(57)【要約】【課題】被写体に精度よく合焦させる。【解決手段】撮像装置１０は、像面位相差ＡＦで合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が配置された撮像素子１９を備え、焦点位置を移動可能なレンズ１２を介して被写体を撮像する撮像部２０を備える。また、撮像装置１０は、互いに異なる位相差検出部を含むように設定された複数の推定窓２４を、個々の推定窓２４に含まれる位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類する。そして、撮像装置１０は、分類した個々のグループに含まれる推定窓２４の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、主要被写体領域２８を特定する特定部４０を備える。また、撮像装置１０は、特定部４０によって特定された主要被写体領域２８に含まれる位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて合焦位置を算出する算出部５０を備える。【選択図】図３
2016114785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光により被写体を撮像する撮像部と、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定する特定部と、
前記特定部によって特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する算出部と、
を含む撮像装置。
【請求項２】
前記特定部は、前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきの各々が前記予め設定した閾値より小さい場合は、前記個々のグループのうち前記第１領域の位置のばらつきがより大きいグループを選択し、前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきのうち、少なくとも１つが前記予め設定した閾値より大きい場合は、前記個々のグループのうち前記前記第１領域の位置のばらつきがより小さいグループを選択し、選択したグループに属する前記第１領域の各々の位置の平均値及びばらつきから前記第２領域を特定する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記特定部は、前記選択したグループに属する前記第１領域の位置の平均値で表される点を基準とした、前記選択したグループに属する前記第１領域の位置のばらつきで表される範囲内の領域を、前記第２領域として特定する
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記特定部は、前記第１領域の各々の位相差と、前記第１領域の各々の位相差の平均値と、を比較して、前記第１領域の各々を前記複数のグループに分類する
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１領域の位置のばらつきの度合いを標準偏差で表す
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
コンピュータに、
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子により、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光で表される被写体を撮像し、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定し、
特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する
ことを含む処理を実行させる撮像方法。
【請求項７】
コンピュータに、
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子により、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光で表される被写体を撮像し、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定し、
特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する
ことを含む処理を実行させるための撮像プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像を撮像して被写体に合焦させるためのレンズ位置（合焦位置）を検出し、検出した合焦位置にレンズを移動させるオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）技術が組み込まれたカメラ及びスマートフォン等が普及している。
【０００３】
合焦位置を検出するためには、カメラ等から被写体までの距離を計測する必要がある。そこで、撮像素子の受光面に複数配置された光電変換セルで被写体からの反射光を取得し、光電変換セルの位置に応じて変化する光量を検知することで、被写体までの距離を計測する測距技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１４８４７号公報
【特許文献２】特開２００９−３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の測距技術では、例えば撮像素子の特性のばらつき、及び撮像素子周辺の温度変化等によって生じる、撮像素子の出力に含まれるノイズが考慮されておらず、そのため、計測したカメラ等から被写体までの距離に誤差が生じることがある。
【０００６】
一つの側面として、開示の技術は、撮像素子の出力にノイズが重畳した場合であっても、被写体に精度よく合焦できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの態様では、撮像装置は、像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して撮像素子の受光面に入射される光により被写体を撮像する撮像部を備える。また、撮像装置は、互いに異なる位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の第１領域に含まれる位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類する。そして、撮像装置は、分類した個々のグループに含まれる第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定する特定部を備える。また、撮像装置は、特定部によって特定された第２領域に含まれる位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて合焦位置を算出する算出部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
一つの側面として、開示の技術は、撮像素子の出力にノイズが重畳した場合であっても、被写体に精度よく合焦できる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】焦点について説明する模式図である。
【図２】像面位相差ＡＦ方式における合焦の原理について説明する模式図である。
【図３】撮像装置の機能を示す機能ブロック図の一例である。
【図４】光電変換セルの配置例を示す図である。
