(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影画面のうち位相差検出領域内の被写体に対して求めた撮影光学系のデフォーカス量に基づいて、該撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させる位相差フォーカス制御を行った後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うフォーカス制御手段を有し、
前記フォーカス制御手段は、前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動により前記撮影画面内で前記被写体が変位した場合に、領域内に前記被写体が含まれるように前記位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の前記位相差検出領域を包含するように前記コントラスト評価領域を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカス制御手段は、前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動によって前記撮影画面内で変位した前記被写体の変位量を算出し、該変位量に応じて前記コントラスト評価領域を設定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】
特定被写体を検出する被写体検出手段を有し、
前記フォーカス制御手段は、前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動により前記撮影画面内で前記特定被写体が変位したことを検出した場合に、領域内に前記特定被写体が含まれるように前記位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の前記位相差検出領域を包含するように前記コントラスト評価領域を設定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】
撮影画面のうち位相差検出領域内の被写体に対して求めた撮影光学系のデフォーカス量に基づいて、該撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させる位相差フォーカス制御を行う第１のステップと、
該第１のステップの後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うステップとを有し、
前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動により前記撮影画面内で前記被写体が変位した場合に、前記第２のステップにおいて、領域内に前記被写体が含まれるように前記位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の前記位相差検出領域を包含するように前記コントラスト評価領域を設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントラスト検出方式のオートフォーカス制御を行う焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のＡＦ方式として、位相差検出方式によるＡＦ（位相差ＡＦ）とコントラスト検出方式によるＡＦ（コントラストＡＦ）とを組み合わせたハイブリッドＡＦがある。ハイブリッドＡＦでは、位相差ＡＦを行ってフォーカスレンズを合焦近傍位置まで移動させ、さらにコントラストＡＦによりフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。このようなハイブリッドＡＦにおいて、位相差ＡＦの結果に応じてコントラストＡＦにおいてコントラスト評価値を生成する領域（以下、コントラスト評価領域という）を設定するものがある。
【０００３】
特許文献１に開示されたハイブリッドＡＦでは、位相差ＡＦを行うことが可能な複数の焦点検出領域のうちいずれかを選択して位相差ＡＦを行い、該選択された２以上の焦点検出領域での合焦近傍位置にフォーカスレンズを駆動する。そして、それら合焦近傍位置に対応する焦点検出領域を内包するようにコントラスト評価領域を設定する。
【０００４】
また、特許文献２には、位相差ＡＦを行うことが可能な焦点検出領域とコントラスト評価領域とが重複していたり近接していたりする場合に、その焦点検出領域での位相差ＡＦの結果を用いてコントラストＡＦを行うハイブリッドＡＦが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５０１８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１７９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１，２に開示されたハイブリッドＡＦのように、位相差ＡＦを行った焦点検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定するだけでは、以下のような問題が生じる。すなわち、フォーカスレンズを移動させることで、撮影画面内の像倍率が変化する。このため、位相差ＡＦ前の焦点検出領域に含まれていた合焦対象の被写体が、フォーカスレンズの移動による像倍率の変化によって撮影画面内で変位し、位相差ＡＦ前の焦点検出領域に含まれなくなる場合がある。この場合、位相差ＡＦ前の焦点検出領域を含むようにコントラスト評価領域を設定しても、そのコントラスト評価領域に合焦対象の被写体が含まれないおそれがある。
