JP6462189B2

JP6462189B2 - 合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、撮像装置

Info

Publication number: JP6462189B2
Application number: JP2018525954A
Authority: JP
Inventors: 仁史桜武
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: US20200393644A1; US11343422B2; US10802245B2; JPWO2018008243A1; WO2018008243A1; US20190137732A1; CN109477948B; CN109477948A

Description

本発明は、合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、撮像装置に関する。

近年、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、又は、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、又は、カメラ付きの携帯電話機等の撮像機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。

これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、位相差ＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ、自動合焦）方式が採用されている。

特許文献１には、撮像素子の受光面内に形成された位相差検出用画素を用いて位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置が記載されている。

日本国特開２０１３−２５１４４号公報

位相差ＡＦ方式では、撮像素子の受光面上に設定された焦点検出エリアにある位相差検出用の一対の画素行の出力をデータとして取り込み、その一対のデータの相関値を算出する相関演算が行われる。

具体的には、一方の画素行のデータをＡ［１］…Ａ［ｋ］とし、他方の画素行のデータをＢ［１］…Ｂ［ｋ］とする。そして、これら２つのデータを位相差検出の対象となる一方向にシフト量“ｄ”ずらしたときの以下の式によって求まる２つのデータ波形によって囲まれる面積Ｓ［ｄ］が相関値として求められる。

式（１）における“Ｌ”は任意の値である。この面積Ｓ［ｄ］の極小値が得られるシフト量“ｄ”の値が位相差量として決定され、この位相差量に基づいてフォーカスレンズが駆動される。

しかし、上記のシフト量ｄを横軸として表される面積Ｓ［ｄ］のグラフは、下に凸となる変曲点が複数存在する場合があり、このような場合には、極小値となり得る候補が複数存在することになる。

例えば、縞模様の被写体のような周期的なパターンを撮像している場合には、面積Ｓ［ｄ］が増減を繰り返すことになり、極小値が誤って判断されてしまう可能性がある。

極小値となり得る候補が複数存在していると、僅かなノイズによって極小値が変化する場合もあり、この場合にも極小値が誤って判断されてしまう可能性がある。

特許文献１は、相関値の極小値の判定精度を向上させる方法については開示していない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、位相差ＡＦ方式による合焦精度を向上させることのできる合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、及び、撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の合焦制御装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサと、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算部と、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定部と、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御部と、を備えるものである。

本発明の合焦制御方法は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの上記焦点検出エリアの上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記焦点検出エリアの上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算ステップと、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定ステップと、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備えるものである。

本発明の合焦制御プログラムは、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの上記焦点検出エリアの上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記焦点検出エリアの上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算ステップと、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定ステップと、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。

本発明のレンズ装置は、上記合焦制御装置と、上記センサに光を入射するためのフォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるものである。

本発明の撮像装置は、上記合焦制御装置を備えるものである。

本発明によれば、位相差ＡＦ方式による合焦精度を向上させることのできる合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、及び、撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。図２に示す１つのＡＦエリア５３の部分拡大図である。図３に示す位相差検出用画素５２のみを示した図である。位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。図１に示すシステム制御部１１の機能ブロック図である。相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。相関カーブの分割方法の一例を示す模式図である。図７に示すシステム制御部１１による合焦制御動作を説明するためのフローチャートである。分割エリアを更に分割していく状態を説明するための模式図である。分割エリアの設定例を示す模式図である。図１に示すデジタルカメラの動作の変形例を示すフローチャートである。相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。本発明の一実施形態に係るカメラシステムの概略構成を示す図である。本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。図１８に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。

図１に示すデジタルカメラは、撮像レンズ１と、絞り２と、レンズ制御部４と、レンズ駆動部８と、絞り駆動部９と、を有するレンズ装置４０を備える。

本実施形態において、レンズ装置４０はデジタルカメラ本体に着脱可能なものとして説明するが、デジタルカメラ本体に固定されるものであってもよい。

撮像レンズ１と絞り２は撮像光学系を構成し、撮像光学系はフォーカスレンズを少なくとも含む。

このフォーカスレンズは、撮像光学系の焦点を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。フォーカスレンズが撮像光学系の光軸方向に移動することで焦点調節が行われる。

なお、フォーカスレンズとしては、レンズの曲面を可変制御して焦点位置を変えることのできる液体レンズを用いてもよい。

レンズ装置４０のレンズ制御部４は、デジタルカメラ本体のシステム制御部１１と有線又は無線によって通信可能に構成される。

レンズ制御部４は、システム制御部１１からの指令にしたがい、レンズ駆動部８を介して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズを駆動したり、絞り駆動部９を介して絞り２を駆動したりする。

デジタルカメラ本体は、撮像光学系を通して被写体を撮像するＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型等の撮像素子５と、撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、アナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路７とを備える。

アナログ信号処理部６及びアナログデジタル変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。

デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して撮像素子５を駆動し、レンズ装置４０を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。

システム制御部１１は、各種のプロセッサとＲＡＭ（ＲａｍｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等のメモリにより構成される。

各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｓｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

システム制御部１１は、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。

システム制御部１１は、内蔵ＲＯＭに格納された合焦制御プログラムをプロセッサが実行することで、後述する各機能を実現する。

さらに、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、アナログデジタル変換回路７から出力される撮像画像信号に対し、補間演算、ガンマ補正演算、及び、ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って撮像画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備える。

メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。

図２は、図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。

撮像素子５は、一方向である行方向Ｘと行方向Ｘに直交する列方向Ｙに二次元状に配列された多数の画素が配置される受光面５０を有する。

この受光面５０には、焦点を合わせる対象となるエリアである焦点検出エリア（以下、ＡＦエリアという）５３が図２の例では９つ設けられている。

ＡＦエリア５３は、画素として撮像用画素と位相差検出用画素とを含むエリアである。

受光面５０のうちＡＦエリア５３を除く部分には、撮像用画素だけが配置される。なお、ＡＦエリア５３は、受光面５０に隙間無く設けてあってもよい。

図３は、図２に示す１つのＡＦエリア５３の部分拡大図である。

ＡＦエリア５３には、画素５１が二次元状に配列されている。各画素５１は、フォトダイオード等の光電変換部と、この光電変換部上方に形成されたカラーフィルタとを含む。

図３では、赤色光を透過するカラーフィルタ（Ｒフィルタ）を含む画素５１（Ｒ画素５１ともいう）には“Ｒ”の文字が付されている。

また、緑色光を透過するカラーフィルタ（Ｇフィルタ）を含む画素５１（Ｇ画素５１ともいう）には“Ｇ”の文字が付されている。

また、青色光を透過するカラーフィルタ（Ｂフィルタ）を含む画素５１（Ｂ画素５１ともいう）には“Ｂ”の文字が付されている。カラーフィルタの配列は受光面５０全体でベイヤ配列となっている。

ＡＦエリア５３では、Ｇ画素５１の一部（図３中の網掛けを付した画素５１）が位相差検出用画素５２となっている。

図３の例では、Ｒ画素５１とＧ画素５１を含む画素行のうちの任意の画素行における各Ｇ画素５１と、この各Ｇ画素５１に対して列方向Ｙに最も近い同色のＧ画素５１とが、位相差検出用画素５２となっている。