【図５】測距領域の一例を示す図である。
【図６】推定窓の一例を示す図である。
【図７】推定窓の分類方法について説明する模式図である。
【図８】推定窓の位置の平均及びばらつきについて説明する模式図である。
【図９】主要被写体領域について説明する模式図である。
【図１０】撮像装置をコンピュータで実現する場合の構成の一例を示す図である。
【図１１】撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】推定窓の位相差の算出方法について説明する模式図である。
【図１３】主要被写体領域選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】回転角テーブルの一例を示す図である。
【図１５】撮像画像の一例を示す図である。
【図１６】他の推定窓の分類方法について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して開示の技術の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。
【００１１】
まず、スマートフォン又はデジタルカメラ等の画像を撮像する機能を有する撮像装置で用いられるＡＦ方式について説明する。
【００１２】
撮像装置ではＡＦ方式として、例えばコントラストＡＦ方式及び像面位相差ＡＦ方式が用いられる場合が多い。
【００１３】
コントラストＡＦ方式は、合焦位置では、画像のコントラスト、すなわち画像で最も暗い部分における輝度と、画像で最も明るい部分における輝度と、の差が最も大きくなるという原理を利用して、被写体に焦点を合わせる方式である。具体的には、レンズを移動させながら被写体のコントラストを演算し、被写体のコントラストが最も高くなるレンズ位置、すなわち合焦位置を検出する。
【００１４】
一方、像面位相差ＡＦ方式は、被写体からの反射光のうち、被写体の複数箇所の特定部分における反射光の各々によって得られる被写体の画像の位置ずれ（位相差ともいう）を利用して、被写体に焦点を合わせる方式である。なお、以降では、反射光を単に「光」という場合がある。
【００１５】
ここで、撮像装置における被写体の画像の位相差について説明する。
【００１６】
図１は、撮像装置で撮像される被写体の画像の状態を示す図である。被写体からの光はレンズ１２によって屈折され、撮像素子の受光面に被写体の画像が結像される。なお、被写体からの光により撮像素子の受光面に形成される画像を結像画像といい、以降では単に「画像」と称する。
【００１７】
撮像素子の受光面には、受光面の左右方向及び上下方向に光電変換セルが２次元状に並べられて配置され、撮像素子は、個々の光電変換セルが各々の光電変換セルで受光した光量に応じた電気信号を画像の画素値として出力することで画像を撮像する。
【００１８】
図１に示すように、レンズ１２が合焦位置にある場合には、例えばレンズ１２の右側部分を通過する光Ｒと、レンズ１２の左側部分を通過する光Ｌと、の受光面上における受光位置が一致する。従って、光Ｒによる画像と光Ｌによる画像とが重なり、鮮鋭度の高い画像が得られる。この場合、光Ｒによる被写体の画像と、光Ｌによる被写体の画像と、の位相差は“０”になる。
【００１９】
一方、光の入射方向において、レンズ１２が合焦位置よりも被写体に近い位置にある場合には、レンズ１２が合焦位置にある場合に比べて、受光面における光Ｒによる画像と、光Ｌによる画像と、が離れた位置に形成される。従って、レンズ１２が合焦位置にある場合に比べて、光電変換セルから出力される画素値がなだらかに変化するため画像がぼやけ、画像の鮮鋭度が低くなる。この様に、レンズ１２が合焦位置よりも被写体に近い位置にある状態を、焦点ずれ（前）という。なお、光Ｒによる被写体の画像を右画像、光Ｌによる被写体の画像を左画像という場合がある。
【００２０】
また、光の入射方向において、レンズ１２が合焦位置よりも被写体から遠い位置にある場合にも、焦点ずれ（前）と同じ理由により、レンズ１２が合焦位置にある場合に比べて、画像の鮮鋭度が低くなる。この様に、レンズ１２が、レンズ１２が合焦位置よりも被写体から遠い位置にある状態を、焦点ずれ（後）という。
【００２１】
すなわち、受光面における右画像と左画像との距離、すなわち右画像と左画像との位相差ができるだけ“０”に近づく位置にレンズ１２を移動させることにより、被写体に合焦させることができる。
【００２２】
そこで、像面位相差ＡＦ方式では、受光面に右画像及び左画像を形成するため、例えば撮像素子の受光面の前面にマイクロレンズが配置される。なお、レンズ１２の右側部分を通過した光Ｒはマイクロレンズの右側を通過し、レンズ１２の左側部分を通過した光Ｌはマイクロレンズの左側を通過する。マイクロレンズには光の透過範囲が異なる複数の種類が存在する。
【００２３】
マイクロレンズの中には、マイクロレンズの左側部分が遮光され、マイクロレンズの右側部分に入射する光、すなわち光Ｒを透過させるマイクロレンズが存在する。また、マイクロレンズの中には、例えばマイクロレンズの右側部分が遮光され、マイクロレンズの左側部分に入射する光、すなわち光Ｌを透過させるマイクロレンズが存在する。更に、マイクロレンズの中には、マイクロレンズの何れの部分に入射する光も遮光せずに透過させるマイクロレンズが存在する。
【００２４】
図２は、像面位相差ＡＦ方式を用いる撮像装置における合焦の原理を模式的に説明するための図である。マイクロレンズ１４Ｒの左側部分１４ＲＬは遮光され、右側部分１４ＲＲは光Ｒを透過する。また、マイクロレンズ１４Ｌの右側部分１４ＬＲは遮光され、左側部分１４ＬＬは光Ｌを透過する。
【００２５】
この場合、マイクロレンズ１４Ｒを透過する光Ｒを受光した光電変換セル（位相差検出用セル）は、右画像に含まれる各画素の画素値を出力する。また、マイクロレンズ１４Ｌを透過する光Ｌを受光した光電変換セル（位相差検出用セル）は、左画像に含まれる各画素の画素値を出力する。
【００２６】
なお、図２における右画像の画素値は、説明の便宜上、受光面の左右方向に並んだ所定の列の複数の光電変換セルが光Ｒを受光した際の出力を示している。また、左画像の画素値は、右画像の画素値を出力した光電変換セルと同じ列に含まれる別の複数の光電変換セルが光Ｌを受光した際の出力を示している。
【００２７】
そして、撮像装置は、右画像と左画像との位相差を算出し、算出した位相差に応じて位相差を“０”に補正する補正距離だけレンズ１２を移動させることで、レンズ１２を合焦位置の近辺に配置して、被写体に焦点を合わせる。
【００２８】
このように像面位相差ＡＦ方式では、右画像と左画像との位相差から得られる補正距離を用いてレンズ１２を現在の位置から合焦位置まで移動させることができるため、コントラストＡＦ方式に比べて、被写体に高速に合焦できる場合がある。一方、コントラストＡＦ方式は、レンズ１２を連続的に移動させながら各々のレンズ１２の位置で被写体のコントラストを演算するため、像面位相差ＡＦ方式に比べて、被写体に焦点を合わせるまでに要する時間が長くなる場合がある。しかし、既に述べたように、コントラストＡＦ方式は、レンズ１２を連続的に移動させながらコントラストが最も高くなるレンズ１２の位置を検出するため、像面位相差ＡＦ方式に比べて、被写体に精度よく合焦できる場合がある。
【００２９】
そこで、本実施形態に係る撮像装置では、コントラストＡＦ方式及び像面位相差ＡＦ方式を組み合わせ、互いの方式の利点を取り入れたＡＦ方式を採用する。すなわち、本実施形態に係る撮像装置は、像面位相差ＡＦ方式によりレンズ１２を合焦位置近辺に移動させた後、コントラストＡＦ方式によって合焦位置近辺でレンズ１２を連続的に移動させながら、更に被写体に焦点が合うレンズ１２の位置を検出する。
