(57)【要約】【課題】表示装置の表示更新を高速にしつつ、高速なフォーカス制御を実現する。【解決手段】  第１の画素領域に含まれる複数の第１の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部からの信号を加算して出力された、撮影画像を形成するための第１の画像信号を取得し、第２の画素領域に含まれる複数の第２の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部から互いに独立して出力された第２の画像信号を取得する取得手段と、第２の画素信号に基づいて位相差方式による相関演算を行い、相関データを決定する第１の演算手段と、複数の第２の画素の間で該複数の第２の画素のそれぞれに対応する複数の光電変換部について互いにシフトしながら第２の画素信号を加算するシフト加算を行い、加算データを決定する第２の演算手段と、相関データと加算データとに基づいて、フォーカス制御を行う制御手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの画素に対して複数の光電変換部を有し当該画素が二次元状に配列された撮像素子からの信号を用いてフォーカス制御を行う制御装置であって、
第１の画素領域に含まれる複数の第１の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部からの信号を加算して出力された、撮影画像を形成するための第１の画像信号を取得し、第２の画素領域に含まれる複数の第２の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部から互いに独立して出力された第２の画像信号を取得する取得手段と、
前記第２の画素信号に基づいて位相差方式による相関演算を行い、相関データを決定する第１の演算手段と、
前記複数の第２の画素の間で該複数の第２の画素のそれぞれに対応する前記複数の光電変換部について互いにシフトしながら前記第２の画素信号を加算するシフト加算を行い、加算データを決定する第２の演算手段と、
前記相関データと前記加算データとに基づいて、前記フォーカス制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記相関データから位相差方式によりフォーカス位置を求め、前記フォーカス位置における前記加算データの最大値を求めることで、前記フォーカス位置を補正することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記位相差方式によりフォーカス位置を求められるか否か判定し、
前記位相差方式によりフォーカス位置を求められると判定した場合は、前記相関データから位相差方式によりフォーカス位置を求め、前記フォーカス位置における前記加算データの最大値を求めることで、前記フォーカス位置を補正し、
前記位相差方式によりフォーカス位置を算出できないと判定した場合は、前記第１の画像信号に基づいてコントラスト方式でフォーカス位置を求め、前記フォーカス位置における前記加算データの最大値を求めることで、前記フォーカス位置を補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記フォーカス位置を補正する補正量を記録する記録手段を更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記記録手段は、前記補正量を、前記フォーカス制御に用いた画像信号を取得したときの、像高、前記撮像素子の姿勢、該装置の温度、前記撮像素子に集光する撮像光学系の温度、前記撮像光学系の絞り値、および前記撮像光学系のズームポジションのうち少なくとも１つである撮影環境と関連付けて記録することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記記録手段を参照して現在の撮影環境に対応する前記補正量を取得し、前記記録手段から取得した該補正量に基づいて前記フォーカス位置を補正することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記記録手段から取得した前記補正量に基づいて前記フォーカス位置を補正する場合、前記加算データの最大値に基づく前記フォーカス位置の補正を行わないことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記撮影画像の記録指示を行うスイッチのオンオフを判定し、
前記スイッチがオフと判定された場合は、前記記録手段に記録された前記補正量を用いずに、前記加算データの最大値に基づいて前記フォーカス位置を補正することを特徴とする請求項６又は７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記撮影画像の記録指示を行うスイッチのオンオフを判定し、
前記スイッチがオンと判定された場合は、前記加算データの最大値に基づく前記フォーカス位置の補正を行わずに、前記記録手段から前記補正量に基づいて前記フォーカス位置を補正することを特徴とする請求項４から８のうちいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記記録手段に前記補正量が記録されてから所定時間が経過した場合は、
前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記補正量を用いずに、前記加算データの最大値に基づいて前記フォーカス位置を補正することを特徴とする請求項４から７のうちいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、撮影シーンが変化したかを判定し、
前記撮影シーンが変化したと判定された場合、
前記第１の演算手段、前記第２の演算手段、および前記制御手段は、演算結果を初期化し、前記撮影シーンが変化した後に取得された前記第２の画像信号に基づいて動作を開始することを特徴とする請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記第１の画素と前記第２の画素は、電荷を蓄積する時間が異なることを特徴とする請求項１から１１のうちいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
１つの画素に対して複数の光電変換部を有し当該画素が二次元状に配列されている撮像素子と、
請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
前記撮像素子は、前記第２の画像信号の出力の順番を並び替える並び替え手段を含むことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
１つの画素に対して複数の光電変換部を有し当該画素が二次元状に配列された撮像素子からの信号を用いてフォーカス制御を行う制御方法であって、
第１の画素領域に含まれる複数の第１の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部からの信号を加算して出力された、撮影画像を形成するための第１の画像信号と、第２の画素領域に含まれる複数の第２の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部から互いに独立して出力された第２の画像信号とを取得するステップと、
前記第２の画素信号に基づいて位相差方式による相関演算を行い、相関データを決定するステップと、
前記複数の第２の画素の間で該複数の第２の画素のそれぞれに対応する前記複数の光電変換部について互いにシフトしながら前記第２の画素信号を加算するシフト加算を行い、加算データを決定するステップと、
前記相関データと前記加算データとに基づいて、前記フォーカス制御を行うステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
前記フォーカス制御によりフォーカス位置を補正する補正量を記録するステップを更に有することを特徴とする請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
コンピュータに、請求項１５または１６に記載の撮像装置の制御方法を実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に装着された交換レンズのフォーカス制御を行う制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ交換タイプのデジタルカメラ等の撮像装置には交換レンズのフォーカス制御（オートフォーカス：ＡＦ）を行うフォーカス制御装置が搭載されるが、交換レンズ固有の諸収差がフォーカス制御の精度、つまりは合焦精度に影響を及ぼす場合がある。
【０００３】
特許文献１には、撮像素子の各画素の信号を間引いて読み出す場合と間引かないで読み出す場合とで、複数の撮像用画素の間に離散的に配置された焦点検出用画素の組み合わせを切り替える撮像装置が開示されている。これにより、全画素の信号を間引くことによって読み出された画像データに焦点検出用の画素が含まれず、位相差方式による焦点検出ができないという弊害を解決できる。
【０００４】
また、特許文献２には、複数の撮像用画素の間に離散的に配置された焦点検出用画素の読み出しについて、異なる間引き率または異なる間引き位相で信号を読み出すモードを有する自動所定検出装置が開示されている。この装置では、撮像装置の状態に応じてモードを切り替えることで最適な露出を実現し、画質の劣化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４７６６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８１７５１号公報
【特許文献３】特開２０１２−２５２２８０号公報
【特許文献４】特許第４２３５４２２号公報
【特許文献５】特許第４１８５７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２は、１の画素に複数の光電変換部を有する撮像素子においてライブビュー表示を高速にすることや、主に撮影レンズの光学特性が原因で発生するピントずれの補正について開示していない。また、特許文献２における自動焦点検出装置では、モードの切り替え及び切り替えに伴う露出の変更に時間を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての制御装置は、１つの画素に対して複数の光電変換部を有し当該画素が二次元状に配列された撮像素子からの信号を用いてフォーカス制御を行う。当該制御装置は、第１の画素領域に含まれる複数の第１の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部からの信号を加算して出力された、撮影画像を形成するための第１の画像信号を取得し、第２の画素領域に含まれる複数の第２の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部から互いに独立して出力された第２の画像信号を取得する取得手段と、第２の画素信号に基づいて位相差方式による相関演算を行い、相関データを決定する第１の演算手段と、複数の第２の画素の間で該複数の第２の画素のそれぞれに対応する複数の光電変換部について互いにシフトしながら第２の画素信号を加算するシフト加算を行い、加算データを決定する第２の演算手段と、相関データと加算データとに基づいて、フォーカス制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の別側面としての制御方法は、１つの画素に対して複数の光電変換部を有し当該画素が二次元状に配列された撮像素子からの信号を用いてフォーカス制御を行う。当該制御方法は、第１の画素領域に含まれる複数の第１の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部からの信号を加算して出力された、撮影画像を形成するための第１の画像信号と、第２の画素領域に含まれる複数の第２の画素のそれぞれにおいて複数の光電変換部から互いに独立して出力された第２の画像信号とを取得するステップと、第２の画素信号に基づいて位相差方式による相関演算を行い、相関データを決定するステップと、複数の第２の画素の間で該複数の第２の画素のそれぞれに対応する複数の光電変換部について互いにシフトしながら第２の画素信号を加算するシフト加算を行い、加算データを決定するステップと、相関データと加算データとに基づいてフォーカス制御を行うステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、１つの画素に複数の光電変換部を有する撮像素子において、表示装置における表示の更新を高速にしつつ、高速なフォーカス制御を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１および２における撮像装置のブロック図である。
【図２】実施例１および２における、撮像素子により取得されたＡ像信号およびＢ像信号による１次元方向のリフォーカス処理の説明図である。
【図３】実施例１および２における撮像装置に含まれる撮像素子の概略図である。
【図４】実施例１および２における撮像素子を構成する各画素の構造を示す概略図である。
【図５】実施例１および２における通常動作時の垂直走査回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】実施例１における動作を示すフローチャートである。
【図７】実施例１における位相差ＡＦを行う際の垂直走査回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】実施例１におけるスキャンＡＦを行う際の垂直走査回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】実施例１における位相差ＡＦ処理の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施例１におけるコントラストＡＦを説明する図である。
【図１１】実施例１におけるＲＦＡＦ処理の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施例１におけるＢＰ補正値補間係数算出の動作を示すフローチャート図である。
【図１３】実施例１におけるＢＰ補正値を取得する位置を示す図である。
【図１４】実施例１におけるＢＰ補正値を判定する動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施例２における動作を示すフローチャートである。
【図１６】実施例２における撮像素子の構造を示す図である。
【図１７】実施例２における位相差ＡＦ処理とＲＦＡＦ処理とレンズ駆動の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１には、本発明の実施例である撮像装置としてのデジタルカメラ（以下、単にカメラという）１の構成を示している。
【００１３】
