でＥＴＴＬ＝０（平均ＡＥモード）の場合は、ＡＦ枠内にフリッカ光源が含まれているとしても、図４ＢのＳ４１９で説明した通り、輝度演算する際にデフォーカス分布情報を使わない。そのため、Ｓ５１０で最大蓄積時間Ｔｓｔｐとして、Ｔ３よりも短いＴ２を設定する。また、Ｓ５０９でＦＡＣＥ＝１（顔あり）の場合は、図４ＢのＳ４２１で説明した通り、顔の範囲に含まれる領域の輝度値を用いる。そのため、ＡＦ枠内にフリッカ光源が含まれ、評価ＡＥモードが選択されていたとしても、輝度演算する際にデフォーカス分布情報を使わない。従って、Ｓ５１０において、最大蓄積時間Ｔｓｔｐとして、Ｔ３よりも短いＴ２を設定している。それ以外の場合は、輝度演算する際により正確なデフォーカス分布情報を使えるように、Ｓ５１１でＴ３を設定している。

Ｓ５１２において、ＣＰＵ１１３は、ＡＦセンサ制御回路１１６と通信することで、全てのラインセンサ対２０１〜２０９が蓄積停止したか否かを判定する。全てのラインセンサ対２０１〜２０９が蓄積停止した場合は、ＡＦセンサ駆動制御のサブルーチンシーケンスを終了し、図４Ａのメインシーケンスに戻る。一方、ラインセンサ対２０１〜２０９のいずれかが蓄積停止していなければ、Ｓ５１３へ移行する。

Ｓ５１３では、ＣＰＵ１１３は内部カウンタから蓄積時間を判定する。蓄積時間がＳ５１０あるいはＳ５１１で再設定した最大蓄積時間Ｔｓｔｐに達していればＳ５１４へ移行する。一方、蓄積時間が再設定した最大蓄積時間Ｔｓｔｐに達してなければ、Ｓ５１２へ移行する。

Ｓ５１４では、ＣＰＵ１１３は、強制的に蓄積を停止するため、ＡＦセンサ制御回路１１６へ蓄積停止要求信号を出力し、ＡＦセンサ駆動のサブルーチンシーケンスを終了し、メインシーケンスに戻る。

以上説明したように本実施形態によれば、フリッカ光源が検出され、且つ、デフォーカス分布情報を用いた処理を行う場合、それ以外の場合よりも、最大蓄積時間Ｔｓｔｐを長く設定する。これにより、フリッカ光源の影響を軽減し、より多くのラインセンサ対から得られた画像信号に基づいてデフォーカス量を演算することが可能になる。このように、デフォーカス量を演算できないＡＦ枠の数を少なくすることで、安定したデフォーカス情報を得ることができ、繰り返し撮影時のＡＦ制御バラツキを低減することができる。

また、ＡＥ制御においても、平均ＡＥモードや、顔検出された場合には、デフォーカス分布情報を使わないでＡＥ制御するので、フリッカ光源が検出されても停止時間Ｔｓｔｐを短く設定することができる。

なお、本実施形態では、Ｓ４０６のセンサ駆動動作より後のＳ４１２でフリッカ判定をしている。そのため、初回のＡＦセンサ駆動動作では、フリッカ光源がＡＦ枠に含まれている場合であっても、内部制御フラグＦＬ＝０であるため、初期値フリッカ光源用の停止時間Ｔ３を設定できない。この場合、２回目以降からフリッカ光源用の停止時間Ｔ３を設定が可能となる。そこで、Ｓ４０６のセンサ駆動動作より前に、フリッカ検出と顔検出用にＡＥ駆動動作をすることで、初回のセンサ駆動動作からフリッカ光源用の停止時間Ｔ３を設定することもできる。

また、上述した例では、デフォーカス分布情報を利用する一例として、被写体の位置及び範囲を求めて輝度演算を行う場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、デフォーカス分布情報を用いて処理を行う場合に、本発明を適用することができる。

