特許 6615258 制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6615258

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20060101AFI20191125BHJP

   G02B 7/34 20060101ALI20191125BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20191125BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20191125BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20191125BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/28 N

   G02B7/34

   G03B15/00 Q

   G03B13/36

   H04N5/232 120

   H04N5/232 290

【請求項の数】13

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2018-77214(P2018-77214)

(22)【出願日】2018年4月13日

(65)【公開番号】特開2019-184887(P2019-184887A)

(43)【公開日】2019年10月24日

【審査請求日】2018年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 玲治

【審査官】 越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０４１７３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１５２１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１４７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２５６９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３００４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１３８３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７１３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１２６０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１８１１０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１７３６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０９５３５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２１５３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１５−００５３１６０（ＫＲ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２６９４９７４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／２８−７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサを用いて位相差検出による焦点検出を行う第一の焦点検出手段と、
前記撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサを用いて位相差検出による焦点検出を行う第二の焦点検出手段と、
前記第一の焦点検出手段からの第一の信号と前記第二の焦点検出手段からの第二の信号との差分に相当する補正情報を算出する算出手段と、
第一の領域において前記第一の信号に基づいてフォーカス制御を行い、第二の領域において前記第二の信号と前記補正情報とに基づいて前記フォーカス制御を行う制御手段と、
前記算出手段により算出された前記補正情報を記憶する記憶手段と、
被写体の位置を検出する位置検出手段とを有し、
前記記憶手段は、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置情報とともに前記補正情報を記憶し、
前記制御手段は、前記第一の領域に前記被写体が存在する場合、前記第一の信号に基づいて前記フォーカス制御を行うとともに、前記補正情報を前記記憶手段に記憶し、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が前記記憶手段に記憶されている場合、前記補正情報に基づいて前記フォーカス制御を行い、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が前記記憶手段に記憶されていない場合、前記記憶手段に記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報を算出し、前記補完演算により算出された補正情報に基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする制御装置。

【請求項2】

前記第一の領域は、撮影画面の中央領域であり、
前記第二の領域は、前記中央領域を囲む周囲領域であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記第一のセンサは、前記第一の領域において焦点検出が可能なＡＦセンサであり、
前記第二のセンサは、前記第一の領域および前記第二の領域のそれぞれにおいて焦点検出が可能な撮像センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記被写体を認識する認識手段を更に有し、
前記記憶手段は、前記認識手段により認識された前記被写体ごとに前記補正情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項5】

前記算出手段は、前記第一のセンサと前記第二のセンサとが前記撮像光学系により形成された前記光線を受光する時間の差に基づいて、前記差分を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項6】

前記制御手段は、
前記第二の領域のうち第一の部分領域において、前記補正情報に対応する第一の補正量で前記フォーカス制御を行い、
前記第二の領域のうち前記第一の部分領域よりも前記第一の領域から離れた第二の部分領域において、前記補正情報に対応する前記第一の補正量よりも小さい第二の補正量で前記フォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項7】

前記制御手段は、
前記被写体が前記第一の領域から前記第二の領域へ移動してからの経過時間が第一の経過時間である場合、前記補正情報に対応する第一の補正量で前記フォーカス制御を行い、
前記経過時間が前記第一の経過時間よりも長い第二の経過時間である場合、前記補正情報に対応する前記第一の補正量よりも小さい第二の補正量で前記フォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項8】

前記第一の焦点検出手段は、第一の方向の相関演算シフトにより焦点検出を行い、
前記第二の焦点検出手段は、第二の方向の相関演算シフトにより焦点検出を行い、
前記算出手段は、前記第一の方向と前記第二の方向とを合わせて焦点検出を行って得られた前記差分を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項9】

撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサと、
前記第一のセンサを用いて位相差検出による焦点検出を行う第一の焦点検出手段と、
前記撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサと、
前記第二のセンサを用いて位相差検出による焦点検出を行う第二の焦点検出手段と、
前記第一の焦点検出手段からの第一の信号と前記第二の焦点検出手段からの第二の信号との差分に相当する補正情報を算出する算出手段と、
第一の領域において前記第一の信号に基づいてフォーカス制御を行い、第二の領域において前記第二の信号と前記補正情報とに基づいて前記フォーカス制御を行う制御手段と、
前記算出手段により算出された前記補正情報を記憶する記憶手段と、
被写体の位置を検出する位置検出手段とを有し、
前記記憶手段は、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置情報とともに前記補正情報を記憶し、
前記制御手段は、前記第一の領域に前記被写体が存在する場合、前記第一の信号に基づいて前記フォーカス制御を行うとともに、前記補正情報を前記記憶手段に記憶し、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が前記記憶手段に記憶されている場合、前記補正情報に基づいて前記フォーカス制御を行い、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が前記記憶手段に記憶されていない場合、前記記憶手段に記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報を算出し、前記補完演算により算出された補正情報に基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置。

【請求項10】

前記撮像光学系により形成された前記光線の光路から退避可能なハーフミラーと、
前記ハーフミラーにより反射された前記光線を観測するためのファインダと、を更に有し、
前記第一のセンサは、前記撮像光学系により形成されて前記ハーフミラーを透過した前記光線を受光し、
前記第二のセンサは、前記ハーフミラーが前記光路から退避した状態で、前記撮像光学系により形成された前記光線を受光することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。

【請求項11】

撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサを用いて位相差検出による第一の焦点検出を行うステップと、
前記撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサを用いて位相差検出による第二の焦点検出を行うステップと、
前記第一の焦点検出により得られた第一の信号と前記第二の焦点検出により得られた第二の信号との差分に相当する補正情報を算出するステップと、
第一の領域において前記第一の信号に基づいてフォーカス制御を行うステップと、
第二の領域において前記第二の信号と前記補正情報とに基づいて前記フォーカス制御を行うステップと、
前記算出するステップにより算出された前記補正情報を記憶するステップと、
被写体の位置を検出するステップとを有し、
前記補正情報は、前記被写体の位置を検出するステップにより検出された前記被写体の位置情報とともに記憶され、
前記第一の領域に前記被写体が存在する場合、前記第一の信号に基づいて前記フォーカス制御が行われるとともに、前記補正情報が記憶され、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が記憶されている場合、前記補正情報に基づいて前記フォーカス制御が行われ、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が記憶されていない場合、記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報が算出され、前記補完演算により算出された補正情報に基づいて前記フォーカス制御が行われることを特徴とする制御方法。

【請求項12】

撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサを用いて位相差検出による第一の焦点検出を行うステップと、
前記撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサを用いて位相差検出による第二の焦点検出を行うステップと、
前記第一の焦点検出により得られた第一の信号と前記第二の焦点検出により得られた第二の信号との差分に相当する補正情報を算出するステップと、
第一の領域において前記第一の信号に基づいてフォーカス制御を行うステップと、
第二の領域において前記第二の信号と前記補正情報とに基づいて前記フォーカス制御を行うステップと、
前記算出するステップにより算出された前記補正情報を記憶するステップと、
被写体の位置を検出するステップと、をコンピュータに実行させ、
前記補正情報は、前記被写体の位置を検出するステップにより検出された前記被写体の位置情報とともに記憶され、
前記第一の領域に前記被写体が存在する場合、前記第一の信号に基づいて前記フォーカス制御が行われるとともに、前記補正情報が記憶され、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が記憶されている場合、前記補正情報に基づいて前記フォーカス制御が行われ、
前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が記憶されていない場合、記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報が算出され、前記補完演算により算出された補正情報に基づいて前記フォーカス制御が行われることを特徴とするプログラム。

【請求項13】

請求項１２に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位相差検出方式による焦点調節を行う撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、位相差検出方式による自動焦点調節（ＡＦ）を行う撮像装置が知られている。位相差検出方式によるＡＦとしては、二次光学系とＡＦセンサとを用いたＡＦ（二次光学系ＡＦ）、および、撮像センサを用いたＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）がある。

【0003】

二次光学系ＡＦでは、光学ファインダをユーザが観測しながらＡＦ制御を行うことができる。しかし、ミラーや二次光学系の制約により画像の中心付近でしか焦点検出を行うことができない。一方、撮像面位相差ＡＦでは、二次光学系とＡＦセンサとを用いたＡＦよりも広い範囲でＡＦ制御を行うことができる。しかし、ミラーアップして撮像素子センサで撮像している間にしか焦点検出を行うことができず、焦点検出中にユーザがファインダを観測することができない。

【0004】

そこで、例えば特許文献１には、画像の中心付近では二次光学系ＡＦを用い、画像の周辺部では撮像面位相差ＡＦを用いる撮像装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−１４２３７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

二次光学系ＡＦと撮像面位相差ＡＦの２つのＡＦの原理は互いに異なるため、焦点検出のために用いる情報にも差がある。これら２つのＡＦでは、位相が異なる２つの像の範囲や瞳が異なる。また、一般的に、ＡＦセンサと撮像センサとは互いに異なる画素ピッチを有するため、被写体の空間周波数が異なる。また、二次光学系で焦点検出する際には絞りを開放状態に設定するが、撮影画像（静止画）は静止画の都合で絞り込む必要がある場合、２つのＡＦにより絞り値が異なる。また、画面内の位置に応じて、光学特性やケラレなどにより瞳の形状が変化する。

【0007】

このように、２つの焦点検出結果の間には差があり、厳密に同一の焦点検出結果を得ることはできないため、２つのＡＦを使い分ける場合に問題になる。例えば、２つのＡＦを画面内のエリアで使い分けた場合、被写体が画面中央から周辺に移動する際に、焦点検出結果の差がユーザに認識され得る。また、被写体が２つのＡＦの遷移領域の近傍に存在する場合、状況に応じて２つのＡＦのいずれのＡＦが使われるかが不安定な状態である。このため撮像装置は、２つのＡＦの互いに異なる焦点検出結果を不規則に交互に用い、ハンチング動作を行う可能性があり、品位に劣る動作となる。したがって、高速で高精度な焦点検出を行うことができない。

