(57)【要約】【課題】補助光を用いた自動焦点調節において、動作時間を抑制しつつ高精度の自動焦点調節を行うことができる撮像装置及び焦点調節方法を提供する。【解決手段】撮像装置１は、焦点調節を補助するための予め定められた明暗パターンの補助光を被写体に対して投光する補助光投光部１３と、撮像素子１１と、撮像素子１１により撮像された画像から抽出された周波数成分を用いてコントラスト方式による焦点調節を行うコントラストＡＦ部１２１と、焦点調節の条件を設定する条件設定部１２３とを有する。条件設定部１２３は、補助光投光部１３による投光時の被写体の輝度に基づいて、コントラストＡＦ部１２１による焦点調節のために抽出される周波数帯域を変更する。【選択図】図１３
2016090959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節を補助するための予め定められた明暗パターンの補助光を被写体に対して投光する補助光投光手段と、
撮像素子と、
前記撮像素子により撮像された画像から抽出された周波数成分を用いてコントラスト方式による焦点調節を行う第一の自動焦点調節手段と、
焦点調節の条件を設定する条件設定手段と
を有し、
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節のために抽出される周波数帯域を変更する
撮像装置。
【請求項２】
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が予め定められた閾値以上である場合、第一の周波数帯の周波数成分を抽出し、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が前記予め定められた閾値未満である場合、前記第一の周波数帯よりも低い周波数帯である第二の周波数帯の周波数成分を抽出するよう設定する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記条件設定手段は、さらに、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節の際の露光時間を変更する
請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が予め定められた閾値以上である場合、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節の際の露光時間を第一の露光時間に設定し、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が前記予め定められた閾値未満である場合、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節の際の露光時間を前記第一の露光時間よりも長い第二の露光時間に設定する
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記条件設定手段は、さらに、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記撮像素子の画素のうち、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節の際に用いる画素の範囲を変更する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が予め定められた閾値以上である場合、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節の際に第一の範囲の画素を用いるよう設定し、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が前記予め定められた閾値未満である場合、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節の際に前記第一の範囲よりも広い第二の範囲の画素を用いるよう設定する
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
位相差方式による焦点調節を行う第二の自動焦点調節手段をさらに有し、
前記条件設定手段は、さらに、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際の処理条件を変更する
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際に画素値の積算が行われるフレーム数を変更する
請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が予め定められた閾値以上である場合、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際に第一のフレーム数の画素値の積算を行い、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が前記予め定められた閾値未満である場合、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際に前記第一のフレーム数よりも多い第二のフレーム数の画素値の積算を行うよう設定する
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記条件設定手段は、さらに、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際の露光時間を変更する
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が予め定められた閾値以上である場合、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際の露光時間を第三の露光時間に設定し、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が前記予め定められた閾値未満である場合、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際の露光時間を前記第三の露光時間よりも長い第四の露光時間に設定する
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像素子は、瞳分割を行う焦点検出用の画素を含み、
前記第二の自動焦点調節手段は、前記焦点検出用の画素を用いて位相差方式による焦点調節を行う
請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記条件設定手段は、さらに、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の際に用いる前記焦点検出用の画素の範囲を変更する
請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第一の自動焦点調節手段は、前記第二の自動焦点調節手段による焦点調節の信頼性の指標となる評価値が予め定められた基準を満たさず、かつ、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度が予め定められた閾値未満である場合、フォーカス位置が無限遠方向に変更されるようフォーカスレンズを移動させる
請求項７乃至１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記補助光投光手段は、前記焦点検出用の画素の配列に対応した前記明暗パターンの補助光を投光する
請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１６】
焦点調節を補助するための予め定められた明暗パターンの補助光を被写体に対して投光し、
