(57)【要約】【課題】ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じる場合であっても高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができること。【解決手段】カメラ１００は、ＴＴＬ位相差ＡＦ機構としての位相差ＡＦセンサユニット１１および位相差ＡＦ検出部１２と、イメージャＡＦ機構としてのイメージャＡＦ検出部１３とを有し、各焦点検出機構の焦点検出結果をもとに撮影レンズ３の焦点合わせを行う焦点調節装置を備えたカメラであって、レンズ情報記憶部６に記憶された撮影レンズ３のレンズ情報をもとに、ＴＴＬ位相差ＡＦにかかる焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定部１４ａと、焦点検出用光束にケラレが生じると判定された場合、イメージャＡＦ検出部１３に焦点検出を実行させる制御を行うＡＦ制御部と、を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの異なる瞳領域を介して被写体像を撮影し、この撮影した各被写体像の位相差をもとに焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記撮影レンズによって撮影された被写体画像のコントラスト値をもとに焦点検出を行う第２の焦点検出手段とを備え、前記第１および前記第２の焦点検出手段の各焦点検出結果をもとに前記撮影レンズの焦点合わせを行う焦点調節装置において、
前記撮影レンズの撮影条件を示すレンズ情報をもとに、前記異なる瞳領域を通過する各光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定手段と、
前記各光束にケラレが生じると判定された場合、前記第２の焦点検出手段に焦点検出を実行させる制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記撮影レンズは、該撮影レンズの瞳径を示す瞳情報を前記レンズ情報として記憶した記憶手段とともに、当該焦点調節装置に対して交換可能に取り付けられ、
前記ケラレ判定手段は、前記撮影レンズが取り付けられた場合、前記記憶手段から得られる前記瞳情報をもとに、前記各光束にケラレが生じるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記撮影レンズの種類を示す種類情報を前記レンズ情報としてさらに記憶し、
前記ケラレ判定手段は、前記撮影レンズが取り付けられた場合、前記種類情報に応じて前記各光束にケラレが生じるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
前記撮影レンズは、絞り径が変更可能な可変絞りを有し、
前記レンズ情報は、前記可変絞りの絞り径を示す絞り情報を含み、
前記ケラレ判定手段は、前記絞り径が変更された場合、前記絞り情報をもとに、前記各光束にケラレが生じるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
前記第１の焦点検出手段は、前記被写体の複数領域に対して焦点検出を行い、
前記ケラレ判定手段は、前記複数領域ごとに前記各光束にケラレが生じるか否かを判定し、
前記制御手段は、前記複数領域のうち、前記各光束にケラレが生じると判定された領域に対して、前記第２の焦点検出手段に焦点検出を実行させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の焦点調節装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項７】
絞り径が可変な可変絞りを有する撮影レンズの異なる瞳領域を介して被写体像を撮影し、この撮影した各被写体像の位相差をもとに焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記撮影レンズによって撮影された被写体画像のコントラスト値をもとに焦点検出を行う第２の焦点検出手段とを有し、前記第１および前記第２の焦点検出手段の各焦点検出結果をもとに前記撮影レンズの焦点合わせを行う焦点調節装置を備えたカメラにおいて、
前記可変絞りの絞り径を所定の大きさに設定するとともに前記被写体画像のプレビュー表示を行う指示情報を入力するプレビュースイッチをさらに備え、
前記焦点調節装置は、前記プレビュースイッチから前記指示情報が入力された場合、前記第２の焦点検出手段に焦点検出を実行させる制御を行う制御手段を有することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体像を撮影する撮影レンズの焦点合わせを自動的に行う焦点調節装置およびカメラに関し、特にデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に適用して好適な焦点調節装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、銀塩フィルムまたは撮像素子を撮像媒体に用いた交換レンズ式の一眼レフカメラにおけるオートフォーカス（ＡＦ）機構として、ＴＴＬ（Through The Lens）位相差ＡＦが多く用いられている。ＴＴＬ位相差ＡＦは、カメラ本体に焦点検出機構が設けられ、その焦点検出結果をもとに、交換レンズ内もしくはカメラ本体内に設けられたモータによって、交換レンズが備える撮影レンズの一部または全体を駆動して焦点調節を行う。
【０００３】
一方、コンパクトデジタルカメラやビデオカメラ等では、撮像素子で取得した画像信号の高周波成分を用いて被写体像のコントラスト値を検出し、このコントラスト値が最大となるように撮影レンズを駆動して焦点調節を行うＡＦ機構（以下、イメージャＡＦと呼ぶ。）が多く用いられている。
【０００４】
一般に、ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦとでは、例えばＴＴＬ位相差ＡＦは高速性に優れており、イメージャＡＦは高精度の焦点検出が可能であるなど、各々異なる特長を有しているため、目的に応じて使い分けがなされている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の自動焦点調節装置では、イメージャＡＦとＴＴＬ位相差ＡＦとを組み合わせて焦点調節を行う際に、ＴＴＬ位相差ＡＦによって粗調節を行った後、イメージャＡＦによって微調節を行うようにしている。また、特許文献２に記載の自動焦点装置では、特許文献１と同様に、ＴＴＬ位相差ＡＦによって粗調節を行い、イメージャＡＦによって微調節を行う焦点調節処理において、ＴＴＬ位相差ＡＦにより合焦可能と判断された場合に、イメージャＡＦよりもＴＴＬ位相差ＡＦを優先して実行させることで、焦点調節動作の高速化を実現している。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−４３６０５号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２５７１号公報
【特許文献３】特開平１１−３４４７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＴＴＬ位相差ＡＦは、焦点検出に用いる焦点検出用光束にケラレが生じた場合、正確に焦点検出を行うことができないという問題がある。そして、交換レンズ式の一眼レフカメラ等では、種々の交換レンズが任意に装着可能であり、Ｆナンバー（ＦＮＯ）が大きいレンズや、反射望遠式などの特殊なレンズが取り付けられた際、実際にＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じる場合がある。
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じた場合の対処について言及されておらず、ＴＴＬ位相差ＡＦを用いて粗調節を行った場合、誤った位置に撮影レンズを移動させた後にイメージャＡＦを実行させることとなり、結果として正確な焦点調節が行えない恐れがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦとを組み合わせて用い、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じる場合であっても高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができる焦点調節装置およびカメラ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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる焦点調節装置は、撮影レンズの異なる瞳領域を介して被写体像を撮影し、この撮影した各被写体像の位相差をもとに焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記撮影レンズによって撮影された被写体画像のコントラスト値をもとに焦点検出を行う第２の焦点検出手段とを備え、前記第１および前記第２の焦点検出手段の各焦点検出結果をもとに前記撮影レンズの焦点合わせを行う焦点調節装置において、前記撮影レンズの撮影条件を示すレンズ情報をもとに、前記異なる瞳領域を通過する各光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定手段と、前記各光束にケラレが生じると判定された場合、前記第２の焦点検出手段に焦点検出を実行させる制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２にかかる焦点調節装置は、上記の発明において、前記撮影レンズは、該撮影レンズの瞳径を示す瞳情報を前記レンズ情報として記憶した記憶手段とともに、当該焦点調節装置に対して交換可能に取り付けられ、前記ケラレ判定手段は、前記撮影レンズが取り付けられた場合、前記記憶手段から得られる前記瞳情報をもとに、前記各光束にケラレが生じるか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる焦点調節装置は、上記の発明において、前記記憶手段は、前記撮影レンズの種類を示す種類情報を前記レンズ情報としてさらに記憶し、前記ケラレ判定手段は、前記撮影レンズが取り付けられた場合、前記種類情報に応じて前記各光束にケラレが生じるか否かを判定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４にかかる焦点調節装置は、上記の発明において、前記撮影レンズは、絞り径が変更可能な可変絞りを有し、前記レンズ情報は、前記可変絞りの絞り径を示す絞り情報を含み、前記ケラレ判定手段は、前記絞り径が変更された場合、前記絞り情報をもとに、前記各光束にケラレが生じるか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５にかかる焦点調節装置は、上記の発明において、前記第１の焦点検出手段は、前記被写体の複数領域に対して焦点検出を行い、前記ケラレ判定手段は、前記複数領域ごとに前記各光束にケラレが生じるか否かを判定し、前記制御手段は、前記複数領域のうち、前記各光束にケラレが生じると判定された領域に対して、前記第２の焦点検出手段に焦点検出を実行させる制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかるカメラは、上記のいずれか一つに記載の焦点調節装置を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかるカメラは、絞り径が可変な可変絞りを有する撮影レンズの異なる瞳領域を介して被写体像を撮影し、この撮影した各被写体像の位相差をもとに焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記撮影レンズによって撮影された被写体画像のコントラスト値をもとに焦点検出を行う第２の焦点検出手段とを有し、前記第１および前記第２の焦点検出手段の各焦点検出結果をもとに前記撮影レンズの焦点合わせを行う焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記可変絞りの絞り径を所定の大きさに設定するとともに前記被写体画像のプレビュー表示を行う指示情報を入力するプレビュースイッチをさらに備え、前記焦点調節装置は、前記プレビュースイッチから前記指示情報が入力された場合、前記第２の焦点検出手段に焦点検出を実行させる制御を行う制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる焦点調節装置およびカメラによれば、ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦとを組み合わせて用い、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じる場合であっても高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる焦点調節装置およびカメラの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００１９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる焦点調節装置およびカメラについて説明する。