【０００７】
本発明は、位相差ＡＦによるフォーカスレンズの移動に伴う像倍率の変化によって撮影画面内で被写体が変位した場合でも、コントラスト評価領域を該被写体を含むように適切に設定できるようにした撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影画面のうち位相差検出領域内の被写体に対して求めた撮影光学系のデフォーカス量に基づいて、該撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させる位相差フォーカス制御を行った後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うフォーカス制御手段を有する。そして、フォーカス制御手段は、位相差フォーカス制御によるフォーカスレンズの移動により撮影画面内で被写体が変位した場合に、領域内に被写体が含まれるように位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一側面としての撮像装置の制御方法は、撮影画面のうち位相差検出領域内の被写体に対して求めた撮影光学系のデフォーカス量に基づいて、該撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させる位相差フォーカス制御を行う第１のステップと、該第１のステップの後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うステップとを有する。そして、位相差フォーカス制御によるフォーカスレンズの移動により撮影画面内で被写体が変位した場合に、第２のステップにおいて、領域内に被写体が含まれるように位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、位相差フォーカス制御によるフォーカスレンズの移動（像倍率の変化）により撮影画面内で被写体が変位しても、コントラストフォーカス制御を行うコントラスト評価領域を該変位後の被写体を含むように設定することができる。したがって、より高精度なハイブリッドＡＦ制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１であるカメラおよび交換レンズを含む撮像システムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のカメラで用いられる撮像素子における撮像用画素の平面図と断面図。
【図３】上記撮像素子における焦点検出用画素の平面図と断面図。
【図４】上記焦点検出用画素による瞳分割を示す図。
【図５】実施例１のカメラにおけるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図６】実施例１における位相差検出領域に対するコントラスト評価領域の設定例を示す図。
【図７】実施例２のカメラにおけるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図８】実施例２における位相差検出領域に対するコントラスト評価領域の設定例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１には、本発明の実施例である焦点検出装置を有するデジタルカメラ（撮像装置）１３８と該デジタルカメラに対して取り外し可能に装着される交換レンズ１３７とにより構成される撮像システムの構成を示している。
【００１４】
まず、交換レンズ１３７の構成について説明する。１０１は撮影光学系（結像光学系）のうち最も物体側に配置され、光軸方向に移動可能な第１レンズ群である。１０２は絞りであり、その開口径を変化させて（絞り値を可変として）光量調節を行う。１０３は第２レンズ群である。絞り１０２は、第２レンズ群１０３と一体となって光軸方向に移動する。第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２とが光軸方向に移動することで、変倍（ズーム）が行われる。
【００１５】
１０５はフォーカスレンズとしての第３レンズ群であり、光軸方向に移動して焦点調節を行う。１１１はズームアクチュエータであり、不図示のカム筒を光軸周りで回転させることで、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０２を光軸方向に移動させ、変倍を行わせる。
【００１６】
１１２は絞りアクチュエータであり、光量調節のために絞り１０２の開口径を変化させるよう駆動する。１１４はフォーカスアクチュエータで、あり第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させてフォーカシングを行う。
【００１７】