図４は、図３に示す位相差検出用画素５２のみを示した図である。

図４に示すように、位相差検出用画素５２は、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの２種類の画素を含む。

位相差検出用画素５２Ａは、撮像光学系の瞳領域の行方向Ｘに並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部である。

位相差検出用画素５２Ｂは、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部である。

なお、ＡＦエリア５３において、位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂ以外の複数の画素５１は撮像用画素であり、撮像用画素は、撮像レンズ１を通過した上記一対の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する。

各画素５１の光電変換部上方には遮光膜が設けられ、この遮光膜には、光電変換部の受光面積を規定する開口が形成されている。

撮像用画素５１の開口の中心は、撮像用画素５１の光電変換部の中心と一致している。これに対し、位相差検出用画素５２Ａの開口（図４の白抜き部分）の中心は、位相差検出用画素５２Ａの光電変換部の中心に対し右側に偏心している。

また、位相差検出用画素５２Ｂの開口（図４の白抜き部分）の中心は、位相差検出用画素５２Ｂの光電変換部の中心に対して左側に偏心している。ここでいう右方向は、図３で示す行方向Ｘの一方の方向であり、左方向は行方向Ｘのもう一方の方向である。

図５は、位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。図５に示すように、位相差検出用画素５２Ａは、開口ｃが光電変換部（ＰＤ）に対して右に偏心している。

図５に示すように、光電変換部の片側を遮光膜によって覆うことにより、遮光膜で覆った方向と逆の方向から入射した光を選択的に遮光することができる。

この構成により、任意の行にある位相差検出用画素５２Ａからなる画素群と、この画素群の各位相差検出用画素５２Ａに対して一方向に同一距離で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる画素群とによって、これら２つの画素群の各々によって撮像される像における行方向Ｘの位相差を検出することができる。

なお、撮像素子５は、撮像光学系の瞳領域の行方向Ｘに並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部とのペアを複数有する構成であればよく、図２〜図５に示した構成に限らない。

例えば、撮像素子５に含まれる全ての画素が撮像用画素５１とされ、各撮像用画素５１が２つに分割されて、一方の分割部分が位相差検出用画素５２Ａとなり、他方の分割部分が位相差検出用画素５２Ｂとなった構成であってもよい。

図６は、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。

図６の構成では、撮像素子５において“Ｒ”が付された撮像用画素５１が２つに分割され、分割された２つがそれぞれ位相差検出用画素Ｒ１と位相差検出用画素Ｒ２となっている。

また、撮像素子５において“Ｇ”が付された撮像用画素５１が２つに分割され、分割された２つがそれぞれ位相差検出用画素Ｇ１と位相差検出用画素Ｇ２となっている。

さらに、撮像素子５において“Ｂ”が付された撮像用画素５１が２つに分割され、分割された２つがそれぞれ位相差検出用画素Ｂ１と位相差検出用画素Ｂ２となっている。

この構成では、位相差検出用画素Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１がそれぞれ第一の信号検出部となり、位相差検出用画素Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２がそれぞれ第二の信号検出部となる。第一の信号検出部と第二の信号検出部からは独立に信号を読み出すことができる。

そして、第一の信号検出部と第二の信号検出部の信号を加算すると、位相差のない通常の撮像用信号を得られる。つまり、図６の構成では、全ての画素を、位相差検出用画素と撮像用画素との両方として用いることができる。

このように、撮像素子５は、複数の第一の信号検出部と、複数の第二の信号検出部とが形成されたＡＦエリアを有するセンサを構成する。

図７は、図１に示すシステム制御部１１の機能ブロック図である。

システム制御部１１は、内蔵ＲＯＭに格納された合焦制御プログラムをプロセッサが実行することにより、相関演算部１１Ａと、探索範囲決定部１１Ｂと、デフォーカス量算出部１１Ｃと、合焦制御部１１Ｄとして機能する。システム制御部１１は合焦制御装置を構成する。

相関演算部１１Ａは、選択されたＡＦエリア５３全体にある複数の第一の信号検出部（位相差検出用画素５２Ａ）から出力された第一の信号群と複数の第二の信号検出部（位相差検出用画素５２Ｂ）から出力された第二の信号群との相関値を求める。

相関演算部１１Ａは、第一の信号群をデータＡ［ｋ］とし、第二の信号群をデータＢ［ｋ］として、例えば上記の式（１）の演算を行うことで、異なるシフト量毎に、第一の信号群と第二の信号群の相関値（Ｓ［ｄ］）を求める。

第一の信号群と第二の信号群の相関値は、第一の信号群と第二の信号群の一致度が最も高い場合に最小の値をとり、この一致度が低くなるほど大きな値をとる。

なお、相関値の演算方法としては式（１）に限らず、他の演算方法を採用することもできる。

図８は、相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。

相関カーブとは、第一の軸である横軸をシフト量として、式（１）によって求められたシフト量毎の相関値Ｓ［ｄ］を示すグラフのことを言う。図８には相関カーブ８０が示されている。

探索範囲決定部１１Ｂは、相関カーブを横軸の方向（以下、横軸方向という）に分割して得られるＭ個（Ｍは２以上の自然数）の分割エリア毎に、この分割エリアに含まれる相関値の積算値を求め、この積算値に基づいて、相関カーブにおいて相関値の極小値の探索対象とする範囲である探索範囲を決定する。

図９は、相関カーブの分割方法の一例を示す模式図である。

図９は、上記のＭが“２”の場合を示しており、相関カーブが横軸方向に分割エリア８０Ａと分割エリア８０Ｂに分割されている。

分割エリア８０Ａと分割エリア８０Ｂの境界は、シフト量＝０の位置となっており、分割エリア８０Ａと分割エリア８０Ｂの横軸方向の幅は同じになっている。

分割エリア８０Ａは、シフト量のマイナス側の最小値からシフト量＝０までの範囲を示す。分割エリア８０Ｂは、シフト量のプラス側の最大値からシフト量＝０までの範囲を示す。

探索範囲決定部１１Ｂは、Ｍ個の分割エリア毎に、分割エリアに属するシフト量に対応する相関値の積算値を算出する。探索範囲決定部１１Ｂは、Ｍ個の分割エリアのうち、閾値ＴＨ以下となる積算値が算出された分割エリアを探索範囲として決定する。

ここで、閾値ＴＨは、Ｍ個の分割エリアの各々について求められた積算値のうちの最小値よりも僅かに大きい値が設定される。

例えば、この積算値の最小値に１よりも大きい係数α（例えば“１．０５”又は“１．１”等）を乗じた値が閾値ＴＨとして設定される。

デフォーカス量算出部１１Ｃは、探索範囲決定部１１Ｂによって決定された探索範囲内の相関カーブを解析して、探索範囲内の相関カーブの極小値を探索する。

まず、デフォーカス量算出部１１Ｃは、探索範囲内の任意のシフト量ｄ（ｎ）に対応する相関値が、減少から増加に転じる変曲点となっているか否かを判定する。

例えば、デフォーカス量算出部１１Ｃは、この任意のシフト量ｄ（ｎ）、この任意のシフト量ｄ（ｎ）の横軸方向のプラス方向の１つ隣のシフト量ｄ（ｎ＋１）、この任意のシフト量ｄ（ｎ）の横軸方向のプラス方向の２つ隣のシフト量ｄ（ｎ＋２）、この任意のシフト量ｄ（ｎ）の横軸方向のマイナス方向の１つ隣のシフト量ｄ（ｎ−１）、及び、この任意のシフト量ｄ（ｎ）の横軸方向のマイナス方向の２つ隣のシフト量ｄ（ｎ−２）の計５つのシフト量に対応する相関値を抽出する。