前記補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて設定された周波数帯域の周波数成分を撮像素子により撮像された画像から抽出してコントラスト方式による焦点調節を行う
焦点調節方法。
【請求項１７】
さらに、前記補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、コントラスト方式による焦点調節の際の露光時間を変更する
請求項１６に記載の焦点調節方法。
【請求項１８】
さらに、前記補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、前記撮像素子の画素のうち、コントラスト方式による焦点調節の際に用いる画素の範囲を変更する
請求項１６又は１７に記載の焦点調節方法。
【請求項１９】
さらに、前記補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、位相差方式による焦点調節の際の処理条件を変更する
請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の焦点調節方法。
【請求項２０】
前記補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、位相差方式による焦点調節の際に画素値の積算が行われるフレーム数を変更する
請求項１９に記載の焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び焦点調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラにおけるオートフォーカス（ＡＦ：Autofocus）では、一般的に、被写体の輝度が低い場合、又は被写体のコントラストが低い場合、ＡＦ性能が劣化する。このため、オートフォーカスを補助するための補助光を発光することで被写体の輝度及びコントラストを上げることにより焦点調節を可能とする技術が知られている。また、近年、オートフォーカスの高速化及び高精度化が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、被写体における照度が低照度となる場合、照度を補うための補助光を点灯し、撮像した被写体の画像に基づいて得られるコントラスト信号によって合焦する撮像装置において、オートフォーカスの動作時間を短縮することが記載されている。特許文献１に記載の撮像装置では、点灯された補助光の到達する距離に対応するように、フォーカスレンズの移動範囲が設定される。
【０００４】
また、特許文献２では、被写体が暗い場合においてより確実にオートフォーカスを行うためのカメラとして、次のようなカメラについて開示している。特許文献２に開示されたカメラは、補助光照射ユニットによる被写体への照射により得られる反射光の信号レベルが所定値以上である領域をオートフォーカス用検出領域と決定し、決定されたオートフォーカス用検出領域からの出力にもとづいて焦点状態を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１６４０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１２８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、補助光を用いた自動焦点調節において、動作時間を抑制しつつ高精度の自動焦点調節を行うことができる撮像装置及び焦点調節方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる撮像装置は、焦点調節を補助するための予め定められた明暗パターンの補助光を被写体に対して投光する補助光投光手段と、撮像素子と、前記撮像素子により撮像された画像から抽出された周波数成分を用いてコントラスト方式による焦点調節を行う第一の自動焦点調節手段と、焦点調節の条件を設定する条件設定手段とを有し、前記条件設定手段は、前記補助光投光手段による投光時の被写体の輝度に基づいて、前記第一の自動焦点調節手段による焦点調節のために抽出される周波数帯域を変更する。
【０００８】
本発明にかかる焦点調節方法は、焦点調節を補助するための予め定められた明暗パターンの補助光を被写体に対して投光し、前記補助光投光時の被写体の輝度に基づいて設定された周波数帯域の周波数成分を撮像素子により撮像された画像から抽出してコントラスト方式による焦点調節を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、補助光を用いた自動焦点調節において、動作時間を抑制しつつ高精度の自動焦点調節を行うことができる撮像装置及び焦点調節方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態にかかる撮像装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態にかかる補助光投光部の構成の一例を示す模式図である。
【図３】実施の形態にかかる補助光投光部が備えるマスクの構成の一例を示す平面図である。
【図４】実施の形態にかかる補助光投光部により投影面に投影される明暗パターンの一例を示す模式図である。
【図５】実施の形態にかかるコントラストＡＦ部が用いるフィルタの周波数特性を示すグラフである。
【図６】実施の形態にかかるコントラストＡＦ部が用いるフィルタの周波数特性を示すグラフである。
【図７】実施の形態にかかるコントラストＡＦ部による合焦位置の演算について説明する模式図である。
【図８】実施の形態にかかる撮像素子の一例を示す模式図である。
【図９】焦点が被写体より手前にずれている場合の焦点検出用の画素の画素値の一例を示すグラフである。
【図１０】焦点が被写体より後方にずれている場合の焦点検出用の画素の画素値の一例を示すグラフである。
【図１１】焦点が被写体に合っている場合の焦点検出用の画素の画素値の一例を示すグラフである。
【図１２】実施の形態にかかる撮像装置における自動焦点調節の動作の一例について示すフローチャートであり、動作の全体が示されている。
【図１３】実施の形態にかかる撮像装置における自動焦点調節の動作の一例について示すフローチャートであり、第１の処理の内容が示されている。
【図１４】実施の形態にかかる撮像装置における自動焦点調節の動作の一例について示すフローチャートであり、第２の処理の内容が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１２】
図１は、実施の形態にかかる撮像装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態で例示する撮像装置１は、カメラ本体１０にレンズ２０が装着されている。なお、本実施の形態では、撮像装置１は、一例としてレンズ交換式のミラーレスカメラとして構成されているが、撮像装置１の構成は、レンズ交換式のミラーレスカメラに限定されず、例えば、撮像装置１がミラー構造を有してもよい。
【００１３】
カメラ本体１０内には撮像素子１１、カメラ制御部１２、補助光投光部１３、ＡＦボタン１４を有する。また、レンズ２０内には、複数のレンズからなるレンズ群２１と、レンズ群２１の位置を変えるためのレンズ駆動機構２２、フォーカスエンコーダ２３、レンズ内各部を制御するレンズ制御部２４を有する。
【００１４】
まず、レンズ２０の各構成について説明する。
