(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点検出光学系および該焦点検出光学系を通した像を検出する複数の検出部を備え、前記複数の検出部によって得られる像のずれ量に従って焦点調節用レンズの駆動制御を行う撮像装置であって、
前記複数の検出部を構成する、対をなす複数のセンサの各出力から得た複数の前記ずれ量により前記焦点調節用レンズに係る合焦位置を算出して焦点調節制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、焦点検出時点で得た前記複数のずれ量と、当該焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記複数のずれ量を保持し、
焦点検出時点で得た前記複数のずれ量の間の差が閾値以下である場合、当該複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点調節用レンズに係る焦点状態検出量を算出し、
焦点検出時点で得た前記複数のずれ量の間の差が閾値を超える場合、当該複数のずれ量のいずれかと、前記焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点調節用レンズに係る焦点状態検出量を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数のセンサにより得られた像が一致している度合いおよび像のコントラストから前記ずれ量の信頼度を算出して、該信頼度が閾値を超える場合に前記ずれ量に信頼性があると判定し、
前記複数のセンサによって焦点検出時点で得た第１および第２のずれ量に信頼性があると判定し、かつ、前記第１のずれ量と前記第２のずれ量との差が閾値以下である場合、当該第１のずれ量および第２のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点状態検出量を算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記複数のセンサにより得られた像が一致している度合いおよび像のコントラストから前記ずれ量の信頼度を算出して、該信頼度が閾値を超える場合に前記ずれ量に信頼性があると判定し、
前記複数のセンサによって焦点検出時点で得た第１および第２のずれ量の一方に信頼性があると判定した場合、信頼性があると判定した当該ずれ量と、前記焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記第１のずれ量または前記第２のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点状態検出量を算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記焦点検出時点で得た前記第１および第２のずれ量を平均して被写体までの距離または前記焦点状態検出量を算出することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の検出部は、複数のラインセンサをそれぞれ備えており、
前記制御手段は、前記複数のラインセンサから各画素の信号を取り出した像信号から位相差検出演算によって複数の前記ずれ量を取得することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記第１のずれ量または第２のずれ量のうち、信頼性があると判定した前記ずれ量との差が閾値以下であると判定された方のずれ量と、信頼性があると判定した前記ずれ量とを平均して被写体までの距離または前記焦点状態検出量を算出することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像素子からの撮像信号を処理して焦点調節用の評価値を生成する信号処理手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点状態検出量を算出して前記焦点調節用レンズを合焦方向へ移動させ、前記信号処理手段が生成する前記評価値を用いて前記焦点調節用レンズに係る合焦位置を探索することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項８】
