(57)【要約】【課題】周期性被写体に対する位相差検出方式の焦点検出を高速に実行可能な焦点検出装置、撮像装置および制御プログラムを提供すること。【解決手段】撮影レンズを通過した被写体光から第１および第２の方向に沿って形成された第１および第２の対の光学像に基づく撮影レンズの第１および第２のデフォーカス量を算出する算出手段と、第１および第２の対の光学像に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、第１および第２のデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定手段と、を有し、決定手段は、一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、一方のデフォーカス量のうち他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する【選択図】図８
2019109264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを通過した被写体光から第１の方向に沿って形成された第１の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記被写体光から前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第２のデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記第１および第２の対の光学像に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、前記第１および第２のデフォーカス量のうち、一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、前記一方のデフォーカス量のうち前記他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、前記他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが等しい場合、前記一方のデフォーカス量のうち絶対値が最小のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期は、前記第１の対の光学像を形成する第１の対の光学系のデフォーカス係数と前記第１の対の光学像に対応する第１の像信号の像周期との積であり、
前記第２のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期は、前記第２の対の光学像を形成する第２の対の光学系のデフォーカス係数と前記第２の対の光学像に対応する第２の像信号の像周期との積であることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
撮影レンズを通過した被写体光から第１の方向に沿う第１の対の光学像を形成する第１の対の光学系と、
前記被写体光から前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿う第２の対の光学像を形成する第２の対の光学系と、
前記第１の対の光学像に基づく第１の像信号および前記第２の対の光学像に基づく第２の像信号を生成する撮像素子と、
前記第１の像信号に基づく前記撮影レンズの第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記第２の像信号に基づく前記撮影レンズの第２のデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記第１および第２の像信号に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、前記第１および第２のデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、前記一方のデフォーカス量のうち前記他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子は、２次元に配列された光電変換画素を有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
コンピュータに、
撮影レンズを通過した被写体光から第１の方向に沿って形成された第１の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記被写体光から前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第２のデフォーカス量を算出する算出ステップと、
