(57)【要約】【課題】マニュアルフォーカス操作時に合焦位置または合焦範囲を先読みして表示し、精度の良い合焦状態を容易に得られるようにすること。【解決手段】撮像装置は、マニュアルフォーカス操作時に合焦位置または合焦範囲のガイド表示を行う補助機能を有する。撮像装置の制御部は第１および第２の焦点検出を行う。第１の焦点検出にて制御部は、複数の焦点検出信号の像ずれ量に基づいて第１の検出量を検出する。第２の焦点検出にて制御部は複数の焦点検出信号からリフォーカス信号を生成するために、シフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される第２の検出量を検出する。制御部はマニュアルフォーカス操作時において、第１または第２の検出量に基づいて決定される合焦位置１２０４を先読みして表示部の画面に表示する制御を行う。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束をそれぞれ受光する複数の画素を備える撮像素子と、
前記複数の画素がそれぞれ受光した信号を取得して複数の焦点検出信号を生成する信号生成手段と、
前記複数の焦点検出信号を用いて前記結像光学系の焦点調節動作を制御するとともに、マニュアルフォーカス操作時の焦点調節に係る合焦位置または合焦範囲を先読みして表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の焦点検出信号の像ずれ量から第１の検出量を検出する第１の焦点検出と、前記複数の焦点検出信号に対してシフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される第２の検出量を検出する第２の焦点検出との切り替えを制御し、
マニュアルフォーカス操作時にて前記第１の焦点検出に切り替えた場合に、前記第１の検出量から決定される第１の合焦位置または第１の合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行い、前記第２の焦点検出に切り替えた場合に、前記第２の検出量から決定される第２の合焦範囲または第２の合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、マニュアルフォーカス操作の指示を受け付けた場合、現時点での前記結像光学系の焦点位置と前記第１の合焦位置または前記第２の合焦位置とのずれ量に相当するデフォーカス量が第１の閾値より大きい場合には、前記第１の合焦位置または第１の合焦範囲を表示させる制御を行い、前記デフォーカス量が第２の閾値より小さい場合には、前記第２の合焦位置または第２の合焦範囲を表示させる制御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】
前記制御手段は、前記マニュアルフォーカス操作の操作速度が閾値未満の場合に比べて閾値以上の場合に前記第２の閾値を大きい値に変更す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】
前記第１の閾値は、前記第２の焦点検出で行われるフィルタ処理の通過帯域および前記シフト量によって決定されることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の合焦範囲の表示から前記第２の合焦位置または第２の合焦範囲の表示に切り替える場合の移行期間にて、前記第１の合焦範囲を補正して前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記移行期間にて前記第２の検出量から決定される合焦位置の信頼度が低いほど前記第１の合焦範囲を広く表示させる制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記移行期間では、前記デフォーカス量が前記第１の閾値より小さく、かつ前記第２の閾値より大きいことを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２の焦点検出にて前記複数のシフト量に対して算出したコントラスト評価値のうち、該コントラスト評価値がピークとなるシフト量から前記第２の検出量を検出し、前記第２の検出量から決定される合焦位置の信頼度について、コントラスト評価値のピークレベルの高さが基準値より大きいほど高く設定することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第２の焦点検出にて前記複数のシフト量に対して算出したコントラスト評価値のうち、該コントラスト評価値がピークとなるシフト量から前記第２の検出量を検出し、前記第２の検出量から決定される合焦位置の信頼度について、コントラスト評価値のピーク位置変動量が基準値より小さいほど高く設定することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、マニュアルフォーカス操作の指示を受け付けた場合、現時点での前記結像光学系の焦点位置と前記第２の合焦位置とのずれ量に相当するデフォーカス量の範囲をガイド表示する枠を前記表示手段に表示させる制御にて、前記マニュアルフォーカス操作の操作速度が速いときの前記枠を、前記マニュアルフォーカス操作の操作速度が遅いときの前記枠よりも大きく設定することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
結像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束をそれぞれ受光する複数の画素を備える撮像素子と、
前記複数の画素がそれぞれ受光した信号を取得して複数の焦点検出信号を生成する信号生成手段と、
前記複数の焦点検出信号を用いて前記結像光学系の焦点調節動作を制御するとともに、マニュアルフォーカス操作時の焦点調節に係る合焦位置または合焦範囲を先読みして表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数の焦点検出信号に対してシフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される検出量を検出する焦点検出を行い、マニュアルフォーカス操作時に前記検出量から決定される合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記コントラスト評価値のピークの尖鋭度を算出して前記合焦範囲を補正することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記コントラスト評価値のピークの尖鋭度が小さいほど、前記合焦範囲を広く設定して表示させる制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記コントラスト評価値のピークが閾値以下の場合、前記合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させず、前記コントラスト評価値のピークが閾値より大きい場合に前記合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、マニュアルフォーカス操作の指示を受け付けた場合、現時点での前記結像光学系の焦点位置と前記合焦位置とのずれ量に相当するデフォーカス量が閾値より大きい場合には前記合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させず、前記デフォーカス量が閾値以下の場合には前記合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記コントラスト評価値のピークの尖鋭度を算出し、該尖鋭度が大きいほど前記閾値を大きい値に設定することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、複数の被写体に対して前記コントラスト評価値の複数のピークが検出された場合、それぞれのピークに対応する前記シフト量から決定した複数の合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
結像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束をそれぞれ受光する複数の画素を備える撮像素子と、
前記複数の画素がそれぞれ受光した信号を取得して複数の焦点検出信号を生成する信号生成手段と、
前記複数の焦点検出信号を用いて前記結像光学系の焦点調節動作を制御するとともに、マニュアルフォーカス操作時の焦点調節に係る合焦位置または合焦範囲を先読みして表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を備える撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記制御手段により、
前記複数の焦点検出信号の像ずれ量から第１の検出量を検出する第１の焦点検出と、前記複数の焦点検出信号に対してシフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される第２の検出量を検出する第２の焦点検出との切り替えを制御するステップと、
マニュアルフォーカス操作時にて前記第１の焦点検出に切り替えた場合に、前記第１の検出量から決定される第１の合焦位置または第１の合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行い、前記第２の焦点検出に切り替えた場合に、前記第２の検出量から決定される第２の合焦範囲または第２の合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１９】
結像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束をそれぞれ受光する複数の画素を備える撮像素子と、
前記複数の画素がそれぞれ受光した信号を取得して複数の焦点検出信号を生成する信号生成手段と、