【0008】

そこで、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差を補正することが考えられる。しかし、２つのＡＦ方式にはそれぞれに光学的な差を生じさせる要因が多数あり、それらの要因ごとに補正を行おうとすると、要因ごとの補正テーブルを準備が必要となり、必要容量が大きくなり困難である。一方、各要因の変化のそれぞれを実際に算出して補正を行うには、膨大な演算量が必要であり、処理負荷が増大し、または動作が遅くなるなどの問題が生じる。

【0009】

特許文献１に開示されて撮像装置では、２つのＡＦ方式を温度、湿度、光学系の形状変化などに応じて使い分けているが、被写体が遷移領域の近傍に存在する場合におけるハンチング動作などの前述の問題点を解決することができない。

【0010】

そこで本発明は、低コストで高速かつ高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一側面としての制御装置は、撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサを用いて位相差検出による焦点検出を行う第一の焦点検出手段と、前記撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサを用いて位相差検出による焦点検出を行う第二の焦点検出手段と、前記第一の焦点検出手段からの第一の信号と前記第二の焦点検出手段からの第二の信号との差分に相当する補正情報を算出する算出手段と、第一の領域において前記第一の信号に基づいてフォーカス制御を行い、第二の領域において前記第二の信号と前記補正情報とに基づいて前記フォーカス制御を行う制御手段と、前記算出手段により算出された前記補正情報を記憶する記憶手段と、被写体の位置を検出する位置検出手段とを有し、前記記憶手段は、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置情報とともに前記補正情報を記憶し、前記制御手段は、前記第一の領域に前記被写体が存在する場合、前記第一の信号に基づいて前記フォーカス制御を行うとともに、前記補正情報を前記記憶手段に記憶し、前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が前記記憶手段に記憶されている場合、前記補正情報に基づいて前記フォーカス制御を行い、前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が前記記憶手段に記憶されていない場合、前記記憶手段に記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報を算出し、前記補完演算により算出された補正情報に基づいて前記フォーカス制御を行う。

【0012】

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記第一のセンサと、前記第二のセンサと、前記制御装置とを有する。

【0013】

本発明の他の側面としての制御方法は、撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサを用いて位相差検出による第一の焦点検出を行うステップと、前記撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサを用いて位相差検出による第二の焦点検出を行うステップと、前記第一の焦点検出により得られた第一の信号と前記第二の焦点検出により得られた第二の信号との差分に相当する補正情報を算出するステップと、第一の領域において前記第一の信号に基づいてフォーカス制御を行うステップと、第二の領域において前記第二の信号と前記補正情報とに基づいて前記フォーカス制御を行うステップと、前記算出するステップにより算出された前記補正情報を記憶するステップと、被写体の位置を検出するステップとを有し、前記補正情報は、前記被写体の位置を検出するステップにより検出された前記被写体の位置情報とともに記憶され、前記第一の領域に前記被写体が存在する場合、前記第一の信号に基づいて前記フォーカス制御が行われるとともに、前記補正情報が記憶され、前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が記憶されている場合、前記補正情報に基づいて前記フォーカス制御が行われ、前記第二の領域に前記被写体が存在する場合であって、かつ前記被写体の位置に対応する前記補正情報が記憶されていない場合、記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報が算出され、前記補完演算により算出された補正情報に基づいて前記フォーカス制御が行われる。

【0014】

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。

【0015】

本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。

【0016】

本発明の他の目的および特徴は、以下の実施形態において説明される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、低コストで高速かつ高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】各実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図2】各実施形態における撮像センサの画素構成図である。

【図3】各実施形態における撮影処理を示すフローチャートである。

【図4】各実施形態における静止画撮影処理を示すフローチャートである。

【図5】各実施形態における焦点検出領域の説明図である。

【図6】各実施形態における撮像センサによる焦点検出処理を示すフローチャートである。

【図7】各実施形態におけるオフセット情報テーブルの説明図である。

【図8】第二の実施形態および第三の実施形態における被写体と焦点検出領域との関係図である。

【図9】第五の実施形態における撮像センサの焦点検出枠と像高との関係を示す図である。

【図10】各実施形態における画素加算の説明図である。

【図11】各実施形態における被写体とレンズと撮像センサとの関係を示す図である。

【図12】各実施形態におけるＡＦセンサによる位相差方式の焦点検出の説明図である。

【図13】各実施形態における焦点検出領域の説明図である。

【図14】各実施形態における焦点検出領域から取得された像信号の説明図である。

【図15】各実施形態における焦点検出処理における相関量の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0020】

（第一の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第一の実施形態における撮像装置について説明する。図１は、撮像装置１の構成を示すブロック図である。撮像装置１は、レンズ装置（交換レンズ）１０と、レンズ装置１０が着脱可能なカメラ本体（撮像装置本体）２０とを備えて構成されるレンズ交換式カメラである。このため撮像装置１では、レンズ装置１０の全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、カメラ本体２０の全体の動作を統括制御するカメラ制御部２１２とが互いに情報を通信することが可能である。ただし本発明は、これに限定されるものではなく、レンズ装置とカメラ本体とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

【0021】

まず、レンズ装置１０の構成について説明する。レンズ装置１０は、固定レンズ（第１群レンズ）１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、レンズ制御部１０６、および、レンズ操作部１０７を有する。固定レンズ１０１、絞り１０２、および、フォーカスレンズ１０３により撮像光学系が構成される。

【0022】

絞り１０２は、絞り駆動部１０４により駆動され、後述する撮像センサ（撮像素子）２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ（撮影レンズ）１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５により駆動され、後述する撮像センサ２０１に結像する焦点の調節を行う。絞り駆動部１０４およびフォーカスレンズ駆動部１０５は、レンズ制御部１０６により制御され、絞り１０２の開口量や、フォーカスレンズ１０３の位置を決定する。レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２１２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を制御し、また、レンズ制御情報をカメラ制御部２１２に送信する。

【0023】

次に、カメラ本体２０の構成について説明する。カメラ本体２０は、レンズ装置１０の撮像光学系を通過した光束から撮像信号を取得できるように構成されている。レンズ装置１０の撮像光学系を通過した光束は、回動可能なクイックリターンミラー２５２に導かれる。クイックリターンミラー２５２の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー２５２がダウンした際に（図１中の下側に降りて光路中に挿入された状態で）一部の光束が透過する。そしてこの透過した光束は、クイックリターンミラー２５２に設置されたサブミラー２５３により反射され、自動焦点調整手段であるＡＦセンサ（位相差ＡＦセンサ）２５４に導かれる。ＡＦセンサ２５４は、焦点検出回路２５５により制御される。

【0024】

なお、後述の図１２の説明で触れるが、ＡＦセンサ２５４は、セパレータレンズと受光素子とを画面内で縦に並べた構成と横に並べた構成を複数有していてもよい。本実施形態では、このような構成による焦点検出を「ＡＦセンサ２５４による焦点検出」という。また本実施形態において、焦点検出回路２５５およびカメラ制御部２１２により、ＡＦセンサ２５４を用いて位相差検出による焦点検出を行う第一の焦点検出手段が構成される。

【0025】

一方、クイックリターンミラー２５２により反射された撮影光束は、マットスクリーン２５０に像を結び、それを上側からペンタプリズム２５１および接眼レンズ２５６を介してユーザが観測することができる。

【0026】

また、クイックリターンミラー２５２がアップ（ペンタプリズム２５１に向けて図１中の矢印のように上昇）すると、レンズ装置１０からの光束は、フォーカルプレーンシャッタ（機械シャッタ）２５８およびフィルタ２５９を介して撮像センサ２０１に結像する。フィルタ２５９は２つの機能を有する。１つは赤外線や紫外線などをカットし可視光線のみを撮像センサ２０１へ導く機能であり、他の１つは光学ローパスフィルタとしての機能である。またフォーカルプレーンシャッタ２５８は、先幕および後幕を有し、レンズ装置１０からの光束の透過および遮断を制御する遮光手段である。

【0027】

レンズ装置１０の撮像光学系を通過した光束は、撮像センサ２０１の受光面上で結像し、撮像センサ２０１のフォトダイオードにより入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２１２の指令に従い、タイミングジェネレータ２１５から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号として撮像センサ２０１から順次読み出される。

【0028】

図２は、撮像センサ２０１の画素構成図である。図２（ａ）は、比較例としての撮像センサの画素構成（非撮像面位相差ＡＦ方式の画素構成）を示す。一方、図２（ｂ）は、本実施形態における撮像センサ２０１の画素構成（撮像面位相差ＡＦ方式の画素構成）を示す。図２（ｃ）は、本実施形態における撮像センサ２０１の画素構成の変形例である。

【0029】

撮像センサ２０１は、撮像面位相差ＡＦを行うため、図２（ｂ）に示されるように１つのマイクロレンズ２９２に対して２つのフォトダイオード２９３、２９４が設けられている（２つのフォトダイオードが１つのマイクロレンズを共有している）。撮像センサ２０１は、撮像センサ２０１に入射した光束をマイクロレンズ２９２で分離し、これらの２つのフォトダイオード２９３、２９４で結像することで、撮像用とＡＦ用の２つの信号が取り出せるように構成されている。２つのフォトダイオード２９３、２９４の信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ信号）が撮像信号であり、フォトダイオード２９３、２９４の個々の信号（Ａ信号、Ｂ信号）が２つの像信号（ＡＦ用信号）である。後述するＡＦ信号処理部２０４は、２つの像信号（ＡＦ用信号）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。本実施形態では、このような焦点検出を「撮像センサ２０１による焦点検出」という。また本実施形態において、ＡＦ信号処理部２０４およびカメラ制御部２１２により、撮像センサ２０１を用いて位相差検出による焦点検出を行う第二の焦点検出手段が構成される。

【0030】

撮像センサ２０１は、図２（ｃ）に示される画素構成を有していてもよい。図２（ｃ）では、１つのマイクロレンズ２９２に対して４つのフォトダイオード２９５、２９６、２９７、２９８が設けられている（４つのフォトダイオードが１つのマイクロレンズを共有している）。

