(57)【要約】【課題】焦点検出エリアの数が互いに異なる場合であっても、焦点調節状態を常に同等に表示することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子の撮影画面上に設けられた複数の焦点検出エリアの各々において、第１の焦点検出方式で焦点検出を行う第１焦点検出手段と、複数の焦点検出エリアのうちの第１焦点検出エリアの各々において、第１の焦点検出方式とは異なる第２の焦点検出方式で焦点検出を行う第２焦点検出手段と、第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、第１焦点検出エリアの各々について第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示すると共に、複数の焦点検出エリアのうちの第１焦点検出エリアとは異なる第２焦点検出エリアの各々について第１焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示する表示手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子の撮影画面上に設けられた複数の焦点検出エリアの各々において、第１の焦点検出方式で焦点検出を行う第１焦点検出手段と、
前記複数の焦点検出エリアのうちの第１焦点検出エリアの各々において、前記第１の焦点検出方式とは異なる第２の焦点検出方式で焦点検出を行う第２焦点検出手段と、
前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記第１焦点検出エリアの各々について前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示すると共に、前記複数の焦点検出エリアのうちの前記第１焦点検出エリアとは異なる第２焦点検出エリアの各々について前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記第１焦点検出手段は、前記撮影光学系を通過した一対の光束の位相差を検出する位相差検出方式で焦点検出を行い、
前記第２焦点検出手段は、前記被写体像のコントラストを検出するコントラスト検出方式で焦点検出を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて前記第１焦点検出エリアの各々における前記撮影光学系のデフォーカス量を演算する演算手段を備え、
前記表示手段は、前記第２焦点検出手段によって前記第１焦点検出エリアのうち所定の焦点検出エリアが合焦状態であることが検出された場合、前記所定の焦点検出エリアが合焦状態であることを表示すると共に、前記第１焦点検出手段によって前記所定の焦点検出エリアとのデフォーカス量の差が所定量以内であることが検出された前記第２焦点検出エリアも、合焦状態であることを表示することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記焦点調節手段は、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果が第１しきい値以上の信頼性を有している場合には、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて焦点調節を行い、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果が前記第１しきい値以上の信頼性を有していない場合には、前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて焦点調節を行い、
前記表示手段は、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果が前記第１しきい値以上の信頼性を有している場合には、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて焦点調節状態を表示し、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果が前記第１しきい値以上の信頼性を有していないが前記第１しきい値より低い第２しきい値以上の信頼性を有している場合には、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果と前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果とに基づいて焦点調節状態を表示し、前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果が前記第２しきい値以上の信頼性を有していない場合には、前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて焦点調節状態を表示することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２種類の焦点検出方式を使い分けて焦点調節を行う焦点検出装置が知られている。