前記複数の焦点検出信号を用いて前記結像光学系の焦点調節動作を制御するとともに、マニュアルフォーカス操作時の焦点調節に係る合焦位置または合焦範囲を先読みして表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を備える撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記制御手段により、
前記複数の焦点検出信号に対してシフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される検出量を検出する焦点検出を行うステップと、
マニュアルフォーカス操作時に前記検出量から決定される合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニュアルフォーカス操作で焦点調節が可能な撮像装置において、手動焦点調節の操作時に合焦位置を先読みしてガイド表示する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置のマニュアルフォーカス操作は、操作者が被写体のピント状態を確認しながら、フォーカスリング等の焦点調節機構を操作して合焦状態を得るものである。しかしながら撮像装置に具備された液晶パネル上の画面表示のみではピント状態を確認するのに十分な画像サイズや解像度が得られない場合がある。そこでマニュアルフォーカス操作を補助する機能(以下、ＭＦ補助機能という)として、拡大フォーカスやＭＦインジケータ、エッジモニタ、フォーカスバー等が撮像装置に搭載されている。拡大フォーカスは、撮影画像を拡大表示して合焦状態を確認し易くする機能である。またＭＦインジケータは距離表示とピント位置を示すバーでピント合わせの目安に用いられる。エッジモニタやフォーカスバーはコントラスト信号のレベルを表示し、信号レベルのピークになるように焦点調節を行うことで合焦状態を得る機能である。
【０００３】
コントラスト信号のピークを精度良く表示するための技術として、特許文献１と特許文献２に開示がある。特許文献１ではコントラスト信号のレベル表示を行う際に、表示範囲をピークレベル付近に絞って拡大表示することで、コントラスト信号の微細な変動を精度良く表示する技術が開示されている。特許文献２では２種類のフィルタを使って粗調整用のコントラスト信号と微調整用のコントラスト信号を得て各々バー表示することで、より広い範囲でコントラスト信号を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４６２２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来例によるＭＦ補助機能はいずれも合焦位置を直接示すものではなく、より精度良く合焦状態を得るための技術である。特許文献１および２の場合、コントラスト信号レベルのピークを探し出してピント合わせを行う機能であるため、合焦位置を一旦通り過ぎてピーク検出を行う必要がある。よって、焦点合わせ時に合焦状態をオーバーシュートした際の画像が見えてしまう為、動画撮影中には適さなかった。 
【０００６】
本発明の目的は、マニュアルフォーカス操作時に合焦位置または合焦範囲を先読みして表示することにより、精度の良い合焦状態を容易に得られるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面に係る撮像装置は、結像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束をそれぞれ受光する複数の画素を備える撮像素子と、前記複数の画素がそれぞれ受光した信号を取得して複数の焦点検出信号を生成する信号生成手段と、前記複数の焦点検出信号を用いて前記結像光学系の焦点調節動作を制御するとともに、マニュアルフォーカス操作時の焦点調節に係る合焦位置または合焦範囲を先読みして表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記複数の焦点検出信号の像ずれ量から第１の検出量を検出する第１の焦点検出と、前記複数の焦点検出信号に対してシフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される第２の検出量を検出する第２の焦点検出との切り替えを制御し、マニュアルフォーカス操作時にて前記第１の焦点検出に切り替えた場合に、前記第１の検出量から決定される第１の合焦位置または第１の合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行い、前記第２の焦点検出に切り替えた場合に、前記第２の検出量から決定される第２の合焦範囲または第２の合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行う。
【０００８】
本発明の第２の側面に係る撮像装置は、結像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束をそれぞれ受光する複数の画素を備える撮像素子と、前記複数の画素がそれぞれ受光した信号を取得して複数の焦点検出信号を生成する信号生成手段と、前記複数の焦点検出信号を用いて前記結像光学系の焦点調節動作を制御するとともに、マニュアルフォーカス操作時の焦点調節に係る合焦位置または合焦範囲を先読みして表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記複数の焦点検出信号に対してシフト処理および加算を行ってシフト加算信号を生成し、該シフト加算信号から決定されるコントラスト評価値を複数のシフト量に対して算出し、該コントラスト評価値により決定される検出量を検出する焦点検出を行い、マニュアルフォーカス操作時に前記検出量から決定される合焦位置または合焦範囲を前記表示手段に表示させる制御を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マニュアルフォーカス操作時に合焦位置または合焦範囲を先読みして表示することにより、精度の良い合焦状態を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図２から図１４と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、焦点調節装置を適用した撮像装置の概略構成図である。
【図２】撮像素子の画素配列の概略図である。
【図３】撮像素子の画素構成の概略平面図（Ａ）と概略断面図（Ｂ）である。
【図４】撮像素子の画素と瞳分割領域との対応の説明図である。
【図５】瞳分割の説明図（Ａ）、およびデフォーカス量と像ずれ量の関係についての説明図（Ｂ）である。
【図６】第１の焦点検出動作を説明するフロ−チャートである。
【図７】リフォーカス処理の概略説明図である。
【図８】第２の焦点検出動作を説明するフロ−チャートである。
【図９】各シフト加算信号から検出されたコントラスト評価値を例示する図である。
【図１０】リフォーカス可能範囲の概略説明図である。
【図１１】ＭＦ補助機能に係るガイド表示例を示す図である。
【図１２】ＭＦ補助機能に係る合焦範囲の表示処理を説明する図である。
【図１３】ＭＦ補助機能に係る合焦表示を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３の合焦範囲補正を説明するフローチャートである。
【図１５】第１実施形態の変形例にてＭＦ補助機能に係るガイド表示を説明する図である。
【図１６】第１実施形態の変形例にてＭＦ補助機能に係るガイド表示を説明するフローチャートである。
【図１７】図１８から図２０と併せて本発明の第２実施形態を説明するために、コントラストが得やすい被写体を撮影した時に予測される合焦位置の表示例を示す図である。
【図１８】コントラストが得にくい被写体を撮影した時に予測される合焦位置の表示例の課題を説明する図である。
【図１９】コントラストが得にくい被写体を撮影した時に予測される合焦位置の表示例を示す図である。
【図２０】ＭＦ補助機能に係るガイド表示を説明するフローチャートである。
【図２１】第２実施形態の変形例にてＭＦ補助機能に係るガイド表示を説明する図である。
【図２２】第２実施形態の変形例にて複数の被写体が存在する場合のＭＦ補助機能に係るガイド表示を説明する図である。
【図２３】第２実施形態の変形例にてＭＦ補助機能に係るガイド表示を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。各実施形態に例示する撮像装置は、結像光学系の射出瞳の瞳分割手段であるマイクロレンズを有する撮像素子を備え、マニュアルフォーカス操作時に合焦位置または合焦範囲のガイド表示を行うＭＦ補助機能を有する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。被写体の光学像を形成する撮像光学系（結像光学系）の先端に配置された第１レンズ群１０１は、レンズ鏡筒にて光軸方向に沿って進退可能に保持される。絞り１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う他、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとして機能する。第２レンズ群１０３は、絞り１０２と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、変倍動作によるズーム機能を有する。第３レンズ群１０４は、光軸方向への進退により焦点調節を行うフォーカスレンズである。光学的ローパスフィルタ１０５は、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。撮像素子１０６は、２次元ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）フォトセンサと周辺回路部からなり、撮像光学系の結像面に配置される。
【００１３】
変倍作用を実現するためのズームアクチュエータ１１１は、不図示のカム筒を回動することで、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０３を光軸方向に移動させて変倍動作を行う。撮影光量を調節する絞りアクチュエータ１１２は、絞り１０２の開口径を制御し、また静止画撮影時の露光時間制御を行う場合に駆動される。フォーカスアクチュエータ１１３は、第３レンズ群１０４を光軸方向に移動させて焦点調節動作を行う。
【００１４】
カメラシステムの制御部を構成するＣＰＵ（中央演算処理装置）１２１は、種々の制御を司る制御中枢機能をもつ。ＣＰＵ１２１は、演算部、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、Ａ（アナログ）／Ｄ（デジタル）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。ＣＰＵ１２１はＲＯＭに記憶された所定のプログラムに従って、カメラが有する各部を駆動し、ＡＦ（オートフォーカス）制御、撮影、画像処理、記録処理等の一連の動作を実行する。また、ＣＰＵ１２１は画像処理部１２３とともに焦点調節装置を構成する手段であり、焦点調節のための信号処理および結像光学系の駆動制御を行う。
【００１５】
撮像素子駆動部１２２は撮像素子１０６の撮像動作を制御するとともに、取得した撮像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。画像処理部１２３はＣＰＵ１２１の制御指令に従い、撮像素子１０６が生成した画像データのガンマ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）圧縮等の処理を行う。
【００１６】
フォーカス駆動部１２４はＣＰＵ１２１の制御指令に従い、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１３を駆動制御し、焦点調節を行うために第３レンズ群１０４を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。絞り駆動部１２５はＣＰＵ１２１の制御指令に従い、絞りアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り１０２の開口径を制御する。ズーム駆動部１２６はＣＰＵ１２１の制御指令に従い、撮影者のズーム操作指示に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
表示部１３１はＬＣＤ（液晶表示装置）等の表示デバイスを有し、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の表示画像等を表示する。操作部材としてのマニュアルフォーカスキー（操作キー）１３２は、ユーザが手動操作で焦点調節を行う場合に使用し、操作信号はＣＰＵ１２１に出力される。なお、その他の操作スイッチについては図示を省略する。フラッシュメモリ１３３はカメラ本体部に着脱可能な記録媒体であり、撮影済み画像データ等が所定の記録フォーマットで記録される。
【００１７】
次に図２を参照して、本実施形態の撮像装置が有する撮像素子の撮像画素と焦点検出画素の配列を説明する。図２は、撮像素子としての２次元ＣＭＯＳセンサの画素配列を、撮像画素の４列×４行の範囲で示し、焦点検出画素の配列としては８列×４行の範囲で示している。２列×２行の画素群２００は、以下に示す１組の画素２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂを備える。
・画素２００Ｒ（左上の位置参照）：Ｒ（赤）色の分光感度を有する画素。
・画素２００Ｇ（右上と左下の位置参照）：Ｇ（緑）色の分光感度を有する画素。
・画素２００Ｂ（右下の位置参照）：Ｂ（青）色の分光感度を有する画素。
【００１８】
さらに、各画素はＮＨ列×ＮＶ行に分割された複数の焦点検出画素により構成される。以下では、ＮＨ＝２およびＮＶ＝１として各画素が２列×１行に配列された第１の焦点検出画素２０１と第２の焦点検出画素２０２を有する構成例を説明するが、分割数については任意に設定可能である。
【００１９】
図２に示す撮像素子における１つの画素２００Ｇを、撮像素子の受光面側（＋ｚ方向）から見た場合の平面図を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）の紙面に垂直な方向にｚ軸を設定し、手前側をｚ軸の正方向と定義する。また、ｚ軸に直交する上下方向にｙ軸を設定して上方をｙ軸の正方向とし、ｚ軸およびｙ軸に直交する左右方向にｘ軸を設定して右方をｘ軸の正方向と定義する。図３（Ａ）にてａ−ａ切断線に沿って、−ｙ側から見た場合の断面図を図３（Ｂ）に示す。
【００２０】
図３（Ｂ）に示すように、画素２００Ｇは、各画素の受光面側（＋ｚ方向）にて入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が形成され、分割された複数の光電変換部を備える。例えば、ｘ方向における分割数をＮＨとし、ｙ方向における分割数をＮＶとする。図３は、瞳領域を水平方向にて２分割した例、すなわち、ＮＨ＝２，ＮＶ＝１の場合を例示し、副画素としての光電変換部３０１と光電変換部３０２が形成されている。光電変換部３０１は第１の焦点検出画素２０１に対応し、光電変換部３０２は第２の焦点検出画素２０２に対応する。光電変換部３０１と光電変換部３０２は、例えばｐ型層３００とｎ型層と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形成される。または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形成してもよい。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３０６が形成される。必要に応じて、副画素ごとにカラーフィルタ３０６の分光透過率を変えてもよいし、カラーフィルタを省略しても構わない。
【００２１】
画素２００Ｇに入射した光はマイクロレンズ３０５が集光し、さらにカラーフィルタ３０６で分光された後に、光電変換部３０１，３０２がそれぞれ受光する。光電変換部３０１，３０２では、光電変換により受光量に応じて電子とホール（正孔）が対生成され、空乏層で分離された後、負電荷をもつ電子はｎ型層（不図示）に蓄積される。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の外部へ排出される。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不図示の静電容量部（ＦＤ）に転送され、電圧信号に変換されて画素信号として出力される。
【００２２】
図４は、図３に示した画素構造と瞳分割との対応関係を示す説明図である。図４には、図３（Ａ）に示した画素構造のａ−ａ線での切断面を、＋ｙ方向から見た場合の断面図と、結像光学系の射出瞳面（射出瞳領域４００参照）を、−ｚ方向から見た図を示す。図４では、射出瞳面の座標軸と対応を取るために、断面図にてｘ軸とｙ軸を図３に示す状態とは反転させて示している。第１の焦点検出画素２０１に対応する第１の瞳部分領域４０１は、重心が−ｘ方向に偏倚している光電変換部３０１の受光面に対し、マイクロレンズによって、概ね、共役関係になっている。第１の瞳部分領域４０１は、第１の焦点検出画素２０１で受光可能な瞳領域を表し、瞳面上で＋ｘ方向に重心が偏倚している。また、第２の焦点検出画素２０２に対応する第２の瞳部分領域４０２は、重心が＋ｘ方向に偏倚している光電変換部３０２の受光面に対し、マイクロレンズによって、概ね、共役関係になっている。第２の瞳部分領域４０２は、第２の焦点検出画素２０２で受光可能な瞳領域を表し、瞳面上で−ｘ方向に重心が偏倚している。
【００２３】
図４に示す射出瞳領域４００は、光電変換部３０１（第１の焦点検出画素２０１）と光電変換部３０２（第２の焦点検出画素２０２）を全て併せた場合の、画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。本実施形態の撮像素子とマイクロレンズ（瞳分割手段）による瞳分割との対応関係の概略図を図５（Ａ）に示す。射出瞳４１０のうち、第１の瞳部分領域４０１と第２の瞳部分領域４０２という、異なる瞳部分領域を通過した光束は、撮像素子１０６の各画素に、それぞれ、異なる角度で入射する。入射光は、ＮＨ（＝２）×ＮＶ（＝１）に分割された、第１の焦点検出画素２０１と第２の焦点検出画素２０２の各光電変換部がそれぞれ受光して光電変換する。なお、本実施形態では、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている例を示すが、必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行ってもよい。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係る撮像素子１０６は、結像光学系の第１の瞳部分領域を通過する光束を受光する第１の焦点検出画素と、第１瞳部分領域とは異なる、結像光学系の第２の瞳部分領域を通過する光束を受光する第２の焦点検出画素を備える。結像光学系の第１の瞳部分領域と第２の瞳部分領域とを併せた瞳領域を通過する光束を受光する撮像画素は２次元アレイ状に複数配列されている。つまり、各撮像画素は第１の焦点検出画素と第２の焦点検出画素から構成される。なお、必要に応じて、撮像画素と、第１および第２の焦点検出画素を個別の画素構成とし、撮像画素配列にて第１および第２の焦点検出画素を部分的に分散配置した構成を採用してもよい。
【００２５】