前記第１および第２の像信号に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、前記第１および第２のデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定ステップと、を実行させ、
前記決定ステップでは、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、前記一方のデフォーカス量のうち前記他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、撮像装置および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ等の撮像装置には、位相差検出方式の焦点検出システムが搭載されているものがある。位相差検出方式の焦点検出システムは、撮影レンズを通過した被写体光を、撮影レンズの射出瞳の異なる領域ごとに分割して結像させた一対の光学像の像ずれ量（位相差）に基づいて、撮影レンズのデフォーカス量を算出する。
【０００３】
周期性被写体に対して位相差検出方式により焦点検出を行う場合、相関量の高い像ずれ量およびデフォーカス量が複数存在することにより、真のデフォーカス量を検出できず、焦点検出が困難である。
【０００４】
特許文献１には、フォーカスレンズの駆動を制御し、真のデフォーカス量を選択することにより、周期性被写体に対する位相差検出方式の焦点検出を実行可能な撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−５５６３５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に開示された撮像装置では、フォーカスレンズの駆動を制御しながら焦点検出を行うため、焦点検出を高速に行うことは困難である。
【０００７】
本発明は、周期性被写体に対する位相差検出方式の焦点検出を高速に実行可能な焦点検出装置、撮像装置および制御プログラム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】
本発明の一側面としての制御装置は、撮影レンズを通過した被写体光から第１の方向に沿って形成された第１の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記被写体光から前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第２のデフォーカス量を算出する算出手段と、前記第１および第２の対の光学像に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、前記第１および第２のデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定手段と、を有し、前記決定手段は、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、前記一方のデフォーカス量のうち前記他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、撮影レンズを通過した被写体光から第１の方向に沿う第１の対の光学像を形成する第１の対の光学系と、前記被写体光から前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿う第２の対の光学像を形成する第２の対の光学系と、前記第１の対の光学像に基づく第１の像信号および前記第２の対の光学像に基づく第２の像信号を生成する撮像素子と、前記第１の像信号に基づく前記撮影レンズの第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記第２の像信号に基づく前記撮影レンズの第２のデフォーカス量を算出する算出手段と、前記第１および第２の像信号に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、前記第１および第２のデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定手段と、を有し、前記決定手段は、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、前記一方のデフォーカス量のうち前記他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の側面としての制御プログラムは、コンピュータに、撮影レンズを通過した被写体光から第１の方向に沿って形成された第１の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第１のデフォーカス量を算出するとともに、前記被写体光から前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の対の光学像に基づく前記撮影レンズの第２のデフォーカス量を算出する算出ステップと、前記第１および第２の像信号に基づく像ずれ量の信頼度に基づいて、前記第１および第２のデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する決定ステップと、を実行させ、前記決定ステップでは、前記一方のデフォーカス量に対応する像ずれ量が複数算出され、かつ、前記一方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期と、他方のデフォーカス量に対応するデフォーカス周期とが異なる場合、前記一方のデフォーカス量のうち前記他方のデフォーカス量に一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周期性被写体に対する位相差検出方式の焦点検出を高速に実行可能な焦点検出装置、撮像装置および制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図２】ＣＰＵのブロック図である。
【図３】焦点検出装置の構成図である。
【図４】カメラの撮影動作を示すフローチャートである。
【図５】通常被写体と焦点検出範囲の説明図である。
【図６】図５の通常被写体に対するＡＦセンサの像信号を示すグラフである。
【図７】周期性被写体と焦点検出範囲の説明図である。
【図８】図７の周期性被写体に対するＡＦセンサの像信号を示すグラフである。
【図９】焦点検出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】
【００１３】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例である一眼レフカメラ（以下、カメラという）１の構成図である。カメラ１は、カメラ本体２００を有する。撮影レンズ１００は、マウント部のレンズ装着機構を介してカメラ本体２００に着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気接点ユニット１０４が設けられている。カメラ本体２００は、撮影レンズ１００と電気接点ユニット１０４を介して通信を行い、撮影レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１を制御する。
【００１５】
被写体からの光束（被写体光）は、撮影レンズ１００を介してカメラ本体２００内のメインミラー２０１に導かれる。メインミラー２０１は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置され、被写体光を上方のファインダ光学系に導く第１の位置（図示の位置）と、撮影光路外に退避する第２の位置との間を移動可能である。
【００１６】
メインミラー２０１の中央部はハーフミラー部になっており、メインミラー２０１が第１の位置に位置する場合、被写体光の一部はハーフミラー部を透過する。ハーフミラー部を透過した光束は、メインミラー２０１の背面側に設けられたサブミラー２０２により反射され、焦点検出装置３００に導かれる。一方、メインミラー２０１により反射された光束は、撮像センサ（撮像素子）２０５と光学的に共役な位置に配置された焦点検出板２０６上に一次結像される。一次結像された光束により形成された被写体像は、焦点検出板２０６に拡散され、ファインダ視野マスク２０７を通過し、ファインダ内表示部２０８を透過し、ペンタプリズム２０９によって正立像に変換される。正立像は、接眼レンズ２１０によって拡大され、撮影者により観察される。
【００１７】
ファインダ視野マスク２０７は、焦点検出板２０６の近傍に配置されており、焦点検出板２０６で拡散された光の周辺部を遮光することによって撮像センサ２０５で撮像される領域を撮影者に視認させる。
【００１８】
ファインダ内表示部２０８は、高分子分散液晶パネルであり、焦点検出板２０６の近傍に配置されている。また、ファインダ内表示部２０８は、焦点検出動作の状態表示、焦点検出領域、および絞り値やシャッタ速度等のカメラの各種撮影情報を被写体像に重畳して表示する。
【００１９】
焦点検出板２０６で拡散された光の一部は、測光レンズ２１１を透過し、測光センサ２１２により受光される。
【００２０】
メインミラー２０１が第２の位置に位置する場合、サブミラー２０２もメインミラー２０１に対して折り畳まれて撮影光路外に退避する。これにより、被写体光は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２０４を通過し、撮像センサ２０５に導かれる。フォーカルプレーンシャッタ２０４は、撮像センサ２０５に入射する光量を制限する。撮像センサ２０５は、光電変換画素が２次元に配列されたエリアセンサであり、撮影レンズ１００により形成された被写体像を光電変換して電気信号を出力する。
【００２１】
