(57)【要約】【課題】短時間に合焦を行うことができる撮像装置を提供する。【解決手段】電子スチルカメラ１０１において、駆動されるフォーカスレンズ１１４が所定量ほど移動する度に、オートフォーカス処理が実行され、当該オートフォーカス処理が実行される度に、高域フィルタを用いるか、低域フィルタを用いるかを決定するフィルタ決定処理が実行され、フィルタ切り替わり回数が閾値未満の場合、低域フィルタのデフォーカス量と高域フィルタのデフォーカス量の差に応じて合焦に用いられるフィルタが変更される。一方、フィルタ切り替わり回数が閾値以上となった以降、デフォーカス量の差が閾値未満から閾値以上に変化し、若しくは閾値以上から閾値未満に変化しても、フィルタ選択処理が実行されず、合焦に用いられるフィルタが変更されない。【選択図】  図８
2020064212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズの互いに異なる瞳領域を通過した被写体からの一対の光束のそれぞれに対応する二画像の信号を生成する信号生成手段と、
前記二画像から第１の周波数成分の信号を抽出する第１のフィルタ及び前記二画像から前記第１の周波数成分よりも高域の周波数成分である第２の周波数成分の信号を抽出する第２のフィルタを有する信号抽出手段と、
前記第１のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記第２のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第２のデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出手段と、
前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量の差に基づいて、前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量のいずれかを合焦に用いるデフォーカス量として選択する選択手段と、
前記合焦に用いるデフォーカス量が、前記第１のデフォーカス量から前記第２のデフォーカス量へ、又は前記第２のデフォーカス量から前記第１のデフォーカス量へ切り替わった切り替わり回数を確認する確認手段と、を備え、
前記切り替わり回数が所定の閾値以上である場合、前記選択手段は前記合焦に用いるデフォーカス量の選択方法を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２のデフォーカス量の信頼性が前記第１のデフォーカス量の信頼性以上であり、且つ前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量の差が所定値以下である場合、前記選択手段は、前記第２のデフォーカス量を前記合焦に用いるデフォーカス量として選択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３】
前記切り替わり回数が所定の閾値以上であって、前記第２のデフォーカス量の信頼性が所定値以上であり、且つ前記第２のデフォーカス量が所定値以下である場合、前記選択手段は、前記第２のデフォーカス量を前記合焦に用いるデフォーカス量として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記切り替わり回数が所定の閾値以上であって、前記第２のデフォーカス量の信頼性が所定値未満であるか、若しくは、前記第２のデフォーカス量が所定値より大きい場合、前記選択手段は、前記第１のデフォーカス量を前記合焦に用いるデフォーカス量として選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
合焦を行う前に、前記合焦に用いるデフォーカス量の選択に関する履歴情報を初期化する初期化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記合焦に用いるデフォーカス量を、前記第１のデフォーカス量から前記第２のデフォーカス量へ、又は前記第２のデフォーカス量から前記第１のデフォーカス量へ切り替えるか否かの判別を行った回数を保持する保持手段をさらに備え、
前記保持手段が保持する前記判別を行った回数が所定値以上である場合、前記確認手段は前記切り替わり回数を確認することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記保持手段は、前記合焦に用いられたデフォーカス量が前記第１のデフォーカス量であるか又は前記第２のデフォーカス量であるかに基づいて、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれかが前記合焦に用いられたかの履歴を保持することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前回の合焦に用いられたフィルタが、今回の合焦に用いられたフィルタと同じか否かの履歴を保持することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記所定の閾値を変更する変更手段をさらに備え、
前記被写体の画像の輝度が所定値以下である場合、前記変更手段は前記所定の閾値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記所定の閾値を変更する変更手段をさらに備え、
前記被写体の画像のコントラストが所定値以下である場合、前記変更手段は前記所定の閾値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記所定の閾値を変更する変更手段をさらに備え、
前記信号生成手段が前記二画像の信号を生成する際の絞り値が所定値よりも小さい場合、前記変更手段は前記所定の閾値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記所定の閾値を変更する変更手段をさらに備え、
前記二画像における焦点検出領域が光軸中心から所定量以上離れている場合、前記変更手段は前記所定の閾値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記所定の閾値を変更する変更手段をさらに備え、