本実施形態の信号生成部は、撮像素子１０６における各画素の第１の焦点検出画素２０１の受光信号を集めて第１の焦点検出信号を生成し、各画素の第２の焦点検出画素２０２の受光信号を集めて第２の焦点検出信号を生成する。焦点検出では、第１および第２の焦点検出信号に基づいて焦点ずれ量（デフォーカス量）を算出する処理が行われる。また本実施形態の信号生成部は、撮像素子１０６の画素ごとに、第１の焦点検出画素２０１の出力信号と第２の焦点検出画素２０２の出力信号を加算することで、有効画素数Ｎの解像度をもつ撮像信号を生成する。これにより、撮像画像データを取得することができる。
【００２６】
次に、撮像素子１０６により取得される第１および第２の焦点検出信号の像ずれ量と、デフォーカス量（ｄと記す）との関係を説明する。図５（Ｂ）は、デフォーカス量と、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量について概略的に示す関係図である。撮像面５００には撮像素子（不図示）が配置され、図４、図５（Ａ）の場合と同様に、結像光学系の射出瞳４１０が、第１の瞳部分領域４０１と第２の瞳部分領域４０２に２分割される。
【００２７】
デフォーカス量ｄは、その大きさ｜ｄ｜が被写体像の結像位置から撮像面５００までの距離を表す。被写体像の結像位置が撮像面５００よりも被写体側にある前ピン状態では、負符号（ｄ＜０）とし、これとは反対の後ピン状態では正符号（ｄ＞０）として向きを定義する。被写体像の結像位置が撮像面（合焦位置）にある合焦状態では、ｄ＝０である。図５（Ｂ）に示す被写体６０１の位置は、合焦状態（ｄ＝０）に対応する位置を示しており、被写体６０２の位置は前ピン状態（ｄ＜０）に対応する位置を例示する。以下では、前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）とを併せて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）という。
【００２８】
前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体６０２からの光束のうち、第１の瞳部分領域４０１を通過した光束は、いったん集光した後、光束の重心位置Ｇ１を中心として幅Γ１に広がる。この場合、撮像面５００上で暈けた像となる。第２の瞳部分領域４０２を通過した被写体光についても同様であり、重心位置Ｇ２を中心として幅Γ２に広がった暈けた像を形成する。暈け像は、撮像素子１０６に配列された各画素を構成する第１の焦点検出画素２０１（または第２の焦点検出画素２０２）により受光され、第１の焦点検出信号（または第２の焦点検出信号）が生成される。よって、第１の焦点検出信号（または第２の焦点検出信号）は、撮像面５００上の重心位置Ｇ１（またはＧ２）にて、幅Γ１（またはΓ２）をもった被写体像（暈け像）として検出される。被写体像の幅Γ１（またはΓ２）は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね比例して増加する。同様に、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量を「ｐ」と記すと、その大きさ｜ｐ｜はデフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜の増加に伴って増加する。例えば、像ずれ量ｐは光束の重心位置の差「Ｇ１−Ｇ２」として定義され、その大きさ｜ｐ｜は、｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね比例して増加する。なお、後ピン状態（ｄ＞０）では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態とは反対となるが、同様の傾向がある。
【００２９】
以上のように、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号、または第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号と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の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する。
本実施形態では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に係るデフォーカス量ｄと像ずれ量ｐとの関連性を利用して、以下の焦点検出の切り替えを制御する。
・撮像面位相差方式（以後、単に位相差方式という）による第１の焦点検出。
・リフォーカス原理に基づく方式（以後、リフォーカス方式と呼ぶ）による第２の焦点検出。
【００３０】
先ず、位相差方式の第１の焦点検出について説明する。第１の焦点検出では、以下の処理が実行される。
（１）第１の焦点検出信号と第２の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）を計算する演算処理。
（２）相関量（信号の一致度）が高くなるシフト量から像ずれ量を算出する処理。
（３）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の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加するという関連性を利用して、像ずれ量をデフォーカス量に変換する処理。以下、このデフォーカス量を第１の検出量といい、Ｄｅｆ１と記す。
【００３１】
図６は、第１の焦点検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。本処理は、ＣＰＵ１２１が実行するプログラムに従って撮像素子１０６、画像処理部１２３を制御することで実現される。
Ｓ７１０でＣＰＵ１２１は、撮像素子１０６の有効画素領域内で焦点調節を行う焦点検出領域を設定する。ＣＰＵ１２１は撮像素子１０６を制御し、焦点検出領域のうち、第１の焦点検出画素２０１の受光信号から第１の焦点検出信号を取得し、第２の焦点検出画素２０２の受光信号から第２の焦点検出信号を取得する。Ｓ７２０で画像処理部１２３は、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に対して、それぞれ、信号データ量を抑制するために列方向に３画素分の加算処理を行う。さらに、ＲＧＢ信号を輝度信号（Ｙ信号）にするためにベイヤー（ＲＧＢ）加算処理が行われる。これらの２つの加算処理を併せて第１の画素加算処理とする。
【００３２】
Ｓ７３０では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に対する、第１のフィルタ処理が行われる。本実施形態では、位相差方式の第１の焦点検出により、デフォーカス量の大きい第１の状態（大デフォーカス状態）での焦点検出を行うため、第１のフィルタ処理における通過帯域が低周波数帯域を含むようにフィルタが構成される。必要に応じて、大デフォーカス状態から、デフォーカス量の小さい第２の状態（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のフィルタ処理の通過帯域を調整してもよい。
【００３３】
次に、Ｓ７４０では、第１のフィルタ処理後の第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号を、瞳分割方向にて相対的にシフトさせるシフト処理が行われる。シフト処理により、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との一致度を表す相関量が算出される。第１のフィルタ処理後におけるｋ番目の第１の焦点検出信号をＡ（ｋ）とし、第１のフィルタ処理後におけるｋ番目の第２の焦点検出信号をＢ（ｋ）とする。焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。第１のシフト処理によるシフト量をｓ１とし、その範囲（シフト範囲）をΓ１として、相関量ＣＯＲ（ｓ１）は、式（１）により算出される。
【数１】
2015215571.tif 000003
シフト量ｓ１によるシフト処理の結果、ｋ番目の第１の焦点検出信号Ａ（ｋ）と、「ｋ−ｓ１」番目の第２の焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ１）とを対応させて減算することで、シフト減算信号が生成される。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での和を求めることにより、相関量ＣＯＲ（ｓ１）を算出することができる。必要に応じて、行ごとに算出された相関量を、シフト量ごとに、複数の行に亘って加算してもよい。
【００３４】
Ｓ７５０では、Ｓ７４０で求めた相関量から、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する処理が実行され、像ずれ量ｐ１が求められる。この像ずれ量ｐ１に対し、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を乗算することで第１の検出量（Ｄｅｆ１）が算出される。
以上のように、位相差方式の第１の焦点検出では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に対して第１のフィルタ処理と第１のシフト処理を行って相関量を算出し、像ずれ量をデフォーカス量に変換して第１の検出量が取得される。
【００３５】
本実施形態の撮像素子では、焦点検出画素（第１および第２の焦点検出画素）が受光する光束と、撮像画素が受光する光束が異なる。このため、結像光学系の各収差（球面収差、非点収差、コマ収差等）によって焦点検出画素への影響と撮像信号への影響とが異なる場合がある。その差異は、結像光学系の絞り値が小さい（明るい）と大きくなる。そのため、結像光学系の絞り値が小さい（明るい）時に、位相差方式の第１の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場合がある。ここで、検出合焦位置とは第１の検出量Ｄｅｆ１がゼロとなる位置であり、また、撮像信号の最良合焦位置とは撮像信号のＭＴＦ（Modulation Transfer Function)ピーク位置である。よって、特に、結像光学系の絞り値が所定値以下の場合、第１の焦点検出の焦点検出精度が低下する可能性がある。
