(57)【要約】【課題】  位相差ＡＦ方式において微小な点光源に対して高精度にピント合わせすることが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】  予め所定の被写体に対して基準となる焦点位置を記憶しておく記憶手段と、前記記憶してある基準となる焦点位置から所定深度だけ離れた位置にフォーカスレンズを駆動してデフォーカス量を演算する手段を有する撮像装置を構成する。【選択図】  図１
2019066542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な複数の画素を有する撮像手段と、
前記像信号を取得して位相差ＡＦ方式の焦点検出演算を行いデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記算出手段の算出結果に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御して焦点調節を行う制御手段と、
予め所定の被写体に対して基準となる焦点位置を記憶する記憶手段と、
複数の焦点検出領域を設定する設定手段と、を備え、
前記算出手段は、前記フォーカスレンズが前記記憶手段に記憶された基準となる焦点位置から所定深度だけ離れた位置にある状態で、前記焦点検出領域の輝度情報に応じて被写体が存在するか否かを判定し、被写体が存在する前記焦点検出領域のデフォーカス量を用いて、前記デフォーカス量を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記算出手段は、星空撮影モードにおいて、前記デフォーカス量の算出を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記輝度情報は、前記像信号の輝度値のピークボトムであ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】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な複数の画素を有する撮像手段と、
前記像信号を取得して位相差ＡＦ方式の焦点検出演算を行いデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記算出手段の算出結果に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御して焦点調節を行う制御手段と、
予め所定の被写体に対して基準となる焦点位置を記憶する記憶手段と、
複数の焦点検出領域を設定する設定手段と、を備え、
前記算出手段は、前記フォーカスレンズが前記記憶手段に記憶された基準となる焦点位置から所定深度だけ離れた位置にある状態で、複数の前記焦点検出領域に不検出な領域が存在する場合、第１のデフォーカス量算出の実施をした後に前記焦点検出領域の移動を行い、第２のデフォーカス量算出の実施をし、前記第１、第２のデフォーカス量に基づいて前記デフォーカス量を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な複数の画素を有する撮像手段と、
前記像信号を取得して位相差ＡＦ方式の焦点検出演算を行いデフォーカス量を算出する算出手段と、
前記算出手段の算出結果に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御して焦点調節を行う制御手段と、
予め所定の被写体に対して基準となる焦点位置を記憶する記憶手段と、
測光する測光手段と、
複数の焦点検出領域を設定する設定手段と、
輝度情報から一対の像信号の輝度値の乖離率を算出する手段と、を備え、
前記算出手段は、前記フォーカスレンズが前記記憶手段に記憶された基準となる焦点位置から所定深度だけ離れた位置にある状態で、前記乖離率の閾値を設定し、
乖離率が閾値未満である焦点検出領域のデフォーカス量に基づいて前記デフォーカス量を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な複数の画素を有する撮像手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記像信号を取得して位相差ＡＦ方式の焦点検出演算を行いデフォーカス量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップの算出結果に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御して焦点調節を行う制御ステップと、
複数の焦点検出領域を設定する設定ステップと、を備え、
前記算出ステップでは、前記フォーカスレンズが予め記憶された所定の被写体に対して基準となる焦点位置から所定深度だけ離れた位置にある状態で、前記焦点検出領域の輝度情報に応じて被写体が存在するか否かを判定し、被写体が存在する前記焦点検出領域のデフォーカス量を用いて、前記デフォーカス量を算出することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のカメラ、ビデオ等の撮像装置は高画素化しており、些細なピントずれでも目立つようになり、より高精度なピント合わせが要望されている。
【０００３】
この要望は夜空における星に対しても同様であり、星を微小な点光源と見立てて、高輝度信号の面積が厳密に最小になるようにピント合わせを行う技術が知られている。星空の撮影においては、撮影対象となる星はほぼ無限遠に位置する被写体に限定され、露出も星空固有の設定があるため、他のシーンモードとは独立したモードが存在する場合がある（以下、星空撮影モードと呼ぶ）。
【０００４】
通常、ほぼ無限遠に位置する被写体にピントが合うフォーカス位置は、撮像装置それぞれの個体毎に行われる無限ピント調整において一意に決まる位置である。
【０００５】
しかしながら、調整時の温度と実際に夜空を撮影するときに撮像装置の温度差、もしくは姿勢差により撮影中にピントがずれることがある。そのため、撮影中に撮像装置との距離がほぼ変ることのない星の撮影をしている最中であっても、度々ピント合わせを行う必要がある（図２）。
【０００６】
また、星空の撮影においては、星と同様に街の光も点光源と見なすことができ、ほぼ無限遠に位置する星に対して街の光は有限遠であるため、星と街の光ではわずかながらピントの位置が異なる。
【０００７】
先に述べた通り、星空撮影モードもより高精度なピント合わせが要望されているため、見た目がほぼ同じである星と街の光のようなわずかなピント差でも修正することが求められる。
【０００８】
ここでピント合わせを行う代表的な手段としては、コントラストＡＦ方式と位相差ＡＦ方式がある。
【０００９】
コントラストＡＦ方式は、撮像素子から得られた輝度信号に対して特定周波数成分をフィルタ処理で抽出した評価値を用いて自動焦点調整を行う。
【００１０】
位相差ＡＦ方式は、撮像光学系における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一対のラインセンサ上に結像させ、一対のラインセンサにより得られた一対の像信号の位相差から撮像光学系のデフォーカス量を算出することで自動焦点調整を行う。
