(57)【要約】【課題】  位相差検出方式の焦点検出において、被写体の状態に応じて適切な焦点検出範囲を設定可能にすることで、より高精度な焦点検出を行うことを目的とする。【解決手段】  設定手段は、位相差ＡＦ枠に対応する位置にコントラストＡＦ枠を設定するとともに、その近傍において少なくとも一つのコントラストＡＦ枠を設定する。変更手段は、位相差ＡＦ枠における像信号の信頼性が所定のレベルよりも低い場合、位相差ＡＦ枠に応じて設定されたコントラストＡＦ枠それぞれの焦点状態に応じて、位相差ＡＦ枠の位置またはサイズを変更し、位相差ＡＦ枠に対応するコントラストＡＦ枠の焦点状態に応じて、変更された位相差ＡＦ枠の位置またはサイズを変更前の状態に戻す。【選択図】  図１１
2016156950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して入射される光束を受光して光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子で生成された一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する第１の焦点検出手段と、
前記撮像素子で生成された撮像信号に基づいて焦点状態を検出する第２の焦点検出手段と、
前記第１の焦点検出手段が前記デフォーカス量を検出する前記撮像素子上の第１の範囲、及び前記第２の焦点検出手段が焦点状態を検出する前記撮像素子上の第２の範囲と第３の範囲を設定する設定手段と、
前記第１の範囲の位置またはサイズを変更する変更手段とを有し、
前記設定手段は、設定した前記第１の範囲に応じて、当該第１の範囲に対応する第１の位置に前記第２の範囲を設定するとともに、当該第１の位置の近傍において少なくとも一つの前記第３の範囲を設定し、
前記変更手段は、
前記設定手段により設定された前記第１の範囲における前記像信号の信頼性が所定のレベルよりも低い場合、当該第１の範囲に応じて設定された前記第２の範囲及び前記第３の範囲それぞれの焦点状態に応じて、前記第１の範囲の位置またはサイズを変更し、
前記第２の範囲の焦点状態に応じて、変更された前記第１の範囲の位置またはサイズを変更前の状態に戻すことを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記第２の焦点検出手段が検出する焦点状態として、被写体のコントラストが含まれることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記設定手段により設定された前記第１の範囲における前記像信号の信頼性が前記所定のレベルよりも低く、当該第１の範囲に応じて設定された前記第２の範囲のコントラストが閾値よりも小さい場合、前記変更手段は、コントラストが前記閾値以上の前記第３の範囲の位置に基づいて、前記第１の範囲の位置を変更することを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】
位置が変更される前の前記第１の範囲と変更された後の前記第１の範囲とのデフォーカス量の差分が所定値より大きい場合、前記変更手段は、前記第１の範囲の位置を変更前の状態に戻すことを特徴とする請求項３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】
前記第２の焦点検出手段が検出する焦点状態として、被写体の合焦度合いが含まれることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】
前記設定手段により設定された前記第１の範囲における前記像信号の信頼性が前記所定のレベルよりも低く、当該第１の範囲に応じて設定された前記第２の範囲の合焦度合いが合焦状態でない場合、前記変更手段は、コントラストが前記閾値以上の前記第３の範囲の位置に基づいて、前記第１の範囲のサイズを拡大することを特徴とする請求項５に記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】
前記変更手段により前記第１の範囲の位置またはサイズが変更された後で、前記第２の範囲の合焦度合いが合焦状態であって、位置またはサイズが変更された前記第１の範囲と変更前の状態に戻した前記第１の範囲とのデフォーカス量の差分が所定値内の場合、変更された前記第１の範囲の位置またはサイズを変更前の状態に戻すことを特徴とする請求項５または６に記載の自動焦点調節装置。
【請求項８】
前記第１の焦点検出手段によって検出されたデフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御するフォーカス制御手段を有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調節装置。
【請求項９】
表示部材に対して、前記第１の範囲に基づいて焦点調節する範囲を示す表示を行うよう制御する表示制御手段を有し、
前記表示制御手段は、前記変更手段により前記第１の範囲の位置またはサイズが変更された場合でも、当該変更に伴って前記焦点調節する範囲を示す表示を変更しないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１０】
自動焦点調節装置の制御方法であって、
フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して入射される光束を受光して光電変換する撮像素子で生成された一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する第１の焦点検出ステップと、
前記撮像素子で生成された撮像信号に基づいて焦点状態を検出する第２の焦点検出ステップと、
前記第１の焦点検出ステップにおいて前記デフォーカス量を検出する前記撮像素子上の第１の範囲、及び前記第２の焦点検出ステップにおいて焦点状態を検出する前記撮像素子上の第２の範囲と第３の範囲を設定する設定ステップと、
前記第１の範囲の位置またはサイズを変更する変更ステップとを有し、
前記設定ステップにおいて、設定した前記第１の範囲に応じて、当該第１の範囲に対応する第１の位置に前記第２の範囲を設定するとともに、当該第１の位置の近傍において少なくとも一つの前記第３の範囲を設定し、
前記変更ステップにおいて、
前記設定ステップにより設定された前記第１の範囲における前記像信号の信頼性が所定のレベルよりも低い場合、当該第１の範囲に応じて設定された前記第２の範囲及び前記第３の範囲それぞれの焦点状態に応じて、前記第１の範囲の位置またはサイズを変更し、
前記第２の範囲の焦点状態に応じて、変更された前記第１の範囲の位置またはサイズを変更前の状態に戻すことを特徴とする自動焦点調節装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差検出方式とコントラスト検出方式を備えた自動焦点調節装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一眼レフカメラ等の撮像装置では、ライブビュー（ＬＶ）画面を見ながら撮影を行うＬＶ撮影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画面を見ながら撮影が快適に行えることが重要である。
【０００３】