カメラ１には、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４を含む撮影レンズ鏡筒１００が設けられている。５は撮影レンズ鏡筒１００内の撮像光学系により集光された光を電気信号に変換する固体撮像素子（以下、イメージセンサーという）である。６は、イメージセンサー５から出力された電気信号に対して各種信号処理を行ってアナログ画像信号を生成する撮像回路（取得手段）である。７は撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変化するＡ／Ｄ変換回路であり、８はＡ／Ｄ変換回路７から出力されたデジタル画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のＶＲＡＭである。９は、ＶＲＡＭ８に記憶されたデジタル画像信号を読み出してこれをアナログ変換するとともに表示に適した形態の表示用画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路である。１０は、Ｄ／Ａ変換回路９からの表示用画像信号をライブビュー画像として表示する液晶表示素子等により構成される画像表示部（以下、ＬＣＤという）である。
【００１４】
１２は、半導体メモリ等により構成され、画像データを記憶する画像メモリである。１１は、圧縮伸長回路であり、ＶＲＡＭ８に一時的に記憶された画像信号を読み出して画像メモリ１２への記憶に適した形態の記録用画像データに変換するための圧縮処理や符号化処理を行う。また、圧縮伸長回路１１は、画像メモリ１２に記憶された記録用画像データを再生表示するのに適した形態の再生用画像信号に変換するための復号化処理や伸長処理を行う。なお、画像メモリ１２としては、固定型の半導体メモリだけでなく、カメラ１に対して着脱自在なカ−ド型またはスティック型の半導体メモリや、光ディスク、ハードディスクその他の各種記憶媒体を用いることができる。
【００１５】
１３は、Ａ／Ｄ変換回路７から出力されたデジタル画像信号を用いて自動露出（ＡＥ）処理を行うＡＥ処理回路である。１４は、Ａ／Ｄ変換回路７からの出力されたデジタル画像信号を用いてスキャンＡＦ処理（コントラスト方式のＡＦ）を行うためのＡＦ評価値を生成するスキャンＡＦ処理回路である。
【００１６】
１５は、カメラ１の全体の制御を行うＣＰＵ（制御手段）であり、演算用のメモリを内蔵している。また、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理回路１４・位相差ＡＦ処理回路３７およびＲＦＡＦ処理回路３１とともに焦点検出手段を構成する。
【００１７】
１６はタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ（以下、ＴＧという）であり、１７はイメージセンサー５を駆動するセンサードライバーである。
【００１８】
２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータであり、１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路である。２２はフォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動モータであり、１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第二モータ駆動回路である。２３はズームレンズ群２を駆動するズーム駆動モータであり、２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する第三モータ駆動回路である。
【００１９】
２４は、操作スイッチ部であり、カメラ１の電源をオン／オフするためのメインスイッチや、ＡＥ／ＡＦ処理や撮影記録処理を開始させる操作スイッチ部や、撮影画像の再生動作を開始させる再生スイッチ等を含む。ＡＥ／ＡＦ処理や撮影記録処理を開始させる操作スイッチ部は、第１ストロークスイッチ（以下ＳＷ１という）と、第２ストロークスイッチ（以下ＳＷ２という）との二段スイッチにより構成される。第１ストロークスイッチは、ＡＥ／ＡＦ処理を開始する指示信号を発生させるものであり、第２ストロークスイッチは、撮影記録動作を開始する指示信号（記録指示）を発生させるものであり。
【００２０】
２５は、各種制御用のコンピュータプログラムや各種動作用のデータ等を書き換え可能に記憶するカメラＥＥＰＲＯＭである。２６は電池である。
【００２１】
２８は、ストロボ発光部である。２７はストロボ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路であり、２９は警告表示等を行うためのＬＥＤ等により構成される表示素子である。３０は、音声によるガイダンスや警告等を行うためのスピ−カである。
【００２２】
３１は、基準信号（後述するＡ像信号）に対して参照信号（後述するＢ像信号）を相対的にシフトしながら両者の和を演算（シフト加算）し、その相対シフト量と両者の和の信号を記録するＲＦＡＦ処理回路である。
【００２３】
３３はＡＦ評価値を取得する際に被写体の全部又は一部を照明するＬＥＤなどの光源で構成されるＡＦ補助光であり、３２はＡＦ補助光３３を駆動するためのＡＦ補助光駆動回路である。
【００２４】
３５は手振れなどを検出する振れ検出センサーであり、３４は振れ検出センサー３５の信号を処理する振れ検出回路である。３６は、Ａ／Ｄ変換回路７からのデジタル画像信号から人物の顔の位置や大きさ等を検出する顔検出回路である。
【００２５】
３７は、Ａ／Ｄ変換回路７から出力されたデジタル画像信号を用いて位相差ＡＦ処理を行うための基準信号（Ａ像信号）および参照信号（Ｂ像信号）を生成し、これらＡ像信号およびＢ像信号に対する相関演算を行う位相差ＡＦ処理回路である。
【００２６】
３８は、カメラ１の外周に設置され、周囲の温度を計測する第一の温度計である。３９は、撮影レンズ鏡筒１００の内部に設置され、撮影レンズ鏡筒１００の内部の温度を計測する第二の温度計である。
【００２７】
以上のように構成されたカメラ１および撮影レンズ鏡筒１００の動作を以下に説明する。
【００２８】
被写体からの光束が撮影レンズ鏡筒１００の撮像光学系に入射すると、撮像光学系は該光束に被写体像を形成させる。イメージセンサー５は、その受光面上に形成される被写体像を光電変換することで生成した電気信号を撮像回路６に出力する。撮像回路６は、上述したように入力された電気信号に対して各種信号処理を行ってアナログ画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換回路７は、このアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換した後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納する。ＶＲＡＭ８に格納された画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路９に出力されてアナログ画像信号に変換され、さらに表示用画像信号に変換されてＬＣＤ１０にてライブビュー画像として表示される。
【００２９】
一方、ＶＲＡＭ８に格納された画像信号は、圧縮伸長回路１１にも出力される。圧縮伸長回路１１は、圧縮処理と符号化処理によって画像信号を記録用画像データに変換し、画像メモリ１２に記憶させる。操作スイッチ部２４に設けられた再生スイッチがオン操作されると、画像メモリ１２に圧縮状態で記憶された記録用画像データが圧縮伸長回路１１に出力され、復号化処理や伸長処理を経てＶＲＡＭ８に一時的に記録される。さらに、この画像データは、Ｄ／Ａ変換回路９へ出力されて再生用画像信号に変換され、ＬＣＤ１０に再生画像として表示される。
【００３０】
また、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像信号は、ＶＲＡＭ８とは別に、ＡＥ処理回路１３、スキャンＡＦ処理回路１４および位相差ＡＦ処理回路３７、ＲＦＡＦ（リフォーカスＡＦ）処理回路３１、顔検出回路３６にも出力される。ＡＥ処理回路１３は、入力されたデジタル画像信号から輝度成分を抽出して１フレーム分の累積加算を行い、被写体の明るさを示すＡＥ評価値信号を生成するＡＥ処理を行う。ＡＥ評価値信号は、ＣＰＵ１５に出力される。
【００３１】
スキャンＡＦ処理回路１４は、入力されたデジタル画像信号のうち選択されたＡＦ領域の高周波成分を、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いて抽出し、１フレーム分の累積加算を行う。それにより、該ＡＦ領域内の被写体像のコントラストを示すＡＦ評価値信号を生成する。被写体像のコントラストは、撮像光学系の焦点状態に対応するので、ＡＦ評価値信号の生成は焦点状態を検出することに相当する。したがって、ＡＦ評価値信号（またはその値であるＡＦ評価値）は、撮像光学系の焦点状態の検出により得られた情報である。ＡＦ領域は、撮影画面のうち任意の部分の１つの領域であってもよいし、任意の部分とその周囲の領域を含む複数の領域であってもよい。
【００３２】
位相差ＡＦ処理回路３７は、入力されたデジタル画像信号からＡＦ領域に含まれる一対の被写体像のＡ像およびＢ像に対応した一対の像信号であるＡ像信号およびＢ像信号を抽出する。そして、基準画像信号（Ａ像信号）と参照画像信号（Ｂ像信号）の相関演算を行って、Ａ像およびＢ像の像ずれ量（位相差）を算出する。
【００３３】
本実施例では、イメージセンサー５の撮像面に位相差ＡＦ用の画素を配置している。そのため、２次結像光学系を用いて位相差検出を行う場合のように、像高に起因して生じる像の歪みを修正するフィールドレンズや、位相差ＡＦ用センサーへ入射する光束に対する絞り、不要な光束を遮断するマスクを用いることができない。このため、位相差ＡＦ用の信号は画素毎にシェーディング・オフセットが異なるため、その補正が必要となる。そこで、位相差ＡＦ処理回路３７は、像修正機能と相関演算により像ずれ量を求める機能とを備える。
【００３４】
ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理回路３７で算出された像ずれ量から、撮像光学系のデフォーカス量およびフォーカスレンズ群３の駆動量を求めることで、位相差ＡＦを行う。
【００３５】
ここで、図２を参照して、ＲＦＡＦ処理回路３１とＣＰＵ１５によるリフォーカス方式を用いたデフォーカス量の算出について説明する。
【００３６】
図２は、本実施例のイメージセンサー５により取得された基準画像信号（Ａ像信号）および参照画像信号（Ｂ像信号）による１次元方向（行方向、水平方向）のリフォーカス処理の説明図である。図２において、ｉを整数として、撮像面８００に配置されたイメージセンサー５の行方向ｉ番目の画素のＡ像信号をＡｉ、Ｂ像信号をＢｉとして模式的に表している。Ａ像信号Ａｉは、主光線角度θａでｉ番目の画素に入射した光束の受光信号である。Ｂ像信号Ｂｉは、主光線角度θｂでｉ番目の画素に入射した光束の受光信号である。
【００３７】
Ａ像信号ＡｉおよびＢ像信号Ｂｉは、光強度分布情報だけでなく、入射角度情報も含む。そのため、Ａ像信号Ａｉを角度θａに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させ、Ｂ像信号Ｂｉを角度θｂに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させ、これらを加算することにより、仮想結像面８１０でのリフォーカス信号を生成できる。Ａ像信号Ａｉを角度θａに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させることは、行方向に＋０．５画素シフトに対応し、Ｂ像信号Ｂｉを角度θｂに沿って仮想結像面８１０まで平行移動させることは、行方向に−０．５画素シフトに対応する。したがって、Ａ像信号ＡｉとＢ像信号Ｂｉを相対的に＋１画素シフトさせ、Ａ像信号ＡｉとＢ像信号（Ｂｉ＋１）とを対応させて加算することにより、仮想結像面８１０でのリフォーカス信号を生成できる。
【００３８】
同様に、Ａ像信号ＡｉとＢ像信号Ｂｉとを画素整数個分シフトさせて加算することにより、整数シフト量に応じた各仮想結像面でのシフト加算信号（和信号列）を生成できる。
【００３９】
ＲＦＡＦ処理回路３１は、上記方法により和信号列を作成し、その和信号列と相対的シフト量を回路内の記録領域に記録する。スキャンＡＦ処理回路１４又は位相差ＡＦ処理回路３７に対応するイメージセンサー５上の信号取得領域に関して和信号列の作成と記録が終了すると、その和信号列がスキャンＡＦ処理回路１４に入力されＡＦ評価値信号が生成される。そして、取得されたＡＦ評価値信号は、相対的シフト量と関連付けられ、ＲＦＡＦ処理回路内の記録領域に記録される。
【００４０】
ＣＰＵ１５は、和信号のＡＦ評価値信号が極大値となる相対的シフト量を求め、その値を利用してピント補正位置を求める。ピント補正位置とは、最終的に得る合焦位置であり、主に撮影レンズの光学特性が原因で発生するフォーカスレンズ群３の位置の誤差を補正した位置である。例えば、スキャンＡＦ処理によるＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズ群３の位置や位相差ＡＦ処理によるデフォーカス量が零となるフォーカスレンズ群３の位置が、記録される画像の解像度が最大となるフォーカスレンズ群３の位置と異なる場合がある。以下、ピント補正位置を求める際の補正値をＢＰ補正値という。
【００４１】
換言すれば、スキャンＡＦ処理によって求められたＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズ群３の位置と、記録される画像の解像度が最大となるフォーカスレンズ群３の位置の差分がスキャンＡＦにおけるＢＰ補正値である。また、位相差ＡＦ処理によって求められたデフォーカス量が零となるフォーカスレンズ群３の位置と、記録される画像の解像度が最大となるフォーカスレンズ群３の位置の差分が位相差ＡＦにおけるＢＰ補正値である。
【００４２】
顔検出回路３６は、入力されたデジタル画像信号から画像上の目、眉などの顔を特徴付ける部分を探索し、人物の顔の位置を求める。更に、顔の大きさや傾きなどを、顔を特徴付ける部分の位置関係から求める。
【００４３】
ＴＧ１６からのタイミング信号は、ＣＰＵ１５、撮像回路６、およびセンサードライバー１７へ出力される。ＣＰＵ１５は、このタイミング信号に同期して各種の制御を行う。また、撮像回路６は、タイミング信号に同期してイメージセンサー５からの画像信号における色分離等の各種信号処理を行う。さらに、センサードライバー１７は、タイミング信号に同期してイメージセンサー５を駆動する。
【００４４】
またＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第二モータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路２０に指示を送り、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３によって、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームレンズ群２を駆動させる。具体的には、ＣＰＵ１５は、ＡＥ処理回路１３によって算出されたＡＥ評価値等に基づき、適正な露光量になる露光時間と絞り値を求め、第一モータ駆動回路１８によって絞り駆動モータ２１を駆動することで、絞り４の絞り量が適正になるように調整する。
【００４５】