焦点検出光学系および該焦点検出光学系を通した像を検出する複数の検出部を備え、前記複数の検出部によって得られる像のずれ量に従って焦点調節用レンズの駆動制御を行う撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記複数の検出部を構成する、対をなす複数のセンサによって像のずれ量を検出する検出ステップと、
前記複数のセンサの各出力から得た複数の前記ずれ量から前記焦点調節用レンズに係る合焦位置を算出して焦点調節制御を行う制御ステップを有し、
前記制御ステップはさらに、焦点検出時点で得た複数のずれ量と、当該焦点検出時点よりも過去の時点で検出した複数のずれ量を保持するステップと、
焦点検出時点で得た前記複数のずれ量の間の差が閾値以下である場合、当該複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点調節用レンズに係る焦点状態検出量を算出するステップと、
焦点検出時点で得た前記複数のずれ量の間の差が閾値を超える場合、当該複数のずれ量のいずれかと、前記焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点調節用レンズに係る焦点状態検出量を算出する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、撮像装置における自動焦点検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等の撮像装置に搭載されるオートフォーカス（ＡＦ）方式としては、撮像信号を利用したコントラストＡＦが一般的である。この方式では、撮像素子で得た映像信号の高周波成分を抽出し、焦点状態を示す信号として、ＡＦ評価値を生成し、その値が最大になるフォーカスレンズの位置を探索する。また、他のＡＦ方式として位相差ＡＦがあり、装置から被写体までの距離を測距センサで検出し、検出距離に基づいてフォーカスレンズの位置を制御する。
ハイブリッドＡＦではコントラストＡＦと位相差ＡＦとを組み合わせた構成が採用される。ＡＦ制御部は、位相差ＡＦにより合焦点近傍までフォーカスレンズを駆動した後、コントラストＡＦに切り替えて高精度に合焦動作を行う。この方式は位相差ＡＦによる高速な合焦性能とコントラストＡＦによる高精度の合焦性能を併せ持つ。位相差ＡＦの測距精度が高いほど、コントラストＡＦを行う時間が短くなるので、合焦までにかかる全体の時間が短くなる。測距精度を高めるために、位相差ＡＦユニットの検出部に複数列のラインセンサを用いた位相差ＡＦが知られている（特許文献１参照）。
ところで位相差ＡＦにて検出部が捉えた像によっては、信頼性の低い測距結果が得られる場合がある。ハイブリッドＡＦの場合、信頼性の低い測距結果を用いてフォーカスレンズが駆動されてしまうと、映像が暈けた後に合焦位置にフォーカスレンズが戻ることになる。そこで、安定性を高めるために、位相差ＡＦで算出した測距結果に対して、過去に算出した被写体までの距離とフィルタ処理により、フォーカスレンズを駆動する方法が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７５２０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１０７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の装置では、焦点検出の安定性や追従性について以下の問題がある。
前記特許文献１の構成では、複数列のラインセンサで測距を行っているものの、ラインセンサが異なる被写体を捉えた場合などのように、測距結果の一部しか使えない場合に安定性を損なうおそれがある。また、前記特許文献２の構成では、過去の測距結果との間で複数回の一致を確認する必要があるため、位相差ＡＦの高速な合焦性能を損なうおそれがある。被写体が動いており、撮像装置から被写体までの距離（被写体距離）が変化する状況では、現在と以前の測定とで被写体距離が一致しないために、被写体の動きに追従してフォーカスレンズを駆動することができない場合があった。