【0031】

このような構成において、図１４で後述するように相関演算のシフト方向を横方向で演算したい場合、Ａ像信号を各マイクロレンズのＲＡ２９５、ＲＣ２９７を加算して作成し、Ｂ像信号を各マイクロレンズのＲＢ２９６、ＲＤ２９８を加算して作成すればよい。同様に、相関演算のシフト方向を縦方向で演算したい場合、Ａ像信号を各マイクロレンズのＲＡ２９５、ＲＢ２９６を加算して作成し、Ｂ像信号を各マイクロレンズのＲＣ２９７、ＲＤ２９８を加算して作成すればよい。

【0032】

撮像センサ２０１から読み出された撮像信号およびＡＦ用信号はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ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／ＡＤコンバータ２０２は、撮像信号を画像入力コントローラ２０３に出力する。画像入力コントローラ２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力された撮像信号をＳＤＲＡＭ（記憶手段）２０９に格納する。また画像入力コントローラ２０３は、ＡＦ用信号をＡＦ信号処理部２０４に出力する。

【0033】

ＳＤＲＡＭ２０９に格納された撮像信号は、バス２１を介して、表示制御部２０５によって表示部２０６に表示される。カメラ本体２０が撮像信号の記録を行うモードに設定されている場合、撮像信号は記録媒体制御部２０７によって記録媒体２０８に記録される。ＲＯＭ２１０は、バス２１を介して接続されており、カメラ制御部２１２が実行する制御プログラムおよび制御に必要な各種データなどを格納している。フラッシュＲＯＭ２１１は、ユーザ設定情報などのカメラ本体２０の動作に関する各種設定情報などを格納している。

【0034】

ＡＦ信号処理部２０４は、ＡＦ用信号に対して画素加算および相関演算を行い、像ずれ量および信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報など）を算出する。ＡＦ信号処理部２０４は、算出した像ずれ量と信頼性情報とをカメラ制御部２１２へ出力する。

【0035】

カメラ制御部２１２は、取得した像ずれ量や信頼性情報に基づいて、これらを算出する設定の変更をＡＦ信号処理部２０４に通知する。カメラ制御部２１２は、例えば、像ずれ量が大きい場合に相関演算を行う領域を広く設定し、または、コントラスト情報に応じてバンドパスフィルタの種類を変更する。なお、相関演算の詳細については後述する。

【0036】

本実施形態では、撮像信号および２つのＡＦ用信号の計３つの信号を撮像センサ２０１から取り出しているが、本発明はこれに限定されるものではない。撮像センサ２０１の負荷を考慮し、例えば撮像信号と１つのＡＦ用信号の計２つを取り出し、画像入力コントローラ２０３が撮像信号とＡＦ用信号との差分を取ることで他の１つのＡＦ用信号を生成するように構成してもよい。

【0037】

カメラ制御部２１２は、カメラ本体２０内の全体と情報をやり取りして制御を行う。またカメラ制御部２１２は、カメラ本体２０内の処理だけでなく、カメラ操作部２１４からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、静止画／動画記録の開始、ＡＦ制御の開始、記録映像の確認など、ユーザが操作した様々なカメラ機能を実行する。また前述のように、カメラ制御部２１２は、レンズ装置１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、レンズ装置１０の制御命令・制御情報を送り、またレンズ装置１０内の情報を取得する。

【0038】

カメラ制御部２１２は、算出手段２１２ａおよび制御手段２１２ｂを有する。算出手段２１２ａは、第一の焦点検出手段からの第一の信号（第一の焦点検出信号）と第二の焦点検出手段からの第二の信号（第二の焦点検出信号）との差分に相当する補正情報を算出する。制御手段２１２ａは、第一の領域において第一の信号に基づいてフォーカス制御を行い、第二の領域において第二の信号と補正情報とに基づいてフォーカス制御を行う。

【0039】

次に、図５を参照して、本実施形態における撮像センサ２０１およびＡＦセンサ２５４のそれぞれの焦点検出領域について説明する。図５は、焦点検出領域の説明図である。

【0040】

図５（ａ）は、撮像領域とＡＦセンサ２５４および撮像センサ２０１のそれぞれを用いて焦点検出可能な枠との関係を示している。５００は、撮像センサ２０１により撮像可能な範囲（撮像領域）である。５０１は、ＡＦセンサ２５４を用いて焦点検出可能な枠である。すなわちＡＦセンサ２５４は、点線で示される１５箇所の四角で囲まれる領域（枠５０１）において焦点検出することができる。５０２は、撮像センサ２０１を用いて焦点検出可能な枠である。すなわち撮像センサ２０１は、実線で示される４５箇所の四角で囲まれる領域（枠５０２）において焦点検出することができる。

【0041】

本実施形態において、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域（枠５０１）を第一の領域、撮像センサ２０１の焦点検出領域（枠５０２）であるがＡＦセンサ２５４の焦点検出領域（枠５０１）ではない領域を第二の領域という。

【0042】

図５（ｂ）は、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域と撮像センサ２０１の焦点検出領域との関係を示している。点線および実線の四角は、図５（ａ）と同じものである。５１１は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出および撮像センサ２０１による焦点検出の両方が可能な領域（第一の領域、第一の焦点検出領域）であり、斜線で示されている。５１２は、撮像センサ２０１による焦点検出は可能であるが、ＡＦセンサ２５４による焦点検出は不可能である領域（第二の領域、第二の焦点検出領域）であり、縦線で示されている。

【0043】

図５（ｃ）は、被写体と焦点検出領域との関係を示している。点線および実線の四角は、図５（ａ）と同じものである。なお、本実施形態の焦点検出の具体的手順は後述するが、ここでは一例を挙げて概略を説明する。

【0044】

本実施形態では、まず、被写体が領域５１１に存在する場合にのみ焦点検出を行うことができる。例えば、図５（ｃ）に示されるような被写体が位置５２１が存在する場合、ＡＦセンサ２５４を用いて、斜線で示される２つの枠５０１（領域５１１）において焦点検出を行うことができる。

【0045】

その後、静止画を撮像すると、撮像センサ２０１を用いて、斜線で示される２つの枠５０１（領域５１１）において焦点検出を同時に行うことができる。このとき、被写体が存在する位置５２１における２つのＡＦ方式での焦点検出結果の差を取得して記録しておく。

【0046】

その後、被写体が位置５２１から位置５２２へ移動した場合、撮像センサ２０１を用いて、縦線で示される領域５１２（被写体が存在する位置５２２）で焦点検出を行う。この際、撮像センサ２０１による焦点検出結果から２つのＡＦ方式での焦点検出結果の差を引いて焦点検出を行う。

【0047】

次に、図１０を参照して、本実施形態における画素加算について説明する。図１０は、画素加算の説明図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は、図２を参照して説明した撮像センサ２０１のマイクロレンズの分割、加算を示している。図１０（ｃ）、（ｆ）は、図１２を参照して説明するセパレータレンズの配置の例である。

【0048】

図５を参照して説明した２つのＡＦ方式で差を取る場合、図２（ｂ）に示されるように、１つのマイクロレンズに対してフォトダイオードが横方向に分割されている場合、焦点検出の相関演算のシフト方向も横方向になる。このため、差を取るための対応するＡＦセンサ２５４による焦点検出のセパレータレンズの方向は、図１０（ｃ）中の斜線で示されるセパレータレンズ１０３１、１０３２の組み合わせである。このとき、２つのＡＦ方式の相関演算のシフト方向が一致し、より近い被写体を見ていることになる。

【0049】

また、図２（ｃ）（＝図１０（ａ））に示されるように１つのマイクロレンズに４つのフォトダイオードを持つ構成を、図１０（ｂ）のように加算して相関演算を横方向にシフトする場合を考える。このとき、図１０（ｃ）中の斜線のセパレータレンズ１０３１、１０３２の組み合わせで相関演算を行うＡＦセンサ２５４とを組み合わせる。これにより、同様に２つのＡＦ方式の相関演算のシフト方向が一致する。

【0050】

また、図２（ｃ）（＝図１０（ｄ））に示されるように１つのマイクロレンズに４つのフォトダイオードを持つ構成を、図１０（ｅ）のように加算して相関演算を縦方向にシフトする場合を考える。このとき、図１０（ｆ）中の斜線のセパレータレンズ１０６１、１０６２の組み合わせで相関演算を行うＡＦセンサ２５４とを組み合わせる。これにより、同様に２つのＡＦ方式の相関演算のシフト方向が一致する。

【0051】

次に、図７（ａ）を参照して、本実施形態におけるオフセット情報テーブルについて説明する。図７（ａ）は、オフセット情報テーブルの説明図である。オフセット情報テーブル（オフセット情報７００）は、例えばＳＤＲＡＭ２０９に保存される。オフセット情報７００は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７０１、撮像センサ２０１による焦点検出量７０２、および、オフセット量７０３からなる。なお、これらの算出方法については後述する。

【0052】

次に、図３を参照して、撮像装置１（カメラ本体２０）の動作について説明する。図３は、カメラ本体２０の撮影処理の手順を示すフローチャートである。図３の各ステップは、主にカメラ本体２０のカメラ制御部２１２の指令に基づいて実行される。

【0053】

まずステップＳ３０１において、カメラ制御部２１２は、カメラ本体２０の初期化処理を行う。続いてステップＳ３０２において、カメラ制御部２１２は、ユーザがカメラ操作部２１４を操作することにより静止画撮影モードに設定されているか否かを判定する。カメラ本体２０が静止画撮影モードに設定されている場合、ステップＳ３０３へ進む。一方、カメラ本体２０が静止画撮影モードに設定されていない場合、ステップＳ３０４へ進む。

【0054】

ステップＳ３０３において、カメラ制御部２１２は、静止画撮影処理を行い、ステップＳ３０２へ戻る。なお、静止画撮影処理の詳細については後述する。ステップＳ３０４において、カメラ制御部２１２は、ユーザがカメラ操作部２１４を操作することにより画像閲覧モードに設定されているか否かを判定する。カメラ本体２０が画像閲覧モードに設定されている場合、ステップＳ３０５へ進む。一方、カメラ本体２０が画像閲覧モードに設定されていない場合、ステップＳ３０６へ進む。

