(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して入射される光束を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、
位相差検出方式によりデフォーカス量及びデフォーカス方向を含むデフォーカス情報を検出する検出手段と、
前記撮像信号に基づいて焦点状態を判定する判定手段と、
前記検出手段が前記デフォーカス情報を検出する前記撮像素子上の第１の範囲と、前記判定手段が焦点状態を検出する前記撮像素子上の第２の範囲とを、前記第２の範囲が前記第１の範囲を含むように設定する設定手段と、
前記検出手段によって検出された前記デフォーカス情報に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態である場合には、検出された前記デフォーカス方向に応じて、前記検出手段によって検出された前記第１の範囲の前記デフォーカス情報に基づく前記フォーカスレンズの駆動を制限する第１の制御に切り替えることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態であって、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス量が第１の閾値より小さい場合には、検出された前記デフォーカス方向に応じて、前記第１の制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の制御に切り替えてから第１の時間が経過するまで、前記フォーカスレンズの駆動量を、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス量に基づいて設定される第１の駆動量より小さい第２の駆動量に制限することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】
前記第２の駆動量は、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス量に対して所定量だけ減少させたデフォーカス量、あるいは所定割合だけ減少させたデフォーカス量に基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記フォーカスレンズが駆動している場合にのみ前記第１の制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス方向が所定の方向ではない場合に、前記第１の制御に切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】
前記所定の方向は、前記検出手段によって前回の焦点検出において検出されたデフォーカス方向であることを特徴とする請求項６に記載の自動焦点調節装置。
【請求項８】
前記検出手段によって検出された前記デフォーカス方向の履歴を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記デフォーカス方向の履歴に応じて前記所定の方向を決定することを特徴とする請求項６または７に記載の自動焦点調節装置。
【請求項９】
前記第１の閾値は、被写界深度と撮影モードの少なくとも一方に応じて変更されることを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１０】
前記第１の閾値は、被写界深度が浅くなるほど大きく設定されることを特徴とする請求項９に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１１】
動画撮影時の前記第１の閾値は、静止画撮影時の前記第１の閾値より大きく設定されることを特徴とする請求項９または１０に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１２】
前記デフォーカス情報は、デフォーカス量を含み、
前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態であって、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス量が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合には、前記フォーカスレンズの駆動を制限する第２の制御に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記フォーカスレンズの駆動が停止している場合にのみ前記第２の制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記第２の制御に切り替えてから第２の時間が経過するまで、前記フォーカスレンズの駆動を停止させておくことを特徴とする請求項１２または１３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１５】
前記第２の閾値は、被写界深度と撮影モードの少なくとも一方に応じて変更されることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１６】
前記第２の閾値は、被写界深度が浅くなるほど小さく設定されることを特徴とする請求項１５に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１７】
動画撮影時の前記第２の閾値は、静止画撮影時の前記第２の閾値より小さく設定されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１８】
前記検出手段は、前記撮像素子において生成される一対の像信号の位相差に基づいて、前記デフォーカス情報を検出することを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１９】
前記判定手段は、前記撮像信号の所定の周波数成分を用いて得られる評価値に基づいて焦点状態を判定することを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２０】
前記設定手段は、前記第２の範囲より小さい範囲であって、前記判定手段が焦点状態を検出する前記撮像素子上の第３の範囲を設定し、
前記デフォーカス情報は、デフォーカス量及びデフォーカス方向を含み、
前記判定手段によって検出された前記第３の範囲の焦点状態が合焦状態でない場合、前記制御手段は、前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態か否かを判定し、
前記判定手段によって検出された前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態であって、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス量が第１の閾値より小さい場合、前記制御手段は、検出された前記デフォーカス方向に応じて、前記第１の制御に切り替えることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２１】
前記判定手段によって検出された前記第３の範囲の焦点状態が合焦状態であって、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス量が第３の閾値より小さい場合、前記制御手段は、検出された前記デフォーカス方向に応じて、前記第１の制御に切り替え、
前記第３の閾値は、前記第１の閾値以下であることを特徴とする請求項２０に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２２】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して入射される光束を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を備えた自動焦点調節装置の制御方法であって、
