(57)【要約】【課題】  手動焦点調節時に安定したフォーカスアシスト機能を実現すること。【解決手段】  撮像手段から得られる像信号に基づいて、焦点状態及び該像信号の信頼度を検出する焦点検出手段（２０４、２０７）と、手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出手段により検出された焦点状態を表す指標（３０１〜３０３）を表示部（２０５）に表示する表示制御手段（２０３、２０７）とを有し、前記表示制御手段は、前記信頼度に応じて、前記指標の表示形態を変更する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段から得られる像信号に基づいて、焦点状態及び該像信号の信頼度を検出する焦点検出手段と、
手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出手段により検出された焦点状態を表す指標を表示手段に表示する表示制御手段とを有し、
前記表示制御手段は、前記信頼度に応じて、前記指標の表示形態を変更することを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】
前記焦点検出手段は、デフォーカス量と、合焦位置への方向を検出し、
前記表示制御手段は、前記焦点状態を表す指標として、前記信頼度が予め決められた第１の閾値より高い場合に、前記デフォーカス量と前記方向を表す指標を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項３】
前記第１の閾値は、前記デフォーカス量が信頼できることを判断するための閾値であることを特徴とする請求項２に記載の表示制御装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記焦点状態を表す指標として、前記信頼度が前記第１の閾値以下、且つ、前記第１の閾値よりも低い第２の閾値より高い場合に、前記デフォーカス量を表さずに前記方向を表す指標を表示することを特徴とする請求項２または３に記載の表示制御装置。
【請求項５】
前記第２の閾値は、前記方向が信頼できることを判断するための閾値であることを特徴とする請求項４に記載の表示制御装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記焦点状態を表す指標として、前記信頼度が前記第２の閾値以下の場合に、前記デフォーカス量及び方向を表す指標を表示しないことを特徴とする請求項４または５に記載の表示制御装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記信頼度が前記第２の閾値よりも高く、前記デフォーカス量が予め決められた範囲外にある場合に、前記デフォーカス量を表す指標を予め決められた位置に固定して表示することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項８】
前記表示制御手段は、基準となる位置に対して、前記デフォーカス量に応じた移動量だけ前記指標を移動させるように表示することで、前記デフォーカス量を表す表示を行うことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項９】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量と撮影状態の少なくともいずれかに応じて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を変更することを特徴とする請求項８に記載の表示制御装置。
【請求項１０】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量が第１の値の場合に、当該第１の値より小さい第２の値の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１１】
前記撮影状態は絞りの状態を含み、前記表示制御手段は、第１の絞り値の場合に、当該第１の絞り値よりも開放側の第２の絞り値の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項９または１０に記載の表示制御装置。
【請求項１２】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量が所定範囲内の場合に、前記指標が当該デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示を制御し、
前記第１の絞り値の場合に、前記第２の絞り値の場合と比較して、前記所定範囲が広く設定されることを特徴とする請求項１１に記載の表示制御装置。
【請求項１３】
前記撮影状態は照度の状態を含み、第１の照度の場合に、当該第１の照度より明るい第２の照度の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１４】
前記撮影状態は焦点距離の状態を含み、前記表示制御手段は、第１の焦点距離の場合に、当該第１の焦点距離よりもワイド側の第２の焦点距離の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項９乃至１３に記載の表示制御装置。
【請求項１５】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量が所定範囲内の場合に、前記指標が当該デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示を制御し、
前記第１の焦点距離の場合に、前記第２の焦点距離の場合と比較して、前記所定範囲が広く設定されることを特徴とする請求項１４に記載の表示制御装置。
【請求項１６】
前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量は、焦点深度に基づいて決定されることを特徴とする請求項９乃至１５に記載の表示制御装置。
【請求項１７】
前記所定範囲は、焦点深度に基づいて決定されることを特徴とする請求項１２または１５に記載の表示制御装置。
【請求項１８】
前記表示制御手段は、複数回の検出により得られたデフォーカス量の平均値を算出し、所定数の前記デフォーカス量の平均値に基づいて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を決定することを特徴とする請求項９乃至１７のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１９】
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量、絞りの状態、照度の状態の少なくともいずれかに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を変更することを特徴とする請求項１８に記載の表示制御装置。
【請求項２０】
前記デフォーカス量が所定値より大きい場合、絞りが所定の絞り値より小絞り側である場合、照度が所定の照度より低照度である場合の少なくともいずれかが満たされることに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を大きくすることを特徴とする請求項１９に記載の表示制御装置。
【請求項２１】
前記表示制御手段は、前記基準となる位置に対する前記指標の移動量を複数回算出し、所定数の前記移動量の平均値に基づいて、前記指標を表示させる位置を決定することを特徴とする請求項９乃至１７のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項２２】
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量、絞りの状態、照度の状態の少なくともいずれかに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を変更することを特徴とする請求項２１に記載の表示制御装置。
【請求項２３】
前記デフォーカス量が所定値より大きい場合、絞りが所定の絞り値より小絞り側である場合、照度が所定の照度より低照度である場合の少なくともいずれかが満たされることに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を大きくすることを特徴とする請求項２２に記載の表示制御装置。
【請求項２４】
撮像手段から得られる像信号に基づいて焦点状態を検出する焦点検出手段と、
