JP6624789B2 - 合焦制御装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、合焦制御装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置に関し、特に、焦点検出制御にコントラストＡＦおよび位相差ＡＦを用いる合焦制御装置に関する。

一般に、撮像装置で用いられる焦点検出調節手法として、コントラストＡＦおよび位相差ＡＦが知られている。コントラストＡＦはビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどの撮像装置で一般に用いられるＡＦ手法である。コントラストＡＦにおいては、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させつつ、撮像素子から得られる輝度信号の高域周波数成分（以下焦点評価値と呼ぶ）を生成する。そして、当該焦点評価値が最も大きくなるフォーカスレンズの位置を合焦位置とする。

一方、位相差ＡＦは一眼レフカメラにおいて一般的に用いられるＡＦ手法である。位相差ＡＦにおいては、２次結像光学系を有する焦点検出部が用いられる。当該焦点検出部は、撮影光学系の射出瞳を通過した光束を２つの領域に分割する瞳分割部を備えており、２分割された光束はミラーボックスに配置された光路分割部を介して、２次結像光学系によって一組の焦点検出用センサに結像される。

焦点検出用センサの受光量に応じて出力される像信号のずれ量、つまり、瞳分割方向の相対的位置ずれ量を検出して、これによって、撮影光学系のピント方向のずれ量を算出する。焦点検出用センサによって一度蓄積動作を行なえば、ピントのずれ量とピント位置の方向が同時に得られ、高速に焦点調節動作を行うことができる。そして、焦点検出後の撮影の際には、光路分割部を撮影光束（つまり、光軸）の外に退避させて、撮像素子の露光を行って撮影画像を得る。

ところで、位相差ＡＦにおいて、近年、撮像素子を用いた撮像面位相差ＡＦが用いられている。撮像面位相差ＡＦにおいては、撮像素子の画素をマイクロレンズ（ＭＬ）で射出瞳を瞳分割して、複数の焦点検出用画素によって光束を受光することによって、撮像を行うとともに焦点検出を行う。

例えば、一画素において、１つのマイクロレンズで集光されるフォトダイオードを分割して、各フォトダイオードが撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するように構成する。そして、２つのフォトダイオードの出力を比較することによって撮像面位相差ＡＦを行うようにしたものがある（特許文献１参照）。

さらに、撮像素子の一部の受光用画素において、オンチップマイクロレンズの光軸に対して受光部の感度領域を偏心させて瞳分割を付与するようにしたものがある（特許文献２参照）。ここでは、これらの画素を焦点検出用画素として、撮影用画素群の間に所定の間隔で焦点検出用画素を配置して、撮像面位相差ＡＦを行う。ここで、焦点検出用画素が配置された箇所は撮影用画素の欠損部に相当するので、画像生成の際には、周辺の撮影用画素によって補間処理を行って画像を生成する。

ところで、撮像面位相差ＡＦ方においては、撮像面で位相差ＡＦを行うので、撮像面位相差ＡＦとともに、前述のコントラストＡＦを行うことができる（以下ハイブリッドＡＦと呼ぶ）。ハイブリッドＡＦを用いるとコントラストＡＦおよび位相差ＡＦの長所を活かすことができる。

例えば、位相差ＡＦの検出結果の信頼性が高い場合には、位相差ＡＦで検出したずれ量に基づいて合焦制御を行う。一方、被写体についてピント方向しか分からないような信頼性が低い場合には、位相差ＡＦにおける検出のピント方向にフォーカスレンズを駆動しつつコントラストＡＦを行って高速にＡＦ制御を行う（特許文献３参照）。

さらに、フォーカスレンズを一定の方向に駆動させている間に、位相差ＡＦによって検出したデフォーカス量の信頼度が上昇から下降に転じた際においてコントラストＡＦの焦点評価値が上昇を続けていれば、フォーカスレンズの駆動を継続して位相差ＡＦの偽合焦を抑制するようにしたものがある（特許文献４参照）。