位相差検出方式によりデフォーカス量及びデフォーカス方向を含むデフォーカス情報を検出する検出ステップと、
前記撮像信号に基づいて焦点状態を判定する判定ステップと、
前記検出ステップにおいて前記デフォーカス情報を検出する前記撮像素子上の第１の範囲と、前記判定ステップにおいて焦点状態を検出する前記撮像素子上の第２の範囲とを、前記第２の範囲が前記第１の範囲を含むように設定する設定ステップと、
前記検出ステップによって検出された前記デフォーカス情報に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御ステップと、を有し、
前記制御ステップでは、前記判定ステップによって判定された前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態である場合には、検出された前記デフォーカス方向に応じて、前記検出ステップによって検出された前記第１の範囲の前記デフォーカス情報に基づく前記フォーカスレンズの駆動を制限する第１の制御に切り替えることを特徴とする自動焦点調節装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差検出方式とコントラスト検出方式を備えた自動焦点調節装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の焦点検出方法として、コントラスト検出方式の焦点検出（以下、コントラストＡＦ）と位相差検出方式の焦点検出（以下、位相差ＡＦ）が知られている。コントラストＡＦはビデオカメラやデジタルスチルカメラで多く用いられるＡＦ方式であり、撮像素子が焦点検出用センサーとして用いられるものである。
【０００３】
コントラストＡＦは、撮像素子の出力信号、特に高周波成分のコントラスト情報に着目し、コントラスト情報を示すＡＦ評価値が最も大きくなるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするＡＦ方式である。その検出方法により、コントラストＡＦでは、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの位置および移動方向を判断するために、フォーカスレンズを移動させてコントラスト情報を得る必要がある。そのため、合焦させるために時間を要したり、フォーカスレンズを移動すべき方向を間違えたり合焦位置を通り過ぎてしまったりと、品位の悪い挙動をすることがある。
【０００４】
一方、位相差ＡＦでは、撮影光学系における互いに異なる射出瞳領域を通過した光束を受光して得られた一対の像信号のズレ量（瞳分割方向の相対的位置ズレ量）からデフォーカス量を検出する。したがって、一度電荷蓄積動作を行えば、ピントのズレの量と方向が同時に得られ、高速な焦点調節動作が可能となる。特に、位相差検出方式を撮像素子面で行う撮像面位相差検出方式（撮像面位相差ＡＦ）を用いれば、ＬＶ撮影や動画撮影でも高速で品位の良いＡＦが可能になる。
【０００５】
しかしながら、位相差ＡＦでは、様々な要因の影響により、焦点検出精度が低くなる場合がある。そこで、コントラストＡＦと位相差ＡＦ両方の長所を活かした方式として、ハイブリッドＡＦが提案されている。特許文献１に開示されている方法では、コントラストＡＦ用の信号から抽出された被写体情報に基づいて、位相差ＡＦとコントラストＡＦを切り替えて焦点調節を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、コントラストＡＦ用の信号に基づいて位相差ＡＦが選択された場合でも、位相差ＡＦの焦点検出結果には様々な要因を受けた誤差が含まれる場合がある。例えば、被写体の絵柄が変化した場合や、被写体が動いていることで被写体を捉える範囲が変わる場合などが挙げられる。位相差ＡＦの焦点検出結果に含まれている誤差に対しても高速な焦点調節動作を行うと、ピントが合ったり若干ぼけたりといったピントのフワつきとなって見えてしまう可能性がある。また、例えば被写体を捉えているエリアに別の被写体が横切るなどした場合に高速な焦点調節動作を行うと、意図しない被写体にピントを合わせようとしてしまい、ピントのフワつきが見えてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、位相差検出方式の焦点調節を行う場合に、被写体の状況や撮影状態が変化しても、品位の良いフォーカシングを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的に鑑みて、本発明の自動焦点調節装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して入射される光束を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、位相差検出方式によりデフォーカス量及びデフォーカス方向を含むデフォーカス情報を検出する検出手段と、前記撮像信号に基づいて焦点状態を判定する判定手段と、前記検出手段が前記デフォーカス情報を検出する前記撮像素子上の第１の範囲と、前記判定手段が焦点状態を検出する前記撮像素子上の第２の範囲とを、前記第２の範囲が前記第１の範囲を含むように設定する設定手段と、前記検出手段によって検出された前記デフォーカス情報に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記第２の範囲の焦点状態が合焦状態である場合には、検出された前記デフォーカス方向に応じて、前記検出手段によって検出された前記第１の範囲の前記デフォーカス情報に基づく前記フォーカスレンズの駆動を制限する第１の制御に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、位相差検出方式の焦点調節を行う場合に、被写体の状況や撮影状態が変化しても、品位の良いフォーカシングを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態におけるカメラ及びレンズユニットの構成を示すブロック図
【図２】本実施形態における撮像面位相差方式の画素構成を示す図
【図３】本実施形態におけるＡＦ処理を示すフローチャート
【図４】本実施形態における焦点検出領域を示す図
【図５】第一の実施形態におけるコントラスト焦点検出領域を示す図
【図６】本実施形態における位相差焦点検出処理を示すフローチャート
【図７】本実施形態における焦点検出領域から得られる像信号を示す図
【図８】本実施形態における相関演算方法を説明する図
【図９】本実施形態における簡易合焦度の概念を示す図
【図１０】第一の実施形態におけるＡＦ制御方法決定処理を示すフローチャート
【図１１】本実施形態における第一及び第二のＡＦ制限制御を示すフローチャート
【図１２】第一の実施形態におけるＡＦ制御方法決定処理の条件を示す図
【図１３】第二の実施形態におけるコントラスト焦点検出領域を示す図
【図１４】第二の実施形態におけるＡＦ制御方法決定処理を示すフローチャート
【図１５】第二の実施形態におけるＡＦ制御方法決定処理の条件を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の実施形態におけるレンズユニット及びカメラ本体からなるレンズ交換式カメラの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態におけるカメラシステムは、レンズユニット１０及びカメラ本体２０から構成されている。レンズユニット１０全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、カメラ全体の動作を統括するカメラ制御部２０７がデータを通信している。なお、本実施形態ではレンズ交換式カメラを例に説明するが、レンズと一体型のカメラにおいても本発明を適用可能である。
【００１４】