図１は、本実施の形態１にかかるカメラ１００の要部構成を示す図である。図１に示すように、カメラ１００は、カメラボディ１と、交換レンズ２とを用いて構成されている。交換レンズ２は、撮影レンズ３、絞り４、レンズ駆動部５、レンズ情報記憶部６およびレンズコントロール部７を備えている。レンズコントロール部７は、レンズ駆動部５およびレンズ情報記憶部６に電気的に接続されている。
【００２０】
撮影レンズ３は、複数のレンズもしくはレンズ群を用いて構成され、その一部あるいは全体を光軸方向に移動させることで焦点調節が行われる。絞り４は、撮影レンズ３の内部に設けられ、絞り径が変更可能に構成された可変絞りであって、撮影レンズ３の瞳径およびＦＮＯを規定するとともに、撮影レンズ３が結像させる光束径を制限する。ただし図１では、煩雑さを避けるために撮影レンズ３と絞り４とを離隔して個別に示している。レンズ駆動部５は、レンズコントロール部７からの指示に基づいて、撮影レンズ３の前後駆動および絞り４の開閉駆動を行う。
【００２１】
レンズ情報記憶部６は、交換レンズ２に関するデータとして撮影レンズ３の撮影条件等を示すレンズ情報を記憶している。このレンズ情報には、例えば撮影レンズ３の瞳径などが含まれる。レンズコントロール部７は、カメラボディ１に電気的に接続されており、カメラボディ１からの指示に基づいて、レンズ駆動部５とレンズ情報記憶部６との処理および動作を制御するとともに、レンズ情報記憶部６から取得したレンズ情報をカメラボディ１に出力する。
【００２２】
一方、カメラボディ１は、ハーフミラー８、撮像素子９、画像処理部１０、位相差ＡＦセンサユニット１１、位相差ＡＦ検出部１２、イメージャＡＦ検出部１３、制御部１４、記憶部１５、レリーズＳＷ１６、ＬＣＤパネル１７およびファインダー光学系１８を用いて構成されている。制御部１４は、カメラボディ１内の光学部品を除く各部位と、交換レンズ２のレンズコントロール部７とに電気的に接続されている。
【００２３】
ハーフミラー８は、撮影レンズ３が撮像素子９上に結像させる被写体からの光束（撮影光束）の一部を、位相差ＡＦセンサユニット１１に対して反射する。これによって、撮像素子９と位相差ＡＦセンサユニット１１とは、撮影光束を同時に受光して処理を行うことができる。撮像素子９は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等が用いられ、撮影レンズ３によって結像された被写体像を撮像し、その被写体画像としての画像信号を画像処理部１０に出力する。
【００２４】
画像処理部１０は、取得した画像信号を信号処理し、被写体画像のコントラスト値を算出するとともに、ホワイトバランス処理、Ｙ／Ｃ処理、カラーマトリックス処理等の各種画像処理を行って、撮影画像とファインダー用画像とを生成する。この生成された撮影画像は、制御部１４に出力され、ファインダー用画像は、ＬＣＤパネル１７に出力される。ＬＤＣパネル１７に出力されたファインダー用画像は、ＬＤＣパネル１７によって表示され、ファインダー光学系１８を介して外部から観察される。また、画像処理部１０は、算出したコントラスト値をイメージャＡＦ検出部１３に出力する。
【００２５】
位相差ＡＦセンサユニット１１および位相差ＡＦ検出部１２は、ＴＴＬ位相差ＡＦとしての焦点検出機構の要部であって、その焦点検出結果としての撮影レンズ３の合焦位置を制御部１４に出力する。具体的には、位相差ＡＦセンサユニット１１は、ハーフミラー８を介して受光した撮影光束を２分割し、この分割した２光束を各々結像して被写体像を形成するとともに、各被写体像を個別のラインセンサを用いて検出する。
【００２６】
位相差ＡＦ検出部１２は、各ラインセンサから画像信号を取得し、所定の信号処理を行った後、各被写体像の相対的な間隔に相当する位相差を算出する。そして、この算出した位相差が所定範囲内に含まれたときの撮影レンズ３の駆動位置を合焦位置として制御部１４に出力する。なお、位相差ＡＦ検出部１２が算出する位相差は、撮影レンズ３の焦点ずれ量と一意的に対応する。
【００２７】
イメージャＡＦ検出部１３は、イメージャＡＦとしての焦点検出機構の要部であって、画像処理部１０から取得した被写体画像のコントラスト値に基づく評価値の履歴、つまり撮影レンズ３の駆動位置に対する被写体画像の評価値の軌跡を作成するとともに、この評価値がピーク値となる撮影レンズ３の駆動位置（ピーク位置）を検出することで焦点検出を行う。イメージャAF検出部１３は、この焦点検出結果としてのピーク位置を制御部１４に出力する。ここで、イメージャＡＦ検出部１３による焦点検出エリア（被写体状の検出領域）は、位相差ＡＦセンサユニット１１による焦点検出エリアと一致するように、あらかじめ設定されている。
【００２８】
制御部１４は、ケラレ判定部１４ａとＡＦ制御部１４ｂとを備える。ケラレ判定部１４ａは、交換レンズ２から取得したレンズ情報をもとに、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束、つまり位相差ＡＦセンサユニット１１が分割して受光する２光束に、ケラレが生じるか否かを判定する。ＡＦ制御部１４ｂは、焦点調節にかかる各部の処理および動作の制御を行い、特に、ケラレ判定部１４ａによって、焦点検出用光束としての２光束にケラレが生じると判定された場合には、イメージャＡＦ検出部１３に焦点検出を実行させる制御を行う。
【００２９】
記憶部１５は、各種処理プログラム等をあらかじめ記憶したＲＯＭと、各種処理の処理パラメータ、処理データ等を記憶するＲＡＭとを用いて構成されている。特に、記憶部１５は、位相差ＡＦセンサユニット１１が検出する焦点検出用光束に対応した撮影レンズ３の瞳領域を示す位相差ＡＦ瞳領域等をあらかじめ記憶するとともに、ＡＦ制御部１４ｂがレンズコントロール部７を介して取得した交換レンズ２のレンズ情報、ケラレ判定部１４ａによる判定結果を示すフラグ、画像処理部１０が処理した撮影画像等を適宜記憶する。なお、撮影画像等を記憶する記憶領域の一部には、図示しない携帯型の不揮発性メモリ等が用いられ、カメラボディ１に対して着脱可能に構成されている。
【００３０】
レリーズＳＷ１６は、カメラボディ１の表面部に設けられたボタン部を有するスイッチとして構成されている。レリーズＳＷ１６は、そのボタン部が半押しされた場合、焦点調節処理の実行を指示するＡＦ指示情報を制御部１４に出力するとともに、全押しされた場合、被写体画像を取得する撮影処理の実行を指示する撮影指示情報を制御部１４に出力する。なお、ＡＦ制御部１４ｂは、レリーズＳＷ１６が半押しされている間、つまりＡＦ指示情報が出力されている期間、所定の焦点調節処理を繰り返し実行する制御を行う。
【００３１】
つづいて、位相差ＡＦセンサユニット１１および位相差ＡＦ検出部１２を用いて行う焦点検出処理としての位相差焦点検出処理について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、撮影レンズ３とともに、位相差ＡＦセンサユニット１１および位相差ＡＦ検出部１２の内部構成を示す図である。なお、図２では、煩雑さを避けるため、撮影レンズ３から位相差ＡＦセンサユニット１１に至る光路中に配置されているハーフミラー８を省略して示している。
【００３２】
図２に示すように、位相差ＡＦセンサユニット１１は、視野マスク２１、コンデンサレンズ２２、絞りマスク２３、２次結像光学系２４Ａ，２４Ｂおよびラインセンサ２５Ａ，２５Ｂを備えている。また、位相差ＡＦ検出部１２は、Ａ／Ｄ変換部１２ａおよび位相差演算部１２ｂを備えている。
【００３３】
視野マスク２１は、撮影レンズ３によって被写体像が結像される面であって撮像素子９の撮像面と実質的に共役な予定結像面ＩＭの近傍に配置され、撮像視野を所定範囲に制限する。コンデンサレンズ２２は、視野マスク２３を通過した撮影光束を集光する。絞りマスク２３は、コンデンサレンズ２２の光軸に対して対称に開口部２３ａ，２３ｂが設けられている。開口部２３ａ，２３ｂは、それぞれコンデンサレンズ２２が集光した撮影光束の一部を選択的に通過させる。これによって、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束としての光束ＤＦＡ，ＤＦＢが規定されるとともに、この光束ＤＦＡ，ＤＦＢに対応する撮影レンズ３の瞳領域３ａ，３ｂが規定される。
【００３４】
２次結像光学系２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ開口部２３ａ，２３ｂの近傍に配置され、開口部２３ａ，２３ｂを通過した光束ＤＦＡ，ＤＦＢを集光して再結像させる。ラインセンサ２５Ａ，２５Ｂは、開口部２３ａと開口部２３ｂとを結ぶ方向に光電変換素子が配列された撮像素子であって、それぞれ受光面が２次結像光学系２４Ａ，２４Ｂの再結像面に一致するように配置されている。ラインセンサ２５Ａ，２５Ｂは、各々撮像した被写体像に対応する画像信号を位相差ＡＦ検出部１２に出力する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換部１２ａは、ラインセンサ２５Ａ，２５Ｂから取得した各画像信号をＡ／Ｄ変換して出力する。位相差演算部１２ｂは、Ａ／Ｄ変換部１２ａから取得した各画像信号をもとに、この各画像信号に対応する被写体像の位相差を算出する。ここで、被写体像の位相差とは、２つの被写体像に対応する画像を重ね合わせときの、この各被写体像の相対的な位置関係を示すものであって、具体的には、開口部２３ａと開口部２３ｂとを結ぶ方向に離隔した２つの被写体像の相対的な間隔を示すものである。２つの被写体像に対応する画像は、２次結像光学系２４Ａ，２４Ｂの各光軸とラインセンサ２５Ａ，２５Ｂとの各交点を基準とし、各基準が一致するように重ね合わせられる。
【００３６】
このように構成された位相差ＡＦセンサユニット１１および位相差ＡＦ検出部１２を用いて行う位相差焦点検出処理では、光束ＤＦＡ，ＤＦＢによって結像される２つの被写体像の位相差が、撮影レンズ３の合焦状態に応じて変化することを利用して焦点検出が行われる。その２つの被写体像の位相差は、各被写体像の相関関係から求められる。
