(57)【要約】【課題】合焦判定精度を向上させた撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮影光学系の互いに異なる瞳領域からの光束に基づいて第１の信号および第２の信号を得る撮像素子と、第１の信号および第２の信号を加算して撮像信号を生成する信号処理手段と、撮影光学系を介して得られた光束に基づいて位相差方式による第１の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、第１の信号および第２の信号を焦点検出信号として用いて位相差方式による第２の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて焦点調節を行った後に、第２の焦点検出手段の検出結果に基づいて合焦判定を行う合焦判定手段とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の互いに異なる瞳領域からの光束に基づいて第１の信号および第２の信号を得る撮像素子と、
前記第１の信号および前記第２の信号を加算して撮像信号を生成する信号処理手段と、
前記撮影光学系を介して得られた光束に基づいて位相差方式による第１の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
前記第１の信号および前記第２の信号を焦点検出信号として用いて位相差方式による第２の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、
前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて焦点調節を行った後に、前記第２の焦点検出手段の検出結果に基づいて合焦判定を行う合焦判定手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記合焦判定手段は、前記第１の焦点検出手段を用いて得られた合焦判定情報に基づいて、前記第２の焦点検出手段を用いた前記合焦判定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】
前記第１の焦点検出手段は、複数の第１の焦点検出領域を有し、
前記撮像素子は、複数の第２の焦点検出領域を有し、
前記複数の第２の焦点検出領域は、少なくとも前記複数の第１の焦点検出領域に対応する位置に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記合焦判定情報は、前記複数の第１の焦点検出領域から選択された複数の合焦領域に関する情報であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記合焦判定情報は、前記複数の第１の焦点検出領域から選択された前記合焦領域の形状に関する情報であ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】
前記合焦判定情報は、前記複数の第１の焦点検出領域から選択された前記複数の合焦領域の位置関係に関する情報であ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】
前記合焦判定情報は、前記複数の合焦領域の位置関係を示すベクトル情報に基づいて算出された情報であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の焦点検出領域から選択された前記合焦領域の形状と、前記第２の焦点検出領域から選択された合焦領域の形状とが一致する場合、前記合焦判定手段は合焦状態であると判定することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記合焦判定手段は、
前記複数の第１の焦点検出領域の中から、合焦近傍状態にある焦点検出領域を選択する第１の領域選択手段と、
前記複数の第２の焦点検出領域の中から、前記合焦判定に用いられる焦点検出領域を選択する第２の領域選択手段と、を有し、
前記合焦近傍状態にある前記焦点検出領域の全てが前記合焦判定に用いられる前記焦点検出領域に含まれる場合、前記合焦判定手段は、合焦状態であると判定することを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記合焦判定手段は、
前記合焦近傍状態である焦点検出領域の数Ｎ１と、前記合焦判定に用いられる焦点検出領域の数Ｎ２とを比較し、