前記被写体が動体である場合、前記変更手段は前記所定の閾値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記切り替わり回数が所定の閾値以上である場合、前記選択手段は、
前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量のいずれかを合焦に用いるかを選択するための基準となる前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量の差を変更することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
フォーカスレンズの互いに異なる瞳領域を通過した被写体からの一対の光束のそれぞれに対応する二画像の信号を生成する信号生成工程と、
前記二画像から第１の周波数成分の信号を抽出する第１のフィルタ、及び前記二画像から前記第１の周波数成分よりも高域の周波数成分である第２の周波数成分の信号を抽出する第２のフィルタによって前記二画像から信号を抽出する信号抽出工程と、
前記第１のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記第２のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第２のデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出工程と、
前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量の差に基づいて、前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量のいずれかを合焦に用いるデフォーカス量として選択する選択工程と、
前記合焦に用いるデフォーカス量が、前記第１のデフォーカス量から前記第２のデフォーカス量へ、又は前記第２のデフォーカス量から前記第１のデフォーカス量へ切り替わった切り替わり回数を確認する確認工程と、有し、
前記切り替わり回数が所定の閾値以上である場合、前記選択工程では前記合焦に用いるデフォーカス量の選択方法を変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１６】
撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記撮像装置の制御方法は、
フォーカスレンズの互いに異なる瞳領域を通過した被写体からの一対の光束のそれぞれに対応する二画像の信号を生成する信号生成工程と、
前記二画像から第１の周波数成分の信号を抽出する第１のフィルタ、及び前記二画像から前記第１の周波数成分よりも高域の周波数成分である第２の周波数成分の信号を抽出する第２のフィルタによって前記二画像から信号を抽出する信号抽出工程と、
前記第１のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記第２のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第２のデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出工程と、
前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量の差に基づいて、前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量のいずれかを合焦に用いるデフォーカス量として選択する選択工程と、
前記合焦に用いるデフォーカス量が、前記第１のデフォーカス量から前記第２のデフォーカス量へ、又は前記第２のデフォーカス量から前記第１のデフォーカス量へ切り替わった切り替わり回数を確認する確認工程と、有し、
前記切り替わり回数が所定の閾値以上である場合、前記選択工程では前記合焦に用いるデフォーカス量の選択方法を変更することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像から抽出する信号の周波数成分が異なる２つのフィルタを用いて合焦を行う撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子スチルカメラ等の撮像装置では、フォーカスレンズを移動させて被写体に合焦するための制御として、撮像素子から出力された撮像信号を用いて自動的に合焦を行うオートフォーカス制御が用いられる。オートフォーカス制御における合焦方法としては、位相差検出方式とコントラスト検出方式が知られている。例えば、位相差検出方式では、撮像光学系の互いに異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を撮像素子上に結像させ、撮像素子に配置された測距用のセンサから得られる一対の視差信号の位相差に基づいてデフォーカス量を計算する。さらに、フォーカスレンズを、計算されたデフォーカス量に相当する移動量だけ移動させることにより、素早く撮像光学系の合焦状態を得ることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、画像の複数の被写体が含まれる場合、位相差検出方式では、画像から低周波数成分の信号を抽出する低域フィルタと、画像から高周波数成分の信号を抽出する高域フィルタとを用いる。低域フィルタを用いて抽出した信号には複数の被写体の信号成分が含まれ、高域フィルタを用いて抽出した信号には比較的合焦状態に近い被写体の信号成分が含まれる。そこで、まず、低域フィルタを用いて算出したデフォーカス量（以下、「低域デフォーカス量」という。）を用いて複数の被写体の中間位置への合焦を行う。その後、低域デフォーカス量と高域フィルタを用いて算出したデフォーカス量（以下、「高域デフォーカス量」という。）との差が所定値以下となったとき、高域デフォーカス量を用いて合焦状態に近い被写体への合焦を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−５４２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高域デフォーカス量を用いて合焦状態に近い被写体への合焦を行った場合、低域デフォーカス量と高域デフォーカス量との差（以下、「デフォーカス量差」という。）が大きくなることがある。デフォーカス量差が所定値よりも大きくなると、再び、低域デフォーカス量を用いた合焦が行われる。その結果、低域デフォーカス量を用いた合焦と高域デフォーカス量を用いた合焦とが繰り返され、合焦に時間を要することがある。