次に、デフォーカス量算出部１１Ｃは、以下の（１）〜（３）の条件を全て満たす場合に、シフト量ｄ（ｎ）に対応する相関値を相関カーブの極小値の候補（以下、極小値候補という）とする。

（１）シフト量ｄ（ｎ）に対応する相関値に対して、シフト量ｄ（ｎ＋１）に対応する相関値及びシフト量ｄ（ｎ−１）に対応する相関値がそれぞれ大きくなっている。（２）シフト量ｄ（ｎ＋１）に対応する相関値に対してシフト量ｄ（ｎ＋２）に対応する相関値が大きくなっている。（３）シフト量ｄ（ｎ−１）に対応する相関値に対してシフト量ｄ（ｎ−２）に対応する相関値が大きくなっている。

そして、デフォーカス量算出部１１Ｃは、探索範囲内の全ての相関値について極小値候補であるか否かの判定を行い、極小値候補と判定した相関値のうちの最小となるものを極小値として最終的に決定する。

このようにして決定した極小値に対応するシフト量が位相差となる。デフォーカス量算出部１１Ｃは、この位相差に基づいてデフォーカス量を算出する。

ここでは、極小値候補（変曲点）を判定するために、判定対象となる相関値とこの相関値の横軸方向の前後それぞれ２つの相関値の計５つの相関値を用いるものとしている。

しかし、判定対象となる相関値とこの相関値の横軸方向の前後それぞれ１つの相関値の計３つの相関値を用いて極小値候補（変曲点）か否かの判定を行ってもよい。

また、判定対象となる相関値とこの相関値の横軸方向の前後それぞれ３つ以上の相関値とを用いて極小値候補（変曲点）か否かの判定を行ってもよい。

合焦制御部１１Ｄは、デフォーカス量算出部１１Ｃにより算出されたデフォーカス量に基づいてレンズ制御部４を制御してフォーカスレンズを目標位置に移動させる合焦制御を行う。

なお、フォーカスレンズが液体レンズの場合には、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの曲面を制御して焦点位置を目標位置に合わせる合焦制御が行われる。

図１０は、図７に示すシステム制御部１１による合焦制御動作を説明するためのフローチャートである。

デジタルカメラの利用者により、９つのＡＦエリア５３から任意のものが選択された状態で操作部１４が操作され、ＡＦを行う指示がシステム制御部１１に入力されることで、図１０に示すフローが開始される。

ＡＦを行う指示がなされると、撮像素子５によりＡＦのための撮像が行われ、この撮像により得られる撮像画像信号がシステム制御部１１に入力される。

そして、相関演算部１１Ａは、この撮像画像信号のうち、選択されたＡＦエリア５３に含まれる位相差検出用画素５２Ａから出力された第一の信号群と位相差検出用画素５２Ｂから出力された第二の信号群との相関演算を行って、異なるシフト量毎に両者の相関値を求める（ステップＳ１）。ステップＳ１は、相関演算ステップを構成する。

次に、探索範囲決定部１１Ｂは、ステップＳ１の相関演算によって得られた相関カーブを、ここでは図９に例示したように、横軸方向に均等に２分割する（ステップＳ２）。

次に、探索範囲決定部１１Ｂは、２分割して得られた分割エリア８０Ａ及び分割エリア８０Ｂの各々に含まれる相関値の積算値を算出する（ステップＳ３）。

次に、探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０Ａに対して算出した積算値と、分割エリア８０Ｂに対して算出した積算値とのうちの最小値を判定する。

探索範囲決定部１１Ｂは、ここで判定した最小値に上記の係数αを乗じた値を閾値ＴＨとして設定する。

そして、探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０Ａに対して算出した積算値が最小値であった場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）にはステップＳ７の処理を行い、分割エリア８０Ｂに対して算出した積算値が最小値であった場合（ステップＳ４：ＮＯ）にはステップＳ５の処理を行う。

ステップＳ５において、探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０Ａに対して算出した積算値が上記の閾値ＴＨ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ７において、探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０Ｂに対して算出した積算値が上記の閾値ＴＨ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ５とステップＳ７の判定がそれぞれＹＥＳになるのは、分割エリア８０Ａに対して算出した積算値と、分割エリア８０Ｂに対して算出した積算値とがいずれも閾値ＴＨ以下となっている場合である。

したがって、ステップＳ５とステップＳ７の判定がそれぞれＹＥＳの場合には、探索範囲決定部１１Ｂは、ステップＳ１の相関演算で得られた相関カーブの全体（分割エリア８０Ａ及び分割エリア８０Ｂ）を探索範囲として決定する（ステップＳ９）。

ステップＳ５の判定がＮＯになるのは、分割エリア８０Ｂに対して算出した積算値だけが閾値ＴＨ以下となっている場合である。したがって、ステップＳ５の判定がＮＯの場合には、探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０Ｂを探索範囲に決定する（ステップＳ６）。

ステップＳ７の判定がＮＯになるのは、分割エリア８０Ａに対して算出した積算値だけが閾値ＴＨ以下となっている場合である。したがって、ステップＳ７の判定がＮＯの場合には、探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０Ａを探索範囲に決定する（ステップＳ８）。ステップＳ３〜ステップＳ９は、探索範囲決定ステップを構成する。

ステップＳ６、ステップＳ８、又は、ステップＳ９の後、デフォーカス量算出部１１Ｃは、ステップＳ６、ステップＳ８、又は、ステップＳ９で決定された探索範囲内の相関カーブを対象とし、上述した方法によって極小値を決定する（ステップＳ１０）。

デフォーカス量算出部１１Ｃは、極小値を決定すると、この極小値に基づいてデフォーカス量を算出する（ステップＳ１１）。

次に、合焦制御部１１Ｄは、ステップＳ１１で算出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを制御して合焦制御を行う（ステップＳ１２）。ステップＳ１２は、合焦制御ステップを構成する。

以上のように、図１に示すデジタルカメラによれば、分割エリア毎の相関値の積算値に基づいて、相関カーブの極小値を探索する探索範囲を狭くすることができる。

探索範囲を狭くできることで、極小値の決定精度を向上させることができ、合焦精度を向上させることができる。また、探索範囲を狭くできることで、極小値を探索するための処理負荷を軽減することができ、ＡＦを高速に行うことができる。

なお、相関値の積算値が閾値ＴＨ以下となる分割エリアの数が上記のＭと同じになる場合（ステップＳ５：ＹＥＳ、ステップＳ７：ＹＥＳ）には、全ての分割エリア内において相関カーブの極小値が存在する可能性がある。このため、相関カーブ全体から極小値が探索されることで、極小値の決定精度を向上させることができる。

