(57)【要約】【課題】ユーザがマニュアル操作で迷うことなくスムーズに合焦位置にピントを合わせることができるようにアシストする撮像装置を提供する。【解決手段】レンズを駆動して被写体に合焦させ、被写体の像を撮像する撮像装置であって、それぞれ異なる方法でレンズの合焦状態を検出する複数の焦点検出部と、複数の焦点検出部を、レンズの合焦状態に応じて切り替える切り替え部と、複数の焦点検出部により検出されたレンズのデフォーカス量を表示する表示部と、複数の焦点検出部が、切り替え部により切り替えられる場合に、切り替え前に用いられていた焦点検出部により検出されたレンズのデフォーカス量の表示と、切り替え後に用いられる焦点検出部により検出されるレンズのデフォーカス量の表示とが連続的に繋がるように、表示部が表示する値を調整する調整部とを備える。【選択図】  図１９
2015145970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを駆動して被写体に合焦させ、該被写体の像を撮像する撮像装置であって、
それぞれ異なる方法で前記レンズの合焦状態を検出する複数の焦点検出手段と、
前記複数の焦点検出手段を、前記レンズの合焦状態に応じて切り替える切り替え手段と、
前記複数の焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量を表示する表示手段と、
前記複数の焦点検出手段が、前記切り替え手段により切り替えられる場合に、切り替え前に用いられていた焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量の表示と、切り替え後に用いられる焦点検出手段により検出される前記レンズのデフォーカス量の表示とが連続的に繋がるように、前記表示手段が表示する値を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の焦点検出手段は、
前記レンズの第１の瞳部分領域を通過する光束を受光する第１の焦点検出用画素と、前記第１の瞳部分領域と異なる前記レンズの第２の瞳部分領域を通過する光束を受光する第２の焦点検出用画素と、前記レンズの前記第１の瞳部分領域と前記第２の瞳部分領域を合わせた瞳領域を通過する光束を受光する撮像用画素と、を複数配列した撮像素子と、
前記第１の焦点検出用画素の信号から第１の焦点検出信号を生成し、前記第２の焦点検出用画素の信号から第２の焦点検出信号を生成する生成手段と、
前記第１の焦点検出信号と前記第２の焦点検出信号から相関量を算出し、該相関量から第１のデフォーカス量を検出する検出手段と、
を有する第１の焦点検出手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の焦点検出手段は、
前記レンズの第１の瞳部分領域を通過する光束を受光する第１の焦点検出用画素と、前記第１の瞳部分領域と異なる前記レンズの第２の瞳部分領域を通過する光束を受光する第２の焦点検出用画素と、前記レンズの前記第１の瞳部分領域と前記第２の瞳部分領域を合わせた瞳領域を通過する光束を受光する撮像用画素と、を複数配列した撮像素子と、
前記第１の焦点検出用画素の信号から第１の焦点検出信号を生成し、前記第２の焦点検出用画素の信号から第２の焦点検出信号を生成する生成手段と、
前記第１の焦点検出信号と前記第２の焦点検出信号をシフトさせた後に加算して加算信号を生成し、該加算信号からコントラストの評価値を算出し、該評価値から第２のデフォーカス量を検出する検出手段と、
を有する第２の焦点検出手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記切り替え前に用いられていた焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量にキャリブレーション値を加えることにより、切り替え前に用いられていた焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量の表示と、切り替え後に用いられる焦点検出手段により検出される前記レンズのデフォーカス量の表示とが連続的に繋がるように、前記表示手段が表示する値を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記キャリブレーション値が、前記レンズのＦ値に応じて設定され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】
前記キャリブレーション値が、被写体の種別に応じて設定されることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記表示手段の前記レンズのデフォーカス量を示す目盛が合焦位置へ向かう方向が、前記レンズのマニュアルフォーカスを行うためのリングの回転方向と同じであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
レンズを駆動して被写体に合焦させ、該被写体の像を撮像するとともに、それぞれ異なる方法で前記レンズの合焦状態を検出する複数の焦点検出手段を備える撮像装置を制御する方法であって、
前記複数の焦点検出手段を、前記レンズの合焦状態に応じて切り替える切り替え工程と、
前記複数の焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量を表示する表示工程と、
前記複数の焦点検出手段が、前記切り替え工程により切り替えられる場合に、切り替え前に用いられていた焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量の表示と、切り替え後に用いられる焦点検出手段により検出される前記レンズのデフォーカス量の表示とが連続的に繋がるように、前記表示工程で表示する値を調整する調整工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置においてマニュアルフォーカスでピントを合わせる場合のアシスト技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静止画の撮影を行う際は、従来から広く知られているオートフォーカス（以下ＡＦ）の機能を用いてピント調整を行い撮影することが一般的である。しかし、動画の撮影を行う際は、ピントを合わせる時の挙動もすべて動画の一部として記録されるため、ＡＦを使わずにマニュアルフォーカス（以下ＭＦ）にてピント調整を行う場合がある。
【０００３】
このようにＭＦにてピント調整を行うことによって、任意の場所に任意の速度でピントを合わせていく映像を撮影することが可能となる。しかし、ＭＦでは、ピントを合わせる際に、どこが合焦位置かをユーザが判別することが必要となるが、カメラの背面などにあるディスプレイ上では確認が困難なことがある。このような課題を解決するために、ＭＦ時のアシストをするための技術が特許文献１、特許文献２などで提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７９３３４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献に開示された従来技術では、フォーカスリングを回して合焦に近づいていくと、インジケータが、合焦するまでの残りの量を表示するようになっている。しかしこの際、フォーカスリングを回して合焦に近づいていくと、所定のタイミングで焦点検出しなおすため、そのたびに焦点検出の結果が変わっていき、インジケータが示す合焦までの量が変化する。