【０００６】
本発明の目的は、短時間に合焦を行うことができる撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、フォーカスレンズの互いに異なる瞳領域を通過した被写体からの一対の光束のそれぞれに対応する二画像の信号を生成する信号生成手段と、前記二画像から第１の周波数成分の信号を抽出する第１のフィルタ及び前記二画像から前記第１の周波数成分よりも高域の周波数成分である第２の周波数成分の信号を抽出する第２のフィルタを有する信号抽出手段と、前記第１のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記第２のフィルタによって前記二画像から抽出された信号の位相差に基づいて第２のデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出手段と、前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量の差に基づいて、前記第１のデフォーカス量及び前記第２のデフォーカス量のいずれかを合焦に用いるデフォーカス量として選択する選択手段と、前記合焦に用いるデフォーカス量が、前記第１のデフォーカス量から前記第２のデフォーカス量へ、又は前記第２のデフォーカス量から前記第１のデフォーカス量へ切り替わった切り替わり回数を確認する確認手段と、を備え、前記切り替わり回数が所定の閾値以上である場合、前記選択手段は前記合焦に用いるデフォーカス量の選択方法を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、短時間に合焦を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としての電子スチルカメラの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１における画素アレイの構成を示す図である。
【図３】図１の電子スチルカメラが実行する撮影処理を示すフローチャートである。
【図４】図３のＳ３０４におけるオートフォーカス処理を示すフローチャートである。
【図５】図４のＳ４０１における焦点検出処理を示すフローチャートである。
【図６】一般的なフィルタ処理を説明するための図である。
【図７】通常の合焦について説明するためのグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の制御方法としてのフィルタ決定処理を示すフローチャートである。
【図９】図８のＳ８０３において保持される選択履歴のデータ構造を示す図である。
【図１０】図８のＳ８０２におけるフィルタ選択処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における撮像装置の制御方法としてのフィルタ決定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施の形態に記載される構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施の形態に記載される構成によって限定されることはない。まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としての電子スチルカメラの構成を概略的に示す図である。
【００１２】
図１において、電子スチルカメラ１０１は撮影レンズ１１１を備える。撮影レンズ１１１は、固定レンズ１１２、絞り１１３及びフォーカスレンズ１１４を有する。フォーカスレンズ１１４は、焦点調節用レンズであり、通常は複数のレンズで構成される。なお、図１では、フォーカスレンズ１１４が単レンズとして簡略的に示されている。
【００１３】
また、電子スチルカメラ１０１は、絞り制御部１１５、フォーカス制御部１１６及びレンズ制御部１１７を備える。絞り制御部１１５は、絞り１１３を駆動することにより、絞り１１３の開口径を調整して撮影時の光量調節を行う。フォーカス制御部１１６は、撮影レンズ１１１のピント方向のずれ量に基づいてフォーカスレンズ１１４の駆動量を決定し、フォーカスレンズ１１４を駆動することにより、焦点を調節する。特に、本実施の形態では、フォーカス制御部１１６によるフォーカスレンズ１１４の移動制御により、自動焦点調節が実現される。絞り制御部１１５やフォーカス制御部１１６はレンズ制御部１１７によって制御される。
【００１４】
さらに、電子スチルカメラ１０１は、画素アレイ２００、タイミングジェネレータ１２２、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３、撮像信号処理部１２４、焦点検出用信号処理部１２５及びカメラ制御部１４１を備える。また、電子スチルカメラ１０１は、表示制御部１３２、表示部１３３、記録媒体制御部１３４、記録媒体１３５、ＳＤＲＡＭ１３６、ＲＯＭ１３７、フラッシュＲＯＭ１３８、第１のＳＷ１３９及び第２のＳＷ１４０を備える。なお、本実施の形態において、カメラ制御部１４１は、信号抽出手段、デフォーカス量算出手段、選択手段、確認手段初期化手段や変更手段等に該当する。
【００１５】
電子スチルカメラ１０１において、撮影レンズ１１１を介して入射した光束（入射光）は画素アレイ２００の各撮像素子（単位画素）１２１の受光面上に結像し、撮像素子１２１によって電気信号に変換される。撮像素子１２１（信号生成手段）は、被写体像（光学像）を信号電荷へ光電変換する光電変換素子であり、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサによって構成される。各光電変換素子に蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ１２２が出力する駆動パルスに従い、信号電荷に応じた電気信号（撮像信号及び焦点検出用信号）として撮像素子１２１から順次読みだされる。