例えば特許文献１には、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出とコントラスト検出方式による合焦位置の検出を同時に実行し、先に焦点検出ができた方式により焦点調節を行う焦点検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５０２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術には、２種類の焦点検出方式において利用される焦点検出エリアの数が互いに異なる場合、実際に焦点調節に利用される焦点検出方式に応じて焦点調節状態の表示結果が異なってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の撮像装置は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の撮影画面上に設けられた複数の焦点検出エリアの各々において、第１の焦点検出方式で焦点検出を行う第１焦点検出手段と、前記複数の焦点検出エリアのうちの第１焦点検出エリアの各々において、前記第１の焦点検出方式とは異なる第２の焦点検出方式で焦点検出を行う第２焦点検出手段と、前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、前記第１焦点検出エリアの各々について前記第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示すると共に、前記複数の焦点検出エリアのうちの前記第１焦点検出エリアとは異なる第２焦点検出エリアの各々について前記第１焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、焦点検出エリアの数が互いに異なる場合であっても、焦点調節状態を常に同等に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】撮像素子１２の撮像面を模式的に示す平面図である。
【図３】撮像用画素２１の模式図である。
【図４】左焦点検出用画素２２ａの模式図である。
【図５】焦点検出エリア２０ａの配置を示す平面図である。
【図６】焦点調節状態の表示方法の説明図である。
【図７】自動焦点調節処理のフローチャートである。
【図８】コントラストＡＦ処理のフローチャートである。
【図９】合焦表示エリア設定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示すブロック図である。撮像装置１は、撮影光学系１１と、撮像素子１２と、画像処理部１３と、制御部１４と、表示部１５と、接眼レンズ１６と、焦点検出部１７と、レンズ駆動部１８と、焦点調節部１９とを備える。
【０００９】
撮影光学系１１は複数のレンズから構成され、被写体像を撮像素子１２の撮像面に結像させる。撮像素子１２は例えばＣＭＯＳやＣＣＤなどの固体撮像素子である。撮像素子１２は、後述する撮像用画素と焦点検出用画素の２種類の画素を有している。撮像素子１２は、後述する撮像信号と焦点検出信号を出力する。画像処理部１３は、撮像素子１２により出力された撮像信号に種々の画像処理を施すことで被写体の画像データを作成する。
【００１０】
制御部１４は、不図示のマイクロコンピュータおよびその周辺回路等から構成される。制御部１４は、不図示の記憶媒体に予め格納されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、撮像装置１全体の制御を行う。表示部１５は、液晶パネル等の表示デバイスを有し、いわゆる電子ビューファインダーとして機能する表示装置である。撮影者は、接眼レンズ１６を介して表示部１５の表示画面を視認することができる。表示部１５の表示画面には、例えば画像処理部１３により作成された画像データが表示される。
【００１１】
焦点検出部１７は、撮影光学系１１の焦点調節状態を検出する（焦点検出を行う）。焦点検出部１７は、撮像素子１２から出力された焦点検出用信号に基づいて行われる、いわゆる位相差検出方式の焦点検出と、画像処理部１３により作成された画像データに基づいて行われる、いわゆるコントラスト検出方式の焦点検出と、の２種類の焦点検出を行うことができる。レンズ駆動部１８は、撮影光学系１１に含まれる不図示のフォーカスレンズを、光軸方向に駆動する。焦点調節部１９は、焦点検出部１７により検出された焦点調節状態に基づいてレンズ駆動部１８を制御し、撮影光学系１１の自動焦点調節制御を行う。
【００１２】
図２（ａ）は、撮像素子１２の撮像面を模式的に示す平面図である。撮像素子１２の撮像面全体は、仮想的に複数のエリア２０に区切られている。具体的には、撮像面全体は縦９行、横９列の計８１個のエリア２０に区切られている。これら８１個のエリア２０は、撮像面の中央に配置されたエリア２０ａと、エリア２０aの外周部に配置された２０ｂとを有している。具体的には、８１個のエリア２０のうち、撮像面の中央に配置された横５×縦７の計３５個のエリア２０ａと、４６個のエリア２０ｂとを有しており、エリア２０ａとエリア２０ｂとは異なる構成を有している。以下の説明において、３５個のエリア２０ａを、焦点検出エリア２０ａと称する。