そのため、ユーザはあとどれだけフォーカスリングを回せばよいのかが分かりにくく困惑してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、複数の焦点検出方式を組み合わせて焦点検出を行うカメラにおいては、焦点検出方式を切り換えた時に、焦点検出結果が変わり、インジケータの表示が不安定になってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザがマニュアル操作で迷うことなくスムーズに合焦位置にピントを合わせることができるようにアシストする撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる撮像装置は、レンズを駆動して被写体に合焦させ、該被写体の像を撮像する撮像装置であって、それぞれ異なる方法で前記レンズの合焦状態を検出する複数の焦点検出手段と、前記複数の焦点検出手段を、前記レンズの合焦状態に応じて切り替える切り替え手段と、前記複数の焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量を表示する表示手段と、前記複数の焦点検出手段が、前記切り替え手段により切り替えられる場合に、切り替え前に用いられていた焦点検出手段により検出された前記レンズのデフォーカス量の表示と、切り替え後に用いられる焦点検出手段により検出される前記レンズのデフォーカス量の表示とが連続的に繋がるように、前記表示手段が表示する値を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユーザがマニュアル操作で迷うことなくスムーズに合焦位置にピントを合わせることができるようにアシストする撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の撮像装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態における画素配列の概略図。
【図３】第１の実施形態における画素の概略平面図と概略断面図。
【図４】第１の実施形態における画素と瞳分割の概略説明図。
【図５】第１の実施形態における撮像素子と瞳分割の概略説明図。
【図６】第１の実施形態における第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量の概略関係図。
【図７】第１の実施形態における第１焦点検出処理の流れの概略図。
【図８】第１の実施形態における第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の瞳ずれによるシェーディングの概略説明図。
【図９】第１の実施形態におけるフィルター周波数帯域例を示す図。
【図１０】第１の実施形態における第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の例を示す図。
【図１１】第１の実施形態における光学補正処理と第１フィルター処理後の第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の例を示す図。
【図１２】第１の実施形態における第１検出デフォーカス量と第２検出デフォーカス量の算出例を示す図。
【図１３】第１の実施形態におけるリフォーカス処理の概略説明図。
【図１４】第１の実施形態における第２焦点検出処理の流れの概略図。
【図１５】第１の実施形態における第２フィルター処理後の第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の例を示す図。
【図１６】第１の実施形態における第２フィルター処理後の第１焦点検出信号と第２焦点検出信号をシフト加算した例を示す図。
【図１７】第１の実施形態における第２評価値の例を示す図。
【図１８】第１の実施形態におけるリフォーカス可能範囲の概略説明図。
【図１９】第１の実施形態における焦点検出処理の流れの概略図。
【図２０】第１の実施形態におけるＡＦ枠表示の例を示す図。
【図２１】第１の実施形態におけるインジケータとピントリングの回転方向の関係性を示す図。
【図２２】第１の実施形態におけるインジケータ目盛とデフォーカス量の関係性を示す図。
【図２３】第２の実施形態における被写体と撮影条件に応じたキャリブレーション値を示す図。
【図２４】第２の実施形態における被写体と撮影条件に応じたキャリブレーション値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本実施形態は、ＭＦ（マニュアルフォーカス）時にピント調整をアシストするためのインジケータを表示する上で、複数の焦点検出方式を用いる。以下に本実施形態で用いる撮像面位相差方式を用いた第１の焦点検出方法と、第２の焦点検出方法について説明する。
【００１３】
［全体構成］
図１は本実施形態における撮像素子を有する撮像装置であるカメラの構成図を示している。図１において、１０１は結像光学系の先端に配置された第１レンズ群で、光軸方向に進退可能に保持される。１０２は絞り兼用シャッタで、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なうほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしても機能する。１０３は第２レンズ群である。そして絞り兼用シャッタ１０２及び第２レンズ群１０３は一体となって光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動により、変倍作用（ズーム機能）をなす。
【００１４】
１０５は第３レンズ群で、光軸方向の進退により、焦点調節を行なう。１０６は光学的ローパスフィルタで、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。１０７は２次元ＣＭＯＳフォトセンサーと周辺回路からなる撮像素子であり、結像光学系の結像面に配置される。
【００１５】
１１１はズームアクチュエータで、不図示のカム筒を回動することで、第１レンズ群１１１ないし第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行なう。１１２は絞りシャッタアクチュエータで、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行なう。１１４はフォーカスアクチュエータで、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行なう。
【００１６】
１１５は撮影時の被写体照明用の電子フラッシュで、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適であるが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いても良い。１１６はＡＦ補助光装置で、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。
【００１７】
１２１は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラ内ＣＰＵで、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。そして、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、ＡＦ、撮影、画像処理、記録等の一連の動作を実行する。
【００１８】
１２２は電子フラッシュ制御回路で、撮影動作に同期して電子フラッシュ１１５を点灯制御する。１２３は補助光駆動回路で、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光装置１１６を点灯制御する。１２４は撮像素子駆動回路で、撮像素子１０７の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。１２５は画像処理回路で、撮像素子１０７が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮等の処理を行なう。