そこで本発明は、被写体への追従性を維持しつつ、信頼性の高い焦点検出を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、焦点検出光学系および該焦点検出光学系を通した像を検出する複数の検出部を備え、前記複数の検出部によって得られる像のずれ量に従って焦点調節用レンズの駆動制御を行う撮像装置であって、前記複数の検出部を構成する、対をなす複数のセンサの各出力から得た複数の前記ずれ量により前記焦点調節用レンズに係る合焦位置を算出して焦点調節制御を行う制御手段を備える。前記制御手段は、焦点検出時点で得た前記複数のずれ量と、当該焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記複数のずれ量を保持し、焦点検出時点で得た前記複数のずれ量の間の差が閾値以下である場合、当該複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点調節用レンズに係る焦点状態検出量を算出し、焦点検出時点で得た前記複数のずれ量の間の差が閾値を超える場合、当該複数のずれ量のいずれかと、前記焦点検出時点よりも過去の時点で検出した前記複数のずれ量を用いて被写体までの距離または前記焦点調節用レンズに係る焦点状態検出量を算出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、被写体への追従性を維持しつつ、信頼性の高い焦点検出を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の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。
【図２】本発明の実施形態における位相差ＡＦの原理を示す図である。
【図３】図４とともに本発明の実施形態における焦点検出動作を説明するフローチャートであり、処理の主要部を示す。
【図４】図３に続く処理を示すフローチャートである。
【図５】位相差ＡＦにおける像信号を例示する図である。
【図６】撮像装置と被写体の位置関係を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する撮像装置は被写体までの距離または撮像光学系に係る焦点状態検出量を取得して位相差ＡＦを行う機能と、撮像信号を処理して焦点調節用の評価値を算出してコントラストＡＦを行う機能を有する。
図１は焦点調節制御装置を搭載した撮像装置の構成例を示す図である。ここで言う撮像装置は、被写体を撮影して動画や静止画のデータを、テープや固体メモリ、光ディスクや磁気ディスク等の各種メディアに記録する、いわゆるビデオカメラやデジタルスチルカメラ等を含む。装置内の各ユニットは、バス１６０を介して接続されており、各ユニットはメインＣＰＵ（中央演算処理装置）１５１によって制御される。
撮像光学系を構成するレンズユニット１０１は、固定１群レンズ１０２、ズームレンズ１１１、絞り１０３、固定３群レンズ１２１、フォーカスレンズ１３１を含む。これらの光学部材を通して撮像素子１４１上に結像する被写体像は電気信号に変換される。ズーム制御部１１３はメインＣＰＵ１５１の指示に従い、ズームモータ１１２を介してズームレンズ１１１を駆動して焦点距離を変更する。また、焦点調節用レンズとしてのフォーカスレンズ１３１はフォーカスモータ１３２によって駆動されて、焦点調節状態が制御される。
撮像素子１４１上に結像されて光電変換された画像は、撮像信号処理部１４２にて画像信号として整えられる。撮像信号（ＴＶＳ参照）はＡＦ信号処理部１３４に出力され、ここでコントラストＡＦ制御のための評価値（ＦＶ参照）と、合焦度を表す信号（ＩＦＡ参照）が生成されて、フォーカス制御部１３３へ出力される。ＡＦ信号処理部１３４は、撮像信号から被写体像のコントラスト状態を示す信号を生成する第１の焦点検出手段を構成する。
【０００９】
レンズユニット１０１の外部に設けられている位相差ＡＦユニット１３０は、撮像装置から被写体までの距離（被写体距離）に関する信号（Ｌ参照）をフォーカス制御部１３３へ出力する。位相差ＡＦユニット１３０は被写体からの光を分割して得た複数の像を検出する第２の焦点検出手段を構成し、位相差ＡＦ用の瞳分割光学系１３８と位相差検出部１３９を有する。被写体距離に関する情報の算出については、焦点検出光学系をなす瞳分割光学系１３８を通して位相差検出部１３９へ結像される２つの被写体像の位相差を検出することで行われる。フォーカス制御部１３３は、位相差ＡＦユニット１３０による信号ＬとコントラストＡＦに用いる評価値ＦＶおよび合焦度ＩＦＡに基づいてフォーカスレンズ１３１の駆動制御を行う。すなわち、これらの信号に基づいてフォーカスモータ１３２を介してフォーカスレンズ１３１を駆動することで、ＡＦ制御が実現される。