【００３６】
次に、本実施形態におけるリフォーカス方式の第２の焦点検出について説明する。
第２の焦点検出では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号を相対的にシフトして加算することで、シフト加算信号（リフォーカス信号）が生成される。次に、生成したリフォーカス信号から算出されるコントラスト評価値を用いて、撮像信号のＭＴＦピーク位置を算定することでデフォーカス量が算出される。以下、このデフォーカス量を第２の検出量といい、Ｄｅｆ２と記す。
【００３７】
図７は、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号による１次元方向（行方向、または水平方向）のリフォーカス処理についての説明図である。図７において、図５と同様の部分には同じ符号を付して示す。図７では、ｉを整数の変数として、撮像面５００に配置された撮像素子の行方向におけるｉ番目の画素を模式的に示す。ｉ番目の画素による第１の焦点検出信号をＡｉと記し、ｉ番目の画素による第２の焦点検出信号をＢｉと記す。第１の焦点検出信号Ａｉは、（図５の第１の瞳部分領域４０１に対応する）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。また第２の焦点検出信号Ｂｉは、（図５の第２の瞳部分領域４０２に対応する）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。
【００３８】
第１の焦点検出信号Ａｉと第２の焦点検出信号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。以下の平行移動および加算処理によって仮想結像面８１０でのリフォーカス信号を生成できる。
・第１の焦点検出信号Ａｉを角度θａの方向に沿って仮想結像面８１０まで平行移動させ、第２の焦点検出信号Ｂｉを角度θｂの方向に沿って仮想結像面８１０まで平行移動させる処理。
・平行移動した第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号とを加算する処理。
第１の焦点検出信号Ａｉを角度θａの方向に沿って仮想結像面８１０まで平行移動させることは、行方向における＋０．５画素シフトに対応する。また、第２の焦点検出信号Ｂｉを角度θｂの方向に沿って仮想結像面８１０まで平行移動させることは、行方向における−０．５画素シフトに対応する。したがって、第１の焦点検出信号Ａｉと第２の焦点検出信号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の焦点検出信号Ａｉと第２の焦点検出信号Ｂｉを整数の画素分だけシフトさせて加算することで、整数の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。生成されたシフト加算信号（リフォーカス信号）からコントラスト評価値が算出される。算出されたコントラスト評価値から撮像信号のＭＴＦピーク位置を算定することで、リフォーカス方式の第２の焦点検出が行われる。
【００３９】
図８のフローチャートを参照して、第２の焦点検出処理の流れを説明する。本処理は、ＣＰＵ１２１が実行するプログラムに従って撮像素子１０６、画像処理部１２３を制御することで実現される。
Ｓ９１０でＣＰＵ１２１は、撮像素子１０６の有効画素領域内で焦点調節を行う焦点検出領域を設定する処理を行う。次にＣＰＵ１２１は撮像素子１０６の駆動を制御して、焦点検出領域のうち、第１の焦点検出画素２０１の受光信号から第１の焦点検出信号を取得し、第２の焦点検出画素２０２の受光信号から第２の焦点検出信号を取得する。Ｓ９２０では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に対し、それぞれ、信号データ量を抑制するために列方向に３画素分の加算処理が行われる。さらに、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためにベイヤー（ＲＧＢ）加算処理が行われる。これらの２つの加算処理を合わせて第２の画素加算処理とする。なお、３画素分の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よい。
【００４０】
Ｓ９３０では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に対する、第２のフィルタ処理が行われる。本実施形態では、リフォーカス方式の第２の焦点検出により、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のフィルタ処理の通過帯域は、第１のフィルタ処理の通過帯域よりも、高周波帯域を含むようにフィルタ特性が設定されるものとする。なお、必要に応じて、第２のフィルタ処理にて被写体像の信号のエッジ抽出を行うラプラシアン型（２階微分型）の、［１，−２，１］フィルタを用いてもよい。被写体像の高周波成分を抽出して第２の焦点検出を行うことにより、焦点検出精度が向上する。
【００４１】
Ｓ９４０では、第２のフィルタ処理後の第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせるシフト処理を行って加算することでシフト加算信号（リフォーカス信号）が生成される。Ｓ９４０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を算出する処理が行われる。第２のフィルタ処理後におけるｋ番目の第１の焦点検出信号をＡ（ｋ）とし、第２のフィルタ処理後におけるｋ番目の第２の焦点検出信号をＢ（ｋ）とする。焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。シフト処理によるシフト量をｓ２とし、その範囲（シフト範囲）をΓ２として、コントラスト評価値ＲＦＣＯＮ（ｓ２）は、式（２）により算出される。
【数２】
2015215571.tif 000004
シフト量ｓ２による第２のシフト処理の結果、ｋ番目の第１の焦点検出信号Ａ（ｋ）と、「ｋ−ｓ２」番目の第２の焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ２）を対応させて加算することで、シフト加算信号が生成される。生成されたシフト加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内での最大値を抽出することで、第２評価値としてのＲＦＣＯＮ（ｓ２）が算出される。必要に応じて、行ごとに算出されたコントラスト評価値を、シフト量ごとに、複数の行に亘って加算してもよい。
【００４２】
Ｓ９５０では、Ｓ９４０で求めたコントラスト評価値から、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する処理が実行され、ピークシフト量ｐ２が求められる。このピークシフト量ｐ２に対し、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を乗算することで、第２の検出量（Ｄｅｆ２）が算出される。第２変換係数Ｋ２の値については、必要に応じて、第１変換係数Ｋ１と同一の値としてもよい。
【００４３】
本実施形態の撮像素子１０６では、図４、図５に示したように、第１の焦点検出画素２０１が受光する光束と第２の焦点検出画素２０２が受光する光束を加算した結果が、撮像画素の受光する光束となる。位相差方式の第１の焦点検出とは異なり、リフォーカス方式の第２の焦点検出では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号とのシフト加算信号（リフォーカス信号）により焦点検出を行う。したがって、リフォーカス方式で用い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とはほぼ一致する。このため、結像光学系の各収差（球面収差、非点収差、コマ収差等）による、シフト加算信号への影響と撮像信号への影響は、概ね同じである。よって、リフォーカス方式の第２の焦点検出により得られる検出合焦位置（第２の検出量Ｄｅｆ２がゼロとなる位置）と、撮像信号の最良合焦位置（撮像信号のＭＴＦピーク位置）はほぼ一致する。すなわちリフォーカス方式の第２の焦点検出は、位相差方式の第１の焦点検出に比べて高精度である。
【００４４】
シフト量ごとの各シフト加算信号から検出されたコントラスト評価値を図９に例示する。横軸はシフト量を示し、縦軸はコントラスト評価値を示す。図９においては、シフト量がゼロの場合にコントラスト評価値がピークを示すことがわかる。またピーク値付近の評価値変化の傾きから予測したピーク位置をｐ２（近似式に対応する２本の直線の交点位置）で示している。この様に近似式等によるデータの補間を行うことで、コントラスト評価値のピーク位置を更に精度良く得ることができるので、これに応じて得られたデフォーカス量から高精度の焦点検出を実現できる。
【００４５】
次に図１０を参照し、リフォーカス可能範囲に関して説明する。図１０は、本実施形態におけるリフォーカス可能範囲の説明図であり、図５と同様の部分には同じ符号を付して示す。図１０にて許容錯乱円径をδとし、結像光学系の絞り値をＦとすると、絞り値Ｆでの焦点深度は、±Ｆ×δである。これに対して、ＮＨ×ＮＶ（例えば、２×１）に分割されて狭くなった第１の瞳部分領域４０１の水平方向の実効絞り値Ｆ０１は、Ｆ０１＝ＮＨ×Ｆとなって暗くなる。第１の焦点検出信号ごとの実効的な焦点深度は、±ＮＨ×Ｆ×δで、ＮＨ倍深くなり、合焦範囲がＮＨ倍に広がる。実効的な焦点深度「±ＮＨ×Ｆ×δ」の範囲内では、第１の焦点検出信号ごとに合焦した被写体像が取得されている。なお、第２の瞳部分領域４０２の水平方向の実効絞り値Ｆ０２についても同様であり、Ｆ０２＝ＮＨ×Ｆと暗くなり、第２の焦点検出信号ごとの実効的な焦点深度は、±ＮＨ×Ｆ×δで、ＮＨ倍深くなる。本実施形態ではＮＨの値が２であるため、実効的な焦点深度は、±２×Ｆ×δということになる。この実効的な焦点深度の範囲内で、第２の焦点検出信号ごとに合焦した被写体像が取得されている。