１３６はカメラ通信回路であり、レンズに関する情報をカメラに送信したり、カメラに関する情報を受信したりする。レンズに関する情報には、ズーム状態、絞り状態、フォーカス状態およびレンズ枠情報等が含まれる。カメラ通信回路１３６は、カメラ側に設けられたレンズ通信回路１３５にこれらの情報を送信する。
【００１８】
次に、カメラ１３８の構成について説明する。１０６は光学的ローパスフィルタであり、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。１０７はＣＭＯＳセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。該撮像素子１０７は、水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素（受光素子）を有し、これらの画素に対してベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタが配置されて２次元単板カラーセンサが構成される。
【００１９】
１３９はシャッタユニットであり、静止画撮影時の露光時間制御を行う。１４０はシャッタ１３９を動作させるシャッタアクチュエータである。
【００２０】
１１５は電子フラッシュであり、キセノン管やＬＥＤを光源として有する。１１６はＡＦ補助光発光部であり、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写体に投影する。これにより、暗い被写体あるいは低コントラストの被写体に対するＡＦ性能を向上させることができる。
【００２１】
１２１はコントローラとしてのカメラＣＰＵであり、カメラの種々の動作の制御を司る。カメラＣＰＵ１２１は、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータおよび通信インターフェイス回路等を有する。カメラＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶されたコンピュータプログラムに従ってカメラ内の各部の動作を制御し、撮影光学系の焦点状態の検出（焦点検出）を含むＡＦ、撮像、画像処理および記録等の一連の撮影動作を実行させる。
【００２２】
１２２は電子フラッシュ制御回路であり、電子フラッシュ１１５の点灯制御を行う。１２３は補助光駆動回路であり、ＡＦ補助光発光部１１６の点灯制御を行う。１２４は撮像素子駆動回路であり、撮像素子１０７の動作を制御するとともに、該撮像素子１０７から出力された画素信号（撮像信号）をＡ／Ｄ変換してカメラＣＰＵ１２１に送信する。１２５は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換された撮像信号に対してγ変換やカラー補間等の画像処理を行って画像信号を生成し、さらに画像信号に対してＪＰＥＧ圧縮等の処理を行う。
【００２３】
１２６はフォーカス駆動回路であり、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動し、第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。１２８は絞り駆動回路であり、絞りアクチュエータ１１２を駆動して絞り１０２を動作させる。１２９はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【００２４】
１３５は前述したレンズ通信回路であり、交換レンズ１３７内のカメラ通信回路１３６と通信を行う。１４５はシャッタ駆動回路であり、シャッタアクチュエータ１４０を駆動する。
【００２５】
１３１はＬＣＤ等の表示器であり、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像および焦点検出時の合焦状態等を表示する。１３２は操作スイッチ群であり、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。１４４はカメラ内メモリであり、カメラＣＰＵ１２１で行う処理や演算に必要な各種データが保存されている。
【００２６】
カメラＣＰＵ（フォーカス制御手段）１２１は、撮像素子１０７に設けられた複数の焦点検出画素からの出力を用いた位相差検出方式によるオートフォーカス（位相差フォーカス制御）を行う。さらに、複数の撮像用画素からの出力を用いたコントラスト検出方式によるオートフォーカス（コントラストフォーカス制御）も行う。この撮像素子１０７を用いた位相差検出方式によるオートフォーカス（ＡＦ）を、以下、撮像面位相差ＡＦといい、コントラスト検出方式によるＡＦを、以下、コントラストＡＦという。
【００２７】
撮像面位相差ＡＦでは、カメラＣＰＵ１２１は、複数の焦点検出画素からの出力により生成された一対の像信号に対して相関演算を行い、それらの相対的な位置ずれを示す位相差を算出する。そして、カメラＣＰＵ１２１は、該位相差に基づいて交換レンズ１（撮影光学系）の焦点状態（デフォーカス量）を算出（検出）する。さらに、カメラＣＰＵ１２１は、該デフォーカス量に基づいて、合焦に近い状態を得るために第３レンズ群１０５を移動させるべき位置（合焦近傍位置）までの駆動量を算出する。カメラＣＰＵ１２１は、算出した駆動量だけ第３レンズ群１０５を移動させるようフォーカス駆動回路１２６を通じてフォーカスアクチュエータ１１４を制御する。