【００１９】
１２６はフォーカス駆動回路で、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動させて焦点調節を行なう。１２８は絞りシャッタ駆動回路で、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。１２９はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【００２０】
１３１はＬＣＤ等の表示器で、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。１３２は操作スイッチ群で、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。
【００２１】
［撮像素子］
本実施形態における撮像素子の撮像用画素と焦点検出用画素の配列の概略図を図２に示す。図２は、本実施形態の２次元ＣＭＯＳセンサー（撮像素子）の画素（撮像用画素）配列を４列×４行の範囲で、焦点検出用画素配列を８列×４行の範囲で示したものである。
【００２２】
本実施形態において、図２に示した２列×２行の画素群２００は、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが左上に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下に配置されている。さらに、各画素は２列×１行に配列された第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２により構成されている。
【００２３】
図２に示した４列×４行の画素（８列×４行の焦点検出用画素）を面上に多数配置し、撮像画像（焦点検出信号）の取得を可能としている。本実施形態では、画素の周期Ｐが４μｍ、画素数Ｎが横５５７５列×縦３７２５行＝約２０７５万画素、焦点検出用画素の列方向周期ＰＡＦが２μｍ、焦点検出用画素数ＮＡＦが横１１１５０列×縦３７２５行＝約４１５０万画素の撮像素子として説明を行う。
【００２４】
図２に示した撮像素子の１つの画素２００Ｇを、撮像素子の受光面側（＋ｚ側）から見た平面図を図３（ａ）に示し、図３（ａ）のａ−ａ断面を−ｙ側から見た断面図を図３（ｂ）に示す。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態の画素２００Ｇでは、各画素の受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が形成され、ｘ方向にＮＨ分割（２分割）、ｙ方向にＮＶ分割（１分割）された光電変換部３０１と光電変換部３０２が形成される。光電変換部３０１と光電変換部３０２（副画素）が、それぞれ、第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２に対応する。
【００２６】
光電変換部３０１と光電変換部３０２は、ｐ型層とｎ型層の間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードとしても良いし、必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合フォトダイオードとしても良い。
【００２７】
各画素には、マイクロレンズ３０５と、光電変換部３０１および光電変換部３０２との間に、カラーフィルター３０６が形成される。また、必要に応じて、各副画素毎にカラーフィルターの分光透過率を変えても良いし、カラーフィルターを省略しても良い。
【００２８】
図３に示した画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、カラーフィルター３０６で分光されたのち、光電変換部３０１と光電変換部３０２で受光される。
【００２９】
光電変換部３０１と光電変換部３０２では、受光量に応じて電子とホールが対生成され、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層（不図示）に蓄積され、一方、ホールは定電圧源（不図示）に接続されたｐ型層を通じて撮像素子外部へ排出される。
【００３０】
光電変換部３０１と光電変換部３０２のｎ型層（不図示）に蓄積された電子は、転送ゲートを介して、静電容量部（ＦＤ）に転送され、電圧信号に変換される。
【００３１】
図３に示した本実施形態の画素構造と瞳分割との対応関係を示した概略説明図を図４に示す。図３（ａ）に示した本実施形態の画素構造のａ−ａ断面を＋ｙ側から見た断面図と結像光学系の射出瞳面を図４に示す。図４では、射出瞳面の座標軸と対応を取るために、断面図のｘ軸とｙ軸を図３に対して反転させている。
【００３２】
図４で、第１焦点検出用画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面と、マイクロレンズによって、概ね、共役関係になっており、第１焦点検出用画素２０１で受光可能な瞳領域を表している。第１焦点検出用画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、瞳面上で＋Ｘ側に重心が偏心している。
【００３３】
図４で、第２焦点検出用画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面と、マイクロレンズによって、概ね、共役関係になっており、第２焦点検出用画素２０２で受光可能な瞳領域を表している。第２焦点検出用画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、瞳面上で−Ｘ側に重心が偏心している。
【００３４】
また、図４で、瞳領域５００は、光電変換部３０１と光電変換部３０２（第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２）を全て合わせた際の画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。
【００３５】
本実施形態の撮像素子と瞳分割との対応関係を示した概略図を図５に示す。第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２の異なる瞳部分領域を通過した光束は、撮像素子の各画素に、それぞれ、異なる角度で入射し、２×１分割された第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２で受光される。本実施形態は、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている例である。必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行っても良い。
【００３６】
本実施形態の撮像素子は、結像光学系の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出用画素と、第１瞳部分領域と異なる結像光学系の第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出用画素と、結像光学系の第１瞳部分領域と第２瞳部分領域を合わせた瞳領域を通過する光束を受光する撮像用画素が複数配列されている。本実施形態の撮像素子では、それぞれの撮像用画素が第１焦点検出用画素と第２焦点検出用画素から構成されている。
【００３７】
必要に応じて、撮像用画素と第１焦点検出用画素、第２焦点検出用画素を個別の画素構成とし、撮像用画素配列の一部に、第１焦点検出用画素と第２焦点検出用画素を部分的に配置する構成としても良い。
【００３８】
