(57)【要約】【課題】焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすようにした焦点検出装置および焦点検出方法を提供する。【解決手段】撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い（Ｓ１）、信頼性判定手段によって判定された信頼性が所定値より低いと判定する場合に（Ｓ１１）、撮像信号を空間的加算手段によって加算した信号に基づいて第２の焦点検出を行い（Ｓ１３）、信頼性判定手段により第２の焦点検出結果の信頼性が所定値より低いと判定する場合に（Ｓ１５）、フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する（Ｓ２１、Ｓ２３）。【選択図】  図１０
2019144502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、
所定周波数帯域の微分フィルタを適用する第１のフィルタ手段と、上記第１のフィルタ手段よりも低周波数帯域の微分フィルタを適用する第２フィルタ手段と、
を有し、
上記焦点検出手段は、上記撮像信号を上記第１のフィルタ手段により処理した信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によっての上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記第２フィルタ手段により処理した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
上記焦点検出手段は、上記焦点検出により検出した焦点状態が合焦近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段を有し、
上記焦点検出手段は、第１の焦点検出が合焦近傍ではないと判定する場合であって、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
上記撮像素子の露光を制御する露光制御手段を有し、
上記焦点検出手段は、上記第２の焦点検出の信頼性が低いと判定された場合に、上記露光制御手段の露光条件に応じて、上記第３の焦点検出を実行するか否かを判断す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。
【請求項４】
上記焦点検出手段は、上記撮像素子の露光条件である露光時間が所定時間より長い、かつ撮像感度が所定値よりも高い場合に、上記第３の焦点検出を実行することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
上記焦点検出手段は、上記撮像素子の露光条件である露光時間が所定時間より短く、または撮像感度が所定値よりも低い場合は、上記露光時間を延長するか、または上記撮像感度を上げて上記露光制御手段により上記撮像素子の露光を実行させて上記第１の焦点検出を行うことを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
上記焦点検出手段は、上記第２の焦点検出の信頼性に基づいて、上記フレーム加算手段の加算数を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
被写体輝度を検出する輝度検出手段と、
上記撮像光学系は絞りを有し、上記絞りの開口を検出する絞り開口検出部と、
上記撮像素子の読出しモードを設定する撮像制御部と、
を有し、
上記焦点検出手段は、上記第２の焦点検出の信頼性が低いと判定された場合に、上記被写体輝度、または上記絞り開口、または上記読出しモードに応じて上記第３の焦点検出を実行するか否かを判断す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。
【請求項８】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、
上記焦点検出手段による位相差検出範囲を変更する検出範囲変更手段と、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、
を有し、
上記焦点検出手段は、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によって上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記検出範囲変更手段によって上記位相差検出範囲を広げ、この広げた位相差検出範囲における上記撮像信号に基づいて第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、
上記撮像信号を、空間的に加算する空間的加算手段と、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、
を有し、
上記焦点検出手段は、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によって上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記空間的加算手段によって加算した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、
上記撮像素子の露光を制御する露光制御手段と、
を有し、
上記焦点検出手段は、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によって上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記露光制御手段の露光条件に応じて、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第２の焦点検出を実行するか否かを判断することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１１】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、
所定周波数帯域の微分フィルタを適用する第１のフィルタ手段と、上記第１のフィルタ手段よりも低周波数帯域の微分フィルタを適用する第２フィルタ手段と、
を有する撮像装置における焦点検出方法において、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、
を有し、
上記焦点検出ステップは、上記撮像信号を上記第１のフィルタ手段により処理した信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記第２フィルタ手段により処理した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１２】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置における焦点検出方法において、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、
上記焦点検出ステップにおける位相差検出範囲を変更する検出範囲変更ステップと、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、
を有し、
上記焦点検出ステップは、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記検出範囲変更ステップにおいて上記位相差検出範囲を広げ、この広げた位相差検出範囲における上記撮像信号に基づいて第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１３】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置における焦点検出方法において、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、
上記撮像信号を、空間的に加算する空間的加算ステップと、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、
を有し、
上記焦点検出ステップは、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記空間的加算ステップにおいて加算した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行することを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１４】
撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置における焦点検出方法において、
上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、
上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、
上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、
上記撮像素子の露光を制御する露光制御ステップと、
を有し、