レンズ群２１は、フォーカスレンズ２１０を有する。フォーカスレンズ２１０は、レンズ駆動機構２２による駆動でフォーカス位置が調整できるように構成されている。レンズ駆動機構２２は、レンズ制御部２４からの制御信号にしたがって図示しないモータなどを駆動し、フォーカスレンズ２１０などのレンズを光軸方向に移動させる。フォーカスエンコーダ２３は、フォーカスレンズ２１０の光軸方向での位置（フォーカス位置）を検出する。フォーカスエンコーダ２３は、例えば、位置に応じてパルス信号をレンズ制御部２４に出力する。レンズ制御部２４は、カメラ制御部１２の後述するレンズ駆動指示部１２４からの信号にしたがって、合焦動作のためにレンズ駆動機構２２を制御してフォーカスレンズ２１０を移動させる。
【００１５】
次に、カメラ本体１０の各構成について説明する。
撮像素子１１は、画素に対応する複数の光電変換素子を有するＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどのデバイスにより構成される。撮像素子１１は、撮像用の画素に加え、瞳分割を行う焦点検出用の画素を有する。焦点検出用の画素は、例えば、後述する図８示すように配列されており、位相差方式の焦点調節を行うための信号を出力するために用いられる。すなわち、後述する位相差ＡＦ部１２２は、この焦点検出用の画素からの出力信号を用いて演算を行うことにより、焦点調節処理を行う。このように撮像装置１は、いわゆる像面位相差方式の自動焦点調節（ＡＦ：Autofocus）を実現する。
【００１６】
カメラ制御部１２は、撮像装置１の全体を制御する。カメラ制御部１２の詳細については、後述する。
【００１７】
補助光投光部１３は、撮像装置１における自動焦点調節を補助するための予め定められた明暗パターンの補助光を被写体に対して投光する。補助光投光部１３は、予め定められた基準よりも被写体の輝度が低い場合又はコントラストが低い場合に発光し、焦点調節時の輝度及びコントラストを増加させ、焦点調節精度の向上を図る。本実施の形態では、カメラ本体１０の上部に補助光投光部１３を乗せた構造により、補助光投光部１３が撮像装置１に内蔵される構成となっている。
【００１８】
図２は、補助光投光部１３の構成の一例を示す模式図である。補助光投光部１３は、光源１３１と、集光レンズ１３２と、マスク１３３と、投影レンズ１３４とを有している。光源１３１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などにより構成されており、カメラ制御部１２からの指令により発光する。光源１３１からの光は、集光レンズ１３２を介して、マスク１３３を通過し、さらに投影レンズ１３４を介して投影面１３５に投影される。マスク１３３は、光源１３１から発せられた光の一部を遮るための遮光部と、光源１３１から発せられた光を透過する透過部を有する。遮光部及び透過部は、予め定められた空間周波数のパターンをなすよう形成されている。このため、被写体の距離に比例して拡大された線幅の明暗パターンが投影される。なお、光源１３１は、ＬＥＤに限定されず、他の可視光であってもよいし、赤外光であってもよい。ただし、撮像素子１１において、光源１３１からの光を検出することが可能な光源である必要がある。このため、例えば、撮像素子１１に赤外カットフィルターを具備している場合には、光源１３１として赤外光を用いることは適さない。
【００１９】
図３は、マスク１３３の構成の一例を示す平面図である。図３に示される例では、カメラ本体１０に対して垂直方向（縦方向）に延びる複数の線がパターンを形成している。より具体的には、図３に示される例では、遮光部１３３ａの線と透過部１３３ｂの線が、カメラ本体１０に対して水平方向（横方向）に交互に配置されている。図３に示されるマスク１３３を用いた場合に、例えば、図４に示されるように明暗パターンが投影面１３５に投影される。このように、投影面１３５には、遮光部１３３ａにより遮光された部分以外の光が投影される。なお、マスク１３３のパターンは、図３に示した配置に限らず、横方向に延びる遮光部及び透過部の線が交互に配列されていてもよい。また、斜め方向に延びる遮光部及び透過部の線が交互に配列されていてもよいし、遮光部及び透過部の線が格子状に配列されていてもよい。
【００２０】
ＡＦボタン１４は、自動焦点調節の開始を指示するために操作されるボタンである。ＡＦボタン１４が押下されると、カメラ制御部１２に通知され、カメラ制御部１２による自動焦点調節が開始される。
【００２１】
次に、カメラ制御部１２の構成について説明する。カメラ制御部１２は、投光指示部１２０、第一の自動焦点調節手段に相当するコントラストＡＦ部１２１、第二の自動焦点調節手段に相当する位相差ＡＦ部１２２、条件設定部１２３、及びレンズ駆動指示部１２４を含んでいる。カメラ制御部１２は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備えたコンピュータとしての機能を備えており、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、以下の処理を実行する。なお、カメラ制御部１２の処理の一部又は全部が、電気回路などのハードウェアにより実現されてもよい。
【００２２】
投光指示部１２０は、補助光投光部１３に投光を指示する。具体的には、投光指示部１２０は、光源１３１に対し、発光を指示する信号を出力する。投光指示部１２０は、撮像素子１１を用いて検知された被写体の輝度が予め定められた閾値未満である場合、又は被写体のコントラスト値が予め定められた閾値未満である場合に、補助光投光部１３に投光を指示する。
【００２３】
コントラストＡＦ部１２１は、被写体像のコントラストを検出して焦点調節を行う方式である公知のコントラスト方式による焦点調節を行う。コントラストＡＦ部１２１は、フォーカスレンズ２１０を移動しつつ撮像素子１１からＡＦ評価値としてコントラスト値を取得し、コントラスト値が最も高くなるフォーカスレンズ２１０の位置を検出して、そのときのフォーカスレンズ２１０の位置を合焦位置として決定する。コントラストＡＦ部１２１は、撮像素子１１により撮像された画像から抽出された周波数成分を用いてコントラスト方式による焦点調節を行う。具体的には、コントラストＡＦ部１２１は、設定された露光時間で撮像素子１１により撮像された画像のうち設定された領域の画像から、設定された周波数帯域の周波数成分をＦＩＲ（Finite impulse response）フィルタ、ＩＩＲ（Infinite impulse response）フィルタなどのディジタルフィルタにより抽出することにより、ＡＦ評価値であるコントラスト値を取得する。なお、ここで用いるフィルタは、１つであってもよいし、複数のフィルタの組み合わせであってもよい。ただし、後述するように、抽出する周波数帯域は、条件設定部１２３により被写体の輝度に応じて変更される。このため、フィルタは、設定に応じて抽出する周波数帯域を可変とするようフィルタ係数などが構成されている。
【００２４】
図５及び図６は、本実施の形態にかかるコントラストＡＦ部１２１が用いるフィルタの周波数特性を示すグラフである。コントラストＡＦ部１２１は、例えば、図５に示されるカットオフ周波数ｆｃ１及びｆｃ２を有する第１のフィルタ状態と、図６に示される、カットオフ周波数ｆｃ３及びｆｃ４を有する第２のフィルタ状態とを切替えることが可能になっている。ここで、第１のフィルタ状態の場合、後述する通常用周波数帯ＦＢｌｏｗが設定された場合に相当し、低域から中域の周波数帯域の周波数成分が画像から抽出される。また、第２のフィルタ状態の場合、後述する近距離用周波数帯ＦＢｈｉｇｈが設定された場合に相当し、中域から高域の周波数帯域の周波数成分が画像から抽出される。
【００２５】
ここで、コントラストＡＦ部１２１による合焦位置の演算について説明する。図７は、コントラストＡＦ部１２１による合焦位置の演算について説明する模式図である。なお、図７に示されるグラフにおいて、横軸はフォーカス位置（フォーカスエンコーダ２３の出力）を示し、縦軸はＡＦ評価値（コントラスト値）を示している。
【００２６】