【００１６】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３は、撮像素子１２１から読み出された撮像信号及び焦点検出用信号に対し、リセットノイズを除去するための相関二重サンプリング、センサゲインの調節やデジタル化処理を施す。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３は、撮像信号を撮像信号処理部１２４に出力し、撮像面位相差方式の焦点検出用信号を焦点検出用信号処理部１２５に出力する。なお、本実施の形態では、焦点検出の方式として撮像面位相差方式を用いる場合について説明するが、焦点検出の方式はこれに限られず、どのような位相差方式を用いてもよい。
【００１７】
焦点検出用信号処理部１２５は、撮像画面内における焦点検出領域の設定を行う。また、焦点検出用信号処理部１２５はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３から出力された焦点検出用の２つの像信号に対して相関演算を施し、像ずれ量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度）を評価し、デフォーカス量やデフォーカス量の信頼性を出力する。撮像信号処理部１２４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３から出力された撮像信号をバス１３１を介してＳＤＲＡＭ１３６に格納する。ＳＤＲＡＭ１３６に格納された撮像信号は、バス１３１を介して表示制御部１３２によって読み出され、表示部１３３に表示される。また、撮像信号の記録を行う動作モードでは、ＳＤＲＡＭ１３６に格納された撮像信号が記録媒体制御部１３４によって記録媒体１３５に記録される。
【００１８】
ＲＯＭ１３７はカメラ制御部１４１が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等を格納し、フラッシュＲＯＭ１３８は、ユーザ設定情報等の電子スチルカメラ１０１の動作に関する各種設定情報等を格納する。また、第１のＳＷ１３９はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチであり、第２のＳＷ１４０は第１のＳＷ１３９の操作後に撮影を行うための撮影スイッチである。
【００１９】
カメラ制御部１４１は、焦点検出用信号処理部１２５から出力されるデフォーカス量とデフォーカス量の信頼性に基づいてレンズ駆動量を決定する。決定されたレンズ駆動量はレンズ制御部１１７に伝達され、さらに、フォーカス制御部１１６に伝達されることにより、自動焦点調節が実現される。また、カメラ制御部１４１は、操作者からの指示、又は、一時的にＳＤＲＡＭ１３６に蓄積された撮像信号の大きさに基づき、撮像素子１２１の蓄積時間を決定する。さらに、カメラ制御部１４１は、同様に、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３のゲインの設定値やタイミングジェネレータ１２２の設定値を決定する。
【００２０】
図２は、図１における画素アレイ２００の構成を示す図である。図２において、画素アレイ２００は、行列方向に配された複数の撮像素子１２１を有する。各撮像素子１２１は２つの光電変換手段としてのフォトダイオード（ＰＤ）２０２ａ、２０２ｂを有し、ＰＤ２０２ａ、２０２ｂは単一マイクロレンズ２０１によって覆われる。単一マイクロレンズ２０１は同一被写体からの入射光を互いに異なる瞳領域に通過させ、２つの異なる位相差を有する２つの像に分光する。そして、分光された同一被写体からの異なる位相差を有する２つの像がＰＤ２０２ａ、２０２ｂへそれぞれ入射される。以下、本実施の形態では、同一被写体からの異なる位相差を有する２つの像をそれぞれＡ像、Ｂ像と称呼する。ＰＤ２０２ａはＡ像を光電変換して信号を生成し、ＰＤ２０２ｂはＢ像を光電変換して信号を生成する。
【００２１】
次に、電子スチルカメラ１０１における撮影処理について説明する。図３は、図１の電子スチルカメラ１０１が実行する撮影処理を示すフローチャートである。図３の処理は、レンズ制御部１１７やカメラ制御部１４１がＲＯＭ１３７等に格納された所定のプログラムに従って実行する。
【００２２】
まず、第１のＳＷ１３９の状態を判別する（Ｓ３０１）。第１のＳＷ１３９が押下されている場合（ＯＮの場合）、Ｓ３０２へ進む一方、第１のＳＷ１３９が押下されていない場合（ＯＦＦの場合）、Ｓ３０１へ戻る。次いで、後述する図８のフィルタ決定処理に備え、各種パラメータの初期化を行う（Ｓ３０２）。Ｓ３０２の処理の内容については後述する。その後、撮像信号処理部１２４から出力された撮像信号に基づいて、自動露出処理を行う（Ｓ３０３）。Ｓ３０３の自動露出処理では、続くオートフォーカス処理の露出条件（シャッター速度、絞り、感度）を決定する。
【００２３】
次いで、オートフォーカス処理を行う（Ｓ３０４）。Ｓ３０４の処理の内容については後述する。その後、第２のＳＷ１４０の状態を判別する（Ｓ３０５）。第２のＳＷ１４０が押下されている場合（ＯＮの場合）、Ｓ３０７に進む一方、第２のＳＷ１４０が押下されていない場合（ＯＦＦの場合）、Ｓ３０６に進む。次いで、Ｓ３０６では、第１のＳＷ１３９の状態を判別する。第１のＳＷ１３９が押下されている場合（ＯＮ）の場合、Ｓ３０５に戻る一方、第１のＳＷ１３９が押下されていない場合、Ｓ３０１に戻る。その後、撮影時の露出を決定し（Ｓ３０７）、さらに、本露光用の露出制御を行い（Ｓ３０８）、次いで、撮影動作を行い（Ｓ３０９）、本処理を終了する。
【００２４】
図４は、図３のＳ３０４におけるオートフォーカス処理を示すフローチャートである。図４では、まず、焦点検出処理を行い（Ｓ４０１）、デフォーカス量を検出するとともに当該デフォーカス量の信頼性を評価する。焦点検出処理の詳細については後述する。
【００２５】
