JPWO2012133413A1 - 撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

合焦が指示される前の期間に、撮像素子の受光面内の位相差検出画素が配置された領域を包含する領域に対応する画像上の領域を複数個に分割した複数の検出領域について、コントラスト検出方式により、合焦評価値(コントラスト)がピークとなる位置を各々検出し、合焦が指示されると、各検出領域毎の合焦評価値ピーク位置を取得し、光学系が合焦状態であれば、基準検出領域に対して合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域の数を計数し、該当する検出領域の数が所定値以上であれば、位相差検出方式で合焦位置の検出・合焦制御を行い、検出領域の数が所定値未満であれば、コントラスト検出方式で合焦位置の検出・合焦制御を行う。

Description

本発明は撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラムに係り、特に、受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備えた撮像装置、当該撮像装置に適用可能な撮像装置の制御方法、及び、前記撮像装置に設けられたコンピュータで実行するための撮像装置の制御プログラムに関する。
従来より、撮像装置のオートフォーカス機構における合焦位置の検出方式として位相差検出方式とコントラスト検出方式が知られている。位相差検出方式は、撮影レンズを透過した光から瞳分割して得られる２つの像のずれを専用のセンサで検出することで、合焦位置に対する焦点位置のずれ量及び方向を検出するものであり、合焦位置の検出にあたって撮影レンズの焦点位置を移動させる必要がないので、合焦位置を比較的短時間で検出することができる。一方、コントラスト検出方式は、撮影レンズの焦点位置を移動させながら、撮像素子によって撮像される画像のコントラストに関連する合焦評価値が最大となる焦点位置(合焦位置)を探索するものであり、専用のセンサが不要で、合焦精度が比較的高い。
このように、位相差検出方式とコントラスト検出方式は異なる特徴を備えているので、両方式で合焦位置を検出する機能を各々設け、合焦に用いる方式を選択する技術が提案されている。例えば特開２０１０−１３９９４２号公報には、位相差画素と通常画素を備えた撮像装置において、位相差ＡＦ(オートフォーカス)での測距が可能な否かを評価する評価関数の値を閾値と比較することで位相差ＡＦの信頼性を判定し、判定した信頼性が高いときには、位相差ＡＦで検出された合焦位置方向にフォーカスレンズを駆動し、位相差ＡＦの信頼性が低いときには、コントラストＡＦで検出した合焦位置の方向にフォーカスを駆動し、合焦位置付近では精度の高いコントラストＡＦによる合焦位置へフォーカスレンズを駆動する技術が開示されている。
位相差検出方式は、コントラスト検出方式と比較して、合焦位置を検出可能な被写体の条件が制限されるという欠点を有しており、より詳しくは、位相差を検出する検出領域のサイズに対し、合焦対象の被写体の撮像素子の受光面上での分布範囲が大きい場合(撮像素子の受光面上での被写体のサイズが大きいか、或いは、撮像素子の受光面上での被写体のサイズは小さいものの、近接した距離に存在する複数の被写体が受光面の近接した位置に各々存在している場合)には合焦位置の検出精度を確保できるものの、合焦対象の被写体の撮像素子の受光面上での分布範囲が小さい場合には、合焦位置の検出精度が低下する、という課題がある。
これに対し、前述した特開２０１０−１３９９４２号公報に記載の技術は、位相差ＡＦでの測距が可能な否かを評価する評価関数の値(ＡＦライン上で隣り合う画素の画素出力の差を積算した値)を閾値と比較することで位相差ＡＦの信頼性を判定するものである。このため、特開２０１０−１３９９４２号公報に記載の技術では、位相差検出方式での合焦位置の検出に適していない被写体が撮影される場合にも、位相差検出方式で合焦位置の検出が行われる可能性があり、この場合、合焦位置を検出できなかったり、誤検出された合焦位置が用いられることで合焦制御の精度が低下することになる。また、位相差検出方式で合焦位置を検出できなかったときに、合焦位置の検出をコントラスト検出方式へ切替えるようにした場合は、合焦が指示されてから合焦が完了する迄の時間が長時間化する、という問題も生じる。
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度が低下することを抑制できる撮像装置、撮像装置の制御方法及び撮像装置の制御プログラムを得ることが目的である。
本発明の第１の態様に係る撮像装置は、受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、前記画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを前記光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、前記焦点位置と前記合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段と、前記位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する第２検出手段と、前記画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置を取得する取得手段と、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記複数の検出領域のうち、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の数が所定値未満の場合は前記第１検出部を選択し、検出された合焦位置の偏差が前記閾値以内の検出領域の数が所定値以上の場合は前記第２検出部を選択し、前記選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、前記選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による前記光学系の合焦制御を行わせる制御手段と、を含んで構成されている。