コントラストＡＦ部１２１は、フォーカスレンズ２１０を至近方向又は無限遠方向に移動させ、スキャン動作を行い、ＡＦ評価値が最大となる位置を判定する。コントラストＡＦ部１２１は、離散したフォーカス位置ごとに、ＡＦ評価値を取得する。図中のフォーカス位置Ａ、Ｂ及びＣは、コントラストＡＦ部１２１がＡＦ評価値を取得したフォーカス位置のうちの一部であり、ＡＦ評価値の最大値を挟む３点である。また、図中Ａ’、Ｂ’及びＣ’は、それぞれフォーカス位置Ａ、Ｂ及びＣに対応するＡＦ評価値を示す点である。コントラストＡＦ部１２１は、例えば、Ａ’及びＢ’を通る直線と、Ａ’及びＢ’を通る直線の傾きを反転した傾き（−１倍した傾き）を有するＣ’を通る直線との交点の横軸の座標を算出合焦位置Ｘ’とする。ただし、コントラストＡＦ部１２１が算出する算出合焦位置Ｘ’は、真の合焦位置Ｘと必ずしも一致しない。この算出合焦位置Ｘ’と真の合焦位置Ｘとのずれは、Ａ’及びＢ’を通る直線の傾きが小さいほど大きくなる。この誤差は、焦点調節精度の劣化を招くこととなる。なお、コントラストＡＦ部１２１は、上述のような直線補間に限らず、ラグランジュ補間、スプライン補間などの他の公知の補間方法を適用して、算出合焦位置Ｘ’を算出してもよい。
【００２７】
コントラストＡＦ部１２１は、例えば、次のようにして、ＡＦ評価値の最大値を挟む３点を特定する。コントラストＡＦ部１２１は、至近方向又は無限遠方向にフォーカスレンズ２１０を移動させて、スキャン動作を行い、フォーカス位置Ａ、Ｂ、Ｃの順にＡＦ評価値を取得する。その際、フォーカス位置ＡのＡＦ評価値よりもフォーカス位置ＢのＡＦ評価値が高く、かつ、フォーカス位置ＢのＡＦ評価値よりもフォーカス位置ＣのＡＦ評価値が低い場合、コントラストＡＦ部１２１は、当該フォーカス位置Ａ、Ｂ及びＣが、ＡＦ評価値の最大値を挟む３点であると特定する。
【００２８】
次に、位相差ＡＦ部１２２について説明する。位相差ＡＦ部１２２は、公知の位相差方式による焦点調節を行う。すなわち、位相差ＡＦ部１２２は、瞳分割を行う焦点検出用の画素により得られる一対の被写体像の画面ｘ方向又はｙ方向の間隔（位相差）を検出することにより、デフォーカス量を算出し、算出されたデフォーカス量に応じてフォーカスレンズ２１０の位置を移動させるようレンズ制御部２４に指示する。その際、位相差ＡＦ部１２２は、設定された露光時間で得られる画素値を、設定されたフレーム数分だけ積算し、それぞれ積算された一対の被写体像の位相差を検出する。
【００２９】
図８は、焦点検出用の画素の配置の一例を示す平面図である。図８は、撮像素子１１の撮像面を示している。なお、図８では、説明のため、ｘ軸（カメラ本体１０に対して水平方向の軸）と、ｙ軸（カメラ本体１０に対して垂直方向の軸）が定義されている。図８に示されるように隣接して配置された２つの焦点検出用の画素が対をなしている（例えば、図中の焦点検出用の画素Ｌ１１及びＲ１１）。また、この対の焦点検出用の画素は、ｘ軸方向に予め定められた間隔をあけて配置されている（例えば、図中のｙ＝２の行に配置された焦点検出用の画素。すなわち、焦点検出用の画素Ｌ１１及びＲ１１、焦点検出用の画素Ｌ２１及びＲ２１、並びに焦点検出用の画素Ｌ３１及びＲ３１など）。このｘ軸方向に配置された複数の対の焦点検出用の画素が、位相差ＡＦにおける位相差の判定における単位となる。なお、上記予め定められた間隔は０でもよい。すなわち、間隔をあけずに対の焦点検出用の画素が連続して配置されてもよい。また、上記単位（ｘ軸方向に配置された複数の対の焦点検出用の画素）は、ｙ軸方向に予め定められた間隔をあけて、複数配置されている（図中のｙ＝８の行に配置された焦点検出用の画素群、ｙ＝１４の行に配置された焦点検出用の画素群、ｙ＝２０の行に配置された焦点検出用の画素群）。
【００３０】
図９は、焦点が被写体より手前にずれている場合の焦点検出用の画素の画素値の一例を示すグラフである。図１０は、焦点が被写体より後方にずれている場合の焦点検出用の画素の画素値の一例を示すグラフである。図１１は、焦点が被写体に合っている場合の焦点検出用の画素の画素値の一例を示すグラフである。なお、図９〜１１において、図中のＬ１１、Ｒ１１、Ｌ２１、Ｒ２１などの記載は、図８に示される焦点検出用の画素の画素値であることを表している。すなわち、図９〜１１は、図８におけるｙ＝２の行に配置された焦点検出用の画素群における画素値を示している。図９〜１１に示されるように、焦点のずれに応じて、一対の被写体像の位相差（ｘ軸方向のずれ量）が生じている。このため、位相差を検出することにより、デフォーカス量が算出できる。
【００３１】
位相差ＡＦ部１２２は、焦点検出用の画素を用いて、設定された露光時間の画素値を取得する。すなわち、位相差ＡＦ部１２２は、例えば、設定された露光時間の焦点検出用の画素Ｌ１１の画素値を取得する。また、位相差ＡＦ部１２２は、１以上のフレームについて、画素値を積算する。すなわち、例えば、位相差ＡＦ部１２２は、設定されたフレーム数が２の場合、設定された露光時間で撮像されたあるフレームについての焦点検出用の画素Ｌ１１の画素値と、設定された露光時間で撮像された次のフレームについての焦点検出用の画素Ｌ１１の画素値とを積算し、積算後の焦点検出用の画素Ｌ１１の画素値を算出する。位相差ＡＦ部１２２は、このように、焦点検出用の画素Ｌ１１以外の他の焦点検出用の画素についても同様に処理を行い、積算された画素値（又は積算した画素値をフレーム数で割った平均値）に基づいて、一対の被写体像の位相差を算出する。したがって、図９〜１１に示される各画素値は、より正確には複数のフレーム間で積算された画素値（又は積算した画素値をフレーム数で割った平均値）である。ただし、位相差ＡＦ部１２２は、必ずしも複数のフレームの画素値を積算する必要はなく、１のフレームの画素値に基づいて、図１１〜１２に示されるような位相差を検出してもよい。
【００３２】
また、位相差ＡＦ部１２２は、撮像素子１１に設けられた対の焦点検出用の画素のうち、設定された範囲の対の焦点検出用の画素だけを用いて焦点調節を行ってもよい。例えば、図８を例に説明すると、位相差ＡＦ部１２２は、撮像素子１１に設けられた対の焦点検出用の画素のうちｙ＝２及びｙ＝８の行に配置された焦点検出用の画素群のみを用いて、焦点調節を行ってもよい。
【００３３】
なお、上述の説明では、ｘ軸方向の複数の焦点検出用の画素対を位相差の検出の単位としたが、ｙ軸方向の複数の焦点検出用の画素対を位相差の検出の単位として、位相差ＡＦ部１２２は焦点調節を行ってもよい。この場合、焦点検出用の画素対は、ｙ軸方向に複数配列される。また、位相差ＡＦ部１２２は、ｘ軸又はｙ軸以外の任意の方向の複数の焦点検出用の画素対を位相差の検出の単位として、位相差ＡＦ部１２２は焦点調節を行ってもよい。この場合、焦点検出用の画素対は、当該方向に複数配列されることとなる。
【００３４】
補助光投光部１３は、焦点検出用の画素の配列に対応した明暗パターンの補助光を投光することが好ましい。例えば、図８に示されるように、カメラ本体１０の水平方向に複数の焦点検出用の画素対が配置されている場合、図３に示されるようにカメラ本体１０に対して垂直方向に延びる複数の線のパターンが形成されたマスク１３３を用いて、図４に示すような明暗パターンを投光することが好ましい。同様に、例えば、カメラ本体１０の垂直方向に複数の焦点検出用の画素対が配置されている場合、カメラ本体１０に対して水平方向に延びる複数の線のパターンが形成されたマスク１３３を用いて明暗パターンを投光することが好ましい。また、補助光投光部１３が投光する補助光の空間周波数は、対の焦点検出用の画素の配置間隔（例えば、焦点検出用の画素Ｌ１１及びＲ１１と焦点検出用の画素Ｌ２１及びＲ２１の間隔）の大きさに対応する周波数であることが好ましい。すなわち、対の焦点検出用の画素の配置間隔に対応する予め定められた空間周波数以下の空間周波数の明暗パターンを投光することが好ましい。このように、焦点検出用の画素の配列に対応した明暗パターンの補助光を投光することで、より確実に、補助光の明暗パターンのエッジを焦点検出用の画素により検出することができる。