【0055】

ステップＳ３０５において、カメラ制御部２１２は、画像閲覧処理を行い、画像閲覧処理の終了後、ステップＳ３０２へ戻る。なお画像閲覧処理は画像を表示する処理であり、公知の方法を用いることができるため、その詳細な説明については省略する。ステップＳ３０６において、カメラ制御部２１２は、ユーザがカメラ操作部２１４によりカメラ本体２０の電源のオフを指示したか否か（カメラ本体２０の電源がオフしたか否か）を判定する。カメラ本体２０の電源がオフしていない場合、ステップＳ３０２へ戻る。一方、カメラ本体２０の電源がオフした場合、本処理を終了する。

【0056】

次に、図４を参照して、図３のステップＳ３０３（静止画撮影処理）について説明する。図４の各ステップは、主にカメラ制御部２１２の指令に基づいて実行される。本実施形態において、静止画撮影処理では、カメラ本体２０のカメラ操作部２１４のシャッタを半押し（ＳＷ１）をすると、ＡＦ動作が開始する。また、シャッタを全押し（ＳＷ２）すると、静止画撮影が開始する。また、シャッタが全押し（ＳＷ２）されている間、常に、静止画が連写撮影される。カメラ制御部２１２は、連写撮影中にもＡＦセンサ２５４による焦点検出および撮像センサ２０１による焦点検出を行い、被写体が移動しても被写体に追従することができる。

【0057】

まずステップＳ４０１において、カメラ制御部２１２は、カメラ操作部２１４のシャッタの半押し（ＳＷ１）がＯＮされたか否か（シャッタが半押しされたか否か）を判定する。ＳＷ１がＯＮされた場合、ステップＳ３０１へ移行する。一方、ＳＷ１がＯＮされていない場合、ＳＷ１がＯＮされるまでステップＳ４０１を繰り返す。ステップＳ４０２において、カメラ制御部２１２は、不図示の測光回路を用いて、レンズ装置１０を通過して主ミラー（クイックリターンミラー２５２）で反射されペンタプリズム２５１を通過した光束を測光する。続いてステップＳ４０３において、カメラ制御部２１２は、ＡＦセンサ２５４および焦点検出回路２５５を用いて焦点検出を行う。なお、ＡＦセンサ２５４による焦点検出の詳細は後述する。

【0058】

続いてステップＳ４０４において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４０３にて得られた焦点検出結果に基づいて、レンズ制御部１０６にレンズ駆動量を送信する。レンズ制御部１０６は、カメラ制御部２１２から送信されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動するようにフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。

【0059】

続いてステップＳ４０５において、カメラ制御部２１２は、カメラ操作部２１４のシャッタの全押し（ＳＷ２）がＯＮされたか否か（シャッタが全押しされたか否か）を判定する。ＳＷ２がＯＮされた場合、ステップＳ４０６へ移行する。一方、ＳＷ２がＯＮされていない場合、ＳＷ２がＯＮされるまでステップＳ４０５を繰り返す。

【0060】

ステップＳ４０６において、カメラ制御部２１２は、クイックリターンミラー２５２を制御してミラーアップを行う。続いてステップＳ４０７において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４０２にて設定された絞り値情報をレンズ制御部１０６へ送信する。レンズ制御部１０６は、カメラ制御部２１２から送信された絞り値情報に基づいて絞り駆動部１０４を駆動し、設定された絞り値（Ｆ値）まで絞り込みを行う。

【0061】

続いてステップＳ４０８において、カメラ制御部２１２は、フォーカルプレーンシャッタ２５８を開くよう制御する。所定時間の経過後、ステップＳ４０９において、カメラ制御部２１２はフォーカルプレーンシャッタ２５８を閉じる。そしてカメラ制御部２１２は、次回の動作に備えてフォーカルプレーンシャッタ２５８のチャージ動作を行う。

【0062】

続いてステップＳ４１０において、カメラ制御部２１２は、画像入力コントローラ２０３に対して撮像センサ２０１の画像データを読み出す（静止画を取り込む）。本実施形態において、カメラ制御部２１２は、画像データとして、図２を参照して説明したＡ像、Ｂ像、および、Ａ＋Ｂ像を読み出す。続いてステップＳ４１１において、カメラ制御部２１２は、画像入力コントローラ２０３を制御して、撮像センサ２０１から取り込まれた画像データに対して圧縮（画像圧縮）などの画像処理を行い、画像データを記録媒体２０８に記録する。

【0063】

続いてステップＳ４１２において、カメラ制御部２１２は、レンズ制御部１０６へ絞り１０２を開放するよう指示する。そしてレンズ制御部１０６は、絞り駆動部１０４を駆動して絞り１０２を開放する。続いてステップＳ４１３において、カメラ制御部２１２はクイックリターンミラー２５２をダウン駆動する。

【0064】

続いてステップＳ４１３において、カメラ制御部２１２は、カメラ操作部２１４のシャッタの全押し（ＳＷ２）が継続されているか否か（ＳＷ２がオンのままか否か）を判定する。ＳＷ２がオンのままである場合、ステップＳ４１５へ移行する。一方、ＳＷがオンでない場合、カメラ制御部２１２はこれ以降の静止画撮影が指示されていないと判定し、本処理を終了する。

【0065】

ステップＳ４１５において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１０にて読み出された静止画像のうちＡ像およびＢ像を用いて、撮像センサ２０１による焦点検出を行う。そしてカメラ制御部２１２は、焦点検出量（焦点検出結果）をオフセット情報７００（撮像センサ２０１による焦点検出量７０２）としてＳＤＲＡＭ２０９に保存する。なお、撮像センサ２０１による焦点検出方法の詳細は後述する。

【0066】

続いてステップＳ４１６において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４０２と同様に、再度、不図示の測光回路を用いて測光を行う。続いてステップＳ４１７において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４０３と同様に、ＡＦセンサ２５４による焦点検出を行う。そしてカメラ制御部２１２は、焦点検出量（焦点検出結果）をオフセット情報７００（ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７０１）としてＳＤＲＡＭ２０９に保存する。

【0067】

続いてステップＳ４１８において、カメラ制御部２１２は、被写体がＡＦセンサ２５４により焦点検出可能の範囲内（ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内、すなわち第一の領域の範囲内）に存在するか否かを判定する。被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在しない場合、ステップＳ４２１へ進む。このとき、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７０１はＳＤＲＡＭ２０９に保存されない。なお、ＡＦセンサ２５４による焦点検出の詳細は後述する。

【0068】

一方、ステップＳ４１８にて被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在する場合、ステップＳ４１９へ進む。ステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７０１を基準として、撮像センサ２０１による焦点検出量７０２がどれだけずれているかに関する情報を、オフセット量７０３（ＡＦオフセット）として算出する。そしてカメラ制御部２１２は、算出したオフセット量７０３をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。オフセット量７０３は、ＡＦセンサ２５４からの焦点検出信号と撮像センサ２０１からの焦点検出信号との差分に相当する補正情報であり、例えば以下のように算出される。

【0069】

現在のＡＦセンサによる焦点検出量７０１：ＤＡ＝１０００
現在の撮像センサによる焦点検出量７０２：ＤＤ＝９００
オフセット量７０３：Ｏｆ
Ｏｆ＝ＤＡ−ＤＤ … （１）
図７（ａ）の例では、式（１）に具体的数値を入れると、以下の式（２）のようになる。

【0070】

１０００−９００＝１００ … （２）
すなわち、オフセット量７０３として１００が代入される。

【0071】

続いてステップＳ４２０において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７でのＡＦセンサ２５４による焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動し、ステップＳ４０６へ戻る。

【0072】

ステップＳ４２１において、カメラ制御部２１２は、オフセット情報７００の撮像センサ２０１による焦点検出量７０２に、オフセット量７０３を加算した値に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動し、ステップＳ４０６へ戻る。ステップ本実施形態において、このときのフォーカスレンズ１０３の駆動量（レンズ駆動量）は、以下の式（３）のように表される。

【0073】

現在の撮像センサによる焦点検出量７０２：ＤＤ＝９００
オフセット量７０３：Ｏｆ
レンズ駆動量：Ｆ
Ｆ＝ＤＤ＋Ｏｆ … （３）
図７（ａ）の例では、式（３）に具体的数値を入れると、以下の式（４）のようになる。

【0074】

９００＋１００＝１０００ … （４）
すなわち、フォーカスレンズ１０３をレンズ駆動量Ｆ＝１０００だけ駆動する。

【0075】

次に、図１２を参照して、ＡＦセンサ２５４による焦点検出およびデフォーカス量検出（ピント位置ズレ量検出）の原理を説明する。図１２は、ＡＦセンサ２５４による位相差方式の焦点検出の説明図である。

【0076】

図１２（ａ）、（ｂ）は、デフォーカス量検出の原理の説明図である。図１２（ａ）、（ｂ）に示されるように、撮像センサ２０１上にピントがあっている場合（合焦状態において）、ラインセンサ上の２像間隔はある値をとる。この値は設計上求めることができるが、実際には、部品の寸法やバラツキ、および、組み立て誤差により設計値と同じ値ではない。したがって、実際には測定しなければこの２像間隔（基準２像間隔Ｌｏ）を求めることは困難である。図１２（ａ）に示されるように、この基準２像間隔Ｌｏより２像間隔が狭まければ、前ピン状態であり、基準２像間隔Ｌｏよりも広ければ後ピン状態である。

【0077】

図１２（ｂ）は、不図示のＡＦセンサモジュールの光学系からコンデンサレンズを省いたモデルを示す図である。図１２（ｂ）に示されるように、主光線の角度をθ、セパレータレンズの倍率をβ、像の移動量をΔＬ，ΔＬ’とすると、デフォーカス量Ｌは以下の式（５）のように算出される。