図７に示した主光線角度θａ（またはθｂ）に沿って第１の焦点検出信号（または第２の焦点検出信号）を平行移動させ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。
【００４６】
撮影後に合焦位置を再調整可能な、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。
【数３】
2015215571.tif 000005
許容錯乱円径δは、δ＝２・ΔＸ（画素周期ΔＸのナイキスト周波数１／（２・ΔＸ）の逆数）等で規定される。必要に応じて、第２の画素加算処理後の第１の焦点検出信号（または第２の焦点検出信号）の周期ΔＸＡＦ（＝Ｍ・ΔＸ：Ｍ画素加算の場合）のナイキスト周波数１／（２・ΔＸＡＦ）の逆数から、許容錯乱円径δ＝２・ΔＸＡＦとして用いてもよい。
リフォーカス方式により高精度で検出可能なデフォーカス量の範囲は、概ね、式（３）の範囲に限定され、位相差方式により焦点検出可能なデフォーカス範囲以下である。
【００４７】
次に、第１および第２の焦点検出方法を使って、合焦位置を先読みして表示する処理について説明する。
図１１は、本実施形態におけるマニュアルフォーカス操作時に、表示部１３１が映像とともに画面上に表示するＭＦインジケータの一例を示す。インジケータ１２０１は、距離表示１２０２、現時点での焦点位置（ピント位置）１２０３を表示するとともに、合焦位置１２０４を表示する。これにより、ユーザは合焦位置からのずれ量に相当するデフォーカス量を容易に確認することができる。
【００４８】
現時点での焦点位置（以下、現位置という）１２０３は、マニュアルフォーカスキー１３２のユーザ操作によって調節可能である。現位置１２０３と合焦位置１２０４との差がデフォーカス量を表している。ユーザがマニュアルフォーカスキー１３２を操作し、合焦位置１２０４に一致させるように現位置１２０３を調節する事で、最良な合焦状態を得ることができる。この場合、合焦位置１２０４については前述した位相差方式またはリフォーカス方式による焦点検出結果に基づいて予測することができる。本実施形態では、例えば、各焦点検出方式の特徴に基づき、結像光学系の第１の状態（大デフォーカス状態）から第２の状態（小デフォーカス状態）までの範囲で位相差方式により焦点検出が行われる。そして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の範囲ではリフォーカス方式により焦点検出が行われる。以下では、デフォーカス状態に応じて位相差方式とリフォーカス方式を切り替える方法に関して、図１２に示すＭＦインジケータの図を参照して説明する。なお、リフォーカス方式で使用可能なデフォーカス量の範囲を決定する第１の閾値を、±９ＦΔ（＝±９×Ｆ×Δ）として説明する（Ｆは結像光学系の絞り値であり、ΔはΔＸまたはΔＸＡＦに相当する。）。但し、±９ＦΔに示す範囲は例示であって、第２のフィルタ処理（図８のＳ９３０）の通過帯域や画素シフト量によって決まる量であり、これに限定されるものではない。
【００４９】
図１２（Ａ）は、現位置１２０３と合焦位置１２０４との差に相当するデフォーカス量が９ＦΔ以上の大デフォーカス状態を示している。この状態においては位相差方式でデフォーカス量が検出され、これに基づき合焦位置１２０４が得られる。この場合、位相差方式では最良合焦位置の検出精度が低い可能性がある。そこで、合焦位置を表示する代わりに、合焦位置を中心として検出誤差を含む合焦範囲１３０５が画面に表示される。図１２（Ｂ）は、リフォーカス方式でデフォーカス量が検出され、検出結果に基づいて合焦位置が表示されている状態を示す。前述したようにリフォーカス方式では、デフォーカス量が２ＦΔ以下の場合に高精度で合焦位置を検出できる。よって、この場合には、合焦位置１３０６は、範囲ではなくピンポイントで画面に表示される。つまり、精度の高い合焦位置をユーザに提示可能である。図１２（Ｂ）ではユーザのマニュアルフォーカス操作の速度が所定値以下である場合を例示する。
【００５０】
合焦位置に向けてフォーカス操作中の場合、リフォーカス方式に基づく合焦表示処理については、合焦位置に到達する直前に行われる。この為、フォーカス操作が速い場合には、合焦表示処理の前にフォーカスレンズが合焦位置を通り過ぎてしまうことが懸念される。図１２（Ｃ）は、合焦近傍にてデフォーカス量が４ＦΔ以下であって、フォーカス操作が速い場合を例示する。この場合、第２の閾値である４ＦΔのデフォーカス量からリフォーカス方式に基づく合焦表示処理が行われる。但し、デフォーカス量が所定の閾値より大きい場合には検出精度が充分でない場合があり得るので、この場合には合焦表示処理により誤差を許容する合焦範囲１３０７が表示される。合焦範囲１３０７はリフォーカス方式で検出される合焦位置を中心とする範囲であり、図１２（Ａ）に示す合焦範囲１３０５よりも狭い。なお、図１２（Ｃ）では、デフォーカス量が４ＦΔ以下の例として説明している。第２の閾値は、マニュアルフォーカス操作の操作速度が閾値未満の場合に比べて閾値以上の場合に大きい値に設定される。例示した４ＦΔ以下の範囲は焦点検出精度によって決めるべき範囲であり、第２のフィルタ処理（図８のＳ９３０）の通過帯域によって決定される。
【００５１】
次に、位相差方式からリフォーカス方式に切り替わる場合の合焦表示に関して説明する。前述したように、位相差方式では第１および第２の焦点検出画素がそれぞれ受光する光束と、撮像画素が受光する光束が異なる。このため、検出される合焦位置がずれてしまう場合が起こり得る。つまり、マニュアルフォーカス操作によって合焦近傍の範囲に近づいた場合、焦点検出方式が位相差方式からリフォーカス方式に切り替わる際には、合焦位置の段階的変化が発生する事が懸念される。そこで、本実施形態では位相差方式からリフォーカス方式への切り替わりにおいて移行期間を設けている。移行期間では、図１２（Ｄ）に示す合焦表示処理が行われる。つまり移行期間においては、リフォーカス方式により検出される合焦位置の信頼度に応じて、位相差方式で検出される合焦範囲が補正されて合焦表示処理が実行される。図１２（Ｄ）に示す例では、位相差方式で検出される合焦範囲１３０５が補正され、それよりも狭い範囲１３０８が画面に表示される。２点差線で示す合焦範囲１３０５は実際には表示されない範囲であり、リフォーカス方式により検出される合焦位置の信頼度に応じて補正された範囲１３０８の表示処理が行われる。合焦範囲の補正処理の詳細については後述する。
【００５２】
以下、図１３および図１４のフローチャートを参照して、ＣＰＵ１２１および表示部１３１が行う合焦表示処理を説明する。
図１３のＳ１４０１でＣＰＵ１２１は、リフォーカス方式での合焦位置が検出されているか否かを判定する。リフォーカス方式での合焦位置が検出されていないと判定された場合、Ｓ１４０２に進み、リフォーカス方式での合焦位置が検出されていると判定された場合、Ｓ１４０３に移行する。Ｓ１４０２でＣＰＵ１２１は、位相差方式で得られた合焦位置に基づき、位相差方式での検出誤差を含む合焦範囲を表示部１３１の画面に表示させる。
Ｓ１４０３でＣＰＵ１２１は、リフォーカス方式により検出されたデフォーカス量を確認し、４ＦΔおよび９ＦΔと比較する。デフォーカス量が９ＦΔ以上の場合、Ｓ１４０２に移行し、４ＦΔを超え、かつ９ＦΔ未満の場合、Ｓ１４０８に移行し、４ＦΔ以下の場合、Ｓ１４０４に移行する。Ｓ１４０４にてＣＰＵ１２１はフォーカス操作の速度を判定する。マニュアルフォーカスキー１３２の操作によるフォーカス操作の速度が所定の閾値以下である場合、Ｓ１４０５に処理を進め、所定の閾値を超える場合にはＳ１４０７に移行する。Ｓ１４０５でＣＰＵ１２１は、Ｓ１４０３にてリフォーカス方式により検出されたデフォーカス量を２ＦΔと比較する。デフォーカス量が２ＦΔ未満である場合、Ｓ１４０６に処理を進め、２ＦΔ以上である場合には処理を終了する。
【００５３】
Ｓ１４０６では、リフォーカス方式による合焦位置が表示部１３１の画面上にピンポイントで表示される。Ｓ１４０７では、リフォーカス方式による合焦位置を基準として表示部１３１の画面上に合焦範囲が表示される。デフォーカス量が大きい場合には検出精度が低いので、誤差量を許容する範囲を設けて合焦状態表示が行われる。Ｓ１４０８でＣＰＵ１２１は、合焦範囲の補正処理を実行する。補正処理では、リフォーカス方式により検出される合焦位置の信頼度に応じて、位相差方式により検出される合焦範囲が補正される。図１４のフローチャートを参照して合焦範囲の補正処理に関して説明する。
【００５４】
先ずＳ１５０１でＣＰＵ１２１は、リフォーカス方式で得られたコントラスト評価値のピーク値を判定する。ピーク値が所定レベル以上である場合、Ｓ１５０２に処理を進める。所定レベルとはコントラスト評価値のピークとして判別できるレベルであり、あらかじめ設定された所定値（判定用閾値）である。ピーク値が所定値未満である場合、ＣＰＵ１２１は、リフォーカス方式で得られた焦点検出の信頼度が低いと判断して、合焦範囲の補正を行わずにそのまま処理を終了する。
【００５５】
Ｓ１５０２でＣＰＵ１２１は、リフォーカス方式で得られた合焦位置に対して、±２ＦΔの幅を持たせた範囲をリフォーカス合焦範囲として仮に設定する。次いでＳ１５０３でＣＰＵ１２１は、リフォーカス合焦範囲が現在の表示範囲に含まれるかどうかを確認する。現在の表示範囲とは、現位置に基づいて表示されている合焦範囲である。リフォーカス合焦範囲が現在の表示範囲に含まれない場合、Ｓ１５０４に進み、リフォーカス合焦範囲が現在の表示範囲に含まれる場合にはＳ１５０６に進む。