【００３５】
条件設定部１２３は、焦点調節の条件を設定する。また、条件設定部１２３は、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、焦点調節の条件を変更する。条件設定部１２３は、焦点調節の条件として、通常用条件（デフォルトの条件）と、近距離被写体用条件と、遠距離被写体用条件のうち、いずれかの条件を設定する。なお、近距離被写体用条件は、被写体が近距離に存在すると条件設定部１２３が判定した場合に設定される条件であり、遠距離被写体用条件は、被写体が遠距離に存在すると条件設定部１２３が判定した場合に設定される条件である。
【００３６】
具体的には、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１による焦点調節の条件として、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、焦点調節のために抽出される周波数帯域を変更する。また、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１による焦点調節の条件として、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、焦点調節の際の露光時間を変更する。また、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１による焦点調節の条件として、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、撮像素子１１により撮像された画像のうち焦点調節の際に用いる画像領域を変更する。すなわち、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１による焦点調節の条件として、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、撮像素子１１の画素のうち、焦点調節の際に用いる画素の範囲を変更する。
【００３７】
さらに、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２による焦点調節の処理条件について、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、以下の変更を行う。条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２による焦点調節の処理条件について、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、焦点調節の際に画素値の積算が行われるフレーム数を変更する。また、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２による焦点調節の処理条件について、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、焦点調節の際の露光時間を変更する。また、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２による焦点調節の処理条件について、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲を変更してもよい。すなわち、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２による焦点調節の処理条件について、補助光投光部１３による補助光の投光時の被写体の輝度に基づいて、撮像素子１１に設けられた対の焦点検出用の画素のうち、いずれの対の焦点検出用の画素を用いて焦点調節を行うかを設定してもよい。
【００３８】
以上、条件設定部１２３の処理について説明したが、条件設定部１２３の各設定に関するさらなる詳細は、後述する図１３に示されるフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
レンズ駆動指示部１２４は、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２から出力されたフォーカスレンズ２１０の駆動要求にしたがって、レンズ制御部２４に対し、駆動要求で指示された移動を実現するよう指示する信号を出力する。
【００４０】
以上、カメラ制御部１２の構成について、自動焦点調節を中心に説明したが、カメラ制御部１２は、この他にも各種処理を行う。例えば、カメラ制御部１２は、レンズ２０のレンズ制御部２４からフォーカスレンズ２１０の位置などのレンズに関する情報を受信する。また、カメラ制御部１２は、撮像素子１１からの画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を図示しない記録媒体に出力する。
【００４１】
次に、本実施の形態にかかる撮像装置１における自動焦点調節の動作について説明する。図１２〜１４は、本実施の形態にかかる撮像装置１における自動焦点調節の動作の一例について示すフローチャートである。
【００４２】
図１２は、自動焦点調節の動作の全体を示すフローチャートである。なお、図１２に示されるように、ステップ２０（Ｓ２０）の第１の処理又はステップ３０（Ｓ３０）の第２の処理が、自動焦点調節が終了する（後述する図１４のステップ３０７）まで繰り返される。また、撮像装置１では、図１２に示される処理が繰り返される間、コントラストＡＦ部１２１によるＡＦ評価値の算出及び位相差ＡＦ部１２２による位相差の検出が繰り返されている。この繰り返されるコントラストＡＦ部１２１によるＡＦ評価値の算出及び位相差ＡＦ部１２２による位相差の検出においては、上述の条件設定部１２３により設定された条件が用いられる。なお、コントラストＡＦ部１２１によるＡＦ評価値の算出及び位相差ＡＦ部１２２による位相差の検出の繰り返しの各回では、それぞれ対象とするフレームが異なっている。
【００４３】
カメラ制御部１２は、ＡＦボタン１４が押下されると、図１２に示される処理を開始する。ステップ１０（Ｓ１０）において、カメラ制御部１２は、第１の処理（Ｓ２０）がＡＦボタン１４の押下後に既に実施されているか否かを判定する。未だ第１の処理が実施されていない場合には、処理がステップ２０へ移行し、第１の処理を実施する。ＡＦボタン１４の押下後、既に第１の処理（Ｓ２０）が実施されている場合には、処理がステップ３０へ移行し、第２の処理（Ｓ３０）を実施する。すなわち、カメラ制御部１２は、ＡＦボタン１４の押下後の繰り返し処理において、１回目は第１の処理（Ｓ２０）を実施し、２回目以降は第２の処理（Ｓ３０）を実施する。
【００４４】
以下、第１の処理（Ｓ２０）について説明する。図１３は図１２中の第１の処理（Ｓ２０）の内容を示すフローチャートである。
【００４５】