まず、レンズユニット１０の構成について説明する。レンズユニット１０は、固定レンズ１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、ズームレンズ（不図示）を備えて構成される撮影光学系を有する。絞り１０２は、絞り駆動部１０４によって駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５によって駆動され、焦点調節を行う。不図示のズームレンズは、ズームレンズ駆動部によって駆動されることにより、ズームの調節を行う。なお、本実施形態においては、ズームレンズおよびズームレンズ駆動部は必須の構成ではない。
【００１５】
絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、ズームレンズ駆動部は、レンズ制御部１０６によって制御され、絞り１０２の開口量や、フォーカスレンズ１０３およびズームレンズの位置が決定される。ユーザーによりレンズ操作部１０７を介してフォーカスやズームなどの操作が行われた場合には、レンズ制御部１０６がユーザー操作に応じた制御を行う。
【００１６】
レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２０７から受信した制御命令・制御情報に応じて絞り駆動部１０４やフォーカスレンズ駆動部１０５、ズームレンズ駆動部の制御を行う。また、レンズ制御部１０６は、レンズ情報（例えば、撮影光学系についての情報）をカメラ制御部２０７に送信する。
【００１７】
次に、本実施形態に係る自動焦点調節装置を備えるカメラ本体２０の構成について説明する。カメラ本体２０は、レンズユニット１０の撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得可能に構成されている。撮像素子２０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを用いて構成される。撮影光学系を通過した光束が撮像素子２０１の受光面上に結像し、形成された被写体像がフォトダイオードによって入射光量に応じた電荷に変換（光電変換）される。各フォトダイオードに蓄積された電荷は、カメラ制御部２０７の指令に従ってタイミングジェネレータ２０９から与えられる駆動パルスに基づいて、電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。
【００１８】
撮像面位相差検出方式の焦点調節（以下、撮像面位相差ＡＦ）に対応しない撮像素子の場合、例えば図２（Ａ）に示すようなベイヤー配列の画素構成となる。一方、本実施形態の撮像素子２０１は、撮像面位相差ＡＦを行うために、図２（Ｂ）に示すように１つの画素に複数（本実施形態では２つ）のフォトダイオードを保持している。光束をマイクロレンズで分離し、この２つのフォトダイオードで結像することで、撮像用とＡＦ用の２つの信号が取得可能になっている。２つのフォトダイオードの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ）が撮像信号であり、個々のフォトダイオードの信号（Ａ、Ｂ）がＡＦ用の２つの像信号になっている。２つの像信号の取得方法は、２つの像信号のそれぞれを読み出す構成に限られない。例えば処理負荷を考慮して、加算した信号（Ａ＋Ｂ）と一方の像信号（例えばＡ）を読み出し、加算した信号（Ａ＋Ｂ）と一方の像信号（例えばＡ）の差分からもう一方の像信号（例えばＢ）を取得する構成でもよい。後述するＡＦ信号処理部２０４でＡＦ用の２つの像信号に対して相関演算を行い、像ずれ量や各種信頼性情報を算出する。
【００１９】
なお、本実施形態では１つの画素に２つのフォトダイオードを有する構成としているが、フォトダイオードの数は２つに限定されず、それ以上であってもよい。また、撮像面位相差ＡＦ対応の撮像素子の構成として、本実施形態のように１つの画素に複数のフォトダイオードを設ける構成に限らず、撮像素子中に焦点検出用の画素を設ける構成であってもよい。
【００２０】
撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びＡＦ用信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２に入力され、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２は、撮像信号をカメラ信号処理部２０３およびＡＦ評価値生成部２１０に、撮像面位相差ＡＦ用の信号をＡＦ信号処理部２０４に出力する。
【００２１】
カメラ信号処理部２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２から出力された撮像信号を表示部２０５に送信する。表示部２０５は、ＬＣＤや有機ＥＬ等を用いて構成される表示デバイスであり、撮像信号に基づく画像を表示する。また、撮像信号の記録を行うモードのときには、撮像信号は記録部２０６に記録される。
【００２２】
ＡＦ信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２から出力されたＡＦ用の２つの像信号を基に相関演算を行い、像ずれ量と信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）を算出する。そして、算出した像ずれ量と信頼性情報をカメラ制御部２０７へ出力する。相関演算の詳細については、図７及び図８を用いて後述する。
【００２３】
ＡＦ評価値生成部２１０は、撮像信号から所定の周波数成分を抽出してＡＦ評価値を生成し、カメラ制御部２０７に出力する。ＡＦ評価値は、撮像素子２０１からの出力信号に基づいて生成される画像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであり、鮮鋭度は撮影光学系の焦点状態（合焦の程度）によって変化するので、結果的に撮影光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００２４】
カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０内の各構成と情報をやり取りして制御を行う。カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０内の処理だけでなく、カメラ操作部２０８からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録の開始、ＡＦ制御の開始、記録画像の確認、ＡＦ枠の選択等、ユーザーが操作したカメラ機能を実行する。また、先述したように、カメラ制御部２０７はレンズユニット１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、撮影光学系の制御命令・制御情報の送信及び、レンズユニット内の情報を取得する。
【００２５】
（ＡＦ処理全体について）
次に、カメラ制御部２０７が実行するＡＦ処理全体のシーケンスについて図３を用いて説明する。以下で説明するステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理は、カメラの動作周期に基づいて周期的に実行される。
【００２６】
まず、ステップＳ３０１において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４に対して相関演算を行う領域（以降、位相差ＡＦ枠とする）を設定する。また、カメラ制御部２０７は、ＡＦ評価値生成部２１０に対してコントラスト評価値を算出する領域（以降、コントラスト焦点検出枠とする）を設定し、ステップＳ３０２に移行する。上記相関演算を行う領域とコントラスト評価値を算出する領域の設定方法については、後述する図４〜図５にて詳細を説明する。
【００２７】
次に、ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１にて設定した各領域における焦点検出処理を行い、ステップＳ３０３に移行する。ＡＦ信号処理部２０４が実行する焦点検出処理ではデフォーカス量を算出し、ＡＦ評価値生成部２１０が実行する焦点検出処理ではＡＦ評価値を算出する。デフォーカス量算出処理とＡＦ評価値算出処理については図６〜図９を用いて後述する。
【００２８】