【００３７】
具体的には、例えば図３−１に示すように、位相差ＡＦセンサユニット１１によって２つの被写体像ＩＡ，ＩＢが得られた場合、位相差演算部１２ｂは、この被写体像ＩＡ，ＩＢの相関関数値として、各像が重ならない領域の面積（強度の積分値）を算出する。この面積は、被写体像ＩＡ，ＩＢの対応する画素における強度差の絶対値の総和として算出される。さらに、位相差演算部１２ｂは、図３−２に示すように、一方の被写体像（この例では被写体像ＩＡ）を１画素（１ビット）ずつシフトさせ、シフトさせるごとに同様に面積を算出することで、被写体像ＩＡ，ＩＢの間隔（もしくは被写体像ＩＡのシフト量）に対する面積の関係を求めることができる。
【００３８】
このようにして求められる被写体像の間隔と面積との相関関係において、面積が最小値を示すのは、図３−３に示すように、被写体像ＩＡと被写体像ＩＢとが一致した場合である。したがって、面積が最小値を示す状態に至るまでの被写体像ＩＡのシフト量が、被写体像ＩＡ，ＩＢの求めるべき位相差となる。
【００３９】
より具体的には、位相差演算部１２ｂは、つぎのようにして２つの被写体像の相関関数値を算出する。すなわち、ラインセンサ２５Ａによって検出された被写体像の画像信号Ｌ（１），Ｌ（２），・・・，Ｌ（ｎ）と、ラインセンサ２５Ｂによって検出された被写体像の画像信号Ｒ（１），Ｒ（２），・・・Ｒ（ｎ）とをもとに、２つの被写体像の位相差ｉ（画素ピッチの整数倍）に対する相関関数値Ｆ（ｉ）を、次式（１）によって演算する。
Ｆ（ｉ）＝Σj｜Ｌ（ｊ）−Ｒ（ｊ＋ｉ）｜              ・・・（１）
【００４０】
この演算の結果、例えばラインセンサ２５Ａ，２５Ｂにおける２つの被写体像が画素数ｓだけずれていたものとすると、相関関数値Ｆ（ｓ）＝０となる。ただし、ラインセンサ２５Ａ，２５Ｂから出力される各画像信号は、ノイズ等の影響により完全に一致することは少なく、通常は相関関数値Ｆ（ｓ）＞０となる。
【００４１】
図４は、このような相関関数値の算出例を示す図である。ただし、図４では、式（１）を用いて算出される離散的なデータを、便宜的に連続なデータとして示している。位相差演算部１２ｂは、相関関数値Ｆ（ｉ）の最小値を求めた後、高精度の検出を行うために、その最小値の前後の相関関数値を用いて補間計算を行う。
【００４２】
つづいて、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが発生した場合の問題について説明する。焦点検出用光束が撮影レンズ３の瞳面上で占める領域（例えば図２に示した瞳領域３ａ，３ｂ）の一部が撮影レンズ３の瞳領域の外側にある場合や、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出エリアの中心が撮影レンズ３の光軸と撮影領域との交点とは異なる位置にある場合、焦点検出用光束は、撮影レンズ３における口径食によって一部が制限される。これによって、焦点検出用光束としての２光束が各々結像する各被写体像に対応した画像信号（Ａ像信号およびＢ像信号）にアンバランスが生じる場合がある。
【００４３】
Ａ像信号、Ｂ像信号にアンバランスが生じた場合、相関演算におけるこの２つの画像信号の一致度が低くなり、算出された位相差に誤差が生じる。また、Ａ像信号、Ｂ像信号のアンバランスが大きくなると相関演算自体が行えず、検出不能となる恐れもある。
【００４４】
図５−１は、撮影レンズ３における口径食によって、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束が制限される様子を示す図である。また、図５−２は、図５−１における予定結像面ＩＭを光軸方向から見た正面図である。撮影レンズ３は、例えば図５−１に示すように、実際には複数枚のレンズで構成されており、この複数枚のレンズのうち最も予定結像面ＩＭに近い側にあるレンズのレンズ保持枠（後玉）ＢＦと、最も被写体に近い側にあるレンズのレンズ保持枠（前玉）ＦＦによって、焦点検出用光束が制限される。
【００４５】
図６−１〜図６−４は、撮影レンズ３の射出瞳ＥＰでの焦点検出用光束の状態を示す図である。ここでは、焦点検出用光束としての２光束を、Ａ像信号およびＢ像信号のそれぞれに対応する光束ＦＡ，ＦＢとして示している。図６−１は、図５−２に示した点Ｏに結像される光束ＦＡ，ＦＢの状態を示している。この点Ｏは、撮影レンズ３の光軸上の点であって、この点Ｏに結像される光束ＦＡ，ＦＢには全くケラレが生じていない。
【００４６】
また、図６−２および図６−３は、それぞれ図５−２に示した光軸外の点ｋ，ｍに結像される光束ＦＡ，ＦＢの状態を示している。点ｋは、撮影レンズ３の光軸からＹ方向（図中下方向）に外れた点であって、この点ｋに結像される光束ＦＡ，ＦＢには、図中上下方向にほぼ均等にケラレが生じている。一方、点ｍは、撮影レンズ３の光軸からＸ方向（図５−２における左右方向）にも外れた点であって、この点ｍに結像される光束ＦＡ，ＦＢには、より複雑なケラレが生じている。
【００４７】
さらに、図６−４は、撮影レンズ３のＦＮＯが大きい場合に、点Ｏに結像される光束ＦＡ，ＦＢの状態を示している。この場合、撮影レンズ３の有効な瞳領域を示す撮影レンズ瞳領域ＥＰＡは、光束ＦＡ，ＦＢに対応した射出瞳ＥＰ上の各瞳領域を外接して包囲した位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡよりも小さくなっている。すなわち、撮影レンズ瞳領域ＥＰＡの瞳半径Ｈgは、位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡの瞳半径Ｈagよりも小さくなっている。このため、光軸上の点Ｏに結像される場合であっても光束ＦＡ，ＦＢにケラレが生じている。
【００４８】
このように焦点検出用光束にケラレが生じることで、Ａ像信号とＢ像信号との間に相対的な差異が発生し、さらに２つの被写体像の重心間隔が変化してしまい、結果として位相差焦点検出処理において、検出する位相差に誤差が生じるとともに、誤った合焦位置が検出されることとなる。
【００４９】
つぎに、カメラ１００が行う焦点調節処理の処理手順について説明する。図７は、焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。図７に示すように、カメラ１００では、電源が投入された場合、制御部１４は、交換レンズ２のレンズコントロール部７との間で通信を行い、レンズ情報記憶部６に記憶されている種々のレンズ情報を読み出すとともに、読み出したレンズ情報を記憶部１５に記録するレンズ通信処理を行う（ステップＳ１００）。このレンズ通信処理で読み出されるレンズ情報には、撮影レンズ３の瞳径、イメージャＡＦ処理における撮影レンズ３の駆動範囲、焦点調節処理に関わる種々の補正値等が含まれる。
【００５０】
つづいて、制御部１４は、レリーズＳＷ１６が半押しされているか否かを判断し（ステップＳ１０１）、レリーズＳＷ１６が半押しされていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、この判断処理を繰り返す。なお、制御部１４は、レリーズＳＷ１６からＡＦ指示情報を取得することで、レリーズＳＷ１６が半押しされているものと判断する。
【００５１】
レリーズＳＷ１６が半押しされている場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部１４ａは、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定処理を実行する（ステップＳ１０２）。その後、ＡＦ制御部１４ｂは、このケラレ判定処理の判定結果に基づいて、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し（ステップＳ１０３）、ケラレが生じると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０９のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、ケラレが生じないと判断した場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０４以降の位相差焦点検出処理を実行する。なお、このステップＳ１０３では、ＡＦ制御部１４ｂは、ケラレ判定処理の判定結果を示すケラレ判定フラグを参照してケラレが生じるか否かを判断する。ケラレ判定処理の詳細は、別途後述する。
【００５２】
ステップＳ１０４では、ＡＦ制御部１４ｂは、位相差ＡＦセンサユニット１１によって焦点検出用光束による被写体像を検出し、その被写体画像信号をもとに、位相差ＡＦ検出部１２によって位相差を算出する位相差検出処理を実行する。さらに、ＡＦ制御部１４ｂは、算出した位相差をもとに、位相差検出が可能であったか否か、位相差検出の信頼性（信頼の高さ）等を判定し、その判定結果をフラグ等に記録する。
【００５３】
ステップＳ１０４を処理した後、ＡＦ制御部１４ｂは、ステップＳ１０４での判定結果を記録したフラグ等を参照して、位相差検出が可能であったか否かを判断し（ステップＳ１０５）、位相差検出が可能でなかった場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０９のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、位相差検出が可能であった場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＡＦ制御部１４ｂは、検出した位相差が所定範囲内であったか否か、つまり撮影レンズ３の焦点ずれ量が所定範囲内であったか否かをさらに判断する（ステップＳ１０６）。なお、このステップＳ１０６において判断基準となる所定範囲は、この範囲内にあればイメージャＡＦ処理によって十分に高精度かつ高速に焦点調節を行えるものとして、あらかじめ設定される範囲である。
【００５４】
位相差が所定範囲内であった場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ＡＦ制御部１４ｂは、ステップＳ１０９のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、位相差が所定範囲内になかった場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、算出された位相差をもとに、合焦状態にするための撮影レンズ３の駆動量を算出し（ステップＳ１０７）、算出した駆動量に応じて撮影レンズ３を駆動する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８では、ＡＦ制御部１４ｂは、算出した駆動量をレンズコントロール部７に出力し、レンズコントロール部７にレンズ駆動部５を制御させることで、撮影レンズ３の駆動を行う。その後、ＡＦ制御部１４ｂは、ステップＳ１０４からの処理を繰り返し、ステップＳ１０６において位相差が所定範囲内であると判断した場合、イメージャＡＦ処理に移行する。
【００５５】
ＡＦ制御部１４ｂは、後述するステップＳ１０９のイメージャＡＦ処理を実行した後、撮影レンズ３を合焦させることができたか否かを判断し（ステップＳ１１０）、合焦させることができた場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、合焦が完了した旨の表示をＬＣＤパネル１７等に表示させる（ステップＳ１１１）。一方、合焦させることができなかった場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ＡＦ制御部１４ｂは、合焦に失敗した旨の表示をＬＣＤパネル１７等に表示させる（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１１０では、ＡＦ制御部１４ｂは、ステップＳ１０９におけるイメージャＡＦ処理の処理結果を示すフラグ等を参照して判断を行う。