上記焦点検出ステップは、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記露光制御ステップにおける露光条件に応じて、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第２の焦点検出を実行するか否かを判断することを特徴とする焦点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差ＡＦ式により焦点検出を行う焦点検出装置および焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等の撮像装置において、位相差ＡＦによって、撮影レンズを合焦位置に移動させることが一般的に行われている。具体的には、１対の焦点検出画素群（位相差検出画素群）が、撮影レンズの光軸を挟み異なる方向からの被写体光を受光し、焦点検出画素群毎に画素列データを生成する。そして、この１対の画素列データの位相差を算出することによって、撮影レンズの焦点ずれ量を算出し、この算出した焦点ずれ量に基づいて、撮影レンズの焦点調節を行う。
【０００３】
１対の焦点検出画素列データから位相差を算出するにあたって、画素列データのレベルが低いと、焦点検出不能状態となってしまう。そこで、１対の画素列データを時系列的に加算し、画素列データのレベルを高くする焦点検出装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、この焦点検出装置では、焦点検出画素データが所定フレームレートで周期的に読み出され、焦点検出画素データが読み出される毎にメモリ部に保持し、時系列データを加算している。時系列データを加算したデータのレベルが所定値を超えるまで、データ加算を続ける。この処理によって、データレベルが不足することによる焦点検出不能を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８６７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された焦点検出装置では、時系列的に加算したデータレベルが、所定の閾値に達するまで、累積的に加算を実施している。しかし、所定フレームレートで焦点検出画素データが読み出される毎に、焦点検出画素データの時系列的な加算が行われるために、特許文献１に記載された焦点検出装置は、合焦状態になるまでに時間がかかってしまう。また、被写体が高速で移動している場合には、焦点検出を行うことができない場合もある。
【０００６】
低コントラスト被写体の場合には、焦点検出不能を防止する方法として、時系列的にデータを加算する以外にも、フィルタ性能を変更したり、焦点検出エリアを広げたり、空間的に焦点検出画素の加算数を増加する等、種々の方法がある。しかし、特許文献１に記載された焦点検出装置では、データレベルが所定の閾値に達するまでは、常に焦点検出画素データを累積的に加算している。このため、焦点調節に要する時間が長くなってしまう場合があり、被写体が移動している場合には、結局、焦点検出を行うことができない場合がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすようにした焦点検出装置および焦点検出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】
上記目的を達成するため第１の発明に係る焦点検出装置は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、所定周波数帯域の微分フィルタを適用する第１のフィルタ手段と、上記第１のフィルタ手段よりも低周波数帯域の微分フィルタを適用する第２フィルタ手段と、を有し、上記焦点検出手段は、上記撮像信号を上記第１のフィルタ手段により処理した信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によっての上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記第２フィルタ手段により処理した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
【０００９】
第２の発明に係る焦点検出装置は、上記第１の発明において、上記焦点検出手段は、上記焦点検出により検出した焦点状態が合焦近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段を有し、上記焦点検出手段は、第１の焦点検出が合焦近傍ではないと判定する場合であって、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
第３の発明に係る焦点検出装置は、上記第１の発明において、上記撮像素子の露光を制御する露光制御手段を有し、上記焦点検出手段は、上記第２の焦点検出の信頼性が低いと判定された場合に、上記露光制御手段の露光条件に応じて、上記第３の焦点検出を実行するか否かを判断する。
【００１０】
第４の発明に係る焦点検出装置は、上記第３の発明において、上記焦点検出手段は、上記撮像素子の露光条件である露光時間が所定時間より長い、かつ撮像感度が所定値よりも高い場合に、上記第３の焦点検出を実行する。
第５の発明に係る焦点検出装置は、上記第３の発明において、上記焦点検出手段は、上記撮像素子の露光条件である露光時間が所定時間より短く、または撮像感度が所定値よりも低い場合は、上記露光時間を延長するか、または上記撮像感度を上げて上記露光制御手段により上記撮像素子の露光を実行させて上記第１の焦点検出を行う。
【００１１】
第６の発明に係る焦点検出装置は、上記第１ないし第５の発明において、上記焦点検出手段は、上記第２の焦点検出の信頼性に基づいて、上記フレーム加算手段の加算数を決定する。
第７の発明に係る焦点検出装置は、上記第１または第２の発明において、被写体輝度を検出する輝度検出手段と、上記撮像光学系は絞りを有し、上記絞りの開口を検出する絞り開口検出部と、上記撮像素子の読出しモードを設定する撮像制御部と、を有し、上記焦点検出手段は、上記第２の焦点検出の信頼性が低いと判定された場合に、上記被写体輝度、または上記絞り開口、または上記読出しモードに応じて上記第３の焦点検出を実行するか否かを判断する。
【００１２】
第８の発明に係る焦点検出装置は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、上記焦点検出手段による位相差検出範囲を変更する検出範囲変更手段と、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、を有し、上記焦点検出手段は、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によって上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記検出範囲変更手段によって上記位相差検出範囲を広げ、この広げた位相差検出範囲における上記撮像信号に基づいて第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
【００１３】
第９の発明に係る焦点検出装置は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、上記撮像信号を、空間的に加算する空間的加算手段と、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、を有し、上記焦点検出手段は、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によって上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記空間的加算手段によって加算した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段により上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
【００１４】
第１０の発明に係る焦点検出装置は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段と、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段と、上記撮像素子の露光を制御する露光制御手段と、を有し、上記焦点検出手段は、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定手段によって上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記露光制御手段の露光条件に応じて、上記フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第２の焦点検出を実行するか否かを判断する。
【００１５】
第１１の発明に係る焦点検出方法は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、所定周波数帯域の微分フィルタを適用する第１のフィルタ手段と、上記第１のフィルタ手段よりも低周波数帯域の微分フィルタを適用する第２フィルタ手段と、を有する撮像装置における焦点検出方法において、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、を有し、上記焦点検出ステップは、上記撮像信号を上記第１のフィルタ手段により処理した信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記第２フィルタ手段により処理した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
【００１６】