以上の説明ではＭ＝２を例にしたが、Ｍが３以上の場合には、３つ以上の分割エリアの各々に対して相関値の積算値が算出され、これら積算値のうちの最小値に基づいて上記の閾値ＴＨが設定される。そして、積算値がこの閾値ＴＨ以下となる分割エリアが探索範囲として決定され、決定された探索範囲内から極小値が決定される。

このように、上記のＭの数を３つ以上にした場合には、探索範囲をより狭くすることができるため、合焦精度の更なる向上、ＡＦの更なる高速化、及び、処理負荷の更なる軽減が可能となる。

以下では、図１に示すデジタルカメラの変形例を説明する。

（第一の変形例）
探索範囲決定部１１Ｂは、Ｍ個の分割エリアの各々の積算値を比較して、Ｍ個の分割エリアのうち、積算値が最小となる分割エリアを探索範囲として決定してもよい。この構成によれば探索範囲を必ず狭くすることができる。このため、探索範囲を狭くできることによる上述した効果を得ることができる。

なお、探索範囲決定部１１Ｂは、上記のようにして積算値が最小となる分割エリアを探索範囲として決定する場合、この分割エリアを含み、かつ、相関カーブ全体よりも狭く、かつ、この分割エリアよりも広い範囲を探索範囲として決定してもよい。

例えば、Ｍ＝５であり、真ん中の分割エリアの積算値が最小となる場合には、この真ん中の分割エリアと、この分割エリアの両隣にある分割エリアとを合わせた範囲が探索範囲として決定される。このような構成であっても、探索範囲を狭くすることができるため、上述した効果を得ることができる。

（第二の変形例）
図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ７又はステップＳ５の判定がＮＯとなる場合、つまり、探索範囲を狭い範囲に絞りこめる場合には、探索範囲決定部１１Ｂが、探索範囲として決定した分割エリアを、探索範囲の候補である候補エリアに設定する。

探索範囲決定部１１Ｂは、この設定した候補エリアを横軸方向にＮ（Ｎは２以上の自然数）個に分割し、Ｎ個の分割候補エリア毎に、分割候補エリアに属する相関値の積算値を算出する。探索範囲決定部１１Ｂは、このＮ個の分割候補エリア毎の積算値に基づいて、候補エリアの中から探索範囲を更に絞り込む。

例えば、ステップＳ１において生成された相関カーブが図８に示す相関カーブ８０であり、かつ、ステップＳ７の判定がＮＯとなった場合には、探索範囲決定部１１Ｂは、積算値が閾値ＴＨ以下となっている分割エリア８０Ａを候補エリアに設定し、図１１（ａ）に示すように、この設定した候補エリア（分割エリア８０Ａ）を２分割して分割候補エリア８０Ｃと分割候補エリア８０Ｄを得る。

次に、探索範囲決定部１１Ｂは、分割候補エリア８０Ｃに属する相関値の積算値と、分割候補エリア８０Ｄに属する相関値の積算値とを算出し、これら２つの積算値のうちの最小値に基づいて閾値ＴＨ２を設定する。閾値ＴＨ２の設定方法は閾値ＴＨと同じである。

次に、探索範囲決定部１１Ｂは、分割候補エリア８０Ｃと分割候補エリア８０Ｄのうち、積算値が閾値ＴＨ２以下となる分割候補エリアを探索範囲として決定する。なお、探索範囲決定部１１Ｂは、分割候補エリア８０Ｃと分割候補エリア８０Ｄのうち、積算値が小さい分割候補エリアを探索範囲として決定してもよい。

探索範囲決定部１１Ｂは、候補エリア全体が探索範囲として決定されるまで、又は、分割候補エリアの横軸方向の幅が下限値に達するまでは、候補エリア内から決定した探索範囲を候補エリアとして再設定し、再設定した候補エリア内から探索範囲を決定する処理を繰り返す。

探索範囲決定部１１Ｂは、候補エリア全体を探索範囲として決定した場合、又は、探索範囲として決定した範囲の横軸方向の幅が下限値に達している場合には、この時点で決定した探索範囲を最終的な探索範囲として決定する。その後は、ステップＳ１０の処理が行われる。

例えば、図１１（ａ）に示した分割例では、分割候補エリア８０Ｄに属する相関値の積算値が、分割候補エリア８０Ｃに属する相関値の積算値よりも十分に小さくなる。このため、分割候補エリア８０Ｄが候補エリアとして再設定される。

探索範囲決定部１１Ｂは、候補エリアとして再設定した分割候補エリア８０Ｄを、図１１（ｂ）に示すように２分割して分割候補エリア８０Ｅと分割候補エリア８０Ｆを得る。

そして、探索範囲決定部１１Ｂは、分割候補エリア８０Ｅに属する相関値の積算値と、分割候補エリア８０Ｆに属する相関値の積算値とを算出し、これら２つの積算値のうちの最小値に基づいて閾値ＴＨ３を設定する。閾値ＴＨ３の設定方法は閾値ＴＨと同じである。

探索範囲決定部１１Ｂは、分割候補エリア８０Ｅと分割候補エリア８０Ｆのうち、積算値が閾値ＴＨ３以下となるものを探索範囲として決定する。

図１１（ｂ）の例では、分割候補エリア８０Ｅが候補エリアとして再設定されるが、分割候補エリア８０Ｅを２分割して得られる２つの分割候補エリアは、相関値の積算値がほぼ同じになる。このため、分割候補エリア８０Ｅが探索範囲として最終的に決定される。

探索範囲決定部１１Ｂは、候補エリア全体を探索範囲として決定できるまで、候補エリアの設定、設定した候補エリアの分割、及び、分割候補エリアの積算値に基づく候補エリア内での探索範囲の決定の一連の処理を繰り返し行う。

このように、候補エリアを狭くしていくことで、相関カーブの極小値が存在するエリアを正確に絞り込むことができ、極小値の決定精度を向上させることができる。

なお、分割候補エリアの横軸方向の幅の下限値は、上述した変曲点の判定に用いる相関値の個数と同じ値にしておくことで、下限幅の分割候補エリアが最終的な探索範囲として決定されても、この探索範囲から極小値を探索することが可能となる。

この変形例において、探索範囲決定部１１Ｂは、相関カーブ全体の横軸方向の幅を、分割候補エリアとして設定可能な下限幅で割った値を上記のＭとして、相関カーブをＭ個の分割エリアに分割し、Ｍ個の分割エリア毎に相関値の積算値を算出してＲＡＭに記憶する。そして、探索範囲決定部１１Ｂは、ＲＡＭに記憶したＭ個の分割エリア毎の積算値を用いて、候補エリアの設定及び探索範囲の決定を行うのが好ましい。

図１２は、分割エリアの設定例を示す模式図である。

図１２の例では、相関カーブが分割エリア８０ａ〜分割エリア８０ｈの８つに分割されている。探索範囲決定部１１Ｂは、分割エリア８０ａ〜分割エリア８０ｈの各々に属する相関値の積算値を算出し、ＲＡＭに記憶しておく。