次いで、焦点検出処理で評価されたデフォーカス量の信頼性が、予め設定されている第２の信頼性閾値よりも高いか否かを判別する（Ｓ４０２）。デフォーカス量の信頼性が第２の信頼性閾値よりも高ければ、Ｓ４０３へ進み、デフォーカス量の信頼性が第２の信頼性閾値よりも高くなければ、Ｓ４０９へ進む。ここで、デフォーカス量の信頼性が第２の信頼性閾値よりも高くない場合とは、最終的な合焦に用いるほどには当該デフォーカス量の信頼性が高くないものの、ピント位置方向を定めるには当該デフォーカス量が十分な信頼性を有する場合に該当する。なお、ピント位置方向とは、合焦においてレンズを駆動すべき方向である。
【００２６】
次いで、焦点検出処理で検出されたデフォーカス量が、予め設定されている第２のデフォーカス量閾値以下か否かを判別する（Ｓ４０３）。デフォーカス量が第２のデフォーカス量閾値以下であれば、Ｓ４０４へ進み、デフォーカス量が第２のデフォーカス量閾値以下でなければ、Ｓ４０８へ進む。ここで、デフォーカス量が第２のデフォーカス量閾値以下である場合とは、当該デフォーカス量に応じてフォーカスレンズ１１４を駆動する場合、所定回数（例えば、３回）以内の駆動で焦点深度内にフォーカスレンズ１１４を移動させることができる場合である。第２のデフォーカス量閾値としては、例えば、焦点深度の５倍の値が設定される。
【００２７】
次いで、焦点検出処理で評価されたデフォーカス量の信頼性が、予め設定されている第１の信頼性閾値よりも高いか否かを判別する（Ｓ４０４）。デフォーカス量の信頼性が第１の信頼性閾値よりも高ければ、Ｓ４０５へ進み、デフォーカス量の信頼性が第１の信頼性閾値よりも高くなければ、Ｓ４０８へ進む。ここで、デフォーカス量の信頼性が第１の信頼性閾値よりも高い場合とは、デフォーカス量の精度ばらつきが所定範囲内（例えば、焦点深度内）に納まる場合に該当する。
【００２８】
次いで、焦点検出処理で検出されたデフォーカス量が、予め設定されている第１のデフォーカス量閾値以下か否かを判別する（Ｓ４０５）。デフォーカス量が第１のデフォーカス量閾値以下であれば、Ｓ４０６へ進み、デフォーカス量が第１のデフォーカス量閾値以下でなければ、Ｓ４０７へ進む。ここで、デフォーカス量が第１のデフォーカス量閾値以下である場合とは、焦点深度内にフォーカスレンズ１１４が位置する場合に該当する。その後、Ｓ４０６では、被写体が合焦状態にあると判断し、本処理を終了する。
【００２９】
Ｓ４０７では、Ｓ４０１で検出されたデフォーカス量に相当する駆動量ほどフォーカスレンズ１１４を駆動させ、その後、Ｓ４０１へ戻る。Ｓ４０８では、Ｓ４０１で検出されたデフォーカス量に対する所定割合の駆動量ほどフォーカスレンズ１１４を駆動させ、その後、Ｓ４０１へ戻る。Ｓ４０８の所定割合は、デフォーカス量よりもフォーカスレンズ１１４の駆動量が小さくなる割合（例えば、８割）である。また、このときのフォーカスレンズ１１４の駆動速度は、例えば、１フレームに相当する時間でフォーカスレンズ１１４が移動できる距離に相当する移動速度よりも低く設定される。これにより、例えば、検出されたデフォーカス量が正しくない場合において、フォーカスレンズ１１４の駆動中にフォーカスレンズ１１４が合焦位置を越えてしまうことを防止することができる。
【００３０】
Ｓ４０９では、非合焦条件が満たされているか否かを判別し、非合焦条件が満たされていれば、Ｓ４１０へ進み、非合焦条件が満たされていなければ、Ｓ４１１へ進む。ここで、非合焦条件とは合焦すべき被写体が存在しないと判断される条件であり、例えば、フォーカスレンズ１１４が可動範囲の全てにおいて駆動されて遠側及び近側の両方のレンズ端を検出した後に初期位置に戻った場合が該当する。その後、Ｓ４１０では、被写体が非合焦状態にあると判断し、本処理を終了する。
【００３１】
Ｓ４１１では、フォーカスレンズ１１４が遠側又は近側のレンズ端に到達したか否かを判別し、フォーカスレンズ１１４が遠側又は近側のレンズ端に到達していれば、Ｓ４１２へ進む。一方、フォーカスレンズ１１４が遠側又は近側のレンズ端に未だ到達していなければ、Ｓ４１３へ進む。Ｓ４１２では、フォーカスレンズ１１４の駆動方向を反転させ、その後、Ｓ４０１へ戻る。Ｓ４１３では、フォーカスレンズ１１４の駆動方向を維持し、その後、Ｓ４０１へ戻る。このときのフォーカスレンズ１１４の駆動速度としては、例えば、デフォーカス量が検出できるようになったときにフォーカスレンズ１１４が合焦位置を越えることがないフォーカスレンズ１１４の駆動速度の上限が設定される。
【００３２】
図５は、図４のＳ４０１における焦点検出処理を示すフローチャートである。図５では、まず、撮像素子１２１の画素アレイ２００において任意の範囲の焦点検出領域を設定し（Ｓ５０１）、焦点検出領域の各撮像素子１２１から焦点検出用の一対の像信号としてＡ像の信号及びＢ像の信号（二画像の信号）を取得する（Ｓ５０２）。
【００３３】
次いで、取得された各一対の像信号へ垂直方向の行加算平均処理を施す（Ｓ５０３）。行加算平均処理を施すことにより、各像信号におけるノイズの影響を軽減することができる。その後、行加算平均処理が施された信号から所定の周波数帯域の成分（以下、「周波数成分」という。）を抽出するフィルタ処理を行う（Ｓ５０４）。本実施の形態では、Ｓ５０４のフィルタ処理において、低域の周波数成分（第１の周波数成分）を抽出する低域フィルタ（第１のフィルタ）と、高域の周波数成分（第２の周波数成分）を抽出する高域フィルタ（第２のフィルタ）とのいずれか用いる。しかしながら、低域と高域の中間（中域）の周波数成分を抽出する中域フィルタを加え、都合、３種類のフィルタのいずれかを用いてもよい。
【００３４】
次いで、フィルタ処理によって取得された信号から相関量を算出し（Ｓ５０５）、算出された相関量から相関変化量を算出し（Ｓ５０６）、さらに、算出された相関変化量から像ずれ量を算出する（Ｓ５０７）。その後、算出された像ずれ量に変換係数を乗算してデフォーカス量を算出する（Ｓ５０８）。変換係数は、ズームレンズの位置、絞り値や撮像面の像高に応じて予め設定され、電子スチルカメラ１０１が保持している。
【００３５】
次いで、算出されたデフォーカス量がどれだけ信頼できるのかを示す信頼性を評価し（Ｓ５０９）、全てのフィルタ（低域フィルタと高域フィルタ）についてデフォーカス量の信頼性を評価したか否かを判別する（Ｓ５１０）。全てのフィルタについてデフォーカス量の信頼性を評価した場合、Ｓ５１２へ進む一方、全てのフィルタについてデフォーカス量の信頼性を評価していない場合、Ｓ５１１に進む。Ｓ５１１では、処理に用いるフィルタを、それまでにデフォーカス量の信頼性の評価に用いていないフィルタへ変更し（Ｓ５１１）、その後、Ｓ５０４へ戻る。
