(57)【要約】【課題】  ピントが大きくぼけている状態であっても、周期パターンへの偽合焦を判別することができる信号処理装置を提供すること【解決手段】  焦点検出信号処理部２１５は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子２１２が出力した一対の像信号を同じ時間軸方向について比較して得られる第１の相関量と、前記一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する。  カメラ制御部２２４は、前記第１の相関量及び前記第２の相関量に基づいて、前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する。【選択図】  図４
2018010245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号を同じ時間軸方向について比較して得られる第１の相関量と、前記一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する相関量算出手段と、
前記第１の相関量及び前記第２の相関量に基づいて、前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較した場合のほうが、前記一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較した場合よりもより一致している場合には、前記判定手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記第２の相関量のほうが前記第１の相関量よりも小さい場合には、前記判定手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比が第１の所定値未満である場合には、前記判定手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記第１の相関量と前記第２の相関量の差分が第２の所定値以上である場合には、前記判定手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記第１の相関量が第３の所定値以上でありかつ前記第２の相関量が第４の所定値未満である場合には、前記判定手段は前記一対の像信号は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項７】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記判定手段が前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応していないと判定した場合には、
前記駆動制御手段はフォーカスレンズの駆動に前記像ずれ量を用いないことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項８】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記第２の相関量のほうが前記第１の相関量よりも大きい場合には、前記駆動制御手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項９】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比が前記第１の所定値以上である場合には、前記駆動制御手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記第１の相関量と前記第２の相関量との差分が第２の所定値未満である場合には、前記駆動制御手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記第１の相関量が第３の所定値以上でありかつ前記第２の相関量が第４の所定値未満ではない場合には、前記駆動制御手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記一対の像信号からフォーカスレンズの駆動方向を検出する方向検出手段を有し、
前記判定手段が前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応していないと判定した場合には、
前記駆動制御手段は前記方向検出手段が検出した方向に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応していると前記判定手段が判定するまで、前記方向検出手段が検出した方向にフォーカスレンズの駆動を継続することを特徴とする請求項１２に記載の信号処理装置。
【請求項１４】
前記一対の像信号のうち一方の像信号を像ずれ量を検出する方向に反転させる信号反転手段を有し、前記一対の像信号のうち一方の像信号と前記信号反転手段が反転させた他方の像信号を用いて前記相関量算出手段が前記第２の相関量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１５】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号に基づいて、像ずれ量を検出する像ずれ量検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１６】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束を１つのマイクロレンズを介して受光する一対の光電変換部を有する画素部を、複数有する撮像素子を有し、
前記像ずれ量検出手段は、前記撮像素子から取得した一対の像信号を用いて焦点検出を行うことを特徴とする請求項１５に記載の信号処理装置。
【請求項１７】
光電変換部を有し位相差を検出するための信号を取得する焦点検出用の画素部と、光電変換部を有し記録するための信号を取得する記録用の画素部と、をそれぞれ複数有する撮像素子を有し、
前記焦点検出用の画素部は遮光層を有し、射出瞳の一部の領域である第１の瞳領域を通過した光束を受光するように遮光層を有する第１の焦点検出用の画素部と、射出瞳の一部の領域であって前記第１の領域とは少なくとも一部が異なる領域である第２の瞳領域を通過した光束を受光する第２の焦点検出用の画素部と、を有し、
前記像ずれ量検出手段は、前記焦点検出用の画素部から取得した一対の像信号を用いて焦点検出を行うことを特徴とする請求項１５に記載の信号処理装置。
【請求項１８】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号を同じ時間軸方向について比較して得られる第１の相関量と、前記一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する相関量算出ステップと、
前記第１の相関量及び前記第２の相関量に基づいて、前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する判定ステップと、を有することを特徴とする信号処理装置の制御方法。
【請求項１９】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する相関量算出手段と、
前記第２の相関量に基づいて前記一対の像信号に基づく像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する判定手段と、を有し、