【００１３】
図２（ｂ）は、焦点検出エリア２０ａの一部を拡大した模式図である。撮像面には、多数の撮像用画素２１が二次元状に配列されている。焦点検出エリア２０ａ内には、撮像用画素２１が水平方向に一列に配列された水平ラインＬ１とは別に、焦点検出用画素２２が水平方向に一列に配列された水平ラインＬ２が存在する。焦点検出用画素２２には、左焦点検出用画素２２ａと、右焦点検出用画素２２ｂの２種類が存在する。水平ラインＬ２には、左焦点検出用画素２２ａと、右焦点検出用画素２２ｂとが交互に配列されている。これに対して、エリア２０ｂは、撮像用画素２１のみで構成され、焦点検出用画素２２を有していない。
【００１４】
図３（ａ）は撮像用画素２１を被写体光の入射方向から見た平面図であり、図３（ｂ）は撮像用画素２１の断面図である。撮像用画素２１はマイクロレンズ３１、光電変換部３２、および色フィルター３３から構成される。撮像用画素２１の光電変換部３２は、マイクロレンズ３１によって撮影光学系１１の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する光束をすべて受光する形状に設計される。撮像用画素２１は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色フィルター３３を備えている。撮像素子１２の撮像面には、それら３色の色フィルター３３を備える撮像用画素２１が、いわゆるベイヤー配列で２次元状に配置されている。
【００１５】
図３（ｂ）に示すように、撮像用画素２１において、光電変換部３２の前方にマイクロレンズ３１が配置され、マイクロレンズ３１により光電変換部３２が前方に投影される。光電変換部３２は半導体回路基板３４上に形成され、色フィルター３３はマイクロレンズ３１と光電変換部３２の中間に配置される。
【００１６】
図４（ａ）は左焦点検出用画素２２ａを被写体光の入射方向から見た平面図であり、図４（ｂ）は左焦点検出用画素２２ａの断面図である。左焦点検出用画素２２ａは撮像用画素２１と同様のマイクロレンズ３１、光電変換部３２、色フィルター３３に加え、更に光電変換部３２の一部を覆う遮光マスク３５により構成される。本実施形態の遮光マスク３５は、光電変換部３２の右半分を覆う形状を有する。なお、右焦点検出用画素２２ｂは、図４に示した左焦点検出用画素２２ａを左右反転した形状を有している。
【００１７】
以上のように構成された水平ラインＬ２（図２）において、一列に配列された左焦点検出用画素２２ａと、同一列の右焦点検出用画素２２ｂは、撮影光学系１１の異なる領域を通過した一対の光束をそれぞれ受光する。周知のように、水平ラインＬ２の左焦点検出用画素２２ａから出力された光電変換信号と、同ラインの右焦点検出用画素２２ｂから出力された光電変換信号との位相差（一対の光電変換信号の位相差）を検出することで、撮影光学系１１の焦点調節状態を検出することができる。これが、いわゆる位相差検出方式の焦点検出である。焦点検出部１７は、各々の焦点検出エリア２０ａごとに、上記の位相差検出方式の焦点検出を行い、焦点検出エリア２０ａごとに、デフォーカス量を演算することができる。
【００１８】
図５（ａ）は、位相差検出方式の焦点検出に利用される焦点検出エリア２０ａの配置を示す平面図である。以下の説明において、個々の焦点検出エリア２０ａに言及する際、図５（ａ）に示した符号ａ１〜ａ３５を用いることがある。
【００１９】
前述の通り、焦点検出部１７は、いわゆるコントラスト検出方式（山登り法）の焦点検出を行うこともできるように構成されている。ただし、焦点検出部１７は、図５（ａ）に示した焦点検出エリアａ１〜ａ３５の全てでコントラスト検出方式の焦点検出を行うことができるわけではない。具体的には、図５（ｂ）に符号を付して示した計１１個の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９においてのみコントラスト検出方式の焦点検出を行うことが可能である。
【００２０】
焦点検出エリアｂ７は、位相差検出方式の焦点検出エリアａ７と同一の位置に配置されている。同様に、焦点検出エリアｂ８，ｂ９，ｂ１６，ｂ１７，ｂ１８，ｂ１９，ｂ２０，ｂ２７，ｂ２８，ｂ２９は、それぞれ位相差検出方式の焦点検出エリアａ８，ａ９，ａ１６，ａ１７，ａ１８，ａ１９，ａ２０，ａ２７，ａ２８，ａ２９と同一の位置に配置されている。このように、焦点検出部１７は、位相差検出方式の場合には計３５個の焦点検出エリアａ１〜ａ３５において焦点検出が可能であり、コントラスト検出方式の場合にはその一部の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９において焦点検出が可能である。
【００２１】
次に、撮像装置１による自動焦点調節について説明する。ユーザが所定の焦点調節操作（例えばレリーズスイッチの半押し操作など）を行うと、撮像装置１の焦点調節部１９は、これに応じて自動焦点調節処理の実行を開始する。
【００２２】
