CN107111105B - 对焦控制装置、对焦控制方法、记录介质、镜头装置、摄像装置 - Google Patents

对焦控制装置、对焦控制方法、记录介质、镜头装置、摄像装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种精度良好地进行基于相位差AF方式的对焦控制的对焦控制装置、镜头装置、摄像装置、对焦控制方法及程序。数码相机具备：相位差计算部(11a)，计算从多个像素(52A)输出的信号组与从多个像素(52B)输出的信号组的相位差；透镜驱动控制部(11c)，根据与该相位差对应的驱动量驱动对焦透镜；及相位差预测部(11b)，根据用于将在时刻t(n)计算出的相位差转换为驱动量的系数a(n)、及对焦透镜根据该驱动量开始移动之后的时刻t(n+1)的对焦透镜自时刻t(n)开始的移动量与该驱动量之差Δm(n+1)，计算时刻t(n+1)的相位差的预测值。透镜驱动控制部(11c)根据相位差与预测值的误差即预测误差的履历，控制对焦透镜的驱动。

Description

对焦控制装置、对焦控制方法、记录介质、镜头装置、摄像装置
技术领域
本发明涉及一种对焦控制装置、对焦控制方法、对焦控制程序、镜头装置、摄像装置。
背景技术
近年来，随着CCD(Charge Coupled Device)图像传感器、CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)图像传感器等摄像元件的高分辨率化，数码静态相机、数码摄像机、智能手机等移动电话等具有摄像功能的信息设备的需求骤增。另外，将如以上的具有摄像功能的信息设备称作摄像装置。
这些摄像装置中，作为使焦点对焦于主要被摄体的对焦控制方法，采用对比度AF(Auto Focus、自动对焦)方式或相位差AF方式(例如参考专利文献1～3)。相位差AF方式能够实现高速处理，因此通过摄像元件连续拍摄被摄体的动态图像拍摄时是有效的方式。
专利文献1中，记载有根据以往多次通过相位差检测方式求出的散焦量预测当前的对焦透镜位置的摄像装置。
专利文献2中，记载有根据在摄影时检测出的散焦量与根据摄影透镜的位置确定的像面位置及规定时间即释放延时，利用预测函数求出像面位置的变化量，由此计算像面位置的目标位置的摄像装置。
专利文献3中，记载有根据以往多次通过相位差检测方式求出的散焦量检测被摄体的移动速度的摄像装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-008507号公报
专利文献2：日本特开2011-059384号公报
专利文献3：日本特开2001-004910号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
相位差AF方式中，进行与成像透镜的光瞳区域的不同部分对应的一对信号组的相关运算，将通过相关运算求出的一对信号组的相关值变得最小时的一对信号组的偏移量确定为相位差，并根据该相位差驱动对焦透镜。但是，主要被摄体的对比度较低的情况、主要被摄体的亮度较低的情况、在对焦透镜的移动期间计算相位差的情况等中，存在多个一对信号组的相关值变小的相位差，变得很难判定正确的相位差。若判定错误的相位差，则产生导致对焦透镜未到达对焦位置或对焦透镜超过对焦位置等现象，也有对焦透镜始终无法到达对焦位置的情况。
专利文献1～3中记载的摄像装置利用根据相关运算的结果确定的散焦量预测对焦透镜位置和像面位置，未公开用于提高相位差的计算精度的方法。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高相位差的计算精度来精度良好地进行基于相位差AF方式的对焦透镜的驱动的对焦控制装置、具备该对焦控制装置的镜头装置及摄像装置、对焦控制方法以及程序。
用于解决技术课题的手段
本发明的对焦控制装置，其具备：多个第1信号检测部，接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；多个第2信号检测部，接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；相位差计算部，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即相位差；透镜驱动控制部，根据与通过上述相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测部，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述相位差计算部计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算部，计算在上述第2时刻通过上述相位差计算部计算出的相位差与通过上述相位差预测部计算出的预测值之间的误差即预测误差，上述透镜驱动控制部根据上述预测误差的履历控制上述对焦透镜的驱动。
本发明的对焦控制装置，其具备：多个第1信号检测部，接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；多个第2信号检测部，接收上述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；多个第3信号检测部，接收通过上述光瞳区域的沿与上述一个方向垂直的方向排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；多个第4信号检测部，接收上述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；第1相位差计算部，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差计算部，根据从上述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从上述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算上述第3信号组与上述第4信号组在与上述一个方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透镜驱动控制部，根据与通过上述第1相位差计算部或上述第2相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测部，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述第1相位差计算部或上述第2相位差计算部计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算部，计算通过上述相位差预测部计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第1相位差计算部计算出的相位差之差即第1预测误差、及通过上述相位差预测部计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第2相位差计算部计算出的相位差之差即第2预测误差，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值为上述第2预测误差的累积值以下时，以与通过上述第1相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值超过上述第2预测误差的累积值时，以与通过上述第2相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
本发明的镜头装置具备上述对焦控制装置及上述摄像光学系统。
本发明的摄像装置具备上述对焦控制装置。
本发明的对焦控制方法，其利用多个第1信号检测部及多个第2信号检测部控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第2信号检测部接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制方法具备：相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算在上述第2时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差与通过上述相位差预测步骤计算出的预测值之间的误差即预测误差，上述透镜驱动控制步骤中，根据上述预测误差的履历控制上述对焦透镜的驱动。
本发明的对焦控制方法，其利用多个第1信号检测部、多个第2信号检测部、多个第3信号检测部及多个第4信号检测部控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第2信号检测部接收上述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第3信号检测部接收通过上述光瞳区域的沿与上述一个方向垂直的方向排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第4信号检测部接收上述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制方法具备：第1相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差计算步骤，根据从上述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从上述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算上述第3信号组与上述第4信号组在与上述一个方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差之差即第1预测误差、及通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差之差即第2预测误差，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值为上述第2预测误差的累积值以下时，以与通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值超过上述第2预测误差的累积值时，以与通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
本发明的对焦控制程序，其用于利用多个第1信号检测部及多个第2信号检测部，通过计算机控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，所述多个第2信号检测部接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制程序具备：相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算在上述第2时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差与通过上述相位差预测步骤计算出的预测值之间的误差即预测误差，上述透镜驱动控制步骤中，根据上述预测误差的履历控制上述对焦透镜的驱动。
本发明的对焦控制程序，其用于利用多个第1信号检测部、多个第2信号检测部、多个第3信号检测部及多个第4信号检测部，通过计算机控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第2信号检测部接收上述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第3信号检测部接收通过上述光瞳区域的沿与上述一个方向垂直的方向排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第4信号检测部接收上述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制程序具备：第1相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差计算步骤，根据从上述多个第3信号检测部输出的第3信号组与上述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算上述第3信号组与上述第4信号组在与上述一个方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差之差即第1预测误差、及通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差之差即第2预测误差，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值为上述第2预测误差的累积值以下时，以与通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值超过上述第2预测误差的累积值时，以与通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够提高相位差的计算精度来精度良好地进行基于相位差AF方式的对焦透镜的驱动的对焦控制装置、具备该对焦控制装置的镜头装置、摄像装置、对焦控制方法及程序。