撮像信号処理部１４２の出力する画像データは撮像制御部１４３に送られ、一時的にＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１５４に蓄積される。ＲＡＭ１５４に蓄積された画像データは画像圧縮伸長部１５３にて圧縮された後で画像記録媒体１５７に記録される。これと並行して、ＲＡＭ１５４に蓄積された画像データは、画像処理部１５２にて最適なサイズへの縮小・拡大処理が行われる。最適なサイズに処理された画像データはモニタディスプレイ１５０に送られて画像表示されることで、リアルタイムで撮影画像がユーザに提示される。また、撮影直後にはモニタディスプレイ１５０が所定時間だけ撮影画像を表示することで、ユーザは撮影画像を確認できる。
操作部１５６はユーザが装置への指示を行うために使用する。操作指示信号はバス１６０を介してメインＣＰＵ１５１に送られる。バッテリ１５９は、電源管理部１５８により適切に管理されて撮像装置全体に安定した電源供給を行う。フラッシュメモリ１５５には撮像装置の動作に必要な制御プログラムが記憶されている。ユーザ操作により撮像装置がＯＦＦ状態から起動すると、フラッシュメモリ１５５に格納されていたプログラムがＲＡＭ１５４の一部にロードされる。メインＣＰＵ１５１はＲＡＭ１５４にロードされたプログラムに従って動作制御を行う。
【００１０】
次に位相差ＡＦについて説明する。
図２（Ａ）は位相差ＡＦユニット１３０の構成例を示す図である。被写体２０１からの光は、結像レンズ２０２と２０４を通過して検出部２０３と２０５にそれぞれ到達する。第１の結像レンズ２０２と第１の検出部２０３が組をなし、第２の結像レンズ２０４と第２の検出部２０５が組をなす。第１の検出部２０３と第２の検出部２０５は、基線長Ｂだけ互いに離れて設置されている。被写体２０１からの光のうち、第１の結像レンズ２０２を通った光は第１の検出部２０３上に結像し、また第２の結像レンズ２０４を通った光は第２の検出部２０５上に結像する。
本例では、２つの結像レンズおよび検出部からなる外部測距用センサ群を用いる。結像レンズ２０２，２０４は図１に示した瞳分割光学系１３８に相当し、検出部２０３，２０５は位相差検出部１３９に相当する。位相差ＡＦユニット１３０の検出部２０３は、上段のラインセンサ２０６と下段のラインセンサ２０７から構成される。同様に検出部２０５は上段のラインセンサ２０８と下段のラインセンサ２０９から構成される。本実施形態では、カメラ本体に対して位相差ＡＦユニット１３０を横置きとしているため、各検出部は上下に近接した２列のラインセンサで構成される。これに限らず、位相差ＡＦユニット１３０を縦置きとする場合には、２列のラインセンサが左右に近接した構成となるが、同様の効果が得られる。
図２（Ｂ）は検出部２０３の詳細図である。検出部２０３は３０個×２列の画素から構成されている。上段のラインセンサ２０６は３０個の画素を有し、下段のラインセンサ２０７は３０個の画素を有する。なお検出部２０５についても同様の構成とする。被写体距離の算出にあたっては、検出部２０３および検出部２０５を一対の検出部として用いる。そのため、ラインセンサ２０６とラインセンサ２０８が対となり、ラインセンサ２０７とラインセンサ２０９が対となる。
【００１１】
図３および４は、本実施形態における焦点検出動作を説明するフローチャートである。
Ｓ３０１において、検出部２０３，２０５の蓄積処理が実行される。メインＣＰＵ１５１のプログラム処理によって実現される蓄積制御部は、最大値を示す画素の出力（以下、ピーク値という）を検出し、ピーク値が所定のレベルに到達するまで蓄積が行われるように制御する。Ｓ３０２にて、メインＣＰＵ１５１は蓄積が終了したか否かを判定する。蓄積が終了している場合、Ｓ３０３へ処理を進め、蓄積が未終了の場合には、ピーク値が所定のレベルに達するまでの間、蓄積の終了待ちとなる。Ｓ３０３にて検出部から信号の読み出しが行われ、Ｓ３０４で位相差検出演算が行われる。
【００１２】
図５を参照して位相差検出演算の詳細について説明する。図５は、縦軸に検出部２０３、２０５からの出力信号（以下、像信号という）を示し、横軸に画素位置をとって像ずれを例示する。グラフ曲線Ｐ１は検出部２０３からの像信号を表し、グラフ曲線Ｐ２は検出部２０５からの像信号を表す。図２（Ａ）に示すように検出部２０３と２０５は基線長Ｂだけ離れているため、それぞれの像信号は画素数Ｘだけずれた信号となる。そこで、２つの像信号に対して相関演算を行うことで位相差（以下、像ずれ量という）に相当する画素数Ｘが算出される。相関演算では、２つの像信号の相関値について画素をずらしながら演算が行われ、相関値が最大になる画素のずらし量を求めることで像ずれ量が求まる。この相関演算や、以下の演算処理はメインＣＰＵ１５１が行う。