本実施形態の自動焦点調節処理は、位相差検出方式の焦点検出と、コントラスト検出方式の焦点検出とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド方式の自動焦点調節処理である。具体的には、焦点調節部１９は、まず位相差検出方式の焦点検出を試みる。この焦点検出に成功した場合、すなわち、位相差検出方式の焦点検出により信頼性の高いデフォーカス量が得られた場合、焦点調節部１９はそのデフォーカス量に基づきフォーカスレンズを駆動して焦点調節を完了する。他方、位相差検出方式の焦点検出に失敗した場合、すなわち、位相差検出方式の焦点検出により得られたデフォーカス量の信頼性が低い場合や、デフォーカス量が得られなかった場合、焦点調節部１９は、コントラスト検出方式の焦点検出に移行して焦点調節を行う。
【００２３】
例えばフォーカスレンズが合焦位置から大きく離れている場合や、環境光が少ない場合、被写体像の横方向におけるコントラストが低い場合（横縞状の表面パターンを有する被写体や、単一色ののっぺりした表面パターンを有する被写体など）には、一対の光電変換信号は高低差が低くなり、その位相差を信頼性高く得ることが難しい。このような状況下では、焦点調節部１９は、コントラスト検出方式の焦点検出に切り替えて焦点調節を行う。
【００２４】
ところが、本実施形態の焦点検出部１７は、コントラスト検出方式の焦点検出を、位相差検出方式の焦点検出が可能な焦点検出エリアａ１〜ａ３５の一部でしか行えない。例えば、焦点検出エリアａ１においては、焦点調節部１９は、位相差検出方式であれば焦点検出が行えるが、コントラスト検出方式の焦点検出は行えない。そのため、実際には焦点検出エリアａ１において被写体にピントが合っている場合であっても、コントラスト検出方式の焦点検出を行っている場合、焦点検出エリアａ１が合焦状態であることを表示することができない。つまり、位相差検出方式で焦点検出が行えているときと、コントラスト検出方式に切り替わっているときとで、焦点調節状態の表示に差が出てしまう。
【００２５】
このような問題を解決するために、本実施形態では、コントラスト検出方式の焦点検出に基づく焦点調節を行った場合であっても、焦点調節状態の表示時には、コントラスト検出方式の焦点検出の結果だけでなく、位相差検出方式の焦点検出の結果を利用する。これには以下の２つの理由がある。
【００２６】
１つ目の理由として、信頼性が低い原因が解消している可能性があることが挙げられる。前述したように、位相差検出方式の焦点検出によりデフォーカス量が信頼性高く得られない理由は様々であるが、例えばフォーカスレンズが合焦位置から大きく離れていることが理由である場合には、コントラスト検出方式の焦点検出に基づく焦点調節を行った後であれば、信頼性の高いデフォーカス量を位相差検出方式の焦点検出により得られる可能性が高い。そこで本実施形態では、コントラスト検出方式の焦点検出に基づき焦点調節を行った後、焦点調節状態を表示する際に、再度、位相差検出方式の焦点検出を試みる。これによりデフォーカス量が得られたなら、そのデフォーカス量を焦点調節状態の表示に利用する。
【００２７】
２つ目の理由として、要求される信頼性の違いがあることが挙げられる。位相差検出方式の焦点検出に基づき焦点調節を行う場合、検出されたデフォーカス量の信頼性は一定以上の高さであることが、精度よく焦点調節を行うために望ましい。他方、焦点調節状態の表示に利用するデフォーカス量には、位相差検出方式の焦点検出に基づき焦点調節を行う場合と同等の信頼性を要求する必要がない。そこで本実施形態では、コントラスト検出方式の焦点検出に基づき焦点調節を行った後、焦点調節状態を表示する際に、位相差検出方式の焦点検出により得られたデフォーカス量を、焦点調節に利用するには信頼性が足りない場合であっても、表示に利用する。
【００２８】
以下の説明において、焦点調節に必要な信頼性のしきい値を調節しきい値と称し、焦点調節状態の表示に必要な信頼性のしきい値を表示しきい値と称する。上述の通り、表示しきい値は、調節しきい値よりも低い。従って、調節しきい値未満の信頼性しか有していないデフォーカス量であっても、焦点調節状態の表示に利用される可能性がある。
【００２９】
次に、具体的な焦点調節状態の表示方法について、図６の説明図を用いて説明する。まず、焦点検出部１７が、複数の焦点検出エリアａ１〜ａ３５の各々について位相差検出方式の焦点検出を行う。このとき、いずれかの焦点検出エリア２０ａについて、信頼性が調節しきい値以上のデフォーカス量が得られたのであれば、焦点調節部１９はそのデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動する（レンズ駆動部１８に駆動させる）。これにより、自動焦点調節が完了する。
【００３０】
これに対し、いずれの焦点検出エリア２０ａについても、信頼性が調節しきい値未満のデフォーカス量しか得られない、または、デフォーカス量が演算できない場合には、焦点調節部１９は、周知のコントラスト検出方式の焦点検出に基づく焦点調節を開始する。
【００３１】