前記第２の像一致度が第５の所定値以上である場合には、前記判定手段は前記一対の像信号に基づく像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２０】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記第２の相関量が第５の所定値未満である場合には、前記駆動制御手段は前記一対の像信号に基づく像ずれ量に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項１６に記載の信号処理装置。
【請求項２１】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する相関量算出手段と、
前記第２の相関量に基づいて前記一対の像信号に基づく像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する判定ステップと、を有し、
前記第２の像一致度が第５の所定値以上である場合には、前記判定ステップでは前記一対の像信号に基づく像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定することを特徴とする信号処理装置の制御方法。
【請求項２２】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号の一致度である第１の相関量と、前記一対の像信号のうち一方の像信号を像ずれ量を検出する方向に反転させて算出した一致度である第２の相関量を算出する相関量算出手段を有し、
前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比の大小に応じて異なる信号を出力することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２３】
フォーカスレンズの駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比が第１の所定値未満である場合には、前記駆動制御手段は前記第１の相関量に対応する像ずれ量を用いてフォーカスレンズの駆動を制御し、前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比が第１の所定値よりも大きい場合には、前記駆動制御手段はフォーカスレンズの駆動に前記第１の相関量に対応する像ずれ量を用いないことを特徴とする請求項２２に記載の信号処理装置。
【請求項２４】
撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号の一致度である第１の相関量と、前記一対の像信号のうち一方の像信号を像ずれ量を検出する方向に反転させて算出した一致度である第２の相関量を算出する相関量算出ステップを有し、
前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比の大小に応じて異なる信号を出力することを特徴とする信号処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出機能を有する信号処理装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の焦点検出方式として、位相差検出方式が一般に知られている。位相差検出方式では、撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応した一対の像信号を撮像素子が出力し、当該一対の像信号に基づいて、像ずれ量を検出する。そして、当該像ずれ量に基づいてデフォーカス量を取得する。
【０００３】
一方で、位相差検出方式では、ピントが合っていない状態で縞模様のような周期パターンに対する像ずれ量を検出する場合には、合焦位置に対応していない像ずれ量を合焦位置に対応しているとして、誤って検出してしまう場合があった。当該像ずれ量に基づいて取得したデフォーカス量をもとにピントを合わせようとすると、ピントが合わない。このように、合焦位置に対応していない像ずれ量を合焦位置に対応しているとして検出してしまうことを、一般に偽合焦と称する。
【０００４】
そこで、特許文献１では、被写体が周期パターンであるか否かを検出し、周期パターンである場合には、偽合焦を避けるべく位相差検出方式の焦点検出を行わないことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０１１５０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、特許文献１では、周期パターンであると判定した場合は位相差検出方式による偽合焦を防ぐことができる一方で、ピントが大きくぼけている状態では以下の課題を有する。すなわち、ピントが大きくぼけている状態では像のぼけや崩れが生じることにより、周期パターンであるか否かを判別することが困難になるため、偽合焦する周期パターンであるにも関わらず、周期パターンではないと判定してしまう場合があった。偽合焦する周期パターンであるにも関わらず周期パターンではないと判定してしまうと、位相差検出方式では偽合焦してしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ピントが大きくぼけている状態であっても、周期パターンへの偽合焦を判別することができる信号処理装置を提供することを目的とする。また、その制御方法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】
【０００８】
本発明は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号を同じ時間軸方向について比較して得られる第１の相関量と、前記一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する相関量算出手段と、前記第１の相関量及び前記第２の相関量に基づいて、前記第１の相関量に対応する像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する判定手段と、を有するよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
別の側面として、本発明は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号を互いに反対の時間軸方向について比較して得られる第２の相関量を算出する相関量算出手段と、前記第２の相関量に基づいて前記一対の像信号に基づく像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定する判定手段と、を有し、前記第２の像一致度が第５の所定値以上である場合には、前記判定手段は前記一対の像信号に基づく像ずれ量は合焦位置に対応していないと判定するよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、別の側面として、本発明は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束に対応して撮像素子が出力した一対の像信号の一致度である第１の相関量と、前記一対の像信号のうち一方の像信号を像ずれ量を検出する方向に反転させて算出した一致度である第２の相関量を算出する相関量算出手段を有し、前記第２の相関量の前記第１の相関量に対する比の大小に応じて異なる信号を出力するよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ピントが大きくぼけている状態であっても、周期パターンへの偽合焦を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】撮像装置のブロック図である。