探索範囲決定部１１Ｂは、例えば、図９に示した分割エリア８０Ａの積算値については、分割エリア８０ａ〜８０ｄについて算出した積算値を加算することで得る。

また、探索範囲決定部１１Ｂは、例えば、図９に示した分割エリア８０Ｂの積算値については、分割エリア８０ｅ〜８０ｈについて算出した積算値を加算することで得る。

このように、相関カーブを細かく分割して得た分割エリア毎に積算値を求めてＲＡＭに記憶しておくことで、分割エリア毎の積算値及び分割候補エリア毎の積算値の演算を高速に行うことができる。したがって、ＡＦの高速化が可能となる。

（第三の変形例）
図１３は、図１に示すデジタルカメラの動作の変形例を示すフローチャートである。図１３において図１０と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。

なお、図１３に示す動作は、Ｍが３以上のときに適用可能である。図１３においてはＭ＝８として説明する。

ステップＳ３の後、探索範囲決定部１１Ｂは、上述した方法で閾値ＴＨを設定し、積算値が閾値ＴＨ以下となる分割エリア（以下、探索候補エリアという）の数をカウントする（ステップＳ２１）。

探索範囲決定部１１Ｂは、カウントした探索候補エリアの数が１つである場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、この探索候補エリアを探索範囲に決定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の後は、ステップＳ１０以降の処理が行われる。

探索範囲決定部１１Ｂは、カウントした探索候補エリアの数が２以上である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、カウントした探索候補エリアの数が“Ｍ”であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

探索候補エリアの数が“Ｍ”である場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、探索範囲決定部１１Ｂは、相関カーブにおいて、シフト量＝０を中心とする予め決められた範囲（所定範囲）を探索範囲に決定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５の後は、ステップＳ１０以降の処理が行われる。

図１４は、相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。

図１４に示す相関カーブ９０は、相関値が増減を繰り返す形状となっている。選択中のＡＦエリア５３によって撮像される被写体が、例えば縞模様等の繰り返しパターンである場合には、図１４に示すような相関カーブが得られる。

相関カーブ９０は、８つの分割エリア（分割エリア８０ａ〜８０ｈ）に分割されている。図１４の下段には、相関カーブ９１において分割エリア８０ａ〜８０ｈの各々に属する相関値の積算値が棒グラフとして示されており、積算値が閾値ＴＨ以下の棒グラフにはハッチングが付されている。

相関カーブ９０のように増減を繰り返す相関カーブでは、分割エリア毎の積算値に差が生じにくくなり、全ての分割エリアが探索候補エリアとなる。このような場合には、相関カーブ全体が探索範囲として決定されるのではなく、シフト量＝０を中心とする予め決められた範囲（所定範囲）が探索範囲として決定される。

上記の所定範囲は、相関カーブ全体の横軸方向の幅よりは狭い任意の範囲であればよい。ただし、この所定範囲が広すぎると、極小値を決定できなくなる可能性もあるため、極小値を決定できる程度の範囲としておくのが好ましい。

図１４の例では、ステップＳ２５において、例えば分割エリア８０ｄと分割エリア８０ｅを合わせた範囲が探索範囲として決定される。また、シフト量＝０を跨いで分割エリアが設定される場合には、この分割エリアが探索範囲として決定される。

このように、シフト量＝０を中心とする予め決められた範囲が探索範囲として決定されることで、この探索範囲内から決定される極小値が真の極小値ではなかった場合でも、焦点位置の変更を小さくすることができる。この結果、撮像画像が大きくぼけてしまうのを防ぐことができる。

ステップＳ２４の判定の結果、探索候補エリアの数が２つ以上Ｍ個未満である場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、探索範囲決定部１１Ｂは、探索候補エリアの位置関係に基づいて探索範囲を決定する。

具体的には、探索範囲決定部１１Ｂは、全ての探索候補エリアの各々の間に、積算値が閾値ＴＨを超える分割エリアが存在しないか否か、言い換えると、全ての探索候補エリアの中に連続して並ぶものがあるか否かを判定する（ステップＳ２６）。

図１５は、相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。

図１５の上段に示す相関カーブ９１は、８つの分割エリア（分割エリア８０ａ〜８０ｈ）に分割されている。図１５の下段には、相関カーブ９１において分割エリア８０ａ〜８０ｈの各々に属する相関値の積算値が棒グラフとして示されており、積算値が閾値ＴＨ以下の棒グラフにはハッチングが付されている。

図１６は、相関演算によって得られた相関カーブの一例を示す図である。

図１６の上段に示す相関カーブ９２は、８つの分割エリア（分割エリア８０ａ〜８０ｈ）に分割されている。図１６の下段には、相関カーブ９２において分割エリア８０ａ〜８０ｈの各々に属する相関値の積算値が棒グラフとして示されており、積算値が閾値ＴＨ以下の棒グラフにはハッチングが付されている。

図１５に示す例では、探索候補エリアは分割エリア８０ａと分割エリア８０ｄと分割エリア８０ｅと分割エリア８０ｈの４つである。

これら４つの探索候補エリアのうち、分割エリア８０ｄと分割エリア８０ｅの間には、積算値が閾値ＴＨを超える分割エリアが存在しておらず、分割エリア８０ｄと分割エリア８０ｅは連続して並んでいる。このため、図１３のステップＳ２６の判定はＹＥＳとなる。

図１６に示す例では、探索候補エリアは分割エリア８０ｃと分割エリア８０ｆの２つであり、この２つの探索候補エリアの間には、積算値が閾値ＴＨを超える分割エリアが存在しており、この２つの探索候補エリアは連続して並んでいない。このため、図１３のステップＳ２６の判定はＮＯとなる。

ステップＳ２６の判定がＹＥＳの場合、すなわち、図１５に示すような形状の相関カーブ９１が得られる場合には、連続して並ぶ探索候補エリア内において極小値が存在する可能性が高い。

このため、探索範囲決定部１１Ｂは、連続して並ぶ探索候補エリアを合わせた範囲を探索範囲として決定する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の後は、ステップＳ１０以降の処理が行われる。

ステップＳ２６の判定がＮＯの場合、すなわち、図１６に示すような形状の相関カーブ９２が得られる場合には、分割エリア８０ｃと分割エリア８０ｆのどちらにも極小値が存在する可能性があり、ノイズ等の影響によって極小値の判定結果が変化しやすい。

このため、探索範囲決定部１１Ｂは、ステップＳ２５の処理を行って探索範囲を決定する。ステップＳ２５の後は、ステップＳ１０以降の処理が行われる。図１３のステップＳ３及びステップＳ２１〜ステップＳ２７は、探索範囲決定ステップを構成する。

以上のように、第三の変形例によれば、探索候補エリアの数が１つである場合には、この探索候補エリアが探索範囲として決定される。探索範囲を狭くできることで、極小値の決定精度を向上させることができ、合焦精度を向上させることができる。また、探索範囲を狭くできることで、極小値を探索するための処理負荷を軽減することができ、ＡＦを高速に行うことができる。

また、第三の変形例によれば、探索候補エリアの数がＭ個である場合には、シフト量＝０を中心とする所定範囲が探索範囲として決定される。このため、極小値の決定に要する演算量を減らしながら、大ボケを防ぐことができる。