またＣＰＵ１５は、ＡＦ制御として、スキャンＡＦ処理回路１４、位相差ＡＦ処理回路３７、ＲＦＡＦ処理回路３１の処理結果に基づき、第二モータ駆動回路１９によってフォーカス駆動モータ２２を駆動することで、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させる。
【００４６】
操作スイッチ部２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、ＣＰＵ１５は、第三モータ駆動回路２０によってズーム駆動モータ２３を駆動することで、ズームレンズ群２を移動し、撮像光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。
【００４７】
次に、図１のイメージセンサー５に含まれる画素の構成について、図３を用いて説明する。
【００４８】
２０１は、入射した撮影レンズ鏡筒１００からの光を光電変換して電気信号として出力する受光画素である。受光画素２０１は、フォトダイオード２０２、転送トランジスタ２０３、信号増幅アンプ２０４、および信号のリセット用トランジスタ２０５を１単位（画素）として構成されている。転送トランジスタ２０３およびリセット用トランジスタ２０５は、各画素に接続された駆動用回路２０６からの信号によって動作する。ここで、駆動用回路２０６は、シフトレジスタや、転送トランジスタ２０３等の各画素を駆動させる信号生成回路等を含む。そして、駆動用回路２０６は、ＴＧ１６によって生成されたタイミング信号（ＴＸ１〜４、ＲＳ１〜４等）によって、転送トランジスタ２０３およびリセット用トランジスタ２０５を制御することで、フォトダイオードの電荷のリセットおよび読み出しを行う。これにより、露光時間を制御できる。
【００４９】
上記機能を持った受光画素２０１は、図４（Ｂ）に示すようにイメージセンサー５に二次元状に配列され、撮像用画素と位相差ＡＦ用画素の機能を果たす。図４（Ａ）はイメージセンサー５の断面図であり、ひとつのマイクロレンズ２１２に対して長方形の２つのフォトダイオード２０２が配置される。一方のフォトダイオードが基準画素用であり、他方が参照画素用である。
【００５０】
イメージセンサー５には、位相差ＡＦ用画素の行（第２の画素領域）とＬＣＤ表示に用いるための表示用画素（撮像用画素）の行（第１の画素領域）が２行毎に設定されている。ＬＣＤ表示または通常の撮像を行う場合、イメージセンサー５は、この一対のフォトダイオードの出力を加算して読み出す。表示するＬＣＤの表示可能画素数と表示画像の画素数を合わせるために、水平方向において同色のカラーフィルターを有する複数の画素群を加算することも可能である。また、垂直方向においては同じカラーフィルター配置の行の信号を加算することや行を間引くことも可能である。
【００５１】
位相差ＡＦを行う場合は、基準画素用フォトダイオードと参照画素用フォトダイオードを別々に読み出す。垂直方向に関しては同じカラーフィルター配置の行の信号を加算することや行を間引くことも可能である。
【００５２】
２０９は水平走査回路であり、シフトレジスタ、列アンプ回路２１０、信号出力選択スイッチ２１１および外部への出力回路（不図示）を含む。水平走査回路２０９は、列アンプ回路２１０の設定をセンサードライバー１７からの信号によって変化させることで、画素から読みだされた信号を増幅できる。
【００５３】
次に、カメラ１において画像の信号を取得する方法について説明する。
【００５４】
図５は、通常画像を取得する際に駆動用回路２０６から生成される信号のタイミングチャートである。イメージセンサー５は、センサードライバー１７が生成する垂直同期信号にしたがって露光および信号の読み出しを行う。このとき、ＴＸ信号およびＲＳ信号の立ち上がりによって、フォトダイオード２０２の電荷がリセットされ露光が開始される。この動作は、ＴＧ１６によって設定された条件に従って順番に行われる。ＴＸ信号は、立ち下りから露光時間の経過後に再度立ち上がり、フォトダイオード２０２の電荷を信号増幅アンプ２０４に読み出す。信号増幅アンプ２０４からの信号から映像信号を生成し、水平走査回路２０９を通して出力される。この動作も、ＴＧ１６によって設定された条件で行われる。
【００５５】
本実施例のカメラ１に搭載されているイメージセンサー５は、ＣＭＯＳ型の撮像素子である。イメージセンサー５は、駆動用回路２０６のシフトレジスタの設定よってどの行の転送トランジスタ２０３をどのような順序で駆動させるか選択することができ、同一行を繰り返し選択して信号を読み出すこともできる。また、イメージセンサー５は、水平走査回路２０９のシフトレジスタの設定によってどの列の選択スイッチ２１１を動作させるかによって、同一行の信号においてどの列の信号から出力するかを選択できる。これによって、画面内のどの画素からどの順番で読みだすかを指定できる。
【００５６】
次に、カメラ１の本実施例における撮影動作を図６および図７を用いて説明する。
【００５７】
カメラ１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ、撮像装置の動作モードが撮影（録画）モードにあるときは、撮影処理シーケンスが実行され、イメージセンサー５等に電源を供給される。
【００５８】
図６に示されるステップＳ１において、ＣＰＵ１５は、ＬＣＤ１０に表示する画像の取得と位相差ＡＦを行うために、イメージセンサー５の駆動モードを設定する。
【００５９】
本実施例の駆動モードにおいて、イメージセンサー５は、ＬＣＤ１０に表示する画像の信号の読み出しについては基準画素と参照画素の信号を加算し、位相差ＡＦについては画素加算を行わない。そのため、図７に示すようにＬＣＤ１０に表示する画像を得るための露光時間より、位相差ＡＦ動作を行うための露光時間が長くなる。そして、その分、位相差ＡＦ動作に関する画素信号について読み出し期間が長くなり、読み出しレートが低くなる。また、ＬＣＤ１０に表示する画像を取得するために読み出す水平方向の画素数は、水平方向の隣接画素の加算および同色のカラーフィルターを有する複数の画素群の加算を行うため、位相差ＡＦ動作を行うために加算せず読み出される読み出す画素数より少ない。
【００６０】
図７は、露光時間が読み出し時間に対して十分短く、ＬＣＤ１０の画像表示のための読み出しで水平方向の同色のカラーフィルターを有する複数の画素の加算は行わず、水平方向の隣接画素の加算のみ行った場合を示している。図７では位相差ＡＦ動作のための読み出し時間が、ＬＣＤ１０の画像表示のための読み出し時間の２倍となっている。実際の読み出し期間は、露光時間と読み出し画素数の掛け算となり、画像表示と位相差ＡＦ動作の読み出し時間の差は図７に示す例よりも大きくなることがある。画像表示用の信号に関しては、省電力化のために、１画面分の信号を出力する期間の前半部分で信号を取得し、後半部分はイメージセンサー５の駆動波形を停止しても良い。この場合はＬＣＤ１０に表示する画像信号の読み出しレートは、位相差ＡＦ動作のための信号の読み出しレートと同じになる。
【００６１】
ステップＳ２において、ＣＰＵ１５は、露光条件をＡＥ処理によって設定する。ＬＣＤ１０の画像表示については、撮影者による被写体の視認に最適な露光量や、パンニングまたは被写体の移動に対する追従性等を考慮して露光条件（主に露光時間）が設定される。位相差ＡＦ動作ついては、位相差ＡＦに最適な露光量、ＡＦ時間、ＡＦ時間内の被写体の移動、手振れによるＡＦへの影響等を考慮して露光条件（主に露光時間）が設定される。
【００６２】
上述のように、撮影用画素と位相差ＡＦ用画素には、画素を加算するか否かの違いがある。またイメージセンサー５の中心から離れた位置では撮影レンズ鏡筒１００の射出瞳から入射する光束が斜めになるので入射光量が減少する。そのため、位相差ＡＦ用画素は撮像用画素に比べて加算画素数の比以上の露光量とすることが望ましい。
【００６３】
露光条件（露光時間）を設定したら、ＴＸ信号およびＲＳ信号を図７のように制御する。図７は、ステップ１で設定された駆動モードにおいて、駆動回路が生成するＬＣＤ１０の画像表示または位相差ＡＦ動作のための信号のタイミングチャートである。
【００６４】
図７のタイミングチャートに示す信号によりイメージセンサー５を駆動することで、ＬＣＤ１０に表示する画像の信号と位相差ＡＦ動作のための信号は異なる露光条件で取得される。具体的には、ＬＣＤ１０に表示する画像の信号とＡＦ動作用の信号の露出条件をそれぞれ２行毎に設定し、イメージセンサー５の電荷のリセットおよび出力転送のタイミングを異ならせる。
【００６５】
すなわち、ＬＣＤ１０に表示する画像の信号と位相差ＡＦ動作のための信号は、ＴＸ信号およびＲＳ信号の立ち上がりによって、イメージセンサー５に各画素のフォトダイオード２０２の電荷をリセットさせ、露光を開始させる。この動作は、ＴＧ１６によって設定された順番で行われる。
【００６６】
ＬＣＤ１０の画像表示用の行においては、ＴＸ１信号およびＴＸ２信号が、各々の立ち下りから露光時間の経過後に順次立ち上がる。それによって、フォトダイオード２０２の電荷が信号増幅アンプ２０４を介して水平走査回路２０９によって撮像回路６へ出力される。その後、ＲＸ１信号およびＲＸ２信号が順次立ち上がり、ＬＣＤ１０の画像表示用の行をリセットする。このようにして、ＬＣＤ１０に表示される画像の信号を撮像回路６へ出力する動作を繰り返す。そして、位相差ＡＦ動作に関して、ＴＸ３信号およびＴＸ４信号が、各々の立ち下りから露光時間の経過後に順次立ち上がる。それによって、フォトダイオード２０１の電荷が、信号増幅アンプ２０４を介して、水平走査回路２０９によって撮像回路６へ出力され、位相差ＡＦ動作用の画像が取得される。
【００６７】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１５は、イメージセンサー５により取得した像をＬＣＤ１０に表示させる。
【００６８】
次にステップＳ４において、ＣＰＵ１５は、操作スイッチ部２４のＳＷ１がオン操作（オンオフ）されたか否かを判定し、オン操作された場合はステップＳ５に進み、オン操作されていない場合は本ステップでの判定を繰り返す。
【００６９】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理回路３７に位相差ＡＦ処理を行わせる。
【００７０】
次に、ステップＳ６において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理の結果を判定し、位相差ＡＦのみで合焦可能と判定した場合はステップＳ２１へ進む。また、合焦のためにスキャンＡＦ処理が必要と判定した場合はステップＳ８に進み、合焦不能と判定した場合はステップＳ７に進む。
【００７１】
ステップＳ２１において、ＣＰＵ１５は、既にその撮影環境におけるＢＰ補正値が算出されているか否かを判定する。この判定方法に関しては後述する。
【００７２】
ＢＰ補正値が算出されていると判定された場合はステップＳ２２へ進み、ＢＰ補正値が算出されていないと判定された場合はステップＳ１３へ進む。ステップＳ２２では、ＣＰＵ１５は、第二モータ駆動回路１９にフォーカスレンズ群３を駆動させる。具体的には、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理で求められたデフォーカス量が零となる位置に位相差ＡＦのＢＰ補正値を加えた位置へ、フォーカスレンズ群３を駆動し、その後、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、ＣＰＵ１５は、表示素子２９の点灯と同時にＬＣＤ上に緑の枠を表示するなどの処理によりＡＦが完了したことをユーザに示す。ステップＳ１６の処理が終了すると、ステップＳ１７に進む。
【００７３】
ステップＳ６で合焦不能と判定されステップＳ７に進むと、ＣＰＵ１５は、イメージセンサー５の駆動モードを図８に示すスキャンＡＦ処理用の高速な読み出しが可能な駆動モードに変更し、イメージセンサー５の駆動タイミングを変更する。このとき、絞りは変更しない。スキャンＡＦ処理高速化のためフレームレートを速くすれば、露光時間が短くなる。そのため、その分増幅率を大きくして信号のレベルを確保する。しかし、増幅率が大きすぎると良好なスキャンＡＦが期待できないため、増幅率の上限を定めることで露光時間を調整して適正な露光量を確保する。この場合も、図７に比べて露光時間は短い。
【００７４】
例えば、増幅率の上限が５段である場合に、ＬＣＤ１０に表示する画像に最適な露光時間を３０分の１秒とし増幅率を０とすると、スキャンＡＦ用の露光時間が１２０分の１秒、増幅率が２段となる。しかし、低照度になりＬＣＤ１０に表示する画像に最適な露光時間を３０分の１秒とし増幅率を４段とすれば、スキャンＡＦ用の露光時間が６０分の１秒、増幅率が５段となる。
【００７５】
一方、スキャンＡＦ処理のための信号は、マイクロレンズを共有する水平方向の隣接画素の加算及び同色のカラーフィルターを有する複数の画素群の加算を行えば、垂直方向に行を間引くことも可能である。この加算と間引きにより、高速なフレームレートが実現できる。
【００７６】
なお、スキャンＡＦ処理中は、スキャンＡＦ用の信号としてＬＣＤ１０の表示用の画像信号を用いる。ＣＰＵ１５は、ステップＳ７の駆動モードおよび駆動タイミングの変更後に、ステップＳ９に進む。
【００７７】
ステップＳ６で高精度な合焦のためにスキャンＡＦ処理が必要と判定されステップＳ８に進むと、ＣＰＵ１５は、第二モータ駆動回路１９に、スキャンＡＦの開始位置へフォーカスレンズ群３を駆動させる。スキャンＡＦの開始位置とは、ステップＳ５の位相差ＡＦ処理で求めたデフォーカス量が零となるフォーカスレンズ群３の位置より、スキャンＡＦによってＡＦ評価値を取得する範囲の半分だけ現在の位置に近い位置である。この場合は、ステップＳ７のようなイメージセンサー５の駆動タイミングや駆動モードの変更を行わない。ＡＦ評価値を取得する範囲が位相差ＡＦ処理で得られた略合焦位置付近に限定されるため、ＡＦ評価値を取得する回数が少なくスキャンＡＦ処理に要する時間が短い。結果として、イメージセンサー５の駆動モードを変更せずにスキャンＡＦ処理を開始した方がスキャンＡＦ処理時間を短くできる。ＣＰＵ１５は、ステップＳ８のフォーカスレンズ群３の駆動後に、ステップＳ９に進む。
【００７８】
ステップＳ９において、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理を行いステップＳ１０に進む。この処理については後述する。
【００７９】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ７によりスキャンＡＦ処理においてイメージセンサー５の駆動タイミングおよび駆動モードを変更していた場合は、元の駆動タイミングおよび駆動モードに戻す。ステップＳ１０の処理が終了したら、ステップＳ１１に進む。
【００８０】
ステップＳ１１では、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理の結果を評価し、合焦不能と判定された場合にはステップＳ１５に進み、合焦可能と判定された場合にはステップ１２に進む。ステップＳ１５では、ＣＰＵ１５は、第二モータ駆動回路にフォーカスレンズ群３を予め定められた位置（定点）へ駆動させ、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ＣＰＵ１５は、表示素子２９の点滅と同時にＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行い、ＡＦが完了していないことをユーザに示す。