【００２８】
コントラストＡＦでは、カメラＣＰＵ１２１は、フォーカスアクチュエータ１１４を制御して第３レンズ群１０５を移動させながら、所定の周期で、複数の撮像用画素からの出力により生成された映像信号の高周波成分を抽出し、コントラスト評価値を算出する。そして、カメラＣＰＵ１２１は、コントラスト評価値が最大となる位置（合焦位置）に第３レンズ群１０５を移動させる。
【００２９】
次に、図２および図３を用いて、撮像素子１０７上に配置された撮像用画素と焦点検出用画素の構造について説明する。本実施例の撮像素子１０７は、２行×２列の４画素における対角２箇所にＧ（緑色）の分光感度を有する画素を配置し、他の２箇所にＲ（赤色）とＢ（青色）の分光感度を有する画素をそれぞれ１個ずつ配置したベイヤー配列を採用する。そして、このようなベイヤー配列により配置された複数の撮像用画素の中に、複数の焦点検出用画素が分散配置されている。
【００３０】
図２には、撮像用画素の平面図と断面図を示す。同図（ａ）は撮像素子１０７の中央に位置する２行×２列の撮像用画素の平面図である。前述したように、対角２箇所に２つのＧ画素が配置され、他の２箇所にＲ画素とＢ画素が配置されている。
【００３１】
図２（ａ）の断面Ａ−Ａを同図（ｂ）に示す。ＭＬは各画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズであり、ＣＦＲはＲ（Ｒｅｄ）のカラーフィルタである。ＣＦＧはＧ（Ｇｒｅｅｎ）のカラーフィルタである。ＰＤは図３で説明したＣＭＯＳセンサの光電変換部を模式的に示したものである。ＣＬはＣＭＯＳセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。ＴＬは撮影光学系を模式的に示したものである。
【００３２】
ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰと光電変換部ＰＤとがマイクロレンズＭＬによって共役関係に配置され、さらに光電変換部ＰＤの有効面積が大きく設定されている。なお、図２（ｂ）では、Ｒ画素の構造を示しているが、Ｇ画素およびＢ（Ｂｌｕｅ）画素も同一の構造を有する。したがって、撮像用のＲＧＢ画素に対応した射出瞳ＥＰは大きな径を有し、被写体からの光束を効率良く取り込んで、画像信号のＳ／Ｎを向上させる。
【００３３】
図３には、撮影光学系の瞳をｘ方向に分割するための焦点検出用画素の平面図と断面図を示す。同図（ａ）は、撮像素子１０７の中央に位置する焦点検出用画素を含む２行×２列の４画素の平面図である。
【００３４】
撮像信号を得る場合に、Ｇ画素からの出力は輝度情報の主成分をなす。人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるため、Ｇ画素が欠損すると、画質劣化が認められやすい。一方、Ｒ画素もしくはＢ画素は、色情報を取得する画素であるが、人間は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素は多少の欠損が生じても画質劣化に気づきにくい。そこで、本実施例では、２行×２列の４画素のうち、２つのＧ画素は撮像用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素の位置に、ある割合で焦点検出用画素を配置している。同図（ａ）において、焦点検出用画素をＳＨＡ，ＳＨＢで示す。
【００３５】
このように撮像素子１０７に分散配置された複数の焦点検出用画素ＳＨＡが第１の画素群に相当し、複数の焦点検出用画素ＳＨＢが第２の画素群に相当する。複数の焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢをまとめてと焦点検出画素群ともいう。
【００３６】
図３（ａ）の断面Ｂ−Ｂを同図（ｂ）に示す。マイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、図２（ｂ）に示した撮像用画素と同一の構造を有する。
【００３７】
本実施例においては、焦点検出用画素の信号は画像生成には用いられないため、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜（白色膜）ＣＦＷが配置される。
【００３８】
また、ｘ方向の瞳分割を行うため、配線層ＣＬの開口部はマイクロレンズＭＬの中心線に対してｘ方向に偏っている。具体的には、焦点検出用画素ＳＨＡの開口部ＯＰＨＡは−ｘ方向に偏っているため、焦点検出用画素ＳＨＡの光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬの左側（＋ｘ側）の射出瞳領域（第１の瞳領域）ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。また、焦点検出用画素ＳＨＢの開口部ＯＰＨＢは＋ｘ方向に偏っているため、焦点検出用画素ＳＨＢの光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬの右側（−ｘ側）の射出瞳領域（第２の瞳領域）ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。