【図２】撮像面位相差検出方式の構成を示す模式図である。
【図３】撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】焦点検出信号処理を説明するフローチャートである。
【図５】焦点検出信号処理を説明する図である。
【図６】各フォーカス位置における像ずれ量を説明する図である。
【図７】符号６０１ａのフォーカス位置における被写体の像信号および相関量を説明する図である。
【図８】符号６０１ｂのフォーカス位置における被写体の像信号および相関量を説明する図である。
【図９】各フォーカス位置に対応したＳＹＭの傾向を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態にかかわるレンズおよびレンズ交換型のカメラ本体の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態ではレンズ交換型のカメラの例を説明するが、レンズ一体型のカメラであっても良い。
【００１４】
［撮像装置の構成］
図１に示すように、本実施形態の撮像装置は、レンズ２０およびカメラ２１から構成されている。
【００１５】
レンズ２０には、レンズ全体の動作を統括制御するレンズ制御部２０６が設けられている。カメラ２１には、カメラ全体の動作を統括制御するＣＰＵ等の信号プロセッサーを含むカメラ制御部２２４が設けられている。カメラ制御部２２４とレンズ制御部２０６とは、互いに通信することができる。なお、撮像装置がレンズ一体型である場合は、レンズ制御部２０６の機能および手段はすべてカメラ制御部２２４に含まれるように構成してもよい、そのときカメラ制御部２２４はレンズ一体型の撮像装置全体の動作を統括制御する。
【００１６】
まず、レンズ２０の構成について説明する。レンズ２０は、固定レンズ２０１、絞り２０２、フォーカスレンズ２０３、絞り制御部２０４、フォーカス制御部２０５、レンズ制御部２０６、レンズ操作部２０７を備えている。本実施形態では、固定レンズ２０１、絞り２０２、フォーカスレンズ２０３により撮影光学系が構成されている。固定レンズ２０１は、レンズ２０の最も被写体側に配置された固定の第１群レンズである。絞り２０２は、絞り制御部２０４によって駆動され、後述する撮像素子２１２への入射光量を制御する。フォーカスレンズ２０３は、レンズ２０の最も像面側に配置され、フォーカス制御部２０５によって光軸方向に駆動され、後述する撮像素子２１２に結像する焦点の調節を行う。レンズ制御部２０６は、絞り制御部２０４が絞り２０２の開口量を、フォーカス制御部２０５がフォーカスレンズ２０３の光軸方向の位置を決定するよう制御する。レンズ操作部２０７によってユーザの操作があった場合には、レンズ制御部２０６はユーザ操作に応じた制御を行う。レンズ制御部２０６は、後述するカメラ制御部２２４からの制御命令または制御情報に応じて絞り制御部２０４やフォーカス制御部２０５の制御を行う。また、レンズ制御部２０６は、レンズ制御情報（光学情報）をカメラ制御部２２４に送信する。
【００１７】
次に、カメラ２１の構成について説明する。カメラ２１は、撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得できるように、以下の構成を有する。すなわち、シャッター２１１、撮像素子２１２、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２１３、画像入力コントローラ２１４、カメラ制御部２２４、タイミングジェネレータ２２５、シャッター制御部２２６を有する。また、カメラ２１は、焦点検出信号処理部２１５、バス２１６、表示制御部２１７、表示部２１８、記録媒体制御部２１９、記録媒体２２０、ＲＡＭ２２１、ＲＯＭ２２２、フラッシュＲＯＭ２２３、カメラ操作部２２７を有する。
【００１８】
シャッター２１１はカメラ制御部２２４の制御に応じて後述する撮像素子２１２の露光時間を調節する。撮像素子２１２は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換素子（フォトダイオードＰＤ）である。レンズ２０の撮影光学系を通ってきた光束（被写体像）は撮像素子２１２の受光面上に結像され、フォトダイオードＰＤ（光電変換部）によって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２２４の指令に従ってタイミングジェネレータ２２５から与えられる駆動パルスに基づいて、信号電荷に応じた電圧信号（撮像信号、焦点検出信号）として撮像素子２１２から順次読み出される。
【００１９】
本実施形態において、撮像素子２１２は、撮像面位相差検出方式の焦点検出を行うために、図２（ｂ）のように１つの画素部につき２つのフォトダイオードＰＤを保持している。撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰの全域を通過した光束をマイクロレンズＭＬで分離し、この２つのフォトダイオードＰＤで結像することで、撮像用と焦点検出用の２つの信号が取り出せるようになっている。２つのフォトダイオードＰＤの信号を加算した信号Ａ＋Ｂが撮像信号であり、個々のフォトダイオードの信号Ａ、信号Ｂが焦点検出用の２つの像信号（焦点検出信号）になっている。
【００２０】
図２（ｂ）に例示している２つのフォトダイオードＰＤのうち一方は瞳領域ＡＰ−ａ（射出瞳ＥＰ内の点線で示した右側の楕円の領域）を通過した光束を光電変換し、他方は瞳領域ＡＰ−ｂ（射出瞳ＥＰ内の点線で示した左側の楕円の領域）を通過した光束を光電変換する。瞳領域ＡＰ−ａ及び瞳領域ＡＰ−ｂはいずれも射出瞳ＥＰに含まれる領域であり、瞳領域ＡＰ−ａ（第１の瞳領域）及び瞳領域ＡＰ−ｂ（第２の瞳領域）は互いに重複している。２つのフォトダイオードＰＤのうち一方のフォトダイオードＰＤ（第１の光電変換部）と他方のフォトダイオードＰＤ（第１の光電変換部）とでは、射出瞳ＥＰのうち少なくとも一部が異なる（重複していない）瞳領域を通過した光束をそれぞれ受光する。つまり、撮像素子２１２上には撮影光学系の射出瞳ＥＰのうち互いに少なくとも一部が異なる（重複していない）瞳領域を通過した一対の光束をそれぞれ光電変換する第１の光電変換部および第２の光電変換部を有する画素部が二次元状に複数配列されている。これにより撮像画面内の全域で焦点検出を可能としている。本実施形態において焦点検出は、像ずれ量の検出を指す。焦点検出信号を基に、後述する焦点検出信号処理部２１５で２つの（一対の）像信号に対して相関演算を行い、像ずれ量や各種信頼性情報を算出する。なお、図２（ａ）は、本実施形態の撮像素子２１２の一部の画素部を拡大したもので、原色ベイヤー配列と呼ばれる画素構成を採用している。具体的には、Ｒ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）の原色カラーフィルタがベイヤー配列された２次元単板ＣＭＯＳカラーイメージセンサが用いられている。ここで、図２（ａ）に示されるＲは、Ｒ画素を表し、Ｂは、Ｂ画素を表し、ＧｒおよびＧｂは、Ｇ画素を表している。