具体的には、フォーカスレンズを所定のレンズ移動範囲（例えば至近端から無限遠端）で駆動させながら周期的に各焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９における焦点評価値（被写体像のコントラスト量）を演算する。そして、いずれかの焦点検出エリア２０ａにおいて、焦点評価値が極大となるレンズ位置（合焦位置）が見つかった場合、合焦位置までフォーカスレンズを駆動させる。なお、以下の説明では、ここでフォーカスレンズの駆動目標となった焦点調節エリア２０ａを、優先エリアと称する。
【００３２】
以上の動作により、少なくとも優先エリアの被写体にピントが合った状態となり、焦点調節が完了する。なお、２つ以上の焦点検出エリア２０ａにおいて合焦位置が検出されることがある。例えば、フォーカスレンズをレンズ位置Ａに移動させればある焦点検出エリア２０ａ内の被写体にピントが合い、それとは別のレンズ位置Ｂにフォーカスレンズを移動させれば、それとは異なる焦点検出エリア２０ａ内の被写体にピントが合う場合がある。このような場合、焦点調節部１９は、所定の基準でいずれか一方の焦点検出エリア２０ａを優先エリアとして選択し、その優先エリアの合焦位置にフォーカスレンズを移動させることになる。
【００３３】
このときの焦点調節状態を図６（ａ）に例示する。図６（ａ）では、焦点検出エリアｂ７，ｂ１７，ｂ１８が合焦状態、すなわち、非常に低いデフォーカス量が検出される状態である。また、焦点調節部１９は、焦点検出エリアｂ１７を優先エリアとして選択している。
【００３４】
焦点調節部１９は、まず、これら３箇所の焦点検出エリアｂ７，ｂ１７，ｂ１８を合焦表示エリアに設定する。合焦表示エリアとは、ユーザに対し当該焦点検出エリア２０ａが合焦状態であると表示部１５により表示される焦点検出エリア２０ａを指す。つまり、これら３箇所の焦点検出エリアｂ７，ｂ１７，ｂ１８は、コントラスト検出方式の焦点検出により合焦状態であることが判明しているので、合焦表示エリアに設定される。
【００３５】
次に焦点検出部１７は、優先エリアｂ１７のデフォーカス量を演算する。ここで、コントラスト検出方式の焦点検出により、合焦位置と現在のレンズ位置とが判明している。焦点検出部１７は、このときの合焦位置と現在のレンズ位置との距離に所定の定数を乗じる等の演算を行うことにより、撮像面と被写体像の結像位置とのズレ量を表すデフォーカス量を算出する。換言すると、焦点検出部１７は、レンズ位置のズレ量を結像面のズレ量に変換する。
【００３６】
なお、この時点において、理想的には、優先エリアｂ１７のデフォーカス量は０であるが、実際には、例えばフォーカスレンズの駆動単位と合焦位置とのズレ等により、多少のズレが生じる場合がある。しかしそのような場合であっても、ここで演算されるデフォーカス量は極めて小さい。以下の説明では、優先エリアｂ１７のデフォーカス量を１とする。
【００３７】
次に、焦点検出部１７は、焦点検出エリアａ１〜ａ３５の各々について、再度、位相差検出方式の焦点検出を行う。前述の通り、位相差検出方式の焦点検出は既に一度失敗しているが、その後焦点調節を行っているので、ここで行う位相差検出方式の焦点検出は成功する可能性がある。
【００３８】
図６（ｂ）に、位相差検出方式の焦点検出の結果を例示する。図６（ｂ）では、焦点検出エリアａ１〜ａ３５の位置に、位相差検出方式の焦点検出により得られたデフォーカス量の数値を記載している。例えば、焦点検出エリアａ１において得られたデフォーカス量は６である。また、数値の代わりに斜線が記載された焦点検出エリア２０ａは、その焦点検出エリア２０ａにおいて表示しきい値以上の信頼性を有するデフォーカス量を演算できなかったことを意味している。
【００３９】
次に焦点検出部１７は、ここで検出された各焦点検出エリア２０ａのデフォーカス量と、コントラスト検出方式の焦点検出により演算された優先エリアｂ１７のデフォーカス量（＝１）と、の差の絶対値を演算する。
【００４０】
図６（ｃ）に、演算された差の絶対値を示す。焦点検出部１７は、ここで演算された差の絶対値が所定のしきい値（例えば２）以下である焦点検出エリア２０ａを、合焦表示エリアに設定する。つまり、コントラスト検出方式の焦点検出によって合焦状態であるとされた焦点検出エリアｂ１７に近いデフォーカス量が位相差検出方式の焦点検出により検出された焦点検出エリア２０ａを、合焦表示エリアに設定する。図６（ｃ）では、焦点検出エリアａ７，ａ１２，ａ１３，ａ１７，ａ１８，ａ２０，ａ２６が、合焦表示エリアに設定される。
【００４１】
なお、焦点検出エリアａ７，ａ１７，ａ１８は、コントラスト検出方式の焦点検出の結果により、既に合焦表示エリアに設定されている。従って、仮に上記の処理により得られた差の絶対値がしきい値の２より大きくても、合焦表示エリアとして設定される。
【００４２】
図７は、撮像装置１により実行される自動焦点調節処理のフローチャートである。まずステップＳ１０において、撮像素子１２が被写体像を撮像し、焦点検出信号を焦点検出部１７に出力する。ステップＳ２０において、焦点検出部１７が、撮像素子１２から出力された焦点検出信号に基づいて周知の位相差検出方式の焦点検出（焦点調節状態の検出）を行う。