また、第三の変形例によれば、探索候補エリアの数が２つ以上Ｍ個未満であり、かつ、探索候補エリアが連続して並ぶ場合には、この連続して並ぶ探索候補エリアが探索範囲として決定される。このため、探索範囲を狭くすることができ、極小値の決定精度を向上させることができる。また、極小値の決定に要する演算量を減らしてＡＦを高速に行うことができる。

また、第三の変形例によれば、探索候補エリアの数が２つ以上Ｍ個未満であり、かつ、探索候補エリアが連続して並ばない場合には、上記の所定範囲が探索範囲として決定される。このため、極小値の決定に要する演算量を減らしながら、大ボケを防ぐことができる。

図１のデジタルカメラでは、被写体を撮像するための撮像素子５をＡＦ用のセンサとして兼用しているが、撮像素子５とは別に専用のセンサをデジタルカメラが備える構成であってもよい。

ここまでは合焦制御装置を備えるデジタルカメラを例にしたが、例えば放送用のカメラシステムにおいても本発明を適用可能である。

図１７は、本発明の一実施形態に係るカメラシステムの概略構成を示す図である。このカメラシステムは、放送用又は映画用等の業務用のカメラシステムに好適である。

図１７に示すカメラシステムは、レンズ装置１００と、レンズ装置１００が装着される撮像装置としてのカメラ装置３００とを備える。

レンズ装置１００は、フォーカスレンズ１１１と、ズームレンズ１１２，１１３と、絞り１１４と、マスターレンズ群１１５と、を備え、これらが被写体側から順に並べて配置されている。

フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２，１１３、絞り１１４、及びマスターレンズ群１１５は、撮像光学系を構成する。撮像光学系は、少なくともフォーカスレンズ１１１を含む。

レンズ装置１００は、更に、反射面１１６ａを含むビームスプリッタ１１６と、ミラー１１７と、集光レンズ１１８、セパレータレンズ１１９、及び、撮像素子１２０を含むＡＦユニット１２１と、を備える。撮像素子１２０は、二次元状に配置された複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサ又はＣＭＯＳ型イメージセンサ等のイメージセンサである。

ビームスプリッタ１１６は、光軸Ｋ上で絞り１１４とマスターレンズ群１１５との間に配置されている。ビームスプリッタ１１６は、撮像光学系に入射し絞り１１４を通過した被写体光の一部（例えば被写体光の８０％）をそのまま透過させ、この被写体光の一部を除いた残り（例えば被写体光の２０％）を光軸Ｋに対して直交する方向に反射面１１６ａにて反射させる。

ビームスプリッタ１１６の位置は図１７に示したものに限らず、光軸Ｋ上で撮像光学系の最も被写体側にあるレンズよりも後ろに配置されていればよい。

ミラー１１７は、ビームスプリッタ１１６の反射面１１６ａで反射された光の光路上に配置されており、この光を反射させてＡＦユニット１２１の集光レンズ１１８に入射させる。

集光レンズ１１８は、ミラー１１７で反射した光を集光する。

セパレータレンズ１１９は、図１７中の破線内に拡大正面図を示すように、撮像光学系の光軸を挟んで一方向（図１７の例では水平方向）に並べた配置された２つのレンズ１９Ｒ及びレンズ１９Ｌから構成される。

集光レンズ１１８によって集光された被写体光は、これら２つのレンズ１９Ｒ，１９Ｌの各々を通過して、撮像素子１２０の受光面（複数の画素が配置された面）の異なる位置に結像する。つまり、撮像素子１２０の受光面には、一方向にずれた一対の被写体光像が結像する。

ビームスプリッタ１１６、ミラー１１７、集光レンズ１１８、及びセパレータレンズ１１９は、撮像光学系を通して被写体光像を撮像するカメラ装置３００の撮像素子３１０に、撮像光学系に入射する被写体光の一部を入射させ、この被写体光の一部を除いた残りを撮像素子１２０に入射させる光学素子として機能する。

なお、ミラー１１７を削除し、ビームスプリッタ１１６で反射された光を集光レンズ１１８に直接入射させる構成であってもよい。

撮像素子１２０は、受光面に複数の画素が二次元状に配置されたエリアセンサであり、受光面に結像した２つの被写体光像の各々に応じた画像信号を出力する。つまり、撮像素子１２０は、撮像光学系によって結像される１つの被写体光像に対し、水平方向にずれた一対の画像信号を出力する。

撮像素子１２０としてエリアセンサを使うことで、ラインセンサを用いる構成と比較して、ラインセンサ同士の位置を精密に合わせる難しさを回避することができる。

撮像素子１２０に含まれる画素のうち、水平方向にずれた一対の画像信号の一方を出力する各画素は、撮像光学系の瞳領域の水平方向に並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束のうち一方の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部を構成している。

撮像素子１２０に含まれる画素のうち、水平方向にずれた一対の画像信号の他方を出力する各画素は、撮像光学系の瞳領域の水平方向に並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束のうち他方の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部を構成している。

ここでは撮像素子１２０をエリアセンサとしているが、撮像素子１２０の代わりに、第一の信号検出部を構成する画素が水平方向に複数配列されたラインセンサをレンズ１９Ｒと対向する位置に配置し、第二の信号検出部を構成する画素が水平方向に複数配列されたラインセンサをレンズ１９Ｒと対向する位置に配置した構成であってもよい。

カメラ装置３００は、レンズ装置１００の光軸Ｋ上に配置されたＣＣＤ型イメージセンサ又はＣＭＯＳ型イメージセンサ等の撮像素子３１０と、撮像素子３１０により被写体光像を撮像して得られる画像信号を処理して撮像画像データを生成する画像処理部３２０と、を備える。

レンズ装置１００のブロック構成は、図１のレンズ装置と同様であり、フォーカスレンズを駆動する駆動部と、この駆動部を制御するシステム制御部と、を備える。そして、このシステム制御部が、合焦制御プログラムを実行して上述した各機能ブロックとして機能する。

ただし、システム制御部に入力される第一の信号群と第二の信号群は、撮像素子１２０の第一の信号検出部及び第二の信号検出部から出力される信号である。このカメラシステムでは、レンズ装置１００のシステム制御部が合焦制御装置として機能する。

ここまでは撮像装置としてデジタルカメラを例にしたが、以下では、撮像装置としてカメラ付のスマートフォンの実施形態について説明する。

図１８は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。

図１８に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。

また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。

なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造又はスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。

図１９は、図１８に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。

図１９に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。

また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。

無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータ等の送受信、又は、Ｗｅｂデータ又はストリーミングデータ等の受信を行う。

表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像および動画像）又は文字情報等を表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。

表示パネル２０２は、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏ−ＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＤｉｓｐｌａｙ）等を表示デバイスとして用いたものである。

操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指又は尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指又は尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。

図１８に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。

係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。

なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさ等に応じて適宜設計されるものである。

更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、又は、静電容量方式等が挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。

通話部２１１は、スピーカ２０５又はマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。

また、図１７に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。

操作部２０７は、キースイッチ等を用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図１８に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指等で押下されるとオンとなり、指を離すとバネ等の復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。