【００５６】
その後、制御部１４は、レリーズＳＷ１６が全押しされたか否かを判断し（ステップＳ１１３）、全押しされた場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、被写体を撮影する通常の撮影処理を実行し（ステップＳ１１４）、撮影処理が終了した後、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。一方、全押しされていない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、制御部１４は、ただちにステップＳ１０１からの処理を繰り返す。かかる繰り返しの処理は、カメラ１００の電源がオフされるなど、所定の処理中断の指示が入力された時点で終了する。
【００５７】
以上のようにして、カメラ１００では、基本動作としてＴＴＬ位相差ＡＦによって焦点調節の粗調節を行い、イメージャＡＦによって焦点調節の微調節を行う。加えて、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し、ケラレが生じると判断された場合、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点調節処理を省略して、イメージャＡＦによる焦点調節処理を実行する。
【００５８】
つぎに、ステップＳ１０２として示したケラレ判定処理の処理手順について説明する。図８は、ケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、ケラレ判定部１４ａは、まず、ケラレ判定フラグに「０」をセットして初期化し（ステップＳ１２０）、位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡの大きさを示す位相差ＡＦ瞳径が、撮影レンズ瞳領域ＥＰＡの大きさを示す撮影レンズ瞳径よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１２１）。
【００５９】
位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きい場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部１４ａは、ケラレ判定フラグに「１」をセットし（ステップＳ１２２）、ステップＳ１０２にリターンする。一方、位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きくない場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、ケラレ判定部１４ａは、ただちにステップＳ１０２にリターンする。
【００６０】
このように、本実施の形態１にかかるケラレ判定処理では、ケラレ判定部１４ａは、位相差ＡＦセンサユニット１１の構成に対応してあらかじめ記憶部１５に記憶された位相差ＡＦ瞳径と、ステップＳ１００のレンズ通信処理によってレンズ情報として読み出された撮影レンズ瞳径との大きさを比較し、位相差ＡＦ瞳径が大きい場合、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが発生するものと判定し、その判定結果をケラレ判定フラグに記録する。
【００６１】
つぎに、ステップ１０９として示したイメージャＡＦ処理の処理手順について説明する。図９は、イメージャＡＦ処理の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、ＡＦ制御部１４ｂは、まず、所定のフラグ等を参照し、位相差焦点検出処理が実行されたか否かを判断する（ステップＳ１３０）。そして、位相差焦点検出処理が実行されている場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、スキャン範囲を「±ΔＸ」に設定し（ステップＳ１３１）、位相差焦点検出処理が実行されていない場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、スキャン範囲を撮影レンズ３の可動域全域、すなわち最至近から無限遠までに設定する（ステップＳ１３２）。なお、位相差検出処理を実行したものの検出できなかった場合、すなわち図７に示したステップＳ１０５において位相差検出が可能でないと判断した後、イメージャＡＦを実行する場合には、ＡＦ制御部１４ｂは、ステップＳ１３０において、位相差焦点検出処理が実行されていないものと判断し、ステップＳ１３２に移行する。
【００６２】
ここで、スキャン範囲とは、イメージャＡＦ検出部１３によって撮影レンズ３の駆動位置に対する被写体画像の評価値の軌跡を求める場合に、撮影レンズ３を駆動する範囲である。ステップＳ１３１では、スキャン範囲は、現時点の撮影レンズ３の駆動位置を中心として、その前後に範囲ΔＸが設定される。この範囲ΔＸは、イメージャＡＦによって十分に高精度かつ高速に合焦動作が可能であるとして予め決められた範囲であって、交換レンズ２のレンズ情報記憶部６に記憶されており、ステップＳ１００のレンズ通信処理によって読み出されて使用される。範囲ΔＸは、例えば撮影レンズ３の焦点距離および駆動位置、位相差焦点検出処理の信頼性の高さ等に応じて、あらかじめ種々の値が設定されている。一方、ステップ１３２では、事前に位相差焦点検出処理が実行されておらず、撮影レンズ３が合焦位置付近に位置していない可能性があるため、撮影レンズ３の可動域全域がスキャン範囲に設定されている。
【００６３】
スキャン範囲を設定した後、ＡＦ制御部１４ｂは、スキャン範囲の両端位置のうち、現時点の撮影レンズ３の駆動位置から近い方の位置に撮影レンズ３を移動させる（ステップＳ１３３）。このとき、ＡＦ制御部１４ｂは、移動させる位置をレンズコントロール部７に出力し、レンズコントロール部７にレンズ駆動部５を制御させることで、撮影レンズ３を移動させる。
【００６４】
その後、ＡＦ制御部１４ｂは、イメージャＡＦ検出部１３によって、被写体画像の評価値を算出し（ステップＳ１３４）、算出した評価値と撮影レンズ３の駆動位置とを評価値の履歴情報として、記憶部１５に記録する（ステップＳ１３５）。そして、この評価値の履歴情報を参照し、撮影レンズ３の駆動位置が合焦位置を通過したか否か、つまり評価値がピーク値となるピーク位置を通過したか否かを判断する（ステップＳ１３６）。
【００６５】
撮影レンズ３がピーク位置を通過していない場合（ステップＳ１３６：Ｎｏ）、ＡＦ制御部１４ｂは、撮影レンズ３がスキャン範囲内にあるか否かをさらに判断し（ステップＳ１３７）、スキャン範囲内にある場合（ステップＳ１３７：Ｙｅｓ）、撮影レンズ３を移動させ（ステップＳ１３８）、ステップＳ１３４からの処理を繰り返す。一方、撮影レンズ３がスキャン範囲内にない場合（ステップＳ１３７：Ｎｏ）、ＡＦ制御部１４ｂは、撮影レンズ３をスキャン範囲の初期位置に移動させ（ステップＳ１３９）、イメージャＡＦ処理によって合焦位置が検出できなかった旨をフラグ等に記録し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１０９にリターンする。
【００６６】
また、ＡＦ制御部１４ｂは、ステップＳ１３６において撮影レンズ３がピーク位置を通過していると判断した場合には（ステップＳ１３６：Ｙｅｓ）、撮影レンズ３をピーク位置へ移動させ（ステップＳ１４１）、評価値のピーク値をピーク評価値として記録し（ステップＳ１４２）、ステップＳ１０９にリターンする。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態１にかかるカメラ１００は、ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦとによる焦点検出機構を備え、この各焦点検出機構による焦点検出結果をもとに焦点調節を行う焦点調節装置を備えるものであって、この焦点調節装置は、撮影レンズ３のレンズ情報をもとに、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定部１４ａと、焦点検出用光束にケラレが生じると判定された場合に、イメージャＡＦによる焦点検出機構に焦点検出を行わせる制御を行うＡＦ制御部１４ｂと、を備えている。これによって、本実施の形態１にかかるカメラ１００および焦点検出装置では、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが生じる場合であっても、誤検出によってピントが外れるような恐れはなく、高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができる。
【００６８】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる焦点調節装置およびカメラについて説明する。上述した実施の形態１では、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点検出機構の焦点検出エリアを１点としていたが、本実施の形態２では、その検出エリアを複数点とし、各焦点検出エリアにかかる焦点検出用光束に生じるケラレの状況に応じて、ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦとの使い分けを制御するようにしている。
【００６９】
図１０は、本実施の形態２にかかるカメラ２００の要部構成を示す図である。図１０に示すように、カメラ２００は、カメラ１００の構成をもとに、カメラボディ１に替えてカメラボディ３１を備える。また、カメラボディ３１は、カメラボディ１の構成をもとに、位相差ＡＦセンサユニット１１、位相差ＡＦ検出部１２および制御部１４のそれぞれに替えて、位相差ＡＦセンサユニット４１、位相差ＡＦ検出部４２および制御部４４を備える。さらに、制御部４４は、制御部１４の構成をもとに、ケラレ判定部１４ａおよびＡＦ制御部１４ｂに替えて、ケラレ判定部４４ａおよびＡＦ制御部４４ｂを備える。
【００７０】
図１１は、撮影レンズ３とともに、位相差ＡＦセンサユニット４１の内部構成を示す図である。この図１１では、煩雑さを避けるため、撮影レンズ３から位相差ＡＦセンサユニット４１に至る光路中に配置されているハーフミラー８を省略して示している。図１１に示すように、位相差ＡＦセンサユニット４１は、視野マスク５１、コンデンサレンズ５２Ｃ，５２Ｌ，５２Ｒ、絞りマスク５３、２次結像光学系としての結像レンズ群およびセンサ５５を備えている。２次結像光学系は、結像レンズ５４ＣＡ，５４ＣＢ，５４ＬＡ，５４ＬＢ，５４ＲＡ，５４ＲＢを備えている。
【００７１】
位相差ＡＦセンサユニット４１は、撮影レンズ３の撮影エリア５０内に設定された複数の焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒに応じて撮影光束を分割し、焦点検出エリアごとに被写体像を検出するとともに、各被写体像に対応する画像信号を位相差ＡＦ検出部４２に出力する。
【００７２】
ここで、視野マスク５１は、撮影レンズ３による被写体像の結像面近傍に配置され、視野マスク５１上に形成された開口部５１Ｃ，５１Ｌ，５１Ｒは、焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒに応じて撮影光束を分割して通過させる。コンデンサレンズ５２Ｃ，５２Ｌ，５２Ｒは、それぞれ開口部５１Ｃ，５１Ｌ，５１Ｒ近傍に配置され、対応する開口部を通過した光束を各々集光する。
【００７３】