前記焦点検出領域の数Ｎ２が前記焦点検出領域の数Ｎ１以上である場合、合焦状態であると判定することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮影光学系を備えたレンズ装置と、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１２】
撮影光学系の互いに異なる瞳領域からの光束に基づいて第１の信号および第２の信号を得るステップと、
前記第１の信号および前記第２の信号を加算して撮像信号を生成するステップと、
前記撮影光学系を介して得られた光束に基づいて位相差方式による第１の焦点検出を行うステップと、
前記第１の信号および前記第２の信号を焦点検出信号として用いて位相差方式による第２の焦点検出を行うステップと、
前記第１の焦点検出の結果に基づいて焦点調節を行った後に、前記第２の焦点検出の結果に基づいて合焦判定を行うステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
前記合焦判定は、前記第１の焦点検出に基づいて得られた合焦判定情報に基づいて、前記第２の焦点検出に基づいて前記合焦判定を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１４】
コンピュータに、請求項１２または１３に記載の撮像装置の制御方法を実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出画素を含む撮像素子を用いて位相差方式による焦点検出が可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＣＭＯＳセンサ（撮像素子）を用いて、瞳分割方式の焦点検出を行う撮像装置が開示されている。特許文献２の撮像装置は、ＣＭＯＳセンサを構成する多数の画素のうち一部の画素（光電変換部）が、撮影光学系（結像光学系）の焦点状態を検出するように２つに分割された構造を有する。分割画素（２つの光電変換部）は、マイクロレンズを介して撮影レンズの互いに異なる瞳領域を通過した光束を受光する。
【０００３】
特許文献２には、より高精度なＡＦ制御を行うため、撮像センサを用いた位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）、および、撮像センサとは別の位相差ＡＦセンサを用いた位相差ＡＦの２つの位相差ＡＦを利用したハイブリッド型の位相差ＡＦシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６９９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３３０３２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２のように、撮像面位相差ＡＦおよび位相差ＡＦセンサを用いた位相差ＡＦによるハイブリッドで焦点検出を行うことにより、より高精度なＡＦ制御が可能となる。しかしながら、カメラ（撮像装置）のパンニング、被写体ブレ、カメラブレ、フォーカス駆動による像倍率変化などにより、合焦判定精度は劣化する。すなわち、位相差検出センサを用いて合焦させた被写体の位置がカメラブレなどにより移動すると、撮像センサを用いて同じ位置を検出した場合でも異なる被写体に対して合焦判定を行うことになり、正確な合焦判定を行うことはできない。
【０００６】
そこで本発明は、合焦判定精度を向上させた撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系の互いに異なる瞳領域からの光束に基づいて第１の信号および第２の信号を得る撮像素子と、前記第１の信号および前記第２の信号を加算して撮像信号を生成する信号処理手段と、前記撮影光学系を介して得られた光束に基づいて位相差方式による第１の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記第１の信号および前記第２の信号を焦点検出信号として用いて位相差方式による第２の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて焦点調節を行った後に、前記第２の焦点検出手段の検出結果に基づいて合焦判定を行う合焦判定手段とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としての撮像システムは、撮影光学系を備えたレンズ装置と、前記撮像装置とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、撮影光学系の互いに異なる瞳領域からの光束に基づいて第１の信号および第２の信号を得るステップと、前記第１の信号および前記第２の信号を加算して撮像信号を生成するステップと、前記撮影光学系を介して得られた光束に基づいて位相差方式による第１の焦点検出を行うステップと、前記第１の信号および前記第２の信号を焦点検出信号として用いて位相差方式による第２の焦点検出を行うステップと、前記第１の焦点検出の結果に基づいて焦点調節を行った後に、前記第２の焦点検出の結果に基づいて合焦判定を行うステップとを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としてのプログラムは、コンピュータに、前記撮像装置の制御方法を実行させる。
【００１１】
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
【００１２】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、合焦判定精度を向上させた撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例における撮像システムの概略構成図である。
【図２】本実施例における撮像システムの各要素の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例における撮像センサの構成図である。
【図４】本実施例において、位相差ＡＦ測距ラインおよび撮像面測距ラインの説明図である。
【図５】本実施例における撮像システムの制御方法（ＡＦ制御方法）を示すフローチャートである。
【図６】本実施例における位相差ＡＦセンサを用いたＡＦ制御を示すフローチャートである。
【図７】本実施例において、撮像面位相差ＡＦを用いた合焦判定処理の説明図である。
【図８】本実施例において、測距ラインと測距エリアとの関係の説明図である。
【図９】本実施例において、合焦エリアと合焦エリアベクトルとの関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
まず、図１を参照して、本実施例における撮像装置（撮像システム）の構成について説明する。図１は、撮像システム１００の概略構成図である。撮像システム１００は、カメラ本体１０１（撮像装置）と、カメラ本体１０１に着脱可能なレンズユニット１０２（レンズ装置）とを備えて構成される。レンズユニット１０２は、被写体を撮影するための撮影光学系を備え、所定のマウント規格でカメラ本体１０１と接続されている。
【００１７】
カメラ本体１０１は、ミラー１０３、撮像センサ１０４、および、位相差ＡＦセンサ１０５を備えて構成されている。位相差ＡＦセンサ１０５は、撮影光学系を介して得られた光束に基づいて位相差方式による第１の焦点検出を行う第１の焦点検出手段である。撮像センサ１０４は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどを備えた撮像素子であり、レンズユニット１０２を通った光束（光学像）を光電変換して像信号（画素信号）を出力する。後述のように、撮像センサ１０４から出力された信号（第１の信号および第２の信号）は、焦点検出に用いられる。ミラー１０３は、可動式ミラーであり、レンズユニット１０２と撮像センサ１０４との間に設けられている。ミラー１０３の位置は、レンズユニット１０２からの光を撮像センサ１０４または位相差ＡＦセンサ１０５へ入射して焦点検出（位相差ＡＦ）を行うかに応じて切り替えられる。
【００１８】
なお、本実施例の撮像システム１００は、カメラ本体１０１と、カメラ本体１０１に着脱可能なレンズユニット１０２とを備えて構成されるが、これに限定されるものではない。本実施例は、必要に応じて、カメラ本体とレンズ装置とが一体的に構成された撮像システム（撮像装置）にも適用可能である。
【００１９】
続いて、図２を参照して、撮像システム１００を構成する各要素（各回路）について説明する。図２は、撮像システム１００の各要素の構成を示すブロック図である。レンズユニット１０２は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、および、絞りなどを備えて構成される撮影光学系を有する。撮像センサ１０４（撮像素子）は、撮影光学系の互いに異なる瞳領域からの光束のそれぞれを２つの光電変換部（焦点検出画素）に入射させるように構成されている。すなわち撮像センサ１０４は、撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過して得られた光束に基づいて画素信号（第１の信号および第２の信号）を得る。このような構成により、撮像センサ１０４は、被写体像（光学像）を２像（左右像）に分割することができる。