次に、ステップＳ３０３において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ制御方法決定処理を行い、ステップＳ３０４に移行する。本実施形態におけるＡＦ制御方法決定処理の詳細は図１０を用いて後述する。
【００２９】
次に、ステップＳ３０４では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ３０２で算出したデフォーカス量とステップＳ３０３で決定したＡＦ制御方法に基づいて、レンズ制御部１０６に対してフォーカスレンズを駆動する旨の命令を送信し、ＡＦ処理を終了する。
【００３０】
（位相差ＡＦ枠設定処理）
次に、前述のステップＳ３０１における位相差ＡＦ枠を設定する処理について、図４を用いて説明する。
【００３１】
図４は、位相差ＡＦで用いる像信号を取得する領域の一例を表した図である。図４（ａ）は、画素アレイ４０１上の焦点検出範囲４０２（位相差ＡＦ枠）を示す図である。相関演算を行う為に必要な領域４０４は、焦点検出範囲４０２および相関演算に必要なシフト領域４０３を合わせた領域である。図４（ａ）中のｐ、ｑ、ｓ、ｔは、それぞれｘ軸方向の座標を表す。ｐからｑは領域４０４を表し、ｓからｔは焦点検出範囲４０２を表す。
【００３２】
図４（ｂ）は、焦点検出範囲４０２を５つに分割した焦点検出領域４０５〜４０９を示す図である。一例として、本実施形態では、焦点検出領域単位でピントずれ量を算出し、焦点検出を行う。本実施形態では、分割した複数の焦点検出領域の中から最も信頼できる領域の焦点検出結果を選び、その領域で算出したピントずれ量をＡＦに用いる。なお、焦点検出範囲の分割数や分割方向は上記に限定されない。
【００３３】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）の焦点検出領域４０５〜４０９を連結した仮の焦点検出領域４１０を示す図である。実施形態の一例として、このように焦点検出領域を連結した領域から算出したピントずれ量をＡＦに用いても良い。
【００３４】
なお、焦点検出領域の配置の仕方、領域の広さ等は、本実施形態に挙げた内容に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の形式であれば良い。
【００３５】
（コントラスト焦点検出枠設定処理）
次に、前述のステップＳ３０１におけるコントラスト焦点検出枠を設定する処理について、図５を用いて説明する。図５は、コントラスト方式の焦点検出で用いるコントラスト評価値を算出する領域の一例を表した図である。図５では、図４と同じ構成については同じ番号を付して説明する。
【００３６】
図５では、撮像素子上の画素アレイ４０１に設定されたコントラスト焦点検出枠５０１を示している。本実施形態では、コントラスト焦点検出枠を、図４で説明した焦点検出範囲４０２（位相差ＡＦ枠）を含む領域に設定する。そして、コントラスト焦点検出枠で取得されたコントラストＡＦ評価値に基づいて、後述するように合焦度合いを判定する。
【００３７】
このように、本実施形態では、位相差ＡＦの焦点検出範囲４０２を含み、焦点検出範囲４０２よりも大きい領域に、合焦度合いを判定するためのコントラスト焦点検出枠を設定する。これにより、位相差ＡＦの焦点検出範囲４０２よりも広く、より画面全体に対して合焦しているか否かを判定することができる。また、焦点検出範囲４０２から出力されるデフォーカス量が変化した場合でも、例えばパンニングなどにより被写体が変わったのか、意図しない被写体が横切ったのかの判断をすることができる。詳細な判定の方法については後述する。
【００３８】
なお、以降の説明では、コントラスト焦点検出枠５０１は判定枠と呼ぶこととする。また、判定枠の配置の仕方、領域の広さ等は、本実施形態に挙げた内容に限られるのもではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適用可能である。
【００３９】
本実施形態では、図４で説明した位相差ＡＦの焦点検出範囲に対応するＡＦ枠を画像に重畳して表示部２０５に表示する。カメラ操作部２０８の部材を介して、ユーザーはＡＦ枠を移動させることができる。なお、本実施形態では判定枠は表示しないものとする。
【００４０】
（位相差焦点検出処理）
次に、図３のステップＳ３０２の焦点検出処理のうち、位相差ＡＦによる焦点検出処理について、図６を用いて説明する。図６は、位相差焦点検出処理を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、ステップＳ６０１では、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ３０１で設定された焦点検出領域から一対の像信号を取得する。ステップＳ６０２では、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ６０１で取得した一対の像信号から相関量を算出する。ステップＳ６０３では、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ６０２で算出した相関量から相関変化量を算出する。
【００４２】
ステップＳ６０４では、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ６０３で算出した相関変化量からピントずれ量を算出する。ステップＳ６０５では、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ６０４で算出したピントずれ量がどれだけ信頼できるのかを表す信頼性を算出する。信頼性は、前述したように、像信号の二像一致度や二像急峻度等をもとに算出される値である。ステップＳ６０１〜Ｓ６０５の処理は、図４で説明した焦点検出範囲内に存在する焦点検出領域の数だけ行う。
【００４３】
次に、ステップＳ６０６では、カメラ制御部２０７は、焦点検出領域毎にピントずれ量をデフォーカス量に変換する。ステップＳ６０７では、カメラ制御部２０７は、ＡＦに使用する焦点検出領域を決定し、焦点検出処理を終了する。
【００４４】
（相関計算の詳細説明）
次に、図７及び図８を用いて、図６で説明した位相差ＡＦによる焦点検出処理について詳細に説明する。
【００４５】
図７は、図４で設定した焦点検出領域から取得した像信号を示す図である。ｓからｔが焦点検出範囲を表し、ｐからｑがシフト量を踏まえた焦点検出演算に必要な範囲である。またｘからｙは、分割した１つ分の焦点検出領域を表す。
【００４６】
図７（ａ）は、シフト前の像信号を波形で表した図である。実線７０１が像信号Ａ（Ａ像）、破線７０２が像信号Ｂ（Ｂ像）を示している。領域７０５から７０９は、図４の分割した各焦点検出領域を表す。
【００４７】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のシフト前の像波形に対しプラス方向にシフトした図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）のシフト前の像波形に対しマイナス方向にシフトした図である。相関量を算出する際には、それぞれ矢印の方向に像信号Ａ７０１、像信号Ｂ７０２を１ビットずつシフトする。
【００４８】
続いて、相関量ＣＯＲの算出法について説明する。まず、図７（ｂ）と（ｃ）で説明した通り、像信号Ａと像信号Ｂを１ビットずつシフトしていき、そのときの像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の和を算出する。なお、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図７中のｐ−ｓ、最大シフト数は図７中のｑ−ｔである。また、ｘは焦点検出領域の開始座標、ｙは焦点検出領域の終了座標である。これらを用いて、以下の式（１）によって相関量ＣＯＲを算出することができる。
【００４９】
【数１】
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【００５０】