手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出手段により検出された焦点状態を表す指標を表示手段に表示する表示制御手段とを有し、
前記焦点検出手段は、デフォーカス量を検出し、
前記指標は、基準となる位置に対して、前記デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示され、
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量と撮影状態の少なくともいずれかに応じて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を変更することを特徴とする表示制御装置。
【請求項２５】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量が第１の値の場合に、当該第１の値より小さい第２の値の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項２４に記載の表示制御装置。
【請求項２６】
前記撮影状態は絞りの状態を含み、前記表示制御手段は、第１の絞り値の場合に、当該第１の絞り値よりも開放側の第２の絞り値の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項２４または２５に記載の表示制御装置。
【請求項２７】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量が所定範囲内の場合に、前記指標が当該デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示を制御し、
前記第１の絞り値の場合に、前記第２の絞り値の場合と比較して、前記所定範囲が広く設定されることを特徴とする請求項２６に記載の表示制御装置。
【請求項２８】
前記撮影状態は照度の状態を含み、第１の照度の場合に、当該第１の照度より明るい第２の照度の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項２４乃至２７のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項２９】
前記撮影状態は焦点距離の状態を含み、前記表示制御手段は、第１の焦点距離の場合に、当該第１の焦点距離よりもワイド側の第２の焦点距離の場合と比較して、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項２４または２８に記載の表示制御装置。
【請求項３０】
前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量が所定範囲内の場合に、前記指標が当該デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示を制御し、
前記第１の焦点距離の場合に、前記第２の焦点距離の場合と比較して、前記所定範囲が広く設定されることを特徴とする請求項２９に記載の表示制御装置。
【請求項３１】
前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量は、焦点深度に基づいて決定されることを特徴とする請求項２４乃至３０のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項３２】
前記所定範囲は、焦点深度に基づいて決定されることを特徴とする請求項２７または３０に記載の表示制御装置。
【請求項３３】
前記表示制御手段は、複数回の検出により得られたデフォーカス量の平均値を算出し、所定数の前記デフォーカス量の平均値に基づいて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を決定することを特徴とする請求項２４乃至３２のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項３４】
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量、絞りの状態、照度の状態の少なくともいずれかに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を変更することを特徴とする請求項３３に記載の表示制御装置。
【請求項３５】
前記デフォーカス量が所定値より大きい場合、絞りが所定の絞り値より小絞り側である場合、照度が所定の照度より低照度である場合の少なくともいずれかが満たされることに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を大きくすることを特徴とする請求項３４に記載の表示制御装置。
【請求項３６】
前記表示制御手段は、前記基準となる位置に対する前記指標の移動量を複数回算出し、所定数の前記移動量の平均値に基づいて、前記指標を表示させる位置を決定することを特徴とする請求項２４乃至３２のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項３７】
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量、絞りの状態、照度の状態の少なくともいずれかに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を変更することを特徴とする請求項３６に記載の表示制御装置。
【請求項３８】
前記デフォーカス量が所定値より大きい場合、絞りが所定の絞り値より小絞り側である場合、照度が所定の照度より低照度である場合の少なくともいずれかが満たされることに応じて、前記表示制御手段は、前記所定数を大きくすることを特徴とする請求項３７に記載の表示制御装置。
【請求項３９】
レンズ情報を取得する取得手段を更に有し、
前記表示制御手段は、前記レンズ情報に基づいて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を変更することを特徴とする請求項２４乃至３８のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項４０】
前記表示制御手段は、レンズ種別に対応した前記指標の最大移動量を予め保持し、
前記レンズ情報は、前記レンズ種別を含むことを特徴とする請求項３９に記載の表示制御装置。
【請求項４１】
前記レンズ情報は、フォーカスレンズを手動操作する部材の最大操作範囲を含むことを特徴とする請求項３９に記載の表示制御装置。
【請求項４２】
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づいて、合焦と判断する合焦デフォーカス範囲を設定する設定手段を有し、前記設定手段は、焦点距離に応じて前記合焦デフォーカス範囲を変更することを特徴とする請求項１乃至４１のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項４３】
前記設定手段は、第３の焦点距離の場合に、当該第３の焦点距離よりもワイド側の第４の焦点距離の場合と比較して、前記合焦デフォーカス範囲を大きくすることを特徴とする請求項４２に記載の表示制御装置。
【請求項４４】
前記設定手段は、さらに焦点深度に基づいて前記合焦デフォーカス範囲を変更することを特徴とする請求項４２または４３に記載の表示制御装置。
【請求項４５】
１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を備えた画素を複数有し、撮像光学系を介して入射する光束を前記複数の光電変換部で受光して一対の像信号を出力する撮像手段と、
請求項１乃至４４のいずれか１項に記載の表示制御装置とを含み、
前記焦点検出手段は、前記一対の像信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行って前記焦点状態を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項４６】
撮像手段から得られる像信号に基づいて、焦点状態及び該像信号の信頼度を検出する焦点検出工程と、
手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出工程で検出された焦点状態を表す指標を表示手段に表示する表示制御工程とを有し、
前記表示制御工程では、前記信頼度に応じて、前記指標の表示形態を変更することを特徴とする表示制御方法。