【００２０】
分割像生成回路２０２は、撮像センサ１０４から出力された信号（画素信号）を用いて、分割された２像（分割像信号）を生成する。位相差検出アクセラレータ回路２０３は、分割像生成回路２０２から出力された分割像信号（２像）を用いてコントラスト状態を検出し、また、２像のそれぞれに光学的なひずみを補正する処理や電気的なノイズなどの各種補正処理を行う。このように位相差検出アクセラレータ回路２０３は、基本的な位相差検出用の演算を行う。本実施例において、位相差検出アクセラレータ回路２０３は、撮像センサ１０４からの信号（第１の信号および第２の信号）を焦点検出信号として用いて位相差方式による第２の焦点検出を行う第２の焦点検出手段である。
【００２１】
撮像信号処理回路２０４（信号処理手段）は、撮像センサ１０４からの画素信号（第１の信号および第２の信号）を合成（加算）して撮像信号（映像信号）を生成する。また撮像信号処理回路２０４は、撮像信号（撮像センサ１０４からの像信号）に対して複数の光学的補正処理や電気的ノイズ処理などを行う。画像メモリ２０７は、撮像信号処理回路２０４により生成された撮像信号を一時的に保持する。画像処理回路２０５は、撮像信号を所定のフォーマット（映像データフォーマット）に変換する。記録回路２０６は、画像処理回路２０５にて処理された画像を記録媒体（不図示）に記録する。
【００２２】
ＣＰＵ２０９（制御手段）は、撮像システム１００（カメラ本体１０１）の各要素の動作を制御し、各種処理、フォーカス時の焦点算出やレンズ駆動制御などを行う。メモリ２０８は、ＣＰＵ２０９により実行されるプログラムやデータを保持する。レンズ駆動回路２１１は、レンズユニット１０２のフォーカスレンズや絞りなどの光学系を駆動する。位相差ＡＦセンサ１０５は、レンズユニット１０２からミラー１０３を反射して得られた光束（光学像）を用いて位相差方式による焦点検出を行う。
【００２３】
本実施例において、ＣＰＵ２０９（合焦判定手段）は、位相差ＡＦセンサ１０５（第１の焦点検出手段）の検出結果に基づいて焦点調節を行った後に、位相差検出アクセラレータ回路（第２の焦点検出手段）の検出結果に基づいて合焦判定を行う。好ましくは、ＣＰＵ２０９は、位相差ＡＦセンサ１０５（第１の焦点検出手段）を用いて得られた合焦判定情報に基づいて、撮像センサ１０４および位相差検出アクセラレータ回路２０３（第２の焦点検出手段）を用いた合焦判定を行う。またＣＰＵ２０９は、第１の領域選択手段２０９ａおよび第２の領域選択手段２０９ｂを有する。これらの動作については後述する。
【００２４】
続いて、図３を参照して、本実施例における撮像センサ１０４について説明する。図３は、撮像センサ１０４の構成図である。図３に示されるように、撮像センサ１０４のブロック３０１は、撮像素子全体３００の隅の一部を切り出して拡大したものである。
【００２５】
撮像素子全体３００は、ベイヤー配列のＲＧＢの各画素を有している。また、ＲＧＢの各画素は、一つのマイクロレンズを共有して２分割された光電変換素子（光電変換部）を含む。例えば、Ｒ画素を２分割することにより、光電変換部３０２（Ａ像画素）および光電変換部３０３（Ｂ像画素）が構成されている（以後、分割像（２像）をそれぞれＡ像、Ｂ像と呼ぶ）。同様に、Ｇ画素およびＢ画素も分割されており、それぞれ、光電変換部３０４、３０６、３０８（Ａ像画素）および光電変換部３０５、３０７、３０９（Ｂ像画素）が構成されている。このような構成の撮像センサ１０４を用いた撮像システム１００では、光電変換部３０２、３０３（Ａ像画素、Ｂ像画素）からの信号（Ａ像信号、Ｂ像信号）を加算すると、Ｒ画素の撮像信号となる。一方、光電変換部３０２、３０３からの信号（Ａ像信号、Ｂ像信号）を２像として互いに独立した信号として扱うことにより、左右の分割された像信号（焦点検出信号）となり、焦点検出に用いられる。
【００２６】