【００４３】
ステップＳ３０において、焦点調節部１９は、ステップＳ２０で検出された焦点調節状態の信頼性が所定の調節しきい値以上か否かを判定する。位相差検出方式により検出した焦点調節状態の信頼性が調節しきい値未満である場合、焦点調節部１９は処理をステップＳ１００に進め、後述するコントラストＡＦ処理を実行する。他方、位相差検出方式により調節しきい値以上の信頼性を有する焦点調節状態を検出できた場合、焦点調節部１９は処理をステップＳ４０に進める。
【００４４】
ステップＳ４０で焦点調節部１９は、レンズ駆動部１８にフォーカスレンズを合焦位置まで駆動させる。ステップＳ５０において撮像素子１２は、被写体像を撮像し、焦点検出信号を焦点検出部１７に出力する。ステップＳ６０において焦点検出部１７は、撮像素子１２から出力された焦点検出信号に基づいて周知の位相差検出方式の焦点検出を行う。
【００４５】
ステップＳ７０において焦点調節部１９は、ステップＳ６０において検出された焦点調節状態が合焦状態であるか、すなわち、撮影光学系１１が目的の被写体にピントの合った状態であるか否かを判定する。合焦状態ではなかった場合、焦点調節部１９は処理をステップＳ４０に進める。他方、合焦状態であった場合、焦点調節部１９は処理をステップＳ９０に進める。
【００４６】
ステップＳ９０において、表示部１５は、表示画面に各々の焦点検出エリアａ１〜ａ３５の焦点調節状態を表示する。例えば、合焦状態である（すなわちデフォーカス量が所定量以下である）焦点検出エリアａ１〜ａ３５を強調表示する。
【００４７】
図８は、図７のステップＳ１００から呼び出されるコントラストＡＦ処理のフローチャートである。まずステップＳ１１０で、焦点調節部１９が、レンズ駆動部１８にフォーカスレンズの駆動を開始させる。具体的には、まずフォーカスレンズを所定の駆動開始位置まで駆動させた後、所定方向に向けて所定速度での駆動を開始させる。例えば駆動開始位置を至近端とした場合、フォーカスレンズを無限遠方向に向けて駆動させることになる。
【００４８】
ステップＳ１２０において撮像素子１２が、被写体像を撮像し、撮像信号を出力する。ステップＳ１３０で焦点検出部１７が、撮像信号に基づいて、各々の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９における被写体像の焦点評価値を演算する。ここで演算される焦点評価値は、被写体像のコントラスト量であり、被写体像が鮮鋭な像であるほど大きな値になる。
【００４９】
ステップＳ１４０で焦点検出部１７は、焦点評価値が極大となるフォーカスレンズの位置（合焦位置）が検出されたか否かを判定する。合焦位置が検出された場合、焦点検出部１７は処理をステップＳ１７０に進める。ステップＳ１７０において焦点検出部１７は、複数の焦点検出エリアａ１〜ａ３５から１つを優先エリアとして選択する。
【００５０】
本実施形態の焦点検出部１７は、合焦位置が判明した焦点検出エリア２０ａが１つだけしかない場合には、その焦点検出エリア２０ａを優先エリアとして選択する。また、合焦位置が判明した焦点検出エリア２０ａが複数存在する場合には、それらのうち、合焦位置が最も至近端に近い焦点検出エリア２０ａを優先エリアとして選択する。なお、これ以外の方法、たとえば事前にユーザが設定するなどにより優先エリアを選択してもよい。
【００５１】
ステップＳ１８０で、焦点調節部１９は、優先エリアの合焦位置までフォーカスレンズを駆動する（レンズ駆動部１８に駆動させる）。ステップＳ１９０において、焦点検出部１７は、後述する合焦表示エリア設定処理を実行する。合焦表示エリア設定処理では、複数の焦点検出エリアａ１〜ａ３５の中から、合焦表示を行う焦点検出エリア２０ａ（以下、合焦表示エリアと称する）が１つ乃至複数選択される。
【００５２】
ステップＳ２００において、表示部１５が、上記の合焦表示エリア設定処理において選択された合焦表示エリアについて合焦表示を行う。例えば、表示画面上の各合焦表示エリアを強調表示する。
【００５３】
他方、ステップＳ１４０において合焦位置が検出されなかった場合、焦点検出部１７は処理をステップＳ１５０に進める。ステップＳ１５０において焦点調節部１９は、フォーカスレンズの駆動が完了したか、すなわちフォーカスレンズが所定の駆動終了位置に到達したか否かを判定する。例えばフォーカスレンズの駆動開始位置が至近位置であった場合、フォーカスレンズの駆動終了位置を無限遠位置とすればよい。
【００５４】
ステップＳ１５０においてフォーカスレンズが駆動終了位置に到達していなかった場合、焦点調節部１９は、処理をステップＳ１２０に進める。他方、フォーカスレンズが駆動終了位置に到達していた場合、焦点調節部１９は、処理をステップＳ１６０に進める。ステップＳ１６０において表示部１５は、合焦位置が見つからなかった旨の表示（非合焦表示）を行う。非合焦表示は、例えば表示画面に焦点調節失敗を表すメッセージやアイコンを表示することにより行う。
【００５５】
