(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から取得した撮像面位相差ＡＦ方式用の像信号に基づいて、撮像光学系のデフォーカス量及びその信頼度を算出する信号処理部と、
前記信頼度が、第１の条件を充たしているか否か、又は前記第１の条件とは異なる第２の条件を充たしているか否か、の少なくとも一方を判定する判定部と、
前記撮像光学系の一部を構成するフォーカスレンズの駆動を、第１のモード及び前記第１のモードとは異なる第２のモードから選択されたいずれかのモードで制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記判定部により前記第１の条件を充たしていると判定された場合には、前記第２の条件を充たしているか否かによらずに前記フォーカスレンズの駆動による合焦動作を実行し、
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記判定部により前記第１の条件を充たしていると判定された場合であっても、前記第２の条件を充たしていない場合には、前記フォーカスレンズの駆動を制限する
ことを特徴とする自動焦点装置。
【請求項２】
前記第１の条件とは、前記信頼度が、前記デフォーカス量の信頼度が高いことに対応して、第１の値以上であることである
ことを特徴とする請求項１記載の自動焦点装置。
【請求項３】
前記第２の条件とは、前記デフォーカス量が、所定の範囲内であることである
ことを特徴とする請求項２記載の自動焦点装置。
【請求項４】
前記第２の条件とは、前記撮像光学系のデフォーカス方向がユーザにより設定された前記フォーカスレンズの駆動方向と合致していることである
ことを特徴とする請求項２記載の自動焦点装置。
【請求項５】
前記第１の条件とは、前記信頼度が、前記デフォーカス量の信頼度が高くないことに対応して、第１の値未満であることであり、
前記第２の条件とは、前記信頼度が、前記第１の値よりも小さい第２の値以上であることである
ことを特徴とする請求項１記載の自動焦点装置。
【請求項６】
前記撮像素子からＴＶＡＦ方式用の信号を通過させるＡＦゲートと、
前記ＴＶＡＦ方式用の信号からＴＶＡＦ評価値を生成するＴＶＡＦ信号処理回路と、をさらに有し、
前記第１の条件とは、前記信頼度が、前記デフォーカス量の信頼度が高くないことに対応して、第１の値未満であることであり、
前記第２の条件は、前記ＴＶＡＦ評価値が所定値より大きいことであり、
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記第１の条件を充たす場合に、前記第２の条件を充たす場合には、ＴＶＡＦ方式によるＡＦ制御を実行する
ことを特徴とする請求項１記載の自動焦点装置。
【請求項７】
前記フォーカスレンズの駆動の制限は、前記フォーカスレンズの駆動の停止である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動焦点装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記デフォーカス量が所定の深度内である場合には、前記フォーカスレンズの駆動を停止する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動焦点装置。
【請求項９】
撮像素子からの撮像面位相差ＡＦ方式用の像信号に基づき算出された撮像光学系のデフォーカス量及びその信頼度を取得するステップと、
前記信頼度が、第１の条件を充たしているか否か、又は前記第１の条件とは異なる第２の条件を充たしているか否か、の少なくとも一方を判定するステップと、
前記撮像光学系の一部を構成するフォーカスレンズの駆動を、第１のモード及び前記第１のモードとは異なる第２のモードから選択されたいずれかのモードで制御するステップと、を有し、
前記第１のモードは、前記判定するステップにおいて、前記第１の条件を充たしていると判定された場合に、前記第２の条件を充たしているか否かによらずに前記フォーカスレンズの駆動による合焦動作を実行するモードであり、
前記第２のモードは、前記判定するステップにおいて、前記第１の条件を充たしていると判定された場合であっても、前記第２の条件を充たしていない場合には、前記フォーカスレンズの駆動を制限するモードである
ことを特徴とする自動焦点装置の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項９に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点装置並びにその制御方法、プログラム及び記録媒体に関し、特に、撮像面位相差ＡＦ方式による焦点調節制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一眼レフカメラを代表とする撮像装置は、ＬＶ（ライブビュー）画面を見ながらの撮影方法に対するウェイトが非常に高まっている。特に、動画撮影の需要が高まっており、動画撮影ではＬＶ画面を見ながらの撮影が快適に行えることが望まれ、撮像装置の自動合焦（ＡＦ）方式として様々な手法が提案されている。
【０００３】
近年需要が高まっている動画撮影時におけるＡＦ制御では、逸早く合焦させるための応答性に加えて、フォーカシング動作の品位が求められている。ＬＶ撮影時にも品位良くフォーカシングを行うことが可能なＡＦ方式として、撮像面位相差ＡＦ方式がある。
【０００４】
撮像面位相差ＡＦ方式の種類の１つとして、撮像素子の撮像画素をマイクロレンズで瞳分割し、複数の焦点検出画素で光軸を受光することで、撮像を行うと同時に焦点検出を行う手法が提案されている。特許文献１は、１つの画素に２つのフォトダイオードが設けられ、各画素に形成された１つのマイクロレンズで集光される各フォトダイオードが撮像レンズの異なる瞳面の光を受光する構成を開示する。この構成により得られた２つのフォトダイオードの出力を比較することで撮像面位相差ＡＦ方式の焦点調節制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０８３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
動画撮影等の撮像時において品位良くフォーカシングを行う要素の一つはフォーカシング動作の安定性である。フォーカシング動作の安定性として、例えば、合焦している被写体からピントがずれてボケていかないことや、等距離にある被写体を撮影している場合にフォーカシング動作が見えないこと等がある。
【０００７】
従来の撮像面位相差ＡＦ方式においては、被写体が大ボケの状態の場合、常に被写体までのデフォーカス量が算出できるとは限らず、被写体までのデフォーカス量が算出できるまで、フォーカスレンズを合焦位置に近づくように駆動させる制御を行われる。しかし、被写体が存在する又は低コントラストの被写体が存在する場合に、常にデフォーカス量が算出できる状態になるとは限らない。このような状態では、被写体に合焦させることができず、フォーカスレンズが往復を繰り返すハンチングの状態になってしまう。これは、撮像時における品位良いフォーカシング動作とは言い難い。
【０００８】