【００８１】
ステップＳ１１において合焦可能と判定されステップＳ１２へ進むと、ＣＰＵ１５は、既にその撮影環境におけるＢＰ補正値が算出されているか否かを判定する。この判定方法はステップＳ２１と同じであり、内容は後述する。
【００８２】
ＢＰ補正値が算出されていると判定された場合はステップＳ１４へ進み、ＢＰ補正値が算出されていないと判定された場合はステップＳ１３へ進む。ステップＳ１４では、ＣＰＵ１５は、第二モータ駆動回路１９にフォーカスレンズ群３を駆動させる。具体的には、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理でＡＦ評価値が極大となる位置にＢＰ補正値を加えた位置へ、フォーカスレンズ群３を駆動し、その後、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、ＣＰＵ１５は、表示素子２９の点灯と同時にＬＣＤ１０上に緑の枠を表示するなどの処理によりＡＦが完了したことをユーザに示す。ステップＳ１６の処理が終了すると、ステップＳ１７に進む。
【００８３】
ステップＳ１３では、ＣＰＵ１５は、上述のＲＦＡＦ処理を行う。
【００８４】
ＲＦＡＦ処理回路３１は、基準画像信号（Ａ像信号）に対して参照画像信号（Ｂ像信号）の画素位置をシフトしながら両信号の和を求めて和信号列を作成し、その信号列と相対的シフト量を回路内の記録領域に記録する。そして、ＣＰＵ１５は、その和信号列をスキャンＡＦ処理回路１４に入力してＡＦ評価値信号を取得し、ＡＦ評価値が最大となる相対的シフト量を求め、求められた相対的シフト量に対応する位置を合焦位置とする。また、ＣＰＵ１５は、合焦位置とスキャンＡＦ処理の結果もしくは位相差ＡＦ処理の結果との差分値をＢＰ補正値とし、その値をズームポジション（焦点距離）および絞り値などの撮影案環境とともに記憶する。ＣＰＵ１５は、また撮影環境以外の環境におけるＢＰ補正値の算出が可能な場合は、そのＢＰ補正値の算出を行う。ステップＳ１３の処理が終了すると、ステップＳ１４に進む。
【００８５】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ１５は、第二モータ駆動回路１９にフォーカスレンズ群３を上述のように駆動させ、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、ＣＰＵ１５は、表示素子２９の点灯と同時にＬＣＤ１０上に緑の枠を表示するなどの処理によりＡＦが完了したことをユーザに示す。ステップＳ１６の処理が終了すると、ステップＳ１７に進む。
【００８６】
次に、ステップＳ１７において、ＣＰＵ１５は、操作スイッチ部２４のＳＷ２がオン操作されたか否かを判定し、オン操作された場合はステップＳ１８に進み、オン操作されていない場合は本ステップでの判定を繰り返す。
【００８７】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１８においてステップＳ２におけるＡＥ処理で設定された露光条件により露光処理を実行し、カメラ１の実際の撮影動作を終了する。
【００８８】
次に、ステップＳ５における位相差ＡＦ処理について、図９を用いて詳細に説明する。
【００８９】
ＬＣＤ１０に表示する画像信号と位相差ＡＦ動作を行うための信号は、イメージセンサー５により異なる露光条件および異なる読み出しレートで取得される。そのため、ＬＣＤ１０の画像表示用の信号とＡＦ動作用の信号についてのそれぞれ露出条件を２行毎に設定し、イメージセンサー５のリセットおよび出力転送のタイミングを異ならせる。これにより、ＬＣＤ１０の画像表示用の信号も位相差ＡＦ用の信号を取得している間に得られので、ＣＰＵ１５は位相差ＡＦ処理中もその間に取得された画像をＬＣＤ１０に表示させる。位相差ＡＦ処理に用いる信号は、イメージセンサー５の位相差ＡＦ用の画素の行から得られる画素加算を行わず独立して出力される信号である。
【００９０】
まず、ステップＳ９０１において、位相差ＡＦ処理回路３７は、Ａ／Ｄ変換回路７より出力される位相差ＡＦ用の画像信号を回路内の記録領域（不図示）に記録する。
【００９１】
次にステップＳ９０２において、位相差ＡＦ処理回路３７は、記録された像の修正を行う。本実施例では、イメージセンサー５の撮像面に位相差ＡＦ用の画素を配置している。そのため、２次結像光学系で再結像させる場合のように像高に起因して生じる像の歪みを修正するフィールドレンズや、位相差ＡＦ用センサーへ入射する光束に対する絞りや、不要な光束を遮断するマスクを、結像面とイメージセンサー５の間に配置できない。そこで、位相差ＡＦ用の信号は画素毎にシェーディング・オフセットが異なり、その補正が必要となる。このシェーディングは、光軸中心からの画素の位置（像高）、並びに撮影レンズの射出瞳位置および絞りによって異なる。位相差ＡＦ処理回路３７は、これらのそれぞれの要因に対する像修正量を用いて、位相差ＡＦ用の画素毎に画素像の修正を行う。
【００９２】
また、オフセットは、位相差ＡＦ用の信号の増幅率および各画素の列アンプの特性によって異なる。位相差ＡＦ処理回路３７は、これらのそれぞれの要因に対する像修正量を用いて、位相差ＡＦ用の画素毎に画素像修正を行う。像修正方法の詳細については、特許文献３等で説明されている。
【００９３】
次に、ステップＳ９０３において、位相差ＡＦ処理回路３７は、像修正された位相差ＡＦ用の画素の並び替えを行い、基準画像と参照画像を生成する。
【００９４】
イメージセンサー５には、ひとつのマイクロレンズに対して長方形の二つのフォトダイオード（光電変換部）が配置されており、一方のフォトダイオード２０２が基準画素用、他方が参照画素用となっている。その読み出し順序は「基準画素」→「参照画素」→「基準画素」→「参照画素」→・・・・・・・→「基準画素」→「参照画素」である。位相差ＡＦ処理回路３７は、ステップＳ９０２での像修正後の基準画像と参照画像もそれに対応した順序で回路内の記録領域（不図示）に記録する。この際、位相差ＡＦ処理回路３７は、基準画像を構成する画素だけを抽出し、抽出した順序に並べて基準画像の信号を記録する。同様に、位相差ＡＦ処理回路３７は、参照画像を構成する画素だけを抽出し、抽出した順序に並べて参照画像の信号を記録する。
【００９５】
その後ステップＳ９０４において、位相差ＡＦ処理回路３７は、相関演算を行う際の初期値を設定する。ステップＳ９０５において、位相差ＡＦ処理回路３７は、ステップＳ９０４で設定された初期値により式（１）に従い相関演算を行い基準画像と参照画像の相関値（相関データ）を求める。
【００９６】
Ｕｋ＝Σｍａｘ（ａｊ＋１，ｂｊ＋ｋ）−Σｍａｘ（ａｊ，ｂｊ＋ｋ＋１）      （１）
ここで、ａiおよびｂiはそれぞれｉを整数としてｉ番目の画素のＡ像およびＢ像の出力値を示す。ｍａｘ（ａ，ｂ）はａ，ｂのうち大きい方の値を意味する。また、ｋは相関演算を行う像ずらし量、ｊは相関演算を行う画素番号（位置）である。式（１）のΣは、ｊについて１から順に変化させた場合の総和を意味する。これらは、ステップＳ９０４で初期化されている。
【００９７】
そしてステップＳ９０６では、ＣＰＵ１５が、基準画像と参照画像の相関値を位相差ＡＦ処理回路３７から取得する。
【００９８】
そしてＣＰＵ１５は、既に相関値が一時記録されている場合、取得した相関値と符号が等しいか判定し、取得した相関値を記録されていた相関値と差し替える。既に記録されていた相関値がない場合は取得した相関値を記録する。
【００９９】
ステップＳ９０７では、取得した相関値の符号が既に記録されていた相関値の符号に対して反転すると判定された場合又は取得された相関値が零である場合は、ステップＳ９１０へ進み、符号が等しい場合はステップＳ９０８へ進む。
【０１００】
ステップＳ９０８では、ＣＰＵ１５は、ずらし量が相関値を求める演算の終端の値となったか否かを判定する。終端の値になっていなければステップＳ９２０へ進み、終端の値になっていたならばステップＳ９０９へ進む。
【０１０１】
ステップＳ９２０では、ＣＰＵ１５は、ずらし量ｋをｋ←ｋ＋１と更新する。
【０１０２】
ステップＳ９０９では、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦが不可能である（ＮＧ）と判定し、処理を終了する。
【０１０３】
ステップＳ９１０では、ＣＰＵ１５は、相関量が零になる像ずらし量を演算する。相関値の演算は１画素ずつずらして行われているため、位相差ＡＦ処理回路３７において演算された相関量が零になることは稀である。そこで、ＣＰＵ１５は、符号が異なるふたつの相関量と、その相関量を与えるずらし量とから、相関量が零となる像ずらす量を求める。
【０１０４】
式（１）で相関量を計算した結果、Ｋ＝ｌとＫ＝ｌ＋１の間で相関量Ｕｋの符号が反転したとすると、直線補間により相関量が零となる像ずらし量δは下記式により求まる。
δ＝ｌ  ＋  ｜Ｕｌ｜÷［｜Ｕｌ｜＋｜Ｕｌ＋１｜］
ただし、｜ｚ｜は、ｚの絶対値を意味する。
【０１０５】
次に、ステップＳ９１１において、ＣＰＵ１５は、プレディクション量Ｐを像ずれ量δから、下記式により求める。
Ｐ＝δ―Δ
Δは、合焦時の像ずれ量を意味する。
【０１０６】
そして、ＣＰＵ１５は、撮影レンズ鏡筒１００の特性から決まる基線長を用いることで、プレディクション量Ｐからデフォーカス量ｄ（フォーカスレンズ群の移動量と方向）を下記式により求め、処理を終了する。
ｄ  ＝  Ｋ・Ｐ
Ｋは、フォーカスに関する敏感度であり、撮影レンズ鏡筒１００の焦点距離、絞り４の値、像高等に依存する値である。そのため、ＥＥＰＲＯＭ２５内にこれらをパラメータとするテーブルを用意しておき、そのテーブルを参照して値を求める。
【０１０７】
次に、スキャンＡＦ処理について図８を用いて説明する。
【０１０８】
なお、以降の説明においては、フォーカスレンズ群３を所定の位置に駆動しながらＡＦ評価値を取得する動作をスキャン、ＡＦ評価値を取得するフォーカスレンズの位置の間隔をスキャン間隔という。また、ＡＦ評価値を取得する数をスキャンポイント数、ＡＦ評価値を取得する範囲をスキャン範囲、合焦位置を検出するための画像信号を取得する領域をＡＦ枠という。
【０１０９】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ９においてＡＥ処理回路１３により定められた露光条件でスキャンＡＦを行い、焦点調整が可能な場合はステップＳ１１からステップＳ１４に従って、第二モータ駆動回路１９に合焦位置へフォーカスレンズ群３を駆動させる。また、焦点調整が不可能な場合は、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１とステップＳ１５に従って、第二モータ駆動回路１９に、過焦点位置と呼ばれる無限遠を被写界深度の遠側に含む最も近距離のフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を駆動させる。
【０１１０】
ステップＳ７でイメージセンサー５の駆動モードを変更した場合、スキャンＡＦ処理中のイメージセンサー５は、図８に示すタイミングチャートで駆動される。ここで、スキャンＡＦ動作用の信号としてＬＣＤ１０の表示用の画像信号が用いられる。ＬＣＤ１０の画像表示用の信号とスキャンＡＦ動作用の信号は、同一の露光条件および同一の読み出しレートでイメージセンサー５から取得される。一方、位相差ＡＦ動作を行うための信号は、異なる露光条件で取得し異なる読み出しレートでイメージセンサー５から取得される。
【０１１１】
そのために、スキャンＡＦ動作用およびＬＣＤ１０の画像表示用の信号と位相差ＡＦ動作用の信号のそれぞれの露出条件を２行毎に設定し、イメージセンサー５のリセットおよび出力転送のタイミングを異ならせる。スキャンＡＦ処理において、位相差ＡＦ動作を行うための信号は使用しない。
【０１１２】
スキャンＡＦ動作用の露光時間ついては、３２分の１秒を長秒時側の限度とし、センサーの性能等で決まる最小露光時間を短秒時側の限度とする。露光時間は、ステップＳ２のＡＥ処理結果を参照して絞り４または列アンプ回路２１０の値を調節することで、適正な露光量が得られるように決定される。ＬＣＤ表示においては、スキャンＡＦ中の露光量が不適正となる可能性があるが、本処理においてはスキャンＡＦ性能を優先する。
【０１１３】
図８のタイミングチャートに従って処理することで、スキャンＡＦ動作用の露光時間は位相差ＡＦ動作用の画像の露光時間より更に短くなり、読み出しレートも速くなる。例えば、スキャンＡＦ動作用の露光時間を１２８分の１秒として、読み出しレートを１２８ＦＰＳとし、位相差ＡＦ動作用の画像の露光時間を８分の１秒として読み出しレートは８ＦＰＳとする。このとき、絞り４の値は、変更せずにそのまま維持する。
【０１１４】
ステップＳ６において合焦のためにスキャンＡＦ処理をすることが必要（略合焦可能）と判定された場合、イメージセンサー５の駆動モードを変更していないため、図７のタイミングチャートに応じてスキャンＡＦ処理が行われる。
【０１１５】
ＴＸ信号およびＲＳ信号は、決定した露光条件（露光時間）に応じて図８のように制御される。スキャンＡＦ動作用信号および位相差ＡＦ動作用信号の取得において、ＴＸ信号およびＲＳ信号が立ち上がりに応じて、各画素のフォトダイオード２０２の電荷がリセットされ、露光が開始される。この動作はＴＧ１６によって設定された条件で、受光画素２０１の所定の順番で順次行われる。
【０１１６】
露光開始から所定の露光時間経過後にＴＸ１およびＴＸ２信号が順次立ち上がる。それに応じて、スキャンＡＦ動作用の行におけるフォトダイオード２０２の電荷は、信号増幅アンプ２０４に読みだされ、水平走査回路２０９を通って出力される。次に、再度ＲＸ１およびＲＸ２が順次立ち上がり、それに応じてスキャンＡＦ動作信号用の行の電荷がリセットさせる。これらの動作を繰り返すことにより、スキャンＡＦ動作用信号が取得される。
【０１１７】
同様に、露光開始から露光時間の経過後にＴＸ３およびＴＸ４信号が順次立ち上がる。それに応じて、位相差ＡＦ動作用のフォトダイオード２０１の電荷が信号増幅アンプ２０４に読みだされ、水平走査回路２０９を通して出力される。次に、再度ＲＸ３およびＲＸ４が順次立ち上がり、それに応じてスキャンＡＦ動作信号用の行の電荷がリセットさせる。これらの動作を繰り返すことにより、位相差ＡＦ用の信号が取得される。
【０１１８】
フォーカスレンズ群３を所定の位置へ駆動した後にこれらの動作を行うことで、スキャンＡＦ動作用信号を取得しスキャンＡＦ処理回路１４でＡＦ評価値を算出する。所望のＡＦ評価値を取得したならば、次の所定の位置へフォーカスレンズ群３を駆動し、再び上記のスキャンＡＦ動作用信号の取得動作を行いＡＦ評価値の取得を繰り返す。
【０１１９】
次に、図６のステップＳ６の位相差ＡＦ処理で合焦不可能と判定された場合のスキャンＡＦ動作について図１０を用いて説明する。
【０１２０】
ステップＳ６で略合焦と判定された場合は、スキャン範囲が位相差ＡＦ処理の結果求められた略合焦位置近傍に限定される。この違いを除けばステップＳ６で合焦不能と判定された場合と同様の動作が行われる。
【０１２１】
スキャンＡＦは上述のようにフォーカスレンズ群３の駆動とＡＦ評価値の取得を繰り返して、イメージセンサー５によって生成された２行毎に設定されたスキャンＡＦ動作用の信号から抽出される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求める。