本実施形態では、撮像素子の各画素の第１焦点検出用画素２０１の受光信号を集めて第１焦点信号を生成し、各画素の第２焦点検出用画素２０２の受光信号を集めて第２焦点信号を生成して焦点検出を行う。また、撮像素子の各画素毎に、第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２の信号を加算することで、有効画素数Ｎの解像度の撮像信号（撮像画像）を生成する。
【００３９】
［デフォーカス量と像ずれ量の関係］
以下、本実施形態の撮像素子により取得される第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量の関係について説明する。
【００４０】
図６に、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量の概略関係図を示す。撮像面８００に本実施形態の撮像素子（不図示）が配置され、図４、図５と同様に、結像光学系の射出瞳が、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２に２分割される。
【００４１】
デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置から撮像面までの距離を大きさ｜ｄ｜とし、被写体の結像位置が撮像面より被写体側にある前ピン状態を負符号（ｄ＜０）、被写体の結像位置が撮像面より被写体の反対側にある後ピン状態を正符号（ｄ＞０）として定義される。被写体の結像位置が撮像面（合焦位置）にある合焦状態はｄ＝０である。図６で、被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）の例を示しており、被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）の例を示している。前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）を合わせて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）とする。
【００４２】
前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体８０２からの光束のうち、第１瞳部分領域５０１（第２瞳部分領域５０２）を通過した光束は、一度、集光された後、光束の重心位置Ｇ１（Ｇ２）を中心として幅Γ１（Γ２）に広がり、撮像面８００でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子に配列された各画素を構成する第１焦点検出用画素２０１（第２焦点検出用画素２０２）により受光され、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）が生成される。よって、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）は、撮像面８００上の重心位置Ｇ１（Ｇ２）に、被写体８０２が幅Γ１（Γ２）にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ１（Γ２）は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。同様に、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝光束の重心位置の差Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。後ピン状態（ｄ＞０）でも、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となるが、同様である。
【００４３】
したがって、本実施形態では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号、もしくは、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を加算した撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量の大きさが増加する。
【００４４】
［焦点検出］
本実施形態では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量の関係性を用いて、位相差方式の第１焦点検出と、リフォーカス原理に基づいた方式（以後、リフォーカス方式と呼ぶ）の第２焦点検出を行う。大デフォーカス状態から小デフォーカス状態まで焦点調節するために第１焦点検出を行い、小デフォーカス状態から最良合焦位置近傍まで焦点調節するために第２焦点検出を行う。
【００４５】
［位相差方式の第１焦点検出］
以下、本実施形態における位相差方式の第１焦点検出について説明する。
【００４６】
位相差方式の第１焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を相対的にシフトさせて信号の一致度を表す相関量（第１評価値）を計算し、相関（信号の一致度）が良くなるシフト量から像ずれ量を検出する。撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量の大きさが増加する関係性から、像ずれ量を第１検出デフォーカス量に変換して焦点検出を行う。
【００４７】
図７に、本実施形態の第１焦点検出処理の流れの概略図を示す。なお、図７の動作は、本実施形態の焦点検出信号生成部、第１焦点検出部である撮像素子１０７、画像処理回路１２５とＣＰＵ１２１によって実行される。
【００４８】
ステップＳ１１０で、撮像素子の有効画素領域の中から焦点調節を行う焦点検出領域を設定する。撮像素子１０７により、焦点検出領域の第１焦点検出用画素の受光信号から第１焦点検出信号を生成し、焦点検出領域の第２焦点検出用画素の受光信号から第２焦点検出信号を生成する。
【００４９】
ステップＳ１２０で、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、それぞれ、信号データ量を抑制するための列方向の３画素加算処理を行い、さらに、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためのベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行う。これら２つの加算処理を合わせて第１画素加算処理とする。
【００５０】
ステップＳ１３０では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、それぞれ、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行う。
【００５１】
以下、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の瞳ずれによるシェーディングについて説明する。図８に、撮像素子の周辺像高における第１焦点検出用画素２０１の第１瞳部分領域５０１、第２焦点検出用画素２０２の第２瞳部分領域５０２、および結像光学系の射出瞳４００の関係を示す。
【００５２】
図８（ａ）は、結像光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子の設定瞳距離Ｄｓが同じ場合である。この場合は、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２により、結像光学系の射出瞳４００が、概ね、均等に瞳分割される。
【００５３】