記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラム又は制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称又は電話番号等を対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータ又は、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータ等を一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。

なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈｍｅｍｏｒｙｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄｄｉｓｋｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｃａｒｄｍｉｃｒｏｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の格納媒体を用いて実現される。

外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４等）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（ＩｎｆｒａｒｅｄＤａｔａＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）等）により直接的又は間接的に接続するためのものである。

スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙｃａｒｄ）又はＳＩＭ（ＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙＭｏｄｕｌｅＣａｒｄ）／ＵＩＭ（ＵｓｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙＭｏｄｕｌｅ
Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホン等がある。

外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達したり、スマートフォン２００の内部のデータを外部機器に伝送する。

ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。

ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０又は外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。

モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサ等を備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向又は加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。

電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。

主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラム又は制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。

また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信又はデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。

アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。

アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能、電子メールの送受信を行う電子メール機能、又は、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能等がある。

また、主制御部２２０は、受信データ又はダウンロードしたストリーミングデータ等の画像データ（静止画像又は動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。

画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。

更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコン又はスクロールバー等のソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。

なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像等について、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。

また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作又は、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。

更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域又はソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。

また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指等によって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。

カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。

カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３又は無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。

図１８に示すスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。

また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することができる。操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。

また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断したり現在の使用環境を判断したりすることもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。

その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等等を付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３又は無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。

以上のように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサと、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算部と、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定部と、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御部と、を備える合焦制御装置。

（２）（１）記載の合焦制御装置であって、上記探索範囲決定部は、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアを上記探索範囲として決定する合焦制御装置。

（３）（１）記載の合焦制御装置であって、上記探索範囲決定部は、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアを上記探索範囲の候補エリアとし、上記候補エリアを更に上記第一の軸の方向に分割して得られる分割候補エリア毎に上記分割候補エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、その積算値に基づいて、上記候補エリアの中から上記探索範囲を決定する合焦制御装置。

（４）（１）記載の合焦制御装置であって、上記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、上記探索範囲決定部は、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアの数が２つ以上でありかつ上記分割エリアの総数よりも少ない場合には、上記２つ以上の分割エリアの位置関係に基づいて上記探索範囲を決定する合焦制御装置。

（５）（４）記載の合焦制御装置であって、上記探索範囲決定部は、上記２つ以上の分割エリアの各々の間に、上記積算値が上記閾値を超える分割エリアが存在する場合には、上記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を上記探索範囲として決定する合焦制御装置。

（６）（４）又は（５）記載の合焦制御装置であって、上記探索範囲決定部は、上記２つ以上の分割エリアの中に連続して並ぶ複数の分割エリアが存在する場合には、その複数の分割エリアを上記探索範囲として決定する合焦制御装置。

（７）（４）〜（６）のいずれか１項記載の合焦制御装置であって、上記探索範囲決定部は、上記積算値が上記閾値以下となる上記分割エリアの数が上記分割エリアの総数と同じである場合には、上記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を上記探索範囲として決定する合焦制御装置。

（８）（１）記載の合焦制御装置であって、上記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、上記探索範囲決定部は、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアの数が上記分割エリアの総数と同じである場合には、上記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を上記探索範囲として決定する合焦制御装置。

（９）（１）記載の合焦制御装置であって、上記探索範囲決定部は、上記分割エリア毎の上記積算値を比較して上記探索範囲を決定する合焦制御装置。

（１０）（１）〜（９）のいずれか１項記載の合焦制御装置と、上記センサに光を入射するための上記フォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるレンズ装置。

（１１）（１）〜（９）のいずれか１項記載の合焦制御装置を備える撮像装置。

（１２）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの上記焦点検出エリアの上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記焦点検出エリアの上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算ステップと、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定ステップと、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備える合焦制御方法。

（１３）（１２）記載の合焦制御方法であって、上記探索範囲決定ステップでは、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアを上記探索範囲として決定する合焦制御方法。

（１４）（１２）記載の合焦制御方法であって、上記探索範囲決定ステップでは、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアを上記探索範囲の候補エリアとし、上記候補エリアを更に上記第一の軸の方向に分割して得られる分割候補エリア毎に上記分割候補エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、その積算値に基づいて、上記候補エリアの中から上記探索範囲を決定する合焦制御方法。

（１５）（１２）記載の合焦制御方法であって、上記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、上記探索範囲決定ステップでは、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアの数が２つ以上でありかつ上記分割エリアの総数よりも少ない場合には、上記２つ以上の分割エリアの位置関係に基づいて上記探索範囲を決定する合焦制御方法。

（１６）（１５）記載の合焦制御方法であって、上記探索範囲決定ステップでは、上記２つ以上の分割エリアの各々の間に、上記積算値が上記閾値を超える分割エリアが存在する場合には、上記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を上記探索範囲として決定する合焦制御方法。

（１７）（１５）又は（１６）記載の合焦制御方法であって、上記探索範囲決定ステップでは、上記２つ以上の分割エリアの中に連続して並ぶ複数の分割エリアが存在する場合には、その複数の分割エリアを上記探索範囲として決定する合焦制御方法。

（１８）（１５）〜（１７）のいずれか１項記載の合焦制御方法であって、上記探索範囲決定ステップでは、上記積算値が上記閾値以下となる上記分割エリアの数が上記分割エリアの総数と同じである場合には、上記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を上記探索範囲として決定する合焦制御方法。

（１９）（１２）記載の合焦制御方法であって、上記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、上記探索範囲決定ステップでは、上記積算値が閾値以下となる上記分割エリアの数が上記分割エリアの総数と同じである場合には、上記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を上記探索範囲として決定する合焦制御方法。

（２０）（１２）記載の合焦制御方法であって、上記探索範囲決定ステップでは、上記分割エリア毎の上記積算値を比較して上記探索範囲を決定する合焦制御方法。

（２１）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの上記焦点検出エリアの上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記焦点検出エリアの上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算ステップと、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定ステップと、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。

（２２）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサと、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを上記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求め、上記シフト量を第一の軸として表される上記相関値のグラフを上記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、上記分割エリアに含まれる上記相関値の積算値を求め、上記積算値に基づいて、上記相関値の極小値の探索対象となる上記グラフの探索範囲を決定し、上記探索範囲において極小値となる上記相関値に対応する上記シフト量に基づいて上記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行うプロセッサと、を備える合焦制御装置。

以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１６年７月６日出願の日本特許出願（特願２０１６−１３４３１４）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