【００３０】
しかしながら、撮像素子の光電変換セルの個体差による特性のばらつき、及び撮像素子周辺の温度の影響等により、撮像素子の光電変換セルが出力する画素値にノイズが重畳する場合がある。像面位相差ＡＦ方式では、右画像と左画像との位相差を用いてレンズ１２の補正距離を算出するため、撮像素子の光電変換セルが出力する画素値に重畳するノイズが大きくなるに従って、撮像装置の合焦精度が低下する傾向にある。
【００３１】
従って、以降では光電変換セルが出力する画素値にノイズが重畳した場合であっても、被写体に精度よく焦点を合わせることができる撮像装置について説明する。
【００３２】
図３は、本実施形態に係る撮像装置１０の機能を示す機能ブロック図の一例である。
【００３３】
撮像装置１０は、撮像部２０、設定部３０、特定部４０、算出部５０、駆動部６０、及びコントラストＡＦ部７０を含む。
【００３４】
撮像部２０は、撮像素子を備え、レンズ１２を通過して撮像素子の受光面に入光する光を受光し、受光した光の光量に応じて撮像素子から出力される電気信号を撮像した画像の画素値として設定部３０に出力する。
【００３５】
図４は、撮像素子の受光面に配置される光電変換セルの一例を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、撮像素子の受光面には、複数の光電変換セルが２次元状に並べられている。なお、光電変換セルには、光電変換セル１６、光電変換セル１７、及び光電変換セル１８の種類が存在する。
【００３７】
光電変換セル１６は、光を遮光せずに透過させるマイクロレンズからの光を受光する光電変換セルである。従って、光電変換セル１６は、被写体からの光が遮光されずそのまま受光されるため、被写体の撮像に用いられる。
【００３８】
光電変換セル１７は、受光面の右側部分を遮光し、受光面の左側部分に入射する光Ｌを透過させるマイクロレンズ１４Ｌからの光を受光する光電変換セル（位相差検出用セル）である。従って、光電変換セル１７は、被写体の左画像の撮像に用いられる。なお、以降では光電変換セルの種類を明確にするため、光電変換セル１７を特に「位相差検出用セル１７」と記載する。
【００３９】
光電変換セル１８は、受光面の左側部分を遮光し、受光面の右側部分に入射する光Ｒを透過させるマイクロレンズ１４Ｒからの光を受光する光電変換セル（位相差検出用セル）である。従って、光電変換セル１８は、被写体の右画像の撮像に用いられる。なお、以降では光電変換セルの種類を明確にするため、光電変換セル１８を特に「位相差検出用セル１８」と記載する。
【００４０】
図４に示すように、撮像素子は、光電変換セル１６が部分的に位相差検出用セル１７と位相差検出用セル１８とに置き換えられて配置された受光面を有する。なお、位相差検出用セル１７と位相差検出用セル１８とは対で受光面に配置される。なお、図４において、位相差検出用セル１７及び位相差検出用セル１８の網掛け部分は、光の遮光部分を示す。
【００４１】
図３の設定部３０は、測距領域設定部３２及び位相差算出領域設定部３４を含み、撮像部２０から出力された画像の画素値は測距領域設定部３２に入力される。
【００４２】
測距領域設定部３２は、画像上に測距領域を設定する。測距領域とは合焦に利用される領域であり、撮像装置１０は、測距領域に含まれる画素の画素値を用いて被写体に焦点を合わせる。すなわち、撮像装置１０は、測距領域に含まれる被写体に対して焦点を合わせる。
【００４３】
図５は測距領域の一例を示す図である。ここでは説明の便宜上、画像を、画像の画素と１対１に対応する光電変換セル１６、位相差検出用セル１７、及び位相差検出用セル１８の配置に置き換えて表している。また、後ほど説明する図６も同様の表現を用いている。
【００４４】
図５では画像の中央部分に測距領域２２が設定されているが、測距領域２２の設定位置に制限はない。
【００４５】
図３の位相差算出領域設定部３４は、図６に示すように、測距領域設定部３２が設定した測距領域２２内に推定窓２４を複数設定する。推定窓２４とは、内部に含まれる位相差検出用セル１７で検出される左画像と、位相差検出用セル１８で検出される右画像と、から位相差を算出するために設けられる領域である。従って、位相差算出領域設定部３４は、複数の位相差検出用セル１７及び位相差検出用セル１８の対を含むように推定窓２４を設定する。
【００４６】
特定部４０は、位相差算出領域設定部３４で測距領域２２内に設定された推定窓２４を用いて、測距領域２２の中から撮像の対象である主要被写体を含むものと推測される領域を特定する。そのため、特定部４０は、位相差取得部４２、分類部４４、ばらつき算出部４６、及び主要被写体領域特定部４８を含む。
【００４７】
位相差取得部４２は、各々の推定窓２４における右画像と左画像との位相差を算出し、各々の推定窓２４の位相差の平均値（平均位相差）を算出して分類部４４に出力する。
【００４８】
分類部４４は、測距領域２２に設定された複数の推定窓２４を、位相差が平均位相差未満の推定窓２４と、位相差が平均位相差以上の推定窓２４と、に分類し、分類結果をばらつき算出部４６へ出力する。なお、説明の便宜上、位相差が平均位相差未満の推定窓２４のグループをＳ群、位相差が平均位相差以上の推定窓２４のグループをＬ群という。
【００４９】
図７は、分類部４４の機能を模式的に示す図である。
【００５０】
図７に示すグラフ２６は、Ｏを原点とし、横軸に位相差、縦軸に推定窓２４の数をとった場合の位相差の分布例を示す図である。また、Ｗ０は平均位相差を示す。この場合、平均位相差Ｗ０未満の位相差を有する推定窓２４がＳ群に分類され、平均位相差Ｗ０以上の位相差を有する推定窓２４がＬ群に分類される。なお、推定窓２４のうち、Ｓ群に分類される推定窓２４を推定窓２４Ｓ、Ｌ群に分類される推定窓２４を推定窓２４Ｌとする。また、以降では推定窓２４を、推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの総称の意味で使用する。
【００５１】
図３のばらつき算出部４６は、測距領域２２における推定窓２４Ｓ、及び推定窓２４Ｌの配置から、Ｓ群及びＬ群毎に、各群に含まれる推定窓の位置の平均と、推定窓の位置のばらつきと、を算出する。以降では、Ｓ群における推定窓２４Ｓの位置の平均をμＳ、Ｓ群における推定窓２４Ｓの位置のばらつきをσＳと表す。また、Ｌ群における推定窓２４Ｌの位置の平均をμＬ、Ｌ群における推定窓２４Ｌの位置のばらつきをσＬと表す。
【００５２】
図８は、ばらつき算出部４６の機能を模式的に示す図である。図８では説明の便宜上、測距領域２２に含まれるＳ群の推定窓２４Ｓと、Ｌ群の推定窓２４Ｌと、を分けて記載している。
【００５３】
推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの位置は、例えば測距領域２２の１つの頂点Ｐを原点としたＸＹ座標で表される。なお、ＸＹ座標上において、推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌのどの部分の位置を推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの位置とするかについての制限はなく、推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの各々において、推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの位置の定義が同じであればよい。例えば推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの重心点、又は推定窓２４Ｓ及び推定窓２４Ｌの右上の点（例えば点Ｐ１）等を、各推定窓２４Ｓ及び各推定窓２４Ｌの位置と定めてもよい。