【請求項４７】
撮像手段から得られる像信号に基づいて、デフォーカス量を検出する焦点検出工程と、
手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出工程で検出された焦点状態を表す指標を表示手段に表示する表示制御工程とを有し、
前記指標は、基準となる位置に対して、前記デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示され、
前記表示制御工程では、前記焦点検出工程で検出されたデフォーカス量と撮影状態の少なくともいずれかに応じて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を変更することを特徴とする表示制御方法。
【請求項４８】
請求項４６または４７に記載の表示制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項４９】
請求項４８に記載のプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点状態を検出する構成と焦点状態の表示を制御する構成を備えた表示制御装置及び方法、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフルハイビジョンや４Ｋなどに対応した高精細ビデオカメラ等の焦点調節装置は従来以上に解像力が高く、撮影者がマニュアルによるフォーカス操作（ＭＦ操作）で被写体にピントを合わせる場合、厳密にピントを合わせることは容易ではない。特に、カメラに搭載されたビューファインダーや表示パネル等で確認しながらフォーカス操作を行う場合、ビューファインダーや表示パネル等では確認できない程度のピントのずれが生じる場合があり、意図した焦点状態となっているかどうか判断することが難しい。
【０００３】
そこで、ＭＦ操作のアシストを行うフォーカスアシスト方法が提案されている。特許文献１には、ＭＦ操作時に合焦評価値を算出して合焦度合をバー表示する方法が提案されている。また、特許文献２には、撮像装置におけるフォーカスアシスト方法として、フォーカスレンズの移動に伴う焦点状態の変化を表す複数の表示方法が提案されている。
【０００４】
一方、特許文献３には、焦点状態を検出する方法として、背面モニターなどに撮影画像を表示しながら撮影するライブビューモードが考慮された、撮像面位相差検出方式の撮像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４８６１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４０９４３号公報
【特許文献３】特開２００１−０８３４０７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３のように、ライブビューモードでの画像表示が可能な撮像装置において撮像面位相差検出方式の焦点検出を行う場合、像面で位相差検出を行っているため、被写体のボケ状態によっては検出精度が落ちてしまう。
【０００７】
例えば、図１２（ａ）のような被写体像を撮影した場合、位相差検出方式に用いられる一対の信号には、合焦近傍の場合、図１２（ｂ）に示すように、２つの山の形状が表れる。また、合焦近傍では、１２０１をＡ像、１２０２をＢ像とした場合、Ａ像１２０１とＢ像１２０２はほぼ同じ形状を示している。従って、位相差検出方式を適用し、この２像のずれ量を算出することで、検出精度の高いデフォーカス量を算出することができる。
【０００８】
一方、焦点が大きくボケている場合（大ボケ）は、例えば、図１２（ｃ）に示すように、２つの山の形状が崩れてしまい、１つの山の形状となってしまう。さらに、その山の形状も、山の裾野が広がる形状となり、Ａ像１２０１とＢ像１２０２とでは形状が異なってしまう。そのため、大ボケ状態では、Ａ像とＢ像の一致度が悪くなるため、検出精度が低下してしまう。
【０００９】
また、絞りによっても検出精度が低下する。これは、同じ被写体距離であっても、開放から小絞りになるにつれて、Ａ像とＢ像のズレ量が小さくなり、位相差検出の分解能が粗くなってしまうためである。また、低照度時には、Ｓ／Ｎ比が低下することにより、検出精度が低下してしまう。
【００１０】
上記のように、撮影状態によって撮像面位相差検出方式による焦点検出精度が異なるため、フォーカスアシスト表示を行う際に、安定した情報表示を行えない場合があった。さらには、装着されているレンズによって、フォーカスリングの操作性の違いや、焦点距離による被写界深度の違い等により、撮影者が情報表示を目視しながらピント合わせを行う上で違和感を生じる場合があった。
【００１１】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、手動焦点調節時に安定したフォーカスアシスト機能を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の表示制御装置は、撮像手段から得られる像信号に基づいて、焦点状態及び該像信号の信頼度を検出する焦点検出手段と、手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出手段により検出された焦点状態を表す指標を表示手段に表示する表示制御手段とを有し、前記表示制御手段は、前記信頼度に応じて、前記指標の表示形態を変更することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の別の表示制御装置は、撮像手段から得られる像信号に基づいて焦点状態を検出する焦点検出手段と、手動操作による焦点調節が行われる際に、前記焦点検出手段により検出された焦点状態を表す指標を表示手段に表示する表示制御手段とを有し、前記焦点検出手段は、デフォーカス量を検出し、前記指標は、基準となる位置に対して、前記デフォーカス量に応じた移動量だけ移動するように表示され、前記表示制御手段は、前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量と撮影状態の少なくともいずれかに応じて、前記指標の単位移動量に相当するデフォーカス量を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、手動焦点調節時に安定したフォーカスアシスト機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における撮像システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】実施形態における撮像素子の画素配列の概略図。
【図３】第１の実施形態におけるフォーカスアシスト表示の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態におけるフォーカスアシスト表示制御のメインフローを示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態における焦点検出領域及び焦点検出領域から得られる像信号の一例を示す図。
【図７】第１の実施形態における相関演算方法を説明する図。
【図８】第１の実施形態における相関演算方法を説明する図。
【図９】第１の実施形態におけるデフォーカス量とフォーカスアシスト表示における指標の表示位置との関係を示す図。
【図１０】第２の実施形態におけるフォーカスリング操作とフォーカスアシスト表示の指標との関係を示す図。
【図１１】第２の実施形態におけるデフォーカス量から指標位置への変換量設定処理を示すフローチャート。
【図１２】撮像面位相差検出方式において得られる像信号の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための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、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
●撮像システムの構成
図１は、本発明の実施形態に係るフォーカスアシスト機能を備える撮像システムの概略構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、レンズ交換可能な撮像システムとして説明するが、固定レンズを有する撮像装置であってもよい。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態における撮像システムは、レンズユニット１０とカメラ本体２０から構成されている。そして、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、撮像システム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。