像ずれ量が算出された後、図３のＳ３０５では、像ずれ量の信頼度が算出される。この信頼度は、像信号のコントラストや、２つの像信号が一致している度合いを示す一致度（相関度）等によって算出される。本実施形態では、検出部に２列のラインセンサを用いているため、この２列のラインセンサに対して、独立に位相差検出演算および信頼度演算がそれぞれ行われる。これにより、対をなす第１のラインセンサによって得られる像ずれ量（第１のずれ量）と、対をなす第２のラインセンサによって得られる像ずれ量（第２のずれ量）と、それぞれに対応した信頼度を得ることができる。Ｓ３０６は、全てのラインセンサに対して、位相差検出演算および信頼度演算が行われたか否かの判定処理である。全てのラインセンサに対する前記演算が終了していない場合、Ｓ３０２に戻って前記の処理を繰り返す。全てのラインセンサに対する前記演算が終了した場合、Ｓ３０７へ移行する。
【００１３】
Ｓ３０７では、Ｓ３０５で算出した信頼度を用いて信頼性判定が実行される。信頼度と所定の閾値が比較され、信頼度が閾値より大きい場合に、像ずれ量は十分に信頼性があると判定される。また信頼度が閾値以下の場合、像ずれ量は信頼性がないと判定される。Ｓ３０７では、算出した２つの信頼度がそれぞれ評価され、信頼性のある像ずれ量が２つあるか否かについて判定される。信頼度が２つとも閾値を超える場合、Ｓ３０８へ移行し、いずれかの信頼度が閾値以下の場合にはＳ３０９へ移行する。Ｓ３０８では、Ｓ３０７で信頼性があるとされた２つの像ずれ量の差分が演算される。差分量が所定の閾値以下であるか否かが判定される。差分量が閾値以下である場合、２つの像ずれ量が同程度であり、上段と下段のラインセンサで同一の合焦位置を示していると判定される。つまり、撮影者が意図する被写体を捉えていると判断することができる。この場合、Ｓ３１０へ移行する。一方、差分量が閾値よりも大きい場合、２つの像ずれ量は同程度でないと判定され、Ｓ３１１へ移行する。Ｓ３１１では、２つの像ずれ量のうち、大きい方が選択される。
Ｓ３１０において、２つの像ずれ量が平均される。２列のラインセンサでそれぞれ算出した像ずれ量が同程度であるので、被写体距離について２回の測定を行ったとみなすことができる。このため、２列のラインセンサでそれぞれ算出した像ずれ量を平均することで、最終的な像ずれ量が決定され（以下、像ずれ決定量という）、これを用いて被写体距離が算出される。
【００１４】
Ｓ３０９では、信頼性のある像ずれ量が１つであるか否かが判定される。信頼できる像ずれ量が１つである場合、Ｓ３１２へ移行し、当該像ずれ量が選択される。また、信頼できる像ずれ量がない場合にはＳ３１３へ移行する。Ｓ３１３では信頼性のある像ずれ量を取得することができなかったため、位相差ＡＦユニット１３０は今回の測定結果を「ＮＧ」とし、被写体距離は算出しない。なお、フォーカス制御部１３３には十分な測定結果が得られなかった旨のエラー情報が送られた後、リターン処理となる。
Ｓ３１１、Ｓ３１２以降、図４の処理に進み、選択された信頼性のある像ずれ量に対して、過去に算出して保持している像ずれ量との一致が確認される。Ｓ３１２において、２つの像ずれ量のうち、信頼性のある方が選択された後、Ｓ３１４では、今回の測定で算出した像ずれ量と、前回の測定で最終的に算出して保持されている像ずれ決定量との差分が演算される。差分量が所定の閾値以下であるか否かが判定される。つまり、今回と前回の像ずれ量が同程度であるか否かが判定され、差分量が閾値を超える場合、Ｓ３１５へ移行する。また、差分量が閾値以下の場合、Ｓ３１７へ移行する。
【００１５】
Ｓ３１５にて、前回の測定で信頼性のある像ずれ量が得られたかが判定される。つまり、上段と下段のラインセンサ毎の像ずれ量について、前回の測定で得た信頼性のある像ずれ量があるか否かが判定される。そのような過去の像ずれ量がある場合、Ｓ３１６へ移行し、過去の像ずれ量がない場合にはＳ３１９へ移行する。Ｓ３１６において、今回の像ずれ量と、Ｓ３１５にて信頼性があるとされた像ずれ量が同程度であるか否かが判定される。両者の差分量が所定の閾値と比較され、同程度である場合、つまり差分量が閾値以下の場合、Ｓ３１７へ移行する。また差分量が閾値を超える場合にはＳ３１８へ移行する。なお、Ｓ３１４、Ｓ３１６で用いる閾値については、Ｓ３０８で使用する閾値と同じ値でもよいし、これよりも大きい値にしてもよい。