【００１１】
一般的に位相差ＡＦ方式の方がコントラストＡＦ方式と比較して自動焦点調整を行う時間は短い利点がある。
【００１２】
しかし、星のような微小な点光源はピントが合う程に面積が小さくなるため、明確な位相差が出にくくなり、ピント精度が悪化する恐れがある。
【００１３】
そのため、微小な点光源があるシーンは位相差ＡＦ方式では苦手シーンの一つに数えらる。そこで、同一測距範囲内に点光源とその他の被写体が有る場合、複数の領域に分割して輝度レベルを判断することにより画面内の被写体の検出精度を上げる手法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−２４３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、先行技術では画面内に点光源とそれ以外の被写体がある場合に、点光源の影響を最小限に抑えることにより、点光源意外の被写体の検出精度を上げることができても、点光源自体の検出精度を上げることにはならない。
【００１６】
微小な点光源は前述したように明確な位相差が出にくいため、位相差ＡＦ方式においてはピントが合っているフォーカス位置においてデフォーカス量の検出バラつき（以下信頼性と呼ぶ）が大きくなる（信頼性が低くなる）傾向にある（図３）。
【００１７】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは位相差ＡＦ方式において微小な点光源に対して高精度にピント合わせすることが可能な撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の技術的特徴として、フォーカスレンズを含む撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な複数の画素を有する撮像手段を有する撮像装置の制御方法であって、前記像信号を取得して位相差ＡＦ方式の焦点検出演算を行いデフォーカス量を算出する算出ステップと、前記算出ステップの算出結果に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御して焦点調節を行う制御ステップと、複数の焦点検出領域を設定する設定ステップと、を備え、前記算出ステップでは、前記フォーカスレンズが予め記憶された所定の被写体に対して基準となる焦点位置から所定深度だけ離れた位置にある状態で、前記焦点検出領域の輝度情報に応じて被写体が存在するか否かを判定し、被写体が存在する前記焦点検出領域のデフォーカス量を用いて、前記デフォーカス量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、位相差ＡＦ方式において、星空のような微小な点光源が存在するシーンなどでも、高精度にピント合わせをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】デジタルカメラのブロック図である。
【図２】第１の実施形態の焦点検出領域を示す図である。
【図３】小枠のＡ像とＢ像の輝度値のピークボトムと、その大枠のデフォーカス量を表した図である。
【図４】焦点検出領域の設定例を示す図である。
【図５】撮像装置の姿勢とシーンの関係を示す図である。
【図６】焦点検出領域から得られる像信号を示す図である。
【図７】相関量波形を示す図である。
【図８】相関変化量波形を示す図である。
【図９】ピント合わせ処理を示すフローチャートである。
【図１０−１】常に焦点検出領域の細分化を行う場合の焦点検出領域設定処理を示すフローチャートである。
【図１０−２】シーンの測光値が所定値以上であるときに焦点検出領域の細分化を行う場合の焦点検出領域設定を示すフローチャートである。
【図１０−３】ズームレンズの焦点距離が所定値未満であるときに焦点検出領域の細分化を行う場合の焦点検出領域設定を示すフローチャートである。
【図１０−４】撮像装置の姿勢が水平方向近傍のときに焦点検出領域の細分化を行う場合の焦点検出領域設定を示すフローチャートである。
【図１０−５】焦点検出領域の画角中央部と周辺部で細分化数の変更を行う場合の焦点検出領域設定を示すフローチャートである。
【図１０−６】交換レンズの光学情報の一つであるＦ値が所定値以上であるときに焦点検出領域の細分化を行う場合の焦点検出領域設定を示すフローチャートである。
【図１１】デフォーカス量算出処理を示すフローチャートである。
【図１２】信頼性判定処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態の焦点検出領域を示す図（その１）である。
【図１４】第２の実施形態の焦点検出領域を示す図（その２）である。
【図１５−１】第２の実施形態における星空撮影モード時は常に焦点検出領域の移動を行う場合のピント合わせ処理を示すフローチャートである。
【図１５−２】第２の実施形態におけるシーンの測光値に応じて２周目を行うか否かを切り替える場合のピント合わせ処理を示すフローチャートである。
【図１５−３】第２の実施形態における撮像装置の姿勢に応じて焦点検出領域をシフトする方向を変更する場合のピント合わせ処理を示すフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態の焦点検出領域の輝度情報と乖離率（その１）である。
【図１７】第３の実施形態の焦点検出領域の輝度情報と乖離率（その２）である。
【図１８】第３の実施形態の焦点検出領域の輝度情報と乖離率（その３）である。
【図１９】第３の実施形態の焦点検出領域設定を示すフローチャートである。
【図２０】第３の実施形態の信頼性判定を示すフローチャートである。
【図２１】図２０の信頼性判定の変形例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詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１はデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。鏡筒１０１はその内部にレンズ群を保持してレンズ駆動を行う。ここで、本実施形態では鏡筒１０１は交換レンズユニットとするが、括り付けレンズユニットで構成してもよい。ズームレンズ１０２は焦点距離を調節することで光学的に画角を変更する。絞り及びシャッタ１０３は光量を調節する露出制御に使用する。フォーカスレンズ１０４はピント位置を調節する。ズームレンズ１０２、絞り及びシャッタ１０３、フォーカスレンズは、撮像光学系である。
【００２３】
鏡筒１０１を通過した光は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等を用いた撮像素子１０５にて受光され、光信号から電気信号へと光電変換される。後述するが、撮像素子１０５は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０６は撮像素子１０５から読み出された撮像信号に対してノイズ除去処理、ゲイン調整、デジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０６は撮像信号をＡＦ画素補正部１０９に、撮像面位相差ＡＦ用信号を位相差ＡＦ信号処理部１１０にそれぞれ出力する。