【００３９】
ｘ方向に規則的に配列された複数の焦点検出用画素ＳＨＡ（第１の画素群）で取得した被写体像をＡ像（第１の像）とする。また、ｘ方向に規則的に配列された複数の焦点検出用画素ＳＨＢ（第２の画素群）で取得した被写体像をＢ像（第２の像）とする。そして、Ａ像とＢ像の相対位置ずれ量（位相差）を検出することで、該位相差に基づいて被写体に対する撮影光学系ＴＬのデフォーカス量を演算することができる。
【００４０】
図４は、本実施例における撮像素子１０７の瞳分割の様子を示す。ＴＬは撮影光学系、１０７は撮像素子、ＯＢＪは被写体、ＩＭＧは被写体像である。
【００４１】
撮像用画素は、図２に示したように、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰの全域を通過した光束を受光する。一方、焦点検出用画素のうち図３に示した焦点検出用画素ＳＨＡは、射出瞳ＥＰのうち＋ｘ側の瞳領域ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素ＳＨＢは、射出瞳領域ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。そして、焦点検出用画素を、撮像素子１０７の全領域にわたって分布させることで、有効撮像エリアの全域で焦点検出が可能となる。
【００４２】
ただし、実際の撮像面位相差ＡＦは、撮像素子１０７の有効撮像エリアに対応する撮影画面内に複数設けられた焦点検出領域のうち、撮影者により又はカメラＣＰＵ１２１が所定のアルゴリズムに従って選択された１又は２以上の焦点検出領域でのみ行われる。
【００４３】
また、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢによって撮影画面のｘ方向に輝度分布を有した被写体、例えばｙ方向の伸びる線に対しては焦点検出が可能であるが、ｙ方向に輝度分布を有する被写体、例えばｘ方向に伸びる線に対しては焦点検出不能である。本実施例では、図示はしないが、後者についても焦点検出できるように、撮影光学系ＴＬのｙ方向にも瞳分割を行う複数の焦点検出用画素も備えている。
【００４４】
さらに、コントラストＡＦについても、撮影範囲の一部に選択的に設定された領域（後述するコントラスト評価領域）において行われる。
【００４５】
図５のフローチャートには、本実施例において、カメラＣＰＵ１２１がコンピュータプログラムに従って実行するＡＦ処理の流れを示している。撮影者がカメラの電源スイッチをオン操作すると、カメラＣＰＵ１２１は、カメラ１３８内のアクチュエータ（シャッタアクチュエータ１４０等）や撮像素子１０７の動作確認を行う。さらに、カメラＣＰＵ１２１は、メモリ内容や実行プログラムの初期化を行い、撮像面位相差ＡＦが行われる焦点検出領域として選択されている焦点検出領域等、ＡＦに必要な情報を読み出す。撮像面位相差ＡＦが行われる焦点検出領域を、以下、位相差検出領域という。
【００４６】
ステップＳ１０１では、カメラＣＰＵ１２１は、レンズ通信回路１３５を介して交換レンズ１３７内のカメラ通信回路１３６と通信を行う。カメラＣＰＵ１２１は、この通信によって交換レンズ１３７の動作確認を行い、交換レンズ１３７内のメモリ内容や実行プログラムの初期化を行う。また、カメラＣＰＵ１２１は、ＡＦや撮影に必要な交換レンズ１３７の諸特性データを取得し、カメラ内メモリ１４４に保存する。そして、ステップＳ１０２へと進む。
【００４７】
ステップＳ１０２では、カメラＣＰＵ１２１は、撮影者によって不図示の撮像準備スイッチ（Ｓ１）がオンされたか否かを判別し、オンされていなければステップＳ１０２にて撮像待機状態を維持する。一方、撮像準備スイッチがオンされた場合、ステップＳ１０３に進む。
【００４８】
ステップＳ１０３では、カメラＣＰＵ１２１は、シャッタアクチュエータ１４０を駆動してシャッタ１３９を開放し、撮像素子１０７による光電変換動作を開始させる。
【００４９】
次にステップＳ１０４では、カメラＣＰＵ１２１は、選択されている位相差検出領域内に含まれる被写体（以下、合焦対象の被写体という）に対して撮像面位相差ＡＦを行う。すなわち、位相差検出領域内の焦点検出画素群から出力を用いて得られる一対の像信号の位相差からデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量から合焦近傍位置までの第３レンズ群１０５の駆動量を算出する。
【００５０】
次にステップＳ１０５では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４で算出した駆動量だけ第３レンズ群１０５を移動させるようフォーカスアクチュエータ１１４を駆動する。
【００５１】
ステップＳ１０６では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４での撮像面位相差ＡＦと同じ位相差検出領域で、撮像面位相差ＡＦのうちデフォーカス量の算出までを行う。
【００５２】