第１２の発明に係る焦点検出方法は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置における焦点検出方法において、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、上記焦点検出ステップにおける位相差検出範囲を変更する検出範囲変更ステップと、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、を有し、上記焦点検出ステップは、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記検出範囲変更ステップにおいて上記位相差検出範囲を広げ、この広げた位相差検出範囲における上記撮像信号に基づいて第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
【００１７】
第１３の発明に係る焦点検出方法は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置における焦点検出方法において、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、上記撮像信号を、空間的に加算する空間的加算ステップと、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、を有し、上記焦点検出ステップは、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記撮像信号を上記空間的加算ステップにおいて加算した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する。
【００１８】
第１４の発明に係る焦点検出方法は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置における焦点検出方法において、上記撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、上記焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、上記撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算ステップと、上記撮像素子の露光を制御する露光制御ステップと、を有し、上記焦点検出ステップは、上記撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、上記信頼性判定ステップにおいて上記第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定される場合に、上記露光制御ステップにおける露光条件に応じて、上記フレーム加算ステップにおいて取得した画像信号に基づいて第２の焦点検出を実行するか否かを判断する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすようにした焦点検出装置および焦点検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、焦点検出エリアの例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、微分フィルタの特性を変えた場合の焦点検出画素データの変化の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、焦点検出エリアの広さを変えた場合の焦点検出画素データの変化の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、焦点検出画素データの空間的な加算を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、被写体輝度と絞り値との対応関係の一例を示す図表である。
【図６】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、２フレーム加算処理の手順を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るカメラのＡＦ演算部の詳細を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、相関演算結果と信頼性を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に係るカメラのＡＦ動作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】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態としてデジタルカメラ（以下、カメラと略記する）に適用した例について説明する。このカメラは、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタタイミングを決定する。レリーズ操作時には、画像データが記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
【００２２】
また、本実施形態においては、被写体のコントラストが低い等により、焦点検出の信頼性が低い場合に、異なる時刻に取得した焦点検出画素データを加算し、この加算画素データを用いて焦点検出を行う（例えば、図１０のＳ２１、Ｓ２３参照）。しかし、加算画素データを取得するには、時間がかかるため焦点検出を迅速に行うことができない。そこで、画素データを処理する微分フィルタの帯域特性を変更し（例えば、図２、図１０のＳ７参照）、また相関演算範囲（焦点検出エリア）を変更し（例えば、図３、図１０のＳ９参照）、また空間的に画素データを加算し（例えば、図４、図１０のＳ１３参照）、ＡＦ用の露光制御を変更している（例えば、図５、図１０のＳ１７、Ｓ１９参照）。これらの処理にも係わらず、焦点検出の信頼性が低い場合に、加算画素データを用いて焦点検出を行う。
【００２３】
本実施形態の構成を説明する前に、まず、本実施形態における焦点検出の概略について説明する。図１は、被写体像と焦点検出エリアの例を示し、被写体像ｘ２は撮像素子の撮像面ｘ１に形成され、焦点検出エリアｘ３、ｘ４はこの被写体像の焦点検出を行う範囲である。撮像面ｘ１の全面には、画像データ生成用の撮像画素が配置されており、これらの撮像画素の間に焦点検出用の焦点検出素子が配置されている。撮像素子２１から読み出された焦点検出画素データの内、焦点検出エリアｘ３、ｘ４に含まれる焦点検出画素データのみが抽出され、位相差ＡＦによる焦点検出に使用される（後述する図８のＡＦ測距点設定部３３、焦点検出画素生成部３４参照）。
【００２４】
図１において、撮像面ｘ１上に被写体像ｘ２が形成されている。この被写体像ｘ２の焦点検出を行うために、通常の焦点検出エリアｘ３と、この通常検出エリアｘ３を含み、横に広がった広焦点検出エリアｘ４が設けられている。図１に示す例において、通常焦点検出エリアｘ３は人物の唇等を含み、この部分は肌色で低コントラストである。
【００２５】
図２は、このような低コントラスト被写体における焦点検出画素データを示す。図２において、横軸は、焦点検出画素の位置を示し、縦軸は各焦点検出画素の画素データ（出力値）を示す。前述したように、位相差ＡＦでは、１対の焦点検出画素群（位相差検出画素群）が、撮影レンズの光軸を挟み異なる方向からの被写体光を受光する。そして、ＡＦ演算部が、焦点検出画素群からの１対の画素列データを用いて相関演算し、位相差を算出する。位相差検出方向は、図１の撮影画面の長辺（横）方向、図２の横軸方向に相当する。図２において、基準Ｓは、一方向からの被写体光を受光する焦点検出画素群の画素データであり、一方、参照Ｒは、他方向からの被写体光を受光する焦点検出画素群の画素データである。
【００２６】
図２（ａ）は、焦点検出画素群から出力された画素データに対して、高周波数帯域微分フィルタによってフィルタ処理を行った後の画素データを示す。また図２（ｂ）は、焦点検出画素群から出力された画素データに対して、低周波数帯域微分フィルタによってフィルタ処理を行った後の画素データの変化を示す。前述したように、図１の通常焦点検出領域ｘ３の被写体は、低コントラストである。このため、図２（ａ）に示す基準Ｓの焦点検出画素群の画素データの最大値と最小値の差、参照Ｒの焦点検出画素群の画素データの最大値と最小値の差が小さく、相関演算による位相差の検出精度（焦点検出精度）は低いものとなる。
【００２７】
しかし、図２（ａ）および図２（ｂ）を比較すれば分かるように、低周波数帯域微分フィルタによる微分処理を行った出力の方が、焦点検出画素データの最大値と最小値の差が大きく、コントラスト値が大きくなる。このため、低周波数帯域微分フィルタで処理した方が、その後の相関演算による焦点検出精度が高くなる。図２（ａ）のように、高周波数帯域微分処理を行う場合には、焦点検出画素データのコントラスト値が不足し、焦点検出不能となる場合がある。そこで、本実施形態においては、焦点検出画素データのコントラストが低い場合には、低周波数帯域微分フィルタによるフィルタ処理を行ってから、相関間演算を行う（例えば、図１０のＳ７参照）。
【００２８】
なお、コントラスト値は、図２に示す例では、基準Ｓの画素データの最大値と最小値の差分Ｃｓｈ、Ｃｓｌ、および参照Ｒの画素データの最大値と最小値の差分Ｃｒｈ、Ｃｒｌである。基準Ｓと参照Ｒの２つの焦点検出画素データから、それぞれ２つのコントラスト値が算出される。本実施形態では、基準Ｓのコントラスト値と参照Ｒのコントラスト値の小さい方のコントラスト値を、焦点検出画素データのコントラスト値の代表値とする。
【００２９】