【００２４】
位相差ＡＦ信号処理部１１０は、位相差方式による焦点検出処理のため、撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束から得られる撮像面位相差ＡＦ用の二つの像信号に基づいて相関演算を行い、像ずれ量を算出する。位相差ＡＦ信号処理部１１０における像ずれ量の算出処理の詳細は後述する。
【００２５】
タイミングジェネレータ１０８はカメラ制御部１４０の指令に従い撮像素子１０５の電気信号への変換タイミングとＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０６の出力タイミングを制御する。画像処理回路１１１はＡＦ画素補正部１０９からの出力に対して、画素補間処理や色変換処理等を施した後、画像データとして内部メモリ１１２に送られる。
【００２６】
表示部１１３は内部メモリ１１２に保持されている画像データとともに、撮影情報などを表示する。圧縮伸長処理部１１４は内部メモリ１１２に保存されているデータを画像フォーマットに応じて圧縮伸長を行う。記憶メモリ１１５はパラメータなどの様々なデータを記憶する。操作部１１６は各種のメニュー操作、モード切り換え操作を行うユーザインタフェースである。姿勢検知部１１７は撮像装置の姿勢を検知する。温度検知部１１８は撮像装置の現在の温度を検出する。
【００２７】
カメラ制御部１４０はＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算装置で構成され、操作部１１６によるユーザの操作に応じて内部メモリ１１２に記憶されている各種の制御プログラムを実行する。各種の制御プログラムは、例えば自動露出制御、ズーム制御、自動合焦制御、等を行うためのプログラムである。
【００２８】
絞りシャッタ駆動部１２１は絞り及びシャッタ１０３の駆動を行う。輝度信号算出部１２５は撮像素子１０５から出力された後に、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０６とＡＦ画素補正部１０９を通過した信号を被写体及び場面の輝度として算出する。
【００２９】
露出制御部１２４は輝度信号算出部１２５により得られた輝度情報に基づいて露出値（絞り値及びシャッタ速度）の制御を行い、その演算結果を絞りシャッタ駆動部１２１へ通達する。これにより自動露出制御（ＡＥ制御）が行われる。
【００３０】
ズームレンズ駆動部１２３はズームレンズ１０２の駆動を行う。ズーム制御部１３２は操作部１１６によるズーム操作指示に従いズームレンズ位置の制御を行う。
【００３１】
フォーカスレンズ駆動部１２２はフォーカスレンズ１０４の駆動を行う。デフォーカス量算出部１２９は位相差ＡＦ信号処理部１１０で算出された像ずれ量に基づいてデフォーカス量を算出する。フォーカス制御部１２７はデフォーカス量算出部１２９の出力結果からフォーカスレンズの駆動方向、駆動量の制御を行うことで焦点調節を実現する。評価値算出部１２６は輝度信号算出部１２５により得られた輝度情報から特定周波数成分を抽出した後、コントラスト評価値として算出を行う。走査制御部１２８はフォーカス制御部１２７に対して所定範囲を所定駆動量で駆動する指令を行うと同時に、所定のフォーカス位置における評価値算出部１２６の算出結果である評価値を取得することによりコントラストの形状を算出する。
【００３２】
走査制御部１２８で算出されたコントラスト形状が頂点となるフォーカス位置が合焦位置となる。デフォーカス量算出部１２９により算出されたフォーカス位置への駆動、もしくは走査制御部１２８により算出された合焦位置へ駆動することにより撮像素子１０５面上で光束が合焦する自動合焦制御（ＡＦ制御）が行われる。
【００３３】
交換レンズ情報取得部１３４は、レンズユニット毎の光学特性情報である焦点距離、Ｆ値等の情報を取得する。
【００３４】
起点保持部１３０は無限被写体に合焦するフォーカスレンズ位置を保持する。一般的に撮像装置それぞれにおいて無限被写体に対するフォーカスレンズ位置はバラつきがあるため、個体毎に無限被写体に対してフォーカスレンズ位置を調整する。この調整された位置を起点と呼ぶことにする。しかしながら、調整されたフォーカスレンズ位置は温度変化、姿勢変化、経時変化によりずれることがある。鏡筒１０１を形成する部材は温度変化により収縮する場合があるため、内部にあるフォーカスレンズ１０４を含むユニット部も温度変化の影響を受ける。また、撮像装置の姿勢が変化すると、自重によりフォーカスレンズ１０４を含むユニット部の勘合ガタが詰まる方向に移動することがある。さらに年月が経過すると稼働部のグリスが経時変化を起こす、もしくはフォーカスレンズ駆動を重ねることにより摩耗する、などがある。
【００３５】
これらの影響により起点は無限被写体に対してピントが甘くなる現象が発生する。
【００３６】
離点算出部１３１は起点保持部１３０で保持されている起点に対して温度変化、姿勢変化、経時変化の影響でピント位置がずれる分（離点と呼ぶ）の算出を行う。デフォーカス量算出部１２９は起点、もしくは離点算出部１３１で算出された離点において相関量の演算を実行してデフォーカス量の算出を行う。このように調整無限のような基準となる焦点位置を起点として、遠側方向と近側方向に所定深度だけ離れた点（離点）で焦点検出を行い相関量を演算する。これにより、信頼性の高い（バラツキの少ない）デフォーカス量を算出できるので、微小な点光源に対して高精度にピント合わせすることができる。
【００３７】
焦点検出領域設定部１３３は像ずれ量の算出を行う領域（以下焦点検出領域と呼ぶ）の数、大きさの設定を行う。
【００３８】
輝度乖離率算出部１３５は像信号（Ａ像、Ｂ像）の輝度のピークボトムに対して、Ａ像とＢ像の輝度の離れ具合を示す乖離率の算出を行う。
【００３９】
図２（ａ）は焦点検出領域が５×５の２５枠設定してある例を示している。左上を１大枠とし以下右下の２５大枠までが設定されている。各大枠の間には不検出領域（濃い黒色部）があり、その不検出領域内にある被写体のデフォーカス量を算出することができない。任意の大枠それぞれに対して、撮像素子１０５から焦点検出用の一対の像信号（Ａ像、Ｂ像と呼ぶ）を取得する。取得した一対の信号は、信号ノイズの影響を軽減するために垂直方向に行加算平均する。次に、垂直行加算平均した信号から所定の周波数帯域の信号成分を取り出すフィルタ処理を行う。続いて、フィルタ処理された信号に対して像信号間の相関量の演算を実行する（相関演算とも呼ばれる）。
【００４０】
図２（ｂ）は大枠の中に明るい大きな星がある場合を示している。例えば等星の低い星が大枠内に存在すると星のある像信号の輝度値は高くなり、垂直方向に行加算平均した後でも星以外の暗部に埋もれることはない。その結果、星像の相関量を的確に算出することができる。
【００４１】
図２（ｃ）は大枠の中に暗い小さな星がある場合を示している。例えば等星の高い星が大枠内に存在すると星のある像信号の輝度値は低くなり、垂直方向に行加算平均した後には星以外の暗部に埋もれることがある。その結果、星像の相関量を的確に算出することができなくなる。
【００４２】