フォーカシング動作のハンチングを防ぐ又は低減するために、ユーザは、ＡＦ動作から手動によるフォーカシング動作（ＭＦ動作）に切り替えたり、フォーカシング動作を一時的に停止させることで防ぐことが可能である。しかしながら、この場合であっても、どのような被写体に対するフォーカシング動作の場合に、ハンチング動作となってしまうかをユーザが事前に予測して判断するのは難しい。そのため、ユーザの意図せずに、ＡＦ動作時にハンチングが生じてからユーザがＭＦ動作に切り替えたり、又は、ＡＦ動作をロックさせた場合には、どうしても遅れが生じてしまい、ハンチング動作が見えてしまうことがある。当該切り替えに係るユーザの操作は、カメラのブレにつながるおそれがある。また、撮像中にＭＦ動作により合焦させることは比較的難しく、カメラが自動で被写体を探し続けてほしいというユーザの要望も少なくない。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑み、撮像時の品位良いフォーカシング動作を提供し、被写体への安定したピント合わせを実現する自動焦点装置並びにその制御方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態は、撮像素子から取得した撮像面位相差ＡＦ方式用の像信号に基づいて、撮像光学系のデフォーカス量及びその信頼度を算出する信号処理部と、前記信頼度が、第１の条件を充たしているか否か、又は前記第１の条件とは異なる第２の条件を充たしているか否か、の少なくとも一方を判定する判定部と、前記撮像光学系の一部を構成するフォーカスレンズの駆動を、第１のモード及び前記第１のモードとは異なる第２のモードから選択されたいずれかのモードで制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記判定部により前記第１の条件を充たしていると判定された場合には、前記第２の条件を充たしているか否かによらずに前記フォーカスレンズの駆動による合焦動作を実行し、前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記判定部により前記第１の条件を充たしていると判定された場合であっても、前記第２の条件を充たしていない場合には、前記フォーカスレンズの駆動を制限する自動焦点装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る自動焦点装置は、撮像時に、自動で被写体に合焦を続ける第１のモードと、所定の条件を満たす場合に被写体に合焦する第２のモードの２つのＡＦ動作モードを有する。これにより、撮像時の品位良いフォーカシングを提供し、被写体への安定したピント合わせを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る自動焦点装置を備えた撮像装置のブロック図である。
【図２】一実施形態に係る撮像面位相差方式の画素構成の模式図である。
【図３】第１実施形態に係るＡＦ制御処理のフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る連続モードの駆動処理のフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る連続モードのレンズ駆動処理のフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係る安定モードの駆動処理のフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る安定モードのレンズ駆動処理のフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係る安定モードのレンズ駆動処理のフローチャートである。
【図９】第１実施形態に係る安定モードのレンズ駆動処理のフローチャートである。
【図１０】相関演算の説明図である。
【図１１】像信号の波形例のグラフである。
【図１２】相関量波形例のグラフである。
【図１３】相関変化量波形例のグラフである。
【図１４】ピントずれ量の説明図である。
【図１５】２像一致度の算出する方法の説明図である。
【図１６】第１実施形態に係るデフォーカス量の算出のフローチャートである。
【図１７】第２実施形態に係る自動焦点装置を備えた撮像装置のブロック図である。
【図１８】第２実施形態に係る安定モードのレンズ駆動処理のフローチャートである。
【図１９】ＴＶＡＦ制御の微笑駆動の説明図である。
【図２０】ＴＶＡＦ制御の山登り駆動の説明図である。
【図２１】一実施形態に係る画面表示例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
［第１実施形態］
＜撮像装置の構成＞
本発明の第１実施形態に係る自動焦点装置を備えた撮像装置１００について説明する。本実施形態に係る自動焦点装置は、ＡＦ信号処理部２０４及びカメラ制御部２０７を備え、カメラ本体２０に設けられる。なお、本実施形態に係る自動焦点装置は、レンズユニット１０に設けられていてもよい。また、撮像装置１００の構成は、レンズユニット１０及びカメラ本体２０を備えるレンズ交換式カメラの構成であるが、レンズ括り付け（レンズ一体型）カメラの構成等であってもよい。
【００１５】
図１は、本実施形態における、レンズユニット１０及びカメラ本体２０を備えた撮像装置１００の構成のブロック図である。図１に示すように、撮像装置１００では、レンズユニット１０に設けられレンズユニット全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、カメラ本体２０に設けられカメラ本体全体の動作を統括するカメラ制御部２０７とが情報をやり取りする。
【００１６】
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、絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、レンズ駆動部１０６及びレンズ操作部１０７を備えている。固定レンズ１０１、絞り１０２及びフォーカスレンズ１０３は、撮影光学系を構成する。固定レンズ１０１は、固定された複数のレンズを有する第１群のレンズである。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への入射光量を調節する。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、後述する撮像素子２０１に結像される焦点の調節を行う。なお、ズーム用の第２群のレンズを撮像光学系に設けるようにしてもよい。
【００１７】
絞り駆動部１０４及びフォーカスレンズ駆動部１０５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の位置を変更する。レンズ操作部１０７に対してユーザの操作があった場合、レンズ制御部１０６は、ユーザ操作に基づき、絞り駆動部１０４及びフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。また、レンズ制御部１０６は、カメラ本体２０に設けられたカメラ制御部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及びフォーカスレンズ駆動部１０５を制御し、当該制御に係る情報（レンズ制御情報）をカメラ制御部２０７に送信する。
【００１８】
カメラ本体２０は、レンズユニット１０の撮影光学系（１０１〜１０３）を通過した光束から撮像信号を取得するよう構成されている。カメラ本体２０は、撮像素子２０１、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）／ＡＧＣ（自動利得制御）回路２０２、カメラ信号処理部２０３及びＡＦ信号処理部２０４を備えている。また、カメラ本体２０は、表示部２０５、記録部２０６、カメラ制御部２０７、カメラ操作部２０８及びタイミングジェネレータ２０９を備えている。
【００１９】
撮像素子２０１は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサで構成される撮像素子であり、レンズユニット１０の撮影光学系を通ってきた光束を受光面上で結像し、フォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換する。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２０７の指令に従い、タイミングジェネレータ２０９からの駆動パルスに基づいて信号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。
【００２０】
図２に示すように、撮像素子２０１は、撮像面位相差ＡＦを行うために、一つの画素に２つのフォトダイオードを保持している。なお、図２は、撮像素子２０１の受光面の一部を表している。撮像素子２０１の各画素において、レンズユニット１０の撮像光学系からの光束がマイクロレンズで分離され、この２つのフォトダイオードで結像されることで、撮像信号及びＡＦ用信号が生成される。当該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）が撮像面位相差ＡＦ方式用の２つの像信号（ＡＦ信号）である。ＡＦ信号を基に、後述するＡＦ信号処理部２０４で２つの像信号に対して相関演算が行われ、像ずれ量や各種信頼性情報が算出される。
【００２１】
撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びＡＦ信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２においてサンプリング及びゲイン調整処理が行われ、撮像信号はカメラ信号処理部２０３に、ＡＦ信号はＡＦ信号処理部２０４にそれぞれ出力される。
【００２２】
カメラ信号処理部２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力された撮像信号に対して各種の画像処理を施すことにより、映像信号を生成する。表示部２０５は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等により構成される表示装置であり、カメラ信号処理部２０３から出力された映像信号を撮像画像として表示する。記録部２０６は、カメラ信号処理部２０３からの映像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００２３】
ＡＦ信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力されたＡＦ用の２つの像信号に対して相関演算を行い、デフォーカス量、デフォーカス方向及び信頼性情報を算出する。当該信頼性情報には、デフォーカス量の信頼度、二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等が含まれる。ＡＦ信号処理部２０４は、算出したデフォーカス量、デフォーカス方向及び信頼性情報をカメラ制御部２０７へ出力する。他方、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス量、デフォーカス方向及び信頼性情報を基に、これらを算出するための設定の変更をＡＦ信号処理部２０４に通知する。相関演算の詳細については、図１０〜１５を用いて後述する。
【００２４】
なお、本実施形態は、撮像信号及びＡＦ用の２つの像信号の計３つの信号を撮像素子２０１から取り出しているが、これに限定されるものではない。撮像素子２０１の負荷を考慮し、例えば撮像信号及びＡＦ用の１つの像信号の計２つを取り出し、ＡＦ信号処理部２０４等において撮像信号とＡＦ用信号の差分を取ることでもう１つのＡＦ用の像信号を生成するようにしても良い。
【００２５】
カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０内全体の機能部２０３〜２０６、２０８、２０９と情報をやり取りして各種制御を行う。また、カメラ制御部２０７は、カメラ操作部２０８に対するユーザの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録の開始、ＡＦ制御の開始、記録映像の確認等の様々なカメラ機能を実行する。また、カメラ制御部２０７は、先述したようにレンズユニット１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、レンズユニット１０に係る制御命令・制御情報を送り、またレンズユニット１０内の様々な情報を取得する。なお、詳細には後述するが、カメラ制御部２０７は、（i）フォーカスレンズを駆動させ、自動で被写体に合焦を続ける第１のモードを実行する。また、カメラ制御部２０７は、（ii）デフォーカス量が所定の深度内且つその信頼度が高の場合、フォーカスレンズを停止させ、そうで無い場合、デフォーカス量及びその信頼度に基いてフォーカスレンズを合焦駆動又は停止させる第２のモードを実行する。
【００２６】
ここで、合焦動作の際、カメラ制御部２０７がレンズ制御部１０６に制御信号を送り、それに応じてレンズ制御部１０６がフォーカスレンズ駆動部１０５を制御することにより、合焦動作が行われる。そのため、以下で、カメラ制御部２０７がフォーカスレンズ１０３を駆動するという場合、カメラ制御部２０７は、レンズ制御部１０６及びフォーカスレンズ駆動部１０５を通じてフォーカスレンズ１０３の駆動を制御する。
【００２７】
＜ＡＦ制御処理＞
次に、本実施形態におけるカメラ制御部２０７により実行されるＡＦ制御処理について説明する。図３は、本実施形態におけるカメラ制御部２０７により実行されるＡＦ制御処理を示すフローチャートである。
【００２８】
本実施形態に係るＡＦ制御処理は、カメラ制御部２０７内又は撮像装置１００に設けられたＲＯＭ（不図示）等に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。また、本処理は、例えば１フィールド画像を生成するための撮像素子２０１からの撮像信号の読み出しごとにくり返し実行される。
【００２９】
図３において、まず、Ｓ３０１で、カメラ制御部２０７は、レンズ制御部１０６を通じて受け取ったレンズ操作部１０７からの情報を基にユーザにより設定されたフォーカシング動作に関するＡＦモードが連続モード又は安定モードであるかを判定する。連続モードの場合、Ｓ３０２へ処理を移し、安定モードの場合、Ｓ３０４へ処理を移す。
【００３０】
ここで、「連続モード」は、ＡＦ信号処理部２０４で算出されたデフォーカス量、デフォーカス方向及び信頼性情報に基づいて、撮像装置１００が自動で常に被写体を探索し続け、自動で被写体にピントを合わせ（合焦を）続けるモードである。また、「安定モード」は、ＡＦ信号処理部２０４で算出されたデフォーカス量、デフォーカス方向及び信頼性情報が所定の条件を満たす場合にのみ被写体に対してピントを合わせ続けるモードである。当該所定の条件は後述する。なお、ユーザは、レンズ操作部１０７に対する操作により、ＡＦモードとして連続モード（第１のモード）又は安定モード（第２のモード）を設定できる。
【００３１】
Ｓ３０２の処理については後述する。連続モードの場合、カメラ制御部２０７は、Ｓ３０３で手動によるフォーカシング動作（ＭＦ操作）を不許可にし、Ｓ３０６でレンズ駆動処理が実行中であることをユーザに示すために表示部２０５に表示されたフォーカス枠を白枠で表示する。
【００３２】
Ｓ３０４の処理については後述する。安定モードの場合、カメラ制御部２０７は、Ｓ３０５で後述するＮＧフラグがＯＮか否かを判定する。ＮＧフラグがＯＦＦの場合（Ｓ３０５でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ３０７でＭＦ操作をＯＦＦ（不許可）にし、Ｓ３０８で表示部２０５に表示されたフォーカス枠を白枠で表示する。逆に、ＮＧフラグがＯＮの場合（Ｓ３０５でＹｅｓ）、Ｓ３０９でＭＦ操作をＯＮ（許可）し、Ｓ３１０で表示部２０５に表示されたフォーカス枠を黄枠で表示する。
【００３３】
Ｓ３０７及びＳ３０９で判定されるＮＧフラグは、後述する安定モードのレンズ駆動処理時にレンズの駆動状態を示すフラグであり、一時的にレンズ駆動を停止している状態の際にＮＧフラグはＯＮにセットされている。
【００３４】
ここで、後述する安定モードのレンズ駆動処理が実行中であるか、レンズ駆動処理が停止中であるかを表示部２０５の表示によりユーザに通知してもよい。例えば、図２１に示すように、フォーカス枠に関する表示２１０２，２１０４、２１０６や、ＡＦモードに関するアイコン表示２１０３、２１０５、２１０７を表示部２０５に表示する。連続モード時や安定モード時にＮＧフラグがＯＦＦでレンズ駆動処理が実行中である場合には、フォーカス枠表示を白枠表示２１０２、２１０４にし、レンズ駆動処理が一時的に停止している場合には、フォーカス枠表示を黄枠表示２１０６にしてもよい。
【００３５】
また、アイコン表示２１０５、２１０７を互いに異なる表示とすることで、安定モードにおけるＮＧフラグのＯＮ／ＯＦＦの違いをユーザに通知してもよい。これにより、ユーザは、レンズ駆動処理が実行中であること（ＮＧフラグＯＦＦ）又は一時的にレンズ駆動処理が停止している状態（ＮＧフラグＯＮ）であることを判断できる。そして、ユーザは、撮像装置１００が被写体を探してピント合わせを自動で行う状態か、又は、ピント合わせが停止している状態でありユーザの意志により被写体に対してピントを合わせたい場合、手動によるフォーカシングが必要な状態かを判断できる。
【００３６】
手動によるフォーカシングが必要な状態である場合には、ＭＦ操作がＯＮ（許可）される（Ｓ３０９）。また、表示部２０５のアイコン表示により、ＡＦモードが連続モードであるか（アイコン表示２１０３）、安定モードであるか（アイコン表示２１０５、２１０７）を示してもよい。上述した表示については、これに限定されるものではなく、ユーザがＡＦモードの種類やＮＧフラグのＯＮ／ＯＦＦを判別できればよく、表示以外の手法（音声による通知等）を用いてもよい。