図８（ａ）は、相関量を波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関量を示す。相関量波形８０１において、極値周辺の領域８０２、８０３が示されている。この中でも相関量が小さい方ほど、Ａ像とＢ像の一致度が高いといえる。
【００５１】
続いて、相関変化量ΔＣＯＲの算出法について説明する。まず、図８（ａ）の相関量波形より、１シフト飛ばしの相関量の差から相関変化量を算出する。この時、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図７中のｐ−ｓ、最大シフト数は図７中のｑ−ｔである。これらを用いて、以下の式（２）によって相関変化量ΔＣＯＲを算出することができる。
【００５２】
【数２】
0006614783.tif 000003
【００５３】
図８（ｂ）は、相関変化量ΔＣＯＲを波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関変化量を示す。相関変化量波形８０４において、領域８０５や８０６で相関変化量がプラスからマイナスになる。このように相関変化量が０となるところをゼロクロスと呼ぶ。ゼロクロスにおいて最もＡ像とＢ像の一致度が高く、そのときのシフト量がピントずれ量となる。
【００５４】
図８（ｃ）は、図８（ｂ）の領域８０５の部分を拡大したもので、相関変化量波形８０４の一部分８０７が示されている。図８（ｃ）を用いて、ピントずれ量ＰＲＤの算出法について説明する。まず、ピントずれ量は整数部分βと小数部分αに分けられる。小数部分αは、図８（ｃ）中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥの相似の関係から、以下の式（３）によって算出することができる。
【００５５】
【数３】
0006614783.tif 000004
【００５６】
続いて小数部分βは、図８（ｃ）中より以下の式（４）によって算出することができる。
【００５７】
【数４】
0006614783.tif 000005
【００５８】
以上のように、αとβの和からピントずれ量ＰＲＤを算出することができる。
【００５９】
また、図８（ｂ）のように複数のゼロクロスが存在する場合は、ゼロクロスでの相関量変化の急峻性ｍａｘｄｅｒ（以下、急峻性と呼ぶ）が大きいところを第１のゼロクロスとする。この急峻性はＡＦのし易さを示す指標で、値が大きいほどＡＦし易い点であることを示す。急峻性は以下の式（５）によって算出する事ができる。
【００６０】
【数５】
0006614783.tif 000006
【００６１】
以上のように、ゼロクロスが複数存在する場合は、急峻性によって第１のゼロクロスを決定する。
【００６２】
続いて、ピントずれ量の信頼性の算出法について説明する。信頼性は、前記急峻性や、像信号Ａ、Ｂの２像の一致度ｆｎｃｌｖｌ（以下、２像一致度と呼ぶ）によって定義することができる。２像一致度はピントずれ量の精度を表す指標で、値が小さいほど精度が良い。
【００６３】
図８（ｄ）は、図８（ａ）の領域８０２の部分を拡大したもので、相関量波形８０１の一部分８０８が示されている。２像一致度は以下の式（６）によって算出できる。
【００６４】
【数６】
0006614783.tif 000007
【００６５】
（コントラスト焦点検出処理の詳細説明）
次に、図９を用いて、図３のステップＳ３０２の焦点検出処理のうち、コントラスト方式による焦点検出処理について詳細に説明する。
【００６６】
図９は所定の被写体に対して、各フォーカスレンズ位置におけるコントラスト評価値９０１の変化を表した図である。図９に示すように、フォーカスレンズ位置が合焦位置に近くなるほどコントラスト評価値９０１の値は大きくなり、フォーカスレンズ位置が合焦位置から遠ざかるほどコントラスト評価値９０１の値は小さくなる。なお、本実施形態におけるコントラスト評価値とは、コントラスト焦点検出枠５０１の撮像信号を、所定のカットオフ周波数以上の高周波成分を通過させる高周波フィルタに通し、通過した高周波成分に基づいた値（以降、ＥＰとする）である。
【００６７】
図９の領域９０３〜９０５は、簡易合焦度と呼ばれる合焦の程度を表した領域の概念である。簡易合焦度は、上述のＥＰを輝度のコントラストの最大値（以降、ＭＭＰとする）で割った値として算出される。図９中の点線９０２は、ＭＭＰがフォーカスレンズ位置に応じてどのように変化するのかの概念を表している。
【００６８】
図示されるように、ＭＭＰは、前述のコントラスト評価値（ＥＰ）と比較して、フォーカスレンズ位置の変化に対する値の増減が小さい。これは、被写体が同じである限り、ボケ状態によらず輝度のコントラストが略同じであることに起因する。被写体に依存するＭＭＰによりＥＰを正規化して簡易合焦度（ＥＰ／ＭＭＰ）を算出することで、被写体によるコントラスト評価値の変動をある程度抑えることができる。
【００６９】
本実施形態においては、簡易合焦度（ＥＰ／ＭＭＰ）の値が５５％以上である場合は合焦状態とし、４０％以上である場合は小ボケ、４０％未満である場合は大ボケと判断する。なお、この値は一例であり、判定の閾値は上記の値に限られるものではない。
【００７０】
（ＡＦ制御方法決定処理）
次に、図１０及び図１２を用いて、図３のステップＳ３０３におけるＡＦ制御方法決定処理について詳細に説明する。図１０は、ＡＦ制御方法決定処理を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、ステップＳ１００１では、カメラ制御部２０７は、決定された焦点検出領域における像信号の信頼性を取得する。また、後のステップでデフォーカス情報（デフォーカス方向を含む）の履歴情報を使用するため、カメラ制御部２０７は、決定された焦点検出領域で算出されたデフォーカス情報を不図示のＲＡＭへと記録する。
【００７２】
ステップＳ１００２に進み、信頼性のレベルが所定の閾値αより高いかどうかを判定する。この閾値αは、算出されたデフォーカス量が十分信頼できるかどうかを判定するための閾値である。信頼性が閾値αより高ければステップＳ１００３へ遷移し、閾値α以下であればステップＳ１０１１へ遷移する。
【００７３】
次に、ステップＳ１００３では、カメラ制御部２０７は、判定枠の簡易合焦度が合焦であるか否かを判定する。合焦であると判定した場合はステップＳ１００４へ移行し、合焦していないと判定した場合はステップＳ１０１０へ移行する。
【００７４】
次に、ステップＳ１００４では、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量が第一の閾値ＴＨ１より小さいか否かを判定する。デフォーカス量が第一の閾値ＴＨ１より小さい場合にはステップＳ１００５へ移行し、第一の閾値以上である場合はステップＳ１００８へ遷移する。
【００７５】
次に、ステップＳ１００５では、カメラ制御部２０７は、記録したデフォーカス情報の履歴から、算出されたデフォーカス方向が過去のデフォーカス方向と同じか否かを判定する。過去のデフォーカス方向と同じであると判定した場合はステップＳ１００６に移行し、過去のデフォーカス方向と異なると判定した場合はステップＳ１００７に移行する。
【００７６】
なお、算出されたデフォーカス方向が過去のデフォーカス方向と同じであるか否かを判断する方法としては、例えば以下の方法が考えられる。過去１回分の履歴情報を参照する場合、前回のデフォーカス方向と同じであるか否かを判定する。また、過去ｎ回以上の履歴情報を算出する場合は（ｎ≧２）、過去ｎ回のデフォーカス方向の多数決をとり、多いほうのデフォーカス方向と同じか否かを判断する。別の方法としては、過去ｎ回のデフォーカス方向とデフォーカス量の平均を計算し、算出されたデフォーカス方向が同じか否かを判定してもよい。また、平均を計算する場合に、新しいデフォーカス量に対する重みを重くしてデフォーカス量の平均を計算して、算出されたデフォーカス方向が同じか否かを判定してもよい。なお、これらの方法は一例であり、判定方法は上記の方法に限られるものではない。
【００７７】