【０１２２】
まずＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３を無限遠に相当する位置（図１０の「Ａ」）から各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（「Ｂ」）まで駆動するように、第二モータ駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御する。ＣＰＵ１５は、この駆動を行いながらスキャンＡＦ処理回路１４の出力（ＡＦ評価値信号）を取得する。そして、フォーカスレンズ群３の駆動が終了した時点で、取得したＡＦ評価値信号が最大になる位置（図１０の「Ｃ」）を求め、その位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。
【０１２３】
ステップＳ６の位相差ＡＦ処理で略合焦と判定された場合は、略合焦位置の近傍のみでＡＦ評価値信号）を取得する。例えば、図１０のＰの位置で位相差ＡＦ処理を行い図１０のＣ’の位置を略合焦位置と算出した場合は、Ｃ’の位置からＰの位置の側へスキャン範囲の２分の１の位置（図１０の「Ａ’」）を求める。次に、Ａ’の位置から反対側にスキャン範囲の２分の１の位置（図１０の「Ｂ’」）までスキャンＡＦ処理を行ってＡＦ評価値信号を取得し、取得したＡＦ評価値信号が最大になる位置（図１０の「Ｃ」）を求める。そして、このＡＦ評価値信号が最大になる位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。
【０１２４】
このＡＦ評価値信号の取得は、スキャンＡＦの高速に行うために、全てのフォーカスレンズ群３の停止位置については行わず所定のステップ毎で行われてもよい。例えば、図１１に示すａ１、ａ２、ａ３の位置においてＡＦ評価値信号を取得するようにしてもよい。このような場合は、ＡＦ評価値信号が最大値となった点とその前後の点のから合焦位置Ｃを計算によって取得する。
【０１２５】
フォーカスレンズ群３の位置がＸ１（図１０のａ２）のときにＡＦ評価値が最大値Ｙ１となる。その前後の位置Ｘ２、Ｘ３で取得したＡＦ評価値がＹ２、Ｙ３（図１０のａ１、ａ３）のとき、合焦位置Ｃのフォーカスレンズ群３の位置Ｘ０は、以下の式によって求められる。
【０１２６】
Ｘ０＝｛（Ｙ３−Ｙ２）・Ｘ１＋（Ｙ３−Ｙ１）・Ｘ２＋（Ｙ２−Ｙ１）・Ｘ３｝／｛２・（Ｙ３−Ｙ１）｝
ただし、Ｙ１＞Ｙ３、Ｙ１≧Ｙ２である。
【０１２７】
また、このように補間計算を行いＡＦ評価値信号が最大値となる点（図１０の「Ｃ」）を求める前に、ＡＦ評価値信号の信頼性を評価してもよい。具体的な方法は特許文献４や特許文献５に記載されている。
【０１２８】
次に、ステップＳ１３にて行われるＲＦＡＦ処理に関して、図１１を用いて説明する。
【０１２９】
ＲＦＡＦ処理は、主に撮影レンズの光学特性に起因して生じる、記録画像の解像度が最大となるフォーカスレンズ群３の位置とスキャンＡＦ処理もしくは位相差ＡＦ処理の結果による位置との差分を補正するための処理である。この差分値をＢＰ補正値とし、像高・ズームポジション・絞り値・撮影レンズ鏡筒１００内の温度・カメラ１の温度・カメラの姿勢などの撮影環境とともにＥＥＰＲＯＭ２５に記憶される。また撮影環境以外の環境においてＢＰ補正値の算出が可能な場合は、その環境におけるＢＰ補正値の算出を行い撮影環境とともに記憶する。このようなＲＦＡＦ処理は、スキャンＡＦ処理の結果得られるＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズ群３の位置、もしくは位相差ＡＦ処理の結果得られるデフォーカス量が零となるフォーカスレンズ群３の位置の近傍でのみ行われる。またＲＦＡＦ処理で用いる信号は、イメージセンサー５の位相差ＡＦ用画素行から得られた画素加算を行わず独立して出力される信号である。
【０１３０】
まず、図１１のステップＳ１１０１において、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３が位相差ＡＦ処理（ステップＳ５）またはスキャンＡＦ処理（ステップＳ９）において求められた合焦位置に位置するか否かを判定する。合焦位置にあると判定された場合はステップＳ１１０２へ進み、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理が既に行われているか判定する。
【０１３１】
ここで、ステップＳ５で位相差ＡＦ処理を行った結果、ステップＳ６で合焦可能と判定され、かつ、その際のフォーカスレンズ群３の位置が合焦位置であったとする。この場合、その合焦位置における位相差ＡＦ用の画素の信号が取得され、位相差ＡＦのために像修正や並び替えの処理が行われる。このとき、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１０２において位相差ＡＦ処理が既に行われたと判定し、ステップＳ１１０４へ進む。
【０１３２】
またステップＳ５で位相差ＡＦ処理を行った結果、ステップＳ６で略合焦可能または合焦不可能と判定され、ステップＳ９でスキャンＡＦ処理が行われた結果、合焦位置としてフォーカスレンズ群３を移動した位置が、位相差ＡＦ処理を行った位置であったとする。この場合、その位置における位相差ＡＦ用の画素の信号が取得され、位相差ＡＦのために像修正や並び替えの処理が行われる。このときも、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理が既に行われたと判定し、ステップＳ１１０４へ進む。
【０１３３】
ステップＳ１１０４では、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理回路３７の所定の記録領域に記録された基準画像信号と参照画像信号を読み出し、その後ステップＳ１１０５へ進む。
【０１３４】
一方、ステップＳ１１０１で合焦位置にないと判定された場合はステップＳ１１０３に進み、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３を合焦位置へ移動しステップＳ９０1へ進む。
【０１３５】
ステップＳ９０１において、位相差ＡＦ処理回路３７は、Ａ／Ｄ変換回路７より出力される位相差ＡＦ用の画像信号を位相差ＡＦ処理回路３７の所定の記録領域に記録し、ステップＳ９０２に進む。ステップＳ９０２において、位相差ＡＦ処理回路３７は、記録された像の修正を行いステップＳ９０３に進む。
【０１３６】
ステップＳ９０３において、ＣＰＵ１５は、像修正された位相差ＡＦ用の画素の並び替えを行い、基準画像と参照画像を生成して位相差ＡＦ処理回路３７の所定の記録領域に記録し、ステップＳ１１０５へ進む。これらの一連の動作は、ステップＳ５で行われる位相差ＡＦ処理と同じである。
【０１３７】
ステップＳ１１０５において、ＣＰＵ１５は、基準画像信号と参照画像信号の和信号を求める際の初期値をＲＦＡＦ処理回路３１に設定する。
【０１３８】
初期値が設定されたＲＦＡＦ処理回路３１は、ステップＳ１１０６において、式（２）に従い和信号を求める。
【０１３９】
Ａｄｄ（ｊ，ｋ）＝ａｊ＋ｂｊ＋ｋ    （２）
ここで、ｋは和信号を求める際の像ずらし量、ｊは相関演算を行う画素番号（位置）であり、ステップＳ１１０５で初期化されている。
【０１４０】
例えば、ｋ＝κ（カッパ）として初期化が行われ、ｊの範囲が０〜Ｊの場合、Ａｄｄ（ｊ，ｋ）として、Ａｄｄ（０，κ）〜Ａｄｄ（ｊ，κ）の信号が求められる。その値は、
Ａｄｄ（０，κ）＝ａ０＋ｂ０＋κ
Ａｄｄ（１，κ）＝ａ１＋ｂ１＋κ
・
・
・
・
Ａｄｄ（ｊ，κ）＝ａＪ＋ｂＪ＋κ
となる。
【０１４１】
このように和信号を求めたら、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１０７へ進み、この和信号をスキャンＡＦ処理回路１４のＡＦ評価値を求める回路に入力し、像ずらし量kにおけるＡＦ評価値Ｔｅｓ(k)を求める。
【０１４２】
ステップＳ１１０８において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１０７で求められたＡＦ評価値Ｔｅｓ(k)を像ずらし量kとともに所定の記録領域に記録し、ステップＳ１１０９に進む。
【０１４３】
ステップＳ１１０９において、ＣＰＵ１５は、像ずらし量ｋが和信号を求める演算の終端の値になったか否かを判定する。終端の値になっていなければ、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１２０へ進み、像ずらし量ｋをｋ←ｋ＋１と更新する。
【０１４４】
そしてステップＳ１１０６において、ＲＦＡＦ処理回路３１が、式（２）に従い和信号を求める。
【０１４５】
上記のように、ｋ＝κ（カッパ）として初期化が行われ、ｊの範囲が０〜Ｊの場合、Ａｄｄ（ｊ，ｋ）として、Ａｄｄ（０，κ＋１）〜Ａｄｄ（Ｊ，κ＋１）の信号が求められる。その値は
Ａｄｄ（０，κ＋１）＝ａ０＋ｂ０＋κ＋１
Ａｄｄ（１，κ＋１）＝ａ１＋ｂ１＋κ＋１
・
・
・
・
Ａｄｄ（ｊ，κ＋１）＝ａＪ＋ｂＪ＋κ＋１
となる。
【０１４６】
その後上述の様に、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１０７でこの和信号をスキャンＡＦ処理回路１４のＡＦ評価値を求める回路に入力し、像ずらし量kにおけるＡＦ評価値Ｔｅｓ(k)を求める。次に、ステップＳ１１０８において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１０７で求められたＡＦ評価値Ｔｅｓ(k)を像ずらし量kとともに所定の記録領域に記録する。そして、ステップＳ１１０９において、ＣＰＵ１５は、ずらし量が和信号を求める演算の終端の値になったか否かを判定する。
【０１４７】
ＣＰＵ１５は、以上の動作をずらし量が終端の値に達するまで繰り返す。
【０１４８】
ＣＰＵ１５は、終端の値に達したらステップＳ１１１０へ進み、ＲＦＡＦ処理により得られたＡＦ評価値が最大となる、ずらし量及びＢＰ補正値を求める。ここでは、ＡＦ評価値信号が最大値となる点とその前後の点からＲＦＡＦ処理における合焦位置を計算によって求める。ずらし量ＫｄのときにＡＦ評価値が最大になり、そのＡＦ評価値をＴｅｓ（Ｋｄ）とする。その前後のずらし量で取得したＡＦ評価値をＴｅｓ（Ｋｄ−１）、Ｔｅｓ（Ｋｄ＋１）とすれば、合焦位置を与えるずらし量Ｋδは以下の式によって表わされる。
Ｋδ＝［｛Ｔｅｓ（Ｋｄ＋１）−Ｔｅｓ（Ｋｄ−１）｝ｋｄ＋｛Ｔｅｓ（Ｋｄ＋１）−Ｔｅｓ（Ｋｄ）｝（ｋｄ−１）  ＋｛Ｔｅｓ（Ｋｄ−１）−Ｔｅｓ（Ｋｄ）｝（ｋｄ＋１）  ］／２・｛（Ｔｅｓ（Ｋｄ＋１）−Ｔｅｓ（Ｋｄ））｝
ただし、Ｔｅｓ（Ｋｄ）＞Ｔｅｓ（Ｋｄ＋１）、Ｔｅｓ（Ｋｄ）≧Ｔｅｓ（Ｋｄ−１）である。
【０１４９】
このように、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める前に補間計算を行い、ＡＦ評価値信号の信頼性を評価してもよい。この場合、その信頼性が十分であったときに、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める。
【０１５０】
ＲＦＡＦ処理においては、イメージセンサー５の位相差ＡＦ用画素行から得られる画素加算を行わない信号を用いる。一方、スキャンＡＦ処理においては、イメージセンサー５からの信号読み出しレートを速くするために画素加算を行い、読み出し画素数を減らすため、記録される画像に含まれる高域成分を含まないことがある。すると、撮影レンズの光学特性によって被写体の空間周波数ごとの結像位置が異なる場合に、記録される画像の信号とスキャンＡＦ処理に用いる信号の結像位置が互いに異なるものとなる。そのため、スキャンＡＦ処理で求めたＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズ群３の位置において、記録される画像の解像度が最大とならないことがある。
【０１５１】
この点、ＲＦＡＦ処理においては、画素加算を行わない信号を用いるため、ＲＦＡＦ処理によって得られるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置で、記録される画像の解像度が最大となる。
【０１５２】
位相差ＡＦ処理においては画素加算を行わない信号を用いているが、相関演算を行う際の演算エラーを回避するためにローパスフィルターによって高域の信号成分を抑えるため、記録される画像の信号と含まれる高域の空間周波数成分が異なる。その結果、位相差ＡＦ処理で求めたデフォーカス量が零となるフォーカスレンズ群３の位置において、記録される画像の解像度が最大とならないことがある。
【０１５３】
この点、ＲＦＡＦ処理においては、ローパスフィルターによる処理を行わないため、ＲＦＡＦ処理によって得られるフォーカスレンズ群３の位置で、記録される画像の解像度が最大となる。
【０１５４】
ＲＦＡＦ処理によって、得られるＡＦ評価値が最大となるずらし量Ｋδが求まれば、そのずらし量Ｋδに基づいて、記録される画像の解像度が最大となるフォーカスレンズ群３の位置への移動量を式（３）に従って求める。
レンズ移動量（パルス）
＝Ｋ・kδ÷フォーカス敏感度÷１パルスあたりの移動量      （３）
ただし、Ｋは撮像素子上での像ずれ量をデフォーカス量に変換する係数である。Ｋは、撮影レンズ鏡筒１００の焦点距離、絞り４の値、像高等に依存する値なので、ＥＥＰＲＯＭ２５内にこれらをパラメータとするテーブルを予め用意し、そのテーブルを参照してＫを取得する。
【０１５５】
このレンズ移動量が、主に撮影レンズの光学特性に起因するピント補正量（ＢＰ補正値）である。そして、この補正量で補正した位置がピント補正位置である。このピント補正位置を最終的な合焦位置とする。
【０１５６】
このようにしてＢＰ補正値を求め、最終的な合焦位置へフォーカスレンズ群３を移動する。
【０１５７】
その後、ステップＳ１１１１において、ズームポジション、ＡＦ枠中心座標の像高、絞り値等の環境が異なる場合のＢＰ補正値を計算するための補間係数を求める。この係数を求める動作の手順を、図１２を用いて説明する。
【０１５８】
ステップＳ１２０１において、ＣＰＵ１５は、撮影環境を読み込む。ここでは、撮影前のＡＦ処理を実行した際のズームポジション、ＡＦ枠中心座標の像高、絞り値、鏡筒温度、周囲温度、カメラの姿勢を撮影環境として読みこむ。
【０１５９】
次いでステップＳ１２０２において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１１０までの処理で求められたＢＰ補正値を、上記撮影環境におけるＢＰ補正値として読みこむ。
【０１６０】
そしてステップＳ１２０３において、ＣＰＵ１５は、今回読み込んだ撮影環境（現在の撮影環境）がＥＥＰＲＯＭ２５からに記録された過去の撮影環境と略等しいかを判定する。この判定方法は、ステップＳ２１と同じであり、詳細な内容に関しては後述する。
【０１６１】
現在の撮影環境が記録された撮影環境と略等しいと判定された場合はステップＳ１２０４へ進み、ＥＥＰＲＯＭ２５を参照してその環境に対応したＢＰ補正値に更新する。
【０１６２】
このＢＰ補正値の設定方法は、上記の方法とは異なる方法であってもよい。例えば、記録されているＢＰ補正値を数分の一にし、新たなＢＰ補正値との加重平均値を求めその値に置き換えても良い。
【０１６３】