そこで、図２（ｄ）のように大枠を垂直方向に短冊状に細分化することにする。例えば大枠を７つの小枠に細分化してそれぞれ１小枠〜７小枠と呼ぶ。このとき暗い小さな星は３小枠と６小枠に存在していることが各小枠の輝度情報から判別され、星が存在するそれぞれの小枠においては垂直方向に行加算平均した後でも細分化の効果により暗部に埋もれることはなくなる。
【００４３】
次に細分化の効果により暗い小さな星の焦点検出演算ができる例を具体的な数値で説明する。図３（ａ）は図２（ｃ）に対応した大枠の具体的なＡ像とＢ像の輝度値のピークボトムと、その大枠のデフォーカス量を示している。図３（ｂ）は図２（ｄ）に対応した７つに細分化された小枠の具体的なＡ像とＢ像の輝度値のピークボトムと、その大枠のデフォーカス量を示している。図３（ｂ）の各小枠のＡ像とＢ像の輝度値のピークボトムに着目すると、暗い小さな星のある３小枠目と６小枠目が他の小枠と比較して数値が高い。
【００４４】
そのため、例えば閾値を５００に設定することで星のある小枠を検出することができ、３小枠と６小枠それぞれのデフォーカス量１．０２と０．９８の平均である１．０がこの大枠に存在する星のデフォーカス量となる。しかしながら、図３（ａ）では星のある行は加算平均の影響により暗部に埋もれてしまい、デフォーカス量を的確に算出することができない。
【００４５】
次に大枠に応じて細分化数を変更する内容について説明する。
【００４６】
図４（ａ）は図２（ａ）と同じく焦点検出領域が５×５の２５枠設定してある例を示している。撮影者に見える枠は４０１の外枠であり、各大枠の境界、及び不検出領域は見えないものとする。通常、撮影者は被写体である星を画面中央部の４０２内に配置する場合が多い。
【００４７】
そのため画面中央部は図４（ｂ）のように細分化数を多くすることにより、星の検出精度を上げて、画面周辺部に対しては図４（ｃ）のように細分化数を少なくすることにより、相関演算負荷を減らすことができる。
【００４８】
図５（ａ）は撮像装置を水平方向近傍に配置した状態で撮影した構図である。水平方向近傍に配置すると街明かりが枠内に入り込むことが多くなり、明るい星が相対的に暗くなるため、検出精度が下がる場合がある。このようなケースに対応するため、水平方向近傍の場合は大枠の細分化数を多くすることにより、検出精度の低下を抑えることができる。
【００４９】
図５（ｂ）は撮像装置を天頂方向近傍に配置した状態で撮影した構図である。天頂方向に配置すると街明かり等が枠内に入り込むことは少なくなり、星の明かりを的確に検出することができる。そのため天頂方向近傍の場合は大枠の細分化数を少なくして、相関演算の負荷を減らすことが可能となる。
【００５０】
輝度乖離率算出部１３５は像信号（Ａ像、Ｂ像）の輝度のピークボトムに対して、Ａ像とＢ像の輝度の離れ具合を示す乖離率の算出を行う。
【００５１】
図６（ａ）〜（ｃ）のｐ，ｑ，ｓ，ｔはそれぞれ、水平方向（ｘ軸方向）での座標を表しており、ｐとｑはそれぞれ画素領域の始点と終点、ｓとｔはそれぞれ焦点検出領域の始点と終点となる。実線６０１はフィルタ処理を行った焦点検出用の一方の像信号Ａであり、破線６０２が他方の像信号Ｂである。
【００５２】
図６（ａ）はシフト前の像信号Ａ，Ｂを示し、（ｂ）は像信号Ａ，Ｂをプラス方向にシフト、（ｃ）は像信号Ａ，Ｂをマイナス方向にシフトした状態を示している。一対の像信号Ａ６０１，Ｂ６０２の相関量を算出する際には、像信号Ａ６０１，Ｂ６０２の両方を矢印の方向に任意の定数ビットずつシフトする。シフト後の像信号Ａ６０１，Ｂ６０２の差の絶対値の和を算出する。以下、説明を簡略化するためにシフトするビット幅を１とする。
【００５３】
シフト量をｉ、マイナス方向の最大シフト量をｐ−ｓ、プラス方向の最大シフト量をｑ−ｔ、焦点検出領域６０２の開始座標をｘ、終了座標をｙとするとき、相関量（以下ＣＯＲと記述する）は以下の式（１）により算出することができる。
【００５４】
【数１】
2019066542.tif 000003
【００５５】
ここでシフト量ｉの範囲は、ｐ−ｓ  ＜  ｉ  ＜ｑ−ｔ  である。
【００５６】
図７はシフト量とＣＯＲとの関係の例である。横軸はシフト量を、縦軸はＣＯＲを表している。図７（ａ）ではシフト量に対して変化するＣＯＲ波形７０１において極値７０２，７０３が存在している。それらの極値のうち小さいＣＯＲに対応するシフト量において一対の像信号Ａ，Ｂの一致度が最も高くなる。
【００５７】
図７（ｂ）ではＣＯＲ波形７０１の極値７０３における１シフトおきの相関量の差を相関変化量として算出している。シフト量をｉ、マイナス方向の最大シフト量をｐ−ｓ、プラス方向の最大シフト量をｑ−ｔとすると、相関変化量ΔＣＯＲは以下の式（２）により算出することができる。このとき、ｐ−ｓ＋１＜ｑ−ｔ−１の関係が成り立つ。
【００５８】
【数２】
2019066542.tif 000004
【００５９】
ここでシフト量ｉの範囲は、ｐ−ｓ  ＜  ｉ  ＜ｑ−ｔ  である。
【００６０】
図８はシフト量と相関変化量ΔＣＯＲとの関係の例である。横軸はシフト量を、縦軸は相関変化量ΔＣＯＲを表している。図８（ａ）ではシフト量に対して変化するΔＣＯＲ波形８０１において８０２，８０３の部分でプラスからマイナスに変化している。相関変化量が０となる状態をゼロクロスと呼び、一対の像信号Ａ，Ｂの一致度が最も高くなる。したがって、ゼロクロスを与えるシフト量が像ずれ量となる。
【００６１】
図８（ｂ）では図８（ａ）中の８０２を拡大表示している。８０４は相関変化量８０１の一部分である。ゼロクロスを与えるシフト量（ｋ−１＋α）は、整数部分β（＝ｋ−１）と小数部分αとに分けられる。小数部分αは図中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥとの相似の関係から、以下の式（３）により算出することができる。
【００６２】
【数３】
2019066542.tif 000005
【００６３】
整数部分βは以下の式（４）により算出することができる。
【００６４】
【数４】
2019066542.tif 000006
【００６５】
これらαとβの和から像ずれ量を算出することができる。
【００６６】
図８（ａ）に示したように相関変化量ΔＣＯＲのゼロクロスが複数存在する場合は、その付近でのｍａｘｄｅｒがより大きい方を第１のゼロクロスとする。ここでｍａｘｄｅｒは焦点検出の行い易さを示す指標であり値が大きいほど精度良い焦点検出を行い易い点であることを示す。ｍａｘｄｅｒは以下の式（５）により算出することができる。
【００６７】
【数５】
2019066542.tif 000007
【００６８】
以下の本実施例において、相関変化量ΔＣＯＲのゼロクロスが複数存在する場合は、そのｍａｘｄｅｒによって第１のゼロクロスを決定し、この第１のゼロクロスを与えるシフト量を像ずれ量とする。
【００６９】
図９はピント合わせ処理を説明したフローチャートである。ステップＳ９０１はピント合わせ処理の開始である。ステップＳ９０２は初期化処理であり、撮像装置で使用する変数の初期化等の初期化処理全般を行う。ステップＳ９０３は星空撮影モードであるか否かを判定している。ユーザが操作部１１６により撮影モードとして星空撮影モードを選択した場合は、次のステップＳ９０４に進みユーザが操作部１１６により星空撮影モードにおけるピント合わせを実行したか否かを判定する。前述したように個体毎に調整された起点は温度変化、姿勢変化、経時変化によりずれることがある。