ＬＶ中の撮像装置の自動焦点調節（ＡＦ）方式として様々な手法が提案されているが、主な手法としてコントラスト検出方式がある。コントラスト検出方式では、フォーカスレンズを移動させながら、撮像素子を用いて得られる撮像信号からコントラスト評価値を生成する。そして、コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探索することによって合焦状態を得る。
【０００４】
しかし、上記コントラスト検出方式は、被写体に合焦させるためにフォーカシング（フォーカスレンズを移動）する位置および方向を容易に判断できない。そのため、上記コントラスト検出方式は、合焦させるために時間を要したり、またフォーカシングすべき方向を間違えたり合焦位置を通り過ぎてしまったりと、品位の悪い挙動をすることがある。特に動画撮影では、フォーカシング動作が全て記録されるため、品位の悪い挙動をするのは望ましくない。
【０００５】
そこで、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方式が提案されている。その方式の一つとして挙げられるのが、位相差検出方式の焦点調節を撮像素子面で行う撮像面位相差検出（撮像面位相差ＡＦ）方式である。位相差検出方式では、撮影光学系における互いに異なる射出瞳領域を通過した光束を受光して得られた一対の像信号の位相差からデフォーカス量を算出する。そして、該デフォーカス量に相当する移動量だけフォーカスレンズを移動させることで合焦状態を得る。
【０００６】
ＡＦにおいては、合焦位置の特定方法とともに、ＡＦに用いる信号を取得するための領域（ＡＦ枠）の設定も重要である。上記の撮像面位相差検出方式とコントラスト検出方式を複合させた例として、特許文献１では、撮像面位相差ＡＦの焦点検出結果に基づいて、コントラスト検出方式の焦点検出範囲を変更することが記載されている。また、特許文献２では、異なる距離の被写体が焦点検出範囲に入ることで位相差検出方式の焦点検出の信頼度が低くなるときに、コントラスト評価値に基づいて位相差検出方式の焦点検出範囲を分割する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１５８９３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２９８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
異なる距離の被写体がＡＦ枠内に入る場合の他にも、例えば被写体のコントラストが得られない場合などに位相差検出方式の焦点検出の信頼度が低くなる場合がある。このような場合、特許文献２のように、信頼度が低いときに焦点検出範囲を分割して小さくする方法のみでは精度の高い焦点検出を行うことができない。
【０００９】
そこで、本発明は、位相差検出方式の焦点検出において、被写体の状態に応じて適切な焦点検出範囲を設定可能にすることで、より高精度な焦点検出を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の自動焦点調節装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して入射される光束を受光して光電変換する撮像素子と、前記撮像素子で生成された一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する第１の焦点検出手段と、前記撮像素子で生成された撮像信号に基づいて焦点状態を検出する第２の焦点検出手段と、前記第１の焦点検出手段が前記デフォーカス量を検出する前記撮像素子上の第１の範囲、及び前記第２の焦点検出手段が焦点状態を検出する前記撮像素子上の第２の範囲と第３の範囲を設定する設定手段と、前記第１の範囲の位置またはサイズを変更する変更手段とを有し、前記設定手段は、設定した前記第１の範囲に応じて、当該第１の範囲に対応する第１の位置に前記第２の範囲を設定するとともに、当該第１の位置の近傍において少なくとも一つの前記第３の範囲を設定し、前記変更手段は、前記設定手段により設定された前記第１の範囲における前記像信号の信頼性が所定のレベルよりも低い場合、当該第１の範囲に応じて設定された前記第２の範囲及び前記第３の範囲それぞれの焦点状態に応じて、前記第１の範囲の位置またはサイズを変更し、前記第２の範囲の焦点状態に応じて、変更された前記第１の範囲の位置またはサイズを変更前の状態に戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、位相差検出方式の焦点検出において、被写体の状態に応じて適切な焦点検出範囲を設定可能にすることで、より高精度な焦点検出を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態におけるカメラ及びレンズユニットの構成を示すブロック図
【図２】本実施形態における撮像面位相差検出方式の画素構成を示す図
【図３】本実施形態におけるＡＦ処理を示すフローチャート
【図４】本実施形態における撮像面位相差ＡＦの焦点検出領域を示す図
【図５】本実施形態における焦点検出領域から得られる像信号を示す図
【図６】本実施形態における相関演算方法を説明する図
【図７】本実施形態におけるＡＦ枠設定処理を示すフローチャート
【図８】本実施形態における撮像面位相差ＡＦ処理を示すフローチャート
【図９】本実施形態における簡易合焦度算出方法を示す図
【図１０】本実施形態におけるＡＦ枠の設定方法を説明する図
【図１１】本実施形態におけるＡＦ枠の変更方法の一例を説明する図
【図１２】本実施形態におけるＡＦ枠の変更方法の別の例を説明する図
【図１３】本実施形態におけるＡＦ枠変更処理を示すフローチャート
【図１４】本実施形態におけるＡＦ枠キャンセル処理を示すフローチャート
【図１５】本実施形態におけるＡＦ枠のキャンセル方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の実施形態におけるレンズユニット及びカメラ本体を備えたレンズ交換式カメラシステムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態におけるカメラシステムは、レンズユニット１０及びカメラ本体２０から構成されている。レンズユニット１０全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、カメラ全体の動作を統括するカメラ制御部２０７がデータを通信している。なお、本実施形態ではレンズ交換式カメラを例に説明するが、レンズと一体型のカメラにおいても本発明を適用可能である。
【００１５】
まず、レンズユニット１０の構成について説明する。レンズユニット１０は、固定レンズ１０１、ズームレンズ１０８、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３を備えて構成される撮影光学系を有する。絞り１０２は、絞り駆動部１０４によって駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５によって駆動され、焦点調節を行う。ズームレンズ１０８は、ズームレンズ駆動部１０９によって駆動されることにより、ズームの調節を行う。なお、本実施形態においては、ズームレンズ１０８およびズームレンズ駆動部１０９は必須の構成ではない。
【００１６】
絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、ズームレンズ駆動部１０９はレンズ制御部１０６によって制御され、絞り１０２の開口量や、フォーカスレンズ１０３およびズームレンズ１０８の位置が決定される。ユーザーによりレンズ操作部１０７を介してフォーカスやズームなどの操作が行われた場合には、レンズ制御部１０６がユーザー操作に応じた制御を行う。レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２０７から受信した制御命令・制御情報に応じて絞り駆動部１０４やフォーカスレンズ駆動部１０５、ズームレンズ駆動部１０９の制御を行う。また、レンズ制御部１０６は、レンズ情報（例えば、撮影光学系についての情報）をカメラ制御部２０７に送信する。
【００１７】
次に、本実施形態に係る自動焦点調節装置を備えるカメラ本体２０の構成について説明する。カメラ本体２０は、レンズユニット１０の撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得可能に構成されている。撮像素子２０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサを用いて構成される。撮影光学系を通過した光束が撮像素子２０１の受光面上に結像し、形成された被写体像がフォトダイオードによって入射光量に応じた電荷に変換（光電変換）される。各フォトダイオードに蓄積された電荷は、カメラ制御部２０７の指令に従ってタイミングジェネレータ２０９から与えられる駆動パルスに基づいて、電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。
【００１８】
撮像面位相差検出方式の焦点調節（以下、撮像面位相差ＡＦ）に対応しない撮像素子の場合、例えば図２（Ａ）に示すようなベイヤ−配列の画素構成となる。一方、本実施形態の撮像素子２０１は、撮像面位相差ＡＦを行うために、図２（Ｂ）に示すように１つの画素に複数（本実施形態では２つ）のフォトダイオードを保持している。光束をマイクロレンズで分離し、この２つのフォトダイオードで結像することで、撮像用とＡＦ用の２つの信号が取得可能になっている。２つのフォトダイオードの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ）が撮像信号であり、個々のフォトダイオードの信号（Ａ、Ｂ）がＡＦ用の２つの像信号になっている。２つの像信号の取得方法は、２つの像信号のそれぞれを読み出す構成に限られない。例えば処理負荷を考慮して、加算した信号（Ａ＋Ｂ）と一方の像信号（例えばＡ）を読み出し、その差分からもう一方の像信号（例えばＢ）を取得する構成でもよい。後述するＡＦ信号処理部２０４でＡＦ用の２つの像信号に対して相関演算を行い、像ずれ量や各種信頼性情報を算出する。
【００１９】
なお、本実施形態では１つの画素に２つのフォトダイオードを有する構成としているが、フォトダイオードの数は２つに限定されず、それ以上であってもよい。また、撮像面位相差ＡＦ対応の撮像素子の構成として、本実施形態のように１つの画素に複数のフォトダイオードを設ける構成に限らず、上述した特許文献２のように、撮像素子中に焦点検出用の画素を設ける構成であってもよい。
【００２０】
撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びＡＦ用信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２に入力され、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２は、撮像信号をカメラ信号処理部２０３およびＡＦ評価値生成部２１０に、撮像面位相差ＡＦ用の信号をＡＦ信号処理部２０４に出力する。
【００２１】
カメラ信号処理部２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２から出力された撮像信号を表示部２０５に送信する。表示部２０５は、ＬＣＤや有機ＥＬ等を用いて構成される表示デバイス（表示部材）であり、撮像信号に基づく画像を表示する。また、撮像信号の記録を行うモードの時には、撮像信号は記録部２０６に記録される。
【００２２】
ＡＦ信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣコンバータ２０２から出力されたＡＦ用の２つの像信号を基に相関演算を行い、像ずれ量と信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）を算出する。そして、算出した像ずれ量と信頼性情報をカメラ制御部２０７へ出力する。相関演算の詳細については、図４乃至図６を用いて後述する。
【００２３】
ＡＦ評価値生成部２１０は、撮像信号から高周波成分を抽出して、コントラスト検出方式の焦点検出（以下、コントラストＡＦ）に用いられるＡＦ評価値を生成し、カメラ制御部２０７に出力する。ＡＦ評価値は、撮像素子２０１からの出力信号に基づいて生成される画像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものである。鮮鋭度は撮影光学系の焦点状態（合焦の程度）によって変化するので、結果的に撮影光学系の焦点状態を表す信号となる。なお、ＡＦ評価値を生成するのに用いる撮像素子２０１上の領域は、位相差検出用の像信号を生成するのに用いる領域と対応する領域を含むものとする。
【００２４】
カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０内の各構成と情報をやり取りして制御を行う。カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０内の処理だけでなく、カメラ操作部２０８からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録の開始、フォーカス制御の開始、記録画像の確認等、ユーザーが操作したカメラ機能を実行する。また、先述したように、カメラ制御部２０７はレンズユニット１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、撮影光学系の制御命令・制御情報を送ったり、レンズユニット内の情報を取得する。
【００２５】
次に、カメラ制御部２０７が実行するＡＦ処理全体のシーケンスについて図３を用いて説明する。以下で説明するステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理は、カメラの動作周期に基づいて周期的に実行される。
【００２６】
まず、ステップＳ３０１において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ枠設定処理を行う。ＡＦ枠設定処理の詳細については、図７を用いて後述する。なお、ＡＦ枠設定処理内において、図８で後述する撮像面位相差検出方式によりデフォーカス量を算出する。
【００２７】
ステップＳ３０２では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ３０１で算出したデフォーカス量に基づいて、レンズ制御部１０６に対してフォーカスレンズを駆動する旨の命令を送信し、ＡＦ処理を終了する。