ＣＰＵ２１３は、カメラ全体の制御を司る。ＣＰＵ２１３は、電気接点ユニット１０４を介して、撮影レンズ１００内のレンズ制御回路１０３と通信を行う。レンズ制御回路１０３は、ＣＰＵ２１３からの信号に応じてレンズ駆動機構１０２を制御し、フォーカスレンズ１０１を光軸に沿って駆動させることで焦点調整を行う。レンズ駆動機構１０２は、ステッピングモータ等を駆動源として有する。
【００２２】
また、ＣＰＵ２１３には、記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ２１４が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２１４は、カメラ１を制御する上で調整が必要なパラメータ、カメラ個体の識別を行うための固有の情報であるカメラＩＤ（識別）情報およびカメラ１の製造工程において取得された撮影に関するパラメータの調整値等を記憶している。
【００２３】
また、ＣＰＵ２１３には、撮影者が意思をカメラに伝えるための不図示の操作検出部が接続されている。操作検出部は、レリーズボタンや選択ボタン等の操作を検出する。
【００２４】
また、ＣＰＵ２１３は、図２に示されるように、後述する焦点検出動作においてデフォーカス量を算出する際に使用される、算出部２１３ａ、決定部２１３ｂおよび判定部２１３ｃを有する。
【００２５】
外部表示部２１５は、撮像センサ２０５で撮像された画像データや撮影者が設定する項目等を表示するための表示装置であり、本実施形態ではカラーの液晶表示素子により構成されている。ＣＰＵ２１３に接続される不図示の表示制御部は、外部表示部２１５およびファインダ内表示部２０８の表示を制御する。
【００２６】
図３は、焦点検出装置３００の構成図である。サブミラー２０２により反射された被写体光は、ＡＦ視野マスク３０１の開口部、ＡＦフィールドレンズ３０２、ＡＦ絞り３０３の開口部、ＡＦ二次結像レンズ３０４を順に通過し、ＡＦセンサ（撮像素子）３０５に到達する。
【００２７】
ＡＦ視野マスク３０１は、矩形状の開口部を有しており、撮影レンズ１００を通過した被写体光を制限する。ＡＦフィールドレンズ３０２は、撮影レンズ１００の不図示の瞳内の一対の領域と、ＡＦ絞り３０３の開口部とを光学的に共役な関係に位置付ける。ＡＦ二次結像レンズ３０４は、図中縦方向に沿って配置された一対のレンズ３０４ＶＡおよび３０４ＶＢと、それぞれ横方向、斜め方向に沿って配置された一対のレンズ（不図示）とを有する。縦方向、横方向および斜め方向に沿って配置された一対のレンズは、撮影レンズ１００を通過した被写体光を、撮影レンズ１００の不図示の射出瞳の異なる領域ごとにそれぞれ縦方向、横方向および斜め方向へ分割し、ＡＦセンサ３０５上に結像させる。ＡＦセンサ３０５は、光電変換画素が２次元に配列されたエリアセンサであり、ＡＦ二次結像レンズ３０４により結像されたＡＦ像を光電変換して電気信号（像信号）をＣＰＵ２１３に出力する。
【００２８】
以下、図４を参照して、カメラの撮影動作について説明する。図４は、カメラ１の撮影動作を示すフローチャートである。カメラ１の撮影動作は、ソフトウェアおよびハードウェア上で動作するコンピュータプログラム（制御プログラム）にしたがって実行される。コンピュータプログラムは、例えば、カメラ１内の不図示のメモリに格納されていてもよいし、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。また、本実施形態ではＣＰＵ２１３が制御装置として撮影動作を実行するが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や専用の装置が撮影動作を実行してもよい。また、本実施形態のコンピュータプログラムに対応する回路を設け、回路を動作させることで撮影動作を実行してもよい。
【００２９】
ステップＳ０１では、ＣＰＵ２１３は、カメラの電源がＯＮされたかどうかを判定する。カメラの電源がＯＮされたと判定した場合、ステップＳ０２に進み、カメラの電源がＯＮされていないと判定した場合、ステップＳ０１の処理が繰り返される。
【００３０】
ステップＳ０２では、ＣＰＵ２１３は、撮影者によってレリーズボタンが半押しされたか（ＳＷ１がＯＮか）どうかを判定する。レリーズボタンが半押しされたと判定した場合、ステップＳ０３に進み、レリーズボタンが半押しされていないと判定した場合、ステップＳ０２の処理が繰り返される。
【００３１】
ステップＳ０３では、ＣＰＵ２１３は、焦点検出動作を行う。具体的には、ＣＰＵ２１３は、ＡＦセンサ３０５から出力された信号に基づいてデフォーカス量ｄを算出する。デフォーカス量ｄは、メインミラー２０１が第２の位置に位置する場合の、撮影レンズ１００によってＡＦ対象被写体が結像する位置と撮像センサ２０５の位置との光軸方向の距離（像ずれ量）に対応する撮影レンズ１００の光軸方向のずれ量である。焦点検出動作は、後述するように、通常被写体の焦点検出動作と周期性被写体の焦点検出動作に大別される。周期性被写体は、縞模様や市松模様など、一定の周期の繰り返しパターンを有する被写体である。また、通常被写体は、周期性被写体以外の被写体である。