【００１９】
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、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、ズームレンズ（不図示）等により構成される撮像光学系を有する。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、焦点調節に用いられる。不図示のズームレンズは、ズームレンズ駆動部によって駆動されることにより、ズームの調節に用いられる。なお、本実施形態においては、ズームレンズ及びズームレンズ駆動部は必須の構成ではなく、無くても構わない。
【００２０】
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はレンズ制御部１０６によって制御され、絞り１０２の開口径や、フォーカスレンズ１０３及びズームレンズの位置が制御される。ユーザによりレンズ操作部１０７に備えられたフォーカスリングやズームリング等の操作により、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や制御情報に応じて、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の制御を行うと共に、レンズ情報をカメラ制御部２０７に送信する。
【００２１】
次に、本実施形態に係るフォーカスアシスト機能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において、撮像素子２０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成され、レンズユニット１０の撮像光学系を通過した光束が撮像素子２０１の受光面上に結像される。そして、形成された被写体像が撮像素子２０１のフォトダイオード（光電変換部）によって入射光量に応じた電荷に光電変換され、蓄積される。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。なお、撮像素子２０１の詳細構成については後述するが、本実施形態における撮像素子２０１は、通常の撮像信号の他に、位相差方式の焦点検出に用いることのできる一対のフォーカス用信号を出力することができる。
【００２２】
撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びフォーカス用信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路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回路２０２は、処理した撮像信号をカメラ信号処理部２０３に、フォーカス用信号をフォーカス信号処理部２０４に出力する。
【００２３】
カメラ信号処理部２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力された撮像信号に対して各種の画像処理を施して、映像信号を生成する。表示部２０５は、ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示デバイスであり、カメラ信号処理部２０３から出力された映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記録モードの時には、撮像信号はカメラ信号処理部２０３から記録部２０６に送られ、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ等の記録媒体に記録される。
【００２４】
フォーカス信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力された一対のフォーカス用信号を基に相関演算を行って焦点状態を検出する。ここでは、相関量、デフォーカス量、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、算出したデフォーカス量と信頼性情報をカメラ制御部２０７へ出力する。また、カメラ制御部２０７は、取得したデフォーカス量や信頼性情報を基に、これらを算出する設定の変更をフォーカス信号処理部２０４に通知する。なお、相関演算の詳細については、図６から図８を用いて後述する。
【００２５】
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。また、カメラ本体２０内の処理だけでなく、ユーザにより操作されたカメラ操作部２０８からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録を制御する。更に、オートフォーカス（ＡＦ）／マニュアルフォーカス（ＭＦ）制御の切り替え、記録映像の確認等のユーザ操作に応じた様々な機能を実行する。また、先述したようにレンズユニット１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、撮像光学系の制御命令や制御情報を送信したり、レンズユニット１０内の情報を取得する。
【００２６】
●撮像素子の構成
図２は、本実施形態における撮像素子２０１の画素配列の概略を示す図である。図２は、本実施形態で撮像素子２０１として用いられる２次元ＣＭＯＳセンサの画素配列を、撮像画素の４列×４行の範囲で（焦点検出画素の配列としては８列×４行の範囲）で示したものである。
【００２７】
本実施形態において、画素群２００は２列×２行の画素からなり、ベイヤー配列のカラーフィルタにより覆われているものとする。そして、各画素群２００において、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが左上の位置に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下の位置に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下の位置に配置されている。さらに、本実施形態の撮像素子２０１は、撮像面位相差方式の焦点検出を行うために、各画素は、１つのマイクロレンズ２１５に対し、複数のフォトダイオード（光電変換部）を保持している。本実施形態では、各画素、２列×１行に配列された２つのフォトダイオード２１１、２１２により構成されているものとする。
【００２８】
撮像素子２０１は、図２に示す２列×２行の画素（４列×２行のフォトダイオード）からなる画素群２００を撮像面上に多数配置することで、撮像信号及びフォーカス用信号の取得を可能としている。
【００２９】
このような構成を有する各画素では、光束をマイクロレンズ２１５で分離し、フォトダイオード２１１、２１２に結像する。そして、２つのフォトダイオード２１１、２１２からの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ信号）を撮像信号、個々のフォトダイオード２１１、２１２からそれぞれ読み出した２つの信号（Ａ、Ｂ像信号）をフォーカス用信号として用いる。なお、撮像信号とフォーカス用信号とをそれぞれ読み出してもよいが、本実施形態では、処理負荷を考慮して、次のようにしてもよい。即ち、撮像信号（Ａ＋Ｂ信号）と、フォトダイオード２１１、２１２のいずれか一方のフォーカス用信号（例えばＡ信号）とを読み出し、差分を取ることで、もう一方のフォーカス用信号（例えばＢ信号）を取得する。
【００３０】
なお、本実施形態では各画素において、１つのマイクロレンズ２１５に対して２つのフォトダイオード２１１、２１２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、マイクロレンズ２１５に対して受光部の開口位置が異なる画素を複数有するようにしてもよい。つまり、結果としてＡ像信号とＢ像信号といった位相差検出可能な位相差検出用の２つの信号が得られる構成であればよい。また、本発明は図２に示すように全ての画素が複数のフォトダイオードを有する構成に限らず、撮像素子２０１を構成する通常画素内に、図２に示すような焦点検出用画素を離散的に設ける構成であってもよい。
【００３１】
＜第１の実施形態＞
●フォーカスアシストの表示形態