第１の態様では、受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段が設けられており、第１検出手段は、撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、光学系の焦点位置と合焦評価値との関係から検出領域における合焦位置を検出し、第２検出手段は、位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する。なお、第１検出手段が合焦評価値の演算に用いる画像信号は、撮像素子のうち位相差検出画素以外の通常画素から出力された画像信号であってもよいし、通常画素から出力された画像信号に、位相差検出画素から出力された検出信号を補正した信号を加えた信号であってもよい。また、合焦評価値の演算に用いる画像信号はアナログであってもデジタルであってもよい。更に、合焦評価値は合焦状態を評価可能な値であればよく、一例としてはコントラストが好適であるが、他の評価値を用いてもよい。また、取得手段は、撮像手段によって撮像された画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、第１検出手段によって直前に検出された複数の検出領域毎の合焦位置を取得する。
ここで、第１検出手段によって複数の検出領域毎に検出された合焦位置は、個々の検出領域に対応する被写体との距離に応じて変化する。このため、取得手段によって取得された合焦位置が同一又は取得された合焦位置の偏差が小さい検出領域は、同一又は近接した距離に存在する被写体に対応していると判断できる一方、取得された合焦位置の偏差が大きい検出領域は距離が異なる被写体に対応していると判断できる。従って、複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて、複数の検出領域のうち同一又は近接した距離に存在する被写体に対応している検出領域を判別することができ、判別結果から同一又は近接した距離に存在する被写体の画像上での分布範囲のおおよその大きさ、すなわち撮像された被写体が位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体か否かを判別することができる。
上記に基づき第１の態様に係る撮像装置では、指示手段を介して合焦が指示されると、制御手段により、第１検出部及び第２検出部のうち取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による光学系の合焦制御を行わせるので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度低下を抑制することが可能となる。
なお、第１の態様において、「基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域の数」は、撮像手段によって撮像された画像のうち同一又は近接した距離に存在する被写体の分布範囲のサイズに対応している。第１の態様では、検出領域の数が所定値未満、すなわち撮像手段によって撮像された画像のうち同一又は近接した距離に存在する被写体の分布範囲のサイズが比較的小さい場合には第１検出部を選択し、前記検出領域の数が所定値以上、すなわち撮像手段によって撮像された画像のうち同一又は近接した距離に存在する被写体の分布範囲のサイズが比較的大きい場合には第２検出部を選択するので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度が低下することを抑制することができる。
なお、第１の態様に係る発明において、基準となる検出領域としては、例えば複数の検出領域の配置のうちの中央又はその付近に位置している検出領域、或いは画像の中央又はその付近に位置している検出領域を適用することができる。
なお、第１の態様において、複数の検出領域は、画像全体を複数個に分割することで得られる領域であってもよいが、例えば第２の態様として、撮像素子の受光面内の位相差検出画素が配置された領域を包含する領域に対応する画像上の領域を、複数個に分割した領域であることが好ましい。これにより、複数の検出領域毎の合焦位置の偏差から、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像されるか否かの判別における判別精度を向上させることができる。
また、第１又は第２の態様の発明において、例えば第３の態様として、制御手段によって第２検出部が選択された場合に、複数の検出領域のうち、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の分布に基づいて、撮像素子の受光面内の位相差検出画素が配置された領域のうち、位相差検出画素から出力された検出信号を第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲を設定する設定手段を設けることが好ましい。これにより、第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲から、基準となる検出領域に対応している被写体と離れた距離に存在している被写体が対応している検出領域に対応する範囲を除外したり、第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲のうち、基準となる検出領域に対応している被写体と離れた距離に存在している被写体が対応している検出領域に対応する範囲が占める割合を低下させることが可能となるので、第２検出手段による合焦位置検出の精度を向上させることが可能となる。