Ｓ３１７にて、今回算出した像ずれ量と、前回算出した像ずれ量または前回の像ずれ決定量を平均することにより、像ずれ量が決定する。今回の像ずれ量と前回の像ずれ量を、最終的な像ずれ決定量に反映させることで、被写体に対して２回の測定を行ったとみなすことができる。なお、平均処理については単純平均に限らず、加重平均でもよい。Ｓ３１８では、測定結果が「ＮＧ」とされる。Ｓ３１７、Ｓ３１８の処理を終えてリターン処理となる。
【００１６】
Ｓ３１５からＳ３１９に進んだ場合、前回の測定結果には、今回の測定結果と比較できるデータがないため、一致を確認できる比較対象をさらに以前の測定結果に遡って参照して更新する処理が実行される。Ｓ３１９にて、遡る時間が所定時間内であるか否かが判定され、当該時間が所定時間内である場合、Ｓ３２０に移行する。また当該時間が所定時間を超える場合、Ｓ３１８に移行する。所定時間とは比較対象の探索範囲を時間的に拡大するために予め設定されている判定基準時間である。Ｓ３２０では、さらに過去に遡った測定結果が参照されて、Ｓ３１４に戻り、比較処理を続行する。つまり、前回の測定結果がさらに過去の測定結果に更新される。一方、所定時間まで遡ったにもかかわらず、比較対照となるデータがない場合、Ｓ３１８へ移行し、測定結果が「ＮＧ」となる。
図３のＳ３１１から図４のＳ３１４に進む場合、信頼性があるとされた２つの像ずれ量のうちの一方に対して、過去に算出した像ずれ量と一致するか否かの確認処理が実行される。つまり、Ｓ３１１にて、２つの像ずれ量のうち、値の大きい方が選択される。その理由は、像ずれ量の大きいときに被写体距離が近く、撮影時に意図する被写体である可能性が高いためである。その後、Ｓ３１４へ移行して前述した処理が実行される。なお、Ｓ３１１では、信頼性のある２つの像ずれ量が算出されている。よって、像ずれ量の大きい方がＳ３１８に到達して測定結果が「ＮＧ」となった場合、もう一方の像ずれ量を選択し直して、Ｓ３１４以降の処理を行うことができる。
【００１７】
次に、図３のＳ３１０または図４のＳ３１７で求めた像ずれ決定量から、被写体距離Ｌを算出する方法について説明する。
像ずれ決定量をＸとし、基線長をＢ、結像レンズ２０２、２０４の焦点距離をｆとするとき、被写体距離Ｌは三角測距の原理で下式（１）により求められる。
【数１】
0005743710.tif 000002
図６は撮像装置６００と被写体６０１の位置関係を例示する。被写体６０１は撮像装置６００に近づく方向に移動しているものとする。図６（Ａ）は過去の時点における被写体距離Ｌａを示し、図６（Ｂ）は現時点での被写体距離Ｌｂ（＜Ｌａ）を示す。
図６（Ａ）と（Ｂ）にて被写体距離の測定時には、それぞれ２つの像ずれ量と信頼度が取得される。図６（Ｂ）にて、信頼性がともにあり、同程度の像ずれ量が得られる場合には、今回算出した２つの像ずれ量が平均され、像ずれ決定量が算出される。つまり、過去の被写体距離Ｌａでの像ずれ量とは無関係に、現在の被写体距離Ｌｂを算出できる。一方、信頼性のある像ずれ量が１つしか得られない場合や、２つの像ずれ量が異なっているために、どちらの像ずれ量を使用すべきかの判断が難しい場合には、過去の被写体距離Ｌａが参照される。これにより、信頼性の低い像ずれ量を用いて被写体距離が算出されないように防止できる。
メインＣＰＵ１５１は、測定された被写体距離に基づいて、被写体距離に対して合焦を得るためのフォーカスレンズ位置を算出する。この算出処理には計算式を用いた演算だけでなく、予め不図示のメモリに記憶された、被写体距離に対する合焦位置のデータを読み出すことも含む。そして、フォーカス制御部１３３はメインＣＰＵ１５１の制御指令に従ってフォーカスレンズ１３１を駆動し、該レンズが合焦方向へと移動する。
【００１８】
本実施形態の撮像装置はコントラストＡＦ機能を有しており、ハイブリッドＡＦ制御を行う。フォーカス制御部１３３は、ＡＦ信号処理部１３４からのＡＦ評価値ＦＶと合焦度ＩＦＡ、および位相差ＡＦユニット１３０からの合焦フォーカスレンズ位置を取得する。現在のフォーカスレンズの位置から合焦位置へとフォーカスレンズ１３１が駆動された後、合焦度ＩＦＡを評価することで、フォーカス制御部１３３は現時点のフォーカスレンズ位置が合焦位置の近傍か否かを判断する。現時点のフォーカスレンズ位置が合焦位置近傍である場合、ＡＦ評価値ＦＶに基づいて合焦点位置が探索され、コントラストＡＦが行われる。このように、ボケ量が大きい場合には位相差ＡＦが実行され、合焦位置近傍にフォーカスレンズ１３１を駆動した後でコントラストＡＦによって合焦位置が探索されて、精度の良い自動焦点調節が行われる。