次に、本実施形態におけるフォーカスアシストの表示形態について、図３を用いて説明する。本実施形態では、フォーカスアシスト表示の種類は、第１から第４の表示形態の４つとし、表示パーツ３０１〜３１７により、検出された焦点状態を表現する。
【００３２】
図３（ａ）は、第１の表示形態の一例で、被写体に合焦していると判定された状態を示す。合焦と判定されている状態では、内向きの表示パーツ３０１と外向きの表示パーツ３０２の位置が一致（ここでは上部で停止）している。また、合焦状態と判定されている場合は、例えば、表示パーツ３０１と表示パーツ３０２を他の表示形態の色（例えば白）と異なる色（例えば緑）で表してもよい。
【００３３】
図３（ｂ）は、第２の表示形態の一例で、被写体に合焦していないが、焦点検出結果の信頼度が高い場合に、合焦位置までの方向とデフォーカス量の大きさを示す。例えば被写体よりも無限遠側にピントが合っている（後ピン）場合は、内向きの表示パーツ３０３が上部に停止した状態で、外向きの表示パーツ３０４と３０５が円周上に沿って左右対称に移動する。表示パーツ３０４と表示パーツ３０５の位置はデフォーカス量の大きさを示し、両者が表示パーツ３０３の位置（基準位置）から離れるほど、デフォーカス量が大きいことを示している。なお、表示パーツ３０３は表示パーツ３０１に対応し、表示パーツ３０４と３０５が重なった状態が表示パーツ３０２に対応する。
【００３４】
一方、被写体よりも至近側にピントが合っている（前ピン）場合は、外向きの表示パーツ３０６が上部に停止した状態で、内向きの表示パーツ３０７と３０８が円周上に沿って左右対称に移動する。表示パーツ３０７と表示パーツ３０８の位置はデフォーカス量の大きさを示し、両者が表示パーツ３０６の位置（基準位置）から離れるほど、デフォーカス量が大きいことを示している。なお、表示パーツ３０６は表示パーツ３０２に対応し、表示パーツ３０７と３０８が重なった状態が表示パーツ３０１に対応する。以上説明したように、第２の表示形態では、移動する表示パーツの位置によってデフォーカス量の大きさを示すことができる。また、上部で停止している表示パーツの向きによって合焦位置までの方向（デフォーカス方向）を示すことができる。
【００３５】
図３（ｃ）は、第３の表示形態の一例で、焦点検出結果の信頼度が中程度である場合に、合焦位置までの方向のみを示す。ここでは、デフォーカス量に関わらず、各表示パーツ３０９〜３１４が所定位置で固定される。また、後ピンの場合は内向きの表示パーツ３０９が上部で固定され、前ピンの場合は外向きの表示パーツ３１２が上部で固定される。すなわち、第３の表示形態では、デフォーカス量の大きさは示さずに、上部で固定される表示パーツの向きによって合焦位置までの方向を示している。
【００３６】
図３（ｄ）は、第４の表示形態の一例で、焦点検出結果の信頼性が低い場合を示している。この場合は、デフォーカス量の大きさもデフォーカス方向も示さずに、焦点検出ができないことをユーザに視認させる。ここでは、各表示パーツ３１５〜３１７を他の表示形態と異なる色（例えばグレー）で表示すると共に、各表示パーツ３１５〜３１７を所定位置で固定する。また、表示パーツ３１６および表示パーツ３１７の形状を他の表示形態と異ならせる。
【００３７】
なお、図３に示すフォーカスアシスト表示は一例であり、本発明はこの表示に限定されるものではない。
【００３８】
●フォーカスアシストの表示制御
次に、カメラ制御部２０７が実行するフォーカスアシスト表示制御について説明する。図４は、カメラ制御部２０７が実行するフォーカスアシスト表示制御のメイン処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、カメラ制御部２０７内に格納されたコンピュータプログラムに従って所定周期で実行される。例えば、１フレーム（または１フィールド）分の画像を生成するための撮像素子２０１からの撮像信号の読み出し周期（垂直同期期間毎）で実行される。垂直同期期間内で複数回繰り返すようにしてもよい。
【００３９】
Ｓ１０１で焦点検出領域を設定し、次に、フォーカス信号処理部２０４において、フォーカス信号が更新されたかを確認する（Ｓ１０２）。更新されていればフォーカス信号処理部２０４において焦点検出処理を行う（Ｓ１０３）。そして、焦点検出処理の結果として、デフォーカス量及び信頼度を取得する。
【００４０】
ここで、Ｓ１０３で行われる焦点検出処理について、図５〜図８を用いて説明する。図５は、焦点検出処理を示すフローチャートであり、フォーカス信号処理部２０４により行われる。まず、Ｓ２０１において、フォーカス信号処理部２０４は、Ｓ１０１で設定された焦点検出領域から、一対のフォーカス用信号を取得する。次に、Ｓ２０２において、Ｓ２０１で取得した一対のフォーカス用信号から相関量を算出する。続いて、Ｓ２０３では、Ｓ２０２で算出した相関量から相関変化量を算出する。そして、Ｓ２０４において、Ｓ２０３で算出した相関変化量からピントずれ量を算出する。また、Ｓ２０５では、Ｓ２０１で取得したフォーカス用信号の信頼度を算出する。この信頼度は、Ｓ２０４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度に相当する。そして、Ｓ２０６では、ピントずれ量をデフォーカス量に変換する。
【００４１】
なお、デフォーカス量は、合焦位置からの絶対的な距離や、フォーカスレンズ１０３を合焦位置に移動させるために必要なパルス数で表しても良いし、そういった表現と次元、単位の異なる表現や、相対的な表現であってもよい。すなわち、どれだけ合焦状態から離れていると判断できるか、どれだけフォーカス制御すれば合焦状態に移行できると判断できるかを示すものであればよい。
【００４２】
次に、図６及び図７を用いて、図５で説明した焦点検出処理を詳細に説明する。図６（ａ）は、撮像素子２０１を構成する画素アレイ４０１上に設定された焦点検出領域４０２の一例を示す図である。後述する相関演算を行う為に必要なフォーカス用信号を読み出す演算領域４０４は、焦点検出領域４０２と相関演算に必要なシフト領域４０３とを合わせた領域である。図６（ａ）中のｐ、ｑ、ｓ、ｔは、それぞれｘ軸方向の座標を表し、演算領域４０４はｐからｑの範囲にあり、焦点検出領域４０２はｓからｔの範囲にある。
【００４３】
図６（ｂ）〜（ｄ）は、図６（ａ）で設定した演算領域４０４から取得したフォーカス用信号の一例を表す図である。ｓからｔが焦点検出領域４０２に対応し、ｐからｑがシフト量を踏まえた相関量演算に必要な演算領域４０４に対応している。実線５０１はＡ像信号、破線５０２はＢ像信号を示している。
【００４４】
図６（ｂ）は、シフト前のＡ像信号５０１、Ｂ像信号５０２を波形で表した図である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示すシフト前のＡ像信号５０１、Ｂ像信号５０２の波形に対しプラス方向にシフトした図であり、図６（ｄ）は、図６（ｂ）に示すシフト前のＡ像信号５０１、Ｂ像信号５０２の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Ａ像信号５０１、Ｂ像信号５０２を１ビットずつシフトする。
【００４５】
続いて、Ｓ２０２における相関量ＣＯＲの算出法について説明する。まず、図６（ｃ）と（ｄ）で説明した通り、Ａ像信号５０１とＢ像信号５０２を１ビットずつシフトしていき、各シフト状態において、設定された焦点検出領域４０２におけるＡ像信号５０１とＢ像信号５０２の差の絶対値の和を算出する。ここで、最小シフト数はｐ−ｓ、最大シフト数はｑ−ｔである。また、シフト量をｉで表し、ｘを焦点検出領域の開始座標、ｙを焦点検出領域の終了座標とすると、以下の式（１）によって相関量ＣＯＲを算出することができる。
【００４６】
2016197231.tif 000003
【００４７】
図７（ａ）は、相関量の変化の一例を示した図であり、グラフの横軸はシフト量、縦軸は相関量を示す。相関量波形６０１において、６０２、６０３は極値周辺を示している。この中でも相関量が小さい方ほど、Ａ像信号５０１とＢ像信号５０２の一致度が高いと言える。
【００４８】
続いて、Ｓ２０３における相関変化量ΔＣＯＲの算出法について説明する。まず、図７（ａ）に示す相関量波形より、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、最小シフト数は図７中のｐ−ｓ、最大シフト数は図７中のｑ−ｔである。シフト量をｉで表すと、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。
ΔＣＯＲ［ｉ］＝ΔＣＯＲ［ｉ−１］−ΔＣＯＲ［ｉ＋１］