【００２８】
次に、ステップＳ３０１におけるＡＦ枠設定処理について、図７を用いて説明する。図７は、ＡＦ枠設定処理の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
まず、ステップＳ７０１では、ユーザーによる枠位置の指定操作を受け付ける。カメラ制御部２０７は、不図示の入力装置を介してユーザーからの入力を受け、ＡＦ枠を設定する。ＡＦ枠の設定には、中央固定モード、枠移動モード、多点、顔優先モードなどの複数のモードがあり、ユーザーがモード選択を行った後に、不図示の入力装置を介してＡＦ枠が指定される。なお、入力方法やＡＦモードについては詳細な説明は省略するが、本実施形態では、ユーザーが任意の１点を指定した場合の制御を例に説明することとする。
【００３０】
続いてステップＳ７０２では、カメラ制御部２０７は、ＡＦ枠の配置処理を行う。ＡＦ枠の配置処理は、撮像面位相差ＡＦに用いる信号と、コントラスト検出方式の焦点検出に用いる信号をそれぞれ取得するためのＡＦ枠の配置の処理である。ＡＦ枠の配置処理の詳細については、図１０を用いて後述する。
【００３１】
続いてステップＳ７０３では、撮像面位相差ＡＦ（以下、第１のＡＦ）による焦点検出を行う。ここでは、ステップＳ７０２で設定したＡＦ枠に対して、第１のＡＦによる焦点検出処理を行う。撮像面位相差ＡＦによる焦点検出処理の詳細については、図８を用いて後述する。
【００３２】
続いてステップＳ７０４では、コントラストＡＦ（以下、第２のＡＦ）による焦点検出処理を行う。ここでは、ステップＳ７０２で設定したＡＦ枠に対して、第２のＡＦによる焦点検出処理を行い、被写体の状態を判定する。被写体の状態判定では、合焦度とコントラスト値から、大ボケ被写体か、低コントラストの被写体かの判定を行う。この処理については図９を用いて後述する。
【００３３】
続いてステップＳ７０５では、カメラ制御部２０７は、ＡＦ枠が変更済みかどうか（ＡＦ枠の拡大や移動などが行われたか）の判定を行う。ＡＦ枠が変更済みでない場合は、ステップＳ７０６のＡＦ枠変更処理に遷移し、変更済みの場合は、ステップＳ７０７のＡＦ枠キャンセル処理に遷移する。
【００３４】
ステップＳ７０６に進んだ場合、カメラ制御部２０７は、ＡＦ枠の変更処理を行う。この処理は、ステップＳ７０２で設定された第１のＡＦおよび第２のＡＦのＡＦ枠を利用して、ＡＦ枠の位置またはサイズを変更する処理である。ＡＦ枠変更処理の詳細は、図１３を用いて後述する。ステップＳ７０６のＡＦ枠変更処理が完了すると、ステップＳ７０８へ進む。
【００３５】
一方、ステップＳ７０７に進んだ場合、カメラ制御部２０７は、ＡＦ枠の変更処理によって移動または拡大されたＡＦ枠を元に戻す処理（キャンセル処理）を行う。これは、拡大や移動されたＡＦ枠のままでは、狙った被写体以外を捉えてしまう可能性があるため、ある条件が満たされる場合に、ＡＦ枠を元のサイズおよび位置に戻す処理である。ＡＦ枠キャンセル処理の詳細は、図１４を用いて後述する。ステップＳ７０７のＡＦ枠キャンセル処理が完了すると、ステップＳ７０８へ進む。
【００３６】
ステップＳ７０８では、カメラ制御部２０７は、ＡＦ枠の表示処理を行う。これは、ユーザーが指定したＡＦ枠を視覚的に表示するという目的である。なお、本実施形態では、ユーザーが指定したＡＦ枠とは異なるＡＦ枠を内部に設定するが、表示部には内部で設定したＡＦ枠を通知せずに、ユーザーが指定したＡＦ枠を表示させ続ける処理を行う。
【００３７】
次に、ステップＳ７０２におけるＡＦ枠の配置処理について、図１０を用いて説明する。以下で説明するように、本実施形態では、第１のＡＦにおけるＡＦ枠（第１のＡＦ枠）の少なくとも一部を含む領域とその近傍において、第２のＡＦにおけるＡＦ枠（第２のＡＦ枠）を複数設定する。ここでは、任意の第１のＡＦ枠を１つ設定できるという前提で説明を行うが、第１のＡＦ枠が複数の場合でも、第１のＡＦ枠の近傍に第２のＡＦ枠を複数配置してもよい。
【００３８】
図１０（Ａ）において、撮像素子上の画素領域に第１のＡＦ枠１００６が配置され、第１のＡＦ枠１００６と略重なる領域およびその近傍に第２のＡＦ枠Ｃ１〜Ｃ５（１００１〜１００５）が配置されている。このように、第１のＡＦ枠の周囲に第２のＡＦ枠を配置することによって、第１のＡＦ枠の焦点検出結果が有効でない場合や信頼性が低い場合に、第２のＡＦ枠の評価値に応じて、第１のＡＦ枠の位置やサイズを変更可能にしている。
【００３９】
なお、図示されているように、第１のＡＦ枠と第２のＡＦ枠Ｃ１〜Ｃ５のサイズを略等しくすることが好ましいが、必ずしも同じサイズでなくてもよい。また、設定される第２のＡＦ枠の数は５つに限定されない。第２のＡＦ枠は、第１のＡＦ枠に対応する領域（第１のＡＦ枠と少なくとも一部が重なる領域）に加えて、第１のＡＦ枠の近傍に少なくとも一つ設定可能であればよい。また、複数の第２のＡＦ枠の配置方法は、水平方向に並べるものに限定されず、例えば垂直方向に並べたり、第１のＡＦ枠を囲むように配置してもよい。
【００４０】
第１のＡＦ枠のサイズを変更する例として、第１のＡＦ枠１００６の焦点検出が有効でなく（信頼性が低い）、かつ、対応する領域に配置された第２のＡＦ枠１００３も低コントラストの被写体であると判定された場合を説明する。この場合、図１０（Ｂ）のように、コントラストが高い第２のＡＦ枠に（ここでは第２のＡＦ枠１００２とする）、第１のＡＦ枠１００７をセットする。このようにコントラストが高い第２のＡＦ枠に基づいて第１のＡＦ枠を選択することで、第１のＡＦ枠において有効な焦点検出結果が得られる可能性が高くなり、焦点検出を継続することが可能になるというメリットがある。
【００４１】
また、第１のＡＦ枠のサイズを変更する例として、第１のＡＦ枠１００６の焦点検出が有効でなく（信頼性が低い）、かつ、対応する領域に配置された第２のＡＦ枠１００３も合焦でない被写体であると判定された場合を説明する。この場合、図１０（Ｃ）のように、第２のＡＦ枠１００３に加えて、コントラストが高い第２のＡＦ枠（ここでは第２のＡＦ枠１００４とする）を含むように、大きな第１のＡＦ枠１００８をセットする。このように、合焦でない被写体の場合に、第１のＡＦ枠のサイズを大きくすることにより、より多くの特徴量を含んだ情報が得られるため、大ボケの被写体に対しても焦点検出が可能になるというメリットがある。なお、図１０（Ｃ）の例では、第２のＡＦ枠１００２〜１００４を含むように第１のＡＦ枠１００８をセットしているが、第１のＡＦ枠の広げ方はこの例に限定されず、例えば第２のＡＦ枠１００２と１００３のみを含むようにしてもよい。
【００４２】
次に、ステップＳ７０３における撮像面位相差ＡＦ（第１のＡＦ）による焦点検出処理について、図８を用いて説明する。図８は、撮像面位相差ＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
まず、ステップＳ８０１では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ７０２で設定した焦点検出範囲（第１のＡＦ枠）から一対の像信号を取得する。次に、ステップＳ８０２では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ８０１で取得した一対の像信号から相関量を算出する。
【００４４】