特開２００１−８３４０７号公報 特開２００９−３１２２号公報 特開２０１３−３７１０１号公報 特開２０１４−２０２７９９号公報

ところが、特許文献３に記載の手法では、位相差ＡＦによる検出結果の信頼性が低い場合において、検出の結果得られた合焦方向が頻繁に反転するとＡＦ動作が不安定になってしまう。そして、位相差ＡＦとともに行われているコントラストＡＦの動作に影響を与えてしまう。

特許文献４に記載の手法においても、コントラストＡＦの焦点評価値が上昇を継続しないと、位相差ＡＦによって検出したデフォーカス量の信頼度が上昇から下降に転じた場合には合焦方向が反転してしまう。この場合には、ＡＦ動作が不安定になってしまう。

従って、本発明の目的は、コントラストＡＦおよび位相差ＡＦを用いたハイブリッドＡＦにおいて、常に安定的にＡＦ制御を行うことができる合焦制御装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による合焦制御装置は、撮像素子からの出力信号に基づく一対の像信号を用いて位相差検出方式によってデフォーカス量を検出する第１の検出手段と、前記撮像素子からの出力信号に基づきコントラスト検出方式によって前記撮像素子からの出力信号の焦点評価値を検出する第２の検出手段と、前記デフォーカス量の信頼度を求める信頼度算出手段と、前記信頼度に基づいて、フォーカスレンズの移動を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記信頼度が第１の信頼度よりも高い場合に、前記デフォーカス量が焦点深度内である場合には前記フォーカスレンズを移動させず、前記デフォーカス量が焦点深度内でない場合には前記デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に、前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されると、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、前記信頼度が前記第１の信頼度以下であって第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一である場合、前記デフォーカス量の所定の割合だけ前記フォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第２の信頼度未満の場合、又は前記第１の信頼度以下であって前記第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一でない場合、前記デフォーカス量に拘わらず所定量だけ前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする。

本発明による撮像装置は、前記撮像素子が、撮像光学系の射出瞳を通過する光を受光する撮影用画素と前記射出瞳の一部領域を通過する光を受光する焦点検出用画素とを有し、上記の合焦制御装置と、前記合焦制御装置によって合焦と判定された際に前記撮像素子で得られた画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、を有することを特徴とする。

本発明による合焦制御装置の制御方法は、撮像素子からの出力信号に基づく一対の像信号を用いて位相差検出方式によってデフォーカス量を検出する第１の検出ステップと、前記撮像素子からの出力信号に基づきコントラスト検出方式によって前記撮像素子からの出力信号の焦点評価値を検出する第２の検出ステップと、前記デフォーカス量の信頼度を求める信頼度算出ステップと、前記信頼度に基づいて、フォーカスレンズの移動を制御する制御ステップと、を有し、前記制御ステップでは、前記信頼度が第１の信頼度よりも高い場合に、前記デフォーカス量が焦点深度内である場合には前記フォーカスレンズを移動させず、前記デフォーカス量が焦点深度内でない場合には前記デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に、前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されると、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、前記信頼度が前記第１の信頼度以下であって第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一である場合、前記デフォーカス量の所定の割合だけ前記フォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第２の信頼度未満の場合、又は前記第１の信頼度以下であって前記第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一でない場合、前記デフォーカス量に拘わらず所定量だけ前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、合焦制御装置で用いられる制御プログラムであって、前記合焦制御装置が備えるコンピュータに、撮像素子からの出力信号に基づく一対の像信号を用いて位相差検出方式によってデフォーカス量を検出する第１の検出ステップと、前記撮像素子からの出力信号に基づきコントラスト検出方式によって前記撮像素子からの出力信号の焦点評価値を検出する第２の検出ステップと、前記デフォーカス量の信頼度を求める信頼度算出ステップと、前記信頼度に基づいて、フォーカスレンズの移動を制御する制御ステップと、を実行させ、前記制御ステップでは、前記信頼度が第１の信頼度よりも高い場合に、前記デフォーカス量が焦点深度内である場合には前記フォーカスレンズを移動させず、前記デフォーカス量が焦点深度内でない場合には前記デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に、前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されると、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、前記信頼度が前記第１の信頼度以下であって第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一である場合、前記デフォーカス量の所定の割合だけ前記フォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第２の信頼度未満の場合、又は前記第１の信頼度以下であって前記第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一でない場合、前記デフォーカス量に拘わらず所定量だけ前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする。