図２において、撮像センサ１０４からの各画素からの信号（Ａ像信号、Ｂ像信号）は、映像の記録や表示に展開するため、撮像信号処理回路２０４に入力される。撮像信号処理回路２０４は、Ａ像信号とＢ像信号とを加算し、一画素からの撮像信号としての加算信号を生成する。撮像信号処理回路２０４は、撮像信号に対して光学補正や電気的な補正処理を行う。例えば撮像画像を記録する場合、撮像信号処理回路２０４から出力された信号は、画像処理回路２０５および画像メモリ２０７を介して、所定のフォーマット（ＭＰＥＧ２、ＭＰ４、ＪＰＧなどの動画／静止画像形式）に変換される。そして、変換後の画像信号は、記録回路２０６により記録媒体（記録メディア）に記録される。
【００２７】
一方、分割像生成回路２０２は、撮像センサ１０４からの信号（Ａ像信号、Ｂ像信号）を独立して処理する。このとき分割像生成回路２０２は、撮像センサ１０４上の所定位置から所定幅の輝度信号を抜き出して所定の圧縮処理を行い、２像の輝度信号を生成する。本実施例では、位相差ＡＦの焦点検出信号として、ＲＧＢの画素信号を加算した輝度値に変換してＡ像信号およびＢ像信号が生成される。すなわち分割像生成回路２０２は、ＲＧＢの各色のＡ像信号（光電変換部３０２、３０４、３０６、３０８の画素信号）を加算平均して、一つのＡ像輝度データを得る。分割像生成回路２０２は、同様に、各色のＢ像信号（光電変換部３０３、３０５、３０７、３０９の画素信号）を加算平均して、相対する一つのＢ像輝度データを得る。分割像生成回路２０２は、輝度データに変換（圧縮）された一つのデータを最小単位として、撮像面位相差ＡＦ（撮像センサ１０４を用いたＡＦ）のための信号処理を行う。この輝度データは、レンズユニット１０２のフォーカスレンズのデフォーカス量を算出するために用いられる。
【００２８】
続いて、図４を参照して、位相差ＡＦセンサ１０５のＡＦ測距ライン（ＡＦ測距エリア）、および、撮像面位相差ＡＦにおける（撮像センサ１０４の）ＡＦ測距ライン（ＡＦ測距エリア）について説明する。図４（ａ）は位相差ＡＦセンサ１０５のＡＦ測距ライン、図４（ｂ）は撮像面測距ラインをそれぞれ示している。図４（ａ）、（ｂ）において、４００は撮像する画角全体を示している。
【００２９】
図４（ａ）において、位相差ＡＦセンサ１０５の測距ラインを横棒（測距ライン１〜２４）として示している。位相差ＡＦセンサ１０５は、図４（ａ）に示される各測距ライン中に複数の長方画素を含んで構成されることにより、測距ラインに含まれる被写体のデフォーカス量を算出する。
【００３０】
一方、撮像面位相差ＡＦに用いられる撮像センサ１０４は、前述のとおり、全画素が分割された構造（一つのマイクロレンズを共有する複数の分割画素）を有し、撮像画角の中で所定の位置に測距ラインを設定可能に構成されている。本実施例において、破線で示される測距ライン４０１（第１の測距ライン群）は、位相差ＡＦセンサ１０５の測距ライン１〜２４と同等位置（画角上の略同一の位置）に配置されている。一方、点線で示される測距ライン４０２（第２の測距ライン群）は、画角上、位相差ＡＦセンサ１０５では測距していない領域を補間する測距ラインであり、位相差ＡＦセンサ１０５の測距ラインの補間位置に配置されている。
【００３１】
このように本実施例において、位相差ＡＦセンサ１０５（第１の焦点検出手段）は、複数の測距ライン１〜２４すなわち第１の測距ライン群（複数の第１の焦点検出領域）を有する。また、撮像センサ１０４は、複数の測距ライン４０１、４０２すなわち第２の測距ライン群（複数の第２の焦点検出領域）を有する。好ましくは、複数の第２の焦点検出領域は、少なくとも複数の第１の焦点検出領域に対応する位置に設定されている。
【００３２】
次に、図５を参照して、本実施例における撮像システム１００（カメラ本体１０１）の制御方法（ＡＦ制御方法）について説明する。図５は、撮像システム１００の制御方法を示すフローチャートである。図５は、位相差ＡＦセンサ１０５を用いたＡＦ制御、および、撮像センサ１０４（撮像面位相差検出結果）を用いたＡＦ制御を組み合わせた、静止画撮影時の基本的なフローを示している。図５の各ステップは、主に、ＣＰＵ２０９の指令に基づいて、撮像センサ１０４または位相差ＡＦセンサ１０５などにより実行される。
【００３３】
まずステップＳ５００において、ユーザによりＡＦ付きシャッターボタンが押されると、ＣＰＵ２０９は撮影が指示されたと判定する。そしてステップＳ５０１において、位相差ＡＦセンサ１０５は位相差ＡＦ処理を行う。このとき位相差ＡＦセンサ１０５は、位相差方式の焦点検出を行ってデフォーカス量を検出する。そしてＣＰＵ２０９（レンズ駆動回路２１１）は、位相差ＡＦセンサ１０５により検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動し、合焦状態（略合焦状態）になるようにフォーカス制御を行う。ステップＳ５０１の詳細については後述する。