（p−s＋１）＜ｉ＜（ｑ−t−１）                        …（２）
【００４９】
図７（ｂ）は、相関変化量ΔＣＯＲの一例を示した図であり、グラフの横軸はシフト量、縦軸は相関変化量を示す。相関変化量波形６０４において、６０５、６０６は相関変化量がプラスからマイナスになる周辺である。この６０５、６０６において相関変化量が０となった状態をゼロクロスと呼び、Ａ像信号５０１とＢ像信号５０２の一致度が最も高く、その時のシフト量に基づいてピントずれ量が得られる。
【００５０】
図８（ａ）は、図７（ｂ）の部分６０５を拡大したもので、６０７は相関変化量波形６０４の一部分である。図８（ａ）を用いて、Ｓ２０４におけるピントずれ量ＰＲＤの算出法について説明する。まず、ピントずれ量ＰＲＤ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８（ａ）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。
【００５１】
2016197231.tif 000004
一方、整数部分βは、図８（ａ）より、以下の式（４）によって算出することができる。
β＝ｋ−１      …（４）
以上のようにして得られた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。
【００５２】
また、図７（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。この急峻性は合焦位置の特定のし易さを示す指標で、値が大きいほど合焦位置を特定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。
ｍａｘｄｅｒ＝｜ΔＣＯＲ［ｋ−１］｜＋｜ΔＣＯＲ［ｋ］｜      …（５）
【００５３】
以上のように、ゼロクロスが複数存在する場合は、ゼロクロスでの急峻性によって第１のゼロクロスを決定する。
【００５４】
続いて、Ｓ２０５における像信号の信頼度の算出法について説明する。これは、デフォーカス量の信頼度に対応するものであるが、以下に示す算出法は一例であり、他の周知の方法により信頼度を算出しても構わない。信頼度は、前述した急峻性や、Ａ像信号とＢ像信号との一致度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。
【００５５】
図８（ｂ）は、図７（ａ）の極値付近６０２の部分を拡大したもので、６０８は相関量波形６０１の一部分である。２像一致度は以下の式（６）によって算出することができる。
(i)  ΔＣＯＲ［ｋ−１］×２≦ｍａｘｄｅｒのとき
ｆｎｃｌｖｌ＝ＣＯＲ［ｋ−１］＋ΔＣＯＲ［ｋ−１］／4
(ii)  ΔCOR[k-1]×２＞maxderのとき
ｆｎｃｌｖｌ=ＣＯＲ［ｋ］−ΔＣＯＲ［ｋ］／4      …（６）
【００５６】
Ｓ１０３において上述したようにして焦点検出処理が終了すると、Ｓ１０４に進む。Ｓ１０４では、デフォーカス量が第１の所定範囲内、且つ、信頼度が予め決められた第１の閾値よりも高いか否かを判別する。デフォーカス量が第１の所定範囲内であり、且つ、信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａよりも高い場合には（Ｓ１０４でＹｅｓ）、フォーカスアシスト表示を、図３（ａ）に示す第１の表示形態に設定する（Ｓ１０５）。
【００５７】
なお、第１の所定範囲は、被写体に対してフォーカスレンズ１０３の位置が合焦範囲に入っているか否かを判別するための範囲であり、例えば、焦点深度に基づいて設定する。ここでは、第１の所定範囲を焦点深度とする。また、デフォーカス量の信頼度として、算出されたデフォーカス量の精度が確かであると判断できるレベルを第１の閾値Ｔｈ＿Ａとして設定する。デフォーカス量の信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａよりも高い場合とは、例えば、Ａ像信号及びＢ像信号のコントラストが高く、Ａ像信号とＢ像信号の形が似ている（二像一致度が高い）状態や、すでに主被写体像に合焦している状態にある場合である。
【００５８】
一方、デフォーカス量が第１の所定範囲外、もしくは信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａ以下の場合には（Ｓ１０４でＮｏ）、Ｓ１０６へ移行する。
【００５９】
Ｓ１０６では、デフォーカス量が第２の所定範囲内、且つ、信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａより高いか否かを判別する。デフォーカス量が第２の所定範囲内であり、且つ、信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａより高い場合には（Ｓ１０６でＹｅｓ）、フォーカスアシスト表示で、合焦までの方向や量を示す指標を設定するために、デフォーカス方向から指標の向きを算出する（Ｓ１０７）。そして、後述するデフォーカス量から表示パーツを表示する位置を算出する（Ｓ１０８）。ここで表示位置が算出される表示パーツは、図３（ｂ）で説明した第２の表示形態において移動する表示パーツである。そして、フォーカスアシスト表示を図３（ｂ）に示す第２の表示形態に設定する（Ｓ１０９）。一方、デフォーカス量が第２の所定範囲外、もしくは信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａ以下の場合には（Ｓ１０６でＮｏ）、Ｓ１１０へ移行する。
【００６０】
なお、第２の所定範囲には、被写体に依存せずに検出されるデフォーカス量を設定する。例えば、コントラストが高い被写体とコントラストが低い被写体とでは、検出可能なデフォーカス量が異なってくることが考えられるためである。その場合、被写体によっては、第２の表示形態で表示できる状態が異なってくるため、ユーザが違和感を感じてしまう。そのため、第２の所定範囲を設定することにより、被写体によらず、概ねデフォーカス量が得られる量を設定する。例えば、本実施形態ではデフォーカス量を２ｍｍと設定する。ただし、設定の仕方はこの限りではなく、ピントずれ量を求める際のシフト量によっても異なる。シフト量が、２ｍｍを超えるデフォーカス量を検出できない場合には設定する必要がなく、その場合は第２の所定範囲は限りなく大きくてもよい。
【００６１】
または、フォーカスアシスト表示の操作性から決めてもよい。第２の表示形態において、移動する表示パーツは、どのくらい合焦状態からズレているかを示すものである。そのため、上部で固定される表示パーツからかけ離れているところまで表示してしまうと、どのくらい合焦位置まで離れているかがユーザにわかりにくくなる。また、表示方法によっては、画面上のフォーカスアシスト表示の大きさも大きくなってしまうと、画面が見づらくなってしまうため、これらの事項を考慮して決定してもよい。
【００６２】
Ｓ１１０では、信頼度が第２の閾値Ｔｈ＿Ｂ以下か否かを判別する。信頼度が第２の閾値Ｔｈ＿Ｂ以下でない場合には（Ｓ１１０でＮｏ）、デフォーカス方向からフォーカスアシスト表示の指標の向きを算出し（Ｓ１１１）、フォーカスアシスト表示を図３（ｃ）に示す第３の表示形態に設定する（Ｓ１１２）。
【００６３】
このように、信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａ以下（閾値以下）で、第２の閾値Ｔｈ＿Ｂより高い（中程度の）場合、合焦位置が存在するであろう方向を示すデフォーカス方向が確かであると判定する。なお、デフォーカス量の信頼度が第１の閾値Ｔｈ＿Ａ以下で、第２の閾値Ｔｈ＿Ｂより高い場合とは、次のような状態である。即ち、フォーカス信号処理部２０４で算出される二像の一致度レベルが所定値よりも低いものの、Ａ像信号、Ｂ像信号を相対的にシフトさせて得られる相関量に一定の傾向があって、デフォーカス方向は信頼できる状態である。たとえば、主被写体に対して小ボケしている状態に多い判定である。
【００６４】
一方、信頼度が第２の閾値Ｔｈ＿Ｂ以下の場合には（Ｓ１１０でＹｅｓ）、デフォーカス量、及びデフォーカス方向も信頼できないと判定する。そして、フォーカスアシスト表示を図３（ｄ）に示す第４の表示形態に設定する（Ｓ１１３）。信頼度が第２の閾値Ｔｈ＿Ｂ以下の場合とは、例えば、Ａ像信号、Ｂ像信号のコントラストが低く、二像の一致度レベルも低い状態である。これは、被写体に対して大きくボケている状態のときに多く、デフォーカス量の算出が困難な状態である。
【００６５】