【００５４】
なお、図８に示す各々の推定窓２４に点Ｐ１は存在するが、図面が煩雑となるため一部の推定窓２４に対して点Ｐ１を図示している。
【００５５】
そして、図３のばらつき算出部４６は、各々の推定窓２４の位置から、推定窓２４Ｓの位置の平均μＳ、推定窓２４Ｓの位置のばらつきσＳ、推定窓２４Ｌの位置の平均μＬ、及び推定窓２４Ｌの位置のばらつきσＬを算出し、主要被写体領域特定部４８に出力する。
【００５６】
主要被写体領域特定部４８は、予め定めた閾値Ｔと、ばらつきσＳ及びばらつきσＬと、の大小関係に従って、Ｓ群及びＬ群の中から主要被写体の画像が含まれる確率が高い方の推定窓２４のグループを選択する。なお、推定窓２４のグループの具体的な選択方法については後ほど説明する。
【００５７】
更に、主要被写体領域特定部４８は、選択した分類に属する推定窓２４の各々を包含する所定形状の閉領域を画像に設定し、閉領域に含まれる選択したグループの推定窓２４の各々の位置の平均μ、及び推定窓２４の位置のばらつきσを算出する。
【００５８】
そして、主要被写体領域特定部４８は、測距領域２２において平均μを中心としたμ±σの範囲の領域を、主要被写体が含まれる領域に特定する。なお、測距領域２２において主要被写体が含まれるものと考えられる領域を主要被写体領域という。
【００５９】
図９は、主要被写体領域特定部４８により設定される主要被写体領域を示す図であり、一例として、主要被写体領域特定部４８がＳ群を選択した場合の主要被写体領域２８を示している。なお、図９では、Ｓ群に含まれる推定窓２４Ｓの各々を包含する閉領域２７と、主要被写体領域２８と、が同じ領域の場合を示しているが、平均μ及びばらつきσの値によっては、閉領域２７と主要被写体領域２８とは異なる範囲を示す場合がある。
【００６０】
そして、図３の主要被写体領域特定部４８は、特定した主要被写体領域２８を算出部５０に出力する。
【００６１】
算出部５０は、主要被写体領域２８に含まれる推定窓２４の各々における位相差の平均値μ０を算出する。そして、算出部５０は、平均値μ０を０に近づけるために必要なレンズ１２の移動距離である補正距離に対応するモータの回転角を算出し、算出した回転角を駆動部６０に出力する。
【００６２】
駆動部６０は、算出部５０で算出された回転角に応じてモータを駆動して、レンズ１２を現在の位置から合焦位置に移動させ、被写体に焦点を合わせる。そして、駆動部６０は、像面位相差ＡＦ方式による合焦処理が終了したことをコントラストＡＦ部７０に通知する。
【００６３】
コントラストＡＦ部７０は、公知のコントラストＡＦ方式による合焦技術を用いて、更にレンズ１２の合焦位置を調整する。
【００６４】
次に、図１０に、撮像装置１０をコンピュータで実現する場合の構成図を示す。
【００６５】
コンピュータ１００は、ＣＰＵ１０２、メモリ１０４、及び不揮発性の記憶部１０６を含む。ＣＰＵ１０２、メモリ１０４、及び不揮発性の記憶部１０６は、バス１０８を介して互いに接続される。また、コンピュータ１００は、他の装置とコンピュータ１００とを接続し、互いにデータを送受信するためのＩ／Ｏ（Input/Output）１１０を備え、Ｉ／Ｏ１１０はバス１０８に接続される。
【００６６】
そして、Ｉ／Ｏ１１０には、例えば入力装置１１２、表示装置１１４、撮像素子１９、及びモータ１１６が接続される。入力装置１１２は、例えば各種スイッチ、ボタン、及びタッチパネル等の、ユーザが撮像装置１０に指示を与えるためのデバイスを含む。また、入力装置１１２は、例えばＣＤ−ＲＯＭ又はフラッシュメモリ等の記録媒体１５０に記録されるデータを読み取るための読み取り装置を含む。表示装置１１４は、例えばユーザに対して撮像装置１０の状態や撮像画像を表示するディスプレイ等の表示デバイスを含む。撮像素子１９は、コンピュータ１００の指示に従って、レンズ１２を介して受光した光の光量を電気信号に変換する。モータ１１６は、コンピュータ１００の指示に従って、ギヤ等を介して連結されたレンズ１２の位置を変更する。なお、記憶部１０６はＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等によって実現できる。
【００６７】
記憶部１０６には、コンピュータ１００を図３に示す撮像装置１０として機能させるための撮像プログラム１２０が記憶される。記憶部１０６に記憶される撮像プログラム１２０は、測距領域設定プロセス１２２、位相差算出領域設定プロセス１２４、位相差取得プロセス１２６、分類プロセス１２８、ばらつき算出プロセス１３０、及び主要被写体領域特定プロセス１３２を含む。更に、撮像プログラム１２０は、算出プロセス１３４、駆動プロセス１３６、及びコントラストＡＦプロセス１３８を含む。
【００６８】
ＣＰＵ１０２は、撮像プログラム１２０を記憶部１０６から読み出してメモリ１０４に展開し、撮像プログラム１２０が有する各プロセスを実行する。
【００６９】
ＣＰＵ１０２が、撮像プログラム１２０を記憶部１０６から読み出してメモリ１０４に展開し、撮像プログラム１２０を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す撮像装置１０として動作する。また、ＣＰＵ１０２が測距領域設定プロセス１２２を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す測距領域設定部３２として動作する。また、ＣＰＵ１０２が位相差算出領域設定プロセス１２４を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す位相差算出領域設定部３４として動作する。また、ＣＰＵ１０２が位相差取得プロセス１２６を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す位相差取得部４２として動作する。また、ＣＰＵ１０２が分類プロセス１２８を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す分類部４４として動作する。また、ＣＰＵ１０２がばらつき算出プロセス１３０を実行することで、コンピュータ１００が図３に示すばらつき算出部４６として動作する。また、ＣＰＵ１０２が主要被写体領域特定プロセス１３２を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す主要被写体領域特定部４８として動作する。また、ＣＰＵ１０２が算出プロセス１３４を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す算出部５０として動作する。また、ＣＰＵ１０２が駆動プロセス１３６を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す駆動部６０として動作する。更に、ＣＰＵ１０２がコントラストＡＦプロセス１３８を実行することで、コンピュータ１００が図３に示すコントラストＡＦ部７０として動作する。
【００７０】
なお、ＣＰＵ１０２が測距領域設定プロセス１２２及び位相差算出領域設定プロセス１２４を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す設定部３０として動作する。また、ＣＰＵ１０２が位相差取得プロセス１２６、分類プロセス１２８、ばらつき算出プロセス１３０、及び主要被写体領域特定プロセス１３２を実行することで、コンピュータ１００が図３に示す特定部４０として動作する。