図９は、図８のステップＳ１９０から呼び出される合焦表示エリア設定処理のフローチャートである。まずステップＳ２１０で、焦点調節部１９は、コントラスト検出方式の焦点調節エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９のうち、現在ピントが合っている焦点調節エリア２０ａを、合焦表示エリアに設定する。ここで「現在ピントが合っている焦点調節エリア２０ａ」とは、優先エリアと、図８のステップＳ１３０〜Ｓ１４０において合焦位置が検出された焦点調節エリア２０ａのうち、優先エリアの合焦位置に近い合焦位置を有する（優先エリアの合焦位置との差が所定のしきい値未満の合焦位置を有する）焦点調節エリア２０ａと、のことを指す。
【００５６】
この点について詳述すると、まず、図８のステップＳ１８０において優先エリアの被写体にピントが合うようにフォーカスレンズを駆動したので、図９のステップＳ２１０の時点では、優先エリアの被写体にはピントが合っているはずである。また、そのときの焦点深度内に合焦位置を有する焦点調節エリア２０ａであれば、優先エリアと同様にピントが合っていると見なすことができる。そこで、ステップＳ２１０では、優先エリアとそれらの焦点調節エリア２０ａとを、合焦表示エリアに設定している。
【００５７】
ステップＳ２２０で焦点検出部１７は、優先エリアのデフォーカス量を取得する。図８のステップＳ１３０〜１４０においてコントラスト検出方式の焦点検出により優先エリアの合焦位置は判明しているので、これと現在のフォーカスレンズの位置とに基づいてデフォーカス量を取得することができる。
【００５８】
ステップＳ２３０において撮像素子１２が、被写体像を撮像し、焦点検出信号を出力する。ステップＳ２４０で焦点検出部１７が、ステップＳ２３０において出力された焦点検出信号に基づき、各焦点検出エリアａ１〜ａ３５について、位相差検出方式の焦点検出を行う。これにより、各焦点検出エリアａ１〜ａ３５のデフォーカス量が算出される。ステップＳ２５０において焦点検出部１７は、ステップＳ２４０で算出された各焦点検出エリアａ１〜ａ３５のデフォーカス量に、所定の表示しきい値以上の信頼性を有するものが含まれているか否かを判定する。どのデフォーカス量も表示しきい値未満の信頼性しか有していない場合、焦点検出部１７は図９に示す処理を終了する。
【００５９】
他方、少なくとも１つのデフォーカス量が、表示しきい値以上の信頼性を有している場合、焦点検出部１７は処理をステップＳ２６０に進める。ステップＳ２６０において、焦点検出部１７は、ステップＳ２２０で取得された優先エリアのデフォーカス量（コントラスト検出方式の焦点検出により得られたデフォーカス量）と、ステップＳ２４０で演算された各焦点検出エリアａ１〜ａ３５のデフォーカス量（位相差検出方式の焦点検出により得られたデフォーカス量）との差の絶対値を演算する。
【００６０】
ステップＳ２７０で焦点検出部１７は、ステップＳ２６０で演算した差の絶対値の少なくとも１つが、所定のしきい値以下であるか否かを判定する。どの差の絶対値も、所定のしきい値より大きい場合、焦点検出部１７は図９に示す処理を終了する。他方、少なくとも１つの差の絶対値が所定のしきい値以下である場合、焦点検出部１７は処理をステップＳ２８０に進める。ステップＳ２８０で焦点検出部１７は、差の絶対値が所定のしきい値以下である全ての焦点検出エリア２０ａを、合焦表示エリアに設定する。
【００６１】
上述した第１の実施の形態による撮像装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）焦点検出部１７は、撮像素子１２の撮影画面上に設けられた複数の焦点検出エリアａ１〜ａ３５の各々において、第１の焦点検出方式（位相差検出方式）で焦点検出を行う第１焦点検出手段として機能すると共に、複数の焦点検出エリアａ１〜ａ３５のうちの一部の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９の各々において、第１の焦点検出方式とは異なる第２の焦点検出方式（コントラスト検出方式）で焦点検出を行う第２焦点検出手段として機能する。焦点調節部１９は、第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて撮影光学系１１の焦点調節を行う。表示部１５は、一部の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９の各々について第２焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態（合焦状態）を表示すると共に、複数の焦点検出エリアａ１〜ａ３５のうちの他の焦点検出エリアａ１〜ａ６，ａ１０〜ａ１５，ａ２１〜ａ２６，ａ３０〜ａ３５の各々について第１焦点検出手段による焦点検出の結果に基づき焦点調節状態を表示する。このようにしたので、焦点検出エリアの数が互いに異なる場合であっても、焦点調節状態を常に同等に表示することができる。
【００６２】
（２）焦点検出部１７は、撮影光学系１１を通過した一対の光束の位相差を検出する位相差検出方式で焦点検出を行う第１焦点検出手段として機能すると共に、被写体像のコントラストを検出するコントラスト検出方式で焦点検出を行う第２焦点検出手段としても機能する。このようにしたので、位相差検出方式での焦点検出ができない場合であっても、自動焦点調節を行うことができる。