ＣＰＵ１５は、略等しい撮影環境でのＢＰ補正値が記録されていないと判定された場合はステップＳ１２０５へ進み、ＢＰ補正値を撮影環境とともに記録する。
【０１６４】
その後ステップＳ１２０６において、ＣＰＵ１５は、像高方向のＢＰ補正値の補間計算が可能か判定する。
【０１６５】
これは略等しい撮影環境において、ＡＦ枠が設定される最も外側の位置画面中央の位置およびその中間の位置でＢＰ補正値の算出が行われていれば補間計算が可能と判断する。すなわち、所定の撮影環境で図１３（Ａ）もしくは図１３（Ｂ）に示すような９点のＢＰ補正値が記録されていれば、像高方向のＢＰ補正値の補間計算が可能と判断する。所定の撮影環境とは、例えば同じズームポジション、同じ絞り値、略等しい鏡筒温度（例えば常温に対して±１０℃以内）、略等しい周囲温度（例えば常温に対して±１０℃以内）、略等しいカメラの姿勢（例えば水平に対して±３０°以内）である。これらの例示した数値は、撮影レンズ鏡筒１００の特性等によって変化する。
【０１６６】
図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）において点線はＡＦ枠設定可能範囲を表し、この範囲の内側でＡＦ枠が自由に設定される。外周付近の十字で示した図形の中心は、標準的な大きさのＡＦ枠を点線の範囲に接するように設定した場合のＡＦ枠の中心座標を示している。
【０１６７】
中央の十字は画面中心のＡＦ枠を表し、その交点が中心座標である。中間の座標に配された４つの十字は、像高方向のＢＰ補正値の補間計算を行う際に使用するＢＰ補正値を取得する座標を表している。
【０１６８】
ステップＳ１２０６において像高方向のＢＰ補正値の補間計算が可能と判定された場合、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２０７で補間計算を行ってＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録する。以後は同じ撮影環境において、記録されている計算係数からＢＰ補正値を算出し、ＲＦＡＦ処理を用いたＢＰ補正値の算出は行わない。
【０１６９】
ステップＳ１２０７におけるＢＰ補正値の補間計算は以下の様に行われる。
【０１７０】
図１３（Ａ）の示す９点でＢＰ補正値が取得されている場合、ＣＰＵ１５は、水平方向に直線状に並ぶ５点を用いて、水平方向の像高に対するＢＰ補正値を二次関数に近似する。同様に、ＣＰＵ１５は、垂直方向に直線状に並ぶ５点を用いて、垂直方向の像高に対するＢＰ補正値を二次関数に近似する。そして、ＣＰＵ１５は、近似された二次関数の係数をＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。
【０１７１】
また、記録されているＢＰ補正値の補間係数を参照してその像高におけるＢＰ補正値を求める場合、ＣＰＵ１５は、まず水平方向のＢＰ補正値を求めた後に垂直方向のＢＰ補正値を求め、これら２つの近似された二次関数の値から像高方向のＢＰ補正値を求める。
【０１７２】
例えば、任意の像高（ｘ，ｙ）における水平方向のＢＰ補正量ＢＰｈと垂直方向のＢＰ補正量ＢＰｖが以下の二次関数で表される場合を考える。
ＢＰｈ＝ａｈ・ｘ２  ＋  ｂｈ・ｘ  ＋  ｃｈ
ＢＰｖ＝ａｖ・ｘ２  ＋  ｂｖ・ｘ  ＋  ｃｖ
この場合、像高方向のＢＰ補正値ＢＰｚは、以下のようになる。
ＢＰｚ＝√（ＢＰｈ２＋ＢＰｖ２）
ステップＳ１２０６において、ＣＰＵ１５は、像高方向のＢＰ補正値の補間計算が不可能と判定された場合はステップＳ１２１２へ処理を進める。
【０１７３】
ステップＳ１２０８では、ＣＰＵ１５は、絞り値によるＢＰ補正値の補間計算を行うことができるか判定する。例えば、絞り４の絞り値が開放の場合と絞り値がＦ８の場合とその中間絞りの場合の像高方向のＢＰ補正値の補間計算の係数が求められていれば、絞り値による補間計算を行うことができると判定する。ただし、開放Ｆ値が５．６以上のレンズに関しては、絞り値が開放Ｆ値の場合と絞り値がＦ８の場合の像高方向のＢＰ補正値の補間計算の係数が求められていれば、絞り値による補間計算を行うことができると判定する。開放Ｆ値がＦ８以上のレンズに関しては、絞り値が開放Ｆ値の場合の像高方向のＢＰ補正値の補間計算の係数が求められていれば、絞り値による補間計算を行うことができると判定する。
【０１７４】
ステップＳ１２０８において絞り値によるＢＰ補正値の補間計算が可能と判定された場合、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２０９で補間計算を行い、ＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録する。以後は同じ撮影環境において、記録されている計算係数からＢＰ補正値を算出し、ＲＦＡＦ処理回路３１を用いたＢＰ補正値の算出は行わない。
【０１７５】
ステップＳ１２０８において絞り値のＢＰ補正値の補間計算が不可能と判定された場合、ＣＰＵ１５はステップＳ１２１２へ処理を進める。
【０１７６】
ステップＳ１２０９におけるＢＰ補正値の補間計算は以下の様に行われる。
【０１７７】
係数算出のために３つの絞り値でのＢＰ補正値が必要な場合、その３つの値から近似する二次関数を求め、その二次関数の係数をＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。この係数は、二次ラグランジェ補間多項式を用いて求めることができる。この際、３つの絞り値でのＢＰ補正値として、図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示す９つのＡＦ枠位置の値の平均値を用いる。
【０１７８】
例えば、開放Ｆ値がＦ２．８、Ｆ３．５、Ｆ４．０のレンズ場合は、開放Ｆ値、Ｆ５．６、Ｆ８．０でのＢＰ補正値から二次関数の係数を求める。開放Ｆ値がＦ１．２やＦ１．４の場合は、開放Ｆ値、Ｆ２．８、Ｆ８．０でのＢＰ補正値から、開放Ｆ値がＦ１．８やＦ２．０の場合は開放Ｆ値、Ｆ４．０、Ｆ８．０でのＢＰ補正値から二次関数の係数を求める。
【０１７９】
また、開放Ｆ値がＦ５．６以上Ｆ８．０未満の場合は開放Ｆ値およびＦ８．０でのＢＰ補正値から一次関数の係数を求め、その一次関数の係数をＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。この係数は一次ラグランジェ補間多項式を用いて求めることができる。
【０１８０】
そして開放Ｆ値がＦ８．０以上の場合は、開放Ｆ値（Ｆ８．０）でのＢＰ補正値を全ての絞り値におけるＢＰ補正値としてＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。
【０１８１】
また、記録されているＢＰ補正値の補間係数を参照して、その絞り値におけるＢＰ補正値を以下の方法により求める。
【０１８２】
ＢＰ補正値を求めようとする絞り値に最も近い絞り値のＢＰ補正値ＢＰｚを、先に説明した方法で求める。そして、ＢＰ補正値を求めようとする絞り値（Ｆ値）をＦｚ、ＢＰ補正値ＢＰｚを与える絞り値（Ｆ値）をＦｏとするとき、絞りで補間計算したＢＰ補正値ＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ）を、以下の式（４）で求める。
ＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ）＝ＢＰｚ×｛Ｆｚおける計算値｝÷｛Ｆｏおける計算値｝    （４）
ただし、｛Ｆｚおける計算値｝は、Ｆｚについて、先に求められた絞りによってＢＰ補正値を補間するための係数を用いて求められた二次式また一次式における計算値とする。｛Ｆｏおける計算値｝は、Ｆｏについて、先に求められた絞りによってＢＰ補正値を補間するための係数を用いて求められた二次式また一次式における計算値とする。
【０１８３】
なお、求めようとする絞り値ＦｚがＦ８．０以上の場合は絞り値Ｆ８．０の場合のＢＰ補正値ＢＰｚをＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ）とする。
【０１８４】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２０９で補間計算を行ってＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録すると、ステップＳ１２１０においてズームポジションによるＢＰ補正値の補間計算が可能か判定する。
【０１８５】
本実施例では、ズームポジションがＷｉｄｅ端、中間のズームポジション、Ｔｅｌｅ端において、像高方向及び絞り値によるＢＰ補正値の補間計算の係数が求められていれば、ズームポジションによる補間計算を行うことができると判定する。
【０１８６】
ステップＳ１２１０においてズームポジションによるＢＰ補正値の補間計算が可能と判定された場合、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２１１で補間計算を行ってＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録する。以後は同じ撮影環境においては、記録されている計算係数からＢＰ補正値を算出し、ＲＦＡＦ処理を用いたＢＰ補正値の算出は行わない。
【０１８７】
ステップＳ１２１１におけるＢＰ補正値の補間計算は以下の様に行われる。
【０１８８】
係数算出のためのＷｉｄｅ端、中間のズームポジション、Ｔｅｌｅ端において、３つのＢＰ補正値から近似する二次関数を求め、その二次関数の係数をＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。この係数は、二次ラグランジェ補間多項式を用いて求めることができる。この際、３つのズームポジションでのＢＰ補正値として、それぞれのズームポジションにおける像高および絞り値全てでの平均値を用いる。像高に関しては図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示す９つのＡＦ枠位置の値を、絞り値に関しては開放〜Ｆ８の値を（例えば、開放Ｆ値がＦ２．８、Ｆ３．５、Ｆ４．０のレンズ場合は、開放Ｆ値、Ｆ５．６、Ｆ８．０での値）を平均した値を用いる。
【０１８９】
また、そのズームポジションにおけるＢＰ補正値は、記録されているＢＰ補正値の補間係数を参照して以下のように求める。
【０１９０】
ＢＰ補正値を求めようとするズームポジションの３つのうちで最も近いズームポジションにおいて、ＢＰ補正値を求めようとする絞り値に最も近い絞り値のＢＰ補正値ＢＰｚを、先に説明した方法で求める。そして、最も近いズームポジションにおけるＢＰ補正値を求めようとする絞り値（Ｆ値）ＦｚのＢＰ補正値ＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ）を式（４）に従って求める。
【０１９１】
また、ＢＰ補正値を求めようとするズームポジションＺｚにおけるＢＰ補正値ＢＰｚ(av adj,zm adj)を以下の式により求める。
【０１９２】
ＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ，ｚｍ  ａｄｊ）  ＝ＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ，ｚｍ  ａｄｊ）×｛Ｚｚおける計算値｝÷｛Ｚｏおける計算値｝
ただし、｛Ｚｚおける計算値｝は、ＢＰ補正値を求めようとするズームポジションＺｚについて、先に求められたズームポジションによってＢＰ補正値を補間するための係数を用いて求められた二次式における計算値である。｛Ｚｏおける計算値｝は、ＢＰ補正値ＢＰｚを与える絞り値（Ｆ値）ＦｏＦｚについて、先に求められた絞りによってＢＰ補正値を補間するための係数を用いて求められた二次式また一次式における計算値である。
【０１９３】
このようにして、任意の像高、絞り値（Ｆ値）Ｆｚ、ズームポジションＺｚにおけるＢＰ補正値ＢＰｚ（ａｖ  ａｄｊ，ｚｍ  ａｄｊ）が求まる。
【０１９４】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２１１で補間計算を行ってＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録すると、ステップＳ１２１３において温度補正係数を算出できるか否かを判定する。ステップＳ１２１０において絞り値のＢＰ補正値の補間計算が不可能と判定された場合も同様である。
【０１９５】
温度補正係数は、周囲温度ごとおよびズームポジションごとに鏡筒温度をパラメータとしてＢＰ補正量を二次関数によって補間するものである。そのため、鏡筒温度が常温範囲（例えば１０℃〜５０℃）において略等しい周囲温度（例えば±２℃以内）で適当な間隔（例えば１０℃以上の間隔）をあけて、ＢＰ補正値の算出を行う場合に、そのズームポジションにおいてＢＰ補正値の温度補間が可能と判断する。温度補間が可能と判断された場合、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２１３において温度補正係数の算出を行う。
【０１９６】
例えば、ズームポジションＷｉｄｅにおいて、周囲温度２０℃で鏡筒温度２３℃のときと、周囲温度１８℃で鏡筒温度３５℃のときと、周囲温度２２℃で鏡筒温度４５℃のときで、絞り値が開放であり、像高について中央のＢＰ補正値が算出されていた場合を考える。これら３つの鏡筒温度におけるＢＰ補正値から二次関数を求め、求められた二次関数を周囲温度２０℃（周囲温度２０℃、、１８℃、２２℃の平均）における補間関数とし、その二次関数の係数（補間係数）をＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。この係数は、二次ラグランジェ補間多項式を用いて求めることができる。
【０１９７】
また、３つの鏡筒温度で同じ周辺像高のＢＰ補正値が算出されていたならば、その平均値を用いて補間係数を求めても良い。
【０１９８】
他の周囲温度に関しても同様にその補間係数を求め、求めていない周囲温度に関しては隣接する２つの周囲温度の係数から一次補間によって求める。
【０１９９】
絞り値に関しても同様に絞り値ごとに補間係数を求め、求めていない絞り値に関しては隣接する二つの絞り値の係数から一次補間によって求める。ただし、小絞り側はＦ８．０以上ではＦ８．０の補正係数を用いる。
【０２００】
鏡筒温度が所定温度より高温又は低温の場合は、所定温度の補間係数をすることとしてもよいし、補間しないようにしても良い。
【０２０１】
このようにして求めた温度補間係数による補間は、像高補間、絞り値補間、ズーム補間によって求められたＢＰ補正値に対して行う。
【０２０２】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２１３で補間計算を行ってＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録すると、ステップＳ１２１４において姿勢差補正係数を算出できるか否かを判定する。ステップＳ１２１２において温度補正係数が算出できないと判定された場合も同様である。姿勢差補正係数とは、姿勢差（例えば仰角）をパラメータとする補間係数を意味する。
【０２０３】
ここで、所定の３つの仰角（例えば、仰角＋４５度、０度（水平）、−４５度（俯角＋４５度））のＢＰ補正量がその他の撮影環境が略等しい環境において算出されている場合に、姿勢差補正係数を算出可能と判断する。