【００３２】
ステップＳ０４では、ＣＰＵ２１３は、レンズ制御回路１０３を介して、レンズ駆動動作を行う。ＣＰＵ２１３は、ステップＳ０３で算出されたデフォーカス量ｄに基づいて、レンズ駆動量を算出する。
レンズ制御回路１０３は、ＣＰＵ２１３から入力されたレンズ駆動量に応じてレンズ駆動機構１０２を制御し、フォーカスレンズ１０１を駆動する。
【００３３】
ステップＳ０５では、ＣＰＵ２１３は、測光センサ２１２の出力に基づいて、適切な露出で撮影するための露出制御値を算出する露出制御動作を行う。
【００３４】
ステップＳ０６では、ＣＰＵ２１３は、撮影者によってレリーズボタンが全押しされたか（ＳＷ２がＯＮか）どうかを判定する。レリーズボタンが全押しされたと判定した場合、ステップＳ０７に進み、レリーズボタンが全押しされていないと判定した場合、ステップＳ０６の処理が繰り返される。
【００３５】
ステップＳ０７では、ＣＰＵ２１３は、メインミラー２０１およびサブミラー２０２を撮影光路外に退避させるミラーアップ動作を行う。
【００３６】
ステップＳ０８では、ＣＰＵ２１３は、画像記録を行う。ＣＰＵ２１３は、不図示のシャッタ制御部、絞り駆動部および撮像センサ制御部にステップＳ０５で算出された露出制御値に基づいて決定された各種信号を送信する。撮像センサ２０５は、撮影レンズ１００によって投影された被写体像を光電変換し、電気信号を出力する。撮像センサ２０５から出力された電気信号は撮像センサ制御部および画像処理部により処理され、撮影画像が生成される。生成された撮影画像は、ＳＤカード等のカメラ本体２００に接続されている不図示の記録メディアに記録される。
【００３７】
以下、図５および図６を参照して、通常被写体の焦点検出動作について説明する。図５は、通常被写体と焦点検出範囲の説明図である。図６は、図５の通常被写体に対するＡＦセンサ３０５の像信号を示すグラフである。各グラフの横軸は検出方向Ｈ、ＶまたはＤ上の位置、縦軸はＡＦセンサ３０５の像信号の値を示している。
【００３８】
図５では、通常被写体４００は、中央に縦線模様を有する平面の被写体である。焦点検出範囲２０５ＨＡ、２０５ＨＢは、横方向の焦点検出範囲である。焦点検出範囲２０５ＶＡ、２０５ＶＢは、縦方向の焦点検出範囲である。焦点検出範囲２０５ＤＡ、２０５ＤＢは、斜め方向の焦点検出範囲である。Ｈ、Ｖ、Ｄはそれぞれ、ＡＦセンサ３０５の検出方向である。
【００３９】
図６（Ａ）は、横方向の焦点検出範囲２０５ＨＡ、２０５ＨＢに対応するＡＦセンサ３０５の像信号３０５ＨＡ、３０５ＨＢを示している。ＣＰＵ２１３の算出部２１３ａは、まず、像信号３０５ＨＡ、３０５ＨＢの相関関数から、像信号３０５ＨＢに対する像信号３０５ＨＡのシフト量ごとに横方向の相関量を算出する。次に、算出部２１３ａは、横方向の相関量が極大値をとるシフト量である横方向の像ずれ量ｐＨを算出する。次に、算出部２１３ａは、横方向の像ずれ量ｐＨと、固定パラメータとしてＥＥＰＲＯＭ２１４に記憶されている横方向のデフォーカス係数ＫＨとの積から、横方向のデフォーカス量ｄＨを算出する。次に、算出部２１３ａは、像信号３０５ＨＡ、３０５ＨＢのコントラスト値や各組の像の一致度から横方向の像ずれ量ｐＨの確かさを表す横方向の信頼度ＴＨを算出する。
【００４０】
図６（Ｂ）は、縦方向の焦点検出範囲２０５ＶＡ、２０５ＶＢに対応するＡＦセンサ３０５の像信号３０５ＶＡ、３０５ＶＢを示している。算出部２１３ａは、横方向の場合と同様に、縦方向のデフォーカス係数ＫＶを用いて、縦方向の像ずれ量ｐＶ、縦方向のデフォーカス量ｄＶおよび縦方向の信頼度ＴＶを算出する。なお、像信号３０５ＶＡ、３０５ＶＢにはコントラストがなく、縦方向の相関量には極大値が存在しないため、縦方向の像ずれ量ｐＶおよび縦方向のデフォーカス量ｄＶは解なしとなる。
【００４１】
図６（Ｃ）は、斜め方向の焦点検出範囲２０５ＤＡ、２０５ＤＢに対応するＡＦセンサ３０５の像信号３０５ＤＡ、３０５ＤＢを示している。算出部２１３ａは、横方向の場合と同様に、斜め方向のデフォーカス係数ＫＤを用いて、斜め方向の像ずれ量ｐＤ、斜め方向のデフォーカス量ｄＤおよび斜め方向の信頼度ＴＤを算出する。
【００４２】
ＣＰＵ２１３の決定部２１３ｂは、各方向の信頼度のうち最大値をとる方向のデフォーカス量をデフォーカス量ｄとして決定する。一般的に、各方向へ一定以上のコントラストを有する被写体に対する各方向のデフォーカス量は略等しくなる（ｄＨ≒ｄＶ≒ｄＤとなる）が、本実施形態ではより信頼度の高い方向のデフォーカス量を最終的にデフォーカス量ｄとして決定する。例えば、信頼度がＴＨ＞ＴＤ＞ＴＶという関係を有する場合、決定部２１３ｂは横方向のデフォーカス量ｄＨをデフォーカス量ｄとして決定する。
【００４３】