以上に説明した本実施形態によれば、信頼性の低い被写体距離の測定結果を用いてフォーカスレンズが駆動されないようにし、被写体への追従性を維持しつつ、信頼性の高いハイブリッドＡＦを実現できる。また、被写体が動いている場合でも、被写体の現在位置を求め、被写体に追従してフォーカスレンズを動かすことができる。ユーザが撮影方向を変更するために撮像装置の向きや姿勢を変更することで撮影対象を変えた場合でも、ユーザの意図する被写体に対して、フォーカスレンズを素早く動かすことができる。さらには、以下の効果が得られる。
・現在の焦点検出時点で得られている複数のずれ量の差分が閾値以下であると判断できる場合、時間経過に影響されることなく、現在のずれ量のみで焦点検出を行ってフォーカスレンズを駆動することができる。
・現在の焦点検出時点で得られている複数のずれ量の差分が閾値を超えており、充分な一致と判断できない場合には、過去の焦点検出時点で得ているずれ量の情報も用いることで、焦点検出の信頼性を高めることができる。
したがって、被写体へのフォーカスの追従性と安定性との間でバランスのとれた焦点調節制御を実現できる。
【００１９】
［変形例］
次に、前記実施形態の変形例を説明する。
変形例では、上段と下段のラインセンサの出力を合成した像信号について位相差検出を行い、像ずれ決定量を算出する処理を説明する。なお、以下では前記実施形態との相違点を説明することとし、同様の構成要素については既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略する。
図２（Ｂ）に示す検出部２０３において、上段のラインセンサ２０６と下段のラインセンサ２０７が並行に隣接して配置されていることは前記実施形態と同様である。しかし、両者は画素の配列方向において相対的に互いの位置が０．５画素分だけずれている。このことは検出部２０５についても同様とする。
このような検出部２０３、２０５を用いて被写体距離を測定する場合、図３のフローチャートに示すＳ３０１乃至３０８の処理が同様に実行される。
【００２０】
Ｓ３１０では、上段と下段のラインセンサによる像信号が合成される。上段と下段のラインセンサにより得られた像ずれ量が、Ｓ３０７にて両者とも信頼性があると判定され、かつ、Ｓ３０８で同程度の像ずれ量が得られたと判定された場合、Ｓ３１０へ移行する。ここでは、改めて上段と下段のラインセンサの像信号の読み出しが行われ、上段と下段のラインセンサによる像信号が合成される。像信号の合成とは、上段と下段のラインセンサの各画素の信号を交互に取り出すことである。なお、このように交互に取り出した信号に対して、隣接画素の出力を平均し、また所望のフィルタ処理を施してもよい。合成で得た像信号に対して位相差検出演算を行うことで、像ずれ決定量が求まり、被写体距離が算出される。
以上のように、今回測定された複数の像ずれ量のみで測定結果の一致が確認できる場合には、改めて像信号を読み出してから像ずれ決定量を演算できる。
【００２１】
［その他の実施例］
以上に説明した例では、検出部を２列のラインセンサで構成し、安定性を高めるために測定結果の一致回数を２回としている。これに限らず、検出部を３列以上のラインセンサで構成してもよい。この場合、測定結果の一致回数については２回または３回にしてもよい。２回とした場合には追従性重視の仕様となり、３回とした場合には安定性重視の仕様となる。
なお、以上の実施形態では外部測距方式のセンサに適用した例を説明したが、ＴＴＬ（Through the Lens）方式のセンサに適用して焦点検出に用いてもよい。この場合、前記の説明で被写体距離を、デフォーカス量などの焦点状態検出量と読み替えればよい。
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。
【符号の説明】
【００２２】
１３０  位相差ＡＦユニット
１３１  フォーカスレンズ
１３３  フォーカス制御部
１３４  ＡＦ信号処理部
１３８  瞳分割光学系
１３９  位相差検出部
２０３，２０５  検出部
２０６乃至２０９  ラインセンサ
【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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