また、被写体がデフォーカス状態の場合には、低周波数帯域の微分フィルタを用いて処理しても、コントラストが不足する場合がある。図３に示す例を用いて、この点について説明する。図１に示した例では、通常焦点検出エリアｘ３と、広焦点検出エリアｘ４を設けている。図３（ａ）（ｂ）は、デフォーカス状態で低周波数帯域微分フィルタによって処理を行う場合に、焦点検出エリアの広さを変える場合を示す。すなわち、図３（ａ）は、通常焦点検出エリアｘ３における焦点検出画素データを示し、図３（ｂ）は、広焦点検出エリアｘ４における焦点検出画素データを示す。なお、図３において、横軸は、図２と同様、焦点検出画素の位置を示す。
【００３０】
図３（ａ）に示す例では、図２（ｂ）に示したような低周波数帯域微分フィルタを用いて処理しているが、コントラストが不足している。図３（ａ）および図３（ｂ）を比較すれば分かるように、焦点検出範囲を通常焦点検出エリアｘ３から広焦点検出エリアｘ４に広げて微分処理を行った場合の方が、焦点検出画素データの最大値と最小値の差が大きく、コントラストが大きくなる。このため、広焦点検出エリアからの焦点検出画素データを用いて相関演算する方が、焦点検出精度が高くなる。そこで、本実施形態においては、図３（ａ）のように、通常焦点検出エリアｘ３からの焦点検出画素データを用いて相関演算を行う場合に、コントラストが低い場合には、焦点検出エリアを広げてから、相関演算を行う（例えば、図１０のＳ９参照）。
【００３１】
また、微分フィルタや焦点検出エリアを変更しても、焦点検出画素データのコントラストが不足する場合がある。この場合には、空間的に焦点検出画素データを加算する方法がある。図４に示す例を用いて、この方法について説明する。
【００３２】
図４（ａ）において、焦点検出画素列ａ１〜ａ５は、各列それぞれ、焦点検出画素が左右方向（ｘ方向）に配置されている。空間的な加算は、各焦点検出画素列の焦点検出画素の画素データと、上下方向（ｙ方向）で対応する焦点検出画素の画素データをそれぞれ加算し、加算値をそれぞれのｘ方向の位置における焦点検出画素データとすることをいう。
【００３３】
例えば、焦点検出画素列ａ１において、撮像面上でのｘ方向の位置ｘ［１］位置にある画素データをａ１ｘ［１］とし、ｘ［２］位置にある画素データをａ１ｘ［２］、・・・とする。同様に、焦点検出画素列ａ２において、撮像面上でのｘ［１］位置にある画素データをａ２ｘ［１］とし、ｘ［２］位置にある画素データをａ２ｘ［２］、・・・とする。焦点検出画素列ａ３、ａ４、ａ５においても、同様に、画素データの値を決める。この場合、空間的な加算された焦点画素データは、位置ｘ［１］において（ａ１ｘ［１］＋ａ２ｘ［１］＋ａ３ｘ［１］＋ａ４ｘ［１］）となり、ｘ［２］において（ａ１ｘ［２］＋ａ２ｘ［２］＋ａ３ｘ［２］＋ａ４ｘ［２］）となる。位置ｘ［３］以降においても、同様に、対応する位置において、焦点検出画素列ａ１〜ａ５の各焦点検出画素データを加算する。
【００３４】
このように、本実施形態においては、空間的な加算によって、上下方向（ｙ方向）に対応する位置にある焦点検出画素の画素データを加算する（例えば、図１０のＳ１３参照）。加算することによって、焦点検出画素データのコントラストが大きくなり、焦点検出精度を向上させることができる。図４（ａ）に示すような被写体ｘ２ａの場合、焦点検出画素列ａ３のみで焦点検出を行おうとすると、コントラストが不足する場合がある。しかし、上下方向（ｙ方向）に位置する焦点検出画素列ａ１〜ａ５の焦点検出画素データを、空間的に加算することにより、十分なコントラストが得られ、焦点検出精度を向上させることができる場合がある。図４（ａ）に示すような被写体の場合、コントラストが生ずる部分のｘ方向の位置が、上下方向（ｙ方向）でほぼ一致しているので、焦点検出画素列ａ１〜ａ５の焦点検出画素データの空間的な加算が効果的となる。
【００３５】
なお、図４（ａ）に示した例では、位相差検出方向が横方向（ｘ方向）であるので、縦方向（ｙ方向）に加算している。ｙ方向の位相差検出を行うために焦点検出画素列が縦方向（ｙ方向）に配置されている場合には、横方向（ｘ方向）に加算すればよい。また、斜め方向にて位相差検出を行うために焦点検出画素列が斜め方向に配置されている場合には、焦点検出画素の配列された斜め方向から９０度回転した斜めの方向に加算すればよい。さらに、図４（ａ）に示す例では、焦点検出画素列はａ１〜ａ５の５列であった。しかし、この列数は例示であって、５列よりも多くても少なくても構わない。
【００３６】
このように、焦点検出画素列の画素データを空間的に加算することにより、十分なコントラストのある画素データを得ることができる。しかし、図４（ｂ）に示す例では、空間的に加算してもコントラストを高くすることができない。図４（ｂ）に示す例は、通常焦点検出エリアｘ３に加え、焦点検出エリアｘ５および焦点検出エリアｘ６における焦点検出画素列の画素データを空間的に加算する。しかし、この場合には、焦点検出エリアｘ３、焦点検出エリアｘ５、および焦点検出エリアｘ６の被写体像信号のパターンが全て異なり、ｘ３、ｘ５、ｘ６は、それぞれコントラストが生ずるｘ方向の位置が異なるため空間的に加算してもコントラストを高くすることはできない。
【００３７】
上述したように、本実施形態においては、低コントラスト被写体の場合、（１）低周波数帯域の微分フィルタを用い、（２）広焦点検出エリアで画素データを取得し、（３）画素データを空間的に加算するようにしている。これらの方法を適用することにより、焦点検出画素データのコントラストを大きくし、焦点検出精度を向上させることができる。なお、（１）〜（３）の順番は、これに限定せずに異ならせてもよい。また、３つとも、またはこれらの一部を並行して行うようにしてもよい。
【００３８】
上述の３つの方法を適用しても、焦点検出画素データのコントラストが不足する場合がある。その場合は、被写体が低輝度であり、焦点検出画素データの出力が十分でない可能性がある。この場合には、ＡＦ用（焦点検出用）の露光制御によって、焦点検出画素データの出力を増加させればよい。
【００３９】
焦点検出画素列の画素データを用いて、焦点検出を行うのは、通常、レリーズ釦が半押しされた際（１ｓｔレリーズ時）に行われる。このとき、焦点検出画素の露光制御は、記録保存される記録画像用の本撮影時（レリーズ釦が全押しされた時、２ｎｄレリーズ時）の露光制御とは異なっている。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、焦点検出画素データのコントラストが不足している場合であって、ＡＦ用の露光制御のシャッタ速度Ｔｖ値、またはＩＳＯ感度Ｓｖ値が上限に達していない場合には、露光条件（シャッタ速度Ｔｖ、ＩＳＯ感度Ｓｖ）を変更して再露光処理を実施する（図１０のＳ１７、Ｓ２７等参照）。すなわち、シャッタ速度ＴｖまたはＩＳＯ感度Ｓｖを上げて露光量を大きくして再露光、焦点検出を行う。その結果、焦点検出画素データのコントラストが不足している場合は、シャッタ速度ＴｖおよびＩＳＯ感度Ｓｖが上限に達するまで、シャッタ速度ＴｖまたはＩＳＯ感度Ｓｖを上げて再露光、焦点検出を繰り返す（図１０のＳ１７、Ｓ２７）。
【００４１】
また、シャッタ速度ＴｖおよびＩＳＯ感度Ｓｖが上限に達した場合であっても、ＡＦ用露光条件が後述する低輝度条件ではない場合は、レンズスキャン動作を実行する（図１０：Ｓ１９、Ｓ２９）。レンズスキャン動作は、フォーカスレンズをスキャンさせながらＡＦ用露光、焦点検出を繰り返し行い、焦点検出が可能なフォーカスレンズ位置を探索する動作である。レンズスキャン動作を実行し焦点検出可能なフォーカスレンズ位置がみつかった場合は、ＡＦ動作を継続する。一方、レンズスキャン動作を実行しても、焦点検出可能なフォーカスレンズ位置がみつからなかった場合は、非合焦とする。
【００４２】
このように、シャッタ速度ＴｖおよびＩＳＯ感度Ｓｖが上限に達していない状態、または低輝度条件ではない状態では、時系列的なフレーム加算（前述の特許文献１参照）を発動させないようにする。これにより、不必要なフレーム加算の発動を防止できる。
【００４３】
低輝度条件を満たすか否かは、被写体輝度と絞り値の組み合わせに基づいて判定する。図５は、被写体輝度Ｂｖとレンズの絞り値Ａｖとの対応関係を示す。シャッタ速度Ｔｖの上限は、撮像素子の読出しモードのフレームレートによって決まる。フレームレートが速いと、シャッタ速度Ｔｖの上限も高速になる。低輝度条件か否かは、レンズの絞り値によって判定する。例えば、図５に示す例では、絞り値がＡｖ３の場合には、被写体輝度がＢｖｃ以下であれば低輝度条件と判断する。絞り値がＡｖ７の場合には、被写体輝度がＢｖｇ以下であれば低輝度条件と判断する。そして、シャッタ速度ＴｖおよびＩＳＯ感度Ｓｖが上限に達した場合であって、かつ低輝度条件と判断される場合には、焦点検出画素データの時系列的フレーム加算処理を実施する。これにより、十分なレベルの焦点検出画素データを得る。
【００４４】
次に、図６を用いて、時系列的なフレーム加算処理について説明する。図６の上段には、撮像素子の露光モードを示す。すなわち、ＬＶはライブビュー用に露光を行う期間を示し、ＡＦは焦点検出用に露光を行う期間を示す。なお、露光期間を示す図６は模式図であり、ＬＶの露光期間とＡＦの露光期間は比例していない。
【００４５】
露光期間ｔ１でＡＦ用に露光を行い、焦点検出画素データが読み出されると、メモリＡ１に記憶される。露光期間ｔ２でＡＦ用に露光を行い、焦点検出画素データが読み出されると、メモリＡ２に記憶される。以下、焦点検出画素データが読み出されるたびにメモリに記憶される。露光期間ｔ２が経過し、焦点検出画素データがメモリに記憶されると、画像処理部２２（図７参照）は加算処理を行い、メモリＢ１に記憶する。続いて、加算処理された画像データに対して、フィルタ処理がなされ、この結果はメモリＢ２に記憶される。また、加算処理およびフィルタ処理された焦点検出画素データを用いて、相関演算を行う。