【００３７】
次に、図４を用いてＳ３０２の連続モードの駆動処理について説明する。
【００３８】
まず、Ｓ４０１で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からの算出結果（デフォーカス量、デフォーカス方向及び信頼性情報）が前回取得した算出結果に対して更新されたか否かを判定する。カメラ制御部２０７は、更新されていれば（Ｓ４０１でＹｅｓ）、Ｓ４０２で更新後の算出結果をＡＦ信号処理部２０４から取得し、そうでなければ（Ｓ４０１でＮｏ）、処理を終了する。
【００３９】
Ｓ４０３で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から取得した算出結果を基に、デフォーカス量が所定の深度内にあり且つ当該デフォーカス量の信頼度が「高」であるかどうかを判定する。デフォーカス量が所定の深度内にあり且つその信頼度が「高」である場合（Ｓ４０３でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ４０４で合焦停止フラグをＯＮに設定し、Ｓ４０５でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止し、処理を終了する。他方、デフォーカス量が当該所定の深度内に無く又はその信頼度が「高」で無い場合（Ｓ４０３でＮｏ）、Ｓ４０６で合焦停止フラグをＯＦＦに設定する。
【００４０】
ここで、デフォーカス量の信頼度は、ＡＦ信号処理部２０４により、デフォーカス量の精度及びデフォーカス方向が確かである場合に「高」と判定され、デフォーカス量の精度が不確かであるがデフォーカス方向が確かである場合に「中」と判定される。デフォーカス量の信頼度が「高」である場合とは、主被写体に対して合焦近傍にフォーカスしている状態又はすでに合焦している状態である。この場合には、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からのデフォーカス量を信頼し、ピントが合うようにフォーカスレンズ１０３の駆動を行う。
【００４１】
また、デフォーカス量の信頼度が「中」の場合とは、ＡＦ信号処理部２０４からの信頼性情報の二像一致度だけが所定値よりも低いため、デフォーカス量の精度は確かではないが、デフォーカス方向は信頼できる状態で、主被写体に対して小ボケの状態である。デフォーカス量の信頼度が「中」の場合には、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量を信頼せず、サーチ駆動を行う。ここで、サーチ駆動は、ＡＦ信号処理部２０４からのデフォーカス量を用いずにフォーカスレンズ１０３を所定方向に所定量駆動し被写体を探す駆動である。上記の場合にはサーチ駆動の開始方向は、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス方向に設定される。
【００４２】
さらに、デフォーカス量の精度が確かでなく且つデフォーカス方向も信頼できない場合にデフォーカス量の信頼度は「低」であると判定される。デフォーカス量の信頼度が「低」である状態は、例えば、被写体に対して大きくボケている状態であり、デフォーカス量が正しく算出できないような状態である。この場合にはデフォーカス量を信頼せず、サーチ駆動が行われるが、サーチ駆動の開始方向は、ＡＦ信号処理部２０４からのデフォーカス方向を用いずに、例えばレンズ端から遠い方向と設定される。なお、ここで述べたデフォーカス量の信頼度の判定（「高、中、低」）は、上記例に限定されるものではない。
【００４３】
デフォーカス量が所定の深度以内に無く又はデフォーカス量の信頼度が「高」で無い場合、Ｓ４０６でカメラ制御部２０７は、合焦停止フラグをＯＦＦにし、Ｓ４０７で後述する連続モードのレンズ駆動処理を行い、処理を終了する。
【００４４】
図５は、連続モードのレンズ駆動処理Ｓ４０７を示すフローチャートである。
【００４５】
Ｓ５０１で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からデフォーカス量が得られているがＳ４０３における当該所定の深度内には無く且つその信頼度が「高」か否かを判定する。当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つ信頼度が「高」の場合（Ｓ５０１でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５０２で当該デフォーカス量及びデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動量及び駆動方向を設定する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ５０３で測距エラーカウント値及び端カウント値をクリアし、Ｓ５０４で、Ｓ５０２において設定した駆動量及び駆動方向に基づいてフォーカスレンズ１０３を駆動させ、処理を終了する。
【００４６】
デフォーカス量が得られなかった又はその信頼度が「高」でない場合（Ｓ５０１でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５０５で測距エラーカウント値が第１のカウント値よりも大きいか否かを判定する。ここで、第１のカウント値は、撮像装置１００に設けられた不揮発性のメモリ（不図示）に予め記憶させておいた値である。
【００４７】
測距エラーカウント値が第１のカウント値よりも大きく無い場合（Ｓ５０５でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５０６で測距エラーカウント値をカウントアップ（＋１）し、処理を終了する。
【００４８】
測距エラーカウント値が第１のカウント値よりも大きい場合（Ｓ５０５でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５０７で、後述するサーチ駆動フラグがＯＮであるか否かを判定する。サーチ駆動フラグがＯＮの場合（Ｓ５０７でＹｅｓ）、すでにサーチ駆動が実行されている状態であるため、カメラ制御部２０７は、前回のレンズ駆動を継続して実行する。
【００４９】
Ｓ５１４で、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３がサーチ駆動され、レンズ端にあたったか否かを判定する。レンズ端にあたった場合（Ｓ５１４でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１５で端カウント値をカウントアップ（＋１）する。
【００５０】
Ｓ５１６で、カメラ制御部２０７は、端カウント値が１よりも大きい（つまり２以上）か否かを判定する。端カウント値が１よりも大きい場合（Ｓ５１６でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３を至近から無限まですべて駆動させても確かなデフォーカス量を得ることができなかったため、ピントを合わせることができる被写体がないと判断する。その後、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１７でサーチ駆動フラグをＯＦＦし、Ｓ５１８で測距エラーカウント値及び端カウント値をクリアし、そしてＳ５１９でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止させ、処理を終了する。
【００５１】
他方、端カウント値が１より大きく無い場合（Ｓ５１６でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５２０でフォーカスレンズ１０３の駆動方向を現在の駆動方向とは反対の駆動方向に設定し、Ｓ５１２で所定の駆動量を設定する。そして、Ｓ５１３で、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１２で設定された所定の駆動量及びＳ５２０で設定された駆動方向に基づいて、フォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００５２】
サーチ駆動フラグがＯＦＦの場合（Ｓ５０７でＮｏ）、まだサーチ動作を開始している状態ではないため、カメラ制御部２０７は、Ｓ５０８でサーチ駆動フラグをＯＮし、Ｓ５０９でデフォーカス量の信頼度が「中」であるか否かを判定する。