そして、ステップＳ１０７では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６にて算出したデフォーカス量が、合焦近傍状態に対応する所定値である閾値より小さいか否かを判定する。すなわち、ＡＦ方式を、撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えるか否かを判定する。デフォーカス量が閾値よりも小さい場合は、コントラストＡＦに切り替えるためにステップＳ１０８に進む。一方、デフォーカス量が閾値よりも大きい（又は以上の）場合は、ステップＳ１０６で算出したデフォーカス量を用いて撮像面位相差ＡＦを継続するためにステップＳ１０５に戻る。
【００５３】
ステップＳ１０８では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６にて算出したデフォーカス量から、コントラストＡＦにおけるコントラスト評価値を取得する領域（以下、コントラスト評価領域という）の位置やサイズを変更するか否かを判定する。すなわち、デフォーカス量が上記閾値より大きい場合は、ステップＳ１０５での第３レンズ群１０５の移動に伴う像倍率の変化によって撮影画面内で合焦対象の被写体が変位し、ステップＳ１０４，Ｓ１０６での位相差検出領域から外れたとみなす。この場合は、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更すると判定する。一方、デフォーカス量が上記閾値より小さい場合は、像倍率が変化しても撮影画面内で合焦対象の被写体がほとんど変位せず、ステップＳ１０４，Ｓ１０６での位相差検出領域に存在するとみなす。この場合は、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しないと判定する。
【００５４】
コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しないと判定した場合は、カメラＣＰＵ１２１は、コントラスト評価領域の位置をステップＳ１０４，Ｓ１０６での位相差検出領域と同じ位置に設定し、サイズも予め定められた標準サイズ（所定サイズ）に設定する。その後、ステップＳ１１０に移行する。
【００５５】
一方、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更すると判定した場合は、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６で得られたデフォーカス量とステップＳ１０１で得られたレンズ情報とから、像倍率の変化によって変位した合焦対象の被写体の変位量を算出し、その算出結果に基づいてコントラスト評価領域の位置やサイズを変更（設定）する。
【００５６】
図６（ａ）には、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しない場合の例を示している。図６（ｂ）には、ステップＳ１０９にてコントラスト評価領域の位置やサイズを変更する場合の例を示している。
【００５７】
Area01，Area11，Area11′は位相差検出領域である。Area11はデフォーカス量が大きい位相差出領域を、Area11′はデフォーカス量が小さい位相差検出領域を示している。Area02，Area12は、コントラストＡＦでの標準サイズのコントラスト評価領域である。
【００５８】
図６（ａ）に示すように撮影画面の中央部分で焦点検出を行う場合、位相差検出領域Aerea01は、デフォーカス量が変わっても、つまりデフォーカス量に応じた第３レンズ群１０５の移動（以下、フォーカスレンズ駆動という）により像倍率が変化しても変化しない。言い換えれば、フォーカスレンズ駆動によって像倍率が変化しても、撮影画面の中央に存在する被写体は撮影画面の中央部分から変位しない。このため、カメラＣＰＵ１２１は、ＡＦ方式を撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えたときのコントラスト評価領域を、位相差検出領域Aerea01と同じ位置の（すなわち、位相差検出領域Aerea01を包含する）コントラスト評価領域Area02に設定する。
【００５９】
一方、図６（ｂ）に示すように撮影画面の周辺部分で焦点検出を行う場合、位相差検出領域Area11は、デフォーカス量が大きく変化するような大きなフォーカスレンズ駆動による大きな像倍率の変化によって位相差検出領域Area11′に移動する。言い換えれば、フォーカスレンズ駆動によって像倍率が変化することで、撮影画面の周辺に存在した被写体は撮影画面の中央寄りに変位する。このため、カメラＣＰＵ１２１は、ＡＦ方式を撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えたときのコントラスト評価領域を撮像面位相差ＡＦ後の位相差検出領域Area11′を包含するコントラスト評価領域Area12に設定する。
【００６０】
なお、ここにいう「包含」は、位相差検出領域の一部がコントラスト評価領域からはみ出さず、位相差検出領域の全体がコントラスト評価領域内に完全に含まれている状態をいう。さらに、この場合において、位相差検出領域の中心とコントラスト評価領域の中心とが一致するとより好ましい。
【００６１】