【００４６】
ここでの相関演算は、２フレームの焦点検出画素データを加算処理したデータを用いて行う。１フレーム分の焦点検出画素データでは、コントラストが不足していても、２フレーム焦点検出画素データを加算することにより、コントラストが高くなり、焦点検出の精度を向上させることができる。２フレームの加算を行ってもコントラストが不足する場合には、３フレーム加算、４フレーム加算と、順次、フレーム加算数を増加させる。
【００４７】
しかし、前述したように、時系列的なフレーム加算を行うと、焦点検出を行うに要する時間が長くなってしまう。そこで、本実施形態においては、頻繁に時系列的フレーム加算処理のフレーム加算数を増やさないようにしている。
【００４８】
具体的には、フレーム加算数を増やす条件として、焦点検出画素データのコントラストが不足しており、下記項目を全て満たした場合とする。
（ｉ）フレーム加算数を減らす条件（後述する条件ａ〜ｂ）を満たしていない。
（ｉｉ）１ｓｔレリーズ押下直後において、フレーム加算数を減らしていない。（対象の焦点検出エリアで飽和を１度も検出していない）
【００４９】
ここで、１ｓｔレリーズ押下直後は、レリーズ釦の半押しがなされ、焦点検出の結果、フォーカスレンズを合焦位置に移動させるまでの期間をいう。また、対象の焦点検出エリアの飽和は、対象の焦点検出エリアに含まれる焦点検出画素データ（加算処理された場合を含めてもよい）の内、所定の割合以上の焦点検出画素データの値が、飽和している場合をいう。飽和は、例えば、画素データが、８ビットの場合には１０進数に換算して、２５５の場合をいう。すなわち、画素データの全ビットが１の場合である。
（ｉｉｉ）１ｓｔレリーズ保持中において、連続して条件（ｉ）および（ｉｉ）を満たしている。
【００５０】
また、フレーム加算数を減らす条件は、下記の通りである。
（ａ）１ｓｔレリーズ押下直後において、今回のフレーム加算処理後の結果で、飽和を対象の焦点検出エリア内で１つでも検出する。
（ｂ）１ｓｔレリーズ保持中において、連続して条件（ａ）を満たしている。
【００５１】
１ｓｔレリーズ保持中においては、あまり頻繁に演算条件を変更すると、雑被写体によるノイズの影響を受けてしまう場合がある。このため、連続して同じ判定結果が継続されている場合にのみ、フレーム加算数を変更するようにしている。
【００５２】
次に、図７を用いて、本発明の実施形態の構成について説明する。本実施形態に係るカメラは、交換レンズ１０とカメラ本体２０から構成されている。本実施形態においては、交換レンズ１０とカメラ本体２０を別体に構成しているが、一般的なコンパクトカメラのように一体に構成しても勿論かまわない。また、本実施形態に係るカメラは、撮影レンズを通過した被写体光を、瞳分割法により２つの光束に分け、１対の焦点検出画素群が各光束を光電変換し、撮像データを生成する。そして、撮像データ（焦点検出画素データ）を用いて位相差を算出し、この位相差に基づいて、焦点調節動作を行う。
【００５３】
交換レンズ１０内には、撮影レンズ１１が配置されている。撮影レンズ１１は、フォーカスレンズを含む複数の光学レンズを有し、被写体Ｓの光学像を形成する。交換レンズ１０内であって、撮影レンズ１１の光路中に、絞りが配置されており、この絞りの開口を検出する絞り開口検出部が設けられている。また、交換レンズ１０内には、アクチュエータ１２およびレンズ制御部１３が設けられている。
【００５４】
レンズ制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺回路、およびプログラム等を記憶したメモリを有する。レンズ制御部１３は、カメラ本体２０内のＡＦ演算部２３から、デフォーカス量を受信し、これらの情報に基づいて、アクチュエータ１２の制御を行う。アクチュエータ１２は、撮影レンズ１１内のフォーカスレンズを光軸方向に移動し、ピント合わせを行う。なお、フォーカスレンズの位置は、レンズ位置検出部（不図示）によって検出され、通信部（不図示）を介してカメラ本体２０に送信される。
【００５５】
カメラ本体２０内には、撮像素子２１、画像処理部２２、ＡＦ演算部２３、記録部２４が設けられている。撮像素子２１は、撮影レンズ１１の光軸上であって、被写体像の結像位置付近に配置されている。
【００５６】
撮像素子２１は、複数の画素を備えており、各画素は被写体像（光学像）を電気信号に変換する光電変換部を有する。また、複数の画素は、撮像画素と焦点検出画素の２種類がある。焦点検出画素（位相差検出画素とも称す）は、画素へ入射する光束の入射方向が制限される。一方、撮像画素は、画素へ入射する光束が焦点検出画素よりも制限されない。これらの複数の画素は２次元的に配列されている（画素配列は、例えば、特願２０１３−２０１５６８参照）。撮像素子２１は、撮像光学系による光束を複数の画素により光電変換して撮像信号（画素値）を出力する撮像素子として機能する。
【００５７】
撮像素子２１は、焦点検出画素と撮像画素から出力される画素データ（画素値）を画像処理部２２、ＡＦ演算部２３、および撮像制御部２５に出力する。画像処理部２２は、画像処理回路を有し、画素データの内、撮像画素からの画素データを入力し、ライブビュー表示用画像および記録用画像のための画像処理を行う。また、画像処理部２２は、記録用に処理された画像データを記録部２４に出力する。記録部２４は、電気的書き換え可能な不揮発性メモリを有し、記録用の画像データを入力し、記録する。また、画像処理部２２は、画素データを用いて、被写体の顔を検出し、この顔の中心座標位置を出力し、また顔の中の目等の器官を検出し、この器官の特定座標位置を出力する（後述する顔検出部２２ａ）。また、画像処理部２２は、画素データを用いて、被写体追尾を行う（後述する追尾部２２ｂ）。
【００５８】
ＡＦ演算部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺回路、およびプログラム等を記憶したメモリを有する。ＡＦ演算部２３は、画素データの内、焦点検出画素からの画素データを入力し、位相差ＡＦに基づくＡＦ演算を行う。ＡＦ演算にあたって、画像処理部２２から取得した中心座標位置、特定座標位置に基づいて、焦点検出.画素の位置に対応する測距エリア（焦点検出エリア）を設定し、この設定した測距エリアについて、デフォーカス量やコントラスト評価値を演算する。この演算されたデフォーカス量やコントラスト評価値に基づいて、撮影レンズ１１内のフォーカスレンズを合焦位置に駆動させる。
【００５９】
撮像制御部２５は、撮像制御回路を有し、撮像素子２１の焦点検出画素から焦点検出画素データの読出し制御を行う。撮像制御部２５は、撮像素子の読出しモードを設定する撮像制御部として機能する。また、ＡＦ演算部２３は、焦点検出画素データのフレーム加算をなるべく行わないように、図１〜図６を用いて説明した種々の処理を実行する。また、ＡＦ演算部２３は、焦点検出により検出した焦点状態が合焦近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段として機能する（例えば、図１０のＳ５参照）。また、撮像制御部２５は、撮像素子の露光を制御する露光制御手段として機能する（例えば、図１０のＳ２７参照）。また、撮像制御部２５は、被写体輝度を検出する輝度検出手段として機能する。
【００６０】
また、撮像制御部２５は、図５を用いて説明したように、被写体が低輝度の場合には、シャッタ速度Ｔｖおよび／またはＩＳＯ感度Ｓｖを上限に達するまで露光条件を変化させて、再露光処理を行う（例えば、図１０のＳ１７〜Ｓ２３参照）。
【００６１】
次に、図８を用いてＡＦ演算部２３の詳細について説明する。画素データ２１ａは、撮像素子２１から出力された画素データ（画素値）であり、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）（不図示）等に一時記憶される。
【００６２】
また、画像処理部２２内には、顔検出回路を有する顔検出部２２ａが設けられている。この顔検出部２２ａは、撮像素子２１からの撮像画素の画素データに基づいて、被写体像の中に顔があるか否かを判定する。この判定の結果、顔が含まれている場合には、顔検出部２２ａは、顔の位置（中心座標位置）や大きさ等を検出する。さらに、右目、左目、鼻等の器官の検出を行い、その器官の特定座標位置も検出してもよい。顔検出部２２ａで検出された中心座標や特定座標位置は、ＡＦ演算部２３内のＡＦ測距点設定部３３に出力する。
【００６３】
また、画像処理部２２内には、追尾回路を有する追尾部２２ｂが設けられている。この追尾部２２ｂは、撮像素子２１からの撮像画素の画素データに基づいて、被写体の追尾を行う。追尾部２２ｂは、例えば、顔検出部２２ａによって検出された顔の位置や、撮影者によって指定された被写体の位置について、撮像素子２１から画素データが出力されるたびに、画素データを比較する。この比較結果に基づいて、追尾部２２ｂは、同一の被写体が撮像領域（撮影画面）内のどこに移動したかを検出し、これによって追尾を行う。追尾部２２ｂによって検出された追尾対象の中心座標や特定座標位置は、ＡＦ演算部２３内のＡＦ測距点設定部３３に出力する。
【００６４】
ＡＦ測距点設定部３３は、顔検出部２２ａまたは追尾部２２ｂで検出された中心座標位置や特定座標位置に基づいて、これに対応するＡＦ測距点を設定する。撮像素子２１の撮像領域（撮影画面）には複数の測距点が予め対応付けられており、この複数の測距点の中から、中心座標位置や特定座標位置の近傍にある測距点を設定し、設定した各測距点の中心座標を、測距エリア設定部３５および焦点検出画素生成部３４に出力する。なお、測距点は、ユーザが手動で設定するようにしても勿論かまわない。測距エリア設定部３５は、ＡＦ測距点設定部３３か設定された測距点を入力し、各測距エリアの中心座標として測距（焦点検出）エリアを設定する。そして、測距エリア設定部３５は、測距エリアの範囲を示す座標等の情報をコントラスト値判定／フィルタ選択部３６に出力する。