【０２０４】
姿勢差補正係数が算出可能と判断された場合、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２１５において上述の姿勢差補正係数の算出を行う。
【０２０５】
例えば、ズームポジションＷｉｄｅにおいて、３つの仰角に関して、絞り値が開放であり、像高について中央のＢＰ補正値が算出されていた場合を考える。これら３つの仰角におけるＢＰ補正値から二次関数を求め、求められた二次関数を補間関数とし、その二次関数の係数をＥＥＰＲＯＭ２５の所定の領域に記録する。この係数は、二次ラグランジェ補間多項式を持ちれば求めることができる。所定の仰角より上向き、下向きより場合は、所定の仰角の補間係数を用いる。
【０２０６】
また、絞り値に関しても同様に絞り値ごとに補間係数を求め、求めていない絞り値に関しては隣接する二つの絞り値の係数から一次補間によって求める。ただし、小絞り側はＦ８．０以上ではＦ８．０の補正係数を用いる。
【０２０７】
このようにして求められた姿勢差補正係数による補間は、像高補間、絞り値補間、ズーム補間によって求められたＢＰ補正値に対して行う。仰角の検出精度が高くない場合などは±５度以内は仰角０度とする等、仰角検出精度に合わせて、分解能を粗くしても良い。
【０２０８】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２１５で補間計算を行ってＢＰ補正値を計算するための係数を作成し記録すると、図１２のフローを終了する。ステップＳ１２１４において姿勢差補正係数が算出できないと判定された場合も同様である。
【０２０９】
補間によって求められた値を用いるのは、測定計算されていないパラメータ（像高、ズームポジション、絞り値）におけるもののみである。ステップＳ１３のＲＦＡＦ処理において求められたＢＰ補正値が補間によって求められた値と異なる場合は、測定記録されたＢＰ補正値を用いる。
【０２１０】
また、ＢＰ補正値と撮影環境を記録する領域の容量が不足した場合は、古いものから順次消去していく。そして、ＢＰ補正値算出から一定期間（所定時間）が経過した場合は、再度ＲＦＡＦ処理を行ってＢＰ補正値を求める。
【０２１１】
次に、図１４を用いて、ＢＰ補正値が算出済みか否かを判定する方法について説明する。
【０２１２】
まず、ステップＳ１４０１において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値を算出する際の撮影環境（現在の撮影環境）を読みこむ。次に、ステップＳ１４０２においてＣＰＵ１５は、ＥＥＰＲＯＭ２５に記録されている過去のＢＰ補正値算出時の撮影環境を読み込み、ステップＳ１４０３へ進む。
【０２１３】
ステップＳ１４０３において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値を算出した際のズームポジションと同じズームポジションで過去にＢＰ補正値算出が行われたかを判定し、行われていたならばステップＳ１４０４へ、行われていなければステップＳ１４１０へ進む。
【０２１４】
ステップＳ１４０４において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値を算出した際の絞り値と略等しい絞り値で過去にＢＰ補正値算出が行われたかを判定し、行われていたならばステップＳ１４０５へ、行われていなければステップＳ１４１０へ進む。
【０２１５】
このとき、絞り値に差が所定値以内であれば略等しい絞りで過去にＢＰ補正値算出が行われたと判定する。ここで、絞り値が小さく明るい絞り値ほど、絞り値の変化によるＢＰ補正値の変化の度合いが大きい。そのため、ＢＰ補正値を算出した際の絞り値が小さいときは、略等しいと判定する所定値の範囲は小さくなる。例えば、Ｆ１．８以下で０．１段以内、Ｆ１．８超〜Ｆ２．８以下で０．２段以内、Ｆ２．８超〜Ｆ４．０以下で０．３段以内、Ｆ４．０超〜Ｆ５．６以下で０．５段以内、Ｆ８．０超で０．７段以内の範囲であれば、絞り値が過去のものと略等しいと判定する。
【０２１６】
ステップＳ１４０５において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値を算出した際の像高と略等しい像高で過去にＢＰ補正値算出が行われたかを判定し、行われていたならばステップＳ１４０６へ、行われていなければステップＳ１４１０へ進む。
【０２１７】
このとき、ＡＦ枠の中心座標の差が所定値以内であれば略等しい像高で過去にＢＰ補正値算出が行われたと判定する。中心から離れ、像高が高くなるほど、像高の変化によるＢＰ補正値の変化の度合いが大きくなる。そのため、ＢＰ補正値を算出したＡＦ枠の中心座標の像高が高いほど略等しいと判定するする所定値の範囲は小さくなる。例えば、像高が３割以下では対角方向のセンサー長の５％以内、像高が３割超５割以下では対角方向のセンサー長の３％以内の範囲であれば、像高が過去のものと略等しいと判定する。また、像高が５割超８割以下では対角方向のセンサー長の２％以内、像高が８割超では対角方向のセンサー長の１％以内の範囲であれば、像高が過去のものと略等しいと判定する。
【０２１８】
ステップＳ１４０６において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値を算出した際の周囲温度と略等しい周囲温度で過去にＢＰ補正値算出が行われたかを判定し、行われていたならばステップＳ１４０７へ、行われていなければステップＳ１４１０へ進む。
【０２１９】
このとき、周囲温度の差が所定温度以内（例えば±２℃以内）であれば略等しい周囲温度で過去にＢＰ補正値算出が行われたと判定する。
【０２２０】
ステップＳ１４０７において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値を算出した際の鏡筒温度と略等しい鏡筒温度で過去にＢＰ補正値算出が行われたかを判定し、行われていたならばステップＳ１４０８へ、行われていなければステップＳ１４１０へ進む。
【０２２１】
このとき、鏡筒温度の差が所定温度以内（例えば±５℃以内）であれば略等し鏡筒温度で過去にＢＰ補正値算出が行われたと判定する。
【０２２２】
ステップＳ１４０９において、ＣＰＵ１５は、ＢＰ補正値が算出された撮影環境と略等しい撮影環境で過去にＢＰ補正値の算出が行われたと判定する。
【０２２３】
ステップＳ１４１０において、ＣＰＵ１５は、略等しい撮影環境で過去にＢＰ補正値の算出が行われていないと判定する。
【０２２４】
本実施例において位相差ＡＦ用・スキャンＡＦ用・ＲＦＡＦ用の信号を生成する際に、各画素の上に形成されるカラーフィルターの色の違いによる感度差が問題になることがある。本実施例では、これを解決するために、色成分毎に各光源色温度の感度比の逆数に従って感度差を補正する。
【０２２５】
例えば、赤色のフィルターと青色のフィルターは色温度毎の緑色フィルターに対する補正係数を持つため、その係数を赤色のフィルターと青色のフィルターの画素の出力に掛けて感度差を補正する。この補正係数は、緑色フィルターに対する、赤色のフィルターと青色のフィルターの感度比の逆数となる。補正係数を持たない色温度の関しては、両側の色温度の補正係数から直線補間によってその補正係数を求める。
【０２２６】
本実施例では、一つのＡＦ枠が設定されている場合を説明したが、複数のＡＦ枠が設定された場合には、同様の処理をＡＦ枠数分繰り返す。
【０２２７】
本実施例ではＳＷ１オン直後に読み出される信号を位相差ＡＦ処理に使用する場合を説明したが、ステップＳ３でＬＣＤ表示を行う際に取得した位相差ＡＦ用信号を常に記録しておき、ＳＷ１直前に取得した信号を位相差ＡＦ処理に使用しても良い。
【０２２８】
撮影者により合焦位置検出を行うための画面上に位置（ＡＦ点）の選択が行われた場合など、位相差ＡＦを行う領域が画面上の一部に限定されることもある。この場合は、その領域の信号のみを読み出し、位相差ＡＦを行いうための信号の取得時間を短縮しても良いし、その領域の信号のみを読み出し、読み出し終了後に一定期間センサーの駆動を休止することで省電力化を図っても良い。
【０２２９】
以上により、表示装置への表示更新レートの高速化による表示品位向上することができ、また、基準画素用と参照画素用のフォトダイオードからの読み出しとを別々に行う行数を減らすことで、読み出しレートを高めＡＦを高速で行うことができる。
【０２３０】
また、本実施例では、表示装置への表示と同時に非加算読み出しされた信号によるＡＦ処理を行い、主に撮影レンズの光学特性が原因で発生するピント補正量を撮影環境において求め記録する。これにより、温度や撮像装置の姿勢などの撮影環境が変化した場合でもその撮影環境に適応したピント補正量を用いることができる。そのため、撮影環境によらずにＡＦの精度を向上することができる。また、同様の撮影環境においては既に記録されたピント補正量を用いることができるため、ＡＦの高速にすることができる。
【実施例２】
【０２３１】
実施例２は、実施例１に対して、位相差ＡＦ処理及びＲＦＡＦ処理を行うためのイメージセンサー５からの基準画像信号と参照画像信号の並び替えをイメージセンサー５の読み出し回路で行う点等で異なる。また、ＳＷ１前に位相差ＡＦ処理の結果を用いて略合焦の位置へフォーカスレンズ群３を制御した後に、像修正を行った信号でＲＦＡＦ処理を行う点等で異なる。
【０２３２】
ＬＣＤ１０に表示する画像を得るためのイメージセンサー５からの信号を生成する行と、位相差ＡＦ動作を行うためのイメージセンサー５からの基準画像信号と参照画像信号の２組の信号を生成する行とを２行単位で設定する点は、実施例１と共通する。また、ＬＣＤ１０に表示する画像と位相差ＡＦ動作を行うための信号を、異なる露光条件で取得し異なる読み出しレートで得られるようにしている点についても実施例１とで共通する。以下の説明において、その他、実施例１と共通する部分については説明を省略する。
【０２３３】
以下、本実施例における動作手順について図１５を用いて説明する。
【０２３４】
まずステップＳ１５０１において、ＣＰＵ１５は、ＲＦＡＦ合焦フラグ等の処理に用いる変数の初期化とセンサーモード駆動モードの設定を行う。設定されるセンサー駆動モードは、実施例１のステップＳ１で設定したものと同じセンサー駆動モードである。
【０２３５】
次にステップＳ１５０２において、ＣＰＵ１５は、ＡＥ処理を行いイメージセンサー５の露光条件を設定する。露光条件（露光時間）を設定したら、ＴＸ信号およびＲＳ信号を図７のように制御する。
【０２３６】
ステップＳ１５０３において、ＣＰＵ１５は、イメージセンサー５により取得した像をＬＣＤに表示する。
【０２３７】
ステップＳ１５０４において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理を行い概ねの合焦位置を求める。この際、高速の処理を低消費電力で行うためにイメージセンサー５内の回路で基準画像信号と参照画像信号の並び替えを行った後に像補正をすることなく位相差ＡＦ処理を行ってデフォーカス量を求める。
【０２３８】
次に、ステップＳ１５０５において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦにより合焦されたか否かを判定する。合焦されていると判定した場合はステップＳ１５１１に進み、合焦されていないと判定した場合はステップＳ１５０６に進む。
【０２３９】
ステップＳ１５０６において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理の結果得られたデフォーカス量Ｄｅｆが所定値ＮＥ・Ｆδ以下となっているか否かを判定する。デフォーカス量Ｄｅｆが、所定値ＮＥ・Ｆδ以下であればステップＳ１５０７へ進みＲＦＡＦ処理を行い、所定値ＮＥ・Ｆδよりも大きければステップＳ１５１０へ進む。
【０２４０】
ステップＳ１５１０において、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３をステップＳ１５０４で求められたデフォーカス量に相当する分だけ駆動することでその時点での概ねのフォーカス位置（合焦位置）と思われる位置へ移動する。ＣＰＵ１５は、移動が終了するとステップＳ１５１１へ処理を進める。
【０２４１】
ステップＳ１５０７において、ＣＰＵ１５は、イメージセンサー５内の回路で基準画像信号と参照画像信号の並び替えを行った信号を像修正した後に、ＲＦＡＦ処理を行ってフォーカス位置を求める。ステップＳ１５０８において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１５０７でＲＦＡＦ処理によってフォーカス位置が求められたか否かを判定し、求められた判定した場合はステップＳ１５０９へ進み、求められなかったと判定した場合はステップＳ１５１１に進む。
【０２４２】
ステップＳ１５０９において、ＣＰＵ１５は、求められた合焦位置へフォーカスレンズ群３を駆動した後に合焦フラグをオンにし、ステップＳ１５１１へ進む。
【０２４３】
ステップＳ１５１１において、ＣＰＵ１５は、操作スイッチ部２４の状態を確認する。撮影者によって操作スイッチ部２４が操作され、ＳＷ１（操作スイッチ部２４の第一ストローク）がオン状態になったことを確認するとステップＳ１５１２へ進み、ＳＷ１のオン状態が確認できなければステップＳ１５０２に戻る。
【０２４４】
ステップＳ１５１２において、ＣＰＵ１５は、合焦フラグがオンされているかを判定し、合焦フラグがオンであればステップＳ１５１４へ進み、合焦フラグがオフであればステップＳ１５１３へ進む。
【０２４５】
ステップＳ１５１３において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理及びＲＦＡＦ処理、及びその結果に基づいたレンズ駆動を行い、ステップＳ１５１４へ進む。ここで行われる位相差ＡＦ処理及びＲＦＡＦ処理はイメージセンサー５内の回路で基準画像信号と参照画像信号の並び替えを行う。それ以外は、実施例１の処理と同じである。なお、スキャンＡＦは行わないためセンサー駆動モードの変更も行わない。
【０２４６】
ステップＳ１５１４において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理及びＲＦＡＦ処理の結果として合焦可能と判定すると、ＡＦが完了した旨の表示を行う。合焦可能と判定しない場合にはＡＦが完了していない旨の表示を行う。
【０２４７】
次にステップＳ１５１５において、ＣＰＵ１５は、操作スイッチ部２４のＳＷ２（第二ストローク）がオン操作されたか否かを判定し、オン操作された場合はステップＳ１５１６に進み、オン操作されていない場合はステップＳ１５０２へ戻る。
【０２４８】
ステップＳ１５１６において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１５０２におけるＡＥ処理で設定された露光条件により露光処理を実行し、カメラ１の撮影動作を終了する。
【０２４９】
この処理と並行して、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１５２０において撮影シーンが変化したか判定を行う。シーン変化がないと判定された場合はこの処理を繰り返し、シーン変化があったと判定された場合はステップＳ１５０１へ進む。ステップＳ１５０１において、ＣＰＵ１５は、それまでの演算結果を初期化し、図１５に示す処理のやり直しを行う。