【００５６】
Ｓ１５０４でＣＰＵ１２１は、リフォーカス合焦範囲に対する表示範囲のずれを補正する。補正では先ず、補正係数Ｃ１，Ｃ２が設定される。補正係数Ｃ１，Ｃ２は、コントラスト評価値の信頼度に応じて設定される、０以上１以下の値をもつ係数であり、ピークレベルの上限値およびピーク位置変動量の上限値を基準値として設定される。具体的には、補正係数Ｃ１として、ピークレベルを基準値（ピークレベルの上限値）で除算した値が設定される。補正係数Ｃ２として、基準値（ピーク位置変動量の上限値）をピーク位置変動量で除算した値が設定される。つまり、コントラスト評価値のピークレベルが高いほど補正係数Ｃ１の値が大きくなり、またピーク位置変動量が小さいほど補正係数Ｃ２の値が大きくなる。いずれの場合でも信頼度は高くなるので、これに基づき、基準値に対する評価値のピークレベルの高さと、基準値に対するピーク位置変動量の低さに応じて各補正係数が設定される。次のＳ１５０５では、補正シフト量として、ずれ量に対して補正係数Ｃ１とＣ２を乗算した量が設定される。つまり補正シフト量とは、リフォーカス合焦範囲に対する表示範囲のずれ量に対して補正係数Ｃ１およびＣ２を掛け合わせることにより変更された量である。例えば、合焦位置の信頼度が低いほど、補正係数Ｃ１，Ｃ２の値が小さくなるので、補正シフト量として小さい値が設定される。
【００５７】
Ｓ１５０６では、補正係数Ｃ１，Ｃ２の設定処理が実行される。この設定処理はＳ１５０４で説明した処理と同じである。次にＳ１５０７でＣＰＵ１２１は、リフォーカス合焦範囲に対して補正係数Ｃ１およびＣ２を除算した量を表示すべき合焦範囲（表示範囲）として設定する。例えば、合焦位置の信頼度が高く、補正係数Ｃ１，Ｃ２の値が仮に１であれば、表示範囲に変更はないが、信頼度が低いほど補正係数Ｃ１，Ｃ２の値が小さくなるので表示範囲はより広い幅を持つように設定される。Ｓ１５０５またはＳ１５０７の後、リターン処理に移行する。
【００５８】
本実施形態では、マニュアルフォーカス操作時に合焦位置を先読みして画面表示する処理が実行されるので、ユーザは合焦状態を容易に把握することが可能となる。なお、本実施形態ではＭＦインジケータにて、先読みして得られる合焦位置を重ねて表示する方法を例示して説明した。これに限らず、ユーザがデフォーカス量を視認できるように、合焦位置や範囲を表示することが可能であればいかなる表示形態でも構わない。
【００５９】
［第１実施形態の変形例］
次に、合焦位置の先読み表示に関わる変形例を説明する。図１５は、表示部１３１の画面における合焦表示処理についての説明図である。図１５（Ａ）は、位相差方式で検出されたデフォーカス量に基づいて合焦位置が表示されている状態を示す。範囲１６０１は、±９ＦΔのデフォーカス量の範囲を示している。範囲１６０２は合焦範囲を示す。前述したように、位相差方式にて合焦位置の検出精度が低い場合、合焦位置を中心として検出誤差を含む合焦範囲が表示される。つまり、ユーザは、現位置１６０３から合焦範囲１６０２までのずれ量を把握できる。
【００６０】
図１５（Ｂ）は、リフォーカス方式でのデフォーカス量が検出され、これに基づいて合焦位置が表示されている状態を示す。前述したように、リフォーカス方式ではデフォーカス量が２ＦΔ以内の場合に高精度で合焦位置を検出可能である。従って、デフォーカス量の範囲をガイド表示する枠は、±２ＦΔの範囲１６２０で示すように狭められている。また合焦位置１６０２ｂについては、範囲ではなくピンポイントで表示可能となる。
マニュアルフォーカスキー１３２の操作によるフォーカス操作が速い場合には、合焦位置を通り過ぎてしまうことが懸念される。そこで、マニュアルフォーカス操作の操作速度が速いときのガイド表示の枠の大きさを、マニュアルフォーカス操作の操作速度が遅いときのガイド表示の枠よりも大きく設定する処理が行われる。具体的には、図１５（Ｃ）に示すように、４ＦΔ以内のデフォーカス量から、リフォーカス方式に基づく合焦表示処理が実行される。デフォーカス量の範囲をガイド表示する枠は、±４ＦΔの範囲１６２１に示すように変更され、枠内に合焦範囲が表示される。デフォーカス量が大きい場合には検出精度が低い場合が起こり得るため、誤差を許容する合焦範囲１６０２ｃが表示される。
【００６１】
次に、位相差方式からリフォーカス方式に切り替わる場合の合焦表示処理を説明する。位相差方式からリフォーカス方式への切り替わりにおいて、移行期間では図１５（Ｄ）に示す合焦表示が行われる。つまり移行期間において、リフォーカス方式で検出される合焦位置の信頼度に応じて、位相差方式で検出される合焦範囲１６０２ｄ（実際には表示しない２点鎖線で示す範囲）が補正されるため、補正後の範囲１６３２に示すように表示範囲が変更される。
【００６２】
図１６のフローチャートを参照して、ＣＰＵ１２１および表示部１３１が行う合焦表示処理を説明する。Ｓ１７０１、Ｓ１７０３からＳ１７０５、Ｓ１７０８の処理は、図１３のＳ１４０１、Ｓ１４０３からＳ１４０５、Ｓ１４０８の処理と同様であるため説明を省略し、Ｓ１７０２、Ｓ１７０６およびＳ１７０７を説明する。
Ｓ１７０１にてリフォーカス方式での合焦位置が検出されていないと判定された場合、またはＳ１７０３にてリフォーカス方式で検出されたデフォーカス量の絶対値が９ＦΔ以上であると判定された場合、Ｓ１７０２に移行する。Ｓ１７０２では、図１５（Ａ）で説明したように、±９ＦΔのデフォーカス量の範囲での合焦表示が行われる。
【００６３】
Ｓ１７０３にて、リフォーカス方式で検出されたデフォーカス量の絶対値が４ＦΔ以下の場合であって、Ｓ１７０４にてフォーカス操作が遅い（操作速度が閾値以下）と判定された場合には、Ｓ１７０５に移行する。Ｓ１７０５にてリフォーカス方式で検出されたデフォーカス量が２ＦΔ未満である場合、Ｓ１７０６に進む。Ｓ１７０６では、図１５（Ｂ）で説明したように、±２ＦΔのデフォーカス量の範囲での合焦表示が行われる。また、Ｓ１７０４でフォーカス操作が速い（操作速度が閾値を超える）と判定された場合にはＳ１７０７に進み、図１５（Ｃ）で説明したように、±４ＦΔのデフォーカス量の範囲での合焦表示が行われる。
以上のように、リフォーカス方式で検出されたデフォーカス量およびマニュアルフォーカス操作の速度に応じて、ガイド（案内表示）用の枠の大きさが変更される。よって、ユーザに対して、現位置および枠の大きさ、ならびに合焦位置もしくは合焦範囲を提示することで、手動焦点調節の補助機能が発揮される。
【００６４】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態にて第１実施形態と同様の部分については既に使用した符号を用いることにより詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
本実施形態では、第１および第２の焦点検出信号に係るデフォーカス量と像ずれ量との関連性を用いてリフォーカス方式の焦点検出を行う。図８のＳ９３０では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号に対するフィルタ処理が実行されるが、フィルタ処理の通過帯域によって検出できるデフォーカス量も変わる。通過帯域を低周波帯域に設定した場合、大デフォーカス状態での焦点検出が可能となる。一方、小デフォーカス状態から最良合焦位置近傍までの焦点検出を行う場合には、通過帯域が高周波帯域に設定される。また必要に応じて、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フィルタ処理の通過帯域を調整してもよい。
【００６５】
次に、リフォーカス方式にて予測される合焦位置の特徴に関して、図１７および図１８に例示するＭＦインジケータの図を参照して説明する。尚、図１１と同様の部分については既に使用した符号を付して示す。
図１７はコントラストが得やすい被写体を撮影した場合に、リフォーカス方式での焦点検出結果によって予測された合焦位置の表示例を示す。コントラスト評価値１２０５，１２０６，１２０７は、デフォーカス量が９ＦΔ，４ＦΔ，２ＦΔの検出位置で各々測定された値をグラフで示している。これらのグラフは、図９で説明したように、シフト量ごとの各シフト加算信号から検出されるコントラスト評価値を簡易的に図示したものである。
【００６６】
前述したように、リフォーカス方式にて高精度で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、本実施形態では２ＦΔとする。コントラスト評価値は、デフォーカス量が小さいほど大きくなり、ピークが顕著に現れてくる。つまりピークの尖鋭度が高くなる。デフォーカス量が２ＦΔの場合の検出位置で測定されたコントラスト評価値１２０７は、ピークの尖鋭度が高いので、ピーク位置の検出が精度良く行われる。このピーク位置に対応する合焦位置１２０４も精度良く検出される。このように、コントラストが得やすい被写体を撮影した場合には、デフォーカス量が大きくても十分なコントラスト評価値レベルを得ることができる。コントラスト評価値１２０６，１２０５は各々、デフォーカス量が４ＦΔ，９ＦΔの場合の検出位置で測定されたものであるが、いずれもコントラスト評価値のピークの尖鋭度が十分に得られている。よって、予測される合焦位置１２０４が一致しており、十分な検出精度が得られている。
【００６７】
図１８はコントラストが得にくい被写体を撮影した場合に、リフォーカス方式での焦点検出結果によって予測された合焦位置の表示例を示す。コントラスト評価値１３１５，１３１６，１３１７は、デフォーカス量が９ＦΔ，４ＦΔ，２ＦΔの場合の検出位置で各々測定された値をグラフで示している。または、デフォーカス量が９ＦΔ，４ＦΔ，２ＦΔの場合に各々検出された合焦位置１３１８，１３１９，１３２０を示している。
【００６８】