以下、図７および図８を参照して、周期性被写体の焦点検出動作について説明する。図７は、周期性被写体と焦点検出範囲の説明図である。図７では、周期性被写体４０１は、縦の縞模様を有する平面の被写体である。図８は、図７の周期性被写体４０１に対するＡＦセンサ３０５の像信号を示すグラフである。各グラフの横軸は検出方向Ｈ、ＶまたはＤ上の位置、縦軸はＡＦセンサ３０５の像信号の値を示している。
【００４４】
図７（Ａ）は、横方向の焦点検出範囲２０５ＨＡ、２０５ＨＢに対応するＡＦセンサ３０５の像信号３０５ＨＡ、３０５ＨＢを示している。算出部２１３ａは、通常被写体の焦点検出動作の場合と同様に、横方向のデフォーカス係数ＫＨを用いて、横方向の像ずれ量ｐＨ、横方向のデフォーカス量ｄＨおよび横方向の信頼度ＴＨを算出する。
【００４５】
ここで、被写体が周期性被写体４０１である場合、横方向の相関量の極大値は一定間隔で複数存在するため、横方向の像ずれ量ｐＨは、複数算出され、真の横方向の像ずれ量ｐＨ０、横方向の像周期ｐＬＨ、整数ｎを用いて、以下の式（１）で表される。
【００４６】
ｐＨ＝ｐＨ０＋ｎ・ｐＬＨ                            （１）
式（１）より、横方向のデフォーカス量ｄＨは、以下の式（２）で表される。
【００４７】
ｄＨ＝ＫＨ・ｐＨ＝ＫＨ・ｐＨ０＋ｎ・ＫＨ・ｐＬＨ    （２）
式（２）中のＫＨ・ｐＬＨを横方向のデフォーカス周期と呼ぶ。
【００４８】
図７（Ｂ）は、縦方向の焦点検出範囲２０５ＶＡ、２０５ＶＢに対応するＡＦセンサ３０５の像信号３０５ＶＡ、３０５ＶＢを示している。算出部２１３ａは、横方向の場合と同様に、縦方向のデフォーカス係数ＫＶを用いて、縦方向の像ずれ量ｐＶ、縦方向のデフォーカス量ｄＶおよび縦方向の信頼度ＴＶを算出する。なお、像信号３０５ＶＡ、３０５ＶＢにはコントラストがなく、縦方向の相関量には極大値が存在しないため、縦方向の像ずれ量ｐＶおよび縦方向のデフォーカス量ｄＶは解なしとなる。
【００４９】
図７（Ｃ）は、斜め方向の焦点検出範囲２０５ＤＡ、２０５ＤＢに対応するＡＦセンサ３０５の像信号３０５ＤＡ、３０５ＤＢを示している。算出部２１３ａは、横方向の場合と同様に、斜め方向のデフォーカス係数ＫＤを用いて、斜め方向の像ずれ量ｐＤ、斜め方向のデフォーカス量ｄＤおよび斜め方向の信頼度ＴＤを算出する。
【００５０】
斜め方向の像ずれ量ｐＤおよび斜め方向のデフォーカス量ｄＤはそれぞれ、複数算出され、真の斜め方向の像ずれ量ｐＤ０、斜め方向の像周期ｐＬＤ、整数ｎを用いて、以下の式（３）、（４）で表される。
【００５１】
ｐＤ＝ｐＤ０＋ｎ・ｐＬＤ                            （３）
ｄＤ＝ＫＤ・ｐＤ＝ＫＤ・ｐＤ０＋ｎ・ＫＤ・ｐＬＤ    （４）
式（４）中のＫＤ・ｐＬＤを斜め方向のデフォーカス周期と呼ぶ。
【００５２】
決定部２１３ｂは、通常被写体の焦点検出動作の場合と同様に、各方向の信頼度のうち最大値をとる方向のデフォーカス量をデフォーカス量ｄとして決定する。例えば、信頼度がＴＨ＞ＴＤ＞ＴＶという関係を有する場合、決定部２１３ｂは横方向のデフォーカス量ｄＨをデフォーカス量ｄとして決定する。しかしながら、横方向のデフォーカス量ｄＨは式（２）より複数算出されるため、決定部２１３ｂは真のデフォーカス量ｄを決定することができない。
【００５３】
本実施形態では、決定部２１３ｂは、横方向の信頼度ＴＨの次に信頼度の高い方向である斜め方向のデフォーカス量ｄＤを用いて真のデフォーカス量ｄを決定する。ＣＰＵ２１３は、横方向のデフォーカス周期ＫＨ・ｐＬＨと斜め方向のデフォーカス周期ＫＤ・ｐＬＤが一致するかどうかを判定する。
【００５４】
横方向のデフォーカス周期ＫＨ・ｐＬＨと斜め方向のデフォーカス周期ＫＤ・ｐＬＤが一致していない場合、決定部２１３ｂは複数のデフォーカス量ｄＨのうち斜め方向のデフォーカス量ｄＤに存在するデフォーカス量ｄＨを真のデフォーカス量ｄとして決定する。
【００５５】
例えば、真の横方向の像ずれ量ｐＨ０および真の斜め方向の像ずれ量ｐＤ０が１０．０、横方向のデフォーカス周期ＫＨ・ｐＬＨが５．０、斜め方向のデフォーカス周期ＫＤ・ｐＬＤが７．１である場合について説明する。この場合、ＣＰＵ２１３は横方向のデフォーカス量ｄＨをデフォーカス量ｄとして決定しているため、デフォーカス量ｄは式（２）より以下のように算出される。
【００５６】
ｄ＝・・・，０．０，５．０，１０．０，１５．０，２０．０，・・・
また、斜め方向のデフォーカス量ｄＤは式（４）より以下のように算出される。
【００５７】
ｄＤ＝・・・，−４．２，２．９，１０．０，１７．１，２４．２，・・・
デフォーカス量ｄおよび斜め方向のデフォーカス量ｄＤの共通解は１０．０であるため、ＣＰＵ２１３はデフォーカス量ｄを１０．０として決定する。
【００５８】
なお、本実施形態では、斜め方向のデフォーカス量ｄＤから横方向のデフォーカス量ｄＨを確定する場合について説明したが、縦方向のデフォーカス量ｄＶが解を有する場合、さらに縦方向のデフォーカス量ｄＶから横方向のデフォーカス量ｄＨを決定してもよい。