附图说明
图1是表示作为用于说明本发明的一实施方式的摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。
图2是表示搭载于图1所示的数码相机的摄像元件5的整体结构的俯视示意图。
图3是图2所示的1个AF区53的局部放大图。
图4是仅示出图3所示的相位差检测用像素52的图。
图5是表示相位差检测用像素52A的剖面结构的图。
图6是表示将摄像元件5中包含的所有像素作为摄像用像素51，并将各摄像用像素51一分为二的结构的图。
图7是表示通过图2所示的系统控制部11执行对焦控制程序而显现的功能模块的图。
图8是用于说明图1所示的系统控制部11的动作的流程图。
图9是用于说明图8的步骤S1～步骤S4为止的处理的图。
图10是用于说明从图9的时刻t(0)的状态变化为时刻t(1)时的动作的图。
图11是说明AF的连续驱动的图。
图12是说明AF的间断驱动的图。
图13是表示相位差与对焦透镜的驱动量之间的对应关系的图。
图14是表示图1所示的系统控制部11的变形例的图。
图15是用于说明图14所示的系统控制部11A的动作的流程图。
图16是说明将焦点持续对焦于移动的被摄体时的对焦透镜的位置与实际的对焦位置(被摄体位置)之间的关系的图。
图17是用于说明系统控制部11A的动作的第1变形例的流程图。
图18是用于说明系统控制部11A的动作的第2变形例的流程图。
图19是用于说明系统控制部11A的动作的第2变形例的流程图。
图20是用于说明系统控制部11A的动作的第3变形例的流程图。
图21是用于说明系统控制部11A的动作的第3变形例的流程图。
图22是用于说明系统控制部11A的动作的第4变形例的流程图。
图23是用于说明系统控制部11A的动作的第4变形例的流程图。
图24是表示图1所示的数码相机的摄像元件5的AF区53的变形例的图。
图25是仅抽出图24所示的相位差检测用像素52LR的图。
图26是用于说明将图1所示的数码相机的摄像元件5变更为包含图24所示的AF区的摄像元件的结构的数码相机中的系统控制部11的动作的流程图。
图27是表示图26所示的流程图中的步骤S61的详细内容的流程图。
图28是表示图25所示的步骤S61的变形例的流程图。
图29是表示用于说明本发明的一实施方式的相机系统的概略结构的图。
图30是表示图29的相机系统的变形例的图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示作为用于说明本发明的一实施方式的摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。
图1所示的数码相机具备镜头装置40，该镜头装置具有：成像透镜1，包含用于调焦的对焦透镜及用于变更变焦倍率的变焦透镜等；光圈2；透镜控制部4；透镜驱动部8；及光圈驱动部9。本实施方式中，镜头装置40作为能够装卸于数码相机主体的装置来进行说明，但也可以是固定于数码相机主体的装置。
成像透镜1与光圈2构成摄像光学系统，摄像光学系统至少包含对焦透镜。该对焦透镜为用于调节摄像光学系统的焦点的透镜，由单一透镜或多个透镜构成。通过对焦透镜沿摄像光学系统的光轴方向移动来进行调焦。
镜头装置40的透镜控制部4构成为能够通过有线或无线与数码相机主体的系统控制部11进行通信。透镜控制部4根据来自系统控制部11的指令，经由透镜驱动部8驱动成像透镜1中包含的对焦透镜，或经由光圈驱动部9驱动光圈2。
数码相机主体具备：通过摄像光学系统拍摄被摄体的CCD型或CMOS型等摄像元件5；与摄像元件5的输出连接且进行相关双采样处理等模拟信号处理的模拟信号处理部6；及将从模拟信号处理部6输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换电路7。模拟信号处理部6及A/D转换电路7通过系统控制部11控制。
集中控制数码相机的整个电力控制系统的系统控制部11经由摄像元件驱动部10驱动摄像元件5，将通过镜头装置40拍摄的被摄体像输出为摄像图像信号。系统控制部11中通过操作部14输入有来自用户的命令信号。
系统控制部11由处理器、RAM(Ramdom Access Memory)及ROM(Read Only Memory)等存储器构成。系统控制部11通过执行存储于ROM的对焦控制程序来实现后述的各功能。
而且，该数码相机的电力控制系统具备：主存储器16；存储器控制部15，连接于主存储器16；数字信号处理部17，对从A/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽马校正运算及RGB/YC转换处理等来生成摄像图像数据；外部存储器控制部20，连接有装卸自如的记录介质21；及显示控制部22，连接有搭载于相机背面等的显示部23。
存储器控制部15、数字信号处理部17、外部存储器控制部20及显示控制部22通过控制总线24及数据总线25相互连接，根据来自系统控制部11的指令被控制。
图2是表示搭载于图1所示的数码相机的摄像元件5的整体结构的俯视示意图。
摄像元件5具有受光面50，所述受光面上配置有沿一个方向即行方向X及与行方向X垂直的列方向Y排列为二维状的多个像素。在图2的例子中，该受光面50上设置有9个成为对焦对象的区即AF区53。
AF区53是作为像素包含摄像用像素与相位差检测用像素的区。
受光面50中，在除了AF区53以外的部分仅配置摄像用像素。另外，AF区53可无间隙地设置于受光面50。
图3是图2所示的1个AF区53的局部放大图。
AF区53上，以二维状排列有像素51。各像素51包含光电二极管等光电转换部及形成于该光电转换部上方的滤色器。
图3中，对包含透射红色光的滤色器(R滤波器)的像素51(还称为R像素51)标注文字“R”，对包含透射绿色光的滤色器(G滤波器)的像素51(还称为G像素51)标注文字“G”，对包含透射蓝色光的滤色器(B滤波器)的像素51(还称为B像素51)标注文字“B”。滤色器的排列在整个受光面50呈拜耳排列。
AF区53中，G像素51的一部分(图3中标注阴影的像素51)成为相位差检测用像素52。图3的例子中，包含R像素51及G像素51的像素行中的任意像素行中的各G像素51与在列方向Y上最靠近该各G像素51的相同颜色的G像素51成为相位差检测用像素52。
图4是仅示出图3所示的相位差检测用像素52的图。
如图4所示，相位差检测用像素52包含相位差检测用像素52A及相位差检测用像素52B这两种像素。
相位差检测用像素52A是第1信号检测部，其接收通过成像透镜1的光瞳区域的沿行方向X排列的不同的2个部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号。
相位差检测用像素52B是第2信号检测部，其接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号。
另外，在AF区53中，相位差检测用像素52A、52B以外的多个像素51为摄像用像素，摄像用像素接收通过成像透镜1的上述一对光束，并检测与受光量相应的信号。
各像素51的光电转换部上方设置有遮光膜，该遮光膜上形成有规定光电转换部的受光面积的开口。
摄像用像素51的开口的中心与摄像用像素51的光电转换部的中心一致。相对于此，相位差检测用像素52A的开口(图4的空白部分)的中心相对于相位差检测用像素52A的光电转换部中心，向右侧偏心。并且，相位差检测用像素52B的开口(图4的空白部分)的中心相对于相位差检测用像素52B的光电转换部的中心，向左侧偏心。在此所说的右方向是图3中示出的行方向X的一个方向，左方向是行方向X的另一个方向。
图5是表示相位差检测用像素52A的剖面结构的图。如图5所示，相位差检测用像素52A的开口c相对于光电转换部(PD)，向右侧偏心。如图5所示，能够通过以遮光膜覆盖光电转换部的一侧，选择性地遮住从以遮光膜覆盖的方向的相反方向入射的光。
通过该结构，能够通过包含位于任意行的相位差检测用像素52A的像素组与包含相对于该像素组的各相位差检测用像素52A沿一个方向以相同距离配置的相位差检测用像素52B的像素组，检测分别通过这2个像素组拍摄的图像上的行方向X的相位差。
另外，摄像元件5为具有多个第1信号检测部与第2信号检测部的配对的结构即可，并不限定于图2～图5所示的结构，所述第1信号检测部接收通过成像透镜1的光瞳区域的沿行方向X排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号。
例如，可以是如下结构，即，将摄像元件5中包含的所有像素作为摄像用像素51，将各摄像用像素51一分为二，将其中一个分割区作为相位差检测用像素52A，将另一个分割区作为相位差检测用像素52B。
图6是表示将摄像元件5中包含的所有像素作为摄像用像素51，并将各摄像用像素51一分为二的结构的图。
图6的结构中，将摄像元件5中标注R的摄像用像素51一分为二，将所分割的2个分别作为相位差检测用像素R1与相位差检测用像素R2。并且，将摄像元件5中标注G的摄像用像素51一分为二，将所分割的2个分别作为相位差检测用像素G1与相位差检测用像素G2。而且，将摄像元件5中标注B的摄像用像素51一分为二，将所分割的2个分别作为相位差检测用像素B1与相位差检测用像素B2。
该结构中，相位差检测用像素R1、G1、B1分别成为第1信号检测部，相位差检测用像素R2、G2、B2分别成为第2信号检测部。能够从第1信号检测部与第2信号检测部独立地读取信号。并且，若对第1信号检测部与第2信号检测部的信号进行相加，则可获得无相位差的通常的摄像用信号。即，图6的结构中，能够将所有像素作为相位差检测用像素与摄像用像素这双方。
图7是表示通过图2所示的系统控制部11执行对焦控制程序而显现的功能模块的图。系统控制部11通过执行存储于ROM的对焦控制程序，作为相位差计算部11a、相位差预测部11b及透镜驱动控制部11c发挥作用。
相位差计算部11a至少根据从位于从9个AF区53中通过用户操作等选择的1个AF区53的多个相位差检测用像素52A输出的第1信号组、与从和该相位差检测用像素52A成对的相位差检测用像素52B输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算第1信号组与第2信号组在行方向X上的偏移量即相位差。
具体而言，相关运算是指，将从多个相位差检测用像素52A输出的第1信号组的数据设为A[1]……A[k]，将从和该相位差检测用像素52A成对的相位差检测用像素52B输出的第2信号组的数据设为B[1]……B[k]，运算使这2个数据向行方向X偏移“d”时的2个数据的相关值的处理。相关值能够根据被通过以下式求出的2个数据波形包围的面积S[d]求出。相关值越小，表示2个数据的一致度越高。
[数式1]
将表示在横轴取2个数据的偏移量d，并在纵轴取2个数据的相关值即面积S[d]时的相关值的变化的曲线图称作相关曲线，该相关曲线成为相关运算的结果。该相关曲线中包含至少1个谷部，因此计算与相关曲线中包含的谷部的任一个对应的偏移量d作为第1信号组与第2信号组在行方向X上的相位差。
透镜驱动控制部11c经由透镜控制部4向透镜驱动部8发送指令，根据与通过相位差计算部11a计算出的相位差对应的驱动量，使透镜驱动部8驱动对焦透镜。
表示相位差与对焦透镜的驱动量之间的对应关系的信息在制造数码相机时预先求出，并存储于系统控制部11的ROM。透镜驱动控制部11c从ROM读取与相位差对应的驱动量，将所读取的驱动量传递至透镜驱动部8。透镜驱动部8使对焦透镜仅移动所传递的驱动量。
相位差预测部11b根据用于将在对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过相位差计算部11a计算出的第1相位差转换为对焦透镜的驱动量的系数、及对焦透镜根据该驱动量开始移动之后的第2时刻的对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算第2时刻的相位差的预测值。
相位差计算部11a根据在任意时刻获取的第1信号组及第2信号组的相关运算的结果、与通过相位差预测部11b计算出的该时刻的相位差的预测值，计算该时刻的相位差。
图8是用于说明图1所示的系统控制部11的动作的流程图。图8的动作示出例如在动态图像拍摄中持续进行基于相位差AF方式的对焦控制的例子。
若设定为动态图像拍摄模式，则相位差计算部11a在时刻t(n)(n的初始值为0)进行从摄像元件5输出的第1信号组与第2信号组的相关运算，根据该相关运算的结果，计算时刻t(n)的相位差p(n)(步骤S1)。
在此，t(n)的含义设定为表示运算时的时序的顺序为“n”，t(n)表示第n个时间。例如，将某个时间设为t(0)＝0，若获取到进行下一相关运算的信号时的时间为0.5秒之后，则成为t(1)＝0.5。
相位差计算部11a例如确定通过相关运算获得的构成相关曲线的所有谷部的相关值中与构成该所有谷部的相关值的平均值之差成为规定值以上的谷部，计算与该谷部对应的偏移量d作为相位差p(n)。无法将这种谷部确定为1个时，相位差计算部11a反复进行步骤S1的处理，直至能够将谷部确定为1个。