【0078】

【数1】

【0079】

式（５）において、βｔａｎθは、ＡＦセンサモジュールの設計上定まるパラメータである。ΔＬ’は、基準２像間隔Ｌｏと現在の２像間隔Ｌｔとに基づいて求めることができる。実際には、図１２（ａ）に示される受光素子の像は、前述の撮像センサ２０１による焦点検出における図１４中の１６０１、１６０２に相当し、同様の演算で相関量ＣＯＲを算出する。そこから前述の撮像センサ２０１による焦点検出と同様にフォーカス量を算出する。ＡＦセンサ２５４は、撮影面の複数の位置で焦点検出可能であるように、前述の構成を複数具備している。

【0080】

また、図１２（ｃ）に示されるように、セパレータレンズ１４２１、１４２２を受光素子の横方向に２つ並べると、相関演算を横方向にシフトすることができ、横方向のコントラストがある被写体の焦点検出することが可能となる。また、セパレータレンズ１４２３、１４２４を受光素子の縦方向に２つ並べると、相関演算を縦方向にシフトすることができる。

【0081】

次に、図６を参照して、撮像センサ２０１による焦点検出処理（撮像面位相差ＡＦ）を詳細に説明する。図６は、撮像センサ２０１による焦点検出処理を示すフローチャートであり、図４のステップＳ４１５に相当する。図６の各ステップは、主にカメラ制御部２１２により、またはカメラ制御部２１２の指令に基づいて撮像センサ２０１やＡＦ信号処理部２０４により実行される。

【0082】

まずステップＳ６０１において、カメラ制御部２１２は、ユーザが任意に設定した焦点検出範囲から像信号を取得する。なお、像信号の取得に関しては、図１３を参照して後述する。続いてステップＳ６０２において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ６０１にて取得した像信号を加算する。なお、像信号の加算に関しては、図１３を参照して後述する。

【0083】

続いてステップＳ６０３において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ６０２にて加算した像信号に基づいて相関量を算出する。なお、相関量の算出に関しては、図１４を参照して後述する。続いてステップＳ６０４において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ６０３にて算出した相関量に基づいて相関変化量を算出する。なお、相関変化量の算出に関しては、図１５を参照して後述する。

【0084】

続いてステップＳ６０５において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ６０４にて算出した相関変化量に基づいて、ピントずれ量（像ずれ量）を算出する。なお、ピントずれ量の算出に関しては、図１５を参照して後述する。カメラ制御部２１２は、以上の処理を焦点検出領域ごとに（焦点検出領域の数だけ）行う。続いてステップＳ６０６において、カメラ制御部２１２は、焦点検出領域ごとに算出されたピントずれ量をデフォーカス量に変換し、図６の焦点検出処理を終了する。

【0085】

次に、図１３を参照して、撮像センサ２０１の焦点検出領域について説明する。図１３は、焦点検出領域（焦点検出可能な範囲を示す像信号を取得する領域）の一例を示している。図１３（ａ）は、撮像センサ２０１の画素アレイ上の焦点検出領域を示す図である。１５０１は画素アレイであり、１５０２は焦点検出領域（焦点検出範囲）、１５０３は相関演算に必要なシフト領域である。１５０４は、焦点検出領域１５０２とシフト領域１５０３とを合わせた領域であり、相関演算を行うために必要な領域である。

【0086】

図１３（ａ）中のｐ、ｑ、ｓ、ｔはそれぞれ、ｘ軸方向の座標を表し、ｐからｑは領域１５０４の範囲を表し、ｓからｔは焦点検出領域１５０２の範囲を表す。焦点検出領域１５０２およびシフト領域１５０３のそれぞれ高さの説明をわかりやすくするため、ここでは１ライン分として説明する。焦点検出領域１５１１のように複数ライン分の領域の焦点検出を行う場合、事前に画素を縦方向に加算してから焦点検出を行う。なお、相関量の加算については後述する。

【0087】

図１３（ｂ）は、焦点検出領域１５０２を５つの領域に分割した状態を示している。本実施形態では、一例として、焦点検出領域ごとに（一つ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。焦点検出領域１５０５〜１５０９はそれぞれ、焦点検出領域１５０２を５つに分割した１つの焦点検出領域である。本実施形態では、一例として、分割した複数の焦点検出領域の中から最も信頼できる焦点検出領域から得られた信号（焦点検出結果）を選択し、その焦点検出領域から得られた信号に基づいて算出したピントずれ量を用いる。

【0088】

図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の焦点検出領域１５０５〜１５０９を連結した仮の焦点検出領域１５１０を示す図である。本実施形態では、一例として、複数の焦点検出領域１５０５〜１５０９を連結した焦点検出領域１５１０から算出したピントずれ量を用いてもよい。焦点検出領域の配置の仕方や焦点検出領域の広さなどの構成は、本実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。

【0089】

次に、図１４を参照して、図１３のように設定された焦点検出領域から取得した像信号について説明する。図１４は、焦点検出領域から取得された像信号の説明図である。図１４（ａ）〜（ｃ）において、ｓからｔは焦点検出範囲を表し、ｐからｑはシフト量を考慮した焦点検出演算に必要な範囲である。またｘからｙは、分割された焦点検出領域のうちの１つの焦点検出領域を表す。

【0090】

図１４（ａ）は、シフト前の像信号の波形図である。実線１６０１は像信号Ａ、破線１６０２は像信号Ｂである。１５０５〜１５０９は、図１３（ｂ）に示されるように分割された複数の焦点検出領域を表す。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のシフト前の像信号の波形に対してプラス方向にシフトした図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のシフト前の像波形に対して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実線１６０１、１６０２を１ビットずつシフトする。

【0091】

続いて、相関量ＣＯＲの算出方法について説明する。まず、図１４（ｂ）、（ｃ）を参照して説明したように、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との差の絶対値の和を算出する。このとき、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図１４中のｐ−ｓ、最大シフト数は図１４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。相関量ＣＯＲ［ｉ］は、これらを用いて以下の式（６）のように算出することができる。

【0092】

【数2】

【0093】

ここで、前述のように画素を縦方向に加算してもよい。または、図１３（ｃ）の焦点検出領域１５１０について相関量ＣＯＲ［ｉ］を算出したものとして、実際に焦点検出したい領域が焦点検出領域１５１１である場合、ラインごとに相関量ＣＯＲ［ｉ］を算出してそれらを加算した後に以下の処理に移ってもよい。

【0094】

次に、図１５を参照して、焦点検出処理における相関量ＣＯＲ［ｉ］について説明する。図１５は、相関量ＣＯＲ［ｉ］の説明図である。図１５（ａ）は、相関量の波形図である。図１５（ａ）において、横軸はシフト量、縦軸は相関量をそれぞれ示す。１７０１は相関量波形、１７０２、１７０３は極値周辺の領域を示している。この中でも相関量が小さい方ほど、Ａ像とＢ像との一致度が高いといえる。

【0095】

続いて、相関変化量ΔＣＯＲの算出法について説明する。まず、図１５（ａ）の相関量波形を用いて、１シフト飛ばしの相関量の差に基づいて相関変化量を算出する。このとき、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図１４中のｐ−ｓ、最大シフト数は図１４中のｑ−ｔである。相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］は、これら用いて、以下の式（７）により算出することができる。

【0096】

【数3】

【0097】

図１５（ｂ）は、相関変化量ΔＣＯＲの波形図である。図１５（ｂ）において、横軸はシフト量、縦軸は相関変化量をそれぞれ示す。１８０１は相関変化量波形、１８０２、１８０３は相関変化量がプラスからマイナスになる領域である。相関変化量が０となるときをゼロクロスと呼び、最もＡ像とＢ像との一致度が高く、そのときのシフト量がピントずれ量となる。

【0098】

図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）の領域１８０２の拡大図である。１９０１は、相関変化量波形１８０１の一部分である。ここで、ピントずれ量ＰＲＤの算出方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１５（ｃ）中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥとの相似の関係から、以下の式（８）により算出することができる。

【0099】

【数4】

【0100】

続いて整数部分βは、図１５（ｃ）中より以下の式（９）により算出することができる。

【0101】

【数5】

【0102】

すなわち、小数部分αと整数部分βとの和からピントずれ量ＰＲＤを算出することができる。実際には、ピントずれ量ＰＲＤから実際にレンズ駆動量を算出する係数Ｋをかけ、デフォーカス量に変換する必要がある。

【0103】

ここで、図１１を参照して、係数Ｋの算出方法について説明する。図１１は、被写体とレンズ装置１０のレンズ（撮像光学系）と撮像センサ２０１との位置関係を示す図である。なお、ＡＦセンサ２５４であっても撮像センサ２０１による焦点検出のいずれにおいても、瞳１３０１、１３０２の形状は変わるが、係数Ｋの算出方法は同じである。なお、図１１では撮像光学系として１つの凸レンズが示されているが、実際にはレンズ装置１０は１つ以上のレンズを有ればよい。

【0104】

ここで、射出瞳距離Ａはレンズ固有の値である。基線長Ｂは撮像センサ２０１の画素Ａ（例えば、図２（ａ）中の２０１）、画素Ｂ（例えば、図２（ａ）中の２０５）がレンズに投影された長さ（瞳３０１、３０２を合わせた長さ）である。像ずれ量Ｃ（ピントずれ量ＰＲＤ）は、図１４（ａ）に示される量である。このとき、デフォーカス量Ｄは、２つの三角形の相似の関係から、以下の式（１）のように算出できる。

【0105】

Ｄ＝Ａ／Ｂ＊Ｃ … （１０）
また、係数Ｋは以下の式（１１）のように算出できる。

【0106】

Ｋ＝Ａ／Ｂ … （１１）
係数Ｋを像ずれ量（ピントずれ量ＰＲＤ）にかけることにより、デフォーカス量Ｄを算出することができる。

【0107】

本実施形態によれば、オフセット量を加算することにより、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また本実施形態によれば、例えばステップＳ４１９、Ｓ４２０のように、大きな容量のテーブルを記憶することなく少ない演算量でこれらの動作を軽減することができる。

【0108】

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態は、オフセット情報および静止画撮影処理フローを除いて、第一の実施形態と同様である。本実施形態のオフセット情報は、被写体ごとに異なるオフセット量を有する。これは、被写体の空間周波数、色、コントラストなどは被写体に固有であり、オフセット量も被写体に固有であるためである。