【００３６】
Ｓ５１２では、Ｓ５０４で用いたフィルタから、フォーカスレンズ駆動量の変換に用いるデフォーカス量を算出するためのフィルタを決定する。その後、本処理を終了する。
【００３７】
ところで、図６（Ａ）に示すように、例えば、表示部１３３に映し出されるライブビュー画像６０１において、焦点検出領域６０２内に複数の被写体である花の画像６０３と犬の画像６０４が存在する場合を考える。このとき、花の画像６０３の方が犬の画像６０４よりも合焦状態に近いと、焦点検出領域６０２内の任意の行の水平成分を示す像信号として図６（Ｂ）に示すような入力信号６１１が得られる。入力信号６１１の左半分は合焦状態に近い花の画像６０３に該当し、花の画像６０３の詳細形状（例えば、花びら）の成分に該当する比較的細かく変動する信号が現れる。また、入力信号６１１の右半分は合焦状態から遠い犬の画像６０４に該当し、犬の画像６０４の全体の形状の成分に該当する比較的大まかに変動する信号が現れる。
【００３８】
入力信号６１１へ低域フィルタを用いてフィルタ処理を施すと、入力信号６１１から合焦状態に近い花の画像６０３の詳細形状に該当する成分が除去され、花の画像６０３や犬の画像６０４の全体の形状の成分を主に含む低域成分６１２が抽出される。一方、入力信号６１１へ高域フィルタを用いてフィルタ処理を施すと、入力信号６１１から花の画像６０３や犬の画像６０４の全体の形状に該当する成分が除去される。その結果、被写体の詳細形状の成分、特に図６（Ｂ）では花の画像６０３の詳細形状の成分を主に含む高域成分６１３が抽出される。
【００３９】
したがって、低域フィルタを用いると、花の画像６０３や犬の画像６０４へ大まかに合焦できる反面、いずれかの被写体へ高精度に合焦するのは困難である。一方、高域フィルタを用いると、いずれかの被写体、特に図６（Ｂ）では花の画像６０３へ高精度に合焦することができる。そこで、従来の合焦方法では、まず、低域フィルタを用いて抽出された低域成分６１２のデフォーカス量を用いて大まかな合焦を行い、その後、高域フィルタを用いて抽出された高域成分６１３のデフォーカス量を用いて高精度な合焦を最終的に行う。
【００４０】
図７は、通常の合焦について説明するためのグラフである。図７において、縦軸はデフォーカス量を示し、横軸はフォーカスレンズ１１４の位置（以下、単に「フォーカスレンズ位置」という。）を示す。
【００４１】
図７では、低域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量とフォーカスレンズ位置の関係７０１と、高域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量とフォーカスレンズ位置の関係７０２とが示される。
【００４２】
上述したように、低域フィルタを用いると、花の画像６０３や犬の画像６０４へ大まかに合焦できる。したがって、関係７０１において、低域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量（以下、「低域デフォーカス量」という。）（第１のデフォーカス量）が「０」となるフォーカスレンズ位置７０４は、花の画像６０３と犬の画像６０４の中間が合焦状態となる位置である。
【００４３】
また、高域フィルタを用いると、各被写体へ高精度に合焦することができる。したがって、関係７０２において、高域フィルタを用いて算出されたデフォーカス量（以下、「高域デフォーカス量」という。）（第２のデフォーカス量）が「０」となるフォーカスレンズ位置７０３は花の画像６０３が合焦状態となる位置である。また、関係７０２において、高域デフォーカス量が「０」となる他のフォーカスレンズ位置７０５は犬の画像６０４が合焦状態となる位置である。なお、関係７０２も、フォーカスレンズ位置７０４において「０」となる。
【００４４】
従来の合焦方法では、上述したように、まず、低域フィルタを用いて抽出された低域成分６１２のデフォーカス量を用いて大まかな合焦を行い、その後、高域フィルタを用いて抽出された高域成分６１３のデフォーカス量を用いて高精度な合焦を最終的に行う。
【００４５】
次に、図７において、従来の合焦方法を用い、最初にフォーカスレンズ位置７１０においてＳ４０１の焦点検出処理を行う場合について説明する。焦点検出処理では、上述したように、低域フィルタを用いて低域デフォーカス量が算出され、高域フィルタを用いて高域デフォーカス量が算出される。ここで、フォーカスレンズ位置７１０（関係７０１における点７０６）の低域デフォーカス量はｄｅｆ１であり、フォーカスレンズ位置７１０（関係７０２における点７０９）の高域デフォーカス量はｄｅｆ３である。
【００４６】
従来の合焦方法では、低域デフォーカス量と高域デフォーカス量の差（ｄｅｆ１−ｄｅｆ３）が所定値よりも大きい場合、まず、低域デフォーカス量を用いて大まかな合焦を行う。具体的には、低域デフォーカス量が小さくなるようにフォーカスレンズ１１４を駆動する。
【００４７】
その後、フォーカスレンズ１１４がフォーカスレンズ位置７１１（関係７０１における点７０７、関係７０２における点７０８）まで駆動されると、低域デフォーカス量はｄｅｆ２に変化し、高域デフォーカス量はｄｅｆ４に変化する。ここで、低域デフォーカス量と高域デフォーカス量の差（ｄｅｆ２−ｄｅｆ４）が所定値以下となった場合、従来の合焦方法では、その後、高域デフォーカス量を用いて大まかな合焦を行う。具体的には、高域デフォーカス量が小さくなるようにフォーカスレンズ１１４を駆動する。高域デフォーカス量が小さくなるようにフォーカスレンズ１１４を駆動する場合、図７では、フォーカスレンズ１１４をフォーカスレンズ位置７０４へ向けて駆動するか、フォーカスレンズ位置７０３へ向けて駆動するかのいずれかが考えられる。しかしながら、上述したように、フォーカスレンズ位置７０４は、花の画像６０３と犬の画像６０４の中間が合焦状態となる位置であるため、フォーカスレンズ１１４はフォーカスレンズ位置７０３へ向けて駆動される。
【００４８】