【００７０】
そのため、撮像装置との距離がほぼ変ることのない星の撮影をしている最中であっても度々ユーザは星に対してピント合わせを実行することがある。ピント合わせが実行されない場合は、ピント合わせが実行されるまで監視を続ける。ステップＳ９０５は輝度信号算出部１２５から検出された被写体、及び場面の輝度を測光値として取得する。
【００７１】
ステップＳ９０６はズーム制御部１３２により制御されている現在のズームレンズ位置から焦点距離を取得する。ステップＳ９０７は姿勢検知部１１７により撮像装置の姿勢を取得する。具体的な例として加速度センサにより撮像装置のあおり角度を検出することで、撮像装置が水平方向を向いているのか、上向きにあたる天頂方向を向いているのかを取得できる。
【００７２】
ステップＳ９０８は交換レンズ情報取得部１３４によりレンズユニット毎の光学特性情報である焦点距離、Ｆ値等の情報を取得する。ステップＳ９０９は測光値に対する露出設定を行う。ここでの露出設定は星空撮影モードにおけるピント合わせに特化したものであり、通常撮影時の露出とは異なり、デフォーカス量の算出に適した露出を設定している。
【００７３】
そのため、通常撮影では白飛び（画素が飽和）することがない明るさの被写体であっても、星空撮影モードにおけるピント合わせ時には白飛び（画素が飽和）することがある。
【００７４】
ステップＳ９１０は焦点検出領域設定を行う処理であり、詳細を図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００７５】
まず、図１０−１の星空撮影モード時は常に焦点検出領域の細分化を行う場合について説明する。ステップＳ１００１は焦点検出領域設定の開始である。ステップＳ１００２は大枠毎のループ処理の開始であり、ステップＳ１００４はループ処理の終了である。
【００７６】
図２（ａ）の焦点検出領域の場合は、ループ回数は大枠数と同じ２５回となるが、大枠数は任意の数で構わない。
【００７７】
ステップＳ１００３は大枠を垂直方向に７つの小枠に細分化する。ここでは図２（ｄ）の例と同じく細分化数を７つにしているが垂直画素数を上回らない程度において任意の数で構わない。ステップＳ１００５は焦点検出領域設定の終了である。
【００７８】
次に、図１０−２のシーンの測光値が所定値以上であるときに焦点検出領域の細分化を行う場合について説明する。ここで測光値が所定値以上であるとは明るいシーンであることを示しており、街明かりの影響が大きい場合は暗く小さい星の検出精度が下がる傾向にある。ステップＳ１００６では予め取得しておいた測光値が所定値以上であるか否かを判定している。所定値以上であるときはステップＳ１００７により現在の細分化数が７つ未満であるか否かを判定している。
【００７９】
７つ未満であるときはステップＳ１００３により７つに細分化を行い、７つ以上のときにはステップＳ１００８により細分化数を増やすように変更を行う。細分化数を増やす場合の＋αの値はパラメータとして予め決定された値とする。
【００８０】
次に、図１０−３のズームレンズの焦点距離が所定値未満であるときに焦点検出領域の細分化を行う場合について説明する。ここで焦点距離が所定値未満であるとは画角が広角側にあることを示しており、そのときは星の大きさが小さく見えるため検出精度が下がる傾向にある。
【００８１】
ステップＳ１００９では予め取得しておいた焦点距離が所定値未満であるか否かを判定している。判定以下については前述した測光値の場合と同じである。
【００８２】
次に、図１０−４の撮像装置の姿勢が水平方向近傍のときに焦点検出領域の細分化を行う場合について説明する。ここで撮像装置の姿勢が水平方向近傍であると、天頂方向近傍と比較して画面下部に街明かりがある可能性が高いため、暗く小さい星の検出精度が下がる傾向にある。
【００８３】
ステップＳ１０１０では予め取得しておいた撮像装置の姿勢が水平方向近傍であるか否かを判定している。判定以下については前述した測光値の場合と同じである。
【００８４】
次に、図１０−５の焦点検出領域の画角中央部と周辺部で細分化数の変更を行う場合について説明する。
【００８５】
撮影者は一般的に画角中央部に被写体である星を配置する。そのため、ステップＳ１０１１では大枠が７、８、９、１２、１３、１４、１７、１８、１９の場合には７つに細分化を行う。それ以外の大枠についてはステップＳ１０１２により２つに細分化を行う。ここで細分化数の２つについては、７つ未満の値であれば幾つでも構わない。また、中央の大枠を示す番号も上記は一例であり、例えば１３だけでも構わない。判定以下については前述した測光値の場合と同じである。
【００８６】
次に、図１０−６の交換レンズの光学情報の一つであるＦ値が所定値以上であるときに焦点検出領域の細分化を行う場合について説明する。ここでＦ値が所定値以上であるとはより暗いレンズであることを示しており、レンズが取り込める光の量が少なくなるため星の検出精度が下がる傾向にある。ステップＳ１０１３では予め取得しておいた交換レンズのＦ値が所定値以上であるか否かを判定している。判定以下については前述した測光値の場合と同じである。
【００８７】
ステップＳ９１１のデフォーカス量算出処理の詳細を図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００８８】
ステップＳ１１０１はデフォーカス量算出処理の開始である。ステップＳ１１０２とＳ１１１７は小枠数分のループ処理の開始と終了である。
【００８９】
このループ回数は大枠と小枠の数により決まる値であり、大枠の数が２５枠であり各大枠を７つの小枠に細分化しているときは合計１７５小枠分のループ処理が行われる。ステップＳ１１０３は焦点検出領域設定部において設定された枠に対して撮像素子１０５から焦点検出用の一対のＡ像、Ｂ像データを取得する。ステップＳ１１０４はステップＳ１１０３で取得されたＡ像、Ｂ像データを垂直方向に行加算平均処理をしており信号ノイズの影響を軽減している。
【００９０】
ステップＳ１１０５はステップＳ１１０４で平均処理したＡ像、Ｂ像データから所定の周波数帯域の成分を取り出すフィルタ処理である。ステップＳ１１０６はステップＳ１１０５でフィルタ処理されたデータに対して像信号間の相関演算を実行する。ステップＳ１１０７はステップＳ１１０６の相関演算結果である相関量ＣＯＲの加算を行う。
【００９１】
ステップＳ１１０８はステップＳ１１０７により算出された相関量ＣＯＲの１シフトおきの差を相関変化量ΔＣＯＲとして算出している。ステップＳ１１０９はステップＳ１１０８により算出された相関変化量ΔＣＯＲの符号が変化するゼロクロスを算出し、このゼロクロスを与えるシフト量、即ち像ずれ量を算出している。ステップＳ１１１０はステップＳ１１０９により算出されたゼロクロスが少なくとも１つは存在するか否かを判定している。
【００９２】
ゼロクロスが１つも存在しない場合は、ステップＳ１１１４によりデフォーカス量が存在しないことを示すＮＵＬＬを設定する。ゼロクロスが少なくとも１つは存在する場合は、ステップＳ１１１１によりゼロクロスが複数存在するか否かを判定している。ゼロクロスが２つ以上の複数存在する場合は、ステップＳ１１１２により焦点検出の行い易さを示す指標であるｍａｘｄｅｒが最大となるデフォーカス量を算出する。