接着，透镜驱动控制部11c从ROM读取与通过相位差计算部11a计算出的相位差p(n)对应的对焦透镜的驱动量m(n)(步骤S2)。并且，透镜驱动控制部11c根据所读取的驱动量m(n)，使透镜驱动部8开始对焦透镜的驱动(步骤S3)。
若对焦透镜通过透镜驱动部8的驱动而开始移动，则相位差预测部11b计算用于将相位差p(n)转换为驱动量m(n)的系数a(n)，将计算出的系数a(n)与相位差p(n)的计算时刻t(n)建立对应关联并存储于RAM(步骤S4)。
系数a(n)能够通过{p(n)/m(n)}或{m(n)/p(n)}的运算求出。以下，作为系数a(n)＝{m(n)/p(n)}来进行说明。
图9是用于说明图8的步骤S1～步骤S4为止的处理的图。
图9中，在时刻t(0)，对焦透镜的位置位于x(0)。示于图9的右侧的图是表示时刻t(0)的相关运算的结果的图。相关曲线中存在多个谷部，在步骤S1中计算与该多个谷部中最小的谷部对应的相位差-p(0)。并且，若确定与该相位差-p(0)对应的驱动量m(0)，则对焦透镜根据该驱动量m(0)开始移动。并且，根据相位差-p(0)与驱动量m(0)计算系数a(0)，并与时刻t(0)建立对应关联来存储。
回到图8，在步骤S3中，对焦透镜开始移动，并在时刻变成t(n+1)的时点，相位差预测部11b计算从时刻t(n)至时刻t(n+1)为止的对焦透镜的移动量x(n+1)与驱动量m(n)之差Δm(n+1)(步骤S5)。
接着，相位差预测部11b利用系数a(n)将差Δm(n+1)转换为相位差，并计算该相位差作为时刻t(n+1)的相位差的预测值(步骤S6)。具体而言，相位差预测部11b通过Δm(n+1)除以a(n)来计算预测值pf(n+1)。
若计算出预测值pf(n+1)，则相位差计算部11a在时刻t(n+1)进行从摄像元件5输出的第1信号组与第2信号组的相关运算，并根据该相关运算的结果与预测值pf(n+1)，计算时刻t(n+1)的相位差p(n+1)(步骤S7)。
例如，相位差计算部11a从通过相关运算获得的相关曲线的所有谷部中确定与真相位差对应的谷部时，利用预测值pf(n+1)的信息。具体而言，计算与所有谷部对应的相位差中最接近相位差的预测值pf(1)的值作为最终的相位差p(n+1)。
图10是用于说明从图9的时刻t(0)的状态变化为时刻t(1)时的动作的图。在时刻t(1)，相对于时刻t(0)的状态，对焦透镜从x(0)向x(1)的位置移动。并且，通过Δm(1)/a(0)的运算，计算预测值pf(1)。
在图10的右侧，示出表示在时刻t(1)从摄像元件5输出的第1信号组与第2信号组的相关运算结果的相关曲线。
在对焦透镜移动的状态下，所拍摄的图像在流动，因此若在该状态下进行相关运算，则如图10所示，在多个谷部彼此的相关值中不易产生差。
若多个谷部成为大致相同的相关值，则有可能在时刻t(1)的时点计算错误的相位差，产生对焦透镜在比原本应到达的对焦位置更靠前的位置停止的下冲或对焦透镜超过原本应到达的对焦位置的过冲，动作变得不稳定。
因此，相位差计算部11a计算与图10所示的相关曲线的谷部对应的相位差中最接近相位差的预测值-pf(1)的值作为最终的相位差p(n+1)。由此，提高相位差的计算精度，防止产生过冲或下冲。
回到图8的说明，若在步骤S7中计算出相位差p(n+1)，则在n更新为(n+1)之后，再次进行步骤S2之后的处理。若以图10的例子进行说明，则时刻t(1)之后，设定于透镜驱动部8的驱动量m(0)被重置，对焦透镜根据与相位差p(1)对应的驱动量m(1)开始移动。
如以上，根据图1所示的数码相机，能够通过图8中说明的动作提高相位差的计算精度。如图8所示，在驱动对焦透镜期间进行相关运算的连续驱动的情况下，若根据该相关运算的结果计算出的相位差中存在错误，则对焦透镜的动作变得不稳定。
图11是说明连续驱动的图。如图11所示，连续驱动中，若产生相位差的误计算，则会导致产生过过冲或下冲，或产生对焦透镜在目标位置附近反复进行移动的振荡。
如图12所示，能够通过进行间断驱动或多或少地抑制产生振荡，所述间断驱动为，反复进行在开始对焦透镜的驱动之后对焦透镜停止的时点进行相关运算来计算相位差，并根据该相位差开始对焦透镜的驱动的动作。
但是，如图13所示，关于相位差与对焦透镜的驱动量之间的对应关系，具有相位差越大比例关系越崩裂的趋势。因此，即使是图12所示的间断驱动，在变得非常模糊而相位差较大的状态下，也有可能产生过冲或下冲。并且，在被摄体的亮度较低且变得噪点相对较多的情况、或被摄体的空间频率较高的情况等，即使是间断驱动，有时相关曲线也会变成如图10所示，有可能产生过冲或下冲。
相对于此，根据图8所示的动作，能够根据任意时刻的相关运算的结果与该时刻的相位差的预测值，精度良好地计算该时刻的相位差。因此，能够防止连续驱动中产生过冲、下冲及振荡。
并且，被摄体的亮度较低且变得噪点相对较多的情况、被摄体的空间频率较高的情况及相位差较大的情况等，也能够精度良好地计算相位差，因此同样能够防止产生过冲、下冲及振荡。
图14是表示图1所示的系统控制部11的变形例的图。图14所示的系统控制部11A的结构除了追加了预测误差计算部11d这一点以外，与图7相同。该预测误差计算部11d也是通过处理器执行存储于ROM的对焦控制程序来显现的功能模块。
图14所示的系统控制部11A的预测误差计算部11d计算根据通过相位差预测部11b计算出的预测值pf(n+1)与相关运算的结果计算出的相位差p(n+1)与预测值pf(n+1)之差即预测误差Δp(n+1)，并存储于RAM。
系统控制部11A的相位差预测部11b根据系数a(n)、差Δm(n+1)、在时刻t(n)通过预测误差计算部11d计算并存储的预测误差Δp(n)，计算预测值pf(n+1)。
图15是用于说明图14所示的系统控制部11A的动作的流程图。图15中，对与图8相同的处理，标注相同符号并省略说明。
步骤S6之后，相位差预测部11b判定RAM中是否存储有预测误差(步骤S11)。
RAM中未存储有预测误差时(步骤S11：否)，进行步骤S7的处理。步骤S7之后，预测误差计算部11d通过以下的式(2)或式(3)计算在步骤S7中计算出的相位差p(n+1)与步骤S7中的相位差的计算中使用的预测值pf(n+1)之差即预测误差Δp(n+1)。并且，预测误差计算部11d将预测误差Δp(n+1)与时刻t(n+1)建立对应关联并存储于RAM(步骤S13)。步骤S13之后，进行步骤S8的处理，之后处理返回步骤S2。
预测误差Δp(n+1)＝{相位差p(n+1)}-{预测值pf(n+1)}……(2)
预测误差Δp(n+1)＝{预测值pf(n+1)}-{相位差p(n+1)}……(3)
若至少进行了1次步骤S8的处理，则步骤S11的判定成为是。步骤S11的判定为是时，相位差预测部11b根据与时刻t(n+1)的前一个时刻t{(n+1)-1}建立对应关联并存储于RAM的预测误差Δp{(n+1)-1}，对在步骤S6中计算出的预测值pf(n+1)进行校正(步骤S12)。
若预测误差Δp(n+1)为通过式(2)计算出的值，则相位差预测部11b通过对预测值pf(n+1)加上Δp{(n+1)-1}，获得校正后的预测值pf(n+1)。
若预测误差Δp(n+1)为通过式(3)计算出的值，则相位差预测部11b通过从预测值pf(n+1)减去Δp{(n+1)-1}，获得校正后的预测值pf(n+1)。
步骤S12之后过渡到步骤S7，相位差计算部11a根据在步骤S12校正之后的预测值pf(n+1)与时刻t(n+1)的相关运算的结果，计算时刻t(n+1)的相位差p(n+1)。
如以上，系统控制部11A利用在时刻t(1)计算出的预测值pf(1)与利用该预测值pf(1)计算出的相位差p(1)之差即预测误差Δp(1)，校正在下一时刻t(2)计算的预测值pf(2)，因此能够提高预测值pf(2)的精度，能够更准确地计算相位差。
图16是说明使焦点持续对焦于移动的被摄体时的对焦透镜的位置与实际的对焦位置(被摄体位置)之间的关系的图。
如图16所示，考虑主要被摄体沿一定方向移动，对焦位置随着时间而远离的情况。此时，在时刻t(0)计算相位差p(0)，在时刻t(1)，即使对焦透镜以与该相位差p(0)对应的驱动量结束移动，在时刻t(1)，对焦位置向更远处移动，因此无法对焦于主要被摄体。在之后的时刻t(2)也相同。
如此，针对移动的被摄体，虽然根据接近相位差的预测值的相位差驱动对焦透镜，该相位差也有可能偏移真相位差而预测值的精度下降。若预测值的精度下降，则易产生下冲、过冲及振荡动作。
根据图15所示的动作，能够利用在计算相位差的时刻t(n+1)之前的时刻t(n)预先存储的预测误差的信息，计算时刻t(n+1)的相位差的预测值，因此即使是移动的被摄体，也能够提高预测值的精度，进行更准确的相位差的计算。其结果，能够防止下冲、过冲及振荡动作。
另外，图15的说明中，设为在步骤S12中始终利用预测误差校正预测值。但是，当预测误差较小时，可设为省略步骤S12的处理而过渡到步骤S7。图15的动作中，能够逐渐减小预测误差，因此能够通过在预测误差减小到某种程度的时点省略步骤S12的处理，减少运算量。
图17是用于说明系统控制部11A的动作的第1变形例的流程图。图17中，对与图15相同的处理，标注相同符号并省略说明。并且，为了简化附图，图15中示出的步骤S2～步骤S6图示为1个处理模块。
步骤S7之后进行步骤S13的处理。步骤S13之后，透镜驱动控制部11c判定在步骤S13中计算出的预测误差Δp(n+1)的绝对值是否超过第1阈值th1(步骤S14)。
若步骤S14的判定为否，则透镜驱动控制部11c将预测NG计数器的计数值重置为0(步骤S15)。步骤S15之后，处理过渡到步骤S8。
若步骤S14的判定为是，则透镜驱动控制部11c将预测NG计数器的计数值计数1个(步骤S16)。
步骤S16之后，透镜驱动控制部11c判定预测NG计数器的计数值是否成为第2阈值th2以上(步骤S17)。关于第2阈值th2，适当设定为2以上的自然数。若步骤S17的判定为否，则处理过渡到步骤S8。
若步骤S17的判定为是，则透镜驱动控制部11c对相位差计算部11a发出校正在步骤S7中计算出的相位差p(n+1)的命令。根据该命令，相位差计算部11a根据存储于RAM的以往的预测误差，对在步骤S7中计算出的相位差p(n+1)进行校正(步骤S18)。
具体而言，相位差计算部11a通过对相位差p(n+1)加上或减去在之前的时刻t(n)求出的预测值p(n)的预测误差Δp(n)，获得校正后的相位差p(n+1)。
若预测误差Δp(n)为通过式(2)计算出的值，则相位差计算部11a通过对相位差p(n+1)加上Δp(n)，获得校正后的相位差p(n+1)。若预测误差Δp(n)为通过式(3)计算出的值，则相位差计算部11a通过从相位差p(n+1)减去Δp(n)，获得校正后的相位差p(n+1)。
步骤S18之后进行步骤S8的处理，之后，根据在步骤S18中校正之后的相位差p(n+1)进行对焦透镜的驱动。
例如，如图16所示，在对焦透镜的位置未追随被摄体位置的情况下，预测误差超过第1阈值th1的状态持续第2阈值th2次以上。这种情况下，通过之前求出的预测误差校正根据相关运算的结果与预测误差计算出的相位差，由此，即使是移动的被摄体，也能够以高精度进行对焦。
在图17的步骤S18中，设为利用在计算相位差p(n+1)的时刻t(n+1)之前的时刻的预测误差校正相位差p(n+1)。作为该变形例，可利用比计算相位差p(n+1)的时刻t(n+1)更靠前的多个时刻的预测误差校正相位差p(n+1)。
例如，校正相位差p(n+1)时，可通过计算分别在时刻t(n)与时刻t(n-1)计算出的预测误差的平均，对相位差p(n+1)加上或减去该平均值来进行校正。关于取平均的预测误差的数量，例如设为与第2阈值th2相同即可。由此，能够进行更高精度的相位差计算。
图18及图19是用于说明系统控制部11A的动作的第2变形例的流程图。图18中，对与图15相同的处理，标注相同符号并省略说明。
步骤S13之后，透镜驱动控制部11c判定在步骤S13中计算出的预测误差Δp(n+1)的绝对值是否成为小于第3阈值th3(步骤S21)。
若步骤S21的判定为是，则透镜驱动控制部11c将预测OK计数器的计数值计数1个(步骤S27)。
步骤S27之后，透镜驱动控制部11c判定预测OK计数器的计数值是否成为第4阈值th4以上(步骤S28)。关于第4阈值th4，适当设定2以上的自然数。
若步骤S28的判定为是，则透镜驱动控制部11c进行允许对焦透镜的驱动的控制(步骤S29)。具体而言，处理返回步骤S8，进行步骤S2之后的处理来持续对焦透镜的驱动。
若步骤S21的判定为否，则透镜驱动控制部11c将预测OK计数器的计数值重置为0(步骤S22)。步骤S22之后，透镜驱动控制部11c进行禁止对焦透镜的驱动的控制(步骤S23)。具体而言，透镜驱动控制部11c向透镜驱动部8发出停止对焦透镜的驱动的命令。
步骤S23之后，透镜驱动控制部11c将n更新为(n+1)(步骤S24)，之后，进行与步骤S2相同的处理即步骤S25的处理。步骤S25之后，进行与步骤S3相同的处理即步骤S26的处理，之后，处理过渡到步骤S5。
第2变形例中，当预测误差为第3阈值th3以上时，停止对焦透镜的驱动。当在动态图像拍摄期间进行基于相位差AF方式的对焦控制时，若物体横穿数码相机前或由于手抖动或被摄体抖动等而在AF区53内进入预想外的物体，则会导致对焦透镜对该情况的变化进行反应而移动。