続いて、ステップＳ８０３では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ８０２で算出した相関量から相関変化量を算出する。そして、ステップＳ８０４では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ８０３で算出した相関変化量からピントずれ量を算出する。
【００４５】
次に、ステップＳ８０５では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ８０４で算出したピントずれ量がどれだけ信頼できるのかを表す信頼性を算出する。信頼性は、前述したように、像信号の二像一致度や二像急峻度等をもとに算出される値である。これらの処理を焦点検出範囲内に存在する焦点検出領域の数だけ行う。そして、ステップＳ８０６では、カメラ制御部２０７は、焦点検出領域毎にピントずれ量をデフォーカス量に変換する。
【００４６】
次に、図４から図６を用いて、図８で説明した撮像面位相差ＡＦの焦点検出処理を詳細に説明する。
【００４７】
図４は、焦点検出処理で取り扱う焦点検出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る。図４（Ａ）は、画素アレイ４０１上の焦点検出範囲４０２を示す図である。相関演算を行う為に必要な領域４０４は、焦点検出範囲４０２および相関演算に必要なシフト領域４０３を合わせた領域である。図４（Ａ）中のｐ、ｑ、ｓ、ｔは、それぞれｘ軸方向の座標を表す。ここで、ｐからｑは領域４０４を表し、ｓからｔは焦点検出範囲４０２を表す。
【００４８】
図４（Ｂ）は、焦点検出範囲４０２を５つに分割した焦点検出領域４０５〜４０９を示す図である。一例として、本実施形態では、この焦点検出領域単位でピントずれ量を算出し、焦点検出を行う。本実施形態では、分割した複数の焦点検出領域の中から最も信頼できる領域の焦点検出結果を選び、その領域で算出したピントずれ量をＡＦに用いる。なお、焦点検出範囲の分割数は上記に限定されない。
【００４９】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の焦点検出領域４０５〜４０９を連結した仮の焦点検出領域４１０を示す図である。実施形態の一例として、このように焦点検出領域を連結した領域から算出したピントずれ量をＡＦに用いても良い。
【００５０】
また、図４（Ｄ）のように、長さの異なる複数の領域で１つの焦点検出範囲を構成する方法でも良い。図４（Ｄ）は、焦点検出領域の配置を示した図であり、７つの焦点検出領域４１１〜４１７が存在する。同図では、撮影画面に対する水平方向の比率が２５％である大きさの領域が２つ（４１１、４１７）、さらに、１２．５％である大きさの領域が５つ（４１２〜４１６）配置されている。このように、異なる大きさの複数の焦点検出領域を、撮影画面に対する比率が１２．５％の大きさの領域数＞２５％の大きさの領域数となるように配置する。そして、７つの焦点検出領域から得られる焦点検出結果を組み合わせて、１つの有効デフォーカス量および有効デフォーカス方向を算出する。この有効デフォーカス量もしくは有効デフォーカス方向を用いて、フォーカスレンズ１０３を駆動させてピント合わせを行う。
【００５１】
このように、図４（Ｄ）の例では、撮影画面に対する比率が小さい焦点検出領域の数を多く配置することで、より被写体にピントを合わせることが可能となる。また、撮影画面に対する焦点検出領域の比率を小さくすることで、距離の異なる被写体によるＡＦへの影響を軽減する。さらに、撮影画面に対する焦点検出領域の比率の小さいエリアだけでなく比率の大きい領域を配置することで、焦点検出範囲から被写体が抜けることにより発生するピントのふらつきを軽減する。つまり、一時的に被写体が焦点検出範囲から抜けてしまっても、撮影画面に対する比率の大きい領域で被写体を捉えたままピントを維持することが可能となる。なお、焦点検出領域の配置の仕方、領域の広さ等は、本実施形態に挙げた内容に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の形式であれば良い。
【００５２】
図５は、図４で設定した焦点検出領域から取得した像信号を示す図である。ｓからｔが焦点検出範囲を表し、ｐからｑがシフト量を踏まえた焦点検出演算に必要な範囲である。またｘからｙは、分割した１つ分の焦点検出領域を表す。
【００５３】
図５（Ａ）は、シフト前の像信号を波形で表した図である。実線５０１が像信号Ａ、破線５０２が像信号Ｂを示している。領域４０５から４０９は、図４の分割した各焦点検出領域を表している。
【００５４】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のシフト前の像波形に対しプラス方向にシフトした図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のシフト前の像波形に対しマイナス方向にシフトした図である。相関量を算出する際には、それぞれ矢印の方向に像信号Ａ５０１、像信号Ｂ５０２を１ビットずつシフトする。
【００５５】
続いて、相関量ＣＯＲの算出法について説明する。まず、図５（Ｂ）と（Ｃ）で説明した通り、像信号Ａと像信号Ｂを１ビットずつシフトしていき、そのときの像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の和を算出する。ここで、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図５中のｐ−ｓ、最大シフト数は図１６中のｑ−ｔである。また、ｘは焦点検出領域の開始座標、ｙは焦点検出領域の終了座標である。これらを用いて、以下の式（１）によって相関量ＣＯＲを算出することができる。
【００５６】
【数１】
2016156950.tif 000003
【００５７】
図６（Ａ）は、相関量を波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関量を示す。相関量波形６０１において、極値周辺の領域６０２、６０３が示されている。この中でも相関量が小さい方ほど、Ａ像とＢ像の一致度が高いといえる。
【００５８】
続いて、相関変化量ΔＣＯＲの算出法について説明する。まず、図６（Ａ）の相関量波形より、１シフト飛ばしの相関量の差から相関変化量を算出する。この時、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図５中のｐ−ｓ、最大シフト数は図５中のｑ−ｔである。これらを用いて、以下の式（２）によって相関変化量ΔＣＯＲを算出することができる。
【００５９】
【数２】
2016156950.tif 000004
【００６０】
図６（Ｂ）は、相関変化量ΔＣＯＲを波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関変化量を示す。相関変化量波形６０４において、領域６０５や６０６で相関変化量がプラスからマイナスになる。このように相関変化量が０となるところをゼロクロスと呼ぶ。ゼロクロスにおいて最もＡ像とＢ像の一致度が高く、そのときのシフト量がピントずれ量となる。
【００６１】