【００２１】
撮像素子２１２から読み出された撮像信号および焦点検出信号はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２１３に入力され、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、ゲインの調節、信号のデジタル化が行われる。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２１３は、撮像信号を画像入力コントローラ２１４に、焦点検出信号を焦点検出信号処理部２１５にそれぞれ出力する。
【００２２】
画像入力コントローラ２１４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２１３から出力された撮像信号をＲＡＭ２２１に格納する。ＲＡＭ２２１に格納した撮像信号（画像信号）は、バス２１６を介して、表示制御部２１７によって表示部２１８に表示される。また、撮像信号の記録を行うモードの時には、記録媒体制御部２１９によって記録媒体２２０に記録される。また、バス２１６を介して接続された記録媒体としてのＲＯＭ２２２には、カメラ制御部２２４が図３、図４のフローチャートに示す動作を実行するためのコンピュータ用の制御プログラムおよび制御に必要な各種データ等が格納されている。フラッシュＲＯＭ２２３には、ユーザ設定情報等のカメラ２１の動作に関する各種設定情報等が格納されている。なお、本実施形態ではファームウェアで各種演算や制御をおこなっているが、それぞれの演算や制御をハードウェアとしての専用の電気回路で行っても良い。
【００２３】
焦点検出信号処理部２１５はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２１３から出力された焦点検出用の２つの（一対の）像信号を基に、相関演算を行い、像ずれ量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度等）を算出する。検出した像ずれ量と、信頼性情報をカメラ制御部２２４へ出力する。また、カメラ制御部２２４は、取得した像ずれ量や信頼性情報を基に、これらを算出する設定の変更を焦点検出信号処理部２１５に通知する。例えば、像ずれ量が大きい場合に相関演算を行う領域を広く設定したり、コントラスト情報に応じてバンドパスフィルタの種類を変更したりする。本実施形態の焦点検出信号処理の詳細については、図４と図５を用いて後述する。なお、本実施形態では、信号処理装置は少なくともこの焦点検出信号処理部２１５と後述するカメラ制御部２２４から構成される。
【００２４】
なお、本実施形態は撮像信号および焦点検出用の２つの（一対の）像信号の計３つの信号を撮像素子２１２から取り出しているが、このような方法に限定されない。撮像素子２１２の処理負荷を考慮し、例えば撮像信号と焦点検出信号の１つの像信号の計２つを取り出し、撮像信号と焦点検出信号の差分を取ることでもう１つの焦点検出信号を生成するような制御にしても良い。
【００２５】
カメラ制御部２２４は、カメラ２１内全体と情報をやり取りして制御を行う。カメラ２１内の処理だけでなく、カメラ操作部２２７からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、レリーズボタン、設定の変更、記録の開始、記録映像の確認等の、ユーザが操作したさまざまなカメラ機能を実行する。レリーズボタンには、使用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するレリーズスイッチ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するレリーズスイッチＳＷ２とが接続されている。また、先述したようにレンズ２０内のレンズ制御部２０６と情報をやり取りし、レンズに制御命令または制御情報を送ることや、レンズ内のレンズ制御情報（光学情報）を取得する。
【００２６】
［本実施形態が想定している課題］
ここで、撮像装置の処理動作を説明する前に、本実施形態で想定している課題を説明する。従来、位相差検出方式では、縞模様のような周期パターンに対してピントが大きくぼけている状態からピントを合わせるための像ずれ量を検出する場合に、以下のような課題があった。すなわち、ピントが合わない像ずれ量であるにもかかわらず合焦位置に対応する像ずれ量として検出してしまうという課題があった。理由を以下に説明する。
【００２７】
ピントが大きくぼけているほど、周期パターンにはより大きなぼけが生じることから、ぼけ同士が重複しやすくなる。ぼけ同士が重複してしまうと重複部分の輝度レベルが高くなり、実際には周期パターンの像が生じない位置に、像が生じているような像信号を撮像素子２１２が取得してしまう。本実施形態では、実際には周期パターンの像が存在しない位置に、ぼけ同士の重複によって像が生じているように像信号が生成されることを偽解像と称する。偽解像によって生じた像に対応して取得した像信号をもとに、検出した像ずれ量を用いてデフォーカス量を取得しフォーカスレンズ２０３の駆動を行うと、合焦位置に対応していない位置にフォーカスレンズ２０３を駆動してしまう。
【００２８】
また、特に撮像面位相差検出方式においては、以下の理由から他の位相差検出方式と比較して偽解像により偽合焦しやすい。撮像面位相差検出方式においては、回折の影響で瞳分割領域が明瞭な領域となりにくい。また、撮像面位相差検出方式の場合は、瞳分割領域に撮像レンズのレンズ枠や絞り枠により枠ケラレが生じ、一対の像信号の同形性が低下する場合がある。このように、撮像面位相差検出方式では、ぼけや像の崩れの影響により、偽解像がより強調されてしまうので、他の位相差検出方式と比較して偽合焦しやすい。
【００２９】
そこで、本実施形態では、以下に説明する構成を有する。これにより、ピントが大きくぼけている状態であっても、周期パターンへの偽合焦を判別することができるという効果を有する。これにより、ピントが大きくぼけている状態であっても、偽合焦を回避することが可能である。
【００３０】
［撮像装置の動作（図３）］
次に、図１の撮像装置の本実施形態における動作について図３を用いて説明する。
【００３１】
図３は、撮像装置の静止画撮影の処理手順を示すフローチャートである。Ｓ１０１ではカメラ制御部２２４がカメラの初期化処理を行うよう制御し、Ｓ１０２へ進む。初期化処理は、フラッシュＲＯＭ２２３に格納されているユーザ設定情報等のカメラ２１の動作に関する各種設定情報の読み出しを行っている。また、レンズ２０と通信してレンズのレンズ制御情報（光学情報）を取得する。
【００３２】
Ｓ１０２では、カメラ操作部２２７のレリーズボタンのレリーズスイッチＳＷ１の状態がＯＮであればＳ１０３へ進むようカメラ制御部２２４が制御する。ＯＦＦであれば本フローの静止画撮影を終了する。
【００３３】
Ｓ１０３では、撮像素子２１２から出力された焦点検出用の２つの像信号（一対の像信号）を基に、焦点検出信号処理部２１５が相関演算を行い、像ずれ量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度等）を算出する焦点検出信号処理を行う。また、後述の相関量ＦＬＶＬ及びＦＬＶＬ’に基づいてＳＹＭを算出する。詳細については図４のサブフローを用いて後述する。なお、ここで相関量とは一対の像信号（像信号Ａと像信号Ｂ）の一致の度合いの指標となる値であり、本実施形態では二像の差分に基づく相関量が小さいほど二像が一致しているとカメラ制御部２２４が判断する。相関量ＦＬＶＬ及びＦＬＶＬ’は二像の相関量が最小値である場合、つまり二像が一致したと判断される場合の相関量である。詳細は後述する。