Ｓ１１４では、上記処理により設定された第１から第４の表示形態のいずれかに基づいて、フォーカスアシスト表示の色情報、及び指標の向き、位置等のフォーカスアシスト表示に必要なパラメータを設定し、表示部２０５に通知する。
【００６６】
次に、図４のＳ１０８におけるフォーカスアシスト表示の表示パーツの位置の算出方法について図９を用いて説明する。図９において、横軸はデフォーカス量を示し、縦軸は表示パーツの位置（指標位置）を示している。なお、指標位置は、図３（ｂ）で説明した第２の表示形態において、上部で固定されている表示パーツの位置を基準として、移動する表示パーツ（３０４、３０５、３０７、３０８）の移動量を角度で示したものとする。
【００６７】
検出されたデフォーカス量に関わらず検出精度が一定であれば、図９（ａ）の点線７０２に示すように、デフォーカス量と指標位置を線形で表現すると、操作性と表示パーツの表示位置が合致してフォーカス操作し易い。しかしながら、撮像面位相差検出方式の場合、前述したようにデフォーカス量が大きくなるにつれて、検出精度が低下する。そのため、出力されたデフォーカス量と線形に対応する位置に表示パーツを表示した場合、検出精度の低下により実際の焦点状態と表示パーツの位置との関係がばらつくことが考えられる。この場合、ユーザが不快感を感じることがあると共に、操作性が悪くなる。
【００６８】
そのため、本第１の実施形態では、図９（ａ）の実線７０１で示すように、デフォーカス量が大きくなるにつれて、表示パーツの位置の動きを鈍くするようにする。つまり、デフォーカス量が大きくなるにつれて、デフォーカス量に対する表示パーツの位置変化（変換量）を少なくする。換言すると、デフォーカス量が大きくなるほど、表示パーツの単位角度（単位移動量）あたりの位置変化に相当するデフォーカス量を大きくする。例えば、実線７０１に示すようなフォーカスアシスト表示の場合、表示パーツの位置を角度で表すと、デフォーカス量が０．５ｍｍまでは、１度あたり０．０２ｍｍのデフォーカス量を表す。また、デフォーカス量が１ｍｍまでは、１度あたり０．０４ｍｍのデフォーカス量を表し、デフォーカス量が２ｍｍまでは、１度あたり０．０８ｍｍのデフォーカス量を表す。または、焦点深度に基づいて１度を表した場合、デフォーカス量が０．５ｍｍまでは、１度が焦点深度を表し、デフォーカス量が１ｍｍまでは、１度あたり焦点深度の２倍を表し、デフォーカス量が２ｍｍまでは、１度あたり焦点深度の４倍を表す。このように指標位置を制御することにより、デフォーカス量に依らず安定したフォーカスアシスト表示を実現できる。
【００６９】
次に、図９（ｂ）は、絞りに応じた指標位置の制御を説明する図である。前述したように、撮像面位相差検出方式の場合、絞りが開放から小絞りになるにつれて、Ａ像信号とＢ像信号のピントずれ量が、同じ被写体距離にある被写体を撮影した場合でも異なる。開放の場合に最もピントずれ量が大きくなり、検出精度が高い。そのため、検出されたデフォーカス量をそのまま指標に変換した場合、小絞り側の方が、実際の焦点状態と表示パーツの位置との関係がよりばらつくことが考えられる。そのため、図９（ｂ）の７０１、７０３、７０５に示すように、絞りに応じて表示パーツの位置の動きを変える。つまり、絞りが開放から小絞りになるにつれて、デフォーカス量に対する表示パーツの位置変化（変換量）を少なくする。例えば、Ｆ２．８に対して、Ｆ５．６の場合、１度あたりのデフォーカス量が２倍になるように変換する。これにより、絞りに依らず安定したフォーカスアシスト表示を実現できる。
【００７０】
さらに、絞りが開放側から小絞りになるにつれて、焦点深度が深くなることにより、絞りが開放側の場合と比較して、被写体がボケにくくなる。この場合、小絞り側の方が、合焦位置からフォーカスレンズを移動させた場合の像崩れの影響が小さくなり、大きいデフォーカス量まで検出することができると考えられる。そのため、図９（ｃ）のように、図４のＳ１０６の判定で用いる第２の所定範囲を、７０１に示す開放側（第２の絞り値）の場合よりも、７０４に示す小絞り側（第１の絞り値）で広くする。このようにすることで、像のボケに対してフォーカスアシスト表示の表示パーツの動きが開放側と小絞り側とで変化が少なくなる。これにより、ユーザの見る映像に対するフォーカスアシスト表示の表示パーツの動きが安定し、操作性が向上する。
【００７１】
図９（ｄ）は、低照度時と非低照度時に関して説明した図である。前述したように、低照度になってくると、Ａ像信号とＢ像信号の信号レベルが低くなる。また、ＩＳＯ感度を上げることによりノイズ成分が増加してＳ／Ｎ比が低下するため、検出精度も低下する。この場合も、実際の焦点状態と表示パーツの位置との関係がばらつくことが考えられる。そのため、低照度時には、７０５に示すように、デフォーカス量に対する表示パーツの位置変化を少なくする。例えば、非低照度時に対して、低照度時は、１度あたりのデフォーカス量が２倍になるように表現する。
【００７２】
第１の実施形態では、例えば、以下の４つの判定方法により低照度か否かを判定する。第１の判定方法では、ＩＳＯ感度が所定値以上に設定されているか否かにより判定する。ＩＳＯ感度が所定値以上の場合には、低照度撮影（第１の照度）と判定し、所定値未満の場合には、低照度撮影ではない（第２の照度）と判定する。第２の判定方法では、映像信号の輝度のピーク値が所定値以上か否かで判定する。映像信号の輝度のピーク値が所定値以上の場合には、低照度撮影ではないと判定し、所定値未満の場合には、低照度撮影と判定する。第３の判定方法では、露出値が所定値以下であるか否かで判定する。露出値が所定値以下の場合には、低照度撮影と判定し、所定値より大きい場合には、低照度撮影ではないと判定する。第４の判定方法では、ゲイン設定が所定値以上か否かで判定する。ゲイン設定値が所定値以上の場合には、低照度撮影と判定し、所定値未満の場合には、低照度撮影ではないと判定する。
【００７３】
なお、上述したデフォーカス量、絞り、低照度等の状態によるフォーカスアシスト表示の表示パーツの位置の算出は、いずれかの方法を実施してもよいし、複数の方法を組み合わせて実施してもよい。
【００７４】
このように、デフォーカス量、絞り、照度に応じて、フォーカスアシスト表示の指標の動き特性を変えることにより、安定したフォーカスアシスト表示を実現し、ユーザの操作性を向上することができる。
【００７５】
なお、上述したようにして算出された表示パーツの位置を、算出する度にそのまま表示部２０５で表示した場合、滑らかな指標の動きを実現することができず、ぎこちない見え方になってしまうことが考えられる。そのため、複数回算出された指標位置（あるいは基準位置からの移動量）の平均値を算出し、その結果を通知する。この平均値を算出する過去の指標位置の数（所定数）は、上述したデフォーカス量、絞り、低照度等の撮影状態によって変更してもよい。例えば、デフォーカス量が１ｍｍまでは、過去２回分の平均値を用い、デフォーカス量が２ｍｍまでは、過去３回分の平均値を用いる。また、例えば、開放からＦ１１までに対して、Ｆ１１より小絞り側は、２倍の数の指標位置の平均値を用いる。例えば、非低照度時に対して、低照度時は、２倍の数の指標位置の平均値を用いる。
【００７６】
また、フォーカスアシスト表示の指標を安定して表現するために、指標位置の算出に用いるデフォーカス量を過去のデフォーカス量と平均して、その平均値を用いることも考えられる。これにより、デフォーカス量のばらつきを抑制することができる。この平均する過去のデフォーカス量の数を上述したデフォーカス量、絞り、低照度等の撮影状態によって変更することで、さらに、安定したフォーカスアシスト表示を行うことができる。
【００７７】
例えば、デフォーカス量が１ｍｍまでは、過去２回分の平均値を用い、デフォーカス量が２ｍｍまでは、過去３回分の平均値を用いる。また、例えば、開放からＦ１１までに対して、Ｆ１１より小絞り側は、２倍の数のデフォーカス量の平均値を用いる。例えば、非低照度時に対して、低照度時は、２倍の数のデフォーカス量の平均値を用いる。
【００７８】
以上説明したように第１の実施形態によれば、マニュアルフォーカス制御時のフォーカスアシスト機能を有する撮影装置において、撮像面位相差検出方式の焦点検出処理により、焦点検出範囲内のデフォーカス量とデフォーカス方向、及び信頼度を検出する。そして、信頼度に応じて、デフォーカス量とデフォーカス方向を示すフォーカスアシスト表示を変更することにより、安定した機能を実現し、操作性を向上をすることができる。その際に、デフォーカス量や撮影状態に応じて、現在のフォーカスレンズ位置から合焦位置までの移動量を示すフォーカスアシスト表示の指標の表示特性を変更することにより、安定した指標表示を実現し、ユーザの不快感を軽減することができる。