図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）の領域６０５の部分を拡大したもので、相関変化量波形６０４の一部分６０７が示されている。図６（Ｃ）を用いて、ピントずれ量ＰＲＤの算出法について説明する。まず、ピントずれ量は整数部分βと小数部分αに分けられる。小数部分αは、図６（Ｃ）中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥの相似の関係から、以下の式（３）によって算出することができる。
【００６２】
【数３】
2016156950.tif 000005
【００６３】
続いて小数部分βは、図６（Ｃ）中より以下の式（４）によって算出することができる。
【００６４】
【数４】
2016156950.tif 000006
【００６５】
以上、αとβの和からピントずれ量ＰＲＤを算出することができる。
【００６６】
また、図６（Ｂ）のように複数のゼロクロスが存在する場合は、ゼロクロスでの相関量変化の急峻性ｍａｘｄｅｒ（以下、急峻性と呼ぶ）が大きいところを第１のゼロクロスとする。この急峻性はＡＦのし易さを示す指標で、値が大きいほどＡＦし易い点であることを示す。急峻性は以下の式（５）によって算出することができる。
【００６７】
【数５】
2016156950.tif 000007
【００６８】
以上のように、ゼロクロスが複数存在する場合は、急峻性によって第１のゼロクロスを決定する。
【００６９】
続いて、ピントずれ量の信頼性の算出法について説明する。信頼性は、前記急峻性や、像信号Ａ、Ｂの２像の一致度ｆｎｃｌｖｌ（以下、２像一致度と呼ぶ）によって定義することができる。２像一致度はピントずれ量の精度を表す指標で、値が小さいほど精度が良い。
【００７０】
図６（Ｄ）は、図６（Ａ）の領域６０２の部分を拡大したもので、相関量波形６０１の一部分６０８が示されている。２像一致度は以下の式（６）によって算出できる。
【００７１】
【数６】
2016156950.tif 000008
【００７２】
次に、ステップＳ７０４のコントラスト評価値取得処理について説明する。この処理では、ＡＦ評価値生成部２１０により、撮像信号から所定の周波数成分を抽出してＡＦ評価値を生成する。評価値生成の方法としては、ＡＦ評価値生成部２１０内の焦点信号処理回路内のフィルタ係数を設定し、抽出特性の異なる複数のバンドパスフィルタを構築する。抽出特性とはバンドパスフィルタの周波数特性であり、ここでの設定とは焦点信号処理回路内のバンドパスフィルタの設定値を変更することを意味する。なお、ＡＦ評価値の生成に関しては、既存の技術を用いて以下で説明する各種コントラスト評価値を生成することとし、詳細な説明は省略することとする。
【００７３】
続いて、図９を用いて、合焦度算出処理及び低コントラスト判定の説明を行う。図９（Ａ）は、撮像信号から生成されるコントラスト成分をグラフにしたもので、横軸にフォーカスレンズの位置、縦軸に評価値を示している。本実施形態で使用する評価値は２種類あり、輝度の最小値と最大値をピークホールドする値を示すＭＭＰ（９０１）、及び、撮像信号から特定の周波数成分を検出したＴＥＰ（９０２）である。なお、本実施形態では一例として１．５ＭＨｚの周波数帯域を使っているが、この値に限定されない。ＴＥＰは合焦位置（９０３）を中心に山形状になっている。ＴＥＰは、フォーカスレンズが大ボケの状態から合焦に近づくにつれて、被写体のエッジがくっきりとしてくることにより、低周波数成分から高周波数成分が多くなるため、合焦位置でピークとなる。一方、輝度のコントラストを示すＭＭＰは、ピークの値であるため、画面内の被写体が変化しない限り大きさはほとんど変化しない。
【００７４】
この特性を利用して算出した簡易合焦度（合焦度、合焦度合いとも言う）を示したのが、図９（Ｂ）である。簡易合焦度９０４は、ＴＥＰをＭＭＰで割ったものであり、図９（Ｂ）で示すように山形状になる。本実施形態では、この山形状を１００分率で表示した場合に、５５％以上を合焦、４０％以上を小ボケ、それ未満を大ボケと判定する。なお、この値は一例であり、被写体や条件によって判定の閾値を変更しても良い。この簡易合焦度が低いほど、フォーカスレンズの位置が合焦位置から離れている可能性が高く、簡易合焦度が高いほど、合焦位置から近い可能性が高くなる。
【００７５】
また、図９（Ｃ）で示したグラフはコントラストを示すＭＭＰのグラフであり、被写体が高コントラストか低コントラストかの判定に用いられる。ＭＭＰグラフ（９０５）は、判定のための閾値Ｔｈ１（９０７）よりもコントラストが高いため、高コントラストの被写体と判定される。一方、ＭＭＰグラフ（９０６）は、判定のための閾値Ｔｈ１（９０７）よりもコントラストが低いため、低コントラストの被写体と判定される。
【００７６】
続いて、ステップＳ７０６のＡＦ枠変更処理について、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１及び図１２はＡＦ枠の位置またはサイズを変更する例を示した図である。
【００７７】
まず、図１１を用いて、ＡＦ枠の位置を変更する処理例を説明する。図１１（Ａ）は、あるシーンにおいて、ユーザーが指定したＡＦ枠１１０３を示したシーンである。図１１（Ｂ）は第１のＡＦ枠と第２のＡＦ枠を配置した内部設定状態である。図１１（Ｃ）は、第１のＡＦ枠を再セットした状態である。図１１（Ｄ）は、第２のＡＦ枠ごとに、評価値に応じて被写体の状態を判定した表である。
【００７８】
図１１（Ａ）は、合焦している被写体１１０１、非合焦の被写体１１０２及びユーザーが設定したＡＦ枠１１０３が存在するシーンである。ＡＦ枠が小さいため、被写体１１０１のように、ＡＦ枠にコントラストの小さい被写体領域が入ってしまうことがある。この場合、ＡＦ枠内の焦点検出が有効ではなくなるため、一般的にはフォーカスレンズを至近側〜無限側まで駆動させて、合焦位置を探すサーチ動作に入る。この場合、映像には大きなボケが記録されてしまい、映像の品位が著しく低下する。
【００７９】
そこで、図１１（Ｂ）のように、ＡＦ枠１１０３に第１のＡＦ枠を配置し、その近傍を含む領域に第２のＡＦ枠１１０４（Ｃ１〜Ｃ５）を配置する。第１のＡＦ枠１１０３の焦点検出結果が有効ではない場合、第２のＡＦ枠１１０４内の評価値を参照することで、ボケを防ぐことができる。
【００８０】
具体的には、第２のＡＦ枠ごとに、図１１（Ｄ）に示す合焦度およびコントラストを参照する。図１１（Ｄ）では、図９で説明した簡易合焦度およびＭＭＰに基づいて、合焦度とコントラストが判定されている。ここでは、第２のＡＦ枠Ｃ３が合焦かつ低コントラストであることから、第１のＡＦ枠１１０３は低コントラストの被写体を捕えてしまったことにより、一時的に焦点検出が有効でなくなったことが考えられる。
【００８１】
そこで、近傍の第２のＡＦ枠に第１のＡＦ枠を設定し、焦点検出結果を一時的に利用することで、合焦動作を継続させる。この場合、近傍の第２のＡＦ枠Ｃ２のコントラストが高いという判定になっているため、図１１（Ｃ）に示すように第１のＡＦ枠をＡＦ枠１１０５の位置に移動させる。この枠設定において、第１のＡＦ枠１１０５の焦点検出結果と第１のＡＦ枠１１０３の焦点検出結果が略同じである場合は、同一の被写体であると判断し、第１のＡＦ枠１１０５を利用して合焦動作を継続させる。
【００８２】
一方で、ユーザーに通知するＡＦ枠は、図１１（Ａ）のように、ユーザーが選択した第１のＡＦ枠１１０３と対応する位置に表示制御する。これは、撮影中に表示されるＡＦ枠が頻繁に変わることによるユーザーの混乱を防ぐ目的である。このように、本実施形態では、本来であれば焦点検出が不可能になってしまうシーンにおいても、焦点検出を維持することが可能になるため、焦点検出性能を向上させることができる。