【００６５】
焦点検出画素生成部３４は、画素データ２１ａの内、焦点検出画素列の焦点検出画素データを入力する。また焦点検出画素生成部３４は、ＡＦ測距点設定部３３から測距（焦点検出）エリアの中心座標等を入力し、焦点検出画素データの中から設定されたＡＦ測距点付近の焦点検出画素データ列を生成する。この生成された焦点検出画素データは、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６およびフレーム加算処理部３７に出力する。
【００６６】
コントラス値判定／フィルタ選択部３６は、焦点検出画素生成部３４から入力した焦点検出画素データのコントラスト値を判定する。コントラスト値は、図２を用いて説明したように、画素データの最大値と最小値の差分であり、基準画素データ（基準Ｓの画素データ）および参照画素データ（参照Ｒの画素データ）についてそれぞれ差分値を算出し、小さい方の差分値をコントラスト値とする。コントラスト値判定／フィルタ選択部３６は、コントラスト値の判定結果およびフィルタ選択判定結果を、フレーム加算処理部３７およびデフォーカス量演算／信頼性判定部３８に出力する。コントラスト値判定／フィルタ選択部３６は、焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段として機能する。
【００６７】
フレーム加算処理部３７は、フレーム毎の焦点検出画素データを加算する加算回路を有し、焦点検出画素生成部３４から出力された焦点検出画素データを入力する。そして、フレーム加算処理部３７は、フレーム加算処理を行い、またはフレーム加算処理を行わないで、焦点検出画素データをデフォーカス量演算／信頼性判定部３８に出力する。上述した条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）および条件（ａ）（ｂ）に従って、フレーム加算処理を行うか行わないかを決定する。フレーム加算処理部３７は、撮像素子により異なる時刻に取得した複数の撮像信号を加算して画像信号を生成するフレーム加算手段として機能する。
【００６８】
また、フレーム加算処理部３７は、高周波数帯域微分フィルタと低周波数帯域微分フィルタを有する。フレーム加算処理部３７は、所定周波数帯域の微分フィルタを適用する第１のフィルタ手段と、第１のフィルタ手段よりも低周波数帯域の微分フィルタを適用する第２フィルタ手段として機能する。フィルタは、例えば、特開２０１５−２０７７７３号に開示されているようなフィルタ回路の回路定数を適宜修正して使用すればよい。フレーム加算処理部３７は、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６からの微分フィルタに関する選択情報に基づいて、図２を用いて説明したように、フレーム加算処理部３７は、微分フィルタを切り替える（例えば、図１０のＳ７参照）。すなわち、コントラストが低い場合に、高周波数帯域微分フィルタから低周波数帯域微分フィルタに切り替える。微分フィルタ処理された焦点検出画素データは、デフォーカス量演算／信頼性判定部３８に出力される。
【００６９】
また、フレーム加算処理部３７は、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６からの焦点検出エリアの広さに関する情報（通常焦点検出エリアか、広焦点検出エリア）に基づいて、図３を用いて説明したように、焦点検出に用いる焦点検出画素データを選択する（例えば、図１０のＳ９参照）。すなわち、コントラスト値が所定値よりも低い場合には、空間的に焦点検出画素データの加算処理を実施する。フレーム加算処理部３７は、この選択された焦点検出エリア内の焦点検出画素データをデフォーカス量演算／信頼性判定部３８に出力する。フレーム加算処理部３７は、焦点検出手段による位相差検出範囲を変更する検出範囲変更手段として機能する（例えば、図１０のＳ９参照）。
【００７０】
また、フレーム加算処理部３７は、空間的に焦点検出画素データを加算する加算回路を有し、焦点検出画素生成部３４から出力された焦点検出画素データを入力する。そして、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６から、空間的な加算処理の指示を入力すると、図４を用いて説明したように、焦点検出画素データを用いて、空間的加算処理を実施する（例えば、図１０のＳ１３参照）。フレーム加算処理部３７は、空間的な加算処理を実施した焦点検出画素データをデフォーカス量演算／信頼性判定部３８に出力する。フレーム加算部３７は、撮像信号を、空間的に加算する空間的加算手段として機能する。
【００７１】
デフォーカス量演算／信頼性判定部３８は、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６からのコントラスト判定結果、およびフィルタ選択結果を考慮し、フレーム加算処理部３７から出力された焦点検出画素データの位相差を算出し、この位相差に基づいてデフォーカス量を求める。この位相差およびデフォーカス量の算出は、公知の方法であることから、詳細な説明を省略する。デフォーカス量演算／信頼性判定部３８は、撮像信号に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段として機能する。
【００７２】
また、デフォーカス量演算／信頼性判定部３８は、算出されたデフォーカス量の信頼性を判定する。図９を用いてデフォーカス量の信頼性の判定について説明する。図９は、相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）が最小値となる付近における一対の焦点検出画素データ列の相対位置（シフト量）と相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）を示すグラフである。このグラフでシフト量がｍｉｎにおいて相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）は最小となっている。ここで、相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）は離散的なデータであるので、最小値近傍の複数の相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）を用いて補間処理を行い、真の最小値に対応するシフト量ＺＲを算出する。シフト量ＺＲを求めると、シフト量ＺＲに所定係数を乗算してデフォーカス量ｄを算出する。
【００７３】
デフォーカス量演算部／信頼性判定部３８は、位相差ＡＦの信頼性評価値として、相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）の相関度傾きＦｓを使用する。すなわち、図９に示す例において、相関評価値Ｆ（ｍ、ｌ）の最小値（ＦＭＩＮ）とこの最小値の前後の２個のＦ（ｍ、ｌ）であるＦＭ、ＦＰのうちで大きい方の相関評価値ＦＭを通る直線の傾きＦｓ［ｋ］が、信頼性を表す信頼性評価値となる。この信頼性評価値が所定値より低い場合には、焦点検出不能と判定される。デフォーカス量演算／信頼性判定部３８は、焦点検出の信頼性を判定する信頼性判定手段としても機能してもよい。
【００７４】
レンズ駆動選択部３９は、デフォーカス量演算／信頼性判定部３８から出力された相関結果（相関演算の結果から求めたデフォーカス量、デフォーカス方向）に基づいて、撮影レンズ１１の駆動方法および駆動方向を選択し、レンズ制御部１３に出力する。レンズ制御部１３は、前述したように、ＡＦ制御部２３からのデフォーカス量に基づいて、撮影レンズ１１を合焦位置に移動させる。
【００７５】
次に、図１０に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるＡＦ動作について説明する。このフローは、不揮発性メモリに記憶されたプログラムに基づいてＡＦ演算部２３内に設けられたＣＰＵ等が図７、８に示す各部を制御することにより実行する。
【００７６】
レリーズ釦が半押し（１ｓｔレリーズ）されると、図１０に示すＡＦのフローに従い動作を開始する。まず、高周波数帯域の微分フィルタを適用する（Ｓ１）。このステップでは、撮像素子２１から出力された焦点検出画素データに対して、図２（ａ）において説明した高周波数帯域の微分フィルタによる処理を実施する。
【００７７】
次に、コントラストが不足しているか否かを判定する（Ｓ３）。このステップでは、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６が、高周波数帯域の微分フィルタ処理が実施された焦点検出画素データのコントラストを検出する（図２参照）。そして、検出されたコントラスト値と所定値を比較し、コントラスト値が所定値よりも低ければコントラストが不足していると判定する。この判定の結果、コントラストが不足していなければ、ステップＳ２３に進み、フレーム加算処理部３７は、焦点検出画素生成部３４から出力された焦点検出画素データをそのまま出力し、デフォーカス量演算／信頼性判定部３８がデフォーカス量を算出する。
【００７８】