【００６３】
（３）焦点検出部１７は、コントラスト検出方式による焦点検出の結果に基づいて一部の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９の各々における撮影光学系１１のデフォーカス量を演算する演算手段として機能する。表示部１５は、焦点検出部１７によって一部の焦点検出エリアｂ７〜ｂ９，ｂ１６〜ｂ２０，ｂ２７〜ｂ２９のうち所定の焦点検出エリア２０ａが合焦状態であることが検出された場合、その所定の焦点検出エリア２０ａが合焦状態であることを表示すると共に、位相差検出方式の焦点検出によってその所定の焦点検出エリア２０ａとのデフォーカス量の差が所定量以内であることが検出された他の焦点検出エリア２０ａも、合焦状態であることを表示する。このようにしたので、コントラスト検出方式の焦点検出により焦点調節が行われた場合であっても、位相差検出方式の焦点検出により焦点調節が行われた場合と同様の焦点調節状態の表示結果を得ることができる。
【００６４】
（４）焦点調節部１９は、位相差検出方式の焦点検出（第１焦点検出手段による焦点検出）の結果が調節しきい値（第１しきい値）以上の信頼性を有している場合には、位相差検出方式による焦点検出の結果に基づいて焦点調節を行い、位相差検出方式の焦点検出の結果が調節しきい値以上の信頼性を有していない場合には、コントラスト検出方式の焦点検出（第２焦点検出手段による焦点検出）の結果に基づいて焦点調節を行う。表示部１５は、位相差検出方式の焦点検出の結果が調節しきい値以上の信頼性を有している場合には、位相差検出方式の焦点検出の結果に基づいて焦点調節状態を表示し、位相差検出方式の焦点検出の結果が調節しきい値以上の信頼性を有していないが調節しきい値より低い表示しきい値（第２しきい値）以上の信頼性を有している場合には、位相差検出方式の焦点検出の結果とコントラスト検出方式の焦点検出の結果とに基づいて焦点調節状態を表示し、位相差検出方式の焦点検出の結果が表示しきい値以上の信頼性を有していない場合には、コントラスト検出方式の焦点検出の結果に基づいて焦点調節状態を表示する。このようにしたので、焦点調節のためには不十分な信頼性しか有していないが表示のためには十分な信頼性を有している位相差検出方式の焦点検出の結果を、焦点調節状態の表示に有効利用することができる。
【００６５】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００６６】
（変形例１）
上述した実施形態では、位相差検出方式の焦点検出で利用可能な焦点検出エリアの方が、コントラスト検出方式の焦点検出で利用可能な焦点検出エリアよりも多い撮像装置について説明した。これら２種類の焦点検出方式の関係が逆であってもよい。例えば、位相差検出方式で利用可能な焦点検出エリアの方が、コントラスト検出方式で利用可能な焦点検出エリアよりも少ない場合であっても、本発明を適用することが可能である。
【００６７】
（変形例２）
上述した実施形態では、コントラスト検出方式の焦点検出により得られた優先エリアのデフォーカス量と、位相差検出方式の焦点検出により得られた各焦点検出エリアのデフォーカス量と、の差の絶対値を用いて焦点調節状態を表示しているが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、コントラスト検出方式の焦点検出により得られた優先エリアのデフォーカス量の代わりに、位相差検出方式の焦点検出により得られた優先エリアのデフォーカス量を用いてもよい。また、コントラスト検出方式の焦点検出により得られた優先エリアのデフォーカス量は非常に小さいため、差を演算せず、位相差検出方式の焦点検出により得られた各焦点検出エリアのデフォーカス量を直接用いて合焦状態か否かを判定してもよい。
【００６８】
（変形例３）
上述した実施形態では、コントラスト検出方式の焦点検出に基づく焦点調節を完了させた後で、図９のステップＳ２３０〜Ｓ２４０において、改めて位相差検出方式の焦点検出を行っていたが、位相差検出方式の焦点検出はこれとは異なるタイミングで実行してもよい。例えば、焦点調節中にも位相差検出方式の焦点検出が周期的（例えば６０分の１秒ごと）に実行されるように焦点検出部１７を構成し、図９のステップＳ２５０〜Ｓ２８０では、最後に実行された位相差検出方式の焦点検出の結果（最新の位相差検出方式の焦点検出の結果）を利用するようにしてもよい。
【００６９】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１…撮像装置、１１…撮影光学系、１２…撮像素子、１３…画像処理部、１４…制御部、１５…表示部、１７…焦点検出部、１８…レンズ駆動部、１９…焦点調節部
【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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