第2变形例中，通过预测误差的大小判断这种情况的变化，预测误差较大时，强制性地停止对焦透镜的驱动。因此，能够防止对焦透镜由于预想外的被摄体而移动。
另外，第2变形例的效果在不使用预测值而计算相位差时也能够获得。因此，在图18的步骤S7中，相位差计算部11a可不使用预测值p(n+1)，仅根据相关运算的结果计算相位差p(n+1)。
图20及图21是用于说明系统控制部11A的动作的第3变形例的流程图。图20中，对与图15相同的处理，标注相同符号并省略说明。
步骤S13之后，透镜驱动控制部11c判定在步骤S7中实施的相关运算的结果的可靠度是否超过第5阈值th5(步骤S30)。
在成像于AF区的被摄体像为低亮度的情况、或成像于AF区的被摄体像为低对比度的情况、或成像于AF区的被摄体像的空间频率较高的情况等，相关运算的结果的可靠度下降。因此，例如透镜驱动控制部11c计算从AF区内的各像素输出的信号的亮度平均，当亮度平均值为规定值以上时，判定为相关运算的可靠度超过第5阈值th5，当亮度平均值小于规定值时，判定为相关运算的可靠度为第5阈值th5以下。
或者，透镜驱动控制部11c计算通过AF区的通常像素拍摄的被摄体像的对比度或空间频率，当对比度或空间频率为规定值以上时，判定为相关运算的可靠度超过第5阈值th5，当对比度或空间频率小于规定值时，判定为相关运算的可靠度为第5阈值th5以下。可靠度判定的方法并不限定于这些，采用公知的方法即可。
当步骤S30的判定为是时，进行步骤S31之后的处理，当步骤S30的判定为否时，进行步骤S41之后的处理。
在步骤S41中，透镜驱动控制部11c判定在步骤S13中计算出的预测误差Δp(n+1)的绝对值是否成为小于第6阈值th6。
若步骤S41的判定为是，则透镜驱动控制部11c将预测OK计数器的计数值计数1个(步骤S47)。
步骤S47之后，透镜驱动控制部11c判定预测OK计数器的计数值是否成为第7阈值th7以上(步骤S48)。关于第7阈值th7，适当设定2以上的自然数。
若步骤S48的判定为是，则透镜驱动控制部11c进行允许对焦透镜的驱动的控制(步骤S49)。具体而言，处理返回步骤S8，进行步骤S2之后的处理来持续对焦透镜的驱动。
若步骤S41的判定为否，则透镜驱动控制部11c将预测OK计数器的计数值重置为0(步骤S42)。步骤S42之后，透镜驱动控制部11c进行禁止对焦透镜的驱动的控制(步骤S43)。步骤S48的判定为否时，透镜驱动控制部11c也在步骤S43中进行禁止对焦透镜的驱动的控制。具体而言，透镜驱动控制部11c向透镜驱动部8发出停止对焦透镜的驱动的命令。
步骤S43之后，透镜驱动控制部11c将n更新为(n+1)(步骤S44)，之后，进行与步骤S2相同的处理即步骤S45的处理。步骤S45之后，进行与步骤S3相同的处理即步骤S46的处理。步骤S46之后，处理过渡到步骤S5。
在步骤S31中，透镜驱动控制部11c判定在步骤S13中计算出的预测误差Δp(n+1)的绝对值是否成为小于阈值th9。阈值th9为大于阈值th6的值。
若步骤S31的判定为是，则透镜驱动控制部11c将预测OK计数器的计数值计数1个(步骤S37)。
步骤S37之后，透镜驱动控制部11c判定预测OK计数器的计数值是否成为阈值th10以上(步骤S38)。关于阈值th10，适当设定2以上的自然数。阈值th10为小于阈值th7的值。
若步骤S38的判定为是，则透镜驱动控制部11c进行允许对焦透镜的驱动的控制(步骤S39)。具体而言，处理返回步骤S8，进行步骤S2之后的处理来持续对焦透镜的驱动。
若步骤S31的判定为否，则透镜驱动控制部11c将预测OK计数器的计数值重置为0(步骤S32)。步骤S32之后，或步骤S38的判定为否时，透镜驱动控制部11c进行禁止对焦透镜的驱动的控制(步骤S33)。具体而言，透镜驱动控制部11c向透镜驱动部8发出停止对焦透镜的驱动的命令。
步骤S33之后，透镜驱动控制部11c将n更新为(n+1)(步骤S34)，之后，进行与步骤S2相同的处理即步骤S35的处理。步骤S35之后，进行与步骤S3相同的处理即步骤S36的处理。步骤S36之后，处理过渡到步骤S5。
相关运算结果的可靠度较低时，通常考虑停止对焦透镜的驱动的结构。针对该结构，根据第3变形例，即使是能够判定为相关运算结果的可靠度较低的被摄体条件(低亮度、低对比度、高频率)，当预测误差连续成为较小的值时，进行基于相位差AF方式的对焦控制。预测误差连续成为较小的值时，能够判断为所计算出的相位差的精度在一定程度上较高。因此，这种情况下，能够通过持续对焦透镜的驱动，扩大能够进行相位差AF的被摄体条件。
并且，根据第3变形例，相关运算结果的可靠度较高时，能够获得第2变形例中说明的效果。并且，第3变形例中，通过使阈值th9大于第6阈值th6，当相关运算结果的可靠度较高时，放缓预测OK计数器进行计数的条件。因此，当相关运算的可靠度较高时，即使预测误差在一定程度上较大，也能够提高持续进行对焦透镜的驱动的可能性，能够防止对焦透镜的驱动由于被摄体的微小的变化而停止的现象。
并且，第3变形例中，通过使第7阈值th7大于阈值th10，当相关运算结果的可靠度较低时，严格控制允许对焦透镜驱动的条件。如此，在判定为可靠度较低的情况下，严格控制用于允许对焦透镜的驱动的判定基准，能够防止对焦精度下降。
另外，第3变形例的效果在不使用预测值计算相位差时也能够获得。因此，在图20的步骤S7中，相位差计算部11a可不使用预测值p(n+1)，而是仅根据相关运算的结果计算相位差p(n+1)。
图22及图23是用于说明系统控制部11A的动作的第4变形例的流程图。图22中，对与图15相同的处理，标注相同符号并省略说明。步骤S7之后，预测误差计算部11d对在步骤S6中计算出的预测值pf(n+1)与在步骤S7中计算出的相位差p(n+1)进行比较，判定两者的符号是否相反。
预测误差计算部11d生成表示两者的符号相反的相反符号信息与表示两者的符号相同的相同符号信息中的任一个作为表示预测值pf(n+1)与相位差p(n+1)的误差的预测误差Δp(n+1)，并将所生成的预测误差Δp(n+1)与时刻t(n+1)建立对应关联来存储于RAM(步骤S13a)
步骤S13a之后，透镜驱动控制部11c判定在步骤S13a中计算出的预测误差Δp(n+1)是否为相反符号信息(步骤S51)。
若步骤S51的判定为否，则透镜驱动控制部11c将符号相反计数器的计数值重置为0(步骤S52)。步骤S52之后，透镜驱动控制部11c进行允许对焦透镜的驱动的控制(步骤S53)。具体而言，处理返回步骤S8，进行步骤S2之后的处理来持续对焦透镜的驱动。
若步骤S51的判定为是，则透镜驱动控制部11c将符号相反计数器的计数值计数1个(步骤S54)。步骤S54之后，透镜驱动控制部11c判定符号相反计数器的计数值是否成为第8阈值th8以上(步骤S55)。关于第8阈值th8，适当设定2以上的自然数。若步骤S55的判定为否，则处理过渡到步骤S53。
若步骤S55的判定为是，则透镜驱动控制部11c进行禁止对焦透镜的驱动的控制(步骤S56)。具体而言，透镜驱动控制部11c向透镜驱动部8发出停止对焦透镜的驱动的命令。
步骤S56之后，透镜驱动控制部11c将n更新为(n+1)(步骤S57)，之后，进行与步骤S2相同的处理即步骤S58的处理。步骤S58之后，进行与步骤S3相同的处理即步骤S59的处理。步骤S59之后，处理过渡到步骤S5。
如此，当预测值与相位差的符号相反的状态连续时，则通过禁止对焦透镜的驱动，即使在产生了振荡的情况下，也能够立刻消除振荡而实现稳定的动作。
另外，第4变形例的效果在不使用预测值而计算出相位差时也能够获得。因此，在图22的步骤S7中，相位差计算部11a可不使用预测值p(n+1)，而是仅根据相关运算的结果计算相位差p(n+1)。
图24是表示图1所示的数码相机的摄像元件5的AF区53的变形例的图。图24所示的AF区53中，G像素的一部分成为相位差检测用像素52LR与相位差检测用像素52UD。
相位差检测用像素52LR包含相位差检测用像素52A与相位差检测用像素52B，仅抽出相位差检测用像素52LR的放大图与图4相同。相位差检测用像素52UD包含相位差检测用像素52C与相位差检测用像素52D，仅抽出相位差检测用像素52UD的放大图示于图25。
图25是仅抽出图24所示的相位差检测用像素52UD的图。如图25所示，AF区53中，至少包含1个沿列方向Y排列的相位差检测用像素52C与相位差检测用像素52D的配对沿行方向X排列多个而成的对行。
相位差检测用像素52C的开口(图25的空白部分)的中心相对于相位差检测用像素52C的光电转换部的中心，向上侧偏心。并且，相位差检测用像素52D的开口(图25的空白部分)的中心相对于相位差检测用像素52D的光电转换部的中心，向下侧偏心。在此所说的上方向是列方向Y的一个方向，下方向是列方向Y的另一个方向。
通过该结构，能够通过包含位于任意行的相位差检测用像素52C的像素组、与包含相对于该像素组的各相位差检测用像素52C沿列方向Y以相同距离配置的相位差检测用像素52D的像素组，检测分别通过这些2个像素组拍摄的图像中的列方向Y的相位差。
如此，变形例的摄像元件5具有多个第1信号检测部(相位差检测用像素52A)与第2信号检测部(相位差检测用像素52B)的配对，所述第1信号检测部接收通过成像透镜1的光瞳区域的沿行方向X排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号。
变形例的摄像元件5还具有多个第3信号检测部(相位差检测用像素52C)与第4信号检测部(相位差检测用像素52D)的配对，所述第3信号检测部接收通过成像透镜1的光瞳区域的沿列方向Y排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，所述第4信号检测部接收第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号。
以下，将从图25的多个相位差检测用像素52C输出的信号组称作第3信号组，将从图25的多个相位差检测用像素52D输出的信号组称作第4信号组。
图26是用于说明将图1所示的数码相机的摄像元件5变更为包含图24所示的AF区的摄像元件的结构的数码相机中的系统控制部11的动作的流程图。图26中，对与图8相同的处理，标注相相同符号并省略说明。
若设定为动态图像拍摄模式，则相位差计算部11a在时刻t(n)(n的初始值的0)进行从摄像元件5输出的第1信号组与第2信号组的第1相关运算，根据该第1相关运算的结果，计算时刻t(n)的相位差p(n)(以下，称为相位差ph(n)。并且，相位差计算部11a在时刻t(n)进行从摄像元件5输出的第3信号组与第4信号组的第2相关运算，根据该第2相关运算的结果，计算时刻t(n)的相位差p(n)(以下，称为相位差pv(n)(步骤S60)。相位差计算部11a将计算出的相位差ph(n)、相位差pv(n)与时刻t(n)建立对应关联来存储于RAM。相位差ph(n)与第1相位差对应，相位差pv(n)与第2相位差对应。
相位差计算部11a例如确定通过相关运算获得的构成相关曲线的所有谷部的相关值中与构成该所有谷部的相关值的平均值之差称为规定值以上的谷部，并计算与该谷部对应的偏移量d作为相位差。无法确定这种谷部时，相位差计算部11a进行错误输出。
步骤S60之后，透镜驱动控制部11c选择在时刻t(n)计算出的2种相位差p(n)中的任一个(步骤S61)。之后，透镜驱动控制部11c读取与所选择的相位差p(n)对应的驱动量m(n)(步骤S62)。步骤S62之后，进行步骤S3～步骤S6的处理，之后，进行步骤S63的处理。
在步骤S63中，相位差计算部11a在时刻t(n+1)进行从摄像元件5输出的第1信号组与第2信号组的第1相关运算，根据该第1相关运算的结果与在步骤S6中计算出的预测值pf(n+1)，以与图8的步骤S7相同的方法，计算时刻t(n+1)的相位差ph(n+1)。相位差计算部11a将计算出的相位差ph(n+1)与时刻t(n+1)建立对应关联来存储于RAM。
接着，预测误差计算部11d计算相位差ph(n+1)与预测值pf(n+1)之差即预测误差Δph(n+1)，将预测误差Δph(n+1)与时刻t(n+1)建立对应关联来存储于RAM(步骤S64)。
接着，相位差计算部11a在时刻t(n+1)进行从摄像元件5输出的第3信号组与第4信号组的第2相关运算，根据该第2相关运算的结果与在步骤S6中计算出的预测值pf(n+1)，以与图8的步骤S7相同的方法，计算时刻t(n+1)的相位差pv(n+1)(步骤S65)。相位差计算部11a将计算出的相位差pv(n+1)与时刻t(n+1)建立对应关联来存储于RAM。
接着，预测误差计算部11d计算相位差pv(n+1)与预测值pf(n+1)之差即预测误差Δpv(n+1)，将预测误差Δpv(n+1)与时刻t(n+1)建立对应关联来存储于RAM(步骤S66)。步骤S66之后，在步骤S8中，n被更新为(n+1)之后，处理返回步骤S61。
图27是表示图26所示的流程图中的步骤S61的详细内容的流程图。
透镜驱动控制部11c判定相位差ph(n)是否存储于RAM(步骤S610)。若步骤S610的判定为否，则透镜驱动控制部11c判定相位差pv(n)是否存储于RAM(步骤S611)。
若步骤S611的判定为是，则透镜驱动控制部11c选择相位差pv(n)(步骤S612)，并结束处理。若步骤S611的判定为否，则透镜驱动控制部11c使处理返回步骤S60。