絞りマスク５３は、コンデンサレンズ５２Ｃ，５２Ｌ，５２Ｒの各光軸に対して対称に形成された開口対を有し、この各開口対は、各々対応するコンデンサレンズ５２Ｃ，５２Ｌ，５２Ｒからの光束をさらに２分割し、焦点検出用光束として通過させる。具体的には、絞りマスク５３は、コンデンサレンズ５２Ｃに対して、その光軸に対象に形成された開口部５３Ｃａ，５３Ｃｂを有している。また、コンデンサレンズ５２Ｌに対して、その光軸に対称に形成された開口部５３Ｌａ，５３Ｌｂと、コンデンサレンズ５２Ｒに対して、その光軸に対象に形成された開口部５３Ｒａ，５３Ｒｂとを有している。
【００７４】
２次結像光学系の各結像レンズは、絞りマスク５３の各開口部の近傍に配置され、対応する開口部を通過した焦点検出用光束を集光して再結像させる。具体的には、結像レンズ５４ＣＡ，５４ＣＢ，５４ＬＡ，５４ＬＢ，５４ＲＡ，５４ＲＢは、それぞれ開口部５３Ｃａ，５３Ｃｂ，５３Ｌａ，５３Ｌｂ，５３Ｒａ，５３Ｒｂに対応して配置されている。
【００７５】
センサ５５は、各結像レンズからの焦点検出用光束に対応して複数のラインセンサを備えるとともに、各受光面が各々対応する結像レンズの再結像面に一致するように配置されている。具体的には、センサ５５は、ラインセンサ５５ＣＡ，５５ＣＢ，５５ＬＡ，５５ＬＢ，５５ＲＡ，５５ＲＢを備え、この各ラインセンサは、それぞれ結像レンズ５４ＣＡ，５４ＣＢ，５４ＬＡ，５４ＬＢ，５４ＲＡ，５４ＲＢが再結像する焦点検出用光束を検出するように配置されている。各ラインセンサは、検出した被写体像に対応する画像信号を、それぞれ位相差ＡＦ検出部４２に出力する。
【００７６】
これによって、位相差ＡＦセンサユニット４１は、焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒに対応する各焦点検出用光束を、それぞれラインセンサ５５ＣＡ，５５ＣＢと、ラインセンサ５５ＬＡ，５５ＬＢと、ラインセンサ５５ＲＡ，５５ＲＢとによって検出し、焦点検出エリアごとに位相差ＡＦ検出部４２に画像信号を出力することができる。位相差ＡＦ検出部４２は、この各ラインセンサから取得した画像信号をＡ／Ｄ変換し、焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒごとに被写体像の位相差を算出する。
【００７７】
なお、各焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒに対応した視野マスク５１上の各開口部、コンデンサレンズ５２Ｃ，５２Ｌ，５２Ｒ、絞りマスク５３上の各開口部、２次結像光学系の各結像レンズおよびセンサ５５上の各ラインセンサの配置は、製造工程においてあらかじめ調整され対応づけられている。
【００７８】
図１２−１および図１２−２は、撮影レンズ３の射出瞳ＥＰでの焦点検出用光束の状態を示す図である。図１２−１は、焦点検出エリア５０Ｃに対応する位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｃと、焦点検出用光束としての光束ＦＡ−Ｃ，ＦＢ−Ｃを示している。また、図１２−２は、焦点検出エリア５０Ｌに対応する位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｌと、焦点検出用光束としての光束ＦＡ−Ｌ，ＦＢ−Ｌを示している。なお、焦点検出エリア５０Ｒに対応する位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｒは、位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｌと大きさが等しく、焦点検出用光束としての光束ＦＡ−Ｒ，ＦＢ−Ｒとともに、図１２−２に併せて示している。
【００７９】
この図１２−１および図１２−２に示すように、焦点検出エリア５０Ｃと、焦点検出エリア５０Ｌ，５０Ｒとに対応する各位相差ＡＦ瞳領域の瞳径は異なっており、例えば位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｃの瞳半径Ｈahは、位相差AF瞳領域ＡＦＡ−Ｌ，ＡＦＡ−Ｒの瞳半径Ｈavより大きい。
【００８０】
つぎに、カメラ２００が行う焦点調節処理の処理手順について説明する。図１３は、焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、カメラ２００では、電源が投入された場合、制御部４４は、図７に示したステップＳ１００と同様にレンズ通信処理を行い（ステップＳ２００）、レリーズＳＷ１６が半押しされているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。
【００８１】
レリーズＳＷ１６が半押しされていない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、制御部４４は、この判断処理を繰り返し、レリーズＳＷ１６が半押しされている場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部４４ａは、各焦点検出エリアに対応する焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定処理を実行する（ステップＳ２０２）。このケラレ判定処理の詳細は、別途後述する。
【００８２】
つづいて、ＡＦ制御部４４ｂは、ケラレ判定処理の判定結果に基づいて、全ての焦点検出エリアでケラレが生じるか否かを判断し（ステップＳ２０３）、全ての焦点検出エリアでケラレが生じると判断した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１７のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、全ての焦点検出エリアでケラレが生じるわけではないと判断した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＡＦ制御部４４ｂは、ケラレが生じない焦点検出エリアに対して位相差検出処理を実行する（ステップＳ２０４）。なお、ステップＳ２０３では、ＡＦ制御部４４ｂは、ケラレ判定処理の判定結果を示すケラレ判定フラグを参照し、ケラレが生じるか否かを判断する。
【００８３】
ステップＳ２０４では、ＡＦ制御部４４ｂは、焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒごとに、位相差ＡＦセンサユニット４１によって焦点検出用光束による被写体像を検出し、その被写体画像信号をもとに、位相差ＡＦ検出部４２によって位相差を算出する位相差検出処理を実行する。さらに、ＡＦ制御部４４ｂは、焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒごとに、算出した位相差をもとに、位相差検出が可能であったか否か、位相差検出の信頼性（信頼の高さ）等を判定し、その判定結果をフラグ等に記録する。
【００８４】
ステップＳ２０４を処理した後、ＡＦ制御部４４ｂは、ステップＳ２０４での判定結果を記録したフラグ等を参照して、ケラレが生じない全ての焦点検出エリアで位相差検出が不能であったか否かを判断する（ステップＳ２０５）。そして、全ての焦点検出エリアで位相差検出が不能であった場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１７のイメージャＡＦ処理を実行し、位相差検出が不能でない焦点検出エリアがあった場合には（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、位相差検出が可能であり、かつ焦点検出用光束にケラレが生じない焦点検出エリアの中から、焦点ずれ量が最も後ピンである焦点検出エリア（最至近焦点検出エリア）を選択する（ステップＳ２０６）。
【００８５】
その後、ＡＦ制御部４４ｂは、検出した最至近焦点検出エリアの位相差が所定範囲内であったか否か、つまり撮影レンズ３の焦点ずれ量が所定範囲内であったか否かを判断し（ステップＳ２０７）、位相差が所定範囲内であった場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１１のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、位相差が所定範囲内になかった場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ＡＦ制御部４４ｂは、算出された位相差をもとに、合焦状態にするための撮影レンズ３の駆動量を算出し（ステップＳ２０８）、算出した駆動量に応じて撮影レンズ３を駆動する（ステップＳ２０９）。
【００８６】
なお、ステップＳ２０７において判断基準となる所定範囲は、この範囲内にあればイメージャＡＦ処理によって十分に高精度かつ高速に焦点調節を行えるものとして、あらかじめ設定される範囲である。また、ステップＳ２０９では、ＡＦ制御部４４ｂは、算出した駆動量をレンズコントロール部７に出力し、レンズコントロール部７にレンズ駆動部５を制御させることで、撮影レンズ３の駆動を行う。
【００８７】
撮影レンズ３を駆動した後、ＡＦ制御部４４ｂは、ステップＳ２０６で選択した最至近焦点検出エリアに対して再び位相差検出処理を実行し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０７からの処理を繰り返し、そのステップＳ２０７において位相差が所定範囲内であると判断した場合、ステップＳ２１１のイメージャＡＦ処理に移行する。
【００８８】
つづくステップＳ２１１〜Ｓ２１６の各処理は、図７に示したステップＳ１０９〜Ｓ２１４の各処理と同様に実行される。一方、ステップ２１７のイメージャＡＦ処理では、ＡＦ制御部４４ｂは、全ての焦点検出エリアでイメージャＡＦ処理を実行し、焦点検出エリアごとに評価値のピーク値と、このピーク値に対応する撮影レンズ３の駆動位置とを算出する。そして、焦点ずれ量が最も後ピンである焦点検出エリアに対応する駆動位置に撮影レンズ３を駆動させる最至近選択処理を実行する。その後、ＡＦ制御部４４ｂは、ステップＳ２１２以降の処理を実行する。
【００８９】
以上のようにして、カメラ２００では、基本動作としてＴＴＬ位相差ＡＦによって焦点調節の粗調節を行い、イメージャＡＦによって焦点調節の微調節を行う。加えて、ＴＴＬ位相差ＡＦの複数の焦点検出エリアごとに、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し、全ての焦点検出エリアにおいてケラレが生じると判断された場合、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点調節処理を省略して、イメージャＡＦによる焦点調節処理を実行する。
【００９０】
なお、ステップＳ２０６，Ｓ２１７では、焦点ずれ量が最も後ピンである焦点検出エリアを選択するものとして説明したが、かかる選択処理に限定されず、例えばカメラ２００の図示しない操作部を介して、外部から焦点検出エリアの選択情報を取得し、この選択情報をもとに対象とする焦点検出エリアを選択するようにしてもよい。
【００９１】
つぎに、ステップＳ２０２として示したケラレ判定処理の処理手順について説明する。図１４は、ケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、ケラレ判定部４４ａは、まず、ケラレ判定フラグ「ａ」〜「ｃ」にそれぞれ「０」をセットして初期化し（ステップＳ２２０）、中央の焦点検出エリア５０Ｃに対応する位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｃの大きさを示す位相差ＡＦ瞳径が、撮影レンズ瞳領域ＥＰＡの大きさを示す撮影レンズ瞳径よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２２１）。