【００３４】
Ｓ１０４では、Ｓ１０３で焦点検出信号処理部２１５によって算出されたＳＹＭに基づいて、Ｓ１０３で算出された焦点検出信号処理部２１５によって算出された像ずれ量によって偽合焦する否かをカメラ制御部２２４（判定手段）が判定する。ＳＹＭが、閾値である第１の所定値未満である場合は、カメラ制御部２２４はＳ１０３で検出した像ずれ量では偽合焦すると判定し、Ｓ１０３で検出した像ずれ量を採用することができないとしてＳ１０９へ進む。後述のＳＹＭが閾値である第１の所定値以上である場合は、カメラ制御部２２４はＳ１０３で検出した像ずれ量を採用しても偽合焦しないと判定し、場合はＳ１０５へ進む。このように、本実施形態では、Ｓ１０３でカメラ制御部２２４が偽合焦すると判定した場合と偽合焦しないと判定した場合とでは、異なる処理を行うようにカメラ制御部２２４が異なる信号を出力する。
【００３５】
Ｓ１０５では、Ｓ１０３で検出される像ずれ量に基づいてカメラ制御部２２４がデフォーカス量を取得する。そして、デフォーカス量、信頼性情報の二像一致度（相関量ＦＬＶＬに基づく）及び二像急峻度に基づいて、カメラ制御部２２４が合焦判定を行う。
【００３６】
信頼性情報の二像一致度が低い、または、二像急峻度が低い、すなわち信頼性が低い場合は、カメラ制御部２２４が合焦できない被写体であると判定して静止画撮影を終了する。一方、信頼性が高い場合であってかつ、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの駆動を行った場合の焦点の位置を計算し、焦点が合焦と判定できる所定の深度の範囲外である場合は、カメラ制御部２２４は合焦できないと判定してＳ１０９へ進む。これらのいずれにも該当しない場合には、カメラ制御部２２４は合焦できると判定し、Ｓ１０６へ進む。
【００３７】
Ｓ１０６では、Ｓ１０４で用いたデフォーカス量に基づいて、カメラ制御部２２４（駆動制御手段）がフォーカスレンズ２０３の駆動量を算出し、レンズ制御部２０６に対してフォーカスレンズ２０３の駆動命令を送信する。レンズ制御部２０６は、カメラ制御部２２４から受信した駆動命令に従い、フォーカス制御部２０５を介してフォーカスレンズ２０３を駆動して撮像素子２１２に結像する焦点の調節を行う。
【００３８】
Ｓ１０７では、カメラ操作部２２７のレリーズボタンのレリーズスイッチＳＷ２の状態がＯＮであればＳ１０８へ進むようカメラ制御部２２４が制御する。ＯＦＦであればＯＮされるまでＳ１０７を繰り返すようカメラ制御部２２４が制御する。Ｓ１０８では撮影を行う。
【００３９】
Ｓ１０９では、カメラ制御部２２４がフォーカスレンズ２０３の駆動を制御する。Ｓ１０４で偽合焦するとカメラ制御部２２４が判定した場合には、Ｓ１０３で焦点検出信号処理部２１５が検出した像ずれ量に基づき焦点検出信号処理部２１５（方向検出手段）がフォーカスレンズ２０３の駆動方向を検出する。そして当該駆動方向に基づきサーチ駆動を行うようカメラ制御部２２４が制御する。サーチ駆動では、所定の条件を充たすまで、Ｓ１０３で焦点検出信号処理部２１５が検出した像ずれ量によらず、当該駆動方向にフォーカスレンズ２０３を所定量駆動する。本実施形態では、Ｓ１０４で偽合焦しないとカメラ制御部２２４が判定するまで、サーチ駆動を継続しながら、Ｓ１０９とＳ１０３を繰り返す。Ｓ１０５で焦点が所定の深度の範囲外であると判定された場合には、Ｓ１０３で焦点検出信号処理部２１５により検出された像ずれ量に基づいて、カメラ制御部２２４がフォーカスレンズ２０３の駆動量を算出する。そして、カメラ制御部２２４はレンズ制御部２０６に対してフォーカスレンズ２０３の駆動命令を送信する。レンズ制御部２０６は、カメラ制御部２２４から受信した駆動命令に従い、フォーカス制御部２０５を介してフォーカスレンズ２０３を駆動して撮像素子２１２に結像する焦点の調節を行う。
【００４０】
［焦点検出信号処理］
次に、Ｓ１０３の焦点検出信号処理について、図４と図５を用いて説明する。図４は、焦点検出信号処理（Ｓ１０３）のサブフローを示した図である。
【００４１】
まず、Ｓ４０１で撮像素子２１２上の任意の領域における一対のフォトダイオードＰＤのそれぞれから、一対の像信号を取得する。以下、この一対の像信号のうち一方を像信号Ａ、もう一方を像信号Ｂと呼ぶ。
【００４２】
［像信号Ａと像信号Ｂの相関量の算出（Ｓ４０１〜４０５）］
次に、Ｓ４０２では、Ｓ４０１で取得した一対の像信号である像信号Ａと像信号Ｂの相関量を焦点検出信号処理部２１５が算出する。図５（ａ）は、相関量の算出を模式的に表した図であり、最大シフト量をＳ、１シフトのシフト量をｉとしたときに−Ｓから＋Ｓまで像信号Ａと像信号Ｂをそれぞれ１ビットずつシフトさせたときの様子を示している。図５（ａ）では、像信号Ａと像信号Ｂをそれぞれ１ビットずつシフトさせたときのシフト位置を、−Ｓ、−（Ｓ−２ｉ）、−（Ｓ−４ｉ）、０、＋（Ｓ−４ｉ）、＋（Ｓ−２ｉ）、＋Ｓで示している。前述の通り、相関量とは像信号Ａと像信号Ｂの一致の度合い（一致度）の指標となる値である。各シフト位置の相関量ＣＯＲは、像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の総和として算出する。つまり本実施形態では、相関量が小さいほど、像信号Ａと像信号Ｂの相関は高い、言い換えると像信号Ａと像信号Ｂの一致度が高い。１ビットずつシフトさせたときのシフト量をｉ、画素番号ｋ、画素数Ｍとしたときの相関量は、像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の総和を求める以下の式（１）によって算出することができる。
【００４３】
【数１】
2018010245.tif 000003
【００４４】
図５（ｂ）は相関量ＣＯＲを波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関量を示す。図５（ｂ）中の符号５０１ｂと５０２ｂは相関量の波形の極値周辺を示している。
【００４５】
続いて、Ｓ４０３では、Ｓ４０２で算出した相関量から相関変化量を算出する。ここで、相関変化量ΔＣＯＲの算出について説明する。図５（ｂ）の相関量の極値を算出するために１シフト飛ばしの相関量の差から相関変化量を算出する。シフト量ｉのときの相関変化量は以下の式（２）によって算出することができる。
【００４６】
【数２】
2018010245.tif 000004
【００４７】
図５（ｃ）は相関変化量ΔＣＯＲを波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関変化量を示す。図５（ｃ）で、符号５０１ｃ、５０２ｃは相関量の極値に対応するシフト位置である。縦軸ゼロの位置と相関変化量ΔＣＯＲの波形が交わることをゼロクロスと呼ぶ。ゼロクロスするシフト位置では像信号Ａと像信号Ｂの相関が高い。
【００４８】