当步骤S610的判定为是时，透镜驱动控制部11c判定相位差pv(n)是否存储于RAM(步骤S613)。若步骤S613的判定为否，则透镜驱动控制部11c选择相位差ph(n)(步骤S614)，并结束处理。
若步骤S613的判定为是，则透镜驱动控制部11c判定预测误差Δph(n)与预测误差Δpv(n)是否存储于RAM(步骤S615)。
若步骤S615的判定为否，则透镜驱动控制部11c在相位差pv(n)与相位差ph(n)中选择预先设定的相位差(例如，预先由用户指定的相位差)(步骤S616)，并结束处理。
若步骤S615的判定为是，则透镜驱动控制部11c判定Δph(n)是否成为Δpv(n)以下(步骤S617)。
若步骤S617的判定为是，则透镜驱动控制部11c进行步骤S614的处理，若步骤S617的判定为否，则透镜驱动控制部11c选择相位差pv(n)(步骤S618)，并结束处理。
如以上，在能够通过1次拍摄获得2种相关运算结果的结构中，优选选择2种相关运算结果中可靠性较高的结果，并进行基于所选择的相关运算结果的对焦透镜的驱动。
如图26及图27所示，在只计算出行方向X的相位差ph(n)的情况、或只计算出列方向Y的相位差pv(n)的情况下，选择该计算出的相位差来进行对焦透镜驱动即可。另一方面，计算出行方向X的相位差ph(n)与列方向Y的相位差pv(n)双方时，需判定使用哪一个。因此，如图26所示，通过利用与预测值的误差相对较小的方向的相位差进行对焦透镜驱动，能够进行高精度的对焦控制。
另外，图26及图27中说明的动作的效果在不使用预测值而计算相位差时也能够获得。因此，在图26的步骤S63中，相位差计算部11a可不使用预测值p(n+1)，而是仅根据第1相关运算的结果计算相位差ph(n+1)。
并且，在图26的步骤S65中，相位差计算部11a可不使用预测值p(n+1)，而是仅根据第2相关运算的结果计算相位差pv(n+1)。
但是，不使用预测值时，无法进行相位差的计算本身(无法确定相关值变得最小的相位差)的可能性变高，因此优选使用预测值计算相位差的结构。
图28是表示图27所示的步骤S61的变形例的流程图。图28中，对与图27相同的处理，标注相同符号并省略说明。图28中，与图27的不同点仅是步骤S617变更为步骤S617a这一点。
在步骤S617a中，透镜驱动控制部11c计算存储于RAM的以往的多个预测误差Δph(n)的第1积算值(ΣΔph(n)，并计算存储于RAM的以往的多个预测误差Δpv(n)的第2积算值(ΣΔpv(n)。并且，透镜驱动控制部11c对计算出的2个积算值进行比较，若ΣΔph(n)为ΣΔpv(n)以下(步骤S617a：是)，则在步骤S614中选择相位差ph(n)。
透镜驱动控制部11c中，若ΣΔph(n)大于ΣΔpv(n)(步骤S617a：否)，则在步骤S618中选择相位差pv(n)。
如此，透镜驱动控制部11c通过以往计算出的预测误差Δph(n)、Δpv(n)的积算值的比较，确定将哪一个方向的相位差利用于对焦透镜的驱动。通过如此设定，能够与图27的动作进行比较，选择更接近真相位差的相位差，并能够提高对焦精度。
在图24～图28中说明的变形例中，相位差计算部11a作为第1相位差计算部与第2相位差计算部发挥作用。并且，Δph(n)与第1预测误差对应，Δpv(n)与第2预测误差对应。
以上说明的数码相机中，系统控制部11与系统控制部11A作为对焦控制装置发挥作用。目前为止，将数码相机作为例子，但本发明还能够适用于例如广播用相机系统。
图29是表示用于说明本发明的一实施方式的相机系统的概略结构的图。该相机系统适用于广播用或电影用等业务用相机系统。
图29所示的相机系统具备镜头装置100及作为安装有镜头装置100的摄像装置的相机装置300。
镜头装置100具备对焦透镜111、变焦透镜112、113、光圈114及主透镜组115，这些从被摄体侧依次排列配置。
对焦透镜111、变焦透镜112、113、光圈114及主透镜组115构成摄像光学系统。摄像光学系统至少包含对焦透镜111。
镜头装置100还具备包含反射面116a的分束器116、反射镜117、包含聚光透镜118、分离透镜119及摄像元件120的AF单元121。摄像元件120为具有配置成二维状的多个像素的CCD型图像传感器或CMOS型图像传感器等图像传感器。
分束器116在光轴K上配置于光圈114与主透镜组115之间。分束器116使入射于摄像光学系统并通过光圈114的被摄体光的一部分(例如，被摄体光的80％)直接透射，并沿与光轴K垂直的方向通过反射面116a反射除了该被摄体光的一部分的剩余部分(例如，被摄体光的20％)。分束器116的位置不限于图29所示的位置，在光轴K上配置于比位于摄像光学系统的最靠近被摄体侧的透镜更靠后侧即可。
反射镜117配置于被分束器116的反射面116a反射的光的光路上，使该光反射而入射于AF单元121的聚光透镜118。
聚光透镜118对通过反射镜117反射的光进行聚光。
如在图29中的虚线内示出放大主视图，分离透镜119由夹着摄像光学系统的光轴而沿一个方向(图29的例子中为水平方向)排列而配置的2个透镜19R及透镜19L构成。
通过聚光透镜118聚光的被摄体光分别通过这些2个透镜19R、19L，成像于摄像元件120的受光面(配置有多个像素的面)的不同位置。即，摄像元件120的受光面上成像有沿一个方向偏移的一对被摄体光像及沿与一个方向垂直的方向偏移的一对被摄体光像。
分束器116、反射镜117、聚光透镜118及分离透镜119作为如下光学元件发挥作用，即，使入射于摄像光学系统的被摄体光的一部分入射于通过摄像光学系统拍摄被摄体光像的相机装置300的摄像元件310，并使除了该被摄体光的一部分的剩余部分入射于摄像元件120。另外，也可以是除去反射镜117，使被分束器116反射的光直接入射于聚光透镜118的结构。
摄像元件120为受光面上以二维状配置有多个像素的区域传感器，输出分别与成像于受光面的2个被摄体光像相应的图像信号。即，摄像元件120对通过摄像光学系统成像的1个被摄体光像，输出沿水平方向偏移的一对图像信号。通过使用区域传感器作为摄像元件120，与使用线传感器的结构相比，能够避免精密地对齐线传感器彼此的位置的困难。
摄像元件120中包含的像素中，输出沿水平方向偏移的一对图像信号中的一个的各像素构成第1信号检测部，所述第1信号检测部接收通过摄像光学系统的光瞳区域沿水平方向排列的不同的2个部分的一对光束中的一个光束，并检测与受光量相应的信号。
摄像元件120中包含的像素中，输出沿水平方向偏移的一对图像信号中的另一个的各像素构成第2信号检测部，所述第2信号检测部接收通过摄像光学系统的光瞳区域的沿水平方向排列的不同的2个部分的一对光束中的另一个光束，并检测与受光量相应的信号。
在此，将摄像元件120作为区域传感器，但也可以是如下结构，即，代替摄像元件120，将沿水平方向排列有多个构成第1信号检测部的像素的线传感器配置于与透镜19R对置的位置，并将沿水平方向排列有多个构成第2信号检测部的像素的线传感器配置于与透镜19R对置的位置。
相机装置300具备：配置于镜头装置100的光轴K上的CCD型图像传感器或CMOS型图像传感器等摄像元件310；及对通过摄像元件310拍摄被摄体光像来获得的图像信号进行处理来生成摄像图像数据的图像处理部320。
镜头装置100的模块结构与图1的镜头装置相同，具备驱动对焦透镜的驱动部及控制该驱动部的系统控制部。并且，该系统控制部执行对焦控制程序，作为相位差计算部11a、相位差预测部11b、透镜驱动控制部11c、预测误差计算部11d发挥作用。其中，输入至系统控制部的第1信号组与第2信号组为从摄像元件120的第1信号检测部及第2信号检测部输出的信号。该相机系统中，镜头装置100的系统控制部作为对焦控制装置发挥作用。
业务用相机系统中，动态图像拍摄成为的基本的使用方法。因此，基于图1～图28中说明的数码相机的系统控制部11、11A的对焦控制变得尤其有效。
通过将图29所示的分离透镜119变更为图30所示的分离透镜119A，能够使摄像元件120具有图24中说明的第3信号检测部与第4信号检测部。
分离透镜119A由夹着摄像光学系统的光轴沿一个方向(图30的例子中为水平方向)排列配置的2个透镜19R及透镜19L、及夹着摄像光学系统的光轴沿与一个方向垂直的方向(图30的例子中为垂直方向)排列配置的2个透镜19U及透镜19D构成。
如以上说明，本说明书公开以下事项。
所公开的对焦控制装置，其具备：多个第1信号检测部，接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；多个第2信号检测部，接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；相位差计算部，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即相位差；透镜驱动控制部，根据与通过上述相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测部，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述相位差计算部计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算部，计算在上述第2时刻通过上述相位差计算部计算出的相位差与通过上述相位差预测部计算出的预测值之间的误差即预测误差，上述透镜驱动控制部根据上述预测误差的履历控制上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制装置中，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当上述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与利用通过上述相位差计算部计算出的相位差与在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的上述预测误差的运算来获得的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当上述状态连续的次数小于上述第2阈值时，以与通过上述相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
所公开的对焦控制装置中，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当上述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与对通过上述相位差计算部计算出的相位差加上或减去在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的1个上述预测误差或多个上述预测误差的平均值来获得的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当上述状态连续的此时小于上述第2阈值时，以与通过上述相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
所公开的对焦控制装置中，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当上述预测误差成为小于第3阈值的状态连续第4阈值次以上时，允许上述对焦透镜的驱动，当上述状态连续的次数小于上述第4阈值时，禁止上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制装置中，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当通过上述相位差计算部进行的上述相关运算的结果的可靠度成为第5阈值以下且上述预测误差成为小于第6阈值的状态连续第7阈值次以上时，允许上述对焦透镜的驱动，当上述可靠度成为上述第5阈值以下且上述状态连续的次数小于上述第7阈值时，禁止上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制装置中，上述预测误差为表示上述相位差与上述预测值的符号是否相反的信息，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当上述符号相反的状态连续第8阈值次以上时，禁止上述对焦透镜的驱动，当上述状态连续的次数小于上述第8阈值时，允许上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制装置中，上述相位差计算部根据任意时刻的上述相关运算的结果与在上述任意时刻通过上述相位差预测部计算出的预测值，计算上述相位差。
所公开的对焦控制装置中，上述相关运算的结果为表示使上述第1信号组与上述第2信号组逐渐向上述一个方向偏移时的上述第1信号组与上述第2信号组的相关值的变化的数据，上述相位差计算部计算与表示上述任意时刻的上述相关值的变化的曲线图的谷部对应的向上述一个方向的偏移量中最接近上述预测值的值作为相位差。
所公开的对焦控制装置中，上述相位差预测部通过利用上述系数将上述差转换为相位差来计算上述预测值。