【００７１】
更に、ＣＰＵ１０２が、閾値格納領域１４０に含まれる閾値をメモリ１０４に展開することで、メモリ１０４に推定窓２４の位置のばらつきを分類するための閾値Ｔが記憶される。また、ＣＰＵ１０２が、撮像素子情報格納領域１４２に含まれる撮像素子情報をメモリ１０４に展開することで、メモリ１０４に撮像素子配置テーブルが記憶される。なお、撮像素子配置テーブルとは、撮像素子１９の受光面における光電変換セル１６、位相差検出用セル１７、及び位相差検出用セル１８の配置を示すテーブルであり、画像の各画素が何れの種類のセルに対応した画素であるかを取得できる。
【００７２】
なお、コンピュータ１００は、例えば半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit)等で実現することも可能である。
【００７３】
次に、本実施形態に係る撮像装置１０の作用について説明する。本実施形態に係る撮像装置１０は、例えばユーザの操作に伴い、入力装置１１２から撮像を開始する指示を受け付けた場合に撮像処理を実行する。
【００７４】
図１１は、本実施形態に係る撮像装置１０の撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７５】
まず、ステップＳ１０において、測距領域設定部３２は、撮像素子１９の各セルから出力される画素値を取得する。そして、測距領域設定部３２は、取得した画素値の各々を、画素値を出力したセルの受光面における位置と対応させて、メモリ１０４の予め定めた領域に記憶する。このように、メモリ１０４に記憶された画素値の集合が画像となる。
【００７６】
次に、測距領域設定部３２は画像上に測距領域２２を設定する。図５の例では、測距領域設定部３２は測距領域２２を矩形状に設定しているが、測距領域２２の形状に制限はない。また、既に述べたように、画像上における測距領域２２の設定位置にも制限はない。しかしながら、測距領域設定部３２は、例えば公知の画像認識技術等を用いて、動物、植物、及び建物等、何らかの物体が写っていると推測される領域に測距領域２２を設定することが好ましい。
【００７７】
ステップＳ２０において、位相差算出領域設定部３４は、図６に示すようにステップＳ１０の処理で設定した測距領域２２内に、複数の推定窓２４を設定する。位相差算出領域設定部３４は推定窓２４を設定する際、推定窓２４の各々に位相差検出用セル１７に対応する画素と、位相差検出用セル１８に対応する画素と、の対が含まれるように、各推定窓２４を設定する。これは、位相差取得部４２が推定窓２４の各々で、位相差検出用セル１７に対応する画素の画素値から得られる左画像と、位相差検出用セル１８に対応する画素の画素値から得られる右画像と、を取得できるようにするためである。
【００７８】
なお、位相差算出領域設定部３４は、メモリ１０４に予め記憶される撮像素子配置テーブルを参照して、位相差検出用セル１７及び位相差検出用セル１８に対応する画素を選択すればよい。
【００７９】
ステップＳ３０において、位相差取得部４２は、ステップＳ２０の処理で設定した推定窓２４の各々で、右画像と左画像との位相差を算出したか否かを判定する。そして、否定判定の場合にはステップＳ４０に移行する。
【００８０】
ステップＳ４０において、位相差取得部４２は、ステップＳ２０の処理で設定した推定窓２４の各々の中から、未選択の推定窓２４を１つ選択する。そして、位相差取得部４２は、選択した推定窓２４に含まれる位相差検出用セル１７に対応する画素の画素値を読み込んで左画像を取得すると共に、選択した推定窓２４に含まれる位相差検出用セル１８に対応する画素の画素値を読み込んで右画像を取得する。
【００８１】
次に、ステップＳ５０において、位相差取得部４２は、画像の左右方向に沿って、ステップＳ４０の処理で取得した右画像を、予め定めた画素数の範囲内で１画素ずつ移動させる。そして、位相差取得部４２は、移動毎の各位置における右画像と左画像との差分絶対値和（SAD：Sum of Absolute Difference）を算出する。具体的には、右画像と左画像との差分絶対値和とは、対となる位相差検出用セル１７及び位相差検出用セル１８毎の、位相差検出用セル１７に対応する画素の画素値と、位相差検出用セル１８に対応する画素の画素値と、の差分の絶対値の和で表される。
【００８２】
そして、位相差取得部４２は、予め定めた画素数の範囲内における各位置での差分絶対値和を参照し、右画像の移動前の位置から差分絶対値和が最も小さくなる位置までの移動画素数を、右画像と左画像との位相差として算出する。
【００８３】
そして、位相差取得部４２は、算出した位相差を位相差の算出元である推定窓２４の情報と対応づけてメモリ１０４の予め定めた領域に記憶すると共に、位相差の算出元である推定窓２４の情報に選択済みの識別子を設定する。従って、ステップＳ３０及びステップＳ４０の処理において、位相差を算出した推定窓２４であるか否かの判定は、推定窓２４に設定される選択済みの識別子の有無に従って判定される。
【００８４】
なお、予め定めた画素数とは右画像を移動する際の移動画素数の最大値を表し、撮像装置１０の実機による実験や撮像装置１０の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め求められる数値である。
【００８５】
また、本実施形態では、左画像の位置を固定して右画像を移動する例を説明したが、右画像の位置を固定して左画像を移動するようにしても、同じ差分絶対値和が得られることは言うまでもない。
【００８６】
図１２は、ステップＳ５０の処理を模式的に示す図である。図１２に示すように、右画像を、予め定めた画素数の範囲内で画像の左右方向を示す矢印ＡＲの方向に移動させることで、移動位置毎の差分絶対値和を示すグラフ５２が得られる。原点Ｑは右画像の移動前における位置を表し、例えば右画像をＡＲ１方向に移動させる場合の位相差を“＋”、右画像をＡＲ２方向に移動させる場合の位相差を“−”で表す。
【００８７】
一方、ステップＳ３０の処理において肯定判定の場合、すなわち、各々の推定窓２４に対してステップＳ４０及びステップＳ５０の処理を実行し、各々の推定窓２４における位相差を算出した場合には、ステップＳ６０に移行する。
【００８８】
ステップＳ６０において、特定部４０は、測距領域２２の中から主要被写体領域２８を選択する主要被写体領域選択処理を実行する。従って、以下では主要被写体領域選択処理について説明し、説明終了の後、図１１の撮像処理の説明に戻る。
【００８９】
図１３は、ステップＳ６０の処理で実行される主要被写体領域選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００９０】
まず、ステップＳ６００において、位相差取得部４２は、ステップＳ５０の処理で算出した各々の推定窓２４の位相差をメモリ１０４から読み込み、位相差を読み込んだ全ての推定窓２４の平均位相差を算出する。そして、位相差取得部４２は、算出した平均位相差をメモリ１０４の予め定めた領域に記憶する。
【００９１】
ステップＳ６１０において、分類部４４は、ステップＳ５０の処理で算出した各々の推定窓２４の位相差、及びステップＳ６００の処理で算出した平均位相差をメモリ１０４から読み込む。そして、分類部４４は、ステップＳ２０の処理で測距領域２２に設定された複数の推定窓２４を、位相差が平均位相差未満のＳ群の推定窓２４と、位相差が平均位相差以上のＬ群の推定窓２４と、に分類する。分類部４４は、Ｓ群に分類した推定窓２４ＳにＳ群であることを示す識別子を、また、Ｌ群に分類した推定窓２４ＬにＬ群であることを示す識別子を対応づけて、メモリ１０４の予め定めた領域に記憶する。なお、推定窓２４がＳ群かＬ群かを示す識別子を分類識別子という。