これに対して、図８（ｂ）に示した結像光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより短い場合、撮像素子の周辺像高では、結像光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれを生じ、結像光学系の射出瞳４００が、不均一に瞳分割されてしまう。同様に、図８（ｃ）に示した結像光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより長い場合、撮像素子の周辺像高では、結像光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれを生じ、結像光学系の射出瞳４００が、不均一に瞳分割されてしまう。周辺像高で瞳分割が不均一になるのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の強度も不均一になり、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のいずれか一方の強度が大きくなり、他方の強度が小さくなるシェーディングが生じる。
【００５４】
図７のステップＳ１３０では、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じて、第１焦点検出信号の第１シェーディング補正係数と、第２焦点検出信号の第２シェーディング補正係数を、それぞれ生成する。第１シェーディング補正係数を第１焦点検出信号に乗算し、第２シェーディング補正係数を第２焦点検出信号に乗算して、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のシェーディング補正処理（光学補正処理）を行う。
【００５５】
位相差方式の第１焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の相関（信号の一致度）を基に、第１検出デフォーカス量の検出を行う。瞳ずれによるシェーディングが生じると第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の相関（信号の一致度）が低下する場合がある。よって、位相差方式の第１焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の相関（信号の一致度）を改善し、焦点検出性能を良好とするために、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行うことが望ましい。
【００５６】
図７のステップＳ１４０では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、第１フィルター処理を行う。本実施形態の第１フィルター処理の通過帯域例を、図９の実線で示す。本実施形態では、位相差方式の第１焦点検出により、大デフォーカス状態での焦点検出を行うため、第１フィルター処理の通過帯域は低周波帯域を含むように構成される。必要に応じて、大デフォーカス状態から小デフォーカス状態まで焦点調節を行う際に、デフォーカス状態に応じて、第１焦点検出時の第１フィルター処理の通過帯域を、図９の１点鎖線のように、より高周波帯域に調整しても良い。
【００５７】
次に、図７のステップＳ１５０では、第１フィルター処理後の第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせる第１シフト処理を行い、信号の一致度を表す相関量（第１評価値）を算出する。
【００５８】
第１フィルター処理後のｋ番目の第１焦点検出信号をＡ（ｋ）、第２焦点検出信号をＢ（ｋ）、焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。第１シフト処理によるシフト量をｓ１、シフト量ｓ１のシフト範囲をΓ１として、相関量（第１評価値）ＣＯＲは、式（１）により算出される。
【００５９】
【数１】
2015145970.tif 000003
【００６０】
シフト量ｓ１の第１シフト処理により、ｋ番目の第１焦点検出信号Ａ（ｋ）とｋ−ｓ１番目の第２焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ１）を対応させ減算し、シフト減算信号を生成する。生成されたシフト減算信号の絶対値を計算し、焦点検出領域に対応する範囲Ｗ内で番号ｋの和を取り、相関量（第１評価値）ＣＯＲ（ｓ１）を算出する。必要に応じて、各行毎に算出された相関量（第１評価値）を、各シフト量毎に、複数行に渡って加算しても良い。
【００６１】
ステップＳ１６０では、相関量（第１評価値）から、サブピクセル演算により、相関量が最小値となる実数値のシフト量を算出して像ずれ量ｐ１とする。像ずれ量ｐ１に、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じた第１変換係数Ｋ１をかけて、第１検出デフォーカス量（Ｄｅｆ１）を検出する。
【００６２】
本実施形態では、位相差方式の第１焦点検出部により、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、第１フィルター処理と第１シフト処理を行い、相関量を算出し、相関量から第１検出デフォーカス量を検出する。
【００６３】
本実施形態の撮像素子では、焦点検出用画素（第１焦点検出用画素、第２焦点検出用画素）が受光する光束と、撮像用画素が受光する光束が異なり、結像光学系の各収差（球面収差、非点収差、コマ収差など）の焦点検出用画素への影響と撮像信号への影響が異なる。結像光学系の絞り値（Ｆ値）が小さい（明るい）と差異がより大きくなる。そのため、結像光学系の絞り値（Ｆ値）が小さい（明るい）時に、位相差方式の第１焦点検出により算出される検出合焦位置（第１検出デフォーカス量が０となる位置）と撮像信号の最良合焦位置（撮像信号のＭＴＦピーク位置）との間に差が生じる場合がある。よって、特に、結像光学系の絞り値が所定絞り値以下の場合に、位相差方式の第１焦点検出の焦点検出精度が低下する場合がある。
【００６４】
図１０に、本実施形態の撮像素子の周辺像高での撮像信号の最良合焦位置における第１焦点検出信号（破線）と第２焦点検出信号（実線）の例を示す。撮像信号の最良合焦位置であるが、結像光学系の各収差の影響により、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の信号形状が異なる例である。図１１に、シェーディング補正処理および第１フィルター処理後の第１焦点検出信号（破線）と第２焦点検出信号（実線）を示す。撮像信号の最良合焦位置であるが、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量ｐ１が０ではない。よって、位相差方式の第１焦点検出により算出される検出合焦位置と撮像信号の最良合焦位置との間に差が生じる。
【００６５】
図１２に、本実施形態における位相差方式の第１焦点検出による第１検出デフォーカス量（破線）の例を示す。横軸は、設定デフォーカス量であり、縦軸は検出デフォーカス量である。図１０に示した第１焦点検出信号と第２焦点検出信号は、図１２の設定デフォーカス量０［ｍｍ］における第１焦点検出信号と第２焦点検出信号である。設定デフォーカス量０の最良合焦位置において、第１焦点検出による第１検出デフォーカス量が後ピン側に約５０μｍオフセットしており、最良合焦位置と第１焦点検出により算出される検出合焦位置との間に約５０μｍの差異が生じていることがわかる。
【００６６】
本実施形態では、焦点検出信号から算出される検出合焦位置と撮像信号の最良合焦位置との差を抑制し、高精度な焦点検出を可能とすることを目的とする。そのために、位相差方式の第１焦点検出に加えて、結像光学系の最良合焦位置近傍で高精度な焦点検出が可能なリフォーカス方式の第２焦点検出を行う。
【００６７】
［リフォーカス方式の第２焦点検出］
以下、本実施形態におけるリフォーカス方式の第２焦点検出について説明する。