【００３４】
続いてステップＳ５０２において、ＣＰＵ２０９はミラー１０３を跳ね上げる（ミラーアップ）。これにより、レンズユニット１０２（撮影光学系）からの光束は、位相差ＡＦセンサ１０５への入射から撮像センサ１０４へ入射するように切り替えられる。続いてステップＳ５０３において、ＣＰＵ２０９は露光（本露光）を開始する。露光を開始して、所定の蓄積動作およびシャッタ処理が完了すると、ステップＳ５０４へ移行する。そしてステップＳ５０４において、ＣＰＵ２０９は、撮像センサ１０４の各画素からの信号（画素値）を順次、分割像生成回路２０２に読み出す。そしてＣＰＵ２０９（または、位相差検出アクセラレータ回路２０３）は、撮像センサ１０４の画素から読み出された順番に、図４（ｂ）を参照して説明した撮像面測距ラインの情報を取得する。ＣＰＵ２０９は、取得した撮像面測距ラインの情報に基づいて、像面位相差検出処理を行う。そしてＣＰＵ２０９は、撮像面位相差検出結果として、測距ラインのデフォーカス情報を取得する。
【００３５】
続いてステップＳ５０５、Ｓ５０６が並行して行われる。ステップＳ５０５において、ＣＰＵ２０９は、撮像センサ１０４から読み出された画像信号（加算信号）に対して、画像処理回路２０５を用いて所定の画像処理を行う。そしてＣＰＵ２０９は、画像処理後の信号（画像データ）を、記録回路２０６を介してメモリカードなどの記録媒体（不図示）に記録させる。
【００３６】
またステップＳ５０６において、ＣＰＵ２０９は撮像面位相差ＡＦを用いた合焦判定を行う。合焦判定の詳細については後述する。ステップＳ５０６にてＣＰＵ２０９が合焦状態であると判定した場合、ステップＳ５０７に移行する。ステップＳ５０７において、ＣＰＵ２０９は、ミラー１０３を元に戻して（ミラーダウン）、レンズユニット１０２（撮影光学系）からの光束が撮像センサ１０４でなく位相差ＡＦセンサ１０５に入射するように切り替えられる。そしてステップＳ５０９において、ＣＰＵ２０９はカメラ本体１０１のモードを待機モードに設定し、再度、ステート待ち状態となる。
【００３７】
一方、ステップＳ５０６にてＣＰＵ２０９が合焦状態ではない（非合焦状態である）と判定した場合、ステップＳ５０８に移行する。そしてステップＳ５０８において、ＣＰＵ２０９（レンズ駆動回路２１１）は、ステップＳ５０４での像面位相差検出により検出された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。そしてステップＳ５０３へ戻り、ステップＳ５０３〜Ｓ５０６が繰り返される。このように、ステップＳ５０６にて合焦状態であると判定されるまで、再撮影された画像が記録される処理が繰り返される。
【００３８】
次に、図６を参照して、図５のステップＳ５０１（位相差ＡＦ処理）について詳述する。図６は、位相差ＡＦセンサ１０５を用いたＡＦ制御（位相差ＡＦ処理：ステップＳ５０１）を示すフローチャートである。図６の各ステップは、主に、ＣＰＵ２０９の指令に基づいて位相差ＡＦセンサ１０５により実行される。
【００３９】
まずステップＳ６００において位相差ＡＦ処理が開始すると、続いてステップＳ６０１において、ＣＰＵ２０９（位相差ＡＦセンサ１０５）は蓄積動作（電荷蓄積）を開始する。すなわち位相差ＡＦセンサ１０５は、図４（ａ）に示されるように、測距ライン１〜２４における蓄積動作を開始する。続いてステップＳ６０２において、ＣＰＵ２０９は、位相差ＡＦセンサ１０５から画素信号（蓄積電荷）を読み出し、その画素信号に対して所定の処理を行う。これによりＣＰＵ２０９（位相差ＡＦセンサ１０５）は、位相差検出結果として各測距ラインの被写体に対するデフォーカス量（デフォーカス情報）を算出する。本実施例では、測距ライン１〜２４の２４ラインの位置においてデフォーカス量が算出される。
【００４０】
続いてステップＳ６０３において、ＣＰＵ２０９は、算出されたデフォーカス情報を用いて、所定のアルゴリズムにより、いずれの測距ライン上の被写体に合焦させるか（フォーカスを合わせるか）、どの程度のフォーカス駆動量を設定するかを判定する。そしてステップＳ６０４において、ＣＰＵ２０９（レンズ駆動回路２１１）は、レンズユニット１０２に含まれるフォーカスレンズを駆動する。
【００４１】