続いて、Ｓ４０４では、Ｓ４０３で算出した相関変化量から、像信号Ａと像信号Ｂの像ずれ量を焦点検出信号処理部２１５（像ずれ量検出手段）検出する。ここで、像ずれ量の検出について説明する。像ずれ量は、像信号Ａと像信号Ｂの相関が最も高くなる（相関量が最も小さくなる）シフト位置なので、相関変化量がゼロクロスするシフト位置の中でも相関変化量が最大となるシフト位置を検出することで求めることができる。図５（ｃ）で、２つのゼロクロス５０１ｃと５０２ｃのうち５０１ｃで示すゼロクロスするシフト位置の相関変化量の方が相関量の変化が大きい場合は、図５（ｂ）で示すシフト位置ｃｓが像ずれ量として検出される。
【００４９】
続いて、Ｓ４０５では、Ｓ４０３で算出した相関変化量から像信号Ａと像信号Ｂの相関量ＦＬＶＬ（第１の相関量）を焦点検出信号処理部２１５（相関量算出手段）が算出する。ここで、相関量ＦＬＶＬの算出について説明する。相関量ＦＬＶＬとは、Ｓ４０４で検出した像ずれ量（ここではシフト位置ＣＳ）だけ像信号Ａと像信号Ｂを像ずれさせたときの相関量のことである。例えば、図５（ｂ）の符号ＦＬＶＬがシフト位置ＣＳにおける相関量を示している。本実施形態では、相関量が最小となるシフト位置において二像が一致する度合いを表わす指標として相関量ＦＬＶＬを用いる。相関量ＦＬＶＬは、式（１）を用いればＣＯＲ［ｃｓ］を参照することにより求めることができる。なお、本実施形態では像信号Ａと像信号Ｂが一致する度合いを示す指標として相関量を用いているが、これ以外の指標を用いても良い。
【００５０】
Ｓ４０４で検出される像ずれ量をデフォーカス量に変換し、さらにフォーカスレンズ２０３の駆動量に変換してフォーカスレンズ２０３を駆動させることで、撮像素子２１２に結像する焦点の調節を行うことができる。本実施形態では、これまで説明したように一対の像信号を用いてＳ４０２からＳ４０５を行った後、さらにＳ４０６で一対の像信号のうち一方を左右反転して、Ｓ４０２〜Ｓ４０５と同様にＳ４０７からＳ４１０を行う。以下、Ｓ４０６からの処理について説明する。
【００５１】
［一対の像信号の一方を左右反転した場合の相関量の算出（Ｓ４０６〜４１０）］
Ｓ４０６〜４１０では、一対の像信号のどちらか一方の像信号を左右反転させて用いた場合の相関量ＦＬＶＬ’（第２の相関量）を焦点検出信号処理部２１５（相関量算出手段）が算出する。偽解像の影響で周期パターンに偽合焦してしまう場合には、一対の像信号のどちらか一方の像信号を左右反転させて用いた場合の相関量（相関量ＦＬＶＬ’）が小さいという特徴がある。この特徴を利用して、ここで算出した相関量ＦＬＶＬ’は偽合焦の判定に用いるＳＹＭの算出（Ｓ４１１）のために用いる。詳しくは後述する。
【００５２】
Ｓ４０６では、Ｓ４０１で取得した一対の像信号のうちどちらか一方の像信号を左右反転させた像信号を焦点検出信号処理部２１５（信号反転手段）が生成する。なお、本実施形態では像信号Ａと像信号Ｂを左右にシフトする場合、すなわち左右方向に像ずれ量を算出する場合を例示していることから、焦点検出信号処理部２１５は左右方向に信号を反転している。すなわち、焦点検出信号処理部２１５は像ずれ量を検出する方向に一対の像信号のうち一方の像信号を反転する。  以下の説明では、像信号Ｂを左右反転させた像信号Ｂ’を生成した場合について説明するが、像信号Ａを左右反転させた像信号Ａ’を生成して用いてもよい。なお、左右反転させた像信号は画素番号ｋ、画素数Ｎとしたとき以下の式（３）によって生成することができる。
【００５３】
【数３】
2018010245.tif 000005
【００５４】
Ｓ４０７では、一対の像信号である像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量を焦点検出信号処理部２１５が算出する。なお、相関量の算出方法は、Ｓ４０２の一対の像信号である像信号Ａと像信号Ｂの相関量の算出と同じでよい。
【００５５】
Ｓ４０８では、Ｓ４０７で算出した相関量から相関変化量を焦点検出信号処理部２１５が算出する。なお、相関変化量の算出方法は、Ｓ４０３の像信号Ａと像信号Ｂとの相関変化量の算出と同じでよい。
【００５６】
Ｓ４０９では、Ｓ４０８で算出した相関変化量から像信号Ａと像信号Ｂ’の像ずれ量を焦点検出信号処理部２１５（像ずれ量検出手段）が検出する。なお、像ずれ量の検出方法は、Ｓ４０４の像信号Ａと像信号Ｂとの像ずれ量の検出と同じでよい。
【００５７】
Ｓ４１０では、Ｓ４０９で算出した相関変化量から像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量ＦＬＶＬ’を焦点検出信号処理部２１５が（相関量算出手段）が算出する。相関量ＦＬＶＬ’は、像信号Ａと像信号Ｂ’をＳ４０４で検出した像すれ量だけシフトした際の像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量である。なお、相関量ＦＬＶＬの算出方法は、Ｓ４０５の像信号Ａと像信号Ｂの相関量の算出と同じでよい。
【００５８】
なお、Ｓ４０５は時間軸方向（撮像素子の画素部の信号の読み出し方向）について２つの像信号を比較するための相関量ＦＬＶＬを算出することができれば上記構成に限らない。また、Ｓ４１０は２つの像信号のうち一方を時間軸方向に、他方を反対の時間軸方向に比較する、つまり２つの像信号を互いに反対の時間軸方向について比較するための相関量ＦＬＶＬ’を得ることができれば、上記構成に限らない。
【００５９】
［ＳＹＭの算出］
続いて、Ｓ４１１では、ＳＹＭを算出する。ＳＹＭとは、像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量ＦＬＶＬ’の、像信号Ａと像信号Ｂの相関量ＦＬＶＬに対する比の値であり、一対の像信号Ａと像信号Ｂの同形性の崩れを検出するための指標である。ＳＹＭの算出には、以下の式（４）が用いられる。
【００６０】
【数４】
2018010245.tif 000006
【００６１】
なお、ＳＹＭについては、図９を用いて後述する。
【００６２】
Ｓ４１１が終了したら、図４のフローを終了し、図３のＳ１０４へと進む。
【００６３】
以上、本実施形態の焦点検出信号処理について説明した。以下、ピントが合っている状態で図７（ａ）に示す縞模様のような像が撮像面に投影される被写体に対して、像ずれ量を検出する場合を例に、本実施形態の偽合焦判定について図６から図９を用いて説明する。
【００６４】
［一対の像信号のうち一方を反転する理由］
前述の通り、本実施形態におけるＳ１０４では、Ｓ４１１で算出したＳＹＭと閾値である第１の所定値とに基づいてカメラ制御部２２４が偽合焦判定を行う。これ以降、２つのフォーカス位置を例に取り上げながらＳＹＭのフォーカス位置に応じた傾向と、当該傾向を考慮した閾値について説明する。
【００６５】
図６は、被写体を、ピントが合っている状態で図７（ａ）に示す縞模様のような像が撮像面に投影される被写体とした場合の、ピントが大きくぼけているフォーカス位置からピントが合うまでの各フォーカス位置における像ずれ量を示す図である。なお、横軸はフォーカス位置であり、横軸ゼロ（左端）の位置はピントが大きくぼけているフォーカス位置である。右にいくにしたがい合焦位置に近づく。また、縦軸は、像ずれ量を示し、像ずれ量がゼロ（横軸の位置）に近いほど小さい像ずれ量が検出されていることを示している。
【００６６】
図６に示しているように、符号６０１ａと符号６０１ｂのフォーカス位置は、焦点検出信号処理部２１５が検出する像ずれ量が０となるフォーカス位置である。符号６０１ａは合焦するフォーカス位置である。符号６０１ｂのフォーカス位置は、偽解像により生じた像に対して像ずれ量を求めた場合に、像ずれ量が０となるフォーカス位置であり、偽合焦するフォーカス位置である。符号６０１ｂのフォーカス位置から０のフォーカス位置では符号６０１ｂの位置に対応する像ずれ量を焦点検出信号処理部２１５が検出する。また、符号６０１ｂのフォーカス位置よりも符号６０１ａに近いフォーカス位置では、符号６０１ａのフォーカス位置、すなわち合焦位置に対応する像ずれ量を焦点検出信号処理部２１５が検出する。