ステップＳ３における判定の結果、コントラストが不足していた場合には、合焦近傍か否かを判定する（Ｓ５）。このステップでは、ステップＳ１において取得した焦点検出画素データを用いて、合焦近傍か否かを判定する。コントラスト不足のため、精度の高い焦点検出を行えないが、合焦近傍、すなわち、検出したシフト量（位相差量）が所定の範囲内であるか、あるいは検出したデフォーカス量が所定の範囲内であるか否かが分かればよい。
【００７９】
ステップＳ５における判定の結果、合焦近傍であれば、低周波数帯域微分フィルタを適用する（Ｓ７）。図２（ｂ）を用いて説明したように、コントラスト不足の場合には、低周波数帯域微分フィルタを用いることにより、コントラストを向上させることができる。このステップでは、フレーム加算処理部３７が、低周波数帯域微分フィルタに切り換えて、焦点検出画素データを処理する。
【００８０】
一方、ステップＳ５における判定の結果、合焦近傍になければ、相関演算範囲を広げ、低周波数帯域の微分フィルタを適用する（Ｓ９）。図３（ｂ）を用いて説明したように、コントラスト不足の場合には、焦点検出エリアを通常焦点検出エリアから広焦点検出エリアに広げることにより、コントラストを向上させることができる。このステップでは、フレーム加算処理部３７が、焦点検出エリアを広焦点検出エリアに切り換えて、焦点検出画素データを処理する。
【００８１】
ステップＳ７またはＳ９において処理を実施すると、次に、コントラストが不足しているか否かを判定する（Ｓ１１）。このステップでは、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６が、ステップＳ７またはＳ９における処理が実施された焦点検出画素データのコントラストを検出する。そして、検出されたコントラスト値と所定値を比較し、コントラスト値が所定値よりも低ければコントラストが不足していると判定する。この判定の結果、コントラストが不足していなければ、ステップＳ２３に進む。デフォーカス量演算／信頼性判定部３８は、フレーム加算処理部３７によって処理された焦点検出画素データを用いて、デフォーカス量を算出する。
【００８２】
ステップＳ１１における判定の結果、コントラストが不足していた場合には、空間的に画素データを加算する（Ｓ１３）。図４（ａ）を用いて説明したように、コントラスト不足の場合には、空間的加算を行うことにより、コントラストを向上させることができる。このステップでは、フレーム加算処理部３７が、焦点検出画素データに対して、空間的加算処理を行う。
【００８３】
ステップＳ１３において、空間的加算処理を行うと、次に、コントラストが不足しているか否かを判定する（Ｓ１５）。このステップでは、コントラスト値判定／フィルタ選択部３６が、ステップＳ１３において空間的加算処理が実施された焦点検出画素データのコントラストを検出する。そして、検出されたコントラスト値と所定値を比較し、コントラスト値が所定値よりも低ければ、コントラストが不足していると判定する。この判定の結果、コントラストが不足していなければ、ステップＳ２３に進む。デフォーカス量演算／信頼性判定部３８は、フレーム加算処理部３７によって空間的加算処理が行われた焦点検出画素データを用いて、デフォーカス量を算出する。
【００８４】
一方、ステップＳ１５における判定の結果、コントラストが不足していれば、露光時間、ＩＳＯ感度が上限か否かを判定する（Ｓ１７）。露光時間であるシャッタ速度ＴＶの上限は、フレームレートによって決まる値である。また、ＩＳＯ感度の上限は、撮像素子で発生するノイズレベルに応じて予め決められる。このステップでは、図５を用いて説明したように、ＡＦ用の露出条件（露光時間（Ｔｖ）とＩＳＯ感度（Ｓｖ））が、上限に達しているか否かを判定する。
【００８５】
ステップＳ１７における判定の結果、上限に達していなければ、焦点検出画素データの値が増加するように、露出条件を変更しシャッタ速度ＴｖまたはＩＳＯ感度Ｓｖを上げて露光量を増加させ、再露光を行う（Ｓ２７）。すなわち、上限に達していなければ、焦点検出画素データの値が増加するように、露出条件を変更し、この変更した露出条件で再露光する。再露光が終わると、ステップＳ１から処理を実行する。
【００８６】
ステップＳ１７における判定の結果、露光時間Ｔｖ、ＩＳＯ感度Ｓｖが上限に達している場合には、低輝度条件か否かを判定する（Ｓ１９）。この判定の結果、低輝度条件ではない場合には、レンズスキャン動作を実行する（Ｓ２９）。
【００８７】
一方、ステップＳ１９における判定の結果、低輝度条件の場合には、時系列的に画素データを加算する（Ｓ２１）。上述したように、撮像素子２１から焦点検出画素データが出力されるたび（フレーム毎）に焦点検出画素データを加算するのは、処理時間がかかるために好ましくはない。しかし、ステップＳ３〜Ｓ１９における処理を行っても、コントラストが増加しないことから、このステップにおいて、図６を用いて説明したように、時系列的に画素データを加算する。この画素データの加算にあたって、１ｓｔレリーズ保持中は、頻繁に演算条件を変化させないように、前述の条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）（ａ）（ｂ）に従って、フレーム加算数を制御する。
【００８８】
続いて、測距演算を行う（Ｓ２３）。ステップＳ３、Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９を経て、測距演算を行う場合には、上述した通りである。ステップＳ２１において、時系列的に、２フレーム（または３フレーム以上）の画素データを加算すると、この加算した画素データを用いて、相関演算を行い、デフォーカス量を算出する。ステップＳ２３において、測距演算を行うと、ＡＦ動作のフローを終了する。１ｓｔレリーズ釦が継続して押下中の場合は、再度ＡＦ動作のフローがステップＳ１から繰り返し実行される。１ｓｔレリーズ釦が押下されていない（離された）場合は、再度、１ｓｔレリーズ釦が操作されると、ステップＳ１から処理を行う。
【００８９】
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、撮像信号を高周波数帯域微分フィルタ（第１のフィルタ手段ともいう）により処理した信号に基づいて第１の焦点検出を行い（例えば、図２（ａ）、図１０のＳ１参照）、信頼性判定手段によって第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に（図１０のＳ３参照）、撮像信号を低周波数帯域微分フィルタ（第２フィルタ手段ともいう）により処理した信号に基づいて、第２の焦点検出を行い（例えば、図２（ｂ）、図１０のＳ９参照）、信頼性判定手段により第２の焦点検出結果の信頼性が所定値より低いと判定する場合に（図１０のＳ１５参照）、フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行している（例えば、図１０のＳ２１、Ｓ２３参照）。このように、焦点検出の信頼性が低い場合には、まず微分フィルタの特性を変更して焦点検出を行うようにしているため、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすことができる。
【００９０】
また、本発明の一実施形態においては、撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い（例えば、図２（ａ）、図１０のＳ１参照）、信頼性判定手段によって第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、検出範囲変更手段によって位相差検出範囲を広げ（例えば、図２（ｂ）、図１０のＳ９参照）、この広げた位相差検出範囲における撮像信号に基づいて第２の焦点検出を行い、信頼性判定手段により第２の焦点検出結果の信頼性が所定値より低いと判定する場合に（例えば、図１０のＳ１１参照）、フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行している（例えば、図１０のＳ２１、Ｓ２３参照）。このように、焦点検出の信頼性が低い場合には、まず位相差検出の範囲を変更して焦点検出を行うようにしているため、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすことができる。
【００９１】
また、本発明の一実施形態においては、撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い（例えば、図１０のＳ１参照）、信頼性判定手段によって第１の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に（例えば、図１０のＳ１１参照）、撮像信号を空間的加算手段によって加算した信号に基づいて第２の焦点検出を行い（例えば、図４（ａ）、図１０のＳ１３参照）、信頼性判定手段により第２の焦点検出結果の信頼性が所定値より低いと判定する場合に（例えば、図１０のＳ１５）、フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行している（例えば、図１０のＳ２１、Ｓ２３参照）。このように、焦点検出の信頼性が低い場合には、まず空間的に画像信号を加算して焦点検出を行うようにしているため、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすことができる。
【００９２】
また、本発明の一実施形態において、焦点検出手段は、第１の焦点検出が合焦近傍ではないと判定する場合であって（例えば、図１０のＳ５参照）、信頼性判定手段により第２の焦点検出の信頼性が所定値より低いと判定する場合に、フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第３の焦点検出を実行する（例えば、図１０のＳ２１、Ｓ２３参照）。これにより、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすことができる。