【０２５０】
次に、ステップＳ１５１３で行われる処理のフローについて図１７を用いて詳細に説明する。
【０２５１】
ステップＳ１８０１において、ＣＰＵ１５は、位相差ＡＦ処理を行う。位相差ＡＦ処理は、現在のフォーカスレンズ位置で画像を取得した後に、イメージセンサー５内の回路で並び替えられた基準像信号（Ａ像）と参照像信号（Ｂ像）の差分をとる。この際、参照像信号（Ｂ像）の画素位置をシフトしながらイメージセンサー５内の掛算器で像修正を行う。そして、Ａ像とＢ像の差の絶対値から差信号列を作成し、その差信号の積算値が最小になるシフト量とフォーカスに関する敏感度（Ｋ値）とからデフォーカス量を演算する。これにより、概ねのフォーカス位置が求まる。ここで求められたデフォーカス量が所定値より大きい場合、ＣＰＵ１５は、再びステップＳ１８０１の位相差ＡＦ処理を行う。
【０２５２】
ステップＳ１８０１において概ねのフォーカス位置が求まると、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１８０２においてＲＦＡＦ処理を開始する。このＲＦＡＦ処理では、位相差ＡＦ処理で求められた合焦位置へフォーカスレンズ群３を移動した後に、そのフォーカスレンズ位置で画像を取得する。そしてイメージセンサー５内の回路で並び替えられた基準像信号（Ａ像）に参照像信号（Ｂ像）を加算する。この際、参照像信号（Ｂ像）の画素位置をシフトしながらイメージセンサー５内の掛算器で像修正を行う。そして、Ａ像とＢ像の和から和信号列（加算データ）を作成し、その信号列から合焦度合を示す信号を生成し、合焦度合を示す値が最大となる相対的シフト量を求め、その位置を最終的な合焦位置とする。
【０２５３】
このＲＦＡＦ処理を行いながら、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１８０３でＳＷ２の状態を確認し、ＳＷ２がオン操作されていたならばステップＳ１８０４へ進み、ＳＷ２がオン操作されていなければステップＳ１８０６へ進む。
【０２５４】
ステップＳ１８０４において、ＣＰＵ１５は、略等しい撮影環境でＢＰ補正値が算出されているかを判定する。その方法は実施例１と同じである。既に略等しい撮影環境でＢＰ補正値が算出されている場合はステップＳ１８０５へ進み、算出されていなければステップＳ１８０６へ進む。
【０２５５】
ステップＳ１８０５において、ＣＰＵ１５は、ＲＦＡＦ処理を中断し、所定の記録領域に記録されている略等しい撮影環境におけるＢＰ補正値を読み出し、ステップＳ１８０８へ進む。
【０２５６】
ステップＳ１８０６において、ＣＰＵ１５は、そのままＲＦＡＦ処理を継続する。
【０２５７】
そしてステップＳ１８０７において、ＣＰＵ１５は、ＲＦＡＦ処理が終了したかを判定し、終了していると判定した場合はステップＳ１８０８へ進み、終了していないと判定した場合はステップＳ１８０３に戻る。
【０２５８】
ステップＳ１８０８において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１８０５で読み出したＢＰ補正値もしくは、ＲＦＡＦ処理で求められたＢＰ補正値をステップＳ１８０１で求められた位相差ＡＦ処理の結果に加味した位置へ、フォーカスレンズ群３を駆動する。
【０２５９】
これにより、ＳＷ１オン保持が継続されていればその撮影環境に応じたＢＰ補正量を求め、精度の高い合焦動作が可能になる。また、ＳＷ１と同時にＳＷ２がオンされたら場合は、現在の撮影環境と略等しい環境において過去に求められたＢＰ補正値を使用して、高速な合焦動作を行って撮像を行うことができる。
【０２６０】
次に、ステップＳ１５０４、ステップＳ１５０７、ステップＳ１５１３で行われる位相差ＡＦ処理およびＲＦＡＦ処理について、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）を用いてより詳細に説明する。
【０２６１】
ＡＦ処理は、イメージセンサー５内の演算回路をＣＰＵ１５が制御することで行われる。図１６（Ａ）は、イメージセンサー５内の演算回路内部の概略図であり、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）に示すバッファ回路／掛算器と演算回路＆メモリの内部をより詳細に示した図である。
【０２６２】
マイクロレンズ１６０１を通過した被写体の光束は、フォトダイオード１６０２で光電変換される。図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）において「Ａ」と示した画素が基準像信号（Ａ像）を出力し、「Ｂ」と示した画素が参照像信号（Ｂ像）を出力する。各々の画素から出力された信号は、転送トランジスタ１６０３を介して、Ａ像は第一転送路１６０４、Ｂ像は第二転送路１６０５へ伝送される。このように別々の転送路を用いるこことで、Ａ像とＢ像の分離（並び替え）が容易になる。
【０２６３】
その後、第一転送路のＡ像は第一バッファ回路１７０１へ、第二転送路のＢ像は第二バッファ回路１７０２へ出力され、一時的に記録される。
【０２６４】
ＣＰＵ１５は、バッファ回路／掛算機１６０６，１６０７に信号を伝送し、所望の画素の演算を掛算器１７０３、加算回路１６０８、および減算回路１６０９で行う。
【０２６５】
加算回路１６０８で加算された信号は、イメージセンサー５内の記録領域（メモリ）１７０７に記録される。記録領域１７０７に記録された信号は、ＢＰＦ（帯域通過フィルター）１７０８に入力される。このＢＰＦは入力信号（被写体像）の輪郭成分等の高周波成分を抽出するように設定されており、その出力は図１に示したスキャンＡＦ処理回路１４で得られるＡＦ評価値と同じく、合焦度合を示す係数となる。
【０２６６】
また、減算回路１６０９で減算された信号は、絶対値回路１６１０で絶対値に変換された後、イメージセンサー５内の記録領域１７１０に記録される。記録領域１７１０に記録された信号は、加算回路１７１１に出力し、加算回路１７１１の出力と記録領域１７１２に記録された値の和を求め、記録領域１７１２に記録する。すなわち、記録領域１７１２に記録する値をフィードバックしている。これにより絶対値回路１６１０の出力の積算値が、記録領域１７１２に記録される。
【０２６７】
記録領域１７０９，１７１２に記録された値は、ＣＰＵ１５に、ＤＭＡ転送により適宜転送される。
【０２６８】
ステップＳ１５０４で行われる位相差ＡＦ処理では、高速の処理を低消費電力で実施する必要があるため、イメージセンサー５内の回路で基準画像信号と参照画像信号の並び替えを行った後に像補正を行わずに演算処理を行う。すなわち、ＣＰＵ１５は、信号が掛算器１７０４および掛算器１７０５において処理されずに通過するように設定することができる。
【０２６９】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１５０４の位相差ＡＦ処理を開始すると、まず記録領域１７１２の値のクリア等初期化処理を行う。その後、ＣＰＵ１５は、イメージセンサー５から蓄積電荷を出力させ、その出力を第一転送路１６０４および第二転送路１６０５からバッファ回路１７０１，１７０２へ転送し、記録させる。そして、ＣＰＵ１５は、画像の中心部分の差分演算に用いる基準画像の部分を出力するようにバッファ回路１７０１を設定し、基準画像と同じ画素数の参照画像を出力するようにバッファ回路１７０２を設定する。
【０２７０】
この際、ＣＰＵ１５は、バッファ回路１７０１，１７０２に記録された画素の出力信号が先頭画素から順に減算回路１６０９へ出力されるように設定する。減算回路１６０９からの出力信号は、絶対値回路１６１０で絶対値に変換され、記録領域１７１０に記録される。記録領域１７１０に記録された信号は加算回路１７１１に出力され、記録領域１７１２に記録されている信号と加算され、記録領域１７１２に記録される。
【０２７１】
初期状態では記録領域１７１２の値はクリアされているため、記録領域１７１２には先頭画素同士の差分の絶対値が最初に記録される。次に、バッファ回路１７０１，１７０２が先頭画素の次に先頭画素の隣の画素の出力信号をそれぞれ減算回路１６０９へ出力するため、先頭画素の隣の画素同士の差の絶対値と先頭画素同士の差分の絶対値とが加算され、その結果が記録領域１７１２に記録される。この処理を繰り返し行い、所定画素分についてＡ像とＢ像の差の絶対値の積算値を記録領域１７１２に記録されると、ＤＭＡ転送が行われる。
【０２７２】
ＣＰＵ１５に先頭画素から演算を行ったＡ像とＢ像の差の絶対値の積算値が転送されると、ＣＰＵ１５はその積算値と画素のシフト量（先頭画素からの場合は−Ｎ画素）をＣＰＵ１５の不図示の記録領域に記録する。この処理は、ＤＭＡ転送終了の割り込み信号に同期して行ってもよい。ＣＰＵ１５は、先頭画素の隣の画素から所定画素の出力信号についても同様に処理することで、積算値をシフト量（−Ｎ＋１）画素と共に不図示の記録領域に記録する。ＣＰＵ１５は、この処理を繰り返し行うことで所定の範囲（画素シフト量−Ｎ画素〜Ｎ画素）での積算値をＣＰＵ１５に記録し、その最小値を求める。
【０２７３】
ＣＰＵ１５は、次に、最小値を与えたシフト量とフォーカスに関する敏感度（Ｋ値）及び合焦時の像ずれ量Δから、デフォーカス量ｄ（フォーカスレンズ群の移動量と方向）を以下の式によって求める。そして、デフォーカス量ｄがゼロとなる位置を概ねのフォーカス位置とする。
ｄ＝Ｋ値×（δ―Δ）
ステップＳ１５１３における位相差ＡＦ処理では、掛算器１７０３を用いた像修正が上記処理に加わる。この像修正は、実施例１で説明したものと同様の処理であり、ＣＰＵ１５が実施例１で使用した像修正係数を掛算器１７０３の掛算係数設定部１７０６，１７０７に設定することで実行される。
【０２７４】
次に、ステップＳ１５０７およびステップＳ１５１３で行われるＲＦＡＦ処理について詳細に説明する。
【０２７５】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ１５０７やステップＳ１５１３のＲＦＡＦ処理を開始すると、変数の処理化などの初期化処理を行う。その後、イメージセンサー５から蓄積電荷が出力され、その出力は、第一転送路１６０４および第二転送路１６０５からバッファ回路１７０１，１７０２へ転送され記録される。そして、ＣＰＵ１５は、画像の中心部分の加算演算に用いる基準画像の部分を出力するようにバッファ回路１７０１を設定し、基準画像と同じ画素数の参照画像を出力するようにバッファ回路１７０２を設定する。また、ＣＰＵ１５は、像修正を行うために、掛算器１７０３の掛算係数設定部１７０６，１７０７に補正係数を設定する。この像修正は、実施例１で説明したものと同様の処理であり、ＣＰＵ１５が実施例１で使用した像修正係数を掛算係数設定部１７０６，１７０７に設定することで行われる。また、ＣＰＵ１５は、バッファ回路１７０１，１７０２に記録された画素の出力信号が先頭画素から順に出力されるように設定を行う。
【０２７６】
ここで、バッファ回路１７０１から出力された基準画像信号は、掛算器１７０４で掛算係数設定部１７０６の補正係数と積算され、加算回路１６０８へ出力される。同様に、バッファ回路１７０２から出力された基準画像信号は、掛算器１７０５で掛算係数設定部１７０６の補正係数と積算され、加算回路１６０８へ出力される。加算回路１６０８では掛算器１７０４と掛算器１７０５の出力の加算を行い、加算結果は記録領域１７０７に記録される。記録領域１７０７からの出力は、ＢＰＦ１７０８を介して記録領域１７０９に記録される。
【０２７７】
ＢＰＦ１７０８は、所定の画素数の信号について処理を行うため、先頭画素から所定画素数の信号が入力されてから最初の処理を行い、記録領域１７０９に出力する。次に、先頭画素の隣の画素から所定画素数の信号について処理を行い、記録領域１７０９に出力する。この処理を繰り返し行うことで所定画素分についてＡ像とＢ像の和信号列のＢＰＦ１７０８による処理結果を記録領域１７０９に記録すると、ＤＭＡ転送が行われる。
【０２７８】
ＣＰＵ１５に先頭画素からＡ像とＢ像の和信号列差のＢＰＦ１７０８における処理結果が転送されると、ＣＰＵ１５はその処理された信号列の中から最大値を検出する。そして、当該最大値と画素のシフト量（先頭画素からの場合は−Ｎ画素）をＣＰＵ１５の不図示の記録領域に記録する。この処理は、ＤＭＡ転送終了の割り込み信号に同期して行ってもよい。
【０２７９】
次に、ＣＰＵ１５は、先頭画素の隣の画素から所定画素の出力信号についても同様に処理を行う。これにより、シフト量（−Ｎ＋１）画素のＢＰＦ処理結果がＣＰＵ１５に転送され、その最大値と画素のシフト量がＣＰＵ１５の所定の記録領域に記録される。この処理を繰り返し行うことで所定の範囲（画素シフト量−Ｎ画素〜Ｎ画素）でのＢＰＦ処理結果がＣＰＵ１５に転送される。画素シフト量ごとの最大値と画素のシフト量が記録されると、ＣＰＵ１５は、その中から記録した画素シフト量全体の最大値とそれを与える画素シフト量Ｋｄを検出する。
【０２８０】
このＲＦＡＦ処理によって得られるＢＰＦ処理結果が最大となる画素シフト量Ｋｄが求まると、ＣＰＵ１５は、レンズ駆動量を以下の式により求める。
レンズ駆動量（パルス）＝Ｋ・Ｋｄ÷フォーカス敏感度÷１パルスあたりの移動量    （３）
Ｋは、フォーカスに関する敏感度であり、撮影レンズ鏡筒１００のズームポジション、絞り４の値、像高等に依存する値である。そのため、ＥＥＰＲＯＭ２５内にこれらをパラメータとするテーブルを予め用意しておき、そのテーブルを参照して値を求める。
【０２８１】
以上により、基準画素用と参照画素用のフォトダイオードからの読み出しとを別々に行う行数を減らすことで読み出しレートを高めることができ、表示装置の表示の更新レートを高速にすることで表示品位向上しつつＡＦを高速で行うことができる。
【０２８２】
また、本実施例では、ＳＷ１オン保持が継続していれば、非加算読み出しで撮像される信号によるＡＦ処理を行い、主に撮影レンズの光学特性が原因で発生するピント補正量を撮影環境に基づいて求める。これにより、温度や撮像装置の姿勢などの撮影環境が変化した場合でもその撮影環境に適応したピント補正量を用いることができる。そのため、撮影環境によらずにＡＦの精度を向上することができる。また、同様の撮影環境においては既に記録されたピント補正量を用いることができるため、ＡＦの高速にすることができる。
【０２８３】
また、イメージセンサー５の内部にＡＦ処理を行う回路を持たせることで常にＡＦ処理が行うことができ、レリーズタイムラグを短縮できる。
【０２８４】
なお、実施例１および実施例２において、コンパクトタイプのデジタルカメラを例に説明したが、本発明は、デジタルビデオカメラやデジタル一眼レフのライブビューや携帯端末のカメラ機能等のＡＦに適用可能である。
【０２８５】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０２８６】
５  固体撮像素子（センサー）
６  撮像回路
１５  ＣＰＵ
３１  ＲＦＡＦ処理回路
３７  位相差ＡＦ処理回路
【図５】
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【図１３】
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【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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