また、第３の態様において、複数の検出領域が、第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成り、制御手段が、第１方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域行の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が有る場合に第２検出部を選択する構成である場合、設定手段は、例えば第４の態様として、位相差検出画素から出力された検出信号を第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲を、検出された合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行に対応する範囲に設定するように構成することができる。
これにより、第２検出手段が、撮像素子の受光面内のうち第１方向に沿った位置が異なり第２方向に沿った位置が同一の複数の位相差検出画素から出力された検出信号を平均化又は加算した後に合焦位置の検出に用いる場合に、検出信号の平均化又は加算により、距離の異なる被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号が混合されてしまうことで、第２検出手段の合焦位置の検出精度が低下することを抑制することができる。
また、第３の態様において、複数の検出領域が、第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成り、制御手段が、第２方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域列の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続している場合に第２検出部を選択する構成である場合、設定手段は、例えば第５の態様として、位相差検出画素から出力された検出信号を第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲を、検出された合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続している領域に対応する範囲に設定するように構成することができる。
これにより、第２検出手段が、撮像素子の受光面内のうち第１方向に沿った位置が異なり第２方向に沿った位置が同一の複数の位相差検出画素から出力された検出信号を平均化又は加算した後に合焦位置の検出に用いる場合に、検出信号の平均化又は加算により、距離の異なる被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号が混合されてしまうことで、第２検出手段の合焦位置の検出精度が低下する確率を低減できると共に、検出信号の平均化又は加算の対象とする位相差検出画素の数が減少することも抑制することができ、第２検出手段の合焦位置の検出精度を向上させることができる。
また、第１〜第４の何れかの態様において、複数の検出領域が、第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成る場合、制御手段は、例えば第６の態様として、第１方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域行の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が無い場合は第１検出部を選択し、複数の検出領域行の中に、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が有る場合は第２検出部を選択するように構成してもよい。
位相差検出方式で合焦位置を検出する場合、同一又は近接した距離に存在する被写体が、画像上で位相差検出方向に沿って或る程度の長さに亘って分布していないと、合焦位置の検出精度が低下する。これに対して第６の態様では、第１方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域行の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が無い場合は第１検出部を選択するので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低いと推測される場合には、位相差検出方式で検出される合焦位置は合焦制御に用いられない。
一方、複数の検出領域行の中に、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が有る場合は第２検出部を選択するので、位相差検出方式で高い検出精度で合焦位置を検出できると推測される場合には、位相差検出方式で検出される合焦位置が合焦制御に用いられる。従って、第６の態様を適用した場合にも、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度が低下することを抑制することができる。
また、第１、第２、第３及び第５の何れかの態様において、複数の検出領域が、第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成る場合、制御手段は、例えば第７の態様として、第２方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域列の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続していない場合は第１検出部を選択し、検出された合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続している場合は第２検出部を選択するように構成してもよい。
位相差検出方式での合焦位置の検出では、ノイズ等の影響を低減するため、撮像素子の受光面上で位相差検出方向に交差する方向に並ぶ複数の位相差検出画素から出力された検出信号を平均化して用いることが多く、同一又は近接した距離に存在する被写体が、画像上で位相差検出方向に交差する方向に沿っても或る程度の長さに亘って分布していないと、ノイズ等の影響を受けて合焦位置の検出精度が低下する。これに対して第７の態様では、第２方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域列の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続していない場合は第１検出部を選択するので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低いと推測される場合には、位相差検出方式で検出される合焦位置は合焦制御に用いられない。