１撮像レンズ
２絞り
４レンズ制御部
５撮像素子
６アナログ信号処理部
７アナログデジタル変換回路
８レンズ駆動部
９絞り駆動部
１０撮像素子駆動部
１１システム制御部
１１Ａ相関演算部
１１Ｂ探索範囲決定部
１１Ｃデフォーカス量算出部
１１Ｄ合焦制御部
１４操作部
１５メモリ制御部
１６メインメモリ
１７デジタル信号処理部
２０外部メモリ制御部
２１記録媒体
２２表示制御部
２３表示部
２４制御バス
２５データバス
４０レンズ装置
５０受光面
５１画素
５２，５２Ａ，５２Ｂ位相差検出用画素
５３ＡＦエリア
ｃ開口
ＰＤ光電変換部
Ｘ行方向
Ｙ列方向
８０，９０，９１，９２相関カーブ
８０Ａ，８０Ｂ，８０ａ〜８０ｈ分割エリア
８０Ｃ，８０Ｄ，８０Ｅ，８０Ｆ分割候補エリア
１００レンズ装置
１１１フォーカスレンズ
１１２、１１３ズームレンズ
１１４絞り
１１５マスターレンズ群
１１６ビームスプリッタ
１１６ａ反射面
１１７ミラー
１１８集光レンズ
１１９セパレータレンズ
１９Ｌ，１９Ｒレンズ
１２０撮像素子
１２１ユニット
３００カメラ装置
３１０撮像素子
３２０画像処理部
Ｋ光軸
２００スマートフォン
２０１筐体
２０２表示パネル
２０３操作パネル
２０４表示入力部
２０５スピーカ
２０６マイクロホン
２０７操作部
２０８カメラ部
２１０無線通信部
２１１通話部
２１２記憶部
２１３外部入出力部
２１４ＧＰＳ受信部
２１５モーションセンサ部
２１６電源部
２１７内部記憶部
２１８外部記憶部
２２０主制御部
ＳＴ１〜ＳＴｎＧＰＳ衛星

Claims

フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサと、
前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを前記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、前記第一の信号群と前記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算部と、
前記シフト量を第一の軸として表される前記相関値のグラフを前記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、前記分割エリアに含まれる前記相関値の積算値を求め、前記積算値に基づいて、前記相関値の極小値の探索対象となる前記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定部と、
前記探索範囲において極小値となる前記相関値に対応する前記シフト量に基づいて前記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御部と、を備える合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記探索範囲決定部は、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアを前記探索範囲として決定する合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記探索範囲決定部は、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアを前記探索範囲の候補エリアとし、前記候補エリアを更に前記第一の軸の方向に分割して得られる分割候補エリア毎に前記分割候補エリアに含まれる前記相関値の積算値を求め、当該積算値に基づいて、前記候補エリアの中から前記探索範囲を決定する合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、
前記探索範囲決定部は、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアの数が２つ以上でありかつ前記分割エリアの総数よりも少ない場合には、前記２つ以上の分割エリアの位置関係に基づいて前記探索範囲を決定する合焦制御装置。
請求項４記載の合焦制御装置であって、
前記探索範囲決定部は、前記２つ以上の分割エリアの各々の間に、前記積算値が前記閾値を超える分割エリアが存在する場合には、前記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を前記探索範囲として決定する合焦制御装置。
請求項４又は５記載の合焦制御装置であって、
前記探索範囲決定部は、前記２つ以上の分割エリアの中に連続して並ぶ複数の分割エリアが存在する場合には、当該複数の分割エリアを前記探索範囲として決定する合焦制御装置。
請求項４〜６のいずれか１項記載の合焦制御装置であって、
前記探索範囲決定部は、前記積算値が前記閾値以下となる前記分割エリアの数が前記分割エリアの総数と同じである場合には、前記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を前記探索範囲として決定する合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、
前記探索範囲決定部は、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアの数が前記分割エリアの総数と同じである場合には、前記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を前記探索範囲として決定する合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記探索範囲決定部は、前記分割エリア毎の前記積算値を比較して前記探索範囲を決定する合焦制御装置。
請求項１〜９のいずれか１項記載の合焦制御装置と、
前記センサに光を入射するための前記フォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるレンズ装置。
請求項１〜９のいずれか１項記載の合焦制御装置を備える撮像装置。
フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの前記焦点検出エリアの前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記焦点検出エリアの前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを前記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、前記第一の信号群と前記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算ステップと、
前記シフト量を第一の軸として表される前記相関値のグラフを前記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、前記分割エリアに含まれる前記相関値の積算値を求め、前記積算値に基づいて、前記相関値の極小値の探索対象となる前記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定ステップと、
前記探索範囲において極小値となる前記相関値に対応する前記シフト量に基づいて前記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備える合焦制御方法。
請求項１２記載の合焦制御方法であって、
前記探索範囲決定ステップでは、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアを前記探索範囲として決定する合焦制御方法。
請求項１２記載の合焦制御方法であって、
前記探索範囲決定ステップでは、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアを前記探索範囲の候補エリアとし、前記候補エリアを更に前記第一の軸の方向に分割して得られる分割候補エリア毎に前記分割候補エリアに含まれる前記相関値の積算値を求め、当該積算値に基づいて、前記候補エリアの中から前記探索範囲を決定する合焦制御方法。
請求項１２記載の合焦制御方法であって、
前記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、
前記探索範囲決定ステップでは、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアの数が２つ以上でありかつ前記分割エリアの総数よりも少ない場合には、前記２つ以上の分割エリアの位置関係に基づいて前記探索範囲を決定する合焦制御方法。
請求項１５記載の合焦制御方法であって、
前記探索範囲決定ステップでは、前記２つ以上の分割エリアの各々の間に、前記積算値が前記閾値を超える分割エリアが存在する場合には、前記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を前記探索範囲として決定する合焦制御方法。
請求項１５又は１６記載の合焦制御方法であって、
前記探索範囲決定ステップでは、前記２つ以上の分割エリアの中に連続して並ぶ複数の分割エリアが存在する場合には、当該複数の分割エリアを前記探索範囲として決定する合焦制御方法。
請求項１５〜１７のいずれか１項記載の合焦制御方法であって、
前記探索範囲決定ステップでは、前記積算値が前記閾値以下となる前記分割エリアの数が前記分割エリアの総数と同じである場合には、前記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を前記探索範囲として決定する合焦制御方法。
請求項１２記載の合焦制御方法であって、
前記複数の分割エリアは、３つ以上の分割エリアであり、
前記探索範囲決定ステップでは、前記積算値が閾値以下となる前記分割エリアの数が前記分割エリアの総数と同じである場合には、前記シフト量がゼロの位置を中心とする予め決められた範囲を前記探索範囲として決定する合焦制御方法。
請求項１２記載の合焦制御方法であって、
前記探索範囲決定ステップでは、前記分割エリア毎の前記積算値を比較して前記探索範囲を決定する合焦制御方法。
フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部とが形成された焦点検出エリアを有するセンサの前記焦点検出エリアの前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記焦点検出エリアの前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群とを前記一方向に任意の量ずつシフトさせながら、前記第一の信号群と前記第二の信号群の相関値を異なるシフト量毎に求める相関演算ステップと、
前記シフト量を第一の軸として表される前記相関値のグラフを前記第一の軸の方向に分割して得られる複数の分割エリア毎に、前記分割エリアに含まれる前記相関値の積算値を求め、前記積算値に基づいて、前記相関値の極小値の探索対象となる前記グラフの探索範囲を決定する探索範囲決定ステップと、
前記探索範囲において極小値となる前記相関値に対応する前記シフト量に基づいて前記フォーカスレンズを制御して合焦制御を行う合焦制御ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。