ステップＳ１００６では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量を基に通常のＡＦ制御を行うことで、応答性の高いＡＦ制御を実施するように設定し、処理を終了する。ここで、図１２の表は、位相差ＡＦ枠で検出されたデフォーカス量および判定枠で検出された合焦度合いによる条件と、設定されるＡＦ制御方法との関係を示している。ステップＳ１００６で設定される制御は、図１２の表では「［１］通常のＡＦ制御」に相当する。
【００７８】
一方、ステップＳ１００７では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量に対して第一の制限をかけてＡＦ制御を実施する。第一の制限については、図１１（ａ）を用いて後述する。ステップＳ１００７で設定される制御は、図１２の表では「［２］第一のＡＦ制限制御（フワつき防止）」に相当する。
【００７９】
算出されたデフォーカス量が閾値ＴＨ１より小さい場合は、位相差ＡＦ枠で捉えている被写体は合焦付近にいると判断できる。ここで、例えば画面内で被写体が移動している場合等に、位相差ＡＦ枠内の絵柄の変化や被写体の枠へのかかり方の変化の影響により、相関計算の誤差（ばらつき）が生じる可能性がある。このような場合に算出されたデフォーカス量分だけそのままフォーカスレンズを駆動してしまうと、上記の誤差分もフォーカスレンズを駆動してしまうことになり、不要なピントの変動が生じるおそれがある（ピントのフワつき）。そこで、判定枠の簡易合焦度が合焦を示し、かつ出力されたデフォーカス量がＴＨ１より小さい場合に、検出されるデフォーカス方向がばらつく場合には、後述する第一のＡＦ制限制御を実施することで、ピントのフワつきを防止する。
【００８０】
ステップＳ１００８では、カメラ制御部２０７は、算出したデフォーカス量が第二の閾値ＴＨ２より大きいか否かを判定する（ＴＨ１＜ＴＨ２）。デフォーカス量が第二の閾値ＴＨ２より大きい場合にはステップＳ１００９へ移行し、ＴＨ２以下である場合はステップＳ１０１０へ遷移する。
【００８１】
判定枠の簡易合焦度が合焦を示している状態において、出力されたデフォーカス量がＴＨ２より大きい場合は、位相差ＡＦ枠において意図しない被写体が横切った可能性があると判断できる。この場合、算出されたデフォーカス量分だけそのままフォーカスレンズを駆動してしまうと、横切った被写体にピントを合わせようとする。そのため、横切り被写体が位相差ＡＦ枠からフレームアウトすると、結果的にボケた画像となってしまう。そこで、判定枠が合焦と判定している状態で算出したデフォーカス量がＴＨ２より大きい場合には、意図しない被写体が横切っている可能性があるため、後述する第二のＡＦ制限制御を実施することで、ＡＦ制御の誤動作を軽減する。
【００８２】
ステップＳ１００９では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量に対して第二の制限をかけてＡＦ制御を実施する。第二の制限については、図１１（ｂ）を用いて後述する。ステップＳ１００９で設定される制御は、図１２の表では「［３］第二のＡＦ制限制御（横切り対策）」に相当する。
【００８３】
一方、ステップＳ１０１０では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量を基に通常のＡＦ制御を行うことで、応答性の高いＡＦ制御（通常のＡＦ制御）を実施するように設定し、処理を終了する。ステップＳ１０１０で設定される制御は、図１２の表では「［４］通常のＡＦ制御」または「［５］通常のＡＦ制御」に相当する。
【００８４】
また、ステップＳ１００２で焦点検出領域の像信号の信頼性レベルが所定の閾値α以下であると判定された場合、ステップＳ１０１１において、信頼性レベルが所定の閾値βより高いかどうかを判定する（α＞β）。この閾値βは、検出されたデフォーカス方向が十分信頼できるかどうかを判定するための閾値である。信頼性が閾値βより高ければステップＳ１０１２へ遷移し、閾値β以下であればステップＳ１０１５へ遷移する。
【００８５】
ステップＳ１０１２では、カメラ制御部２０７は、記録したデフォーカス情報の履歴から、算出されたデフォーカス方向が過去のデフォーカス方向と同じか否かを判定する。過去のデフォーカス方向と同じであると判定した場合はステップＳ１０１３に移行し、過去のデフォーカス方向と異なると判定した場合はステップＳ１０１４に移行する。
【００８６】
次に、ステップＳ１０１３では、カメラ制御部２０７は、検出されたデフォーカス方向を基に通常のＡＦ制御を行うことで、応答性の高いＡＦ制御を実施するように設定し、処理を終了する。ステップＳ１０１３で設定される制御は、図１２の表では「［１］通常のＡＦ制御」に相当する。ここでは、算出されるデフォーカス量の信頼性は低いが、デフォーカス方向は十分信頼できるため、通常のＡＦ制御として、検出されたデフォーカス方向をもとに所定量のフォーカスレンズの駆動が行われる。
【００８７】
一方、ステップＳ１０１４では、カメラ制御部２０７は、検出されたデフォーカス方向を用いて、第一の制限をかけてＡＦ制御を実施する。ステップＳ１０１４で設定される制御は、図１２の表では「［２］第一のＡＦ制限制御（フワつき防止）」に相当する。
【００８８】
ステップＳ１０１５に進んだ場合、位相差ＡＦの信頼性が低い（デフォーカス量およびデフォーカス方向の信頼性が低い）ため、位相差ＡＦによる焦点検出結果を用いることができない。そこで、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズを至近側から無限側へ駆動するサーチ動作を行ってＡＦ制御を行う。
【００８９】
（ＡＦ制限制御の詳細説明）
次に、図１１を用いて、図１０のステップＳ１００７およびＳ１０１４における第一のＡＦ制限制御と、ステップＳ１００９における第二のＡＦ制限制御について説明する。まず、図１１（ａ）を用いて第一のＡＦ制限制御について説明する。図１１（ａ）は、第一のＡＦ制限制御の処理を示すフローチャートである。
【００９０】
ステップＳ１１０１では、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズが合焦して停止しているか否かを判断する。合焦停止していない場合はステップＳ１１０２に移行し、合焦して停止中である場合は処理を終了する。このように、フォーカスレンズが合焦停止中は第一のＡＦ制限制御を実施しないようにすることで、合焦停止中にカメラ制御部２０７が取得したデフォーカスに基づいてフォーカスレンズを駆動するのを防止する。
【００９１】
ステップＳ１１０２では、カメラ制御部２０７が第一のＡＦ制限制御を行うと判断した場合、ＡＦ制御を制限する時間をカウントする制限時間カウンタ１をカウントアップする。
【００９２】
次に、ステップＳ１１０３では、カメラ制御部２０７は、制限時間カウンタ１が予め制限時間を規定している閾値であるカウントＴ１を超えているか否かを判定する。制限時間カウンタ１がカウントＴ１を超えている場合はステップＳ１１０４に移行し、カウントＴ１以下である場合はステップＳ１１０５に移行する。
【００９３】
ＡＦ制御を制限している間、ステップＳ１１０５では、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズの駆動を停止するか、フォーカスレンズの駆動量を通常のＡＦ制御における駆動量より小さくしてＡＦ制御を行う。ここでは、通常のＡＦ制御における駆動量に対して所定デフォーカス量分減算するか、所定割合減算することでフォーカスレンズの駆動量を小さくすることにより、ＡＦの誤動作（合焦付近でのフワつき）を軽減する。なお、ステップＳ１０１４における制御では、ステップＳ１００７における制御と比較して、より位相差ＡＦの信頼性が低いため、通常の駆動量に対して駆動量を減少させる割合を大きくする。ＡＦ制御を制限している期間が所定時間（Ｔ１）経過したら、ステップＳ１１０４に進み、カメラ制御部２０７は、通常のＡＦ制御を行うように切り替えて処理を終了する。なお、上記所定デフォーカス量や所定割合は、レンズの特性や絞り、焦点距離、被写体距離などの状態に応じて変更しても良い。
【００９４】
次に、図１１（ｂ）を用いて第二のＡＦ制限制御について説明する。図１１（ｂ）は、第二のＡＦ制限制御の処理を示すフローチャートである。