その後、フォーカスレンズ１１４がフォーカスレンズ位置７１０（関係７０１における点７０６、関係７０２における点７０９）まで駆動されると、低域デフォーカス量と高域デフォーカス量の差（ｄｅｆ１−ｄｅｆ３）が所定値よりも大きくなる。その場合、従来の合焦方法では、再び、低域デフォーカス量を用いて大まかな合焦を行う。
【００４９】
すなわち、従来の合焦方法では、撮影画像に複数の被写体が含まれ、一方の被写体がより合焦状態に近い場合（いわゆる、「遠近競合」が発生する場合）、合焦において、低域デフォーカス量を用いる合焦と、高域デフォーカス量を用いる合焦とが繰り返される。その結果、最終的な合焦状態に至らず、いずれかの被写体の位置が変化するまで、フォーカスレンズ１１４が駆動され続け、短時間に合焦を行うことができない。本実施の形態では、これに対応して、低域デフォーカス量を用いる合焦と高域デフォーカス量を用いる合焦との繰り返しを抑制する。
【００５０】
図８は、本実施の形態に係る撮像装置の制御方法としてのフィルタ決定処理を示すフローチャートである。図８の処理は、上述したように、図５の焦点検出処理のＳ５１２において実行される。
【００５１】
図８において、まず、フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧがＴＲＵＥかＦＡＬＳＥかを判別する（Ｓ８０１）。フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧは、遠近競合が発生しているか否かを示すフラグであり、ＴＲＵＥであれば、遠近競合が発生していることを示し、ＦＡＬＳＥであれば、遠近競合が発生していないことを示す。フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧがＦＡＬＳＥであると判別された場合、Ｓ８０２に進む。
【００５２】
次いで、Ｓ８０２では、合焦に低域デフォーカス量を用いるか、高域デフォーカス量を用いるかを選択するフィルタ選択処理を行う。フィルタ選択処理の詳細は後述する。その後、フィルタ選択処理においていずれのデフォーカス量、すなわち、合焦に用いるデフォーカス量を算出するためにいずれのフィルタが選択されたかの選択履歴（履歴情報）をＳＤＲＡＭ１３６（保持手段）に保持する（Ｓ８０３）。
【００５３】
図９は、図８のＳ８０３において保持される選択履歴のデータ構造を示す図である。本実施の形態では、図９（Ａ）に示すデータ構造９０１と図９（Ｂ）に示すデータ構造９０２のいずれを用いてもよい。データ構造９０１では、過去Ｎ回ほどフィルタ選択処理が実行された際に、各フィルタ選択処理が実行される度に当該フィルタ選択処理において選択されたフィルタが履歴データとして保持される。なお、データ構造９０１では、高域フィルタが「ＨＩＧＨ＿ＦＩＬＴＥＲ」で示され、低域フィルタが「ＬＯＷ＿ＦＩＬＴＥＲ」で示される。
【００５４】
また、データ構造９０２では、過去Ｎ回ほどフィルタ選択処理が実行された際に、今回のフィルタ選択処理において選択されたフィルタが、前回のフィルタ選択処理において選択されたフィルタと同じか否かが履歴データとして保持される。なお、データ構造９０２では、前回のフィルタ選択処理において選択されたフィルタと同じである場合が「ＳＡＭＥ＿ＦＩＬＴＥＲ」で示され、前回のフィルタ選択処理において選択されたフィルタと異なる場合が「ＳＷＩＴＣＨ＿ＦＩＬＴＥＲ」で示される。
【００５５】
以下、本実施の形態では、データ構造９０１を用いる場合について説明する。なお、データ構造９０１やデータ構造９０２では、保持される履歴データの個数がＮ個より多くなると、最新の履歴データをＮ番目の履歴データとして保持し、他の履歴データの順番を１つずつ減じ、再過去の履歴データを削除する。
【００５６】
図８に戻り、データ構造９０１が保持する履歴データの個数がＮ（Ｎは自然数）以上であるか否かを判別する（Ｓ８０４）。保持する履歴データの個数がＮ未満である場合、遠近競合が発生しているか否かを判別するための情報が十分に揃っていないと判断し、フィルタ決定処理を終了する。保持する履歴データの個数がＮ以上である場合、Ｓ８０５に進み、フィルタの切り替わりを確認する。具体的には、データ構造９０１を参照し、一のフィルタ選択処理において選択されたフィルタが続くフィルタ選択処理において変更されているか否かを確認する。例えば、データ構造９０１のＫ−１番目の履歴データとＫ番目の履歴データを比較する。なお、２≦Ｋ≦Ｎである。これにより、過去Ｎ回ほどフィルタ選択処理においてフィルタが切り替わった回数をカウントする。
【００５７】
次いで、Ｓ８０６において、カウントしたフィルタ切り替わり回数が所定値以上であるか否かを判別する。カウントしたフィルタ切り替わり回数が所定値以上である場合、遠近競合が発生していると判別し、フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧにＴＲＵＥを設定する（Ｓ８０７）。一方、カウントしたフィルタ切り替わり回数が所定値より少ない場合、遠近競合が発生していないと判別し、フィルタ決定処理を終了する。
【００５８】
Ｓ８０１において、フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧがＴＲＵＥであり、遠近競合が発生していると判別された場合、Ｓ８０８に進む。Ｓ８０８では高域フィルタの信頼性を判別する。具体的には、高域デフォーカス量の信頼性が所定値以上であり、且つ、高域デフォーカス量が所定値以下であるか否かを判別する。
【００５９】
高域デフォーカス量の信頼性が所定値以上であり、且つ、高域デフォーカス量が所定値以下である場合、高域フィルタの信頼性があると判別し、最終的に行う合焦に用いるデフォーカス量として、高域デフォーカス量を選択する（Ｓ８０９）。その後、フィルタ決定処理を終了する。一方、高域デフォーカス量の信頼性が所定値未満であるか、若しくは、高域デフォーカス量が所定値より大きい場合、高域フィルタの信頼性が無いと判別し、最終的に行う合焦に用いるデフォーカス量として、低域デフォーカス量を選択する（Ｓ８１０）。その後、フィルタ決定処理を終了する。
【００６０】
なお、上述したＳ３０２の各種パラメータの初期化では、フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧが初期化されてフラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧにＦＡＬＳＥが設定されるとともに、データ構造９０１も初期化される。