本発明によれば、コントラスト検出方式および位相差検出方式を用いたハイブリッドＡＦにおいて、常に安定的にＡＦ制御を行うことができる。

本発明の実施の形態による合焦制御装置が用いられた撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。 図１に示すカメラの撮影動作を説明するためのフローチャートである。 図２に示すハイブリッドＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態による合焦制御装置の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による合焦制御装置が用いられた撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。

図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、カメラ本体２００およびレンズ装置１００を有している。そして、カメラ本体２００には、レンズ装置（つまり、交換レンズ）１００が、電気接点ユニット１０６を有するマウント部（図示せず）によって着脱可能に（つまり、交換可能に）取り付けられている。

レンズ装置１００には、撮影レンズ１０１、絞り及びシャッター１０２、およびフォーカスレンズ１０３が備えられており、撮影レンズ１０１にはズーム機構が含まれている。撮影レンズ１０１を通過した光像は絞り及びシャッター１０２によってその光量が調整される。そして、光学像はフォーカスレンズ１０３によって、カメラ本体２００に備えられた撮像素子２０１に結像する。

モータ１０４は、レンズコントローラ１０５の制御下でフォーカスレンズ１０３を光軸に沿って駆動する。レンズコントローラ１０５はレンズ装置１００の制御を司り、後述するレンズ通信部２０９を介して、カメラ本体２００に備えられたシステム制御部２０８と通信する。

カメラ本体２００にはＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子２０１が備えられている。この撮像素子２０１は撮像光学系の射出瞳を通過する光を受光する撮影用画素と射出瞳の一部領域を通過する光を受光する焦点検出用画素とを有している。そして、撮像素子２０１は光学像に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。Ａ／Ｄ変換部２０２は、撮像素子２０１の出力ノイズを除去するＣＤＳ回路およびＡ／Ｄ変換処理の前に増幅を行う非線形増幅回路を有しており、撮像素子２０１の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

画像処理部２０３は、Ａ／Ｄ変換部２０２の出力であるデジタル信号に対して所定の画像処理を施して画像データを出力する。フォーマット変換部２０４は、画像データを、例えば、ＪＰＥＧなどのフォーマットにフォーマット変換して圧縮画像データとする。そして、フォーマット変換部２０４は当該圧縮画像データを高速内蔵メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）２０５に一時記録する。

ＤＲＡＭ２０５は一時的な画像記憶部である高速バッファとして用いられるとともに、画像処理を行う際の作業用メモリとして用いられることになる。

画像記録部２０６は、例えば、メモリーカードなどの記録媒体およびインターフェース回路を有しており、画像記録部２０６には、ＤＲＡＭ２０５に記録された圧縮画像データが記録される。

タイミングジェネレータ２０７は、システム制御部２０８の制御下でＡ／Ｄ変換部２０２にタイミング信号を送出する。システム制御部（以下ＣＰＵと呼ぶ）２０８は、カメラ全体の制御を司り、例えば、撮影シーケンスに応じて撮影処理を実行する。また、ＣＰＵ２０８はレンズ通信部２０９によってレンズ装置１００と通信を行う。

ＡＥ処理部２１０は、ＣＰＵ２０８の制御下でシャッター速度又は絞り値に応じて最適な露出値を求める。画像表示用メモリ（ＶＲＡＭ）２１１には画像データが表示用画像データとして一時的に記録され、画像表示部２１２には表示像画像データに応じた画像データ表示される。

なお、画像表示部２１２には画像の他、操作補助のための各種情報が表示されるとともに、カメラ状態が表示される。さらには、画像表示部２１２には撮影の際に測距領域が表示される。