【0109】

図７（ｂ）を参照して、本実施形態におけるオフセット情報テーブルについて説明する。図７（ｂ）は、オフセット情報テーブルの説明図である。オフセット情報テーブル（オフセット情報７１０）は、例えばＳＤＲＡＭ２０９に被写体ごとに保存される。なお、図７（ｂ）の例では被写体が２つの場合を示しているが、本実施形態は３つ以上の被写体が存在する場合にも適用可能である。

【0110】

被写体Ａ（第一の被写体）のオフセット情報は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７１１、撮像センサ２０１による焦点検出量７１２、オフセット量７１３からなる。被写体Ｂ（第二の被写体）のオフセット情報は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７１４、撮像センサ２０１による焦点検出量７１５、オフセット量７１６からなる。なお、これらの算出方法は後述する。

【0111】

図８（ａ）は、撮像センサ２０１の焦点検出領域の範囲内に２つの被写体が存在する場合の例を示している。点線および実線の四角は、図５（ａ）と同じである。図８（ａ）に示されるように、枠８００に斜線で示される被写体Ａ、枠８１０に縦線で示される被写体Ｂが存在する。

【0112】

次に、図８（ａ）に示されるように２つの被写体Ａ、Ｂが存在する場合における図４の静止画撮影処理フローについて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる処理についてのみ説明する。

【0113】

ユーザが静止画を撮影しようとしてステップＳ４０１でＳＷ１がオン（半押し）して被写体をファインダに収め、その後、ステップＳ４０５でＳＷ２がオン（全押し）して静止画連写を開始する。ステップＳ４１４でもＳＷ２がオン（全押し）のままであるとき、ステップＳ４１５で撮像センサ２０１による焦点検出を行う際に、枠８００と枠８１０にそれぞれに被写体が存在するものとする。その際、撮像センサ２０１に被写体Ａ、Ｂが撮影され、カメラ制御部２１２は撮影画像に被写体Ａ、Ｂが存在するものと認識する。そしてカメラ制御部２１２は、オフセット情報７１０として図７（ｂ）に示されるように二人分のテーブルを用意する。

【0114】

またカメラ制御部２１２は、被写体Ａが存在する枠の撮像センサ２０１による焦点検出量を、撮像センサ２０１による焦点検出量７１２として記録する。同様に、カメラ制御部２１２は、被写体Ｂが存在する枠の撮像センサ２０１による焦点検出量を、撮像センサ２０１による焦点検出量７１５として記録する。

【0115】

続いてステップＳ４１７において、カメラ制御部２１２は、被写体Ａが存在する枠８００のＡＦセンサ２５４による焦点検出量を、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７１１として記録する。同様に、カメラ制御部２１２は、被写体Ｂが存在する枠８１０のＡＦセンサ２５４による焦点検出量をＡＦセンサ２５４による焦点検出量７１４として記録する。

【0116】

続いてステップＳ４１８において、被写体Ａ、Ｂはそれぞれ枠８００、８１０に存在し、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在するため、ステップＳ４１９に移行する。ステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２は、オフセット情報７１０から、被写体Ａのオフセット量７１３を、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７１１と、撮像センサ２０１による焦点検出量７１２とに基づいて算出して記録する。同様に、カメラ制御部２１２は、被写体Ｂのオフセット量７１６を、ＡＦセンサによる焦点検出量７１４と撮像センサ２０１による焦点検出量７１５とに基づいて算出して記録する。なお、これらの算出方法は式（１）と同様である。

【0117】

静止画撮影処理を複数枚繰り返した後、図８（ｂ）に示されるように被写体Ｂが画面の外に出て、被写体Ａのみが画面内に残るが被写体Ａは枠８０１の位置に移動したとする。ステップＳ４１５において、カメラ制御部２１２は、撮像センサ２０１による焦点検出を行う際に、撮像センサ２０１により被写体Ａが撮影され、カメラ制御部２１２は被写体Ａを認識する。またカメラ制御部２１２は、被写体Ａはオフセット情報７１０に記録済みの被写体Ａと同一人物であるとして認識する。このため、カメラ制御部２１２は、被写体Ａが存在する枠８０１の撮像センサ２０１による焦点検出量を、撮像センサ２０１による焦点検出量７１２として記録する。

【0118】

続いてステップＳ４１７において、ＡＦセンサ２５４の範囲内には被写体は存在しないため、カメラ制御部２１２は焦点検出結果を保存しない。続いてステップＳ４１８において、被写体ＡはＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外に存在するため、ステップＳ４２１へ進む。ステップＳ４２１において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５での被写体Ａに対する焦点検出量７０２に今回でない過去のステップＳ４１９で算出して保持しているオフセット量７１３を加算した値に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動する。そしてステップＳ４０６へ進む。

【0119】

本実施形態によれば、被写体ごとのオフセット量を加算することにより、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また本実施形態によれば、例えばステップＳ４１９、Ｓ４２０のように、大きな容量のテーブルを記憶することなく少ない演算量でこれらの動作を軽減することができる。

【0120】

（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態は、オフセット情報および静止画撮影処理フローを除いて、第一の実施形態と同様である。本実施形態のオフセット情報は、Ｘ座標などの位置ごとに異なるオフセット量を有する。これは、図２（ｂ）に示される構成の撮像センサを用いた撮像面位相差ＡＦでは、縦方向の座標が変化しても瞳のＡ像とＢ像の割合の変化は小さいが、横方向の座標が変化した場合には瞳のＡ像とＢ像の割合の変化が大きいためである。

【0121】

図７（ｃ）を参照して、本実施形態におけるオフセット情報テーブルについて説明する。図７（ｃ）は、オフセット情報テーブルの説明図である。オフセット情報テーブル（オフセット情報７２０）は、例えばＳＤＲＡＭ２０９にＸ座標（位置）ごとに保存される。なお、図７（ｃ）の例では後述するステップＳ４１９の処理が２回経過した状態であるため、２つのオフセット情報が保存されている。ステップＳ４１９の処理を行うたびにオフセット情報は増加する。ステップＳ４１９における１回目の処理のオフセット情報は、Ｘ座標７２１におけるＡＦセンサ２５４による焦点検出量７２２、撮像センサ２０１による焦点検出量７２３、および、オフセット量７２４からなる。ステップＳ４１９における２回目の処理のオフセット情報は、Ｘ座標７２５におけるＡＦセンサ２５４による焦点検出量７２６、撮像センサ２０１による焦点検出量７２７、および、オフセット量７２８からなる。なおＸ座標の数は、無限に増やしてもよく、または、上限を決定してループさせてテーブルを再利用してもよい。

【0122】

図８（ｃ）は、撮像センサ２０１の中で丸い斜線の被写体が枠８２２に移動した場合の例を示している。なお図８（ｃ）中の点線および実線の四角は、図５（ａ）と同じである。

【0123】

次に、図８（ｃ）に示される丸い斜線の被写体が存在する場合における図４の静止画撮影処理フローについて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる処理についてのみ説明する。

【0124】

ユーザが静止画を撮影しようとしてステップＳ４０１にてＳＷ１がオン（半押し）することにより被写体をファインダに収め、その後、ステップＳ４０５でＳＷ２がオン（全押し）することにより静止画連写が開始する。ステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、ステップＳ４１５にて撮像センサ２０１による焦点検出を行う際に、枠８２０に斜線で示される丸い被写体が存在するものとする。そしてカメラ制御部２１２は、枠８２０の撮像センサ２０１による焦点検出量を一時的に保存する。

【0125】

またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７において、丸い被写体が存在する枠８２０のＡＦセンサ２５４による焦点検出量を一時的に保存する。続いてステップＳ４１８において、丸い被写体は枠８２０に存在するため、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在する。このため、ステップＳ４１９へ進む。

【0126】

続いてステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２は、オフセット情報を１行分の領域を新規に確保する。この領域は、図７（ｃ）中のＸ座標７２１、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７２２、撮像センサ２０１による焦点検出量７２３、および、オフセット量７２４に相当する。そしてカメラ制御部２１２は、丸い被写体のＸ座標７２１、ステップＳ４１７にて一時的に保存した焦点検出量７２２、および、ステップＳ４１５にて一時的に保存した焦点検出量７２３をそれぞれＳＤＲＡＭ２０９に記録する。そしてカメラ制御部２１２は、焦点検出量７２２と焦点検出量７２３とに基づいて算出したオフセット量７２４をＳＤＲＡＭ２０９に記録する。なお、これらの算出方法は式（１）と同様である。

【0127】

その後、再びステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、ステップＳ４１５にて撮像センサ２０１による焦点検出を行う際に、枠８２１に丸い被写体が存在したとする。このとき、カメラ制御部２１２は、枠８２１の撮像センサ２０１による焦点検出量を一時的に保存する。またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７において、丸い被写体が存在する枠８２１のＡＦセンサ２５４による焦点検出量を一時的に保存する。ステップＳ４１８において、丸い被写体は枠８２１に存在するため、ＡＦセンサ２５４による焦点検出領域の範囲内である。このため、ステップＳ４１９へ進む。

【0128】

ステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２は、オフセット情報を１行分の領域を新規に確保する。この領域は、図７（ｃ）中のＸ座標７２５、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７２６、撮像センサ２０１による焦点検出量７２７、および、オフセット量７２８に相当する。そしてカメラ制御部２１２は、丸い被写体のＸ座標７２５、ステップＳ４１７にて一時的に保存した焦点検出量７２６、および、ステップＳ４１５にて一時的に保存した焦点検出量７２７をそれぞれＳＤＲＡＭ２０９に記録する。そしてカメラ制御部２１２は、焦点検出量７２６と焦点検出量７２７とに基づいて算出したオフセット量７２８をＳＤＲＡＭ２０９に記録する。なお、これらの算出方法は式（１）と同様である。