図５のステップＳ１１０では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０８又はステップＳ１０９で設定されたコントラスト評価領域内においてコントラストＡＦを行う。そして、コントラストＡＦによって合焦状態が得られると、一連のＡＦ処理を完了し、不図示の撮像開始スイッチがオンされることに応じて、記録用画像を生成し、これを記録したり表示したりする。  
【００６２】
以上説明したように、本実施例によれば、撮像面位相差ＡＦによって合焦対象の被写体に対応する位相差検出領域が移動しても、コントラストＡＦに切り替える際に該移動後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定することができる。したがって、より高精度なハイブリッドＡＦ制御が可能となる。
【実施例２】
【００６３】
本発明の実施例２について説明する。本実施例のカメラの構成と、これに取り外し可能に装着される交換レンズの構成はそれぞれ、実施例１と同じである。本実施例は、撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替わる際の動作が実施例１と異なる。
【００６４】
図７のフローチャートには、本実施例において、カメラＣＰＵ１２１がコンピュータプログラムに従って実行するＡＦ処理の流れを示している。
【００６５】
ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理は、実施例１（図５）のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同じである。
【００６６】
ステップＳ２０４では、カメラＣＰＵ１２１は、被写体検出手段として、撮影画面内に存在する特定被写体としての人物の顔を検出する顔検出処理を行う。顔検出処理の方法は、従来様々な方法が提案されており、本実施例ではいずれの方法を採用してもよい。また、特定被写体は、人物の顔に限られない。
【００６７】
次にステップＳ２０５では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０４で検出した顔の位置情報を用いて、撮像面位相差ＡＦを行う。すなわち、顔の位置に対応する位相差検出領域に含まれる焦点検出画素群からの出力を用いて得られる一対の像信号の位相差からデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量から合焦近傍位置までの第３レンズ群１０５の駆動量を算出する。そして、ステップＳ２０６に進む。
【００６８】
ここで、本実施例での顔検出からコントラストＡＦにおけるコントラスト評価領域の設定までの概略を図９を用いて説明する。図９には、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しない場合の例を示している。
【００６９】
Area21，Area21′は撮像面位相差ＡＦの焦点検出領域（位相差検出領域）である。Area22はコントラストＡＦのコントラスト評価領域である。Area21はデフォーカス量が大きい位相差検出領域を、Area21′はデフォーカス量が小さい位相差検出領域を示している。
【００７０】
図８に点線で示したように、撮影画面の周辺部に特定被写体である顔が存在する場合には、フォーカスレンズ駆動による像倍率の変化によって顔が撮影画面の中央寄りに変位するため、顔の位置に対応する位相差検出領域は、Area21からArea21′に移動する。本実施例では、このような場合、コントラスト評価領域Area22をフォーカスレンズ駆動前（顔の変位前）の位相差検出領域Area21とフォーカスレンズ駆動後（顔の変位後）のArea21′とをともに包含するように設定される。
【００７１】
ステップＳ２０６からステップＳ２１１までの処理は、実施例１のステップＳ１０５からステップＳ１１０までの処理と同じである。そして、ステップＳ２１１にてコントラストＡＦによって合焦状態が得られると、一連の撮影動作を完了し、不図示の撮像開始スイッチがオンされることに応じて、記録用画像を生成し、これを記録したり表示したりする。
【００７２】
以上説明したように、本実施例によれば、撮像面位相差ＡＦによって合焦対象の顔に対応する位相差検出領域が移動しても、コントラストＡＦに切り替える際に該移動前後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定する。したがって、より高精度なハイブリッドＡＦ制御が可能となる。
【００７３】
なお、上述した各実施例では、位相差ＡＦを表示用および記録用画像を取得するための撮像素子を用いて行う場合について説明したが、該撮像素子とは別の位相差検出センサ（ＴＴＬ内測方式および外測方式）を用いて行う撮像装置にも本発明を適用できる。
【００７４】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
位相差ＡＦ
【符号の説明】
【００７６】
１０７  撮像素子
１３７  交換レンズ
１３８ カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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