【００５３】
デフォーカス量の信頼度が「中」である場合（Ｓ５０９でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１０でＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス方向を用いて駆動方向を設定し、Ｓ５１２で所定の駆動量を設定する。そして、Ｓ５１３で、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１０で取得したデフォーカス方向に、Ｓ５１２で設定した所定の駆動量だけフォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００５４】
他方、デフォーカス量の信頼度が「中」では無い場合（Ｓ５０９でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１１でレンズ端から遠い方向へ駆動方向を設定し、Ｓ５１２で所定の駆動量を設定する。そして、Ｓ５１３で、カメラ制御部２０７は、Ｓ５１１で設定した駆動方向にＳ５１２で設定した所定の駆動量だけフォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００５５】
なお、Ｓ５１２における所定の駆動量としては、撮像装置１００に設けられた不揮発性メモリ（不図示）に予め格納された値を用いればよい。例えば、当該所定の駆動量は、焦点深度の７倍の駆動量である。また、当該所定の駆動量は、焦点距離に応じて可変にしてもよく，焦点距離が長くなる程、大きな駆動量となるようにすればよい。
【００５６】
図６は、Ｓ３０４の安定モードの駆動処理を示すフローチャートである。なお、図４で説明した連続モードの駆動処理と同じ処理については同一の符号を付しており、それらの説明は省略する。
【００５７】
デフォーカス量が所定の深度内にあり且つデフォーカス量の信頼度が「高」である場合（Ｓ４０３でＹｅｓ）には、カメラ制御部２０７は、Ｓ４０４で合焦停止フラグをＯＮに設定し、Ｓ４０５でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止させる。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ６０１でＮＧフラグをＯＦＦし、処理を終了する。
【００５８】
他方、デフォーカス量が所定の深度内に無く又はデフォーカス量の信頼度が「高」で無い場合（Ｓ４０３でＮｏ）には、カメラ制御部２０７は、Ｓ４０６で合焦停止フラグをＯＦＦに設定する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ６０２で、後述する安定モードのレンズ駆動処理を行い、処理を終了する。
【００５９】
図７は、Ｓ６０２の安定モードのレンズ駆動処理の第１の例を示すフローチャートである。本実施形態では、安定モードのレンズ駆動処理の第１乃至第３の例を示し、撮像装置１００は、当該第１乃至第３の例のうちの少なくとも１つを用い、ユーザがいずれかを選択できるようにしてもよい。
【００６０】
Ｓ７０１で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からデフォーカス量が得られているがＳ４０３における当該所定の深度内には無く且つデフォーカス量の信頼度が「高」であるか否かを判定する。当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つその信頼度が「高」である場合（Ｓ７０１でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ７０２で、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス量が予め決められた所定の範囲内にあるか否かを判定する。なお、当該所定の範囲は、撮像装置１００に設けられた不揮発性のメモリ（不図示）に予め記憶させておけばよい。
【００６１】
デフォーカス量が当該所定の範囲内にある場合（Ｓ７０２でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ７０３で当該デフォーカス量及びデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動量及び駆動方向を設定する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ７０４で、Ｓ７０３で設定した駆動量及び駆動方向に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦に向けて駆動（合焦駆動）し、Ｓ７０５でＮＧフラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【００６２】
デフォーカス量が得られなかった若しくはその信頼度が「高」では無い場合（Ｓ７０１でＮｏ）、又は、当該デフォーカス量が所定の範囲内に無い場合（Ｓ７０２でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ７０６でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ７０７でＮＧフラグをＯＮに設定し、処理を終了する。なお、Ｓ７０２の処理は省略してもよい。
【００６３】
図８は、Ｓ６０２の安定モードのレンズ駆動処理の第２の例を示すフローチャートである。図７に示す第１の例のレンズ駆動処理では、当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つその信頼度が「高」である場合にレンズ駆動が行われる。しかし、本例のレンズ駆動処理では、デフォーカス量の精度は確かではないが、デフォーカス方向は信頼できる状態も含めた場合を示す。
【００６４】
Ｓ８０１で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からデフォーカス量が得られているがＳ４０３における当該所定の深度内には無く且つデフォーカス量の信頼度が「高」であるか否かを判定する。当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つその信頼度が「高」である場合（Ｓ８０１でＹｅｓ）、Ｓ８０２で、カメラ制御部２０７は、当該デフォーカス量及びデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動量及び駆動方向を設定する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ８０３で測距エラーカウント値をクリアし、Ｓ８０４でＮＧフラグをＯＦＦに設定し、Ｓ８２１において、Ｓ８０２で設定した駆動量及び駆動方向に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦駆動させ、処理を終了する。
【００６５】
デフォーカス量が得られなかった又はその信頼度が「高」では無い場合（Ｓ８０１でＮｏ）、Ｓ８０５で、カメラ制御部２０７は、測距エラーカウント値が第１のカウント値よりも大きいか否かを判定する。ここで、当該第１のカウント値は、撮像装置１００に設けられた不揮発性メモリ（不図示）に予め記憶させておいた値でよい。
【００６６】
測距エラーカウント値が第１のカウント値よりも大きく無い場合（Ｓ８０５でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ８０６で測距エラーカウント値をカウントアップ（＋１）し、Ｓ８０４へ処理を移行する。他方、測距エラーカウント値が第１のカウント値よりも大きい場合（Ｓ８０５でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ８０７でサーチ駆動フラグがＯＮであるか否かを判定する。
【００６７】
サーチ駆動フラグがＯＮの場合（Ｓ８０７でＹｅｓ）、すでにサーチ駆動を実行している状態であるため、カメラ制御部２０７は、前回のレンズ駆動を継続して行う。Ｓ８１４で、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３がレンズ端にあたったか否かを判定する。
【００６８】