【００９２】
その位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きい場合（ステップＳ２２１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部４４ａは、ケラレ判定フラグ「ａ」に「１」をセットし（ステップＳ２２２）、ステップＳ２２３に移行する。一方、焦点検出エリア５０Ｃに対応する位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きくない場合（ステップＳ２２１：Ｎｏ）、ケラレ判定部４４ａは、ただちにステップＳ２２３に移行する。
【００９３】
ステップＳ２２３では、ケラレ判定部４４ａは、右側の焦点検出エリア５０Ｒに対応する位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｒの大きさを示す位相差ＡＦ瞳径が、撮影レンズ瞳径よりも大きいか否かを判断し、この位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きい場合（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）、ケラレ判定フラグ「ｂ」に「１」をセットして（ステップＳ２２４）、ステップＳ２２５に移行する。一方、焦点検出エリア５０Ｒに対応する位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きくない場合（ステップＳ２２３：Ｎｏ）、ケラレ判定部４４ａは、ただちにステップＳ２２５に移行する。
【００９４】
ステップＳ２２５では、ケラレ判定部４４ａは、左側の焦点検出エリア５０Ｌに対応する位相差ＡＦ瞳領域ＡＦＡ−Ｌの大きさを示す位相差ＡＦ瞳径が、撮影レンズ瞳径よりも大きいか否かを判断し、この位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きい場合（ステップＳ２２５：Ｙｅｓ）、ケラレ判定フラグ「ｃ」に「１」をセットして（ステップＳ２２６）、ステップＳ２０２にリターンする。一方、焦点検出エリア５０Ｌに対応する位相差ＡＦ瞳径が撮影レンズ瞳径よりも大きくない場合（ステップＳ２２５：Ｎｏ）、ケラレ判定部４４ａは、ただちにステップＳ２０２にリターンする。
【００９５】
このように、本実施の形態２にかかるケラレ判定処理では、ケラレ判定部４４ａは、焦点検出エリア５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒに対応してあらかじめ記憶部１５に記憶された各位相差ＡＦ瞳径と、ステップＳ２００のレンズ通信処理によってレンズ情報として読み出された撮影レンズ瞳径との大きさをそれぞれ比較し、位相差ＡＦ瞳径が大きい場合、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが発生するものと判定し、その判定結果をケラレ判定フラグに記録する処理を、焦点検出エリアごとに行う。
【００９６】
以上説明したように、本実施の形態２にかかるカメラ２００および焦点検出装置では、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出エリアが複数の場合にも、各焦点検出エリアに対応する焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定することができるとともに、ケラレが生じると判定された場合、イメージャＡＦによる焦点検出機構に焦点検出を行わせるようにしているため、誤検出によってピントが外れるような恐れはなく、高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができる。
【００９７】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる焦点調節装置およびカメラについて説明する。上述した実施の形態１および２では、一般的な屈折光学系の撮影レンズを有した交換レンズを備えるものとしていたが、本実施の形態３では、反射屈折光学系（Catadioptric system）としての反射望遠レンズを有した交換レンズを備えるものとしている。
【００９８】
図１５は、本実施の形態２にかかるカメラ３００の要部構成を示す図である。図１５に示すように、カメラ３００は、カメラボディ６１および交換レンズ６２を用いて構成されている。カメラボディ６１は、カメラボディ１の構成をもとに、制御部１４に替えて制御部７４を備える。制御部７４は、制御部１４の構成をもとに、ケラレ判定部１４ａおよびＡＦ制御部１４ｂに替えて、ケラレ判定部７４ａおよびＡＦ制御部７４ｂを備える。また、交換レンズ６２は、交換レンズ２の構成をもとに、撮影レンズ３およびレンズ情報記憶部６に替えて、撮影レンズ６３およびレンズ情報記憶部６６を備える。
【００９９】
撮影レンズ６３は、２枚の反射鏡を用いて構成された反射望遠レンズであって、例えば特許文献３に記載の反射望遠レンズ等を用いることができる。かかる反射望遠レンズは、屈折光学系としての望遠レンズに比べてレンズ鏡筒の長さを短くできるとともに、レンズ全体を軽くできるという長所を有している。なお、図１５では、煩雑さを避けるため、撮影レンズ６３を一体のレンズとして示している。また、絞り４は、実際には撮影レンズ６３の内部に設けられるものであるが、便宜的に撮影レンズ６３と個別に示している。
【０１００】
レンズ情報記憶部６６は、撮影レンズ６３の瞳径などとともに、撮影レンズ６３の種類、つまり反射望遠レンズであること示すレンズＩＤをレンズ情報として記憶している。レンズコントロール部７は、制御部７４に電気的に接続されており、制御部７４からの指示に基づいて、レンズ駆動部５とレンズ情報記憶部６６との処理および動作を制御するとともに、レンズ情報記憶部６６から取得したレンズ情報を制御部７４に出力する。
【０１０１】
ところで、反射望遠レンズとしての撮影レンズ６３は、被写体からの光束を内部で反射し、その反射した光束を焦点面へ折り返すために、反射鏡の１つが光束中に配置されている。このため、光束の中央部は遮光され、例えば図１６−１に示すように、瞳の中央部でも光束が制限されることとなる。ここで、図１６−１は、撮影レンズ６３における撮影レンズ瞳領域ＥＰＡの内部に、反射鏡による円形の瞳遮蔽領域ＳＨＡが形成されていることを示している。この瞳遮蔽領域ＳＨＡによって、焦点検出用光束としての光束ＦＡ，ＦＢの内側部分が一部制限されている。
【０１０２】
このようなことから、撮影レンズ６３に対しては、実施の形態１および２におけるケラレ判定処理のように、瞳径（瞳外径）や開放ＦＮＯのみに基づいて焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを正しく判定することはできない。このため、本実施の形態３では、撮影レンズ６３における撮影レンズ瞳領域の瞳径として、瞳外径と瞳内径とを参照し、これらと位相差ＡＦ瞳領域の大きさとを比較することで、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを正しく判定できるようにしている。
【０１０３】
なお、図１６−１では、撮影レンズ瞳領域ＥＰＡの瞳内径は、瞳遮蔽領域ＳＨＡの遮蔽径に等しく、その半径が瞳内半径Ｈnとして示されている。また、反射望遠レンズであっても、例えば図１６−２に示すように瞳遮蔽領域ＳＨＡ’が小さい場合には、光束ＦＡ，ＦＢには、この瞳遮蔽領域ＳＨＡ’によるケラレが生じない。
【０１０４】
つぎに、カメラ３００が行う焦点調節処理の処理手順について説明する。図１７は、焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。図１７に示すように、カメラ３００では、電源が投入された場合、制御部７４は、交換レンズ６２のレンズコントロール部７との間で通信を行い、レンズ情報記憶部６６に記憶されている種々のレンズ情報を読み出すとともに、読み出したレンズ情報を記憶部１５に記録するレンズ通信処理を行う（ステップＳ３００）。このレンズ通信処理で読み出されるレンズ情報には、撮影レンズ６３の瞳外径および瞳内径、撮影レンズ６３のレンズＩＤ、イメージャＡＦ処理における撮影レンズ６３の駆動範囲、焦点調節処理に関わる種々の補正値等が含まれる。
【０１０５】
つづいて、制御部７４は、レリーズＳＷ１６が半押しされているか否かを判断し（ステップＳ３０１）、レリーズＳＷ１６が半押しされていない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、この判断処理を繰り返す。一方、レリーズＳＷ１６が半押しされている場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部７４ａは、レンズＩＤを参照し、撮影レンズ６３が反射望遠レンズであるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
【０１０６】
そして、ケラレ判定部７４ａは、撮影レンズ６３が反射望遠レンズでない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、第１ケラレ判定処理を実行し（ステップＳ３０３）、撮影レンズ６３が反射望遠レンズである場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、第２ケラレ判定処理を実行する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０３では、ケラレ判定部７４ａは、図８に示したケラレ判定処理と同様の処理手順によって、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定する。また、ステップＳ３０４では、ケラレ判定部７４ａは、撮影レンズ６３の瞳外径と瞳内径とを参照し、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定する。この第２ケラレ判定処理の詳細は、別途後述する。
【０１０７】
つづいて、ＡＦ制御部７４ｂは、第１および第２ケラレ判定処理の判定結果に基づいて、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し（ステップＳ３０５）、ケラレが生じると判断した場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ３１１のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、ケラレが生じないと判断した場合には（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ステップＳ３０６以降の位相差焦点検出処理を実行する。なお、ステップＳ３０５では、ＡＦ制御部７４ｂは、第１および第２ケラレ判定処理の判定結果を示すケラレ判定フラグを参照してケラレが生じるか否かを判断する。
【０１０８】
その後、制御部７４は、図７に示したステップＳ１０４〜Ｓ１１４と同様にステップＳ３０６〜Ｓ３１６の処理を実行するとともに、例えばカメラ３００の電源がオフされるなど所定の処理中断の指示が入力されるまで、ステップＳ３０１からの処理を繰り返す。
【０１０９】
以上のようにして、カメラ３００では、基本動作としてＴＴＬ位相差ＡＦによって焦点調節の粗調節を行い、イメージャＡＦによって焦点調節の微調節を行う。加えて、撮影レンズ６３のレンズＩＤに応じたケラレ判定処理としての第１および第２ケラレ判定処理に基づいて、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し、ケラレが生じると判断された場合、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点調節処理を省略して、イメージャＡＦによる焦点調節処理を実行する。