【００６１】
図１０は、図８のＳ８０２におけるフィルタ選択処理を示すフローチャートである。図１０において、まず、低域デフォーカス量と高域デフォーカス量の差（以下、「デフォーカス量差」という。）を算出し、当該差が閾値以下か否かを判別する（Ｓ１００１）。デフォーカス量差が閾値以下である場合、高域デフォーカス量の信頼性を判別する（Ｓ１００２）。
【００６２】
Ｓ１００２では、具体的に、高域デフォーカス量の信頼性が低域デフォーカス量の信頼性以上であり、且つ、高域デフォーカス量の信頼性が不可レベルで無いかを判別する。高域デフォーカス量の信頼性が低域デフォーカス量の信頼性以上であり、且つ、高域デフォーカス量の信頼性が不可レベルで無い場合、合焦に用いるデフォーカス量として高域デフォーカス量を選択する（Ｓ１００３）。一方、低域デフォーカス量の信頼性に対して高域デフォーカス量の信頼性が同等未満であるか、若しくは、高域デフォーカス量の信頼性が不可レベルである場合、合焦に用いるデフォーカス量として低域デフォーカス量を選択する（Ｓ１００４）。その後、フィルタ選択処理を終了する。
【００６３】
本実施の形態では、撮影画像に複数の被写体が含まれる場合、フォーカスレンズ１１４を駆動しながら合焦を行うが、この合焦では、例えば、フォーカスレンズ１１４が所定量ほど移動する度に、図４のオートフォーカス処理が実行される。図４のオートフォーカス処理が実行される度に、図８のフィルタ決定処理が実行され、フィルタ切り替わり回数が閾値未満の場合、デフォーカス量差に応じて合焦に用いられるデフォーカス量が変更される。一方、フィルタ切り替わり回数が閾値以上となった以降、デフォーカス量差が閾値未満から閾値以上に変化し、若しくは閾値以上から閾値未満に変化しても、Ｓ８０２のフィルタ選択処理が実行されず、合焦に用いられるデフォーカス量が変更されない。すなわち、合焦に用いるデフォーカス量の選択方法が変更され、図７の点７０６〜７０９で示される、低域デフォーカス量を用いる合焦と、高域デフォーカス量を用いる合焦との繰り返しが発生しない。これにより、フォーカスレンズ１１４が駆動され続けるのを防止し、短時間に合焦を行うことができる。
【００６４】
なお、Ｓ８０６で用いられるフィルタ切り替わり回数の閾値は、電子スチルカメラ１０１の撮像状態に応じて変更されてもよい。例えば、当該閾値が小さい場合、フィルタ切り替わり回数が低下するが、電子スチルカメラ１０１が合焦状態を得にくい場合、フィルタ切り替わり回数が低下すると、余り適切でないデフォーカス量に基づいて最終的な合焦が行われるおそれがある。そこで、電子スチルカメラ１０１が合焦状態を得にくい場合、カメラ制御部１４１はフィルタ切り替わり回数の閾値を大きくし、フィルタ切り替わり回数が必要以上に少なくなるのを防止する。例えば、被写体の画像の輝度が所定値以下である場合、被写体の画像のコントラストが所定値以下である場合や撮像素子１２１が一対の像信号を生成する際の絞り値が所定値よりも小さい場合、カメラ制御部１４１はフィルタ切り替わり回数の閾値を大きくする。また、例えば、撮影画像における焦点検出領域が光軸中心から所定量以上離れている場合や被写体が動体である場合にも、カメラ制御部１４１はフィルタ切り替わり回数の閾値を大きくする。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。第２の実施の形態では、遠近競合が発生しているか否かに応じて、デフォーカス量差の閾値を変更するとともに、フィルタ切り替わり回数が閾値以上となったとしても、フィルタ選択処理をスキップしない点で第１の実施の形態と異なる。
【００６６】
図１１は、本実施の形態における撮像装置の制御方法としてのフィルタ決定処理を示すフローチャートである。図１１の処理も、図８の処理と同様に、図５の焦点検出処理のＳ５１２において実行される。
【００６７】
図１１において、まず、フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧがＴＲＵＥかＦＡＬＳＥかを判別する（Ｓ８０１）。フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧがＦＡＬＳＥであると判別された場合、デフォーカス量差の閾値（基準）をＴＨ１に設定してＳ８０２へ進む（Ｓ１１０１）。一方、フラグＥＮＫＩＮ＿ＦＬＡＧがＴＲＵＥであると判別された場合、デフォーカス量差の閾値（基準）をＴＨ２に設定してＳ８０２へ進む（Ｓ１１０２）。本実施の形態では、閾値ＴＨ１＜閾値ＴＨ２の関係が設定される。すなわち、遠近競合が発生している場合、合焦において高域デフォーカス量が優先的に用いられる。これにより、合焦を高精度に行うことができる。また、遠近競合が発生している場合、高域フィルタから低域フィルタへの切り替えが抑制されるため、結果として、フォーカスレンズ１１４が駆動され続けるのを抑制し、短時間に合焦を行うことができる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、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、本発明は、上述の実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  電子スチルカメラ
１１７  レンズ制御部
１２１  撮像素子
１４１  カメラ制御部
２０２ａ，２０２ｂ  フォトダイオード
９０１，９０２  データ構造
【図１】
2020064212.tif 000003
【図２】
2020064212.tif 000004
【図３】
2020064212.tif 000005
【図４】
2020064212.tif 000006
【図５】
2020064212.tif 000007
【図６】
2020064212.tif 000008
【図７】
2020064212.tif 000009
【図８】
2020064212.tif 000010
【図９】
2020064212.tif 000011
【図１０】
2020064212.tif 000012
【図１１】
2020064212.tif 000013