【００９３】
ゼロクロスが１つだけ存在する場合はステップＳ１１１３によりそのゼロクロスに対するデフォーカス量を算出する。ステップＳ１１１６はデフォーカス量算出処理の終了である。
【００９４】
ステップＳ９１２の信頼性判定の詳細を図１２のフローチャートを参照して説明する。
【００９５】
ステップＳ１２０１は信頼性判定の開始である。ステップＳ１２０２とＳ１２０６はループの開始と終了である。ループ回数は前述したデフォーカス量算出処理の回数と同じになる。ステップＳ１２０３はＡ像、Ｂ像データの輝度値のピーク値とボトム値を取得してピークボトムを算出する。
【００９６】
ステップＳ１２０４はステップＳ１２０３で算出した輝度値のピークボトムと所定値を比較する。ピークボトムが所定値以上である場合には、その枠に対しては星が検出できたことを意味する。この枠に対して予め算出しておいたデフォーカス量をステップＳ１２０５で取得する。全ての枠に対して比較を行い、ステップＳ１２０７で少なくとも１つはＮＵＬＬでないデフォーカス量を取得できたか否かを判定している。
【００９７】
デフォーカス量を取得できた場合は、ステップＳ１２０８でそれらデフォーカス量の平均値の算出を行い、それを最終的なデフォーカス量とする。デフォーカス量を取得できない場合は、ステップＳ１２０９で最終的なデフォーカス量をＮＵＬＬと設定する。ステップＳ１２１２は信頼性判定の終了である。
【００９８】
ステップＳ９１３でフォーカスレンズ１０４を最終的なデフォーカス量、即ち合焦点へ移動する。ステップＳ９１４はピント合わせ処理の終了である。
【００９９】
本実施形態によれば、位相差ＡＦ方式において微小な点光源に対して高精度にピント合わせをすることができる。
【０１００】
（第２の実施形態）
本実施形態では、所定モードに対して前記複数焦点検出領域間に不検出な領域が存在する場合において、第１のデフォーカス量算出の実施をした後に前記焦点検出領域の移動を行う。そして、第２のデフォーカス量算出の実施をした後に第１と第２のデフォーカス量を加算平均した値を被写体のデフォーカス量とする。なお、デジタルカメラの構成や位相差ＡＦ方式のデフォーカス量の算出方法などは第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１０１】
図１３（ａ）は焦点検出領域が５×５の２５枠設定してある例を示している。左上を１大枠とし以下右下の２５大枠までが設定されている。各大枠の間には不検出領域（濃い黒色部）があり、その不検出領域内にある被写体のデフォーカス量を算出することができない。撮影者に見える枠は大枠の外枠であり、各大枠の境界、及び不検出領域は見えないものとする。また図では不検出領域は水平方向に配置されているが垂直方向の場合もある。
【０１０２】
通常の被写体（人物、建物、乗り物等）であれば、各大枠の間にある不検出領域の影響はないが、微小な被写体であり、かつその被写体の絶対数が少ないと、構図によっては不検出領域に入り込んでしまう場合がある。例として、夜空に見えている星が暗い星しかなく数が少ない場合は、ピント合わせができない場合がある。
【０１０３】
そこで図１３（ｂ）は焦点検出領域を下側にシフトした例を示している。不検出領域分シフトすることにより、不検出領域に入り込んでいた星が検出領域に再配置されることになる。これにより最初のピント合わせでは検出できなかった星が、シフト後では検出できるようになる（最初を１周目検出、次を２周目検出と呼ぶことにする）。
【０１０４】
２周目検出において任意の大枠それぞれに対して、撮像素子１０５から焦点検出用の一対の像信号（Ａ像、Ｂ像と呼ぶ）を取得する。取得した一対の信号は、信号ノイズの影響を軽減するために垂直方向に行加算平均する。
【０１０５】
次に、垂直行加算平均した信号から所定の周波数帯域の信号成分を取り出すフィルタ処理を行う。続いて、フィルタ処理された信号に対して像信号間の相関量の演算を実行する（相関演算とも呼ばれる）。
【０１０６】
次に焦点距離が望遠側にある場合について説明する。
【０１０７】
図１４（ａ）は図１３（ａ）と同じく焦点検出領域が５×５の２５枠設定してある、その間に不検出領域がある例を示している。図１３（ａ）とは望遠側にズームしている点が異なる。
【０１０８】
望遠側であるため、広角側では小さな星であっても図のように拡大表示される。そのため、この場合は不検出領域に入り込むことがなくなり、図１４（ｂ）のように焦点検出領域をシフトしても、シフト前と状況は大きく変わることはない。そのため、所定倍率以上の望遠側になると相関演算負荷軽減のため２周目検出を省略することが可能となる。
【０１０９】
図１５は本実施形態におけるピント合わせ処理を説明したフローチャートである。
【０１１０】
図１５−１は、星空撮影モード時は常に焦点検出領域の移動を行う場合の説明である。
【０１１１】
ステップＳ１５０１はピント合わせ処理の開始である。ステップＳ１５０２は初期化処理であり、撮像装置で使用する変数の初期化等の初期化処理全般を行う。ステップＳ１５０３は星空撮影モードであるか否かを判定している。
【０１１２】
ユーザが操作部１１６により撮影モードとして星空撮影モードを選択した場合は、次のステップＳ１５０４に進みユーザが操作部１１６により星空撮影モードにおけるピント合わせを実行したか否かを判定する。前述したように個体毎に調整された起点は温度変化、姿勢変化、経時変化によりずれることがある。そのため、撮像装置との距離がほぼ変ることのない星の撮影をしている最中であっても度々ユーザは星に対してピント合わせを実行することがある。
【０１１３】
ピント合わせが実行されない場合は、ピント合わせが実行されるまで監視を続ける。ステップＳ１５０５は輝度信号算出部１２５から検出された被写体、及び場面の輝度を測光値として取得する。ステップＳ１５０６はズーム制御部１３２により制御されている現在のズームレンズ位置から焦点距離を取得する。
【０１１４】
ステップＳ１５０７は姿勢検知部１１７により撮像装置の姿勢を取得する。具体的な例として加速度センサにより撮像装置のあおり角度を検出することで、撮像装置が水平方向を向いているのか、上向きにあたる天頂方向を向いているのかを取得できる。
【０１１５】
ステップＳ１５０８は測光値に対する露出設定を行う。ここでの露出設定は星空撮影モードにおけるピント合わせに特化したものであり、通常撮影時の露出とは異なり、デフォーカス量の算出に適した露出を設定している。そのため、通常撮影では白飛び（画素が飽和）することがない明るさの被写体であっても、星空撮影モードにおけるピント合わせ時には白飛び（画素が飽和）することがある。
【０１１６】
ステップＳ１５０９は１周目の焦点検出領域の設定を行う。ステップＳ１５１０は（１周目の）デフォーカス量算出処理である。デフォーカス量算出処理の詳細は後述する。
【０１１７】
ステップＳ１５１１は２周目の焦点検出領域の設定を行う。２周目では不検出領域をカバーする方向に焦点検出領域をシフトさせる。ステップＳ１５１２は（２周目の）デフォーカス量算出処理である。デフォーカス量算出処理の詳細は同じく後述する。
【０１１８】