【００９３】
また、本発明の一実施形態において、焦点検出手段は、第２の焦点検出の信頼性が低いと判定された場合に、露光制御手段の露光条件に応じて、第３の焦点検出を実行する（例えば、図１０のＳ１９参照）。また、撮像素子の露光条件である露光時間が所定時間より長い、または撮像感度が所定値よりも高い場合に、第３の焦点検出を実行する（例えば、図１０のＳ１７参照）。また、撮像素子の露光条件である露光時間が所定時間より短く、かつ撮像感度が所定値よりも低い場合は、露光時間を延長するか、または撮像感度を上げて露光制御手段により撮像素子の露光を再実行させて第１の焦点検出を行う（例えば、図１０のＳ１７、Ｓ２７参照）。
【００９４】
また、本発明の一実施形態において、焦点検出手段は、第２の焦点検出の信頼性に基づいて、フレーム加算手段の加算数を決定する（例えば、図６、条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）（ａ）（ｂ）参照）。また、焦点検出手段は、第２の焦点検出の信頼性が低いと判定された場合に、被写体輝度、または絞り開口、または読出しモードに応じて第３の焦点検出を実行するか否かを判断する（例えば、図５、図１０のＳ１９参照）。
【００９５】
また、本発明の一実施形態においては、撮像信号に基づいて第１の焦点検出を行い、信頼性判定手段によって判定された信頼性が所定値より低いと判定する場合に、露光制御手段の露光条件に応じて、フレーム加算手段により取得した画像信号に基づいて第２の焦点検出を実行するか否かを判断している（例えば、図１０のＳ１７、Ｓ１９参照）。このように、焦点検出の信頼性が低い場合には、まず露光制御手段の露光条件を変更するようにしているため、焦点検出画素データの時系列な加算を行う機会を減らすことができる。
【００９６】
また、本実施形態においては、焦点検出画素データの被写体パターンを強調させるために高周波数帯域の微分フィルタを適用する。コントラスト値は、微分フィルタを適用した画素データの最大値と最小値の差から求める（例えば、図２参照）。このコントラスト値が所定の閾値を超えない場合に、被写体パターンは低コントラストであると判断する。被写体パターンが、低コントラストと判断された場合に、合焦近傍状態であれば、低周波数帯域の微分フィルタを適用する（図２（ｂ）、図１０のＳ７参照）。これにより、コントラストが所定の閾値を超えるようになり焦点検出可能となる。一方で、デフォーカス状態であれば、低周波数帯域の微分フィルタを適用し、かつ相関演算の範囲（焦点検出エリア）を通常よりも広げる（図３（ｂ）、図１０のＳ９参照）。これにより、コントラストが所定の閾値を超えるようになり、焦点検出可能となる。
【００９７】
また、本実施形態においては、低周波数帯域の微分フィルタと広い範囲（焦点検出エリア）での相関演算を適用してもコントラストが不足している場合（例えば、図１０のＳ１１参照）、被写体輝度と交換レンズの現在絞り値と撮像の読み出しモード種類の組み合わせによって、低輝度条件と判断し、時系列的なフレーム加算処理の発動を決定する（例えば、図５、図１０のＳ１７、Ｓ１９参照）。このため、時系列的なフレー加算処理の発動を減らすことができる。
【００９８】
また、本実施形態においては、低輝度条件において、焦点検出画素の適正露光条件であってもコントラストが不足している場合、露光時間とＩＳＯ感度を上限まで増加させて、繰り返し再露光することを優先するが、露光時間とＩＳＯ感度が上限に達していてもコントラストが不足している場合には、時系列的なフレーム加算処理の発動を決定する（例えば、図５、図１０のＳ１７、Ｓ１９参照）。このため、時系列的なフレー加算処理の発動を減らすことができる。
【００９９】
また、本実施形態においては、時系列的なフレーム加算処理は、加算する焦点検出画素データのフレーム数を条件に応じて増減できる（例えば、図６、条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）（ａ）（ｂ）参照）。このため、時系列的なフレーム加算処理が頻繁に変更することを防止することができる。
【０１００】
なお、本発明の一実施形態においては、（１）微分フィルタの周波数帯域の変更、（２）相関演算の範囲（焦点検出エリア）の変更、（３）空間的な画素データの加算、（４）露光条件の変更の順番で、処理を行っている。しかし、この順番以外であってもよく、またこれら処理の一部を並行して行うようにしてもよい。例えば、高周波数帯域微分フィルタおよび低周波数帯域微分フィルタの両フィルタで処理された２つの焦点検出画素データを用いて、それぞれ測距演算を行ってもよく、また、通常焦点検出エリアおよび広焦点検出エリアの両エリアから出力された２つの焦点検出画素データを用いて、それぞれ測距演算を行ってもよい。これらの組み合わせ、順番に任意に変更してもよい。
【０１０１】
また、本発明の一実施形態においては、信頼性判定はコントラスト値を用いて行っている。しかし、コントラスト値に限らず、例えば、図９に示したような、相関演算の信頼性結果を用いて判定する、またはコントラスト値と相関演算の信頼性の両方の結果を用いて判定するようにしてもよい。
【０１０２】
また、本発明の一実施形態においては、位相差ＡＦ検出のために、撮像素子２１に位相差ＡＦ検出用画素を配置した所謂、像面位相差ＡＦを採用している。しかし、これに限らず、撮像素子２１とは別に位相差検出部を設けるようにしても勿論かまわない。
【０１０３】
また、本発明の一実施形態においては、画像処理部２２内の顔検出部２２ａおよび追尾部２２ｂは、それぞれ顔検出回路および追尾回路を有していたが、ハードウエア回路に代えて、ＣＰＵとプログラムによってソフトウエア的に構成してもよく、ヴェリログ（Verilog）によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またＤＳＰ（Digital Signal Processor）を利用して構成してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。また、ＣＰＵに限らず、コントローラとしての機能を果たす素子であればよい。
【０１０４】
また、ＡＦ演算部２３内の各部は、ＣＰＵとプログラムによってソフトウエア的に構成する以外にも、各部の一部または全部をハードウエア回路で構成してもよく、ヴェリログ（Verilog）によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のソフトを利用したハードウエア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。デフォーカス量の演算や、信頼性評価や、コントラスト評価値の演算、位相差画素の生成等は、画一的な演算処理を繰り返し行うことがハードウエア回路で構成することが望ましい。また、ＣＰＵに限らず、コントローラとしての機能を果たす素子であればよい。
【０１０５】
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもミラーレスカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラ、医療用カメラ、顕微鏡等の科学機器用のカメラ、自動車搭載用カメラ、監視用カメラでも構わない。いずれにしても、異なる光学システムを採用する撮影のための機器であれば、本発明を適用することができる。
【０１０６】
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
【０１０７】
また、本発明の一実施形態においては、フローチャートを用いて、本実施形態における動作を説明したが、処理手順は、順番を変えてもよく、また、いずれかのステップを省略してもよく、ステップを追加してもよく、さらに各ステップ内における具体的な処理内容を変更してもよい。
【０１０８】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１０９】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１０・・・交換レンズ鏡筒、１１・・・撮影レンズ、１２・・・アクチュエータ、１３・・・レンズ制御部、２０・・・カメラ本体、２１・・・撮像素子、２１ａ・・・画素データ、２２・・・画像処理部、２２ａ・・・顔検出部、２２ｂ・・・追尾部、２３・・・ＡＦ演算部、２４・・・記録部、２５・・・撮像制御部、３３・・・ＡＦ測距点設定部、３４・・・焦点検出画素生成部、３５・・・測距エリア設定部、３６・・・コントラスト値判定／フィルタ選択部、３７・・・フレーム加算部、３８・・・デフォーカス量演算／信頼性判定部、３９・・・レンズ駆動選択部、ｘ１・・・撮像面、ｘ２・・・被写体、ｘ２ａ・・・被写体、ｘ３・・・通常焦点検出エリア、ｘ４・・・広焦点検出エリア、ｘ５・・・焦点検出エリア、ｘ６・・・焦点検出エリア
【図１】
2019144502.tif 000003
【図２】
2019144502.tif 000004
【図３】
2019144502.tif 000005
【図４】
2019144502.tif 000006
【図５】
2019144502.tif 000007
【図６】
2019144502.tif 000008
【図７】
2019144502.tif 000009
【図８】
2019144502.tif 000010
【図９】
2019144502.tif 000011
【図１０】
2019144502.tif 000012