後述するように、ステップ２０１（Ｓ２０１）において、位相差ＡＦ部１２２により算出されるデフォーカス量の信頼性が判定されるが、ステップ２０１に先立ち、コントラストＡＦ部１２１によるＡＦ評価値の算出及び位相差ＡＦ部１２２による位相差の検出が行われているものとする。なお、これは、ＡＦボタン１４の押下前に行われていてもよい。ここで、コントラストＡＦ部１２１によるＡＦ評価値の算出及び位相差ＡＦ部１２２による位相差の検出に際しては、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２には、条件設定部１２３により通常用条件（デフォルトの条件）が設定されている。具体的には、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、抽出される周波数帯域として通常用周波数帯ＦＢｌｏｗを設定し、露光時間として通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔを設定し、焦点調節の際に用いる画素の範囲として通常用画素範囲Ａｓｍａｌｌを設定する。また、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対し、焦点調節の際に画素値の積算が行われるフレーム数として通常用フレーム数ＦＮｆｅｗｅｒを設定し、露光時間として通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔを設定する。なお、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲が可変である場合には、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対し、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲として通常用画素範囲Ａｓｍａｌｌ’を設定してもよい。また、本実施の形態では、コントラストＡＦ部１２１に対して設定される通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔと、位相差ＡＦ部１２２に対して設定される通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔとは、同じ時間であるが、異なる時間としてもよい。
【００４６】
ステップ２０１（Ｓ２０１）において、位相差ＡＦ部１２２は、上記通常用条件の設定のもと算出されるデフォーカス量の信頼性の指標となる評価値が予め定められた基準を満たすか否かを判定する。ここで、予め定められた基準とは、例えば、撮像素子１１を用いて検知された被写体の輝度が予め定められた上限閾値Ｔｌ１未満であり、かつ、撮像素子１１を用いて検知された被写体のコントラスト値が予め定められた閾値Ｔｃ１以上であることをいう。なお、被写体の輝度とは、例えば、取得された輝度の最大輝度である。したがって、例えば、輝度が高すぎて上限閾値Ｔｌ１以上である場合又はコントラスト値が低すぎて閾値Ｔｃ１未満である場合には、信頼性の指標となる評価値が基準を満たさないと判定される。本実施の形態では、このように評価値として、輝度及びコントラスト値を用い、基準を満たすか否かを判定しているが、位相差方式の焦点調節の信頼性の指標を示す公知の他の評価値に基づいて、位相差ＡＦ部１２２により算出されるデフォーカス量の信頼性が十分であるか否かを判定してもよい。
【００４７】
ステップ２０１において、デフォーカス量の信頼性が予め定められた基準を満たすと判定された場合、ステップ２０２に移行し、デフォーカス量の信頼性が予め定められた基準を満たさないと判定された場合、ステップ２０３に移行する。
【００４８】
ステップ２０２（Ｓ２０２）において、位相差ＡＦ部１２２は、算出されたデフォーカス量から特定される合焦位置へとフォーカスレンズ２１０を移動させるようレンズ駆動指示部１２４に通知する。これを受けて、レンズ駆動指示部１２４はレンズ制御部２４に対しフォーカスレンズ２１０を当該合焦位置へとフォーカスレンズ２１０を移動させるよう指示する。これにより、フォーカスレンズ２１０の位置が移動する。ステップ２０２の処理が行われると、第１の処理が終了し、前述のステップ１０へと戻る。
【００４９】
一方、ステップ２０３（Ｓ２０３）では、投光指示部１２０は、補助光の点灯条件を満たすか否かを判定する。具体的には、例えば、投光指示部１２０は、撮像素子１１を用いて検知された被写体の輝度が予め定められた閾値Ｔｌ２未満である場合、又は被写体のコントラスト値が予め定められた閾値Ｔｃ２未満である場合に、補助光投光部１３に投光を指示する。なお、閾値Ｔｃ２は、上述の閾値Ｔｃ１と同じであってもよい。補助光の点灯条件を満たす場合、ステップ２０４へ移行し、補助光の点灯条件を満たさない場合、ステップ２０９へ移行する。なお、補助光の点灯条件を満たさない場合には、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２は、通常用条件を用いてその後の焦点調節を行うこととなる。
【００５０】
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、投光指示部１２０が補助光投光部１３に投光を指示し、補助光投光部１３が補助光を投光する。その後、ステップ２０５へ移行する。
【００５１】
ステップ２０５（Ｓ２０５）において、位相差ＡＦ部１２２は、上記通常用条件の設定のもと算出されるデフォーカス量の信頼性の指標となる評価値が上記予め定められた基準を満たすか否かを再度判定する。ただし、上記予め定められた基準とは異なる基準を用いてもよい。なお、ここで前提としている位相差ＡＦ部１２２による処理対象のフレームと、ステップ２０１において前提とする位相差ＡＦ部１２２による処理対象のフレームとは異なる。すなわち、ステップ２０１において前提としている位相差ＡＦ部１２２による処理対象のフレームは補助光の点灯前のフレームであるのに対し、本ステップにおいて前提としている位相差ＡＦ部１２２による処理対象のフレームは補助光の点灯後のフレームである。ステップ２０５において、デフォーカス量の信頼性が予め定められた基準を満たすと判定された場合、すなわち、補助光の点灯により信頼性が予め定められた基準以上に向上した場合、ステップ２０２に移行する。ステップ２０２では、上述の通り、位相差ＡＦ部１２２により算出されたデフォーカス量から特定される合焦位置へとフォーカスレンズ２１０が移動される。これに対し、デフォーカス量の信頼性が依然として予め定められた基準を満たさないと判定された場合、ステップ２０６に移行する。
【００５２】
ステップ２０６（Ｓ２０６）において、条件設定部１２３は、撮像素子１１を用いて検知された被写体の輝度が予め定められた閾値Ｔｌ３以上であるか否かを判定する。なお、閾値Ｔｌ３は、例えば上限閾値Ｔｌ１よりも小さい値であるが、上記の上限閾値Ｔｌ１と同じであってもよい。ステップ２０６において、輝度が予め定められた閾値Ｔｌ３以上であると判定された場合、ステップ２０７へ移行し、輝度が予め定められた閾値Ｔｌ３未満であると判定された場合、ステップ２０８へ移行する。このように、補助光投光後、位相差ＡＦ部１２２の焦点調節の信頼性が基準を満たさず、輝度が閾値以上である場合、位相差ＡＦ部１２２の算出したデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ２１０の移動（ステップ２０２）は行われず、ステップ２０７へ移行する。また、補助光投光後、位相差ＡＦ部１２２の焦点調節の信頼性が基準を満たさず、輝度が閾値未満である場合、位相差ＡＦ部１２２の算出したデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ２１０の移動（ステップ２０２）は行われず、ステップ２０８へ移行する。
【００５３】
ステップ２０７（Ｓ２０７）へと移行した場合、条件設定部１２３は、被写体が近距離に存在すると判断し、近距離被写体用条件を、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２に設定する。なお、本実施形態では、以下に述べるように、位相差ＡＦ部１２２における近距離被写体用条件は、通常用条件と同じである。そして、フローチャートは、ステップ２０７の後、ステップ２０９へ移行する。
【００５４】