【００９５】
まず、ステップＳ１１０６では、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズが合焦停止中か否かを判断する。フォーカスレンズガ合焦停止中である場合はステップＳ１１０７に移行し、合焦停止中でない場合は処理を終了する。このようにフォーカスレンズが駆動中は第二のＡＦ制限制御を実施しないようにすることで、フォーカスレンズの駆動中に被写体が大きく動いた場合の応答性が悪化することを防止できる。また、図１１（ｂ）には表記していないが、フォーカスレンズが駆動している場合は、ＴＨ２よりも大きいデフォーカス閾値を設定して横切りか否かを判定し、被写体の大きな動きに追従できるようにしても良い。
【００９６】
ステップＳ１１０７では、カメラ制御部２０７が第二のＡＦ制限制御を行うと判断した場合、ＡＦ制御を制限する時間をカウントする制限時間カウンタ２をカウントアップする。
【００９７】
次に、ステップＳ１１０６では、カメラ制御部２０７は、制限時間カウンタ２が予め制限時間を規定している閾値であるカウントＴ２を超えているか否かを判定する。制限時間カウンタ２がカウントＴ２を超えている場合はステップＳ１１０９に移行し、カウントＴ２以下である場合はステップＳ１１１０に移行する。
【００９８】
ＡＦ制御を制限している間、ステップＳ１１１０では、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズの駆動を停止し、ＡＦの誤動作（横切り被写体への誤ったピント合わせ動作）を軽減する。ＡＦ制御を制限している期間が所定時間（Ｔ２）を超えると、ステップＳ１１０９に進み、カメラ制御部２０７は、通常のＡＦ制御を行うように切り替えて処理を終了する。
【００９９】
なお、第二のＡＦ制限制御では、第一のＡＦ制限制御で行っていたフォーカスレンズの駆動量を通常のＡＦ制御の場合よりも小さく設定してＡＦを行う制御方法は行わない。その理由としては、駆動量を小さくしたとしても、ＡＦ制御を行ってしまうと、被写体が横切る前に元々合焦していた被写体からピントを動かすことになってしまい、結果として横切り被写体がフレームアウトするとピントがずれた状態になってしまうからである。
【０１００】
なお、制限時間カウンタ１及び制限時間カウンタ２は、カメラを起動したときやカメラモードの切り替わり、またはカメラ制御部２０７が通常のＡＦ制御を行うと判断した場合などのタイミングでリセットされる。また、カウントＴ１に関しては、合焦付近でＡＦ制御を行っている間はステップＳ１１０５で行うＡＦ制限制御を時間制限なく継続することで、常にフワつきの少ないＡＦ制御を実現できることを考慮すると、制限時間カウンタ１が到達しない値としても良い。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態では、位相差ＡＦ枠より大きい判定枠のコントラスト評価値に基づいて合焦判定を行い、判定枠が合焦であると判断した場合は、位相差ＡＦ結果に応じてＡＦ制御に制限をかける。より具体的には、位相差ＡＦ枠で合焦付近であることが判断され、さらに検出されたデフォーカス方向がばらついている場合、所定時間の間、フォーカスレンズの駆動量を小さくする、または駆動を停止することでピントのフワつきを抑制する。また、判定枠が合焦であると判断したにもかかわらず、位相差ＡＦで大きなデフォーカス量が検出された場合、所定時間の間、フォーカスレンズの駆動を停止することで、意図する被写体と異なる被写体にピントが移るのを抑制する。このような制御を行うことにより、被写体の状況や撮影状態の変化が生じた場合でも品位の良いフォーカシングが可能になる。
【０１０２】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明に係る第二の実施形態について図１３〜図１５を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同じ項目については同じ番号を付して説明を省略する。
【０１０３】
（コントラスト焦点検出枠設定処理）
第二の実施形態では、複数のコントラスト焦点検出枠（判定枠）を設定する点で第一の実施形態と異なる。まず、本実施形態におけるコントラスト焦点検出枠を設定する処理について、図１３を用いて説明する。
【０１０４】
図１３は、撮像素子上の画素アレイ４０１において、図５のコントラスト焦点検出枠５０１の他に、位相差ＡＦ枠４０２と略同じ大きさのコントラスト焦点検出枠１３０１を示す図である。コントラスト焦点検出枠５０１に加えて、位相差ＡＦ枠４０２と略同じ大きさのコントラスト焦点検出枠１３０１を設定することで、後述の第一の制限処理及び第二の制限処理をより正確に判断して実施することが可能となる。
【０１０５】
なお、以降の説明ではコントラスト焦点検出枠１３０１は第二判定枠と呼び、第一の実施形態において判定枠としていた枠を第一判定枠と呼ぶこととする。第二判定枠は、第一判定枠より小さく、位相差ＡＦ枠を含む領域に設定され、好ましくは位相差ＡＦ枠と略同じ大きさの領域に設定される。また、判定枠の配置の仕方、領域の広さ等は、本実施形態に挙げた内容に限られるのもではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲の形式であれば良い。さらに、本実施形態では２種類の判定枠を設定しているが、発明の趣旨を逸脱しない範囲の形式であれば３種類以上の判定枠を設定しても良い。
【０１０６】
（ＡＦ制御方法決定処理）
次に、図１４及び図１５を用いて、図３のステップＳ３０３におけるＡＦ制御方法決定処理の第二の実施形態について詳細に説明する。図１４は、図１０に替えて、本実施形態におけるＡＦ制御方法決定処理を示すフローチャートである。図１４において、図１０と同様の処理については同じステップ番号を付して説明を省略する。
【０１０７】
まず、ステップＳ１００１において位相差ＡＦ枠の信頼性を取得し、ステップＳ１００２で信頼性レベルが所定の閾値αより高いことが判定されると、ステップＳ１４０１へ進む。信頼性レベルが閾値α以下の場合は、図１０のステップＳ１０１１へ進み、以降の処理は図１０と同様である。
【０１０８】
ステップＳ１４０１では、カメラ制御部２０７は、第二判定枠の簡易合焦度が合焦であるか否かを判定する。合焦であると判定した場合はステップＳ１４０２へ移行し、合焦していないと判定した場合はステップＳ１００３へ移行する。ステップＳ１００３〜Ｓ１０１０の処理は、図１０と同様である。この場合、第一判定枠を図１０における判定枠とする。
【０１０９】
ステップＳ１４０２では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１００１で算出されたデフォーカス量が第三の閾値ＴＨ３より小さいか否かを判定する。デフォーカス量が第三の閾値ＴＨ３より小さい場合には、ステップＳ１４０３へ移行し、ＴＨ３以上である場合はステップＳ１４０６へ遷移する。
【０１１０】
算出されたデフォーカス量がＴＨ３より小さい場合は、位相差ＡＦ枠で捉えている被写体は合焦付近にいると判断できる。ここで、例えば画面内で被写体が移動している場合等に、位相差ＡＦ枠内の絵柄の変化や被写体の枠へのかかり方の変化の影響により、相関計算の誤差（ばらつき）が生じる可能性がある。このような場合に算出されたデフォーカス量分だけそのままフォーカスレンズを駆動してしまうと、上記の誤差分もフォーカスレンズを駆動してしまうことになり、ピントのフワつきの原因となる。
【０１１１】
また、第二判定枠において合焦と判定されたにもかかわらず、算出されたデフォーカス量がＴＨ３以上である場合は、算出されたデフォーカス量が誤っている可能性がある。そこで、ＡＦ制御の誤動作を軽減するために、後述する第二のＡＦ制限制御を実施する。なお、本実施形態では、第二判定枠の領域が第一判定枠の領域より小さく、位相差ＡＦ枠と略同じ領域を判定していることから、第三の閾値は第一の閾値以下（ＴＨ３≦ＴＨ１）とする。
【０１１２】