所公开的对焦控制装置，其具备：多个第1信号检测部，接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；多个第2信号检测部，接收上述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；多个第3信号检测部，接收通过上述光瞳区域的沿与上述一个方向垂直的方向排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；多个第4信号检测部，接收上述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；第1相位差计算部，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差计算部，根据从上述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从上述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算上述第3信号组与上述第4信号组在与上述一个方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透镜驱动控制部，根据与通过上述第1相位差计算部或上述第2相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测部，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述第1相位差计算部或上述第2相位差计算部计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算部，计算通过上述相位差预测部计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第1相位差计算部计算出的相位差之差即第1预测误差、及通过上述相位差预测部计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第2相位差计算部计算出的相位差之差即第2预测误差，上述透镜驱动控制部进行如下控制，即，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值为上述第2预测误差的累积值以下时，以与通过上述第1相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值超过上述第2预测误差的累积值时，以与通过上述第2相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
所公开的对焦控制装置中，上述第1相位差计算部根据任意时刻的上述相关运算的结果与在上述任意时刻通过上述相位差预测部计算出的预测值计算上述第1相位差，
上述第2相位差计算部根据任意时刻的上述相关运算的结果与在上述任意时刻通过上述相位差预测部计算出的预测值计算上述第2相位差。
所公开的对焦控制装置中，上述第1信号组与上述第2信号组的相关运算的结果为表示使上述第1信号组与上述第2信号组逐渐向上述一个方向偏移时的上述第1信号组与上述第2信号组的第1相关值的变化的数据，上述第1相位差计算部计算与表示上述任意时刻的上述第1相关值的变化的曲线图的谷部对应的向上述一个方向的偏移量中最接近上述预测值的值作为上述第1相位差，上述第3信号组与上述第4信号组的相关运算的结果为表示使上述第3信号组与上述第4信号组逐渐向沿与上述一个方向垂直的方向偏移时的上述第3信号组与上述第4信号组的第2相关值的变化的数据，上述第2相位差计算部计算与表示上述任意时刻的上述第2相关值的变化的曲线图的谷部对应的向与上述一个方向垂直的方向的偏移量中最接近上述预测值的值作为上述第2相位差。
所公开的对焦控制装置中，上述相位差预测部通过利用上述系数将上述差转换为相位差来计算上述预测值。
所公开的镜头装置具备上述对焦控制装置及上述摄像光学系统。
所公开的摄像装置具备上述对焦控制装置。
所公开的对焦控制方法，其利用多个第1信号检测部及多个第2信号检测部控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第2信号检测部接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制方法具备：相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算在上述第2时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差与通过上述相位差预测步骤计算出的预测值之间的误差即预测误差，上述透镜驱动控制步骤中，根据上述预测误差的履历控制上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制方法中，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当上述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与利用通过上述相位差计算步骤计算出的相位差与在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的上述预测误差的运算来获得的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当上述状态连续的次数小于上述第2阈值时，以与通过上述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
所公开的对焦控制方法中，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当上述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与对通过上述相位差计算步骤计算出的相位差加上或减去在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的1个上述预测误差或多个上述预测误差的平均值来获得的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当上述状态连续的次数小于上述第2阈值时，以与通过上述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。所公开的对焦控制方法中，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当上述预测误差成为小于第3阈值的状态连续第4阈值次以上时，允许上述对焦透镜的驱动，当上述状态连续的次数小于上述第4阈值时，禁止上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制方法中，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当通过上述相位差计算步骤进行的上述相关运算的结果的可靠度成为第5阈值以下且上述预测误差成为小于第6阈值的状态连续第7阈值次以上时，允许上述对焦透镜的驱动，当上述可靠度成为上述第5阈值以下且上述状态连续的次数小于上述第7阈值时，禁止上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制方法中，上述预测误差包含表示上述相位差与上述预测值的符号是否相反的信息，上述透镜驱动控制步骤中，当上述符号相反的状态连续第8阈值次以上时，禁止上述对焦透镜的驱动，当上述状态连续的次数小于上述第8阈值时，允许上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制方法中，上述相位差计算步骤中，根据任意时刻的上述相关运算的结果与在上述任意时刻通过上述相位差预测步骤计算出的预测值计算上述相位差。
所公开的对焦控制方法中，上述相关运算的结果为表示使上述第1信号组与上述第2信号组逐渐向上述一个方向偏移时的上述第1信号组与上述第2信号组的相关值的变化的数据，上述相位差计算步骤中，计算与表示上述任意时刻的上述相关值的变化的曲线图的谷部对应的向上述一个方向的偏移量中最接近上述预测值的值作为相位差。
所公开的对焦控制方法中，上述相位差预测步骤中，通过利用上述系数将上述差转换为相位差来计算上述预测值。
所公开的对焦控制方法，其利用多个第1信号检测部、多个第2信号检测部、多个第3信号检测部及多个第4信号检测部控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第2信号检测部接收上述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第3信号检测部接收通过上述光瞳区域的沿与上述一个方向垂直的方向排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第4信号检测部接收上述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制方法具备：第1相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差计算步骤，根据从上述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从上述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算上述第3信号组与上述第4信号组在与上述一个方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差之差即第1预测误差、及通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差之差即第2预测误差，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值为上述第2预测误差的累积值以下时，以与通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值超过上述第2预测误差的累积值时，以与通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
所公开的对焦控制方法中，上述第1相位差计算步骤中，根据任意时刻的上述相关运算的结果与在上述任意时刻通过上述相位差预测步骤计算出的预测值计算上述第1相位差，上述第2相位差计算步骤中，根据任意时刻的上述相关运算的结果与在上述任意时刻通过上述相位差预测步骤计算出的预测值计算上述第2相位差。
所公开的对焦控制方法中，上述第1信号组与上述第2信号组的相关运算的结果为表示使上述第1信号组与上述第2信号组逐渐向上述一个方向偏移时的上述第1信号组与上述第2信号组的第1相关值的变化的数据，上述第1相位差计算步骤中，计算与表示上述任意时刻的上述第1相关值的变化的曲线图的谷部对应的向上述一个方向的偏移量中最接近上述预测值的值作为上述第1相位差，上述第3信号组与上述第4信号组的相关运算的结果为表示使上述第3信号组与上述第4信号组逐渐向与上述一个方向垂直的方向偏移时的上述第3信号组与上述第4信号组的第2相关值的变化的数据，上述第2相位差计算步骤中，计算与表示上述任意时刻的上述第2相关值的变化的曲线图的谷部对应的向与上述一个方向垂直的方向的偏移量中最接近上述预测值的值作为上述第2相位差。
所公开的对焦控制方法中，上述相位差预测步骤中，通过利用上述系数将上述差转换为相位差来计算上述预测值。
所公开的对焦控制程序，其用于利用多个第1信号检测部及多个第2信号检测部，通过计算机控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，所述多个第2信号检测部接收上述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制程序具备：相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算在上述第2时刻通过上述相位差计算步骤计算出的相位差与通过上述相位差预测步骤计算出的预测值之间的误差即预测误差，上述透镜驱动控制步骤中，根据上述预测误差的履历控制上述对焦透镜的驱动。