また、上述したＳ５０８及びＳ５０９の処理は必ずしも行わなくてもよく、フリッカ光源がＡＦ枠に含まれているか否かに応じて制御するものであってもよい。

（変形例）
変形例として、図５のＳ５１０とＳ５１１では、最初に停止判定された時間Ｔ１を基に、最大蓄積時間Ｔｓｔｐを再設定している。フリッカ光源用の最大蓄積時間ＴｓｔｐはＴ１×４としているが、この×４を係数Ｋとし、撮影モードに応じて係数Ｋを設定してもよい。

例えば、秒間の撮影枚数が所定枚数以上の高速モードと、所定枚数より少ない低速モードを設定することができるカメラの場合、低速モード時は高速モードに比べて、係数Ｋをより大きくする。これは、低速モードでは、撮影間隔が長いので、蓄積時間が長くなっても撮影に影響しないためである。

また、別の撮影モードとして、ＡＦ枠の数や範囲の選択ができるカメラの場合、所定枠数以上選択されている場合は、係数Ｋをより大きくする。これは、焦点検出を行う範囲が広くなる程、より正確な被写体位置や被写体範囲の検出が必要になる。そこで蓄積時間を長く設定することで、より多くのラインセンサ対から得られた画像信号を用いてデフォーカス量を演算することができる。

本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラのようなカメラはもとより、カメラ機能付き携帯電話、カメラ付きコンピュータなど、カメラ機能を備える任意の電子機器であっても良い。

１〜９：ＡＦ枠、１０３：ＡＦ枠表示部、１０６：ＡＥセンサ、１０８：撮像センサ、１０９：ＡＦセンサ、１１３：ＣＰＵ、１１６：ＡＦセンサ制御回路、１１８：ＡＦ枠表示回路、１２５：操作部、２０１〜２０９：ラインセンサ対、３０８：信号量検出回路、３０９：蓄積停止判定回路

Claims (17)