撮像面位相差焦点検出部２１３は、ＣＰＵ２０８の制御下で撮像素子２０１に備えられた焦点検出用画素の出力である像信号に基づいて位相差ＡＦによって焦点検出を行う。例えば、撮像面位相差焦点検出部２１３は、撮像光学系（つまり、レンズ装置１００）の一対の射出瞳領域を通過する光束によって焦点検出用画素に形成される一対の像のずれ量に基づいて撮像面位相差ＡＦを行う。なお、撮像面位相差ＡＦについては、前述の特許文献２に記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。

コントラストＡＦ焦点検出部２１４は、ＣＰＵ２０８の制御下で画像データにおける画像情報のコントラスト成分に応じてコントラストＡＦによって焦点検出を行う。コントラストＡにおいては、フォーカスレンズ１０３を光軸に移動させつつ、撮像素子２１０から得られる輝度信号の高域周波数成分（以下焦点評価値と呼ぶ）がピークと最大となるフォーカスレンズ１０３の位置（ピーク位置）を検出する。

操作部２１５はユーザによって操作され、ユーザは操作部２１５によって各種の指示をＣＰＵ２０８に与える。操作部２１５は、例えば、カメラの撮影機能および画像再生の際の設定など各種設定を行うメニュースイッチと、撮影モードと再生モードを切り替える切り替えスイッチなどを有している。

撮影モードスイッチ（ＳＷ）２１６は、マクロモード又はスポーツモードなどの撮影モードを選択するためのスイッチである。メインＳＷ２１７はカメラに電源を投入するためのスイッチである。

スタンバイスイッチ２１８（ＳＷ１）はＡＦおよびＡＥなどの撮影スタンバイ動作を指示するためのスイッチであり、撮影スイッチ２１９（ＳＷ２）はＳＷ１を操作後、撮影を行う際に操作されるスイッチである。

図２は、図１に示すカメラの撮影動作を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理は、ＣＯＵ２０８の制御下で行われる。

メインＳＷ２１７をオンとして、撮影動作を開始すると、ＣＰＵ２０８はＡＥ処理部２１１によって画像処理部２０３の出力である画像データに応じてＡＥ処理を行う（ステップＳ２０１）。続いて、ＣＰＵ２０８はＳＷ１がＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

ＳＷ１がＯＦＦであると（ステップＳ２０２において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８はステップＳ２０１の処理に戻る。一方、ＳＷ１がＯＮであると（ステップＳ２０２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８は、後述するハイブリッドＡＦ動作を実行する（ステップＳ２０３）。ここで、ＡＦ動作における露出条件（シャッター速度、絞り、および感度）は、前述のステップＳ２０１のＡＥ処理で決定される。

続いて、ＣＰＵ２０８はＳＷ１がＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ＳＷ１がＯＦＦであると（ステップＳ２０４において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８はステップＳ２０１の処理に戻る。一方、ＳＷ１がＯＮであると（ステップＳ２０４において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８はＳＷ２がＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

ＳＷ２がＯＦＦであると（ステップＳ２０５において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８はステップＳ２０４の処理に戻る。一方、ＳＷ２がＯＮであると（ステップＳ２０５において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８はタイミングジェネレータ２０１および画像処理部２０３を制御して、撮影を行い、得られた画像データを画像記録部２０６によって記録媒体に記録する（ステップＳ２０６）。その後、ＣＰＵ２０８はステップＳ２０１の処理に戻る。

図３は、図２に示すハイブリッドＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。

ハイブリッドＡＦ動作を開始すると、ＣＰＵ２０８は、コントラストＡＦ焦点検出部２１４によってコントラストＡＦによる焦点評価値を取得する（ステップＳ３０１）。その後、ＣＰＵ２０８は、撮像面位相差焦点検出部２１３によって撮像面位相差ＡＦによる焦点検出を行う（ステップＳ３０２）。そして、ＣＰＵ２０８は撮像面位相差焦点検出部２１３によって撮像面位相差ＡＦの信頼度（以下位相差信頼度と呼ぶ）を求める（ステップＳ３０３）。

ここで、信頼度とは、撮像面位相差ＡＦの結果として得られる一対の像の一致度とコントラストに関するコントラスト情報を含む。なお、位相差ＡＦの特性上、高コントラストの被写体の方がより検出し易い特性を有するので、ここではコントラスト情報が用いられる。