所公开的对焦控制程序，其用于利用多个第1信号检测部、多个第2信号检测部、多个第3信号检测部及多个第4信号检测部，通过计算机控制上述对焦透镜的位置，上述多个第1信号检测部接收通过包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第2信号检测部接收上述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第3信号检测部接收通过上述光瞳区域的沿与上述一个方向垂直的方向排列的不同部分的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号，上述多个第4信号检测部接收上述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号，上述对焦控制程序具备：第1相位差计算步骤，根据从上述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从上述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算上述第1信号组与上述第2信号组在上述一个方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差计算步骤，根据从上述多个第3信号检测部输出的第3信号组与上述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算上述第3信号组与上述第4信号组在与上述一个方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透镜驱动控制步骤，根据与通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动上述对焦透镜；相位差预测步骤，根据用于将在上述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过上述第1相位差计算步骤或上述第2相位差计算步骤计算出的相位差转换为上述对焦透镜的驱动量的系数、及上述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的上述对焦透镜自上述任意位置的移动量与该驱动量之差，计算上述第2时刻的上述相位差的预测值；及预测误差计算步骤，计算通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差之差即第1预测误差、及通过上述相位差预测步骤计算出的预测值与在上述第2时刻通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差之差即第2预测误差，上述透镜驱动控制步骤中进行如下控制，即，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值为上述第2预测误差的累积值以下时，以与通过上述第1相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜，当计算出上述第1相位差与上述第2相位差双方，且上述第1预测误差的累积值超过上述第2预测误差的累积值时，以与通过上述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动上述对焦透镜。
产业上的可利用性
本发明尤其适用于以动态图像拍摄为主的广播用电视摄像机等，便利性较高且有效。
符号说明
1-成像透镜，5-摄像元件，52A、52B-相位差检测用像素，11-系统控制部，11a-相位差计算部，11b-相位差预测部，11c-透镜驱动控制部，11d-预测误差计算部。

Claims (30)

1.一种对焦控制装置，其具备：
多个第1信号检测部，其接收通过了包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分后的一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；
多个第2信号检测部，其接收所述一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；
相位差计算部，其根据从所述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从所述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第1信号组与所述第2信号组在所述一个方向上的偏移量的相位差；
透镜驱动控制部，其根据与通过所述相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量，驱动所述对焦透镜；
相位差预测部，其根据用于将在所述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过所述相位差计算部计算出的相位差转换为所述对焦透镜的驱动量的系数、及所述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的所述对焦透镜自所述任意位置开始的移动量与该驱动量之差，计算所述第2时刻的所述相位差的预测值；及
预测误差计算部，其计算作为在所述第2时刻通过所述相位差计算部计算出的相位差与通过所述相位差预测部计算出的预测值之间的误差的预测误差，
所述透镜驱动控制部根据所述预测误差的履历控制所述对焦透镜的驱动。
2.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其中，
所述透镜驱动控制部进行如下控制：当所述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与利用了通过所述相位差计算部计算出的相位差和在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的所述预测误差的运算而获得的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜；当所述状态连续的次数小于所述第2阈值时，以与通过所述相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜。
3.根据权利要求2所述的对焦控制装置，其中，
所述透镜驱动控制部进行如下控制:当所述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与对通过所述相位差计算部计算出的相位差加上或减去在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的1个所述预测误差或多个所述预测误差的平均值而获得的相位差对应的驱动量来驱动所述对焦透镜。
4.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其中，
所述透镜驱动控制部进行如下控制：当所述预测误差小于第3阈值的状态连续第4阈值次以上时，允许所述对焦透镜的驱动；当所述状态连续的次数小于所述第4阈值时，禁止所述对焦透镜的驱动。
5.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其中，
所述透镜驱动控制部进行如下控制：当通过所述相位差计算部进行的所述相关运算的结果的可靠度成为第5阈值以下且所述预测误差小于第6阈值的状态连续第7阈值次以上时，允许所述对焦透镜的驱动；当所述可靠度成为所述第5阈值以下且所述状态连续的次数小于所述第7阈值时，禁止所述对焦透镜的驱动。
6.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其中，
所述预测误差是表示所述相位差和所述预测值的符号是否相反的信息，
所述透镜驱动控制部进行如下控制：当所述符号相反的状态连续第8阈值次以上时，禁止所述对焦透镜的驱动；当所述状态连续的次数小于所述第8阈值时，允许所述对焦透镜的驱动。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的对焦控制装置，其中，
所述相位差计算部根据任意时刻的所述相关运算的结果与在所述任意时刻通过所述相位差预测部计算出的预测值，计算所述相位差。
8.根据权利要求7所述的对焦控制装置，其中，
所述相关运算的结果是表示使所述第1信号组与所述第2信号组逐渐向所述一个方向偏移时的所述第1信号组与所述第2信号组的相关值的变化的数据，
所述相位差计算部计算与表示所述任意时刻的所述相关值的变化的曲线图中的谷部对应的向所述一个方向的偏移量中最接近所述预测值的值作为相位差。
9.根据权利要求1至6中任意一项所述的对焦控制装置，其中，
所述相位差预测部通过利用所述系数将所述差转换为相位差来计算所述预测值。
10.一种对焦控制装置，其具备：
多个第1信号检测部，其接收通过了包含对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分后的第1一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；
多个第2信号检测部，其接收所述第1一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；
多个第3信号检测部，其接收通过所述光瞳区域的沿与所述一个方向垂直的方向排列的不同部分后的第2一对光束中的一个，并检测与受光量相应的信号；
多个第4信号检测部，其接收所述第2一对光束中的另一个，并检测与受光量相应的信号；
第1相位差计算部，其根据从所述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从所述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第1信号组与所述第2信号组在所述一个方向上的偏移量的第1相位差；
第2相位差计算部，其根据从所述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从所述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第3信号组与所述第4信号组在与所述一个方向垂直的方向上的偏移量的第2相位差；
透镜驱动控制部，其根据与通过所述第1相位差计算部或所述第2相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量，驱动所述对焦透镜；
相位差预测部，其根据用于将在所述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过所述第1相位差计算部或所述第2相位差计算部计算出的相位差转换为所述对焦透镜的驱动量的系数、及所述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的所述对焦透镜自所述任意位置开始的移动量与该驱动量之差，计算所述第2时刻的所述相位差的预测值；及
预测误差计算部，其计算作为通过所述相位差预测部计算出的预测值与在所述第2时刻通过所述第1相位差计算部计算出的相位差之差的第1预测误差、及作为通过所述相位差预测部计算出的预测值与在所述第2时刻通过所述第2相位差计算部计算出的相位差之差的第2预测误差，
所述透镜驱动控制部进行如下控制：当计算出所述第1相位差与所述第2相位差双方，且所述第1预测误差的累积值为所述第2预测误差的累积值以下时，以与通过所述第1相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜；当计算出所述第1相位差与所述第2相位差双方，且所述第1预测误差的累积值超过所述第2预测误差的累积值时，以与通过所述第2相位差计算部计算出的相位差对应的驱动量来驱动所述对焦透镜。
11.根据权利要求10所述的对焦控制装置，其中，
所述第1相位差计算部根据任意时刻的所述相关运算的结果与在所述任意时刻通过所述相位差预测部计算出的预测值计算所述第1相位差，
所述第2相位差计算部根据任意时刻的所述相关运算的结果与在所述任意时刻通过所述相位差预测部计算出的预测值计算所述第2相位差。
12.根据权利要求11所述的对焦控制装置，其中，
所述第1信号组与所述第2信号组的相关运算的结果是表示使所述第1信号组与所述第2信号组逐渐向所述一个方向偏移时的所述第1信号组与所述第2信号组的第1相关值的变化的数据，
所述第1相位差计算部计算与表示所述任意时刻的所述第1相关值的变化的曲线图中的谷部对应的向所述一个方向的偏移量中最接近所述预测值的值作为所述第1相位差，
所述第3信号组与所述第4信号组的相关运算的结果是表示使所述第3信号组与所述第4信号组逐渐向与所述一个方向垂直的方向偏移时的所述第3信号组与所述第4信号组的第2相关值的变化的数据，
所述第2相位差计算部计算与表示所述任意时刻的所述第2相关值的变化的曲线图中的谷部对应的向与所述一个方向垂直的方向的偏移量中最接近所述预测值的值作为所述第2相位差。
13.根据权利要求10至12中任意一项所述的对焦控制装置，其中，
所述相位差预测部通过利用所述系数将所述差转换为相位差来计算所述预测值。
14.一种镜头装置，其具备权利要求1至13中任意一项所述的对焦控制装置及所述摄像光学系统。
15.一种摄像装置，其具备权利要求1至13中任意一项所述的对焦控制装置。
16.一种对焦控制方法，利用多个第1信号检测部及多个第2信号检测部控制对焦透镜的位置，所述第1信号检测部接收通过了包含所述对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分后的一对光束中的一个，检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收所述一对光束中的另一个，检测与受光量相应的信号，所述对焦控制方法具备：
相位差计算步骤，根据从所述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从所述第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第1信号组与所述第2信号组在所述一个方向上的偏移量的相位差；