【００７９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態におけるフォーカスアシスト表示の表示制御は、図４のＳ１０８におけるフォーカスアシスト表示における指標位置の算出処理が第１の実施形態と異なる。従って、以下、相違点について説明し、第１の実施形態と同様の撮像装置の構成及び表示制御については、説明を省略する。
【００８０】
フォーカスアシスト表示の表示パーツの動きは、フォーカスリングの動きに対して線形に変化する方が、ユーザにとって操作性が良いものとなる。例えば、図１０（ａ）のフォーカスアシスト表示の表示パーツの動き量１００１と、図１０（ｂ）のフォーカスリングのＢ点が合焦位置である場合のＡ点からＢ点までの動き量１００２は等しいことが好ましい。しかしながら、レンズ交換式の撮像装置の場合、装着されたレンズによってフォーカスリングのリング操作性は異なるため、フォーカスアシスト表示の表示パーツとの動きに連動することが難しい。そこで、本第２の実施形態では、レンズ制御部１０６からカメラ制御部２０７へレンズ情報を通信し、レンズ情報に基づいて、表示パーツの表示位置の１単位（１度）あたりのデフォーカス量の変換量を設定する。
【００８１】
第１の方法は、レンズ種別によって判別する方法である。レンズに応じて、フォーカスリングの回転角度が大きいか否かをカメラ本体２０で予め記憶しておき、装着されたレンズユニット１０の種別をレンズ制御部１０６からカメラ制御部２０７へ送信する。そして、得られたレンズ種別に応じてデフォーカス量から表示パーツの表示位置へ変換する変換量を変える。
【００８２】
図１１（ａ）に第１の方法における変換量設定処理のフローチャート、図１１（ｂ）にレンズ種別（レンズＩＤ）に対する最大表示角度（最大移動量）の表の一例を示す。まず、Ｓ３０１において、装着されたレンズユニット１０からレンズ種別情報を取得する。Ｓ３０２でレンズ種別情報から予めカメラ本体２０で記憶している最大表示角度を設定する。Ｓ３０３で最大表示角度から角度１度当たりのデフォーカス量を設定する。例えば、図１１（ｂ）の表でレンズＩＤが１１０４のレンズが装着された場合、最大表示角度は６０度であると判別する。そして、第２の所定範囲で設定しているデフォーカス量を最大表示角度で表した場合の１度当たりのデフォーカス量を算出する。第２の所定範囲がデフォーカス量２ｍｍの場合、１度あたり約０．０３３ｍｍとなる。また、第２の所定範囲が焦点深度に基づいている場合も同様である。
【００８３】
第２の方法は、フォーカスリングの至近端から無限端までフォーカスレンズ１０３を移動させたときの回転角度（最大操作範囲）と最大デフォーカス量によって判別する方法であり、図１１（ｃ）に第２の方法における設定処理のフローチャートを示す。Ｓ４０１で、最大デフォーカス量とフォーカスリング（手動操作する部材）の回転角度を取得する。Ｓ４０２で、フォーカスリングの回転角度１度あたりのデフォーカス量を算出する。Ｓ４０３で、Ｓ４０２で得られたデフォーカス量をフォーカスアシスト表示の表示パーツの１度当たりのデフォーカス量に設定する。Ｓ４０４で、合焦位置と、第２の所定範囲のデフォーカス量における表示パーツの位置の角度を算出する。
【００８４】
Ｓ４０５で、Ｓ４０４で算出された角度がフォーカスアシスト表示の指標のあらかじめ設定されている最大角度を超えるか否かを判定する。フォーカスアシスト表示の指標の最大角度を超える場合には（Ｓ４０５でＹｅｓ）、指標の最大角度に基づいて１度あたりのデフォーカス量を算出する。ここでは、フォーカスアシスト表示の指標の最大角度を超えたか否かを判定し、超えた場合には、１度あたりのデフォーカス量を大きくした。しかしながら、逆に、第２の所定範囲を、Ｓ４０３で算出された指標の角度１度あたりのデフォーカス量とフォーカスアシスト表示の指標の予め設定されている最大角度とから算出したデフォーカス量に設定してもよい。
【００８５】
図４のＳ１０８では、上記のようにして求めた指標１度あたりのデフォーカス量に基づいて、Ｓ１０３で求めたデフォーカス量を指標位置に変換する。
【００８６】
本第２の実施形態においては、レンズ交換式の撮像システムであるものとして説明したが、レンズ一体型の撮像装置においても同様の制御を行うことができる。その場合、レンズ制御部１０６からカメラ制御部２０７へレンズ情報を送信する必要が無くなる。
【００８７】
上記の通り本第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果に加え、レンズ情報を用いてフォーカスアシスト表示の指標の表示特性を変更することにより、フォーカスリングの操作性に合致したフォーカスアシスト表示を行うことができる。これにより、撮像装置においてユーザの操作性を向上することができる。
【００８８】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の表示形態について説明する。なお、第３の実施形態におけるフォーカスアシスト表示の表示制御は、図４のＳ１０４における第１の所定範囲とＳ１０８におけるフォーカスアシスト表示における指標位置の算出処理が第１、第２の実施形態と異なる。従って、以下、相違点について説明し、第１、第２の実施形態と同様の撮像装置の構成及び表示制御については、説明を省略する。
【００８９】
一般に、焦点距離によって、所定の距離に存在する被写体に合焦しているときの被写界深度は異なる。焦点距離がワイド側の方が被写界深度は深く、テレ側になるにつれて被写体深度が浅くなる。
【００９０】
図４のＳ１０４において、第１の所定範囲内にデフォーカス量がある場合、合焦範囲内にあると判断する。しかしながら、被写界深度が深い場合、所定の距離に存在する被写体が合焦している距離範囲は広いため、フォーカスリングの操作量に対して第１の表示形態の状態が継続する期間が長くなる。そのため、所定の距離に存在する被写体に対してピントが最も合焦している位置にピントを合わせることが困難となってくる。
【００９１】
そこで、焦点距離に応じて、第１の所定範囲（合焦デフォーカス範囲）を変更する。焦点距離がテレ側になるにつれて、第１の所定範囲を広くする。例えば、焦点距離が５０ｍｍ未満の場合、第１の所定範囲を焦点深度の０．７倍とし、焦点距離が５０ｍｍ以上８５ｍｍ未満の場合、焦点深度の０．８倍とする。更に、焦点距離が８５ｍｍ以上１３５ｍｍ未満の場合、第１の所定範囲を焦点深度の０．９倍とし、焦点距離が１３５ｍｍ以上の場合は、焦点深度の等倍とする。
【００９２】
これにより、焦点距離によって被写界深度が異なっても、最も合焦している位置にピントを合わせることが容易になり、撮像装置においてユーザの操作性を向上することができる。
【００９３】
同様に、被写界深度が深い場合は、フォーカスリングの操作量に対してフォーカスアシストの表示の指標の動きが鈍感になり、第２の表示形態で表示している状態で、ユーザが違和感を感じてしまう。そのために、図４のＳ１０８におけるフォーカスアシスト表示における指標位置の算出処理において、フォーカスアシスト表示の指標の指標１度あたりのデフォーカス量を焦点距離に応じて変更する。例えば、第１の実施形態および第２の実施形態において算出されたフォーカスアシスト表示の指標の指標１度あたりのデフォーカス量を焦点距離が５０ｍｍ未満の場合、０．７倍とし、焦点距離が５０ｍｍ以上８５ｍｍ未満の場合、０．８倍とする。更に、焦点距離が８５ｍｍ以上１３５ｍｍ未満の場合、０．９倍とし、焦点距離が１３５ｍｍ以上の場合は、等倍とする。
【００９４】
上記の通り本第３の実施形態によれば、第１の実施形態と第２の実施形態の同様の効果に加え、焦点距離に応じてフォーカスアシスト表示の指標の表示特性を変更することにより、フォーカスリングの操作性に合致したフォーカスアシスト表示を行うことができる。これにより、撮像装置においてユーザの操作性を向上することができる。
【００９５】
＜他の実施形態＞
また、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１０３：フォーカスレンズ、１０５：フォーカスレンズ駆動部、１０６：レンズ制御部、１０７：レンズ操作部、２０１：撮像素子、２０３：カメラ信号処理部、２０５：表示部、２０７：カメラ制御部、２１０：被写体検出部、２１１，２１２：フォトダイオード、３０１〜３１７：表示パーツ
【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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