【００９２】
このように、推定窓２４をＳ群とＬ群に分類する理由は、測距領域２２に主要被写体と、主要被写体でない被写体（非主要被写体）が含まれる場合に対応するためである。ここでは一例として、分類部４４は平均位相差を用いて推定窓２４を複数の種類に分類する。なお、推定窓２４の分類に用いる基準として平均位相差を採用する理由は、平均位相差を境界にして、主要被写体と非主要被写体とを分離できる傾向にあるためである。
【００９３】
ステップＳ６２０において、ばらつき算出部４６は、図８に示す頂点Ｐのように、測距領域２２の予め定めた点を原点とした場合における各々の推定窓２４の位置を取得する。例えば、ばらつき算出部４６は、測距領域２２の頂点Ｐを原点とするＸＹ座標において、各推定窓２４の右上の点Ｐ１を各々の推定窓２４の位置と定義して、推定窓２４の位置を取得する。
【００９４】
そして、ばらつき算出部４６は、ステップＳ６１０の処理で設定された推定窓２４の分類識別子を参照し、Ｓ群に含まれる推定窓２４Ｓの位置の平均μＳ、推定窓２４Ｓの位置のばらつきσＳを算出する。また、ばらつき算出部４６は、ステップＳ６１０の処理で設定された推定窓２４の分類識別子を参照し、推定窓２４Ｌの位置の平均μＬ、及び推定窓２４Ｌの位置のばらつきσＬを算出する。
【００９５】
なお、一例として、ばらつき算出部４６は推定窓２４の位置のばらつきを標準偏差として算出するが、これに限定されない。ばらつき算出部４６は、推定窓２４の位置のばらつきを定量的に表すことができる指標であればどの様な指標を用いてもよい。例えば、ばらつき算出部４６は、各群に含まれる推定窓２４の位置の平均から最も離れた推定窓２４までの距離を、当該群に含まれる推定窓２４の位置のばらつきとしてもよい。また、ばらつき算出部４６は、分散値を推定窓２４の位置のばらつきとしてもよい。
【００９６】
そして、ばらつき算出部４６は、算出した平均μＳ、ばらつきσＳ、平均μＬ、及びばらつきσＬを、メモリ１０４の予め定めた領域に記憶する。
【００９７】
ステップＳ６３０において、主要被写体領域特定部４８は、メモリ１０４から閾値Ｔ、平均μＳ、ばらつきσＳ、平均μＬ、及びばらつきσＬを取得する。そして、主要被写体領域特定部４８は、ばらつきσＳ及びばらつきσＬが共に閾値Ｔより小さいか否かを判定し、肯定判定の場合にはステップＳ６４０に移行し、否定判定の場合にはステップＳ６５０へ移行する。
【００９８】
なお、閾値Ｔは、予め定めた標準偏差σ０を引数とする関数ｆ１(σ０)によって与えられる値であり、測距領域２２における主要被写体の撮像位置の推定に影響を与える、画像の画素値に重畳するノイズの基準量を規定する。標準偏差σ０及び関数ｆ１(σ０)は、撮像装置１０の実機による実験や撮像装置１０の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め求められ、例えばメモリ１０４の予め定めた領域に予め記憶されている値である。
【００９９】
次に、主要被写体領域特定部４８は、ばらつきσＳ及びばらつきσＬと、閾値Ｔと、の大小関係により測距領域２２における主要被写体の撮像位置を推定する。
【０１００】
例えば、ばらつきσＳ及びばらつきσＬが共に閾値Ｔより小さい場合には、画像の画素値に重畳するノイズは、基準量より少ない状態にあると考えられる。主要被写体は、非主要被写体より大きく撮影される傾向にあるため、こうしたノイズが基準値より少ない状況においては、Ｓ群及びＬ群のうち、ばらつきσＳ、σＬがより大きい方の群に含まれる推定窓２４の分布範囲に存在している可能性が高い。
【０１０１】
従って、ステップＳ６４０において、主要被写体領域特定部４８は、Ｓ群及びＬ群のうち、ばらつきσＳ、σＬがより大きい方（推定窓２４の分布範囲が広い方）の群を選択する。
【０１０２】
一方、ばらつきσＳ及びばらつきσＬの少なくとも一方が閾値Ｔ以上の場合は、ノイズが影響している可能性が高く、画像の画素値に重畳するノイズは、基準量より多い状態にあると考えられる。こうしたノイズが基準値より多い状況では、Ｓ群及びＬ群の各群に含まれる推定窓２４の分布範囲が、対応する画像上の被写体の分布範囲に対して誤差を含むことになる。従って、主要被写体領域特定部４８は、主要被写体と非主要被写体との大きさの関係から主要被写体の位置を正しく判断することが困難となる。しかし、主要被写体は、推定窓２４の位置の平均付近にまとまって存在する傾向にある。従って、こうしたノイズが基準値より多い状況では、主要被写体は、Ｓ群及びＬ群のうち、ばらつきがより小さい方の群に含まれる推定窓２４の分布範囲に存在している可能性が高い。
【０１０３】
従って、ステップＳ６５０において、主要被写体領域特定部４８は、Ｓ群及びＬ群のうち、ばらつきがより小さい方（推定窓２４の分布範囲が狭い方）の群を選択する。
【０１０４】
ステップＳ６６０において、主要被写体領域特定部４８は、ステップＳ６４０又はステップＳ６５０の処理で選択した群に属する推定窓２４の各々を包含する所定形状かつ最小の大きさを有する閉領域２７を測距領域２２に設定する。そして、主要被写体領域特定部４８は、選択した推定窓２４の位置の偏り状態を反映するため、閉領域２７において、選択した推定窓２４の各々の位置の平均μ、及び推定窓２４の位置のばらつきσを算出する。
【０１０５】
すなわち、図９に示したように、閉領域２７には、Ｓ群に含まれる推定窓２４Ｓ及びＬ群に含まれる推定窓２４Ｌが共に含まれる場合がある。しかし、主要被写体領域特定部４８は、閉領域２７に含まれる推定窓２４のうち、ステップＳ６４０又はステップＳ６５０で選択した推定窓２４のみを用いて、閉領域２７における推定窓２４の位置の平均μ、及び推定窓２４の位置のばらつきσを算出する。
なお、既にステップＳ６２０の処理で算出した、推定窓２４Ｓの位置の平均μＳ及び推定窓２４Ｓの位置のばらつきσＳ、若しくは、推定窓２４Ｌの位置の平均μＬ及び推定窓２４Ｌの位置のばらつきσＬを流用してもよい。
【０１０６】
そして、主要被写体領域特定部４８は、測距領域２２において平均μを中心としたμ±σの範囲の領域を主要被写体領域２８として特定する。なお、主要被写体領域２８が推定窓２４の一部分を含むように設定される場合には、一部分が含まれる推定窓２４の全体を包含するように主要被写体領域２８を設定し直すか、一部分が含まれる推定窓２４を取り除くように主要被写体領域２８を設定し直す。これは、後述する図１１のステップＳ７０の処理で、推定窓２４単位で位相差の平均を算出する必要があるためである。
【０１０７】
以上により、図１１に示すステップＳ６０の主要被写体領域選択処理が終了し、測距領域２２の中から、主要被写体の撮像位置を表す主要被写体領域２８が選択される。
【０１０８】
説明を、図１１に示す撮像装置１０の撮像処理に戻す。
【０１０９】
ステップＳ７０において、算出部５０は、ステップＳ６０の処理で選択した主要被写体領域２８に含まれる推定窓２４の各々における位相差の平均値μ０を算出する。なお、主要被写体領域２８に含まれる推定窓２４の各々における位相差は、ステップＳ５０の処理によって既に位相差取得部４２が算出した各推定窓２４の位相差を利用することができる。
【０１１０】
平均値μ０は、主要被写体の撮像位置における推定窓２４の焦点ずれの量を示す値であるため、平均値μ０が０に近づくようにレンズ１２を移動させることで、レンズ１２の焦点を主要被写体に合わせることができる。
【０１１１】