透镜驱动控制步骤，根据与通过所述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动所述对焦透镜；
相位差预测步骤，根据用于将在所述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过所述相位差计算步骤计算出的相位差转换为所述对焦透镜的驱动量的系数、及所述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的所述对焦透镜自所述任意位置开始的移动量与该驱动量之差，计算所述第2时刻的所述相位差的预测值；及
预测误差计算步骤，计算作为在所述第2时刻通过所述相位差计算步骤计算出的相位差与通过所述相位差预测步骤计算出的预测值之间的误差的预测误差，
所述透镜驱动控制步骤中，根据所述预测误差的履历控制所述对焦透镜的驱动。
17.根据权利要求16所述的对焦控制方法，其中，
在所述透镜驱动控制步骤中，当所述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与利用了通过所述相位差计算步骤计算出的相位差与在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的所述预测误差的运算而获得的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜；当所述状态连续的次数小于所述第2阈值时，以与通过所述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜。
18.根据权利要求17所述的对焦控制方法，其中，
在所述透镜驱动控制步骤中，当所述预测误差超过第1阈值的状态连续第2阈值次以上时，以与对通过所述相位差计算步骤计算出的相位差加上或减去在比该相位差的计算时刻更靠前的时刻计算出的1个所述预测误差或多个所述预测误差的平均值而获得的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜。
19.根据权利要求17所述的对焦控制方法，其中，
在所述透镜驱动控制步骤中，当所述预测误差成为小于第3阈值的状态连续第4阈值次以上时，允许所述对焦透镜的驱动；当所述状态连续的次数小于所述第4阈值时，禁止所述对焦透镜的驱动。
20.根据权利要求17所述的对焦控制方法，其中，
在所述透镜驱动控制步骤中，当通过所述相位差计算步骤进行的所述相关运算的结果的可靠度成为第5阈值以下且所述预测误差小于第6阈值的状态连续第7阈值次以上时，允许所述对焦透镜的驱动；当所述可靠度成为所述第5阈值以下且所述状态连续的次数小于所述第7阈值时，禁止所述对焦透镜的驱动。
21.根据权利要求17所述的对焦控制方法，其中，
所述预测误差包含表示所述相位差和所述预测值的符号是否相反的信息，
在所述透镜驱动控制步骤中，当所述符号相反的状态连续第8阈值次以上时，禁止所述对焦透镜的驱动；当所述状态连续的次数小于所述第8阈值时，允许所述对焦透镜的驱动。
22.根据权利要求17至21中任意一项所述的对焦控制方法，其中，
在所述相位差计算步骤中，根据任意时刻的所述相关运算的结果与在所述任意时刻通过所述相位差预测步骤计算出的预测值计算所述相位差。
23.根据权利要求22所述的对焦控制方法，其中，
所述相关运算的结果是表示使所述第1信号组与所述第2信号组逐渐向所述一个方向偏移时的所述第1信号组与所述第2信号组的相关值的变化的数据，
在所述相位差计算步骤中，计算与表示所述任意时刻的所述相关值的变化的曲线图中的谷部对应的向所述一个方向的偏移量中最接近所述预测值的值作为相位差。
24.根据权利要求17至21中任意一项所述的对焦控制方法，其中，
在所述相位差预测步骤中，通过利用所述系数将所述差转换为相位差来计算所述预测值。
25.一种对焦控制方法，利用多个第1信号检测部、多个第2信号检测部、多个第3信号检测部及多个第4信号检测部控制对焦透镜的位置，所述第1信号检测部接收通过了包含所述对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分后的第1一对光束中的一个，检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收所述第1一对光束中的另一个，检测与受光量相应的信号，所述第3信号检测部接收通过了所述光瞳区域的沿与所述一个方向垂直的方向排列的不同部分后的第2一对光束中的一个，检测与受光量相应的信号，所述第4信号检测部接收所述第2一对光束中的另一个，检测与受光量相应的信号，所述对焦控制方法具备：
第1相位差计算步骤，根据从所述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从所述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第1信号组与所述第2信号组在所述一个方向上的偏移量的第1相位差；
第2相位差计算步骤，根据从所述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从所述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第3信号组与所述第4信号组在与所述一个方向垂直的方向上的偏移量的第2相位差；
透镜驱动控制步骤，根据与通过所述第1相位差计算步骤或所述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动所述对焦透镜；
相位差预测步骤，根据用于将在所述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过所述第1相位差计算步骤或所述第2相位差计算步骤计算出的相位差转换为所述对焦透镜的驱动量的系数、及所述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的所述对焦透镜自所述任意位置开始的移动量与该驱动量之差，计算所述第2时刻的所述相位差的预测值；及
预测误差计算步骤，计算作为通过所述相位差预测步骤计算出的预测值与在所述第2时刻通过所述第1相位差计算步骤计算出的相位差之差的第1预测误差、及作为通过所述相位差预测步骤计算出的预测值与在所述第2时刻通过所述第2相位差计算步骤计算出的相位差之差的第2预测误差，
在所述透镜驱动控制步骤中，当计算出所述第1相位差与所述第2相位差双方，且所述第1预测误差的累积值为所述第2预测误差的累积值以下时，以与通过所述第1相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜；当计算出所述第1相位差与所述第2相位差双方，且所述第1预测误差的累积值超过所述第2预测误差的累积值时，以与通过所述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜。
26.根据权利要求25所述的对焦控制方法，其中，
在所述第1相位差计算步骤中，根据任意时刻的所述相关运算的结果与在所述任意时刻通过所述相位差预测步骤计算出的预测值计算所述第1相位差，
在所述第2相位差计算步骤中，根据任意时刻的所述相关运算的结果与在所述任意时刻通过所述相位差预测步骤计算出的预测值计算所述第2相位差。
27.根据权利要求26所述的对焦控制方法，其中，
所述第1信号组与所述第2信号组的相关运算的结果是表示使所述第1信号组与所述第2信号组逐渐向所述一个方向偏移时的所述第1信号组与所述第2信号组的第1相关值的变化的数据，
在所述第1相位差计算步骤中，计算与表示所述任意时刻的所述第1相关值的变化的曲线图中的谷部对应的向所述一个方向的偏移量中最接近所述预测值的值作为所述第1相位差，
所述第3信号组与所述第4信号组的相关运算的结果是表示使所述第3信号组与所述第4信号组逐渐向与所述一个方向垂直的方向偏移时的所述第3信号组与所述第4信号组的第2相关值的变化的数据，
在所述第2相位差计算步骤中，计算与表示所述任意时刻的所述第2相关值的变化的曲线图中的谷部对应的向与所述一个方向垂直的方向的偏移量中最接近所述预测值的值作为所述第2相位差。
28.根据权利要求25至27中任意一项所述的对焦控制方法，其中，
在所述相位差预测步骤中，通过利用所述系数将所述差转换为相位差来计算所述预测值。
29.一种记录介质，其是存储有对焦控制程序的计算机能够读取的记录介质，该对焦控制程序用于利用多个第1信号检测部及多个第2信号检测部，通过计算机控制对焦透镜的位置，所述第1信号检测部接收通过了包含所述对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分后的一对光束中的一个，检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收所述一对光束中的另一个，检测与受光量相应的信号，所述对焦控制程序具备：
相位差计算步骤，根据从所述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从所述第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第1信号组与所述第2信号组在所述一个方向上的偏移量的相位差；
透镜驱动控制步骤，根据与通过所述相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜；
相位差预测步骤，根据用于将在所述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过所述相位差计算步骤计算出的相位差转换为所述对焦透镜的驱动量的系数、及所述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的所述对焦透镜自所述任意位置开始的移动量与该驱动量之差，计算所述第2时刻的所述相位差的预测值；及
预测误差计算步骤，计算作为在所述第2时刻通过所述相位差计算步骤计算出的相位差与通过所述相位差预测步骤计算出的预测值之间的误差的预测误差，
在所述透镜驱动控制步骤中，根据所述预测误差的履历控制所述对焦透镜的驱动。
30.一种记录介质，其是存储有对焦控制程序的计算机能够读取的记录介质，该对焦控制程序用于利用多个第1信号检测部、多个第2信号检测部、多个第3信号检测部及多个第4信号检测部，通过计算机控制对焦透镜的位置，所述第1信号检测部接收通过了包含所述对焦透镜的摄像光学系统的光瞳区域的沿一个方向排列的不同部分后的第1一对光束中的一个，检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收所述第1一对光束中的另一个，检测与受光量相应的信号，所述第3信号检测部接收通过了所述光瞳区域的沿与所述一个方向垂直的方向排列的不同部分后的第2一对光束中的一个，检测与受光量相应的信号，所述第4信号检测部接收所述第2一对光束中的另一个，检测与受光量相应的信号，所述对焦控制程序具备：
第1相位差计算步骤，根据从所述多个第1信号检测部输出的第1信号组与从所述多个第2信号检测部输出的第2信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第1信号组与所述第2信号组在所述一个方向上的偏移量的第1相位差；
第2相位差计算步骤，根据从所述多个第3信号检测部输出的第3信号组与从所述多个第4信号检测部输出的第4信号组之间的相关运算的结果，计算作为所述第3信号组与所述第4信号组在与所述一个方向垂直的方向上的偏移量的第2相位差；
透镜驱动控制步骤，根据与通过所述第1相位差计算步骤或所述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量，驱动所述对焦透镜；
相位差预测步骤，根据用于将在所述对焦透镜位于任意位置的第1时刻通过所述第1相位差计算步骤或所述第2相位差计算步骤计算出的相位差转换为所述对焦透镜的驱动量的系数、及所述对焦透镜根据与该相位差对应的驱动量开始移动之后的第2时刻的所述对焦透镜自所述任意位置开始的移动量与该驱动量之差，计算所述第2时刻的所述相位差的预测值；及
预测误差计算步骤，计算作为通过所述相位差预测步骤计算出的预测值与在所述第2时刻通过所述第1相位差计算步骤计算出的相位差之差的第1预测误差、及作为通过所述相位差预测步骤计算出的预测值与在所述第2时刻通过所述第2相位差计算步骤计算出的相位差之差的第2预测误差，
在所述透镜驱动控制步骤中，当计算出所述第1相位差与所述第2相位差双方，且所述第1预测误差的累积值为所述第2预测误差的累积值以下时，以与通过所述第1相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜；当计算出所述第1相位差与所述第2相位差双方，且所述第1预测误差的累积值超过所述第2预测误差的累积值时，以与通过所述第2相位差计算步骤计算出的相位差对应的驱动量驱动所述对焦透镜。
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