レンズ端にあたった場合（Ｓ８１４でＹｅｓ）、デフォーカス方向に駆動させてもフォーカスレンズ１０３の駆動範囲外に被写体が存在している等の理由により、カメラ制御部２０７は、ピントを合わせることができる被写体が無いと判断する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ８１５でサーチ駆動フラグをＯＦＦに設定し、Ｓ８１６で測距エラーカウント値をクリアし、Ｓ８１７でＮＧフラグをＯＮに設定し、Ｓ８１８でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止し、処理を終了する。
【００６９】
レンズ端にあたっていない場合（Ｓ８１４でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、前回のレンズ駆動を継続して行う。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ８１１で所定の駆動量を設定し、Ｓ８１２でＮＧフラグをＯＦＦに設定し、Ｓ８１３において、Ｓ８１１で設定された駆動量及び駆動方向に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦駆動する。
【００７０】
サーチ駆動フラグがＯＦＦの場合（Ｓ８０７でＮｏ）、まだサーチ駆動を開始している状態ではないため、カメラ制御部２０７は、Ｓ８０８でサーチ駆動フラグをＯＮに設定する。Ｓ８０９で、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量の信頼度が「中」であるか否かを判定する。
【００７１】
デフォーカス量の信頼度が「中」である場合（Ｓ８０９でＹｅｓ）、前述のように、カメラ制御部２０７は、Ｓ８１０で、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス方向を用いてフォーカスレンズ１０３の駆動方向を設定する。
【００７２】
そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ８１１で所定の駆動量を設定する。デフォーカス量の信頼度が「中」では無い場合（Ｓ８０９でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ８１９でＮＧフラグをＯＮに設定し、Ｓ８２０でレンズ駆動を停止する。なお、Ｓ８１１の所定の駆動量は、撮像装置１００に設けられた不揮発性メモリ（不図示）に予め記憶させておいた値を用いればよい。例えば、当該所定の駆動量として、焦点深度の７倍の駆動量としてもよいし、又はレンズの焦点距離に応じて可変にし、焦点距離が長くなる程大きな駆動量となるようにしてもよい。
【００７３】
図９は、Ｓ６０２の安定モードのレンズ駆動処理の第３の例を示すフローチャートである。図７に示す第１の例のレンズ駆動処理は、当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つその信頼度が「高」の場合にレンズ駆動を実行するものである。しかし、本例の駆動処理は、レンズ操作部１０７に対してユーザが設定した駆動方向に従ってレンズ駆動を実行するものである。
【００７４】
Ｓ９０１で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０５からデフォーカス量が得られているがＳ４０３における当該所定の深度内には無く且つデフォーカス量の信頼度が「高」であるか否かを判定する。当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つその信頼度が「高」の場合（Ｓ９０１でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ９０２で、ユーザにより設定された駆動方向とＡＦ信号処理部２０５からのデフォーカス方向とが合致しているか否かを判定する。なお、ユーザは、レンズ操作部１０７を操作することで、当該駆動方向を設定することができる。
【００７５】
合致している場合（Ｓ９０２でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ９０３で当該デフォーカス量及びデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動量及び駆動方向を設定する。そして、カメラ制御部２０７は、Ｓ９０４においてＳ９０３で設定した駆動量及び駆動方向に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦駆動させ、Ｓ９０５でＮＧフラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【００７６】
デフォーカス量が得られなかった又はその信頼度が「高」では無い場合（Ｓ９０１でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ９０６でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止し、Ｓ９０７でＮＧフラグをＯＮに設定する。
【００７７】
ここで、これらの図７、８、９で説明した安定モードのレンズ駆動処理の第１乃至第３の例については、ユーザが選択できるようにしてもよい。
【００７８】
次に、図１０〜図１６を用いてＡＦ信号処理部２０４で行われる相関演算について説明する。
【００７９】
図１０は、焦点検出処理で取り扱う測距範囲を示す像信号を取得する領域の一例を表した図であり、撮像素子２０１の画素アレイ上の測距範囲を示す図である。図１０は、撮像素子２０１の画素アレイ１００１、測距エリア１００２、及び相関演算に必要なシフト領域１００３を示す。また、図１０は、測距エリア１００２とシフト領域１００３とを合わせた領域であって、相関演算を行う為に必要な領域１００４を示す。図１０中のｐ、ｑ、ｓ、ｔはそれぞれｘ軸方向の座標を表し、座標ｐからｑは領域１００４を表し、座標ｓからｔは測距エリア１００２を表す。
【００８０】
図１１は、図１０で設定した測距エリア１００２から取得された２つの像信号（ＡＦ信号）の波形の一例である。座標ｓからｔが測距エリア１００２に係る測距範囲を表し、ｐからｑがシフト領域１００４に係るシフト量を踏まえた測距演算に必要な範囲である。
【００８１】
図１１（Ａ）は、シフト前の像信号の波形を表した図であり、実線１１０１が像信号Ａに係る波形、破線１１０２が像信号Ｂに係る波形である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示すシフト前の像信号Ａ、Ｂに係る波形をプラス方向にシフトさせた図である。また、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）に示すシフト前の像信号Ａ、Ｂに係る波形をマイナス方向にシフトさせた図である。本実施形態に係る相関演算は、像信号Ａ及びＢ間の相関量を算出する際に、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示す矢印の方向に像信号Ａ、Ｂに係る波形１１０１、１１０２を１ビットずつシフトする。
【００８２】
続いて相関量ＣＯＲの算出法について説明する。まず、図１１（Ｂ）、（Ｃ）で説明した通りに、像信号Ａと像信号Ｂを１ビットずつシフトしていき、その時の像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の和を算出する。この時、シフト量をｉで表すと、最小シフト量は図１１中のｐ−ｓであり、最大シフト量は図１１中のｑ−ｔであるため、シフト量ｉは、（ｐ−ｓ）＜ｉ＜（ｑ−ｔ）の範囲にある。また、測距領域の開始座標をｘとし、測距領域の終了座標をｙとし、ｋ＝ｘ〜ｙとすると、以下の式（１）によって、シフト量ｉに応じた相関量ＣＯＲ［ｉ］を算出する事ができる。
【数１】
0006581362.tif 000002
【００８３】
図１２は、相関量ＣＯＲに係る波形の一例を示すグラフである。グラフの横軸はシフト量ｉであり、縦軸は相関量ＣＯＲである。図１２中、符号１２０１は相関量波形を示し、符号１２０２、１２０３は相関量波形１２０１の極小値周辺を示している。この中でも相関量ＣＯＲが小さい方ほど、Ａ像とＢ像の一致度が高い。
【００８４】