【００８３】
続いて図１２を用いて、ＡＦ枠のサイズを変更する処理例を説明する。図１２（Ａ）は、あるシーンにおいてユーザーが指定したＡＦ枠１１０３を示したシーンである。図１２（Ｂ）は、第１のＡＦ枠と第２のＡＦ枠を配置した内部設定状態である。図１２（Ｃ）は、第１のＡＦ枠を再セットした状態である。図１２（Ｄ）は、第２のＡＦ枠ごとに、評価値に応じて被写体の状態を判定した表である。
【００８４】
図１２（Ａ）は、合焦している被写体１２０１、非合焦の被写体１２０２及びユーザーが設定したＡＦ枠１２０３が存在するシーンである。合焦している被写体から非合焦の被写体にパンニング動作などをした場合や、被写体の切り替えを行った場合、被写体１２０２のようなボケている被写体にＡＦ枠が設定される場合がある。この場合、ＡＦ枠内の焦点検出が有効ではなくなるため、一般的にはフォーカスレンズを至近側〜無限側まで駆動させて、合焦位置を探すサーチ動作に入る。この場合、映像には大きなボケが記録されてしまい、映像の品位が著しく低下する。
【００８５】
そこで、図１２（Ｂ）のように、ＡＦ枠１２０３に第１のＡＦ枠を配置し、その近傍を含む領域に第２のＡＦ枠１２０４（Ｃ１〜Ｃ５）を配置する。第１のＡＦ枠１２０３の焦点検出結果が有効ではない場合、第２のＡＦ枠１２０４内の評価値を参照することで、不要なボケを防ぐことができる。
【００８６】
具体的には、第２のＡＦ枠ごとに、図１２（Ｄ）に示す合焦度およびコントラストを参照する。第２のＡＦ枠Ｃ３が非合焦かつ低コントラストであることから、第１のＡＦ枠は非合焦の被写体を捕えてしまったことにより、一時的に焦点検出が有効でなくなったことが考えられる。
【００８７】
そこで、近傍の第２のＡＦ枠に第１のＡＦ枠を設定し、焦点検出結果を一時的に利用することで合焦動作を継続させる。この場合、近傍の第２のＡＦ枠Ｃ１及びＣ５のコントラストが高いという判定になっているため、図１２（Ｃ）では、第２のＡＦ枠Ｃ１及びＣ５を含むように、第１のＡＦ枠をＡＦ枠１２０５の大きさまで拡大させる。非合焦の被写体に対しては、画がボケることにより第１のＡＦ枠内の明確な特徴情報が少なくなる。そこで、第１のＡＦ枠を広げることで、より多くの特徴情報が取得できることにより、合焦性能が向上する。
【００８８】
一方で、ユーザーに通知するＡＦ枠は、図１２（Ａ）のように、第１のＡＦ枠１２０３と対応する大きさに表示する。これは、撮影中に表示されるＡＦ枠が頻繁に変わることによるユーザーの混乱を防ぐ目的である。このように、ボケの大きい被写体に対して、ＡＦ枠を２倍、３倍と増やす方法に対して、本実施形態では、ＡＦ枠をコントラスト情報に応じて適正なサイズに一度で拡大することが可能になる。これにより、焦点検出時間を短縮することが可能になる。
【００８９】
上記の流れをフローチャートにしたものが図１３である。図１３を用いて、ＡＦ枠変更処理の流れを説明する。なお、図１３では、図１１および図１２と同じ符号を用いて説明するが、ＡＦ枠の数や位置はこれに限定されるものではない。
【００９０】
まず、ステップＳ１３０１では、カメラ制御部２０７は、第１のＡＦ枠（１１０３または１２０３）が焦点検出可能かどうかの判定を行う。ここでは、例えばステップＳ８０５で算出された信頼性が所定のレベルより高いかどうかに基づいて判定を行うものとする。焦点検出が可能である場合は、第１のＡＦ枠の変更は行わず処理を終了する。焦点検出が可能でない場合は、ステップＳ１３０２に遷移する。
【００９１】
ステップＳ１３０２では、カメラ制御部２０７は、第２のＡＦ枠（Ｃ１〜Ｃ５）の被写体の状況を判定する。合焦状態の枠またはコントラストが高い枠がある場合はステップＳ１３０３に遷移し、いずれもない場合はＳ１３０９に遷移する。ステップＳ１３０９に進んだ場合は、非合焦状態であると判定し、後述する処理を行って終了する。
【００９２】
ステップＳ１３０３では、カメラ制御部２０７は、第１のＡＦ枠と対応する位置に配置されている第２のＡＦ（Ｃ３）の評価値に基づいて、合焦か低コントラストかの判定を行う。低コントラストである場合はステップＳ１３０４に遷移し、非合焦である場合はステップＳ１３０８に遷移する。なお、低コントラストかつ非合焦の場合はステップＳ１３０８に進むこととする。
【００９３】
ステップＳ１３０４に進んだ場合、図１１のように低コントラスト（ＭＭＰが閾値より低い）の被写体であるため、一時的に第１のＡＦ枠を他の枠に移動する必要がある。そのため、第２のＡＦ枠（Ｃ１〜Ｃ５）の中から、コントラストの高い（ＭＭＰが閾値以上の）枠を選択し、当該選択された枠に対応する位置に第１のＡＦ枠をセットする。なお、閾値よりコントラストの高い枠が複数ある場合は、最もコントラストの高い枠を選択したり、ユーザーに選択されたＡＦ枠から最も近い位置にある枠を選択するなどの方法により、いずれかの枠を選択する。第１のＡＦ枠を移動して設定すると、ステップＳ１３０５へ進む。
【００９４】
一方、ステップＳ１３０８に進んだ場合は、図１２のように非合焦（ボケ）の被写体であるため、一時的に第１のＡＦ枠を拡大する必要がある。そのため、第２のＡＦ枠（Ｃ１〜Ｃ５）の中から、コントラストの高い（ＭＭＰが閾値以上の）枠を含むように第１のＡＦ枠を拡大してセットする。なお、閾値よりコントラストの高い枠が複数ある場合は、最もコントラストの高い枠を含むように拡大してもよいし、閾値よりコントラストの高い枠を全て含むように拡大してもよい。第１のＡＦ枠を拡大して設定すると、処理を終了する。
【００９５】
ステップＳ１３０５は、ステップＳ１３０４で設定されたＡＦ枠において再度焦点検出を行う処理である。ここでは、ステップＳ７０３と同様に、図８で説明した撮像面位相差ＡＦの焦点検出を行う。ステップＳ１３０５で焦点検出が完了すると、ステップＳ１３０６へ進む。
【００９６】
ステップＳ１３０６は、低コントラストの被写体のみ行うステップであり、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１３０５で焦点検出した結果と、前回の焦点検出結果（第１のＡＦ枠を移動する前の最新の焦点検出結果）との差分が所定値内かを判定する。これは、第１のＡＦ枠を移動したことにより、違う被写体を捕えている可能性があるためである。前回と今回の焦点検出結果（デフォーカス量）の差分が所定値内（例えば、焦点深度以内）であれば、同一被写体と判定し処理を終了する。なお、所定値は撮影状況に応じて可変にしても構わない。同一被写体でないと判断された場合はステップＳ１３０７に遷移し、カメラ制御部２０７は、第１のＡＦ枠を元の位置（ユーザーに指定された位置に基づく初期位置）に戻す処理を行う。なお、ステップＳ１３０４において閾値よりコントラストの高い第２の枠が複数ある場合は、当該複数の枠の中でステップＳ１３０４で設定しなかった第２のＡＦ枠についてステップＳ１３０５以降の処理を行うようにしてもよい。
【００９７】
一方、Ｓ１３０９は、非合焦状態と判定された場合の処理である。ここでは、強制的にフォーカスレンズを至近側〜無限側に駆動させるサーチ動作を行ってもよいし、ＡＦ動作を停止させ表示部に非合焦であることを通知する処理を行ってもよい。以上が、ＡＦ枠の変更処理である。
【００９８】