次に、ＣＰＵ２０８は撮像面位相差ＡＦ検出結果の信頼度（位相差信頼度）が予め設定されている第１の信頼度閾値（信頼度閾値１）よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ここで、位相差信頼度が信頼度閾値１よりも高い場合に、検出されたデフォーカス量だけフォーカスレンズ１０３を駆動することによって被写体のピント位置に対して焦点深度内となるように、信頼度閾値１は設定される。

位相差信頼度が信頼度閾値１よりも高いと（ステップＳ３０４において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８はフォーカスレンズ１０３が駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。フォーカスレンズ１０３が駆動中であると（ステップＳ３０５において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８はレンズコントローラ１０５によってモータ１０４を制御してフォーカスレンズ１０３を停止する（ステップＳ３０６）。そして、ＣＰＵ２０８はステップＳ３０１の処理に戻る。

フォーカスレンズ１０３が駆動中でないと（ステップＳ３０５において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８は、ステップＳ３０２の処理で検出したデフォーカス量が焦点深度内であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。デフォーカス量が焦点深度内であると（ステップＳ３０７において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８は合焦であると判定して、つまり、フォーカスレンズ１０３が合焦位置にあるとして（ステップＳ３０８）、ハイブリッドＡＦ動作を終了する。そして、ＣＰＵ２０８は、図２に示すステップＳ２０４の処理に進む。

デフォーカス量が焦点深度内でないと（ステップＳ３０７において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８は、レンズコントローラ１０５によってモータ１０４を制御して、ステップＳ３０２の処理で検出したデフォーカス量だけフォーカスレンズ１０３を光軸に沿って駆動する（ステップＳ３０９）。そして、ＣＰＵ２０８はステップＳ３０１の処理に戻る。

このようにして、ステップＳ３０５〜Ｓ３０９の処理を行うことによって、撮像面位相差ＡＦ検出結果の信頼度が信頼度閾値１より高い場合に、フォーカスレンズ１０３を停止した状態とした後、再度検出されたデフォーカス量だけフォーカスレンズ１０３を駆動させることができる。

位相差信頼度が信頼度閾値１以下（第１の信頼度閾値以下）であると（ステップＳ３０４において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８はコントラストＡＦ焦点検出部２１４によって焦点評価値のピークを検出したか否かを判定する（ステップＳ３１０）。焦点評価値のピークを検出すると（ステップＳ３１０において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８は、レンズコントローラ１０５によってモータ１０４を制御して、焦点評価値のピークが検出された位置にフォーカスレンズ１０３を駆動する（ステップＳ３１１）。そして、ＣＰＵ２０８は合焦したと判定して（ステップＳ３１２）、ハイブリッドＡＦ動作を終了する。その後、ＣＰＵ２０８は、図２に示すステップＳ２０４の処理に進む。

焦点評価値のピークが検出されないと（ステップＳ３１０において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８は非合焦条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ３１３）。なお、非合焦条件とは、合焦すべき被写体がいないと判定するための条件である。例えば、フォーカスレンズ１０３の可動範囲の全てにおいてフォーカスレンズ１０３の駆動が完了した場合、つまり、フォーカスレンズ１０３が遠側および近側の双方のレンズ端を検出して初期位置に戻った場合が非合焦条件とされる。

非合焦条件を満たすと（ステップＳ３１３において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８は非合焦であると判定して（ステップＳ３１４）、ハイブリッドＡＦ動作を終了する。その後、ＣＰＵ２０８は、図２に示すステップＳ２０４の処理に進む。

一方、非合焦条件を満たしていないと（ステップＳ３１３において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８はフォーカスレンズ１０３がその駆動範囲の遠側又は近側のレンズ端に到達したか否かを判定する（ステップＳ３１５）。フォーカスレンズ１０３が遠側又は近側のレンズ端に到達すると（ステップＳ３１５において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８は、レンズコントローラ１０５によってモータ１０４を制御して、フォーカスレンズ１０３の駆動方向を反転する（ステップＳ３１６）。そして、ＣＰＵ２０８はステップＳ３０１の処理に戻る。