具体的には、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、抽出される周波数帯域として近距離用周波数帯ＦＢｈｉｇｈを設定する。ここで、近距離用周波数帯ＦＢｈｉｇｈは、通常用周波数帯ＦＢｌｏｗよりも高い周波数帯である。例えば、通常用周波数帯ＦＢｌｏｗが低域から中域の周波数帯であるのに対し、近距離用周波数帯ＦＢｈｉｇｈは、中域から高域の周波数帯である。なお、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、露光時間及び焦点調節の際に用いる画素の範囲については、通常用条件を設定する。すなわち、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、露光時間として、後述する遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇよりも短い露光時間である通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔを設定し、焦点調節の際に用いる画素の範囲として、後述する遠距離用画素範囲Ａｌａｒｇｅよりも狭い画素範囲Ａｓｍａｌｌを設定する。
【００５５】
また、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対しては、通常用条件を設定する。すなわち、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対して、焦点調節の際に画素値の積算が行われるフレーム数として、後述する遠距離用フレーム数ＦＮｌａｒｇｅｒよりも少ないフレーム数である通常用フレーム数ＦＮｆｅｗｅｒを設定し、露光時間として、後述する遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇよりも短い露光時間である通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔを設定する。なお、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲が可変である場合には、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対し、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲として、後述する遠距離用画素範囲Ａｌａｒｇｅ’よりも狭い通常用画素範囲Ａｓｍａｌｌ’を設定してもよい。
【００５６】
これに対し、ステップ２０８（Ｓ２０８）へと移行した場合、条件設定部１２３は、被写体が遠距離に存在すると判断し、遠距離被写体用条件を、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２に設定する。そして、フローチャートは、ステップ２０８の後、ステップ２０９へ移行する。
【００５７】
具体的には、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、露光時間として遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇを設定し、焦点調節の際に用いる画素の範囲として遠距離用画素範囲Ａｌａｒｇｅを設定する。ここで、遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇは、通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔよりも時間が長い。また、遠距離用画素範囲Ａｌａｒｇｅは、通常用画素範囲Ａｓｍａｌｌよりも範囲が広い。なお、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、抽出される周波数帯域については、通常用条件を設定する。すなわち、条件設定部１２３は、コントラストＡＦ部１２１に対し、抽出される周波数帯域として近距離用周波数帯ＦＢｈｉｇｈよりも低い周波数帯である通常用周波数帯ＦＢｌｏｗを設定する。
【００５８】
また、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対しては、焦点調節の際に画素値の積算が行われるフレーム数として遠距離用フレーム数ＦＮｌａｒｇｅｒを設定し、露光時間として遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇを設定する。ここで、遠距離用フレーム数ＦＮｌａｒｇｅｒは、通常用フレーム数ＦＮｆｅｗｅｒよりも多いフレーム数である。また、遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇは、通常用露光時間ＥＴｓｈｏｒｔよりも長い露光時間である。なお、本実施の形態では、コントラストＡＦ部１２１に対して設定される遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇと、位相差ＡＦ部１２２に対して設定される遠距離用露光時間ＥＴｌｏｎｇとは、同じ時間であるが、異なる時間としてもよい。また、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲が可変である場合には、条件設定部１２３は、位相差ＡＦ部１２２に対し、焦点調節の際に用いる焦点検出用の画素の範囲として遠距離用画素範囲Ａｌａｒｇｅ’を設定してもよい。ここで、遠距離用画素範囲Ａｌａｒｇｅ’は、通常用画素範囲Ａｓｍａｌｌ’よりも範囲が広い。
【００５９】
本実施形態では、ステップ２０７及びステップ２０８で示した通り、補助光を投光した際の被写体の輝度が閾値Ｔｌ３以上である場合、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２は、近距離被写体用条件を適用し、閾値Ｔｌ３未満である場合、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２は、遠距離被写体用条件を適用する。したがって、補助光を投光した際の被写体の状態に応じた焦点調節条件を適用しているため、合焦位置を誤って算出することが低減される。このため、誤った合焦位置に基づくフォーカスレンズ２１０の移動回数を低減できるなどのため、焦点調節にかかる時間の増大を抑制することができる。また、補助光を投光した際の被写体の状態に応じた焦点調節条件を適用しているため、本実施の形態によらない場合に比べ、コントラストＡＦ部１２１及び位相差ＡＦ部１２２の焦点調節の信頼性を向上することができ、より高精度な焦点調節を実現することができる。
【００６０】
特に、本実施の形態では、補助光を投光した際の被写体の状態に応じてコントラストＡＦ部１２１による焦点調節のために抽出される周波数帯域を変更しているため、以下のことが期待される。本実施形態において投光される補助光は、上述のとおり明暗パターンを備えている。この明暗パターンの明部と暗部の境界は、被写体の位置が補助光投光部１３から遠くなるにしがたい、ぼやけることとなる。このため、補助光の明暗パターンに対応する周波数帯は、被写体が補助光投光部１３から遠くなるにしたがい、低域側へとシフトすることとなる。本実施形態では、ステップ２０７及びステップ２０８で示した通り、補助光を投光した際の被写体の輝度が閾値Ｔｌ３以上である場合、コントラストＡＦ部１２１は、近距離被写体用条件を適用して、輝度が閾値Ｔｌ３未満である場合よりも高域側の周波数帯を抽出し、閾値Ｔｌ３未満である場合、コントラストＡＦ部１２１は、遠距離被写体用条件を適用して、輝度が閾値Ｔｌ３以上である場合よりも低域側の周波数帯を抽出する。したがって、補助光の明暗パターンによるコントラストをより確実に検出することができる。また、コントラスト方式の焦点調節における露光時間及び焦点調節の際に用いる画素の範囲についても、輝度に応じて上述の通り調整しているため、コントラストをより確実に検出することに寄与している。このため、図７に示されるＡＦ評価値（コントラスト値）が、本実施形態によらない場合に比べ、より急峻なグラフ形状となる。上述の通り、算出合焦位置Ｘ’と真の合焦位置Ｘとのずれは、Ａ’及びＢ’を通る直線の傾きが大きいほど小さくなるため、本実施の形態によれば、本実施形態によらない場合に比べ焦点調節の精度が向上される。