続いて、ステップＳ７０７におけるＡＦ枠キャンセル処理について、図１４と図１５を用いて説明する。
【００９９】
図１５（Ａ）は、移動した第１のＡＦ枠と第２のＡＦ枠を配置した内部設定状態である。図１５（Ｂ）は、移動した第１のＡＦ枠をキャンセルし、元の第１のＡＦ枠の位置に戻した状態である。図１５（Ｃ）は、第２のＡＦ枠ごとに、評価値に応じて被写体の状態を判定した表である。
【０１００】
図１５（Ａ）は、合焦している被写体１５０１、非合焦の被写体１５０２、一時的にセットされた第１のＡＦ枠１５０３、第２のＡＦ枠（Ｃ１〜Ｃ５）１５０４、ユーザーが設定したＡＦ枠１５０５が存在するシーンである。
【０１０１】
一時的にセットされた第１のＡＦ枠１５０３を元の位置に戻すために、図１５（Ｃ）の第２のＡＦ枠（Ｃ１〜Ｃ５）の評価値を確認する。ユーザーが設定したＡＦ枠１５０５と対応する位置である、第２のＡＦ枠（Ｃ３）のコントラストが高いと判定された場合、図１５（Ｂ）のように、第１のＡＦ枠をＣ３に対応するＡＦ枠１４０６にセットし、再度焦点検出を行う。焦点検出を行った結果、第１のＡＦ枠１５０３と第１のＡＦ枠１５０６との焦点検出結果が閾値以内であった場合、同一被写体を捕えていると判断し、ＡＦ枠１５０６に第１のＡＦ枠をセットする。そうでない場合は、第１のＡＦ枠１５０３のまま、引き続き第１のＡＦ枠をセットし合焦動作を継続させる。このように、第２のＡＦ枠（Ｃ３）を監視することにより、一時的に設定している第１のＡＦ枠をスムーズに元の位置に戻すことが可能になる。なお、一時的に設定している第１のＡＦ枠のキャンセル方法として、第２のＡＦ枠の状態変化だけでなく、一定時間が経過したらキャンセルすることにしても良い。
【０１０２】
続いて、上記の制御を図１４のフローチャートを用いて説明する。図１４は、ステップＳ７０７におけるＡＦ枠キャンセル処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０３】
まず、ステップＳ１４０１において、カメラ制御部２０７は、現在設定されている第１のＡＦ枠（移動もしくは拡大された第１のＡＦ枠）が合焦範囲内かの判定を行う。ここでは、ステップＳ７０３の撮像面位相差ＡＦ処理により得られたデフォーカス量に基づいて合焦範囲内か否かが判定される。合焦範囲内である場合はステップＳ１４０２に遷移し、合焦範囲内でない場合は現在の第１のＡＦ枠のまま合焦動作を継続させる。
【０１０４】
ステップＳ１４０２では、カメラ制御部２０７は、図１３の変更処理による変更前の第１のＡＦ枠に対応する、第２のＡＦ枠（Ｃ３）の評価値（合焦度）を判定する。第２のＡＦ枠（Ｃ３）が合焦であると判定された場合はステップＳ１４０３に遷移し、合焦でないと判定された場合は、現在の第１のＡＦ枠のまま合焦動作を継続させる。
【０１０５】
ステップＳ１４０３では、カメラ制御部２０７は、第１のＡＦ枠を第２のＡＦ枠（Ｃ３）に対応する位置およびサイズにセットする。換言すると、ユーザーにより指定されたＡＦ枠の位置に第１のＡＦ枠を戻す処理を行う。そして、ステップＳ１４０４では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１４０３で設定した第１のＡＦ枠において再度焦点検出を行う。この処理は、図８で説明した撮像面位相差ＡＦの焦点検出処理に相当する。
【０１０６】
ステップＳ１４０５では、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１４０４の焦点検出結果と前回の焦点検出結果（変更処理された第１のＡＦ枠の焦点検出結果）が所定値内（例えば焦点深度以内）かどうかを判定する。所定値内であれば同一被写体であると判定し、処理を終了する。この場合、第１のＡＦ枠は、ユーザーにより指定されたＡＦ枠の位置に設定されている。一方、閾値以内でない場合はＳ１４０６に遷移し、第１のＡＦ枠を変更処理された位置に戻す処理を行い、処理を終了する。なお、図１２で説明したように第１のＡＦ枠のサイズを変更した場合も、図１４の処理を用いてＡＦ枠のキャンセル処理（この場合は第１のＡＦ枠のサイズを元に戻す処理）を行うことができる。この場合、ステップＳ１４０４〜Ｓ１４０６の処理を省略してもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態では、位相差ＡＦ結果が得られない（信頼性が低い）場合、周辺のコントラストＡＦ枠における合焦状態やコントラスト状態に応じて、位相差ＡＦ枠の位置またはサイズを変更する。このような制御を行うことで、被写体の状態に応じて適切な焦点検出範囲を設定可能になり、より高精度な焦点検出を行うことが可能になる。
【０１０８】
（他の実施形態）
本発明の目的は以下のようにしても達成できる。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するための手順が記述されたソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムまたは装置に供給する。そしてそのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体および制御プログラムは本発明を構成することになる。
【０１０９】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどが挙げられる。また、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等も用いることができる。
【０１１０】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行可能とすることにより、前述した各実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１１１】
更に、以下の場合も含まれる。まず記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う。
【０１１２】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述したが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
２０  カメラ本体
１０３  フォーカスレンズ
１０６  レンズ制御部
２０１  撮像素子
２０４  ＡＦ信号処理部
２０７  カメラ制御部
２１０  ＡＦ評価値生成部
【図１】
2016156950.tif 000009
【図２】
2016156950.tif 000010
【図３】
2016156950.tif 000011
【図４】
2016156950.tif 000012
【図５】
2016156950.tif 000013
【図６】
2016156950.tif 000014
【図７】
2016156950.tif 000015
【図８】
2016156950.tif 000016
【図９】
2016156950.tif 000017
【図１０】
2016156950.tif 000018
【図１１】
2016156950.tif 000019
【図１２】
2016156950.tif 000020
【図１３】
2016156950.tif 000021
【図１４】
2016156950.tif 000022
【図１５】
2016156950.tif 000023