ステップＳ１５１３は信頼性判定である。信頼性判定についても詳細は後述する。ステップＳ１５１４でフォーカスレンズ１０４を最終的なデフォーカス量、即ち合焦点へ移動する。ステップＳ１５１５はピント合わせ処理の終了である。
【０１１９】
次に、図１５−２のシーンの測光値に応じて２周目を行うか否かを切り替える処理について説明を行う。ステップＳ１５０８までとステップＳ１５１３以降は図１５−１と同じであるため省略する。ステップＳ１５１６では予め取得しておいた測光値が所定値以上であるか否かを判定している。ここで測光値が所定値以上であるとは明るいシーンであることを示しており、例として街明かりの影響が大きい場合は、暗く小さい星の検出精度が下がる傾向にある。そのため、現在のシーンの測光値が所定値以上であるときに焦点検出領域の移動を行う。
【０１２０】
ステップＳ１５１７で１周目の焦点検出領域の設定を行う。ステップＳ１５１８は（１周目の）デフォーカス量算出処理である。次にステップＳ１５１９で２周目の焦点検出領域の設定を行う。このとき１周目で設定した焦点検出領域における不検出領域が２周目では検出される方向にシフトする。ステップＳ１５２０は（２周目の）デフォーカス量算出処理である。
【０１２１】
測光値が所定値未満であるときはシーン全体が暗いため、画面内の星の数が増える傾向にある。そのため、不検出領域だけに星が存在するケースはごく稀になる。このようなシーンでは演算負荷軽減のため１周目だけの演算だけ行うことにする。ステップＳ１５２１で１周目の焦点検出領域の設定を行う。ステップＳ１５２２は（１周目の）デフォーカス量算出処理である。なお、図１５−２ではシーンの測光値に応じて２周目を行うか否かを切り替える処理について説明したが、代わりに焦点距離に応じて２周目を行うか否かを切り替える処理を実行してもよい。図１５−２との相違点はステップＳ１５１６だけであるため、この判定について説明する。予め取得しておいた焦点距離が所定値未満であるか否かを判定している。ここで焦点距離が所定値未満であるとは画角が広角側にあることを示しており、星の大きさが小さいため検出精度が下がる傾向にある。そのため、焦点距離が所定値未満であるときに焦点検出領域の移動を行う。ステップ１５１７以降は先と同様であるため省略する。
【０１２２】
次に、図１５−３の撮像装置の姿勢に応じて焦点検出領域をシフトする方向を変更する処理について説明を行う。ステップＳ１５０８までとステップＳ１５１３以降は図１５−１と同じであるため省略する。
【０１２３】
ステップＳ１５２５では予め取得しておいた撮像装置の姿勢が水平方向近傍であるか否かを判定している。水平方向近傍であるときはステップＳ１５１７で１周目の焦点検出領域の設定を行う。ステップＳ１５１８は（１周目の）デフォーカス量算出処理である。
【０１２４】
ステップＳ１５１９は２周目の焦点検出領域の設定であり、１周目で設定した焦点検出領域に対して不検出領域がカバーされる上方向にシフトする。水平近傍に配置すると街明かりが枠内に入り込むことが多くなり、星の検出精度が下がることに繋がる。そのため水平近傍の場合は可能な限り街明かりの影響から遠ざけるために上にシフトしてから２周目検出をすることが望ましい。ステップＳ１５２０は（２周目の）デフォーカス量算出処理である。姿勢が水平方向近傍でないときはステップＳ１５２１で１周目の焦点検出領域の設定を行う。
【０１２５】
ステップＳ１５２２は（１周目の）デフォーカス量算出処理である。ステップＳ１５２３は２周目の焦点検出領域の設定であり、１周目で設定した焦点検出領域に対して不検出領域がカバーされる下方向にシフトする。天頂方向近傍に配置すると街明かり等が枠内に入り込むことは少なくなるが、天頂方向に向けるほど飛行機が横切ることが多くなり、星の明かりを的確に検出できない場合がある。そのため天頂方向近傍の場合は可能な限り飛行機の影響から遠ざけるために下にシフトしてから２周目検出をすることが望ましい。
【０１２６】
ステップＳ１５２４は（２周目の）デフォーカス量算出処理である。
【０１２７】
本実施形態によれば、位相差ＡＦ方式において微小な点光源に対して高精度にピント合わせをすることができる。
【０１２８】
（第３の実施形態）
本実施形態では、所定モードに対して前記乖離率の閾値を設定し、乖離率が閾値未満である全ての焦点検出領域のデフォーカス量を加算平均した値を被写体のデフォーカス量とする。なお、デジタルカメラの構成や位相差ＡＦ方式のデフォーカス量の算出方法などは第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１２９】
図１６（ａ）は焦点検出領域が５×５の２５枠設定してある例を示している。左上を１大枠とし以下右下の２５大枠までが設定されている。各大枠の間には不検出領域（濃い黒色部）があり、その不検出領域内にある被写体のデフォーカス量を算出することができない。任意の大枠それぞれに対して、撮像素子１０５から焦点検出用の一対の像信号（Ａ像、Ｂ像と呼ぶ）を取得する。取得した一対の信号は、信号ノイズの影響を軽減するために垂直方向に行加算平均する。
【０１３０】
次に、垂直行加算平均した信号から所定の周波数帯域の信号成分を取り出すフィルタ処理を行う。続いて、フィルタ処理された信号に対して像信号間の相関量の演算を実行する（相関演算とも呼ばれる）。
【０１３１】
輝度乖離率算出部１３５は像信号（Ａ像、Ｂ像）の輝度のピークボトムに対して、Ａ像とＢ像の輝度の離れ具合を示す乖離率の算出を行う。
【０１３２】
【数６】
2019066542.tif 000008
【０１３３】
【数７】
2019066542.tif 000009
【０１３４】
式（６）ではＡ像の輝度のピークボトムＰＢ（Ａ）とＢ像の輝度のピークボトムＰＢ（Ｂ）との平均値ＡｖｅＰＢを算出している。式（７）では式（６）で算出した平均値ＡｖｅＰＢを用いてＡ像とＢ像の輝度値がどの程度離れているかを示す乖離率を算出している。
【０１３５】
図１６（ｂ）は図１６（ａ）の１２大枠の拡大図を示している。１２大枠では上部に非常に明るい星が一つ、下部にほどほどに明るい星が一つある。図１６（ｃ）は図１６（ｂ）の星の輝度値と乖離率の関係について示している。例として、上部の非常に明るい星に対してはＡ像の輝度のピークボトムが２２６４であり、Ｂ像の輝度のピークボトムが４０１５とする。
【０１３６】
このとき、乖離率は式（６）と（７）より２７．９％となる。対して、ほどほどに明るい星に対してはＡ像の輝度のピークボトムが１５３６であり、Ｂ像の輝度のピークボトムが１７９４とする。
【０１３７】
このとき、乖離率は式（６）と（７）より７．７％となる。非常に明るい星の場合は、部分的に輝度が飽和する場合があり、その影響により位相差が的確に出ない場合がある。位相差への影響が表れない乖離率の閾値をパラメータにより設定し、例えば１５％未満の場合はデフォーカス量の信頼性があると判断した場合は、１２大枠において上部のデフォーカス量は使用せずに、下部のデフォーカス量は使用することになる。
【０１３８】
図１７（ａ）は大枠を７小枠に細分化したときの各小枠のＡ像、Ｂ像の輝度のピークボトムと乖離率の関係を示した図である。
【０１３９】