次に、ステップＳ１４０３では、カメラ制御部２０７は、デフォーカス情報の履歴から、検出されたデフォーカス方向が過去のデフォーカス方向と同じか否かを判定する。過去のデフォーカス方向と同じであると判定した場合はステップＳ１４０４に移行し、過去のデフォーカス方向と異なると判定した場合はステップＳ１４０５に移行する。なお、検出されたデフォーカス方向が過去のデフォーカス方向と同じであるか否かを判断する方法としては、第一の実施形態と同じであるため説明は省略する。
【０１１３】
次に、ステップＳ１４０４では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量を基に通常のＡＦ制御を行うことで、応答性の高いＡＦ制御を実施するように設定し、処理を終了する。
【０１１４】
ここで、図１５の表は、位相差ＡＦ枠で検出されたデフォーカス量、および第一の判定枠と第二の判定枠で検出された合焦度合いによる条件と、設定されるＡＦ制御方法との関係を示している。ステップＳ１４０４で設定される制御は、図１５の表では「［５］通常のＡＦ制御」に相当する。
【０１１５】
ステップＳ１４０５では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量に対して前述した第一の制限をかけてＡＦ制御を実施する。ステップＳ１４０５で設定される制御は、図１５の表では「［６］第一のＡＦ制限制御（フワつき防止）」に相当する。
【０１１６】
一方、ステップＳ１４０６では、カメラ制御部２０７は、算出されたデフォーカス量に対して前述した第二の制限をかけてＡＦ制御を実施する。ステップＳ１４０６で設定される制御は、図１５の表では「［７］第二のＡＦ制限制御（横切り対策）」に相当する。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態では、第一の実施形態で説明した判定枠（第一判定枠）に加えて、第一判定枠より小さい第二判定枠を設定してコントラスト評価値に基づく合焦判定を行う。これにより、第二判定枠が合焦であると判断した場合に、ＡＦのフワつきによる映像の品位の低下をより効果的に軽減することができる。また、第二判定枠に意図しない被写体が横切るなどして第二判定枠で合焦が判定されない場合でも、第一の実施形態と同様に第一判定枠を用いて合焦判定を行うことで、意図する被写体に対するピントのボケの発生を軽減することができる。
【０１１８】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明に係る第三の実施形態について説明する。本実施形態では、前述した第一及び第二の実施形態における第一の閾値ＴＨ１、第二の閾値ＴＨ２、第三の閾値ＴＨ３、また、制限時間を規定している閾値であるカウントＴ１、及びカウントＴ２について、所定の条件により閾値を変更する。
【０１１９】
本実施形態では、図１のカメラ操作部２０８を用いて、ユーザーが撮影モードとして動画モード（動画撮影及び記録のモード）及び静止画モードの切り替えを行うことができる。動画撮影時はより安定したＡＦ動作を実施することが求められるため、ユーザーが動画モードに切り替えた場合は、上記の閾値を静止画モードよりもより厳しい値となるように変更する。具体的には、第一の閾値ＴＨ１及び第三の閾値ＴＨ３は値をより大きい値に変更し、第二の閾値ＴＨ２をより小さい値に設定する。上記のように閾値を変更することによって、よりＡＦ制御を制限する範囲が広がり、より安定したＡＦ制御を行うことができる。
【０１２０】
また、動画モードにおいては、カウントＴ１及びカウントＴ２の値もより大きい値に変更することで、ＡＦ制御を制限する期間も長くなり、より安定したＡＦ制御を行うことができる。
【０１２１】
一方、静止画撮影時は、被写体により応答性よく追従させることが重要となる。そのため、静止画モードに設定している場合は、各種閾値を動画モードの場合とは反対に設定する（より大きい値に設定していた閾値はより小さい値に設定し、より小さい値に設定していた閾値はより大きい値に設定する）。これにより、ＡＦの応答性を向上させることができる。
【０１２２】
また、被写界深度が浅い場合と深い場合、被写体距離が近い場合と遠い場合、焦点距離が長い場合と短い場合では、それぞれ、下記のように閾値を変更する。
【０１２３】
まず、被写界深度が浅い場合、被写体距離が近い場合、焦点距離が長い場合は、下記のように閾値を変更する。第一の閾値ＴＨ１及び第三の閾値ＴＨ３については、値をより大きい値に変更し、第二の閾値ＴＨ２については、より小さい値に変更する。また、カウントＴ１及びカウントＴ２の値も、より大きい値に変更する。
【０１２４】
一方、被写界深度が深い場合、被写体距離が遠い場合、焦点距離が短い場合は、各種閾値も反対に設定する（より大きい値に設定していた閾値はより小さい値に設定し、より小さい値に設定していた閾値はより大きい値に設定する）。
【０１２５】
次に、第一の閾値ＴＨ１と第三の閾値ＴＨ３を大きい値に設定する理由を説明する。焦点距離が長いなどで被写界深度が浅い場合は、フォーカスレンズの動きが微小であってもピントのズレとなって見えてしまう。そのため、合焦付近の判定に用いるデフォーカス量よりも大きいデフォーカス量が検出された場合でも、第一のＡＦ制限制御を実施することが好ましい。
【０１２６】
また、被写体距離が近い場合も、焦点深度が浅くなるため、フォーカスレンズの動きが微小であってもピントのズレとなって見えてしまう。そのため、合焦付近の判定に用いるデフォーカス量よりも大きいデフォーカス量が検出された場合でも、第一のＡＦ制限制御を実施することが好ましい。
【０１２７】
また、第二の閾値の値を小さい値に設定する理由を説明する。深度の浅い画像を撮影しているときに大きいデフォーカス量が検出されるということは、意図しない被写体がＡＦ枠内に入ってきてしまった可能性が高いと考えられる。そこで、意図しない被写体を捉えたと判定するためのデフォーカス量の範囲を広げることで、ＡＦの誤動作を軽減させることができる。
【０１２８】
なお、各閾値は、上述した全ての項目に応じて変更してもよいし、少なくとも一つの項目に応じて変更してもよい。また、全ての閾値を変更してもよいし、少なくとも一つの閾値を変更してもよい。
【０１２９】
（他の実施形態）
本発明の目的は以下のようにしても達成できる。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するための手順が記述されたソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムまたは装置に供給する。そしてそのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体および制御プログラムは本発明を構成することになる。
【０１３０】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどが挙げられる。また、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等も用いることができる。
【０１３１】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行可能とすることにより、前述した各実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１３２】
更に、以下の場合も含まれる。まず記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う。
【０１３３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述したが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１３４】
２０  カメラ本体
１０３  フォーカスレンズ
１０５  フォーカスレンズ駆動部
１０６  レンズ制御部
２０１  撮像素子
２０４  ＡＦ信号処理部
２０７  カメラ制御部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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