【００６８】
本実施形態のリフォーカス方式の第２焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を相対的にシフトして加算し、シフト加算信号（リフォーカス信号）を生成する。生成されたシフト加算信号（リフォーカス信号）のコントラスト評価値を算出し、コントラスト評価値から撮像信号のＭＴＦピーク位置を推定し、第２検出デフォーカス量を検出する。
【００６９】
本実施形態の撮像素子により取得された第１焦点検出信号と第２焦点検出信号による１次元方向（列方向、水平方向）のリフォーカス処理の概略説明図を図１３に示す。図１３の撮像面８００は、図５、図６に示した撮像面８００に対応している。図１３では、ｉを整数として、撮像面８００に配置された撮像素子の列方向ｉ番目の画素の第１焦点検出信号をＡｉ、第２焦点検出信号をＢｉで模式的に表している。第１焦点検出信号Ａｉは、（図５の瞳部分領域５０１に対応した）主光線角度θａでｉ番目の画素に入射した光束の受光信号である。第２焦点検出信号Ｂｉは、（図５の瞳部分領域５０２に対応した）主光線角度θｂでｉ番目の画素に入射した光束の受光信号である。
【００７０】
第１焦点検出信号Ａｉと第２焦点検出信号Ｂｉは、光強度分布情報だけでなく、入射角度情報も有している。よって、第１焦点検出信号Ａｉを角度θａに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させ、第２焦点検出信号Ｂｉを角度θｂに沿って仮想結像位置８１０まで平行移動させ、加算することで、仮想結像面８１０でのリフォーカス信号を生成できる。第１焦点検出信号Ａｉを角度θａに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させることは、列方向に＋０．５画素シフトに対応し、第２焦点検出信号Ｂｉを角度θｂに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させることは、列方向に−０．５画素シフトに対応する。したがって、第１焦点検出信号Ａｉと第２焦点検出信号Ｂｉを相対的に＋１画素シフトさせ、ＡｉとＢｉ＋１を対応させて加算することで、仮想結像面８１０でのリフォーカス信号を生成できる。同様に、第１焦点検出信号Ａｉと第２焦点検出信号Ｂｉを整数シフトさせて加算することで、整数シフト量に応じた各仮想結像面でのシフト加算信号（リフォーカス信号）を生成できる。
【００７１】
生成されたシフト加算信号（リフォーカス信号）のコントラスト評価値を算出し、算出されたコントラスト評価値から撮像信号のＭＴＦピーク位置を推定することで、リフォーカス方式の第２焦点検出を行う。
【００７２】
図１４に、本実施形態の第２焦点検出処理の流れの概略図を示す。なお、図１４の動作は、本実施形態の焦点検出信号生成部、第２焦点検出部である撮像素子１０７、画像処理回路１２５とＣＰＵ１２１によって実行される。
【００７３】
ステップＳ２１０で、撮像素子の有効画素領域の中から焦点調節を行う焦点検出領域を設定する。撮像素子１０７により、焦点検出領域の第１焦点検出用画素の受光信号から第１焦点検出信号を生成し、焦点検出領域の第２焦点検出用画素の受光信号から第２焦点検出信号を生成する。
【００７４】
ステップＳ２２０で、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、それぞれ、信号データ量を抑制するための列方向の３画素加算処理を行い、さらに、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためのベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行う。これら２つの加算処理を合わせて第２画素加算処理とする。必要に応じて、３画素加算処理とベイヤー（ＲＧＢ）加算処理のいずれか、または、これら両方の加算処理を省略しても良い。
【００７５】
ステップＳ２３０では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、第２フィルター処理を行う。本実施形態の第２フィルター処理の通過帯域例を、図９の破線および点線で示す。本実施形態では、リフォーカス方式の第２焦点検出により、小デフォーカス状態から最良合焦位置近傍まで焦点検出を行う。したがって、第２フィルター処理の通過帯域は、第１フィルター処理の通過帯域よりも、高周波帯域を含むように構成される。
【００７６】
必要に応じて、第２フィルター処理に被写体信号のエッジ抽出を行うラプラシアン型（２階微分型）［１，−２，１］フィルターを用いて、図９の点線で示すように第２フィルター処理の通過帯域をより高周波帯域に構成しても良い。被写体の高周波成分を抽出して第２焦点検出を行うことにより、焦点検出精度をより向上することができる。
【００７７】
ステップＳ２４０では、第２フィルター処理後の第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせる第２シフト処理を行い、加算してシフト加算信号（リフォーカス信号）を生成する。
【００７８】
ステップＳ２４０では、さらに、生成されたシフト加算信号からコントラスト評価値（第２評価値）を算出する。
【００７９】
第２フィルター処理後のｋ番目の第１焦点検出信号をＡ（ｋ）、第２焦点検出信号をＢ（ｋ）、焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。第２シフト処理によるシフト量をｓ２、シフト量ｓ２のシフト範囲をΓ２として、コントラスト評価値（第２評価値）ＲＦＣＯＮは、式（２）により算出される。
【００８０】
【数２】
2015145970.tif 000004
【００８１】
シフト量ｓ２の第２シフト処理により、ｋ番目の第１焦点検出信号Ａ（ｋ）とｋ−ｓ２番目の第２焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ２）を対応させて加算し、シフト加算信号を生成する。シフト加算信号の絶対値を計算し、焦点検出領域Ｗの範囲での最大値を取り、コントラスト評価値（第２評価値）ＲＦＣＯＮ（ｓ２）を算出する。必要に応じて、各行毎に算出されたコントラスト評価値（第２評価値）を、各シフト量毎に、複数行に渡って加算しても良い。
【００８２】
ステップＳ２５０では、コントラスト評価値（第２評価値）から、サブピクセル演算により、コントラスト評価値が最大値となる実数値のシフト量を算出してピークシフト量ｐ２とする。ピークシフト量ｐ２に、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じた第２変換係数Ｋ２をかけて、第２検出デフォーカス量（Ｄｅｆ２）を検出する。必要に応じて、第１変換係数Ｋ１と第２変換係数Ｋ２を同一の値としても良い。
【００８３】
本実施形態では、リフォーカス方式の第２焦点検出部により、第１焦点検出信号と前記第２焦点検出信号に、第２フィルター処理と第２シフト処理を行い、加算してシフト加算信号を生成し、シフト加算信号からコントラスト評価値を算出し、コントラスト評価値から第２検出デフォーカス量を検出する。
【００８４】
本実施形態の撮像素子では、図４、図５に示したように、第１焦点検出用画素が受光する光束と第２焦点検出用画素が受光する光束を加算したものが、撮像用画素が受光する光束となる。位相差方式の第１焦点検出とは異なり、リフォーカス方式の第２焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のシフト加算信号（リフォーカス信号）により焦点検出を行う。よって、第２焦点検出で用いられるシフト加算信号に対応する光束と、撮像信号に対応する光束が、概ね、一致するため、結像光学系の各収差（球面収差、非点収差、コマ収差など）のシフト加算信号への影響と撮像信号への影響も、概ね、同じである。したがって、リフォーカス方式の第２焦点検出により算出される検出合焦位置（第２検出デフォーカス量が０となる位置）と撮像信号の最良合焦位置（撮像信号のＭＴＦピーク位置）が、概ね、一致するため、位相差方式の第１焦点検出より高精度に焦点検出できる。