【０１１０】
つぎに、ステップＳ３０４として示した第２ケラレ判定処理の処理手順について説明する。図１８は、第２ケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、ケラレ判定部７４ａは、まず、ケラレ判定フラグに「０」をセットして初期化し（ステップＳ３２０）、位相差ＡＦ瞳領域の外径を示す位相差ＡＦ瞳外径が、撮影レンズ瞳領域の外径を示す撮影レンズ瞳外径よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３２１）。
【０１１１】
位相差ＡＦ瞳外径が撮影レンズ瞳外径よりも大きい場合（ステップＳ３２１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部７４ａは、ケラレ判定フラグに「１」をセットし（ステップＳ３２２）、ステップＳ３０４にリターンする。一方、位相差ＡＦ瞳外径が撮影レンズ瞳外径よりも大きくない場合（ステップＳ３２１：Ｎｏ）、ケラレ判定部７４ａは、位相差ＡＦ瞳領域の内径を示す位相差ＡＦ瞳内径が、撮影レンズ瞳領域の内径を示す撮影レンズ瞳内径よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ３２３）。つまり、このステップ３２３では、ケラレ判定部７４ａは、図１６−１に示した位相差ＡＦ瞳領域の瞳内半径Ｈanが、投影レンズ瞳領域の瞳内半径Ｈnよりも小さいか否かを判断する。
【０１１２】
位相差ＡＦ瞳内径が撮影レンズ瞳内径よりも小さい場合（ステップＳ３２３：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部７４ａは、ケラレ判定フラグに「１」をセットし（ステップＳ３２４）、ステップＳ３０４にリターンする。一方、位相差ＡＦ瞳内径が撮影レンズ瞳内径よりも小さくない場合（ステップＳ３２３：Ｎｏ）、ケラレ判定部７４ａは、ただちにステップＳ３０４にリターンする。
【０１１３】
このように、第２ケラレ判定処理では、ケラレ判定部７４ａは、位相差ＡＦセンサユニット１１の構成に対応してあらかじめ記憶部１５に記憶された位相差ＡＦ瞳領域の瞳外径および瞳内径と、ステップＳ３００のレンズ通信処理によってレンズ情報として読み出された撮影レンズ瞳領域の瞳外径および瞳内径とを比較することで、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが発生するか否かを判定し、その判定結果をケラレ判定フラグに記録する。
【０１１４】
以上説明したように、本実施の形態３にかかるカメラ３００および焦点検出装置では、レンズ情報としてのレンズＩＤをもとに撮影レンズ６３が反射望遠レンズであるか否かを判断し、この判断結果に応じて、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定することができるとともに、ケラレが生じると判定された場合、イメージャＡＦによる焦点検出機構に焦点検出を行わせるようにしているため、撮影レンズに反射望遠レンズを用いる場合であっても、誤検出によってピントが外れるような恐れはなく、高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができる。
【０１１５】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４にかかる焦点調節装置およびカメラについて説明する。上述した実施の形態１〜３では、絞り４が開放された場合の撮影レンズ瞳領域の大きさをもとに、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断するようにしていたが、本実施の形態４では、絞り４が絞られた場合の撮影レンズの瞳の大きさも考慮して、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断するようにしている。
【０１１６】
図１９は、本実施の形態４にかかるカメラ４００の要部構成を示す図である。図１９に示すように、カメラ４００は、カメラ１００の構成をもとに、カメラボディ１に替えてカメラボディ８１を備える。また、カメラボディ８１は、カメラボディ１の構成をもとに、制御部１４に替えて制御部９４を備えるとともに、プレビューＳＷ９９をさらに備える。また、制御部９４は、制御部１４の構成をもとに、ケラレ判定部１４ａおよびＡＦ制御部１４ｂに替えて、ケラレ判定部９４ａおよびＡＦ制御部９４ｂを備える。
【０１１７】
プレビューＳＷ９９は、カメラボディ８１の表面部に設けられたボタン部を有するスイッチとして構成されている。プレビューＳＷ９９は、そのボタン部が押下された場合、プレビュー処理を実行するプレビュー指示情報を制御部９４に出力する。この場合、制御部９４は、撮影時と等しい絞り値としてあらかじめ設定された絞り値まで絞り４を絞り込み、撮影時と同等の被写界をファインダーで観察できるようにするプレビュー処理を実行させるとともに、その絞り値をもとに、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定処理を実行させる制御を行う。なお、プレビュー処理で絞り込む絞り値は、あらかじめ記憶部１５に記憶されている。
【０１１８】
ここで、カメラ４００が行う焦点調節処理の処理手順について説明する。図２０は、焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。図２０に示すように、カメラ４００では、電源が投入された場合、制御部９４は、図７に示したステップＳ１００と同様にレンズ通信処理を行った後（ステップＳ４００）、レリーズＳＷ１６が半押しされているか否かを判断する（ステップＳ４０１）。
【０１１９】
レリーズＳＷ１６が半押しされていない場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、制御部９４は、プレビューＳＷ９９が押されているか否かをさらに判断し（ステップ４０２）、押されていない場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、ステップＳ４０１からの処理を繰り返し、プレビューＳＷ９９が押されている場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、プレビュー処理を実行する（ステップＳ４０３）。なお、制御部９４は、プレビューＳＷ９９からプレビュー指示情報を取得することで、プレビューＳＷ９９が押されているものと判断する。
【０１２０】
ステップＳ４０３を実行した後、もしくはステップＳ４０１においてレリーズＳＷ１６が半押しされていると判断された場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部９４ａは、絞り４の絞り値、つまり撮影レンズ３のＦＮＯをもとに、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するケラレ判定処理を実行する（ステップＳ４０４）。このケラレ判定処理の詳細は、別途後述する。
【０１２１】
つづいて、ＡＦ制御部９４ｂは、ケラレ判定処理の判定結果に基づいて、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し（ステップＳ４０５）、ケラレが生じると判断した場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ４１１のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、ケラレが生じないと判断した場合には（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、ステップＳ４０６以降の位相差焦点検出処理を実行する。なお、ステップＳ４０５では、ＡＦ制御部９４ｂは、ケラレ判定処理の判定結果を示すケラレ判定フラグを参照してケラレが生じるか否かを判断する。
【０１２２】
そして、制御部９４は、図７に示したステップＳ１０４〜Ｓ１１２と同様にステップＳ４０６〜Ｓ４１４の処理を実行した後、プレビューＳＷ９９が押されているか否かを判断し（ステップＳ４１５）、押されている場合（ステップＳ４１５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３，Ｓ１１４と同様にステップＳ４１６，Ｓ４１７を実行し、ステップＳ４０１からの処理を繰り返す。一方、プレビューＳＷ９９が押されていない場合（ステップＳ４１５：Ｎｏ）、制御部９４は、ただちにステップＳ４０１からの処理を繰り返す。かかる繰り返しの処理は、例えばカメラ４００の電源がオフされるなど、所定の処理中断の指示が入力された時点で終了する。
【０１２３】
以上のようにして、カメラ４００では、基本動作としてＴＴＬ位相差ＡＦによって焦点調節の粗調節を行い、イメージャＡＦによって焦点調節の微調節を行う。加えて、プレビューＳＷ９９が押されたか否か、つまり絞り４が絞られたか否かに応じて、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し、ケラレが生じると判断された場合、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点調節処理を省略して、イメージャＡＦによる焦点調節処理を実行する。
【０１２４】
つぎに、ステップＳ４０４として示したケラレ判定処理の処理手順について説明する。図２１は、ケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図２１に示すように、ケラレ判定部９４ａは、まず、ケラレ判定フラグに「０」をセットして初期化し（ステップＳ４２０）、プレビューＳＷ９９が押されているか否かを判断する（ステップＳ４２１）。
【０１２５】
プレビューＳＷ９９が押されていない場合（ステップＳ４２１：Ｎｏ）、ケラレ判定部９４ａは、位相差ＡＦ瞳領域に対応する位相差ＡＦ瞳ＦＮＯが、絞り４が開放の場合に対応する撮影レンズ３のＦＮＯを示す撮影レンズ瞳開放ＦＮＯよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４２２）。そして、大きいと判断した場合（ステップ４２２：Ｙｅｓ）、ケラレ判定フラグに「１」をセットして（ステップＳ４２４）、ステップＳ４０４にリターンし、大きくないと判断した場合には（ステップＳ４２２：Ｎｏ）、ただちにステップＳ４０４にリターンする。
【０１２６】
一方、ステップＳ４２１においてプレビューＳＷ９９が押されている場合（ステップＳ４２１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部９４ａは、位相差ＡＦ瞳ＦＮＯが、絞り４の絞り値に対応する撮影レンズ３のＦＮＯを示す撮影レンズ瞳絞りＦＮＯよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４２３）。そして、大きいと判断した場合（ステップＳ４２３：Ｙｅｓ）、ケラレ判定フラグに「１」をセットして（ステップＳ４２４）、ステップＳ４０４にリターンし、大きくないと判断した場合には（ステップＳ４２３：Ｎｏ）、ただちにステップＳ４０４にリターンする。
【０１２７】