続いて相関変化量ΔＣＯＲの算出法について説明する。まず、図１２の相関量波形１２０１から、１シフト飛ばしの相関量ＣＯＲの差（即ち、ＣＯＲ［ｉ−１］−ＣＯＲ［ｉ＋１］）をとることにより相関変化量ΔＣＯＲを算出する。最小シフト数は図１２中のｐ−ｓであり、最大シフト数は図１２中のｑ−ｔである。これら用い、以下の式（２）によって、シフト量ｉに応じた相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］を算出する事ができる。
【数２】
0006581362.tif 000003
【００８５】
図１３は、図１２に示す相関量ＣＯＲ（波形１２０１）の相関変化量ΔＣＯＲに係る波形を示すグラフである。グラフの横軸はシフト量ｉであり、縦軸は相関変化量ΔＣＯＲである。図１３中、符号１３０１はシフト量ｉに応じた相関変化量ΔＣＯＲの波形を示し、符号１３０２、１３０３は相関変化量ΔＣＯＲがプラスからマイナスになる周辺を示す。符号１３０２で示す相関変化量ΔＣＯＲが０となる時をゼロクロスと呼び、Ａ像とＢ像との一致度が最も高く、その時のシフト量ｉがピントずれ量となる。なお、符号１３０３で示す相関変化量ΔＣＯＲが０となる時もゼロクロスと呼び、図１３の例では複数のゼロクロスが存在し、この場合については後述する。
【００８６】
図１４は、図１３の符号１３０２付近の相関変化量ΔＣＯＲに係る波形１３０１を拡大したグラフであり、符号１４０１は相関変化量ΔＣＯＲに係る波形１３０１の一部分である。これより、ピントずれ量ＰＲＤの算出法について説明する。
【００８７】
まず、ピントずれ量ＰＲＤは、図１４中のゼロクロス（Ｃ点）におけるシフト量ｉの値であり、整数部分βと小数部分αに分けられ、ＰＲＤ＝β＋αである。整数部分βは、図１４中よりβ＝ｕ−１である。ここで、ｕは、ゼロクロス（Ｃ点）におけるシフト量ｉの整数部分に１を加えた値である。また、小数部分αは、図１４中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥの相似の関係から、以下の式（３）によって算出する事ができる。
【数３】
0006581362.tif 000004
【００８８】
以上、αとβの和からピントずれ量ＰＲＤを算出する事ができる。また、図１３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（図１４の例ではＡＤの大きさ）の急峻性maxder（以下「急峻性」と呼ぶ。）が最も大きな値を有するゼロクロスを第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maxderは以下の式（４）によって算出する事ができる。
【数４】
0006581362.tif 000005
【００８９】
以上のように、ゼロクロスが複数存在する場合は、急峻性を算出し、最も大きい急峻性を有するゼロクロスを第１のゼロクロスとして決定し、第１のゼロクロスについてピントずれ量ＰＲＤを算出する。
【００９０】
続いてピントずれ量ＰＲＤの信頼性の算出法について説明する。ピントずれ量ＰＲＤの信頼性は、上記急峻性や、像信号Ａ、Ｂの２像の一致度fnclvl（以下、「２像一致度」と呼ぶ。）によって定義する事ができる。２像一致度fnclvlはピントずれ量ＰＲＤの精度を表す指標であり、その値が小さいほど精度が良い。
【００９１】
図１５は、図１２の符号１２０２で示す部分を拡大したグラフであり、符号１５０１は相関量波形１２０１のうち符号１２０２で示す一部分を示す。２像一致度fnclvlは以下の式（５）によって算出することができる。
【数５】
0006581362.tif 000006
【００９２】
図１６は、デフォーカス量の算出に係るフローチャートである。Ｓ１６０１で、ＡＦ信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から、撮像素子２０１の任意に設定した測距エリア１００２から像信号Ａ、Ｂに係る像データを取得する。
【００９３】
Ｓ１６０２で、ＡＦ信号処理部２０４は、Ｓ１６０１で取得した像データからシフト量ｉに応じた相関量ＣＯＲ［ｉ］を算出する。Ｓ１６０３で、ＡＦ信号処理部２０４は、Ｓ１６０２で算出した相関量ＣＯＲ［ｉ］から相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］を算出する。
【００９４】
Ｓ１６０４で、ＡＦ信号処理部２０４は、Ｓ１６０３で算出した相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］のゼロクロスにおけるシフト量ｉからピントずれ量ＰＲＤ（＝β＋α）を算出する。Ｓ１６０５で、ＡＦ信号処理部２０４は、Ｓ１６０４で算出したピントずれ量ＰＲＤがどれだけ信頼できるのかを表す信頼性を算出する。これらの処理を、測距エリア１００２の数だけ行う。
【００９５】
そして、Ｓ１６０６で、ＡＦ信号処理部２０４は、測距エリアごとにピントずれ量ＰＲＤをデフォーカス量に変換する。ここで、ピントずれ量ＰＲＤとデフォーカス量は、通常、比例関係にある（特開２０１４−２２２２９１号公報等参照）。そのため、ＡＦ信号処理部２０４は、不揮発性メモリ（不図示）に予め記憶された当該比例関係を基に、ピントずれ量ＰＲＤをデフォーカス量に変換するようにしてもよい。
【００９６】
［第２実施形態］
＜撮像装置の構成＞
図１７は、本発明の第２実施形態に係る自動焦点装置を備えた撮像装置１７００の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る自動焦点装置は、ＡＦ信号処理部２０４及びカメラ制御部２０７に加え、ＡＦゲート１７０１及びＴＶＡＦ信号処理回路１７０２をさらに備える。本実施形態に係る自動焦点装置は、カメラ本体１８に設けられていてもよいし、レンズユニット１０に設けられていてもよい。なお、第１実施形態に係る撮像装置１００の構成と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９７】
本実施形態に係る自動焦点装置を備えた撮像装置１７００は、第１実施形態に係る撮像装置１００と比べて、ＴＶＡＦ制御に係る構成として、ＡＦゲート１７０１及びＴＶＡＦ信号処理回路１７０２をさらに備えている。撮像装置１７００は、撮像面位相差ＡＦ方式において信頼性の高いデフォーカス量が得られず、フォーカスレンズ１０３を駆動させることができない場合に、ＴＶＡＦ方式によりピント合わせ（自動合焦）を行うことを可能にする。ここで、ＴＶＡＦ方式とは、撮像素子２０１の信号中の高周波成分を焦点信号として抽出し、この焦点信号が大きくなるようにフォーカスレンズ１０３を駆動して焦点調節行う方式である。
【００９８】
ＡＦゲート１７０１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２からの全画素の出力信号のうち焦点検出に用いられる領域（画素）に係る信号（ＴＶＡＦ方式用の信号）のみを通す。ＴＶＡＦ信号処理回路１７０２は、ＡＦゲート１７０１を通過した信号から高周波成分及び輝度差成分（即ち、ＡＦゲート１７０１を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）等を抽出してＴＶＡＦ評価値を生成し、カメラ制御部２０７に出力する。
【００９９】
ここで、ＴＶＡＦ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映像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものである。鮮鋭度は、撮像光学系１０１〜１０３の焦点状態によって変化するため、結果的にＴＶＡＦ評価値は撮像光学系の焦点状態を表す。
【０１００】
カメラ制御部２０７は、安定モードにおけるＡＦ制御として、撮像面位相差ＡＦ方式によるＡＦ制御とＴＶＡＦ方式によるＡＦ制御（以下、単に「ＴＶＡＦ」という。）とを行う。
【０１０１】
＜ＡＦ制御処理＞
図１８は、本実施形態に係る安定モードのレンズ駆動処理のフローチャートである。なお、図１８の安定モードのレンズ駆動処理は、図３のＳ３０４において実行されるものであり、図３のその他の処理については第１実施形態と同様であり説明を省略する。
【０１０２】