【００８５】
図１０に示した本実施形態の撮像素子の周辺像高での撮像信号の最良合焦位置における第１焦点検出信号（破線）と第２焦点検出信号（実線）の例に、第２フィルター処理を施した後の第１焦点検出信号（破線）と第２焦点検出信号（実線）を図１５に示す。また、第２フィルター処理後の第１焦点検出信号（破線）と第２焦点検出信号（実線）を、それぞれ、相対的に−２，−１，０，１，２シフトさせてシフト加算したシフト加算信号（リフォーカス信号）の例を図１６に示す。シフト量の変化に伴い、シフト加算信号のピーク値が変化することがわかる。各シフト加算信号から算出されたコントラスト評価値（第２評価値）の例を図１７に示す。
【００８６】
図１２に、本実施形態におけるリフォーカス方式の第２焦点検出による第２検出デフォーカス量（実線）の例を示す。横軸は、設定デフォーカス量であり、縦軸は検出デフォーカス量である。図１０に示した第１焦点検出信号と第２焦点検出信号は、図１２の設定デフォーカス量０［ｍｍ］における第１焦点検出信号と第２焦点検出信号である。設定デフォーカス量０の最良合焦位置において、第２焦点検出による第２検出デフォーカス量は、第１焦点検出による第１検出デフォーカス量よりも小さく抑制され、高精度に焦点検出できることがわかる。
【００８７】
したがって、本実施形態では、結像光学系の設定デフォーカス量０の最良合焦位置近傍において、リフォーカス方式の第２焦点検出の方が、位相差方式の第１焦点検出より、高精度に焦点検出できる。
【００８８】
［リフォーカス可能範囲］
一方、リフォーカス可能範囲には限界があるため、リフォーカス方式の第２焦点検出が高精度で焦点検出できるデフォーカス量の範囲は限定される。
【００８９】
本実施形態におけるリフォーカス可能範囲の概略説明図を図１８に示す。許容錯乱円をδとし、結像光学系の絞り値をＦとすると、絞り値Ｆでの被写界深度は±Ｆδである。これに対して、ＮＨ×ＮＶ（２×１）分割されて狭くなった瞳部分領域５０１（５０２）の水平方向の実効絞り値Ｆ０１（Ｆ０２）は、Ｆ０１＝ＮＨＦと暗くなる。第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）毎の実効的な被写界深度は±ＮＨＦδとＮＨ倍深くなり、合焦範囲がＮＨ倍に広がる。実効的な被写界深度±ＮＨＦδの範囲内では、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）毎に合焦した被写体像が取得されている。よって、図１３に示した主光線角度θａ（θｂ）に沿って第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）を平行移動するリフォーカス処理により、撮影後に、合焦位置を再調整（リフォーカス）することができる。よって、撮影後に合焦位置を再調整（リフォーカス）できる撮像面からのデフォーカス量ｄは限定されており、デフォーカス量ｄのリフォーカス可能範囲は、概ね、式（３）の範囲である。
【００９０】
｜ｄ｜≦ＮＨ・Ｆ・δ          …（３）
許容錯乱円δは、δ＝２ΔＸ（画素周期ΔＸのナイキスト周波数１／（２ΔＸ）の逆数）などで規定される。必要に応じて、第２画素加算処理後の第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）の周期ΔＸＡＦ（＝６ΔＸ：６画素加算の場合）のナイキスト周波数１／（２ΔＸＡＦ）の逆数を許容錯乱円δ＝２ΔＸＡＦとしても用いても良い。
【００９１】
リフォーカス方式の第２焦点検出が高精度で焦点検出できるデフォーカス量の範囲は、概ね、式（３）の範囲に限定され、第２焦点検出により高精度に焦点検出可能なデフォーカス範囲は、位相差方式の第１焦点検出可能なデフォーカス範囲以下の範囲である。図６に示したように、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との水平方向の相対的なシフト量とデフォーカス量は、概ね、比例する。
【００９２】
したがって、本実施形態では、リフォーカス方式の第２焦点検出の第２シフト処理のシフト範囲が、位相差方式の第１焦点検出の第１シフト処理のシフト範囲以下となるように構成される。
【００９３】
本実施形態の焦点検出では、結像光学系の大デフォーカス状態から小デフォーカス状態まで焦点調節するために第１焦点検出を行い、結像光学系の小デフォーカス状態から最良合焦位置近傍まで焦点調節するために第２焦点検出を行う。したがって、第２焦点検出の第２フィルター処理の通過帯域が、第１焦点検出の第１フィルター処理の通過帯域より高周波帯域を含むことが望ましい。また、第２焦点検出の第２画素加算処理の画素加算数が、第１焦点検出の第１画素加算処理の画素加算数以下であることが望ましい。
【００９４】
上述したように、結像光学系の絞り値（Ｆ値）が所定絞り値以下の場合に、位相差方式の第１焦点検出の焦点検出精度が低下する場合がある。したがって、必要に応じて、結像光学系の絞り値が所定絞り値以下の場合に、位相差方式の第１焦点検出に加えて、リフォーカス方式の第２焦点検出により第２検出デフォーカス量を検出し、高精度な焦点検出を行うことが望ましい。
【００９５】
本実施形態は、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されているため、撮像信号の水平方向のＭＴＦピーク位置を検出することができる。必要に応じて、撮像信号の水平方向のＭＴＦピーク位置と撮像信号のＭＴＦピーク位置（撮像信号の水平垂直方向のＭＴＦピーク位置の平均）との差分を補正値として保持し、第２検出デフォーカス量を補正しても良い。
【００９６】
本実施形態の焦点検出処理の流れの概略図を図１９に示す。本実施形態では、結像光学系のデフォーカス量の絶対値が所定値１以下になるまで位相差方式の第１焦点検出を行ってレンズ駆動し、結像光学系の大デフォーカス状態から小デフォーカス状態まで焦点調節を行う。その後、結像光学系のデフォーカス量の絶対値が所定値２（＜所定値１）以下になるまでリフォーカス方式の第２焦点検出を行ってレンズ駆動し、結像光学系の小デフォーカス状態から最良合焦位置近傍まで焦点調節を行う。
【００９７】
ステップＳ１００で、位相差方式による第１焦点検出により第１検出デフォーカス量（Ｄｅｆ１）を検出する。検出された第１デフォーカス量（Ｄｅｆ１）の大きさ｜Ｄｅｆ１｜が所定値１より大きい場合は、ステップＳ１０１で、第１デフォーカス量（Ｄｅｆ１）に応じてレンズ駆動を行い、ステップＳ１００に戻る。検出された第１デフォーカス量（Ｄｅｆ１）の大きさ｜Ｄｅｆ１｜が所定値１以下の場合は、ステップＳ２００に進む。
【００９８】
ステップＳ２００で、リフォーカス方式による第２焦点検出により第２検出デフォーカス量（Ｄｅｆ２）を検出する。検出された第２デフォーカス量（Ｄｅｆ２）の大きさ｜Ｄｅｆ２｜が所定値２（＜所定値１）より大きい場合は、ステップＳ２０１で、第２デフォーカス量（Ｄｅｆ２）に応じてレンズ駆動を行い、ステップＳ２００に戻る。検出された第２デフォーカス量（Ｄｅｆ２）の大きさ｜Ｄｅｆ２｜が所定値２以下の場合は、焦点調節動作を終了する。
【００９９】
以上の構成により、焦点検出信号から算出される検出合焦位置と撮像信号の最良合焦位置との間の差を抑制し、高精度な焦点検出が可能となる。
【０１００】
[インジケータ表示方法]
次に、これらの焦点検出方式を用いてＭＦ時のインジケータに合焦位置までのデフォーカス量を表示する方法について説明する。
【０１０１】