【００５９】
横方向のデフォーカス周期ＫＨ・ｐＬＨと斜め方向のデフォーカス周期ＫＤ・ｐＬＤが略一致している場合、ＣＰＵ２１３は、例えば、複数のデフォーカス量ｄＨのうち絶対値が最小のデフォーカス量ｄＨを真のデフォーカス量ｄとして決定すればよい。
【００６０】
以下、図９を参照して、焦点検出動作について説明する。図９は、焦点検出動作を示すフローチャートである。焦点検出動作は、ソフトウェアおよびハードウェア上で動作するコンピュータプログラム（制御プログラム）にしたがって実行される。コンピュータプログラムは、例えば、カメラ内の不図示のメモリに格納されていてもよいし、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。また、本実施形態ではＣＰＵ２１３が制御装置として焦点検出動作を実行するが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や専用の装置が焦点検出動作を実行してもよい。また、本実施形態のコンピュータプログラムに対応する回路を設け、回路を動作させることで焦点検出動作を実行してもよい。
【００６１】
ステップＳ１１では、算出部２１３ａは、各方向の情報（像ずれ量、デフォーカス量および信頼度）を算出する。
【００６２】
ステップＳ１２では、判定部２１３ｃは、信頼度が最も高い像ずれ量が複数算出されているかどうか、すなわち最も高い信頼度に対応するデフォーカス量（以下、第１のデフォーカス量という）が複数算出されているかどうかを判定する。複数算出されていると判定した場合、ステップＳ１３に進み、複数算出されていないと判定した場合、ステップＳ１６に進む。
【００６３】
ステップＳ１３では、判定部２１３ｃは、第１のデフォーカス量に対応する第１のデフォーカス周期と第１のデフォーカス量とは異なる第２デフォーカス量に対応する第２のデフォーカス周期とが等しいかどうかを判定する。一致すると判定した場合、ステップＳ１４に進み、一致していないと判定した場合、ステップＳ１５に進む。なお、「等しい」とは、２つの値が完全に等しい場合のみならず、実質的に等しい（略等しい）場合も含んでいる。
【００６４】
ステップＳ１４では、決定部２１３ｂは、複数の第１のデフォーカス量のうち、第２のデフォーカス量と一致するデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する。
【００６５】
ステップＳ１５では、決定部２１３ｂは、複数の第１のデフォーカス量のうち、絶対値が最小のデフォーカス量を真のデフォーカス量として決定する。
【００６６】
ステップＳ１６では、決定部２１３ｂ第１のデフォーカス量を真のデフォーカスとして決定する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態では、瞳の分割方向の異なる２つの像信号に基づく２つのデフォーカス量のうち一方のデフォーカス量に含まれる真のデフォーカス量を他方のデフォーカス量に基づいて決定する。これにより、本実施形態では、周期性被写体に対する位相差検出方式の焦点検出を高速に実行可能である。
【００６８】
なお、本実施形態では、撮像センサ２０５とは異なるセンサであるＡＦセンサ３０５およびＡＦ二次結像レンズ３０４を有する焦点検出装置３００を用いて、位相差検出方式の焦点検出を行うカメラ本体２００について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、焦点検出装置３００を用いずに、焦点検出用画素を有する撮像センサ２０５の前にマイクロレンズアレイを配置し、撮像センサ２０５の出力に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行ってもよい。
【００６９】
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。
［その他の実施形態]
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がプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、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】
【００７０】
１００    撮影レンズ
２１３    ＣＰＵ（制御装置）
２１３ａ  算出部
２１３ｂ  決定部
【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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【図９】
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