1. 予め決められた複数の焦点検出領域に、フリッカ光源が含まれているかどうかを判定する判定手段と、
   前記複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、
   前記複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記複数のセンサに蓄積された電荷に基づく信号をそれぞれモニタし、前記複数のセンサのうち、前記信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行い、前記判定手段による判定の結果、及び、前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定することを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記複数の焦点検出領域にフリッカ光源が含まれている場合と含まれていない場合とで前記第１のセンサの蓄積時間が同じであるならば、前記フリッカ光源が含まれている場合の前記最大蓄積時間を、前記フリッカ光源が含まれていない場合の前記最大蓄積時間より長く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. 前記複数のセンサから読み出された信号に基づいて、前記複数の焦点検出領域それぞれに対応する複数の焦点状態を求める検出手段と、
   前記複数の焦点状態を利用する予め決められた処理を行う処理手段と、を更に有し、
   前記複数の焦点検出領域にフリッカ光源が含まれている場合と含まれていない場合とで前記第１のセンサの蓄積時間が同じであるならば、前記フリッカ光源が含まれ、且つ、前記予め決められた処理を行う場合の前記最大蓄積時間を、それ以外の場合の前記最大蓄積時間より長くすることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
4. 前記制御手段は、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を、前記第１のセンサの蓄積時間に係数を乗ずることで設定し、前記判定手段により前記フリッカ光源が含まれていると判定された場合に第１の係数を用い、前記フリッカ光源が含まれていないと判定された場合に、前記第１の係数よりも小さい第２の係数を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出装置。
5. 前記複数のセンサから読み出された信号に基づいて、前記複数の焦点検出領域それぞれに対応する複数の焦点状態を求める検出手段と、
   前記複数の焦点状態を利用する予め決められた処理を行う処理手段と、を更に有し、
   前記制御手段は、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を、前記第１のセンサの蓄積時間に係数を乗ずることで設定し、前記判定手段により前記フリッカ光源が含まれていると判定され、且つ、前記予め決められた処理を行う場合に、前記制御手段は、第１の係数を用い、それ以外の場合に、前記第１の係数よりも小さい第２の係数を用いることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
6. 前記判定手段は、前記複数の焦点検出領域に対応した測光領域から得られた輝度値に基づいて、フリッカ光源の有無、及び、フリッカ光源がある場合にフリッカ周期を判定し、
   前記制御手段は、前記フリッカ周期に対する前記第１のセンサの蓄積時間の比率が、予め決められた閾値以下の場合に、前記第１の係数を用いることを特徴とする請求項５に記載の焦点検出装置。
7. 前記予め決められた処理は、撮影画面における被写体の位置と領域を検出する処理であることを特徴とする請求項３または５に記載の焦点検出装置。
8. 秒間の撮影枚数が予め決められた枚数より少ない場合に、前記予め決められた枚数以上の場合よりも、前記第１の係数を大きくすることを特徴とする請求項４または５に記載の焦点検出装置。
9. 前記焦点検出領域の数が予め決められた数以上の場合に、前記予め決められた数より小さい場合よりも、前記第１の係数を大きくすることを特徴とする請求項４、５または８に記載の焦点検出装置。
10. 予め決められた複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、
    前記複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記複数のセンサに蓄積された電荷に基づく信号をそれぞれモニタし、前記複数のセンサのうち、前記信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行い、前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定し、
    前記複数の焦点検出領域にフリッカ光源が含まれていることを含む所定の条件を満たすか否かに応じて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間が変更されることを特徴とする焦点検出装置。
11. 前記制御手段は、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を、前記第１のセンサの蓄積時間に係数を乗ずることで設定し、
    前記所定の条件を満たす場合に第１の係数を用い、前記所定の条件を満たさない場合に前記第１の係数よりも小さい第２の係数を用いることを特徴とする請求項１０に記載の焦点検出装置。
12. 前記所定の条件は、前記フリッカ光源のフリッカ周期に対する前記第１のセンサの蓄積時間の比率が予め決められた閾値以下であることを含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の焦点検出装置。
13. 前記所定の条件は、前記複数の焦点検出領域それぞれに対応する複数の焦点状態の分布情報を用いた処理を行うモードであることを含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
14. 前記所定の条件は、撮影画面内に顔が検出されていないことを含むことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
15. 撮像手段と、
    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. 予め決められた複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、前記複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有する焦点検出装置の制御方法であって、
    前記複数の焦点検出領域に、フリッカ光源が含まれているかどうかを判定する判定工程と、
    前記複数のセンサに蓄積された電荷に基づく信号をそれぞれモニタし、前記複数のセンサのうち、前記信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行う制御工程と、
    前記判定工程による判定の結果、及び、前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定する設定工程と
    を有することを特徴とする焦点検出装置の制御方法。
17. 予め決められた複数の焦点検出領域に対応し、受光した光に応じた電荷を蓄積する複数の焦点検出用のセンサと、前記複数のセンサの蓄積を制御する制御手段と、を有する焦点検出装置の制御方法であって、
    前記複数のセンサに蓄積された電荷に基づく信号をそれぞれモニタし、前記複数のセンサのうち、前記信号が予め決められた閾値を超えたセンサの蓄積を停止する第１の制御と、電荷の蓄積時間が予め決められた最大蓄積時間に達した場合に、電荷の蓄積が停止されていないセンサの蓄積を停止する第２の制御を行う制御工程と、
    前記第１の制御により最初に停止された第１のセンサの蓄積時間に基づいて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間を設定する設定工程とを有し、
    前記設定工程において、前記複数の焦点検出領域にフリッカ光源が含まれていることを含む所定の条件を満たすか否かに応じて、前記第１のセンサと異なるセンサの前記最大蓄積時間が変更されることを特徴とする焦点検出装置の制御方法。

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