従って、算出部５０は、位相差の平均値μ０と、レンズ１２を平均値μ０に対応する補正距離だけ移動させるためのモータ１１６の回転角と、を対応づける回転角テーブルを参照して、モータ１１６の回転角を取得する。なお、回転角テーブルは、撮像装置１０の実機による実験や撮像装置１０の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め求められ、メモリ１０４の予め定めた領域に記憶される。
【０１１２】
図１４に、回転角テーブル８０の一例を示す。なお、例示した回転角テーブル８０の各値は回転角テーブル８０の説明のための値であり、実際に撮像装置１０で用いられる値とは異なる。回転角テーブル８０における回転角の正負の符号は、モータ１１６の回転方向を表す。例えば正値の回転角は、レンズ１２を受光面に近づける方向に移動させるモータ１１６の回転方向に、回転角の絶対値で表される角度だけモータ１１６を回転させることを表す。また、負値の回転角は、レンズ１２を受光面から遠ざける方向に移動させるモータ１１６の回転方向に、回転角の絶対値で表される角度だけモータ１１６を回転させることを表す。
【０１１３】
そして、算出部５０は、回転角テーブル８０から取得した回転角をメモリ１０４の予め定めた領域に記憶する。
【０１１４】
なお、平均値μ０は、推定窓２４が属する群に関係なく、主要被写体領域２８に含まれる推定窓２４から算出した位相差の平均であるため、一方の群に含まれる推定窓２４から算出した位相差の平均値に比べて、主要被写体に対する焦点のずれ量を精度よく表す。
【０１１５】
また、ステップＳ７０の処理では、算出部５０は、回転角テーブル８０を用いて平均値μ０に対応する回転角を算出したが、例えば平均値μ０を引数とする関数ｆ２(μ０)を用いて平均値μ０に対応する回転角を算出してもよいことは言うまでもない。
【０１１６】
ステップＳ８０において、駆動部６０は、メモリ１０４からステップＳ７０の処理で算出したモータ１１６の回転角を取得する。そして、駆動部６０は、取得した回転角に従って、モータ１１６を駆動する。
【０１１７】
以上、説明した図１１のステップＳ１０からＳ８０までの撮像処理により、レンズ１２が主要被写体の合焦位置近辺に移動する。この後、コントラストＡＦ部７０は、公知のコントラストＡＦ方式による合焦技術を用いてレンズ１２の合焦位置を調整することで、像面位相差ＡＦ方式だけで合焦する場合に比べて、合焦精度が向上する。
【０１１８】
ここで、図１５に示すように、測距領域２２に主要被写体である人物７２と、人物７２の背後に位置する非主要被写体である車両７４と、が含まれる場合の撮像について検討する。
【０１１９】
図１５の測距領域２２には、被写体距離が異なる人物７２と車両７４が含まれる。従って、単に測距領域２２に含まれる各々の推定窓２４の平均位相差から補正距離を算出してしまうと、何れの被写体にも焦点が合わないという状況が発生する場合が考えられる。
【０１２０】
しかし、本実施形態に係る撮像装置１０では、測距領域２２の中から、他の領域に比べて主要被写体の像が含まれる可能性の高い主要被写体領域２８を特定し、主要被写体領域２８に含まれる各推定窓２４の平均位相差から補正距離を算出する。従って、撮像装置１０は、測距領域２２に含まれる各々の推定窓２４の平均位相差から補正距離を算出する場合と比較して、主要被写体に精度よく合焦できる。例えば図１５の場合、撮像装置１０は人物７２に合焦することができる。
【０１２１】
更に、本実施形態に係る撮像装置１０では、測距領域２２に含まれる推定窓２４をＳ群とＬ群とに分割し、各群における推定窓２４の位置のばらつきの度合いと、閾値Ｔとの大小関係に応じて、一方の群より主要被写体の像が含まれる可能性が高い群を選択する。すなわち、本実施形態に係る撮像装置１０では、光電変換セルが出力する画素値に含まれるノイズの重畳量に応じて、何れの群に主要被写体の像が含まれる可能性が高いかを判定する。従って、例えば推定窓２４の位置のばらつきの度合いが大きい方の群を含む領域に主要被写体の像が含まれると固定的に判断する場合と比較して、更に被写体に精度よく焦点を合わせることができる。
【０１２２】
なお、図１３に示すステップＳ６１０の処理において、分類部４４は、測距領域２２に含まれる推定窓２４を、推定窓２４の位相差が測距領域２２に含まれる推定窓２４の各々の平均位相差Ｗ０未満か否かによってＳ群とＬ群とに分類した。しかし、測距領域２２に含まれる推定窓２４の分類方法はこれに限定されない。
【０１２３】
図１６は、図７からグラフ２６を抽出した図である。例示したグラフ２６には、位相差に関して２つのピーク値Ｗ２及びＷ３が存在する。この様な場合、一方のピーク値が主要被写体に対する位相差の分布のピーク値を表し、他方のピーク値が非主要被写体に対する位相差の分布のピーク値を表すものと考えることができる。従って、分類部４４は、ピーク値Ｗ２とピーク値Ｗ３との間に存在する極小点での位相差Ｗ１を基準値とし、測距領域２２に含まれる推定窓２４を、推定窓２４の位相差が位相差Ｗ１未満か否かによってＳ群とＬ群とに分類してもよい。
【０１２４】
以上、実施形態を用いて開示の技術を説明したが、開示の技術は各々の実施形態に記載の範囲には限定されない。開示の技術の要旨を逸脱しない範囲で各々の実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も開示の技術の技術的範囲に含まれる。例えば、開示の技術の要旨を逸脱しない範囲で処理の順序を変更してもよい。
【０１２５】
また、実施形態では、撮像プログラム１２０が記憶部に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されるものではない。開示の技術に係る撮像プログラム１２０は、コンピュータ読取可能な記録媒体１５０に記録されている形態で提供することも可能である。例えば、開示の技術に係る撮像プログラム１２０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、及びＵＳＢメモリ等の可搬型記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。また、開示の技術に係る撮像プログラム１２０は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ等に記録されている形態で提供することも可能である。
【０１２６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２７】
（付記１）
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光により被写体を撮像する撮像部と、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定する特定部と、
前記特定部によって特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する算出部と、
を含む撮像装置。
【０１２８】
（付記２）
前記特定部は、前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきの各々が前記予め設定した閾値より小さい場合は、前記個々のグループのうち前記第１領域の位置のばらつきがより大きいグループを選択し、前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきのうち、少なくとも１つが前記予め設定した閾値より大きい場合は、前記個々のグループのうち前記前記第１領域の位置のばらつきがより小さいグループを選択し、選択したグループに属する前記第１領域の各々の位置の平均値及びばらつきから前記第２領域を特定する