Ｓ１８０１で、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からデフォーカス量が得られているがＳ４０３における当該所定の深度内には無く且つデフォーカス量の信頼度が「高」であるか否かを判定する。当該所定の深度内に無いデフォーカス量が得られ且つその信頼度が「高」の場合（Ｓ１８０１でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ１８０２でデフォーカス量及びデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動量及び駆動方向を決定する。カメラ制御部２０７は、Ｓ１８０３でフォーカスレンズ１０３を駆動し、Ｓ１８０４でＮＧフラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【０１０３】
デフォーカス量が得られなかった又はその信頼度が「高」では無い場合（Ｓ１８０１でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ１８０５でＴＶＡＦ信号処理回路１７０２から取得したＴＶＡＦ評価値が所定値より大きいか否かを判定する。
【０１０４】
ＴＶＡＦ評価値が当該所定値より大きい場合（Ｓ１８０５でＹｅｓ）、カメラ制御部２０７は、被写体が存在すると判断し、Ｓ１８０６で後述するＴＶＡＦ制御処理を実行する。ＴＶＡＦ評価値が当該所定値より大きく無い場合（Ｓ１８０５でＮｏ）、カメラ制御部２０７は、Ｓ１８０７でフォーカスレンズ１０３の駆動を停止し、Ｓ１８０８でＮＧフラグをＯＮに設定する。
【０１０５】
ここで、Ｓ１８０５でＴＶＡＦ評価値と比較される所定値は、撮像装置１７００に設けられた不揮発性メモリ（不図示）に予め記憶させておけばよい。また、ＴＶＡＦ評価値として、ＡＦゲート１７０１を通過した信号の高周波成分の最大値を用い、当該所定値として、真黒の被写体や真白の被写体を撮影したときのＡＦゲート１７０１を通過した信号の高周波成分のピーク値を用いる。ただし、この例に限定されるものではない。
【０１０６】
また、Ｓ１８０６のＴＶＡＦ制御処理は、微小駆動により合焦方向を判定してから山登り駆動へ移行し、山登り駆動により合焦位置を探索したら再度微小駆動へ移行し、合焦確認を行うことを繰り返す。これによりフォーカスレンズ１０３の駆動量と駆動方向が決定され、カメラ制御部２０７は、Ｓ１８０３において、Ｓ１８０６で決定された駆動量及び駆動方向を基にフォーカスレンズ１０３を駆動し、Ｓ１８０４でＮＧフラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【０１０７】
ここで、図１９、２０を用いて微小駆動及び山登り駆動について説明する。図１９は、ＴＶＡＦ制御処理Ｓ１８０６で実行されるフォーカスレンズ１０３の微小駆動を説明するための図である。図１９において、横軸は時間を、縦軸はフォーカスレンズ１０３の位置を示し、図中上方は映像信号の垂直同期信号を示している。
【０１０８】
図１９に示すように、フォーカスレンズ１０３が微小に移動している間、ＴＶＡＦ信号処理回路１７０２は、期間Ａの間に撮像素子２０１に蓄積された電荷（図中、斜線楕円で示す。）に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶＡを時刻ＴＡに取り込む。また、ＴＶＡＦ信号処理回路１７０２は、期間Ｂの間に撮像素子２０１に蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶＢを時刻ＴＢに取り込み、期間Ｃの間に撮像素子１８０１に蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶＣを時刻ＴＣに取り込む。
【０１０９】
そして、時刻ＴＤでは、ＴＶＡＦ評価値ＥＶＡ、ＥＶＢ、ＥＶＣを比較して、ＥＶＡ＞ＥＶＢ且つＥＶＢ＞ＥＶＣであれば、フォーカスレンズ１０３の微小駆動の駆動（振動）中心を、期間Ａ及びＣのときのレンズ位置の方向へ移動させる。一方、ＥＶＡ＜ＥＶＢ又はＥＶＢ＜ＥＶＣであれば、フォーカスレンズ１０３の振動中心を移動させない。
【０１１０】
このように、フォーカスレンズ１０３を移動させながらＴＶＡＦ評価値が増加する方向を判定したり、ＴＶＡＦ評価値が最も大きくなるフォーカスレンズ１０３の位置（ピーク位置）を探したりするのが微小駆動である。なお、ＴＶＡＦ評価値の変化から合焦状態か否かを判定するためにフォーカスレンズ１０３を微小駆動させる制御は、合焦確認制御ということもできる。また、ＴＶＡＦ評価値の変化から合焦方向を判定するためにフォーカスレンズ１０３を微小駆動させる制御は、合焦方向判別制御ということもできる。
【０１１１】
次に、山登り駆動について、図２０を用いて説明する。山登り駆動では、フォーカスレンズ１０３を高速で駆動して、その間に得られたＴＶＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置又はその近傍を検出する。図２０は、山登り駆動時におけるフォーカスレンズ１０３の移動とＴＶＡＦ評価値の変化との関係を示している。ここで、図中Ａの動きでは、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減少するので、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができ、山登り駆動を終了して微小駆動に移行する。一方、図中Ｂの動きではピークが無く、単調に減少しているので、フォーカスレンズ１０３の駆動方向が誤りであると判定し、この場合は、駆動方向を反転して山登り駆動動作を続ける。
【０１１２】
＜本発明の実施形態に係る利点＞
以上説明したように、本発明の各実施形態に係る撮像装置は、撮像面位相差ＡＦ方式において、常に被写体を探し続け、ピントを合わせ続ける連続モードとピント合わせが可能な状態のみピントを合わせる安定モードと少なくとも２つのＡＦモードを有する。これにより、ユーザは、用途に応じてＡＦモードを選択することができ、ハンチング動作をさせない撮影シーンにおいては安定モードを選択することで、ユーザの意図に反して不用意にフォーカシング動作が行われることは軽減される。そして、自動フォーカシング動作が一時的に停止している場合には、ＭＦ操作を許可することで、ユーザが手動によるフォーカシング動作で補うことが可能となる。
【０１１３】
逆に、手動によるフォーカシング動作に不慣れなユーザや、不用意にフォーカシング動作が止まって欲しくない又は常に被写体をカメラが探し続けてほしいユーザは、連続モードを使用することで、動画撮影を容易に行うことができる。また、本発明の実施形態に係る撮像装置は、安定モード時に、フォーカシング動作が実行中であるか又は一時的に停止中であるかをユーザに情報提供することで、ユーザのそのときの操作を補助することができる。これにより、例えば、ユーザは、手動によるフォーカシング動作を行う必要があるか否かを判断することができる。
【０１１４】
このように、２つのＡＦモードにより、動画撮影時の品位良いフォーカシングの１つである被写体への安定したピント合わせをユーザの意図に応じたフォーカシング動作を実現することが可能となる。
【０１１５】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。
【０１１６】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【０１１７】
プログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
【０１１８】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０‥‥‥レンズユニット
２０‥‥‥カメラ本体
１００‥‥‥撮像装置
１０１‥‥‥固定レンズ
１０２‥‥‥絞り
１０３‥‥‥フォーカスレンズ
１０４‥‥‥絞り駆動部
１０５‥‥‥フォーカスレンズ駆動部
１０６‥‥‥レンズ制御部
１０７‥‥‥レンズ操作部
２０１‥‥‥撮像素子
２０２‥‥‥ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
２０３‥‥‥カメラ信号処理部
２０４‥‥‥ＡＦ信号処理部（信号処理部）
２０５‥‥‥表示部
２０６‥‥‥記録部
２０７‥‥‥カメラ制御部（制御部）
２０８‥‥‥カメラ操作部
２０９‥‥‥タイミングジェネレータ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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