【0129】

その後、再びステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、ステップＳ４１５にて撮像センサ２０１による焦点検出を行う際に、枠８２２に丸い被写体が存在したとする。このとき、カメラ制御部２１２は、枠８２２の撮像センサ２０１による焦点検出量を一時的に保存する。ステップＳ４１７において、丸い被写体が存在する枠８２２はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外であるため、カメラ制御部２１２はＡＦセンサ２５４による焦点検出量を保存しない。ステップＳ４１８において、丸い被写体は枠８２２に存在するため、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外である。このため、ステップＳ４２１へ進む。

【0130】

ステップＳ４２１において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５にて一時的に保存した撮像センサ２０１による焦点検出量に、オフセットを加算してレンズ駆動を行う。ここで、枠８２２のＸ座標をＸ＝３００とする。ここでは、オフセット情報７２０に同じＸ座標は存在しないため、以下のように補間演算を行う。

【0131】

ステップＳ４１９の１回目のＸ座標７２１：Ｘ０＝２００
ステップＳ４１９の１回目のオフセット量７２４：Ｏｆ０＝１００
ステップＳ４１９の２回目のＸ座標７２５：Ｘ１＝４００
ステップＳ４１９の２回目のオフセット量７２８：Ｏｆ１＝２００
求めるオフセット量Ｏｆ
Ｏｆ＝Ｏｆ０＋（Ｏｆ１−Ｏｆ０）（Ｘ−Ｘ０）／（Ｘ１−Ｘ０） … （１２）
この場合、式（１２）に具体的数値を入れると、以下の式（１３）のようになる。

【0132】

１００＋（２００−１００）（３００−２００）／（４００−２００）＝１５０ … （１３）
このようにカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５にて一時的に保存した撮像センサ２０１による焦点検出量に、オフセット量Ｏｆ＝１５０を加算して、フォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動する。そして、ステップＳ４０６へ進む。

【0133】

本実施形態によれば、Ｘ座標などの位置ごとのオフセット量を加算することにより、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また本実施形態によれば、例えばステップＳ４１９、Ｓ４２０のように、大きな容量のテーブルを記憶することなく少ない演算量でこれらの動作を軽減することができる。

【0134】

（第四の実施形態）
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。本実施形態は、オフセット情報および静止画撮影処理フローを除いて、第一の実施形態と同様である。本実施形態において、被写体の焦点検出は、ＡＦセンサ２５４、撮像センサ２０１、ＡＦセンサ２５４、…と交互に行われる。被写体が徐々に移動することを考えると、オフセット情報は前後の焦点検出結果を用いて算出することが好ましい。

【0135】

図７（ｄ）を参照して、本実施形態におけるオフセット情報テーブルについて説明する。図７（ｄ）は、オフセット情報テーブルの説明図である。オフセット情報テーブル（オフセット情報７３０）は、例えばＳＤＲＡＭ２０９に保存される。オフセット情報７３０は、ステップＳ４１５の処理のたびに増加する。図７（ｄ）の例では、ステップＳ４１５の処理が２回行われた状態であるため、行７３１と行７３５の２組のオフセット情報（２つのインデックスに対応するオフセット情報）が保存されている。

【0136】

ステップＳ４１９の１回目の処理のオフセット情報は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７３２、撮像センサ２０１による焦点検出量７３３、および、オフセット量７３４からなる。ただし、１回目のオフセット量７３４は空欄である。ステップＳ４１９の２回目の処理のオフセット情報は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７３６、撮像センサ２０１による焦点検出量７３７、および、オフセット量７３８からなる。なおインデックスの数は、無限に増やしてもよく、または、上限を決定してループさせてテーブルを再利用してもよい。

【0137】

次に、図４の静止画撮影処理フローについて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる処理についてのみ説明する。ユーザが静止画を撮影しようとしてステップＳ４０１にてＳＷ１がオン（半押し）することにより被写体をファインダに収め、その後、ステップＳ４０５でＳＷ２がオン（全押し）することにより静止画連写が開始する。

【0138】

ステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５にてオフセット情報７３０のうち行７３１（インデックス１）のインデックス情報テーブルを追加する。そしてカメラ制御部２１２は、撮像センサ２０１による焦点検出量７３３をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７にてＡＦセンサ２５４による焦点検出量７３２をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。続いてステップＳ４１８において、被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在するものとし、ステップＳ４１９に移る。ステップＳ４１９では、１回目の処理であるため、カメラ制御部２１２はオフセット量を算出しない。

【0139】

その後、再びステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５にてオフセット情報７３０の行７３５（インデックス２）のインデックス情報テーブルを追加する。そしてカメラ制御部２１２は、撮像センサ２０１による焦点検出量７３７をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７にてＡＦセンサ２５４による焦点検出量７３６をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。続いてステップＳ４１８において、被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在するものとし、ステップＳ４１９に進む。ステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２はオフセット情報を算出する。

【0140】

前述のように、カメラ制御部２１２は、撮像センサ２０１による焦点検出と、ＡＦセンサ２５４による焦点検出とを交互に行う。このため、撮像センサ２０１のためのオフセット量は、前後のＡＦセンサ２５４の焦点検出量から算出することが好ましい。

【0141】

算出したいオフセット量：Ｏｆ１
前回のＡＦセンサの焦点検出量７３２：Ｅ０
今回のＡＦセンサの焦点検出量７３６：Ｅ１
今回の撮像センサの焦点検出量７３７：Ｄ１
とすると、オフセット量Ｏｆ１は、以下の式（１４）のように表される。

【0142】

Ｏｆ１＝（Ｅ０＋Ｅ１）／２―Ｄ１ … （１４）
式（１４）に具体的数値を入れると、式（１５）のようになる。

【0143】

（１０００＋１１００）／２−１０００＝５０ … （１５）
カメラ制御部２１２は、オフセット量Ｏｆ１＝５０を、オフセット情報７３０のオフセット量７３８として記録する。この後の処理および動作は、第一の実施形態と同一である。

【0144】

本実施形態によれば、ＡＦセンサと撮像センサの焦点検出を交互に行ってオフセット情報を算出することにより、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また本実施形態によれば、大きな容量のテーブルを記憶することなく少ない演算量でこれらの動作を軽減することができる。

【0145】

（第五の実施形態）
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。本実施形態は、オフセット情報および静止画撮影処理フローを除いて、第一の実施形態と同様である。本実施形態では、前述の各実施形態と同様に、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内である中心寄りの領域に関してはＡＦセンサ２５４による焦点検出を行い、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外では、撮像センサ２０１による焦点検出を行う。ただし本実施形態において、２つのＡＦ方式の遷移領域ではオフセット量を用いるが、周辺領域ではオフセット量を０にして純粋な撮像センサ２０１による焦点検出を行う。

【0146】

本実施形態におけるオフセット情報（オフセット情報の保持テーブル）は、第一の実施形態にて説明した図７（ａ）に示されるオフセット情報７００と同一である。図９は、撮像センサ２０１の焦点検出枠と像高との関係を示す図である。図９における点線および実線の四角は、図５（ａ）と同じである。

【0147】

原点９００は、撮像センサ２０１の中心を表す点である。原点９００を便宜的に座標（０，０）とする。円９０１は、ＡＦセンサ２５４により焦点検出可能な一番遠い枠を通るように設定される。ここで、原点９００からの円９０１までの距離が１００であるとする。枠９０２、９０３、９０４、９０５はそれぞれ、原点９００から最も遠い位置にある枠であり、原点９００から距離が便宜的に２００であるとする。

【0148】

次に、図４の静止画撮影処理フローについて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる処理についてのみ説明する。ユーザが静止画を撮影しようとしてステップＳ４０１にてＳＷ１がオン（半押し）することにより被写体をファインダに収め、その後、ステップＳ４０５でＳＷ２がオン（全押し）することにより静止画連写が開始する。ステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５にて撮像センサ２０１による焦点検出量７０２をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７にてＡＦセンサ２５４による焦点検出量７０１をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。ステップＳ４１８において、被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在するものとし、ステップＳ４１９に進む。ステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２は、オフセット量を式（１）を用いて算出し、オフセット量７０３としてＳＤＲＡＭ２０９に保存する。

【0149】

被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外に移動した後、ステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままであったとする。カメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５にて撮像センサ２０１による焦点検出量７３７をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７にてＡＦセンサ２５４による焦点検出量７３６をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。ステップＳ４１８において、被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外に移動したため、ステップＳ４２１に進む。

【0150】

ステップＳ４２１において、カメラ制御部２１２は、オフセット情報７００における撮像センサ２０１による焦点検出量７０２に、オフセット量７０３を加算した値に基づいて、フォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動する。ここでは、原点９００から離れた、円９０１の線上の枠ではオフセット量７０３の全値を使用し、原点９００から離れるにつれてオフセット量を減少させ、最も遠い枠９０２〜９０５の位置でオフセット量の加算量が０になるようにする。現在の被写体の原点９００からの距離を１５０として、以下の式（１６）を用いてフォーカスレンズ１０３の駆動量を求める。

【0151】

円９０１の半径：Ｒ１＝１００
原点９００から枠９０２〜９０５の距離：Ｒ２＝２００
原点９００から現在の被写体の距離：Ｒ＝１５０
現在のオフセット量７０３：Ｏｆ＝１００
現在の撮像センサによる焦点検出量７０２：ＤＤ＝９００
レンズ駆動量：Ｆ
Ｆ＝ＤＤ＋Ｏｆ＊（Ｒ２−Ｒ）／（Ｒ２−Ｒ１） … （１６）
図９の例では、レンズ駆動量Ｆは、以下の式（１７）のようになる。

【0152】

９００＋１００＊（２００−１５０）／（２００−１００）＝９５０ … （１７）
すなわちカメラ制御部２１２は、フォーカスレンズ１０３をレンズ駆動量Ｆ＝９５０だけ駆動する。なお、この後の処理および動作は第一の実施形態と同一である。

【0153】

本実施形態によれば、原点から離れるほどオフセット量を小さくすることにより、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また本実施形態によれば、大きな容量のテーブルを記憶することなく少ない演算量でこれらの動作を軽減することができる。