付記１記載の撮像装置。
【０１２９】
（付記３）
前記特定部は、前記選択したグループに属する前記第１領域の位置の平均値で表される点を基準とした、前記選択したグループに属する前記第１領域の位置のばらつきで表される範囲内の領域を、前記第２領域として特定する
付記２記載の撮像装置。
【０１３０】
（付記４）
前記特定部は、前記第１領域の各々の位相差と、前記第１領域の各々の位相差の平均値と、を比較して、前記第１領域の各々を前記複数のグループに分類する
付記１〜付記３の何れか１項に記載の撮像装置。
【０１３１】
（付記５）
前記第１領域の位置のばらつきの度合いを標準偏差で表す
付記１〜付記４の何れか１項に記載の撮像装置。
【０１３２】
（付記６）
コンピュータに、
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子により、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光で表される被写体を撮像し、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定し、
特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する
ことを含む処理を実行させる撮像方法。
【０１３３】
（付記７）
前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきの各々が前記予め設定した閾値より小さい場合は、前記個々のグループのうち前記第１領域の位置のばらつきがより大きいグループを選択し、前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきのうち、少なくとも１つが前記予め設定した閾値より大きい場合は、前記個々のグループのうち前記前記第１領域の位置のばらつきがより小さいグループを選択し、選択したグループに属する前記第１領域の各々の位置の平均値及びばらつきから前記第２領域を特定する
付記６記載の撮像方法。
【０１３４】
（付記８）
前記選択したグループに属する前記第１領域の位置の平均値で表される点を基準とした、前記選択したグループに属する前記第１領域の位置のばらつきで表される範囲内の領域を、前記第２領域として特定する
付記７記載の撮像方法。
【０１３５】
（付記９）
前記第１領域の各々の位相差と、前記第１領域の各々の位相差の平均値と、を比較して、前記第１領域の各々を前記複数のグループに分類する
付記６〜付記８の何れか１項に記載の撮像方法。
【０１３６】
（付記１０）
前記第１領域の位置のばらつきの度合いを標準偏差で表す
付記６〜付記９の何れか１項に記載の撮像方法。
【０１３７】
（付記１１）
コンピュータに、
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子により、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光で表される被写体を撮像し、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定し、
特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する
ことを含む処理を実行させるための撮像プログラム。
【０１３８】
（付記１２）
前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきの各々が前記予め設定した閾値より小さい場合は、前記個々のグループのうち前記第１領域の位置のばらつきがより大きいグループを選択し、前記個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきのうち、少なくとも１つが前記予め設定した閾値より大きい場合は、前記個々のグループのうち前記前記第１領域の位置のばらつきがより小さいグループを選択し、選択したグループに属する前記第１領域の各々の位置の平均値及びばらつきから前記第２領域を特定する
付記１１記載の撮像プログラム。
【０１３９】
（付記１３）
前記選択したグループに属する前記第１領域の位置の平均値で表される点を基準とした、前記選択したグループに属する前記第１領域の位置のばらつきで表される範囲内の領域を、前記第２領域として特定する
付記１２記載の撮像プログラム。
【０１４０】
（付記１４）
前記第１領域の各々の位相差と、前記第１領域の各々の位相差の平均値と、を比較して、前記第１領域の各々を前記複数のグループに分類する
付記１１〜付記１３の何れか１項に記載の撮像プログラム。
【０１４１】
（付記１５）
前記第１領域の位置のばらつきの度合いを標準偏差で表す
付記１１〜付記１４の何れか１項に記載の撮像プログラム。
【０１４２】
（付記１６）
コンピュータに、
像面位相差検出方式で合焦位置を算出するための位相差を検出する位相差検出部が受光面内の複数個所に配置された撮像素子により、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射される光で表される被写体を撮像し、
互いに異なる前記位相差検出部を含むように設定された複数の第１領域を、個々の前記第１領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の大小関係に基づいて複数のグループに分類し、分類した個々のグループに含まれる前記第１領域の位置のばらつきと、予め設定した閾値と、の大小関係に応じて、被写体に対応すると推定される第２領域を特定し、
特定された前記第２領域に含まれる前記位相差検出部によって検出された位相差の平均に基づいて前記合焦位置を算出する
ことを含む処理を実行させるための撮像プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…撮像装置、１２…レンズ、１４Ｌ、１４Ｒ…マイクロレンズ、１６、１７、１８…光電変換セル、１９…撮像素子、２０…撮像部、２２…測距領域、２４…推定窓、２７…閉領域、２８…主要被写体領域、３０…設定部、３２…測距領域設定部、３４…位相差算出領域設定部、４０…特定部、４２…位相差取得部、４４…分類部、４６…算出部、４８…主要被写体領域特定部、５０…算出部、６０…駆動部、７０…コントラストＡＦ部、１００…コンピュータ、１０２…ＣＰＵ、１０４…メモリ、１０６…記憶部、１０８…バス、１１２…入力装置、１１４…表示装置、１１６…モータ、１２０…撮像プログラム、１５０…記録媒体
【図１】
2016114785.tif 000003
【図２】
2016114785.tif 000004
【図３】
2016114785.tif 000005
【図４】
2016114785.tif 000006
【図５】
2016114785.tif 000007
【図６】
2016114785.tif 000008
【図７】
2016114785.tif 000009
【図８】
2016114785.tif 000010
【図９】
2016114785.tif 000011
【図１０】
2016114785.tif 000012
【図１１】
2016114785.tif 000013
【図１２】
2016114785.tif 000014
【図１３】
2016114785.tif 000015
【図１４】
2016114785.tif 000016
【図１５】
2016114785.tif 000017
【図１６】
2016114785.tif 000018