３小枠目と６小枠目に星があるためその他の暗部の小枠と比較すると、Ａ像とＢ像の輝度のピークボトムが大きい状態である。例では３小枠目と６小枠目は乖離率が１５．８％、１２．２％である。対して図１７（ｂ）は図１７（ａ）の大枠を２つに細分化したときの上部小枠と下部小枠のＡ像、Ｂ像の輝度のピークボトムと乖離率の関係を示した図である。
【０１４０】
このとき図１７（ａ）と比較すると暗部の影響によりＡ像とＢ像それぞれの輝度のピークボトムが平均化されることになり小さな値となる。そのため、乖離率は下がりそれぞれ９．０％、７．５％である。
【０１４１】
図１８（ａ）は大枠を７小枠に細分化したときの各小枠のＡ像、Ｂ像の輝度のピークボトムと乖離率の関係を示した図である。
【０１４２】
図１８（ｂ）は図１８（ａ）を望遠側へズームしたときの各小枠のＡ像、Ｂ像の輝度のピークボトムと乖離率の関係を示した図である。図１８（ｂ）は図１８（ａ）と比較すると星が大きく見えるため、非常に明るい星等は部分的に飽和する場合がある。例では３小枠、４小枠と５小枠に星が存在するが、特に４小枠目の乖離率が３１．８％と大きくなっている。
【０１４３】
望遠側では非常に明るい星は部分的に飽和しやすい傾向にあることから、輝度値の乖離率の閾値は広角側と比較すると大きな値に設定する必要がある。但し、４小枠目については飽和の影響によりデフォーカス量の信頼性が低いと考えられるため４小枠目は除外するために閾値としては２０％程度が適切となる。
【０１４４】
本実施形態における焦点検出領域設定を行う処理（ステップＳ９１０の詳細）を、図１９を用いて説明する。以下では、星空撮影モード時は常に焦点検出領域の細分化を行う。ステップＳ１９０１は焦点検出領域設定の開始である。ステップＳ１９０２は大枠毎のループ処理の開始であり、ステップＳ１９０４はループ処理の終了である。
【０１４５】
図１６（ａ）の焦点検出領域の場合は、ループ回数は大枠数と同じ２５回となるが、大枠数は任意の数で構わない。
【０１４６】
ステップＳ１９０３は大枠を垂直方向に７つの小枠に細分化する。ここでは細分化数を７つにしているが垂直画素数を上回らない程度において任意の数で構わない。ステップＳ１９０５では細分化数を後述する信頼性判定で使用するため、メモリに保存している。ステップＳ１９０６は焦点検出領域設定の終了である。
【０１４７】
次に、本実施形態における信頼性判定を行う処理（ステップＳ９１２の詳細）を、図２０を用いて説明する。
【０１４８】
ステップＳ２００１は信頼性判定の開始である。ステップＳ２００２とＳ２００８は輝度値の乖離率判定ループの開始と終了である。
【０１４９】
ステップＳ２００３はＡ像、Ｂ像データの輝度値のピーク値とボトム値を取得してピークボトムを算出する。ステップＳ２００４はステップＳ２００３で算出した輝度値のピークボトムと所定値を比較する。ピークボトムが所定値以上である場合には、その枠に対しては星が検出できたことを意味するため、次にステップＳ２００５でＡ像とＢ像の輝度の乖離率の算出を行う。
【０１５０】
輝度値のピークボトムが所定値未満である場合には、その枠に対しては暗部のみであることを意味するため、乖離率の算出を行う必要はない。
【０１５１】
ステップＳ２００６はステップＳ２００５で算出した輝度値の乖離率が閾値未満であるか否かを判定している。閾値未満であるときはその枠の抽出した星が信頼できる輝度値であるため、ステップＳ２００７で予め算出したデフォーカス量を取得する。
【０１５２】
全ての枠の輝度値の乖離率判定を行い、ステップＳ２００９で少なくとも１つはＮＵＬＬでないデフォーカス量を取得できたか否かを判定している。デフォーカス量を取得できた場合は、ステップＳ２０１０でそれらデフォーカス量の平均値の算出を行い、それを最終的なデフォーカス量とする。デフォーカス量を取得できない場合は、ステップＳ２０１１で最終的なデフォーカス量をＮＵＬＬと設定する。ステップＳ２０１２は信頼性判定の終了である。
【０１５３】
図２１は図２０の信頼性判定に対して所定条件に応じて閾値を変更する内容が追加されたフローチャートである。
【０１５４】
ステップ２０１３は大枠の細分化数が所定値以上であるか否かを判定している。所定値以上であるときはステップＳ２０１４により輝度値の乖離率判定で用いる閾値を今以上に大きな値に変更する。細分化数が所定値未満であるときは閾値の変更は行わない。ステップＳ２００２以降は先に説明した内容と同じであるため省略する。
【０１５５】
なお、上記では、焦点検出領域の細分化数が所定数以上のときは閾値を大きくする方向に変更を行う場合について説明したが、焦点距離が所定値以上であるときは閾値を大きくする方向に変更を行ってもよい。この場合、ステップ２０１３を焦点距離が所定値以上であるか否かの判定に置き換える。焦点距離が所定値以上、即ち望遠側であるときは明るい星が部分的に飽和する場合があるので、ステップＳ２０１４により輝度値の乖離率判定で用いる閾値を今以上に大きな値に変更する。焦点距離が所定値未満であるときは閾値の変更は行わない。
【０１５６】
また、撮像装置の姿勢が天頂方向近傍であるときは閾値を大きくする方向に変更を行ってもよい。この場合、ステップ２０１３を姿勢が天頂方向近傍であるか否かの判定に置き換える。撮像装置の姿勢が天頂方向近傍であるときは街明かりの影響を受けにくいため、明るい星が部分的に飽和するケースが多くなるため、ステップＳ２０１４により輝度値の乖離率判定で用いる閾値を今以上に大きな値に変更する。撮像装置の姿勢が水平方向近傍であるときは閾値の変更は行わない。
【０１５７】
また、交換レンズおＦ値が所定値未満であるときは閾値を大きくする方向に変更を行ってもよい。ステップ２０１３をＦ値が所定値未満であるか否かの判定に置き換える。ここでＦ値が所定値未満であるとは、より明るいレンズであることを示している。レンズが取り込める光の量が多くなることで明るい星が部分的に飽和するケースが多くなるため、ステップＳ２０１４により輝度値の乖離率判定で用いる閾値を今以上に大きな値に変更する。Ｆ値が所定値以上であるときは閾値の変更は行わない。
【０１５８】
本実施形態によれば、位相差ＡＦ方式において微小な点光源に対して高精度にピント合わせすることが可能となる。
【０１５９】
（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ー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。
【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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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１０−５】
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【図１０−６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１５−３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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