このように、本実施の形態４にかかるケラレ判定処理では、ケラレ判定部９４ａは、プレビューＳＷ９９が押されているか否かに応じて、位相差ＡＦセンサユニット１１の構成に対応してあらかじめ記憶部１５に記憶された位相差ＡＦ瞳ＦＮＯと、ステップＳ４００のレンズ通信処理によってレンズ情報として読み出された撮影レンズの瞳径（瞳ＦＮＯ）、もしくはプレビュー処理に対応してあらかじめ設定された絞り４の絞り値と、を比較することで、位相差焦点検出処理にかかる焦点検出用光束にケラレが発生するか否かを判定し、その判定結果をケラレ判定フラグに記録する。
【０１２８】
以上説明したように、本実施の形態４にかかるカメラ４００および焦点検出装置では、絞り４の絞り値をもとに、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定することができるとともに、ケラレが生じると判定された場合、イメージャＡＦによる焦点検出機構に焦点検出を行わせるようにしているため、プレビュー処理において絞り４が絞られた場合であっても、誤検出によってピントが外れるような恐れはなく、高速に、かつ高精度に焦点調節を行うことができる。
【０１２９】
なお、本実施の形態４にかかるケラレ判定処理では、プレビュー処理に応じて絞り値が変更された場合に、その絞り値をもとに焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判定するものとして説明したが、プレビュー処理以外で絞り４を操作した場合にも、絞り値をもとに焦点検出用光束にケラレが生じるか否かの判定を行うようにすることができる。
【０１３０】
（変形例）
プレビュー処理は、通常、絞り込み量が大きいときに実行されるものであるため、プレビュー処理を実行する場合には、位相差焦点検出処理によって正しく焦点検出が行えない可能性が高い。したがって、この場合、ケラレ判定に拠らず、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点検出処理を省略してイメージャＡＦによる焦点検出処理を行うようにすることで、より確実に焦点検出処理を実行させることができる。
【０１３１】
図２２は、カメラ４００において、そのように焦点調節処理を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。この場合、制御部９４は、ステップＳ４００と同様にレンズ通信処理を行い（ステップＳ４３０）、レリーズＳＷ１６が半押しされているか否かを判断する（ステップＳ４３１）。そして、レリーズＳＷ１６が半押しされていない場合（ステップＳ４３１：Ｎｏ）、プレビューＳＷ９９が押されているか否かをさらに判断し（ステップ４３２）、押されていない場合（ステップＳ４３２：Ｎｏ）、ステップＳ４３１からの処理を繰り返す。一方、プレビューＳＷ９９が押されている場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、制御部９４は、プレビュー処理を実行し（ステップＳ４３３）、その後、ステップＳ４４１のイメージャＡＦ処理を実行する。
【０１３２】
ステップＳ４３１においてレリーズＳＷ１６が半押しされていると判断された場合（ステップＳ４３１：Ｙｅｓ）、ケラレ判定部９４ａは、図８に示した処理手順と同様にケラレ判定処理を実行する。そして、ＡＦ制御部９４ｂは、ケラレ判定処理の判定結果に基づいて、焦点検出用光束にケラレが生じるか否かを判断し（ステップＳ４３５）、ケラレが生じると判断した場合（ステップＳ４３５：Ｙｅｓ）、ステップＳ４４１のイメージャＡＦ処理を実行する。一方、ケラレが生じないと判断した場合には（ステップＳ４３５：Ｎｏ）、ステップＳ４３６以降の位相差焦点検出処理を実行する。
【０１３３】
その後、制御部９４は、図２０に示したステップＳ４０６〜Ｓ４１７と同様にステップＳ４３６〜Ｓ４４７の処理を実行するとともに、所定の処理中断の指示が入力されるまでステップＳ４３１からの処理を繰り返す。
【０１３４】
以上のようにして、本変形例にかかるカメラ４００では、基本動作としてＴＴＬ位相差ＡＦによって焦点調節の粗調節を行い、イメージャＡＦによって焦点調節の微調節を行う。加えて、プレビューＳＷ９９が押されているか否かを判断し、押されている場合には、ただちにイメージャＡＦによる焦点検出処理を実行するとともに、プレビューＳＷ９９が押されていなければ、ＴＴＬ位相差ＡＦの焦点検出用光束にケラレが生じるか否かをさらに判断し、ケラレが生じると判断された場合、ＴＴＬ位相差ＡＦによる焦点調節処理を省略して、イメージャＡＦによる焦点調節処理を実行する。これによって、本変形例にかかるカメラ４００および焦点検出装置では、プレビュー処理が実行された場合に、より確実に、高速かつ高精度に焦点調節を行うことができる。
【０１３５】
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態１〜４として説明したが、本発明は、上述した実施の形態１〜４に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるカメラの構成を示す図である。
【図２】図１に示した位相差ＡＦセンサユニットおよび位相差ＡＦ検出部の内部構成を示す図である。
【図３−１】図２に示した位相差ＡＦセンサユニットによって検出される被写体像を示す図である。
【図３−２】図２に示した位相差ＡＦセンサユニットによって検出される被写体像をシフトした状態を示す図である。
【図３−３】図２に示した位相差ＡＦセンサユニットによって検出される被写体像をシフトして重ね合わせた状態を示す図である。
【図４】検出した被写体像の相関関数値の算出例を示す図である。
【図５−１】焦点検出用光束の撮影レンズにおける口径食を説明する図である。
【図５−２】図５−１に示した予定結像面を示す正面図である。
【図６−１】焦点検出用光束の撮影レンズにおける口径食を例示する図である。
【図６−２】焦点検出用光束の撮影レンズにおける口径食を例示する図である。
【図６−３】焦点検出用光束の撮影レンズにおける口径食を例示する図である。
【図６−４】焦点検出用光束の撮影レンズにおける口径食を例示する図である。
【図７】本実施の形態１にかかる焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図７に示したケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図７に示したイメージャＡＦ処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかるカメラの構成を示す図である。
【図１１】図１０に示した位相差ＡＦセンサユニットの内部構成を示す図である。
【図１２−１】撮影レンズの射出瞳での焦点検出用光束の状態を示す図である。
【図１２−２】撮影レンズの射出瞳での焦点検出用光束の状態を示す図である。
【図１３】本実施の形態２にかかる焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示したケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態３にかかるカメラの構成を示す図である。
【図１６−１】撮影レンズの射出瞳での焦点検出用光束の状態を示す図である。
【図１６−２】撮影レンズの射出瞳での焦点検出用光束の状態を示す図である。
【図１７】本実施の形態３にかかる焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１７に示したケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態４にかかるカメラの構成を示す図である。
【図２０】本実施の形態３にかかる焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２０に示したケラレ判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】本実施の形態４の変形例にかかる焦点調節処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３７】
１，３１，６１，８１    カメラボディ
２，６２    交換レンズ
３，６３    撮影レンズ
３ａ，３ｂ
４    絞り
５    レンズ駆動部
６，６６    レンズ情報記憶部
７    レンズコントロール部
８    ハーフミラー
９    撮像素子
１０    画像処理部
１１，４１    位相差ＡＦセンサユニット
１２，４２    位相差ＡＦ検出部
１２ａ    Ａ／Ｄ変換部
１２ｂ    位相差演算部
１３    イメージャＡＦ検出部
１４，４４，７４，９４    制御部
１４ａ，４４ａ，７４ａ，９４ａ    ケラレ判定部
１４ｂ，４４ｂ，７４ｂ，９４ｂ    ＡＦ制御部
１５    記憶部
１６    レリーズＳＷ
１７    ＬＣＤパネル
１８    ファインダー光学系
２１，２３，５１，５３    視野マスク
２２    コンデンサレンズ
２３    視野マスク
２３ａ，２３ｂ    開口部
２４Ａ，２４Ｂ    ２次結像光学系
２５Ａ，２５Ｂ    ラインセンサ
５０    撮影エリア
５０Ｃ，５０Ｌ，５０Ｒ    焦点検出エリア
５１Ｃ，５１Ｌ，５１Ｒ    開口部
５２Ｃ，５２Ｌ，５２Ｒ    コンデンサレンズ
５３Ｃａ，５３Ｃｂ，５３Ｌａ，５３Ｌｂ，５３Ｒａ，５３Ｒｂ    開口部
５４ＣＡ，５４ＣＢ，５４ＬＡ，５４ＬＢ，５４ＲＡ，５４ＲＢ    結像レンズ
５５    センサ
５５ＣＡ，５５ＣＢ，５５ＬＡ，５５ＬＢ，５５ＲＡ，５５ＲＢ    ラインセンサ
９９    プレビューＳＷ
１００，２００，３００，４００    カメラ
ＡＦＡ    瞳領域
ＤＦＡ，ＤＦＢ，ＦＡ，ＦＢ    光束
ＥＰ    射出瞳
ＥＰＡ    投影レンズ瞳領域
ＩＡ，ＩＢ    被写体像
ＩＭ    予想結像面
ＳＨＡ，ＳＨＡ’    瞳遮蔽領域
【図１】
2007248782.tif 000003
【図２】
2007248782.tif 000004
【図３−１】
2007248782.tif 000005
【図３−２】
2007248782.tif 000006
【図３−３】
2007248782.tif 000007
【図４】
2007248782.tif 000008
【図５−１】
2007248782.tif 000009
【図５−２】
2007248782.tif 000010
【図６−１】
2007248782.tif 000011
【図６−２】
2007248782.tif 000012
【図６−３】
2007248782.tif 000013
【図６−４】
2007248782.tif 000014
【図７】
2007248782.tif 000015
【図８】
2007248782.tif 000016
【図９】
2007248782.tif 000017
【図１０】
2007248782.tif 000018
【図１１】
2007248782.tif 000019
【図１２−１】
2007248782.tif 000020
【図１２−２】
2007248782.tif 000021
【図１３】
2007248782.tif 000022
【図１４】
2007248782.tif 000023
【図１５】
2007248782.tif 000024
【図１６−１】
2007248782.tif 000025
【図１６−２】
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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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【図２２】
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