フォーカスレンズ１０３が遠側又は近側のレンズ端に到達しないと（ステップＳ３１５において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８は、ステップＳ３０３の処理で求めた位相差信頼度が所定の第２の信頼度閾値以上（信頼度閾値２以上）で、かつデフォーカスの方向が現在のフォーカスレンズ１０３の駆動方向と同一であるか否かを判定する（ステップＳ３１７）。なお、信頼度閾値２として、位相差信頼度が信頼度閾値２未満であれば被写体の方向のみが分かる閾値が設定される。

位相差信頼度が信頼度閾値２以上で、かつデフォーカスの方向が現在のフォーカスレンズ１０３の駆動方向と同一であると（ステップＳ３１７において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０８は、レンズコントローラ１０５によってモータ１０４を制御して、デフォーカス量の所定の割合だけフォーカスレンズ１０３を駆動する（ステップＳ３１８）。そして、ＣＰＵ２０８はステップＳ３０１の処理に戻る。

なお、所定の割合は、デフォーカス量に関して、フォーカスレンズ１０３の駆動量（レンズ駆動量）が少なくなるように設定される（例えば、８割）。この際、フォーカスレンズ１０３の移動速度は、１フレームにおいてレンズ駆動量だけ駆動する際の速度以下となるように設定される。これによって、デフォーカス量が正しくない場合に、フォーカスレンズ１０３が被写体のピント位置を越えてしまうことを防ぐことができる。さらに、フォーカスレンズ１０３を停止することなく駆動させつつ、次のレンズ駆動を行うことができる（所謂オーバーラップ制御）。

位相差信頼度が信頼度閾値２未満（第２の信頼度閾値未満）であるか又はデフォーカスの方向が現在のフォーカスレンズ１０３の駆動方向と同一でないと（ステップＳ３１７において、ＮＯ）、ＣＰＵ２０８は、所定量だけフォーカスレンズ１０３を駆動する（ステップＳ３１９）。そして、ＣＰＵ２０８はステップＳ３０１の処理に戻る。ここで、所定量はコントラストＡＦに適した駆動量となるように設定される（例えば、５深度）。

このように、本発明の実施の形態では、撮像面位相差ＡＦの位相差信頼度に応じてコントラストＡＦを行うか否かを決定する。さらに、コントラストＡＦの際に、非合焦条件が満たされていないと、再度、位相差信頼度およびデフォーカス方向に応じてフォーカスレンズを駆動制御する。つまり、位相差信頼度に基づいてフォーカスレンズを光軸に沿って移動させる際の移動量および移動方向を変更させる。これによって、コントラストＡＦおよび位相差ＡＦを選択的に行うハイブリッドＡＦにおいて、安定してＡＦ制御を行うことができる。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例では、システム制御部２０８および撮像面位相差焦点検出部２１３が第１の検出手段として機能し、システム制御部２０８およびコントラストＡＦ焦点検出部２１５が第２の検出手段として機能する。また、システム制御部２０８は信頼度算出手段として機能し、システム制御部２０８、レンズコントローラ１０５、およびモータ１０４は制御手段として機能する。

なお、少なくともシステム制御部２０８、撮像面位相差焦点検出部２１３、コントラストＡＦ焦点検出部２１４、レンズコントローラ１０５、およびモータ１０４が合焦制御装置を構成する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を合焦制御装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを合焦制御装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

［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。

１００ レンズ装置
１０３ フォーカスレンズ
１０５ レンズコントローラ
２０１ 撮像素子
２０３ 画像処理部
２０８ システム制御部（ＣＰＵ）
２１０ ＡＥ処理部
２１３ 撮像面位相差焦点検出部
２１４ コントラストＡＦ焦点検出部
２１５ 操作部

Claims (7)