【0154】

（第六の実施形態）
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。本実施形態は、オフセット情報および静止画撮影処理フローを除いて、第一の実施形態と同様である。本実施形態では、前述の各実施形態と同様に、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内である中心寄りの領域に関してはＡＦセンサ２５４による焦点検出を行い、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外では、撮像センサ２０１による焦点検出を行う。ただし本実施形態において、２つのＡＦ方式の遷移領域ではオフセット量を用いるが、周辺領域では時間の経過とともに徐々にオフセット量を小さくし、最後にはオフセット量を０にして純粋な撮像センサ２０１による焦点検出を行う。

【0155】

図７（ｅ）を参照して、本実施形態におけるオフセット情報テーブルについて説明する。図７（ｅ）は、オフセット情報テーブルの説明図である。オフセット情報テーブル（オフセット情報７４０）は、例えばＳＤＲＡＭ２０９に保存される。オフセット情報７４０は、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７４１、撮像センサ２０１による焦点検出量７４２、オフセット量７４３、および、時間経過量７４４からなる。

【0156】

次に、図４の静止画撮影処理フローについて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる処理についてのみ説明する。ユーザが静止画を撮影しようとしてステップＳ４０１にてＳＷ１がオン（半押し）することにより被写体をファインダに収め、その後、ステップＳ４０５でＳＷ２がオン（全押し）することにより静止画連写が開始する。この時点で、カメラ制御部２１２はオフセット情報７４０の時間経過量７４４を初期値に戻す。図７（ｅ）の例では、時間経過量７４４は３０である。

【0157】

ステップＳ４１４にてＳＷ２がオン（全押し）のままである場合、ステップＳ４１５において、カメラ制御部２１２は撮像センサ２０１による焦点検出量７４２をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。またステップＳ４１７において、カメラ制御部２１２はＡＦセンサ２５４による焦点検出量７４１をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。続いてステップＳ４１８において、被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲内に存在するものとし、ステップＳ４１９に進む。ステップＳ４１９において、カメラ制御部２１２は、式（１）を用いてオフセット量７４３を算出し、ＳＤＲＡＭ２０９に保存する。

【0158】

被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外に移動した後、ステップＳ４１４においてＳＷ２がオン（全押し）のままであったとする。このときカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１５において、撮像センサ２０１による焦点検出量７３７をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。またカメラ制御部２１２は、ステップＳ４１７において、ＡＦセンサ２５４による焦点検出量７３６をＳＤＲＡＭ２０９に保存する。

【0159】

ステップＳ４１８にて被写体はＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外に移動したため、ステップＳ４２１に進む。ステップＳ４２１において、カメラ制御部２１２は、まず時間経過量７４４としてＳＤＲＡＭ２０９に格納されている値から１減算した値を、時間経過量７４４としてＳＤＲＡＭ２０９に再度格納する。その後、カメラ制御部２１２は、撮像センサ２０１による焦点検出量７４２に、オフセット量７４３を加算した値に基づいて、フォーカスレンズ１０３を合焦位置へ駆動する。またカメラ制御部２１２は、被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域の範囲外に出てから徐々にオフセット量の使用量を減衰させる（オフセット量を小さくする）。被写体が焦点検出領域の範囲外に出てからの静止画撮影枚数が現在１５枚である場合、時間経過量７４４の現在の値は１５になる。そしてカメラ制御部２１２は、以下の式（１８）を用いてフォーカスレンズ１０３の駆動量を求める。

【0160】

時間経過量７４４：Ｔ＝１５
時間経過量の初期値：Ｔ０＝３０
現在のオフセット量７４３：Ｏｆ＝１００
現在の撮像センサによる焦点検出量７４２：ＤＤ＝９００
レンズ駆動量：Ｆ
Ｆ＝ＤＤ＋Ｏｆ＊Ｔ／Ｔ０ … （１８）
図７（ｅ）の例では、レンズ駆動量Ｆは以下の式（１９）のように算出される。

【0161】

９００＋１００＊１５／３０＝９５０ … （１９）
すなわちカメラ制御部２１２は、フォーカスレンズ１０３をレンズ駆動量Ｆ＝９５０だけ駆動する。なお、この後の処理および動作は第一の実施形態と同一である。

【0162】

本実施形態によれば、ＡＦセンサの焦点検出領域から外れてからの時間の経過とともにオフセット量を小さくすることにより、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また本実施形態によれば、大きな容量のテーブルを記憶することなく少ない演算量でこれらの動作を軽減することができる。

【0163】

このように各実施形態において、制御装置（カメラ本体２０）は、第一の焦点検出手段（焦点検出回路２５５、カメラ制御部２１２）、第二の焦点検出手段（ＡＦ信号処理部２０４、カメラ制御部２１２）、算出手段２１２ａ、および、制御手段２１２ｂを有する。第一の焦点検出手段は、撮像光学系により形成された光線を受光する第一のセンサ（ＡＦセンサ２５４）を用いて位相差検出による焦点検出を行う。第二の焦点検出手段は、撮像光学系により形成された光線を受光する第二のセンサ（撮像センサ２０１）を用いて位相差検出による焦点検出を行う。算出手段２１２ａは、第一の焦点検出手段からの第一の信号（第一の焦点検出信号）と第二の焦点検出手段からの第二の信号（第二の焦点検出信号）との差分に相当する補正情報（オフセット量）を算出する。制御手段２１２ｂは、第一の領域において第一の信号に基づいてフォーカス制御を行い、第二の領域において第二の信号と補正情報とに基づいてフォーカス制御を行う。

【0164】

好ましくは、第一の領域は撮影画面の中央領域（枠５０１）であり、第二の領域は中央領域（枠５０１）を囲む周囲領域（枠５０２−枠５０１）である。また好ましくは、第一のセンサは第一の領域において焦点検出が可能なＡＦセンサ２５４であり、第二のセンサは第一の領域および第二の領域のそれぞれにおいて焦点検出が可能な撮像センサ（撮像素子）２０１である。また好ましくは、制御装置は、算出手段２１２ａにより算出された補正情報を記憶する記憶手段（ＳＤＲＡＭ２０９）を有する。そして制御手段２１２ｂは、第一の領域に被写体が存在する場合、第一の信号に基づいてフォーカス制御を行うとともに、補正情報を記憶手段に記憶する。また制御手段２１２ｂは、第二の領域に被写体が存在する場合、第二の信号と記憶手段に記憶された補正情報とに基づいてフォーカス制御を行う。

【0165】

好ましくは、制御装置は、被写体を認識する認識手段（カメラ制御部２１２）を有する。そして記憶手段は、認識手段により認識された被写体ごとに補正情報を記憶する（図７（ｂ）参照）。また好ましくは、制御装置は、被写体の位置（被写体の撮像センサ２０１による位相差検出方向の座標、例えばＸ座標）を検出する位置検出手段（カメラ制御部２１２）を有する。そして記憶手段は、位置検出手段により検出された被写体の位置ごとに補正情報を記憶する（図７（ｃ）参照）。より好ましくは、制御手段は、第二の領域に被写体が存在する場合であって、かつ被写体の位置に対応する補正情報が記憶手段に記憶されている場合、補正情報に基づいてフォーカス制御を行う。一方、制御手段は、第二の領域に被写体が存在する場合であって、かつ被写体の位置に対応する補正情報が記憶手段に記憶されていない場合、記憶手段に記憶された複数の補正情報を用いた補完演算により補正情報を算出する。そして制御手段は、補完演算により算出された補正情報に基づいてフォーカス制御を行う。

【0166】

好ましくは、算出手段は、第一のセンサと第二のセンサとが撮像光学系により形成された光線を受光する時間の差に基づいて第一の信号と第二の信号との差分を算出する。また好ましくは、制御手段は、第二の領域のうち第一の部分領域（第一の領域に近い領域）において、補正情報に対応する第一の補正量でフォーカス制御を行う。一方、制御手段は、第二の領域のうち第一の部分領域よりも第一の領域から離れた第二の部分領域（第一の領域から遠い領域）において、補正情報に対応する第一の補正量よりも小さい第二の補正量でフォーカス制御を行う。また好ましくは、制御手段は、被写体が第一の領域から第二の領域へ移動してからの経過時間が第一の経過時間である場合、補正情報に対応する第一の補正量でフォーカス制御を行う。一方、制御手段は、経過時間が第一の経過時間よりも長い第二の経過時間である場合、補正情報に対応する第一の補正量よりも小さい第二の補正量でフォーカス制御を行う。また好ましくは、第一の焦点検出手段は第一の方向（１つ以上の方向）の相関演算シフトにより焦点検出を行い、第二の焦点検出手段は第二の方向（１つ以上の方向）の相関演算シフトにより焦点検出を行う。そして算出手段は、第一の方向と第二の方向とを合わせて焦点検出を行って得られた差分を算出する。

【0167】

好ましくは、カメラ本体２０は、撮像光学系により形成された光線の光路から退避可能なハーフミラー（クイックリターンミラー２５２）と、ハーフミラーにより反射された光線を観測するためのファインダ（２５６）とを有する。そして第一のセンサは、撮像光学系により形成されてハーフミラーを透過した光線を受光する。また第二のセンサは、ハーフミラーが光路から退避した状態で、撮像光学系により形成された光線を受光する。

【0168】

（その他の実施形態）
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。

【0169】

各実施形態の撮像装置によれば、２つのＡＦ方式による焦点検出結果の差による段のある動作やハンチング動作を軽減することができる。また、２つのＡＦ方式による焦点検出結果に対応する大きなテーブルを記憶する必要なく、少ない演算量で軽減することができる。このため各実施形態によれば、低コストで高速かつ高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することが可能である。

【0170】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

【符号の説明】

【0171】

２０１ 撮像センサ（第二のセンサ）
２０４ ＡＦ信号処理部（第二の焦点検出手段）
２１２ カメラ制御部（第一の焦点検出手段、第二の焦点検出手段）
２１２ａ 算出手段
２１２ｂ 制御手段
２５４ ＡＦセンサ（第一のセンサ）
２５５ 焦点検出回路（第一の焦点検出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】