【００６７】
図７及び図８は、符号６０１ａのフォーカス位置及び符号６０１ｂのフォーカス位置において取得する像信号や、一対の像信号を用いて算出した相関量を説明する図である。
【００６８】
図７（ｂ）は、図６の符号６０１ａのフォーカス位置において取得した一対の像信号である像信号Ａと像信号Ｂを示している。符号６０１ａのフォーカス位置は合焦位置であることから、周期パターンにぼけが生じておらず、像の崩れも生じていないため、像信号Ａと像信号Ｂの像の形はほぼ一致している。図７（ｃ）は縦軸が相関量を示しており、横軸に近ければ近いほど相関量が小さい。横軸は各シフト量を示している。前述のように図７（ｂ）の像信号Ａ及び像信号Ｂはほぼ一致しており、一対の像信号が一致しているほど相関量は小さいことから、図７（ｃ）では、相関量の極小値はほぼ横軸と一致する。
【００６９】
図７（ｄ）は、像信号Ａと像信号Ｂを左右反転した像信号Ｂ’とを重ね合わせた図である。図７（ｂ）でほぼ一致している一対の像信号のうちの一方を反転したため、図７（ｄ）では図７（ｂ）と比較して一対の像信号が一致していない。一対の像信号が一致しているほど相関量は小さいことから、図７（ｅ）に示す像信号Ａと像信号Ｂ’との相関量の極小値（相関量ＦＬＶＬ’）は、図７（ｃ）の像信号Ａと像信号Ｂとの相関量の極小値（相関量ＦＬＶＬ）よりも大きい。
【００７０】
図８（ｂ）は、図６の符号６０１ｂに示したフォーカス位置において取得した一対の像信号である像信号Ａと像信号Ｂを示している。符号６０１ｂのフォーカス位置は、偽解像により生じた像に対して像ずれ量を求めた場合に像ずれ量が０となるフォーカス位置であることから、偽解像の影響を受けており、像崩れも生じている。このため、図８（ａ）に示すような像が撮像面に投影される。図８（ａ）の像では、図７（ａ）で示した２本の線それぞれに生じたぼけが重複することで２本の線の中心に相関が高い部分が生じている。これにより、撮像素子２１２では２本の線の中心に像が生じているように像信号が生成される。また、図８（ｂ）で示しているように、ぼけに起因する像崩れによって、像信号Ａの左側と、像信号Ｂの右側の山が生じなくなり、像信号Ａと像信号Ｂの同形性が低下している。
【００７１】
このように、符号６０１ｂに示したフォーカス位置においては、偽解像と像くずれの影響により、ぼけの重複部分を最も相関が高い部分として、誤った像ずれ量を検出してしまう。
【００７２】
一方で、このように偽解像及び像くずれの影響を受けた像信号Ａと像信号Ｂのうち像信号Ｂを反転して図８（ｄ）に示すように重ね合わせた場合は、像信号Ａと像信号Ｂを図８（ｂ）に示すように重ね合わせた場合と比較して一対の像がより一致する。一対の像信号が一致しているほど相関量は小さいことから、図８（ｅ）に示す像信号Ａと像信号Ｂ’との相関量の極小値（相関量ＦＬＶＬ’）は、図８（ｃ）の像信号Ａと像信号Ｂとの相関量の極小値（相関量ＦＬＶＬ）よりも小さい。
【００７３】
以上説明したように、偽合焦するフォーカス位置では、一対の像信号のうち一方を反転せずに算出した相関量ＦＬＶＬよりも一対の像信号のうち一方を反転して算出した相関量ＦＬＶＬ’のほうが小さいという特徴がある。
【００７４】
［各フォーカス位置におけるＳＹＭの傾向］
以下、図９を用いて、符号６０１ａ及び符号６０１ｂのフォーカス位置を含む各フォーカス位置に対応したＳＹＭの傾向を説明する。
【００７５】
図９では、横軸はフォーカス位置であり、横軸ゼロ（左端）の位置はピントが大きくぼけているフォーカス位置である。右にいくにしたがい合焦位置に近づく。符号６０１ｂから０までのフォーカス位置は、偽解像の影響により偽合焦してしまうフォーカス位置である。これに対して符号６０１ｂより符号６０１ａのフォーカス位置に近いフォーカス位置は、合焦する像ずれ量を焦点検出信号処理部２１５が検出することができるフォーカス位置である。
【００７６】
図９の塗りつぶしなしの棒線は、各フォーカス位置における像信号Ａと像信号Ｂの相関量（第１の相関量）を示している。前述の通り、相関量ＦＬＶＬはＳ４０４で検出した像ずれ量だけ像信号Ａと像信号Ｂを像ずれさせたときの相関量である。
【００７７】
図９の塗りつぶした棒線は、各フォーカス位置における像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量（第２の相関量）を示している。前述の通り、相関量ＦＬＶＬ’はＳ４０４で検出した像ずれ量だけ像信号Ａと像信号Ｂ’を像ずれさせたときの相関量である。
【００７８】
図９の折れ線は、像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量（第２の相関量）を像信号Ａと像信号Ｂの相関量（第１の相関量）で割った値、つまりＳＹＭ（ＦＬＶＬ’／ＦＬＶＬ）を示している。仮に相関量ＦＬＶＬが固定の場合に相関量ＦＬＶＬ’が大きいほど、また仮に相関量ＦＬＶＬ’が固定の場合に相関量ＦＬＶＬの値が小さいほど、折れ線のとる値が大きい。
【００７９】
ここで、図９の折れ線がとる値のフォーカス位置に応じた変化に着目する。横軸ゼロ（左端）の位置から右にいくにしたがい、折れ線の取る値であるＳＹＭの値は大きくなっていく傾向にある。このような傾向を有する理由を説明する。ピントぼけが大きく偽解像の影響を受けるフォーカス位置であるほど、相関量ＦＬＶＬ’が小さく、合焦位置に近づくほど相関量ＦＬＶＬ’が大きくなる。一方で、相関量ＦＬＶＬは符号６０１ｂのフォーカス位置までは相関量ＦＬＶＬ’より大きい値のまま、相関量ＦＬＶＬ’と同様に増加していく。そして、符号６０１ｂのフォーカス位置を行き過ぎてから合焦位置に近づくほど概ね小さくなる傾向を有している。このため、横軸ゼロ（左端）の位置から右にいくにしたがい、折れ線の取る値であるＳＹＭの値は大きくなっていく傾向にある。
【００８０】
［偽合焦判定］
以上説明したように、符号６０１ｂのフォーカス位置を基準に偽合焦するフォーカス位置と合焦するフォーカス位置に分けることができる。また、ＳＹＭのフォーカス位置に応じた変化は、０のフォーカス位置から合焦位置に近づくにつれて増加する傾向を有する。これらの特徴を利用して、Ｓ１０４の偽合焦判定を行う。具体的には、符号６０１ｂのフォーカス位置に対応するＳＹＭの値よりも大きい値になるように閾値である第１の所定値を設定し、第１の所定値とＳＹＭとを比較することで、カメラ制御部２２４が周期パターンへの偽合焦の判定を行う。
【００８１】
本実施形態では、ＳＹＭの値が第１の所定値以上である場合は４０４で検出した像ずれ量は合焦位置に対応しており、当該像ずれ量を用いることで合焦位置にピントを合わせることができるとカメラ制御部２２４が判定する。一方、ＳＹＭの値が第１の所定値未満である場合は、相関量ＦＬＶＬの算出に用いた像信号Ａと像信号Ｂから検出した像ずれ量は合焦位置に対応しておらず、偽合焦してしまうとカメラ制御部２２４が判定する。
【００８２】
［本実施形態による効果］
以上のように、本実施形態では、相関量ＦＬＶＬ及び相関量ＦＬＶＬ’に基づいてＳ４０３で検出した像ずれ量が合焦位置に対応しているか否かを判定している。
【００８３】