続いてステップＳ６０５において、ＣＰＵ２０９は合焦判定を行う。ＣＰＵ２０９は、合焦近傍ではないと判定した場合、ステップＳ６０１に戻り、ステップＳ６０１〜Ｓ６０５を繰り返す。一方、ＣＰＵ２０９は、合焦近傍であると判定した場合、すなわちステップＳ６０３にて算出された被写体が合焦近傍の状況であって、フォーカス駆動量が小さく見きりで合焦と判定可能な状況である場合、見切りで合焦と判定してステップＳ６０６へ移行する。そしてステップＳ６０６において、ＣＰＵ２０９は、ステップＳ６０３にてデフォーカス量の検出結果が近い値を示す測距ラインの位置や番号（合焦枠位置情報）を内部メモリに保持する。続いてステップＳ６０７において、ＣＰＵ２０９は、ステップＳ６０６にて保持された合焦判定測距ライン（合焦枠位置情報）のうち隣接ラインとの位置関係について計算する。そしてＣＰＵ２０９は、その位置関係の情報を合焦ライン形状（合焦枠形状）として内部メモリまたはメモリ２０８に記憶する。これにより、ステップＳ６０８において、位相差ＡＦ処理は終了する。
【００４２】
ここで、図８を参照して、測距ラインと測距エリアとの関係について説明する。図８は、位相差ＡＦ測距ラインと位相差ＡＦ測距エリアの関係、および、撮像面測距エリアと撮像面測距ラインの関係をそれぞれ示している。図８（ａ）において、８００は位相差ＡＦ測距ラインである。８０１は、位相差ＡＦ測距ライン８００を中心として、所定の幅を縦方向に有する位相差ＡＦ測距エリア（位相差ＡＦ測距枠）である。図８（ｂ）において、８０２は、位相差ＡＦ測距エリア８０１と同じ大きさの撮像面測距エリア（撮像面測距枠）である。撮像面測距エリア８０２の内部には、複数の撮像面測距ライン８０３（本実施例では１５の撮像測距ライン）が含まれている。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、図８（ｃ）に示されるように、撮像面測距エリア８０２の内部に１つの撮像面測距ライン８０４のみが含まれていてもよい。
【００４３】
次に、図７を参照して、図５のステップＳ５０６における合焦判定処理について詳述する。図７は、撮像面位相差ＡＦを用いた合焦判定処理（ステップＳ５０６）の説明図である。
【００４４】
図７（ａ）において、７００はカメラ本体１０１の画角７００（撮影画角）である。７０１は、画角７００内の被写体である。被写体７０１と位相差ＡＦセンサ１０５の位相差ＡＦ測距ラインは、図７（ａ）に示される位置関係になっている。このような場面においてシャッタが押され、前述のフローに基づいて位相差ＡＦ処理が行われ、フォーカス駆動が行われる。この結果、ＣＰＵ２０９は、図７（ｂ）に示されるように、３つの位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２のそれぞれに含まれる位相差ＡＦ測距ラインＡ、Ｂ、Ｃで合焦した判定したものとする。
【００４５】
このとき、図６のステップＳ６０６において、この３つの位置情報（位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２に関する情報）が記録される。また、３つの位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２のそれぞれに対応する位相差ＡＦ測距ラインＡ、Ｂ、Ｃの３ラインは、画角７００内で比較的近傍によっている。このため、図６のステップＳ６０７において、ＣＰＵ２０９は、位相差ＡＦ測距ラインＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれ左端の画角位置情報に基づいてベクトル情報を取得し、合焦エリア（合焦枠）の形状を演算する。この形状は、内部メモリやメモリ２０８などに保持される。
【００４６】
その後、図５のステップＳ５０６における合焦判定の際に、ＣＰＵ２０９は、位相差ＡＦ測距ラインＡ、Ｂ、Ｃを含む位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２に対応する撮像面位相差測距ライン（または撮像面位相差合焦エリア）を用いる。そしてＣＰＵ２０９は、位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２に対応する撮像面位相差測距ライン（または撮像面位相差合焦エリア７０３）を用いて検出されたデフォーカス量がゼロまたは合焦状態と判定される所定の閾値内に収まっているか否かを判定する。デフォーカス量が所定の閾値内である場合、ＣＰＵ２０９はステップＳ５０６にて合焦状態と判定する。一方、図７（ｄ）に示されるように、位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２に対応しない位置に撮像面位相差合焦エリア７０４が存在する場合、少なくとも３つの撮像面位相差合焦エリア７０３にて合焦している場合、合焦状態と判定する。