デフォーカス量が２ＦΔの場合の検出位置で測定されたコントラスト評価値１３１７は、ピークの尖鋭度が高いのでピーク位置の検出が精度良く行われており、合焦位置１３２０が精度良く検出されている。しかし、コントラストが得にくい被写体を撮影した場合には、デフォーカス量が大きくなると十分なコントラスト評価値レベルが得られなくなる。そのため、ピークの尖鋭度が低くなり、ピーク位置の測定精度が十分に得られなくなる。つまりデフォーカス量の検出精度が低下する結果、合焦位置１３１８，１３１９に示すように、合焦位置１３２０に対してずれた位置が予測されてしまう。そこで本実施形態では、コントラスト評価値のピークの尖鋭度に応じて合焦位置の表示範囲を切り替える制御を行う。図１９を参照して合焦範囲の表示制御を説明する。
【００６９】
図１９は、コントラスト評価値のピークの尖鋭度と、合焦位置の表示範囲との関係を例示する。図１９（Ａ）はコントラスト評価値１３１５のピーク位置に対応する位置を基準として所定の幅を有する合焦範囲１４０８を示す。図１９（Ｂ）はコントラスト評価値１３１６のピーク位置に対応する位置を基準として所定の幅を有する合焦範囲１４０９を示している。コントラスト評価値１３１６は、コントラスト評価値１３１５に比較してピークの尖鋭度が高くピーク位置の検出精度が高いので、合焦範囲１４０９の幅が合焦範囲１４０８の幅よりも狭く表示される。図１９（Ｃ）はコントラスト評価値１３１７のピーク位置に対応する位置を基準とする幅の狭い合焦範囲１４１０を示している。コントラスト評価値１３１７のピークの尖鋭度が十分に得られており、ピーク位置の検出精度が十分に高いので、合焦範囲１４１０は、ほぼピンポイントで表示される。
【００７０】
図１９（Ａ）〜（Ｃ）は、デフォーカス量が９ＦΔから２ＦΔに小さくなっていく過程においてコントラスト評価値のピーク尖鋭度の状態を例示している。従って、マニュアルフォーカス操作によって現位置から合焦位置に近づく方向に焦点調節動作が行われると、デフォーカス量が小さくなっていくと同時にコントラスト評価値のピーク尖鋭度も徐々に上昇する。ピーク尖鋭度の上昇に伴って、合焦範囲（表示範囲）が幅の広い状態から幅の狭い状態へと変化し、最終的にはピンポイントの位置に限定され、精度の高い合焦位置が表示されることになる。
【００７１】
次に、図２０のフローチャートを参照して、ＣＰＵ１２１および表示部１３１が行う合焦表示処理を説明する。
先ずＳ２００１でＣＰＵ１２１は、リフォーカス方式で検出されたコントラスト評価値のピークレベルを算出する。ピークレベルはシフト量ごとに得られたコントラスト評価値のピーク値から算出される。なお、図９で説明したように、ピーク値付近の評価値変化の傾きから予測したピーク位置を使用しても構わない。近似式等によるデータの補間によって評価値のピーク位置を更に精度良く算出できる。よって、これに応じて得られたデフォーカス量から、更に精度の良い焦点検出が可能である。
【００７２】
Ｓ２００２でＣＰＵ１２１はピークレベルの尖鋭度を算出する。例えば尖鋭度として、ピークレベルでのコントラスト評価値と、ピーク位置から±１単位のシフト量だけずらした位置でのコントラスト評価値との比が使用される。Ｓ２００３でＣＰＵ１２１は、算出した尖鋭度を所定の閾値（閾値１および閾値２と記す。閾値１＜閾値２）と比較して判定を行う。判定の結果、尖鋭度が閾値１未満である場合、Ｓ２００４に進み、尖鋭度が閾値１以上かつ閾値２未満である場合、Ｓ２００５に進み、尖鋭度が閾値２以上である場合、Ｓ２００６に進む。
【００７３】
Ｓ２００４で表示部１３１は、図１９（Ａ）の合焦範囲１４０８に示したように、合焦範囲を幅の広い範囲に設定して表示する。また、Ｓ２００５で表示部１３１は、図１９（Ｂ）の合焦範囲１４０９に示したように合焦範囲を中範囲に設定して表示する。Ｓ２００６で表示部１３１は、図１９（Ｃ）の合焦範囲１４１０に示したように、合焦範囲をほぼピンポイントで表示する。Ｓ２００４，Ｓ２００５，Ｓ２００６の後で一連の処理を終了する。なお、尖鋭度の計算方法や閾値１および閾値２の設定処理については、コントラスト評価値のダイナミックレンジやＳ／Ｎ（信号対ノイズ）比等を鑑みて最適化していくべきであり、本実施形態では最も簡易的な一例を示している。
本実施形態によれば、コントラスト評価値のピークの尖鋭度に応じて合焦範囲を制御してユーザに通知する処理を行うことにより、マニュアルフォーカス操作時における焦点調節を精度良く行える。
【００７４】
［第２実施形態の変形例］
次に第２実施形態の変形例を説明する。
先ず、図２１を参照して変形例における合焦表示について説明する。図２１はリフォーカス方式で検出されたデフォーカス量に基づき合焦位置を表示している状態を示している。±９ＦΔのデフォーカス量の範囲１６０１を点線枠で示し、現位置１６２２を三角形の頂点位置で示している。合焦位置１６２３は図２１（Ａ）の場合には表示されず、図２１（Ｂ）の場合に表示される。なお、リフォーカス方式で使用可能なデフォーカス量の範囲の限界を±９ＦΔとして範囲１６０１が設定されるものとする。但し、この範囲はフィルタ処理の通過帯域や画素シフト量によって決まる量であるため、これに限定されるものではない。
コントラスト評価値のピークの尖鋭度と合焦位置の検出精度との関係、および変形例における合焦位置の表示処理に関して説明する。
【００７５】
図２１において、コントラスト評価値のピークの尖鋭度の閾値１６１０を示す。この閾値１６１０は合焦位置の検出精度が許容範囲内（ＯＫレベル）か、または許容範囲外（ＮＧレベル）かを判定するための基準値であると共に、合焦位置の表示を行うか否か（表示の有無）を判定するための基準値でもある。コントラスト評価値１６１１の場合、そのピークレベルが閾値１６１０以下となっており、ピーク位置がコントラスト評価値１６１２，１６１３の各ピーク位置からずれた位置となっている。従って、検出された合焦位置の検出精度がＮＧレベルと判定されるため、図２１（Ａ）では合焦位置が非表示である。また、ＣＰＵ１２１は、デフォーカス量を閾値と比較し、比較結果に応じて合焦位置もしくは合焦範囲を表示させるか、または、合焦位置もしくは合焦範囲を非表示にする制御を行う。この場合、ＣＰＵ１２１はコントラスト評価値のピークの尖鋭度に基づいて、尖鋭度が大きいほど閾値を大きい値に設定する。デフォーカス量が設定された閾値より大きい場合には合焦位置または合焦範囲が表示されず、デフォーカス量が閾値以下の場合に合焦位置または合焦範囲が表示される。
【００７６】
コントラスト評価値１６１２，１６１３では、それらのピークレベルがいずれも閾値１６１０以上となっており、各ピーク位置が一致し、安定した結果が得られている。従って、検出された合焦位置の検出精度はＯＫレベルと判定されるため、図２１（Ｂ）に示すように合焦位置１６２３が表示される。
【００７７】
次に、図２２を参照して、複数の被写体に係る遠近競合について説明する。リフォーカス方式の特徴として、検出可能なデフォーカス量の範囲内に複数の被写体が存在している場合、各被写体に対するコントラスト評価値のピークを得ることができる。つまり検出可能なデフォーカス量の範囲内において、遠近競合する複数の被写体に対して合焦位置を同時に検出可能である。図２２に示すコントラスト評価値１７１１は、複数（本例では２つ）の被写体に対して、各被写体に対するコントラスト評価値のピークが得られた状態を示している。この場合、合焦位置については、位置１７０４と位置１７０５に示すように２箇所で表示される。
【００７８】
図２３のフローチャートを参照して、ＣＰＵ１２１および表示部１３１が行う合焦表示処理を説明する。図２３の処理は、コントラスト評価値のピークが複数検出された場合に、各ピークに対して行われる。Ｓ２３０１，Ｓ２３０２の処理は図２０のＳ２００１，Ｓ２００２と同様であるため、以下ではＳ２３０３ないしＳ２３０５の処理を説明する。
Ｓ２３０３にて、Ｓ２３０２で算出された尖鋭度が所定の閾値１と比較され、尖鋭度が閾値１未満の場合、Ｓ２３０４に進み、尖鋭度が閾値１以上の場合、Ｓ２３０５に進む、Ｓ２３０４では、図２１（Ａ）に示したように合焦範囲が非表示に設定される。またＳ２３０５では、図２１（Ｂ）に示したように表示部１３１が合焦範囲を表示する。
検出可能なデフォーカス量の範囲内に遠近競合する複数の被写体が存在する場合、各被写体に対応する合焦位置または合焦範囲を表示してユーザに通知する処理が行われるので、マニュアルフォーカス操作時における焦点調節を精度良く行える。
【符号の説明】
【００７９】
１０４‥‥第３のレンズ群
１０６‥‥撮像素子
１２１‥‥ＣＰＵ
１２３‥‥画像処理部
１２４‥‥フォーカス駆動部
１３１‥‥表示部
１３２‥‥マニュアルフォーカスキー
２０１‥‥第１の焦点検出画素
２０２‥‥第２の焦点検出画素
３０１，３０２‥‥光電変換部
３０５‥‥マイクロレンズ
【図１】
2015215571.tif 000006
【図２】
2015215571.tif 000007
【図３】
2015215571.tif 000008
【図４】
2015215571.tif 000009
【図５】
2015215571.tif 000010
【図６】
2015215571.tif 000011
【図７】
2015215571.tif 000012
【図８】
2015215571.tif 000013
【図９】
2015215571.tif 000014
【図１０】
2015215571.tif 000015
【図１１】
2015215571.tif 000016
【図１２】
2015215571.tif 000017
【図１３】
2015215571.tif 000018
【図１４】
2015215571.tif 000019
【図１５】
2015215571.tif 000020
【図１６】
2015215571.tif 000021
【図１７】
2015215571.tif 000022
【図１８】
2015215571.tif 000023
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2015215571.tif 000027
【図２３】
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