言い換えると、周期パターンへの偽合焦を判別する。これにより、ピントが大きくぼけている状態であっても、周期パターンへの偽合焦を判別することができる。
【００８４】
［偽合焦判定の変形例］
実施形態１では、ＳＹＭを用いて周期パターンへの偽合焦を判別したが、相関量ＦＬＶＬおよびＦＬＶＬ’の増減から求めてもよい。例えば、相関量ＦＬＶＬから相関量ＦＬＶＬ’を減算した値が第２の所定値以上である場合には、誤った像ずれ量を検出したため偽合焦するとカメラ制御部２２４が判定する。第２の所定値未満である場合には、Ｓ４０４で検出した像ずれ量は合焦位置に対応しており、当該像ずれ量を用いることで合焦位置にピントを合わせることができるとカメラ制御部２２４が判定する。
【００８５】
また、相関量ＦＬＶＬが第３の所定値以上でありかつ相関量ＦＬＶＬ’が第４の所定値未満である場合には、偽合焦するとカメラ制御部２２４が判定するように閾値を設定しても良い。前記第１の相関量が第３の所定値以上でありかつ前記第２の相関量が第４の所定値未満ではない場合には、Ｓ４０４で検出した像ずれ量を用いることで合焦位置にピントを合わせることができるとカメラ制御部２２４が判定する。
【００８６】
なお、像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量ＦＬＶＬ’に対応する塗りつぶした棒線は、図９において概ね右肩上がりに推移している。つまり、像信号Ａと像信号Ｂ’の相関量ＦＬＶＬ’は合焦位置に近づくにつれて値が増加していく傾向を有している。従って、相関量ＦＬＶＬ’が第５の所定値未満である場合には偽合焦するとカメラ制御部２２４が判定し、第５の所定値未満である場合には偽合焦しないと判定するようにしても良い。
【００８７】
また、単に相関量ＦＬＶＬおよびＦＬＶＬ’の大小関係に基づいて周期パターンへの偽合焦を判別するようにしても良い。例えば相関量ＦＬＶＬ’が相関量ＦＬＶＬ未満である場合は、カメラ制御部２２４はＳ１０４で偽合焦すると判定するようにすることができる。この場合、相関量ＦＬＶＬ’が相関量ＦＬＶＬ以上である場合には、カメラ制御部２２４はＳ１０４で偽合焦しないと判定する。相関量ＦＬＶＬ’が相関量ＦＬＶＬよりも小さいフォーカス位置よりも合焦位置に近いフォーカス位置は偽合焦しないフォーカス位置であるため、偽合焦するフォーカス位置を誤って合焦位置として検出することがないためである。
【００８８】
［その他の実施形態］
これまで撮像面位相差検出式の焦点検出を行うことができる撮像素子の構成として、各画素部が２つのフォトダイオードＰＤを保持している場合を例示した。しかしながら、撮像素子において撮像光学系の射出瞳のうち互いに少なくとも一部が異なる領域を通過した一対の光束を受光し、対応する信号を出力できる構成であればこれに限らない。例えば撮像素子が画像表示または画像記録用の画素部と焦点検出用の画素部とをそれぞれ複数有し、焦点検出用の画素部で射出瞳の一部の領域を通過した光束を受光するようにしても良い。このような焦点検出用の画素部の構成として、例えば焦点検出用の画素部に遮光層を設ける技術が公知である（例えば特開２００９−２１７２５２号参照）。例えば、遮光層を設けることで、前述の瞳領域ＡＰ−ａに相当する領域を通過した光束を受光する第１の焦点検出用の画素部と、前述の瞳領域ＡＰ−ｂに相当する領域を通過した光束を受光する第２の焦点検出用の画素部を撮像素子２１２が有することができる。これにより、前述の実施形態と同様に像信号Ａと像信号Ｂを撮像素子２１２が出力することができる。なお、この場合も瞳領域ＡＰ−ａに相当する領域（第１の領域）と瞳領域ＡＰ−ｂに相当する領域（第２の領域）は射出瞳ＥＰに含まれる領域であり、互いに少なくとも一部が異なる領域である。
【００８９】
なお、上述した本実施形態の処理では、ＳＹＭを算出するためにＳ４０２からＳ４１０を常に実行しているが、Ｓ１０５の合焦判定で合焦と判定した時にＳ４０６からＳ４１０を実行してＳＹＭを算出する形態でもよい。
【００９０】
また、本実施形態では前述の式（１）を用いて相関量を算出していることから、一対の像信号がより一致する場合は一対の像信号が一致しない場合と比較して相関量が小さくなる。ただし、相関量はあくまで各シフト位置において一対の像信号がどの程度一致しているかを求めるための指標であるため、相関量の算出方法がこれに限らない。例えば一対の像信号がより一致する場合は一対の像信号が一致しない場合と比較して相関量が大きくなるような、異なる相関量の算出方法を採用することもできる。この場合、例えばＳＹＭをＦＬＶＬ／ＦＬＶＬ’によって求めることで、ＳＹＭが符号６０１ｂに対応するＳＹＭの値よりも小さい値を閾値することができる。これにより、例えばＳＹＭが当該閾値以上であればＳ１０４で偽合焦であるとカメラ制御部２２４が判定し、当該閾値未満であればＳ１０４で偽合焦しないとカメラ制御部２２４が判定するようにすることができる。つまり、実施形態１と異なる相関量の算出方法を用いることで値の大小関係が変化した場合も、各値の大小関係を考慮し最適な閾値を設定することで同様の効果を有するよう構成することができる。
【００９１】
また、像信号Ａと像信号Ｂのうち一方の像信号を反転する代わりに、２つの像信号の相関量の演算方法を工夫することで、当該一方の像信号を反転して相関量を得るのと同様の結果を得られる。例えば、以下の式のように、一方の像信号については時間軸上の順方向、他方の像信号については時間軸上の逆方向から順次差分を演算することによって以下の式を用いることで実現可能である。
【００９２】
【数５】
2018010245.tif 000007
【００９３】
また、実施形態１ではＳ４０１で撮像素子２１２から像信号Ａ及び像信号Ｂを取得し、Ｓ４０６において焦点検出信号処理部２１５が像信号Ｂを反転する処理を像ずれ量を検出する方向に反転する処理を行っていた。これに代えて、撮像素子２１２から像信号Ｂを読み出す方向を、像信号Ａを読み出す方向に対して反対の方向とすることで、結果的に焦点検出信号処理部２１５が信号を反転させた場合と同等の像信号Ｂ’を取得することも可能である。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷を読み出す方向は、カメラ制御部２２４が制御する。
【００９４】
また、本発明は上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み取り実行する処理でも実現できる。更に、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
【００９５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、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。
【符号の説明】
【００９６】
２１５  焦点検出信号処理部
２２４  カメラ制御部
【図１】
2018010245.tif 000008
【図２】
2018010245.tif 000009
【図３】
2018010245.tif 000010
【図４】
2018010245.tif 000011
【図５】
2018010245.tif 000012
【図６】
2018010245.tif 000013
【図７】
2018010245.tif 000014
【図８】
2018010245.tif 000015
【図９】
2018010245.tif 000016