【００４７】
図７（ｃ）は、カメラ本体１０１（またはレンズユニット１０２）のブレ（カメラブレ）が発生して、位相差ＡＦを行ったときと撮影したときとの間で画角がずれた場合を示している。図７（ｃ）に示される状況では、位相差ＡＦセンサ合焦エリア７０２に対応していない撮像面位相差測距ラインで合焦状態が検出される。この場合、図６のステップＳ６０７にて記録された合焦枠形状のベクトル情報と、図７（ｃ）に示される状況で検出された測距ラインＡ′、Ｂ′、Ｃ′（撮像面位相差合焦エリア７０３）から生成された合焦枠のベクトル情報とを比較する。この比較の結果、ＣＰＵ２０９は両者が等価（略等価）であると判定した場合、合焦状態と判定する。
【００４８】
好ましくは、ＣＰＵ２０９は、複数の第１の焦点検出領域（測距ライン１〜２４）の中から、合焦近傍状態にある焦点検出領域（測定距ラインＡ、Ｂ、Ｃ）を選択する第１の領域選択手段２０９ａを有する。またＣＰＵ２０９は、複数の第２の焦点検出領域（測距ライン４０１、４０２）の中から合焦判定に用いられる焦点検出領域（測距ラインＡ′、Ｂ′、Ｃ′または撮像面位相差合焦エリア７０３）を選択する第２の領域選択手段２０９ｂを有する。そして合焦近傍状態にある焦点検出領域の全てが合焦判定に用いられる焦点検出領域に含まれる場合、ＣＰＵ２０９は合焦状態であると判定する。より好ましくは、ＣＰＵ２０９は、合焦近傍状態である焦点検出領域の数Ｎ１と、合焦判定に用いられる焦点検出領域の数Ｎ２とを比較する。そしてＣＰＵ２０９は、焦点検出領域の数Ｎ２が焦点検出領域の数Ｎ１以上である場合、合焦状態であると判定する。
【００４９】
続いて図９を参照して、合焦エリアと合焦エリアベクトル（ベクトル情報）との関係について説明する。図９は、合焦エリアと合焦エリアベクトルとの関係図である。９００は合焦エリア（合焦枠）である。９０１は合焦エリアベクトルである。ＣＰＵ２０９は、合焦エリアベクトル９０１に基づき、対応する合焦エリア９００の近傍にて略同一配置で撮像面位相差ＡＦの合焦エリアが存在する場合、合焦状態と判定する。
【００５０】
本実施例において、好ましくは、位相差ＡＦセンサ１０５を用いて得られた合焦判定情報は、複数の第１の焦点検出領域（測距ライン１〜２４）から選択された複数の合焦領域に関する情報である。また好ましくは、合焦判定情報は、複数の第１の焦点検出領域から選択された合焦領域の形状に関する情報である。また好ましくは、合焦判定情報は、複数の第１の焦点検出領域から選択された複数の合焦領域の位置関係に関する情報である。また好ましくは、合焦判定情報は、複数の合焦領域の位置関係を示すベクトル情報に基づいて算出された情報である。より好ましくは、複数の第１の焦点検出領域から選択された合焦領域の形状と、複数の第２の焦点検出領域から選択された合焦領域の形状とが一致する場合、ＣＰＵ２０９は合焦状態であると判定する。合焦領域の形状に代えて、複数の合焦領域の位置関係、または、ベクトル情報に基づいて算出された情報が一致するか否かにより判定することもできる。
【００５１】
［その他の実施形態］
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。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウエア（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（又は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。この場合、撮像装置の制御方法の手順が記述されたコンピュータで実行可能なプログラムおよびそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。
【００５２】
本実施例によれば、合焦判定精度を向上させた撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
１０１  カメラ本体
１０４  撮像センサ
１０５  位相差ＡＦセンサ
２０３  位相差検出用アクセラレータ回路
２０４  撮像信号処理回路
２０９  ＣＰＵ
【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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