1. 撮像素子からの出力信号に基づく一対の像信号を用いて位相差検出方式によってデフォーカス量を検出する第１の検出手段と、
   前記撮像素子からの出力信号に基づきコントラスト検出方式によって前記撮像素子からの出力信号の焦点評価値を検出する第２の検出手段と、
   前記デフォーカス量の信頼度を求める信頼度算出手段と、
   前記信頼度に基づいて、フォーカスレンズの移動を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記信頼度が第１の信頼度よりも高い場合に、前記デフォーカス量が焦点深度内である場合には前記フォーカスレンズを移動させず、前記デフォーカス量が焦点深度内でない場合には前記デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に、前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されると、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、前記信頼度が前記第１の信頼度以下であって第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一である場合、前記デフォーカス量の所定の割合だけ前記フォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第２の信頼度未満の場合、又は前記第１の信頼度以下であって前記第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一でない場合、前記デフォーカス量に拘わらず所定量だけ前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする合焦制御装置。
2. 前記制御手段は、前記信頼度が前記第１の信頼度よりも高い場合に前記フォーカスレンズが移動されていると前記フォーカスレンズを停止することを特徴とする請求項１に記載の合焦制御装置。
3. 前記制御手段は、前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、予め定められた非合焦条件を満たす場合に非合焦であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の合焦制御装置。
4. 前記制御手段は、前記非合焦条件が満たされない場合に、前記フォーカスレンズが可動範囲のいずれかの端に到達すると前記フォーカスレンズの移動方向を反転させることを特徴とする請求項３に記載の合焦制御装置。
5. 前記撮像素子は、撮像光学系の射出瞳を通過する光を受光する撮影用画素と前記射出瞳の一部領域を通過する光を受光する焦点検出用画素とを有し、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の合焦制御装置と、
   前記合焦制御装置によって合焦と判定された際に前記撮像素子で得られた画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
6. 撮像素子からの出力信号に基づく一対の像信号を用いて位相差検出方式によってデフォーカス量を検出する第１の検出ステップと、
   前記撮像素子からの出力信号に基づきコントラスト検出方式によって前記撮像素子からの出力信号の焦点評価値を検出する第２の検出ステップと、
   前記デフォーカス量の信頼度を求める信頼度算出ステップと、
   前記信頼度に基づいて、フォーカスレンズの移動を制御する制御ステップと、を有し、
   前記制御ステップでは、前記信頼度が第１の信頼度よりも高い場合に、前記デフォーカス量が焦点深度内である場合には前記フォーカスレンズを移動させず、前記デフォーカス量が焦点深度内でない場合には前記デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に、前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されると、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、前記信頼度が前記第１の信頼度以下であって第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一である場合、前記デフォーカス量の所定の割合だけ前記フォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第２の信頼度未満の場合、又は前記第１の信頼度以下であって前記第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一でない場合、前記デフォーカス量に拘わらず所定量だけ前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする合焦制御装置の制御方法。
7. 合焦制御装置で用いられる制御プログラムであって、
   前記合焦制御装置が備えるコンピュータに、
   撮像素子からの出力信号に基づく一対の像信号を用いて位相差検出方式によってデフォーカス量を検出する第１の検出ステップと、
   前記撮像素子からの出力信号に基づきコントラスト検出方式によって前記撮像素子からの出力信号の焦点評価値を検出する第２の検出ステップと、
   前記デフォーカス量の信頼度を求める信頼度算出ステップと、
   前記信頼度に基づいて、フォーカスレンズの移動を制御する制御ステップと、を実行させ、
   前記制御ステップでは、前記信頼度が第１の信頼度よりも高い場合に、前記デフォーカス量が焦点深度内である場合には前記フォーカスレンズを移動させず、前記デフォーカス量が焦点深度内でない場合には前記デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを移動させ、
   前記信頼度が前記第１の信頼度以下である場合に、前記焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されると、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記ピークとなるフォーカスレンズ位置が検出されないと、前記信頼度が前記第１の信頼度以下であって第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一である場合、前記デフォーカス量の所定の割合だけ前記フォーカスレンズを移動させ、前記信頼度が前記第２の信頼度未満の場合、又は前記第１の信頼度以下であって前記第２の信頼度以上でありデフォーカス方向が現在のフォーカスレンズの移動方向と同一でない場合、前記デフォーカス量に拘わらず所定量だけ前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする制御プログラム。

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