【００６１】
また、コントラストＡＦ部１２１によるスキャン動作において、ＡＦ評価値（コントラスト値）のグラフ形状が急峻な場合、なだらかである場合に比べて、ＡＦ評価値が最大値となる位置を演算するためのフォーカス位置（例えば、図７に示したフォーカス位置Ａ、Ｂ及びＣ）の特定ミスが生じる可能性が低減される。ＡＦ評価値が最大値となる位置を演算するためのフォーカス位置をスキャン動作の際に見過ごした場合、スキャン動作が継続することとなり、焦点調節にかかる時間の増大を招く。本実施の形態によれば、本実施形態によらない場合に比べ、スキャン動作時の特定ミスが低減されるため、焦点調節をより高速に実現することができる。
【００６２】
図１３に示したフローチャートの続きについての説明に戻る。
ステップ２０９（Ｓ２０９）では、コントラストＡＦ部１２１により、ＡＦ評価値が最大値となる位置を探すためのスキャン動作が行われる。ステップ２０９が行われると、第１の処理が終了し、フローチャートに示さる処理は、上述のステップ１０に戻り、第２の処理（Ｓ３０）へと進むこととなる。ここで、ステップ２０９において、コントラストＡＦ部１２１は、ステップ２０８を経由した場合、すなわち、位相差ＡＦ部１２２の焦点調節の信頼性の指標となる評価値が予め定められた基準を満たさず（ステップ２０５でＮｏ）、かつ、輝度が閾値未満である場合（ステップ２０６でＮｏ）である場合、被写体が遠方に存在するとの判断のもと、フォーカス位置が無限遠方向に変更されるようフォーカスレンズを移動させてもよい。
【００６３】
なお、ステップ２０９において、コントラストＡＦ部１２１は、ステップ２０７を経由した場合、すなわち、位相差ＡＦ部１２２の焦点調節の信頼性の指標となる評価値が予め定められた基準を満たさず（ステップ２０５でＮｏ）、かつ、輝度が閾値以上である場合（ステップ２０６でＹｅｓ）である場合には、被写体が至近方向に存在するとの判断のもと、フォーカス位置が至近方向に変更されるようフォーカスレンズを移動させてもよい。
【００６４】
次に、第２の処理（Ｓ３０）について説明する。図１４は図１２中の第２の処理（Ｓ３０）の内容を示すフローチャートである。
まず、ステップ３０１（Ｓ３０１）において、上述のステップ２０２によるフォーカスレンズ２１０の移動が行われたか否かを判定する。上述のステップ２０２を経ている場合には、ステップ３０７へ移行し、焦点検出動作を完了する。これに対し、上述のステップ２０２を経ていない場合、ステップ３０２へ移行する。
【００６５】
ステップ３０２（Ｓ３０２）において、位相差ＡＦ部１２２は、算出されるデフォーカス量の信頼性の指標となる評価値が上記予め定められた基準を満たすか否かを新たなフレームに関して判定する。なお、ここで位相差ＡＦ部１２２は、ステップ２０７を経ている場合にはステップ２０７で設定された条件を用い、ステップ２０８を経ている場合にはステップ２０８で設定された条件を用い、ステップ２０７及び２０８を経ていない場合には上述の通常用条件を用いる。ステップ３０２において、デフォーカス量の信頼性が予め定められた基準を満たすと判定された場合、ステップ３０３に移行する。前回のフレームについて、デフォーカス量の信頼性が予め定められた基準を満たさないと判定された場合であっても、例えばステップ２０７、ステップ２０８、ステップ２０９、又は後述するステップ３０６を経ることにより、新たなフレームについてデフォーカス量の信頼性が予め定められた基準を満たすと判定されうる。デフォーカス量の信頼性が依然として予め定められた基準を満たさないと判定された場合、ステップ３０４に移行する。
【００６６】
ステップ３０３（Ｓ３０３）では、ステップ２０２と同様、位相差ＡＦ部１２２により算出されたデフォーカス量から特定される合焦位置へとフォーカスレンズ２１０が移動される。そして、ステップ３０７へ移行し、焦点検出動作を完了する。
【００６７】
ステップ３０４（Ｓ３０４）において、コントラストＡＦ部１２１は、合焦位置の算出が可能であるか否かを判定する。具体的には、合焦位置（ＡＦ評価値が最大値となる位置）を演算するためのフォーカス位置（例えば、図７に示したフォーカス位置Ａ、Ｂ及びＣ）が特定されたか否かを判定する。合焦位置の算出が可能である場合、合焦位置を算出し、ステップ３０５へ移行する。合焦位置の算出が可能でない場合、ステップ３０６へ移行する。
【００６８】
ステップ３０５（Ｓ３０５）において、コントラストＡＦ部１２１は、算出された合焦位置へとフォーカスレンズ２１０を移動させるようレンズ駆動指示部１２４に通知する。これを受けて、レンズ駆動指示部１２４はレンズ制御部２４に対しフォーカスレンズ２１０を当該合焦位置へとフォーカスレンズ２１０を移動させるよう指示する。これにより、フォーカスレンズ２１０の位置が移動する。そして、ステップ３０７へ移行し、焦点検出動作を完了する。
【００６９】
ステップ３０６（Ｓ３０６）において、コントラストＡＦ部１２１により、ＡＦ評価値が最大値となる位置を探すためのスキャン動作が行われる。ステップ３０６が行われると、第２の処理（Ｓ３０）が終了し、フローチャートに示さる処理は、上述のステップ１０に戻り、再度、第２の処理（Ｓ３０）を繰り返すこととなる。
【００７０】
以上、実施の形態について説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００７１】
例えば、コントラストＡＦ部１２１に対し、抽出する周波数帯、露光時間及び焦点調節に用いる画素の範囲について条件を変更する例を示したが、これらのうち、一部のみの変更であってもよい。また、位相差ＡＦ部１２２に対し、積算するフレーム数、露光時間及び焦点調節に用いる画素の範囲について条件を変更する例を示したが、これらのうち、一部のみの変更であってもよい。さらに、コントラストＡＦ部１２１又は位相差ＡＦ部１２２のいずれか一方のみの条件の変更であってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、位相差ＡＦ部１２２が、像面位相差方式の焦点調節をするものとして説明したが、位相差ＡＦ部１２２は、像面位相差方式に限らず、他の位相差方式による焦点調節を行ってもよい。例えば、撮像素子１１とは別に設けられた焦点検出用のセンサを有するユニットが、レンズ群２１と撮像素子１１との間に設けられた可動式の反射部材で偏向された光路を受光して一対の被写体像の間隔を検出してもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態は、例えばカメラを備えたスマートホンなどの他の機器にも適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７４】
１    撮像装置
１０    カメラ本体
１１    撮像素子
１２    カメラ制御部
１３    補助光投光部
１４    ＡＦボタン
２０    レンズ
２１    レンズ群
２２    レンズ駆動機構
２３    フォーカスエンコーダ
２４    レンズ制御部
１２０    投光指示部
１２１    コントラストＡＦ部
１２２    位相差ＡＦ部
１２３    条件設定部
１２４    レンズ駆動指示部
１３１    光源
１３２    集光レンズ
１３３    マスク
１３３ａ    遮光部
１３３ｂ    透過部
１３４    投影レンズ
１３５    投影面
２１０    フォーカスレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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