図２０は、本実施形態で用いるＭＦインジケータの例である。９０１は、カメラのＡＦ枠と呼ばれるもので、ユーザーがピントを合わせたい任意の位置にＡＦ枠を置くことにより、その領域で第１焦点検出方法および第２焦点検出方法を用いて焦点検出を行う。
【０１０２】
次に、９０２は合焦位置を指し示しており、９０３に示したインジケータの目盛が現在のデフォーカス量を指し示している。このインジケータを見ながら、ユーザーがレンズのピントリングを回転させることにより、図２２に示したようにインジケータの目盛が減っていき合焦へ近づき、インジケータの目盛が合焦位置までいけば、合焦状態となる。
【０１０３】
この際、ユーザーが残りのデフォーカス量だけでなく、ピントリングを回す方向（回転方向）も迷うことなく操作できるようにするため、図２１に示したように、インジケータの目盛が減る方向とピントリングの回す方向が一致している。このようにユーザーがインジケータを見れば、被写体に対して前ピンか後ピンかがすぐに分かり、ピントリングを回す方向を直感的に把握することができる。
【０１０４】
次に、上記インジケータが焦点検出方式が切り替わっても滑らかに動くようにするための実施形態について説明する。
【０１０５】
上記第１焦点検出方法、および第２焦点検出方法は、前述の説明通り、第２焦点検出方法の方が、焦点検出範囲は狭いが、焦点検出精度は高い。よって、デフォーカス量が大きいところでは第１焦点検出方法を用いて焦点検出を行い、合焦付近に近づいてきた時に第２焦点検出方法に切り替わることによって、より精度の高い焦点検出が可能となる。
【０１０６】
これをカメラのＡＦ機能を使う際には、焦点検出方法の切り替わりはユーザーに知られることなく、スムーズに合焦させることが可能となる。しかし、本実施形態で想定しているようなユーザーがインジケータを見ながらＭＦにて焦点調節を行う場合においては、焦点検出方法が切り替わった際に、デフォーカスの検出値が変化する恐れがある。この場合、インジケータの目盛が一気に大きく進んでしまったり、また逆に戻ってしまう恐れがある。そのような事が起こると、ピントリングを回している方向とは逆方向にインジケータの目盛が動いてしまうことがあり、ユーザーを困惑させてしまう。
【０１０７】
そこで本実施形態では、第１焦点検出と第２焦点検出のそれぞれで算出されたデフォーカス量の差分値（キャリブレーション値）を計算し、そのキャリブレーション値を第１焦点検出結果に加算してインジケータで表示する。これにより、第１焦点検出方法と第２焦点検出方法の切り替わりにおいて、できるだけスムーズに（連続的に）インジケータの目盛が変化するようにする。
【０１０８】
上記キャリブレーション値を得るためには、第２焦点検出方式で焦点検出できる範囲、つまり第１焦点検出方式と第２焦点検出方式の両方がデフォーカス量を算出できる範囲において、それぞれのデフォーカス量（Ｄｅｆ１、Ｄｅｆ２）を取得し、下式に示したように差分値をキャリブレーション値（Ｃ１）として、カメラ内メモリに保存しておく。
【０１０９】
Ｃ１＝Ｄｅｆ１−Ｄｅｆ２
このようにして求めたＣ１をＤｅｆ１に加算して、Ｄｅｆ１’ を算出する。
【０１１０】
Ｄｅｆ１’＝Ｄｅｆ１ + Ｃ１
ここで求めたＤｅｆ１’をインジケータを表示する際のデフォーカス量として用いることにより、第１焦点検出から第２焦点検出に切り替わった際に、スムーズにインジケータの目盛が動き、ユーザーを困惑させることなくＭＦをアシストすることが可能となる。
【０１１１】
ここで用いるキャリブレーション値Ｃ１は、カメラもしくはレンズの中にあるメモリ内に書き込まれる値であり、カメラ・レンズの製造時に設計値として書き込まれた値を用いることを想定している。しかし、ユーザーの手元にて合焦させた時に、第１焦点検出と第２焦点検出によるデフォーカス量Ｄｅｆ1およびＤｅｆ２を取得し差分値Ｃ１を算出してメモリ内に記録するような形態でも良い。
【０１１２】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。
【０１１３】
第１の実施形態では第１焦点検出のデフォーカス量（Ｄｅｆ１）と第２焦点検出のデフォーカス量（Ｄｅｆ２）の差分値をキャリブレーション値として計算し、Ｄｅｆ１に加算する方式だったが、キャリブレーション値Ｃ1が常に普遍とは限らず、被写体やシーン、また撮影条件に応じてキャリブレーション値が異なることがある。
【０１１４】
例えば、低照度時や、被写体が低コントラストの時、また高輝度時、などでキャリブレーション値が異なる場合がある。また撮影条件として、Ｆ値が異なる時にも、キャリブレーション値が異なる場合がある。
【０１１５】
よって、上記キャリブレーション値も被写体の種別やシーンに応じて個別に設定できる構成を用いれば、より好ましいインジケータ表示を実現することができる。
【０１１６】
この際に用いるキャリブレーションテーブルの例を図２３に示す。図２３は条件と、その際に用いるキャリブレーション値を示したテーブルで、撮影時にどの条件に当てはまるかを検知し、それに応じたキャリブレーション値を用いればよい。
【０１１７】
また、図２３は被写体の種別と撮影条件を別のテーブルにしているが、図２４に示すような２次元テーブルを用いてもよく、被写体の種別と撮影条件に応じた最適なキャリブレーション値を用いてもよい。
【０１１８】
（その他の実施形態）
上記の実施形態では撮像面位相差方式を用いた第１、および第２焦点検出方式を用いた場合を示したが、それ以外の方式を用いた場合でも本発明を適用することができる。例えば、ビデオカメラなどで用いられる外測方式の焦点検出方式や、その他、合焦位置までのデフォーカス量が算出できる焦点検出方式であれば、本発明は適用可能である。
【０１１９】
また、焦点検出方式は２つに限られるものではなく、３つ以上の焦点検出方式を組み合わせて行う場合でも、本発明は適用可能である。
【０１２０】
またさらに、本実施形態では図２０に示したようなバー形状のインジケータにて表示を行う形態を示したが、この形状になんら限定されることはない。例えば、デフォーカス量に応じて表示枠の色を変える形式や、デフォーカス量の数値自体が表示される形式においても、表示のための元となるデフォーカス量自体が、本発明によって提示された方法を用いるものであれば、適用される。
【０１２１】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
2015145970.tif 000005
【図２】
2015145970.tif 000006
【図３】
2015145970.tif 000007
【図４】
2015145970.tif 000008
【図５】
2015145970.tif 000009
【図６】
2015145970.tif 000010
【図７】
2015145970.tif 000011
【図８】
2015145970.tif 000012
【図９】
2015145970.tif 000013
【図１０】
2015145970.tif 000014
【図１１】
2015145970.tif 000015
【図１２】
2015145970.tif 000016
【図１３】
2015145970.tif 000017
【図１４】
2015145970.tif 000018
【図１５】
2015145970.tif 000019
【図１６】
2015145970.tif 000020
【図１７】
2015145970.tif 000021
【図１８】
2015145970.tif 000022
【図１９】
2015145970.tif 000023
【図２２】
2015145970.tif 000024
【図２３】
2015145970.tif 000025
【図２４】
2015145970.tif 000026
【図２０】
2015145970.tif 000027
【図２１】
2015145970.tif 000028