一方、複数の検出領域列の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続している場合は第２検出部を選択するので、位相差検出方式で高い検出精度で合焦位置を検出できると推測される場合には、位相差検出方式で検出される合焦位置が合焦制御に用いられる。従って、第７の態様を適用した場合にも、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度が低下することを抑制することができる。
なお、第６、７の態様における基準となる検出領域としても、例えば複数の検出領域の配置のうちの中央又はその付近に位置している検出領域、或いは画像の中央又はその付近に位置している検出領域を適用することができる。
また、第１〜第７の何れかの態様において、例えば第８の態様として、取得手段は、複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を第１検出手段によって繰り返させている間、第１検出手段によって検出された合焦位置を用いた光学系の合焦制御を合焦制御手段によって行わせると共に、指示手段を介して合焦が指示されると、第１検出手段によって直前に演算された複数の検出領域毎の合焦評価値も取得し、制御手段は、指示手段を介して合焦が指示された際に光学系が合焦状態の場合は、取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて、第１検出部又は第２検出部を選択し、指示手段を介して合焦が指示された際に光学系が合焦状態でない場合は、取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦評価値の大きさ及び偏差に基づいて、第１検出部又は第２検出部を選択するように構成することが好ましい。
第１検出手段は、光学系の焦点位置を移動させながら合焦評価値の演算を繰り返すことで合焦位置を検出するので、指示手段を介して合焦が指示されたタイミングでは、合焦位置を検出中(探索中)の場合も生じ得る。これに対して第８の態様では、第１検出手段により画像中の複数の検出領域毎の合焦位置の検出を繰り返させている間、取得手段は、第１検出手段によって検出された合焦位置を用いた光学系の合焦制御を合焦制御手段によって行わせると共に、指示手段を介して合焦が指示されると、第１検出手段によって直前に演算された複数の検出領域毎の合焦評価値も取得する。
ここで、第１検出手段によって検出される合焦位置では合焦評価値が極大となるので、取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦評価値の大きさに基づいて、光学系が合焦状態に近いか遠いかを推測できると共に、光学系が合焦状態に近いと推測できる場合、取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦評価値の偏差に基づいて、複数の検出領域のうち同一又は近接した距離に存在する被写体に対応している検出領域を推測できる。上記に基づき、第８の態様に係る制御手段は、指示手段を介して合焦が指示された際に光学系が合焦状態でない場合は、取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦評価値の大きさ及び偏差に基づいて、第１検出部又は第２検出部を選択している。これにより、合焦が指示された際に光学系が合焦状態でない場合にも、合焦制御の精度が低下することを抑制することができる。
なお、第８の態様において、複数の検出領域毎の合焦評価値の大きさ及び偏差に基づいて第１検出部又は第２検出部を選択することは、具体的には、例えば、基準となる検出領域の合焦評価値が基準値未満の場合、及び、複数の検出領域のうち、基準となる検出領域の合焦評価値に対し、演算された合焦評価値の偏差が、基準となる検出領域の合焦評価値に所定の係数を乗じた値以内の検出領域の数が所定値未満の場合は第１検出部を選択し、基準となる検出領域の合焦評価値が基準値以上で、かつ演算された合焦位置の偏差、基準となる検出領域の合焦評価値に所定の係数を乗じた値以内の検出領域の数が所定値以上の場合は第２検出部を選択するように行うことができる。
また、第８の態様において、複数の検出領域が、第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成る場合、複数の検出領域毎の合焦評価値の大きさ及び偏差に基づいて第１検出部又は第２検出部を選択することは、具体的には、例えば、基準となる検出領域の合焦評価値が基準値未満の場合、及び、第１方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域行の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域の合焦評価値に対し、演算された合焦評価値の偏差が、基準となる検出領域の合焦評価値に所定の係数を乗じた値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が無い場合は第１検出部を選択し、基準となる検出領域の合焦評価値が基準値以上で、かつ、複数の検出領域行の中に、基準となる検出領域の合焦評価値に対し、演算された合焦評価値の偏差が、基準となる検出領域の合焦評価値に所定の係数を乗じた値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域行が有る場合は第２検出部を選択するように行ってもよい。
また、第８の態様において、複数の検出領域が、第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成る場合、複数の検出領域毎の合焦評価値の大きさ及び偏差に基づいて第１検出部又は第２検出部を選択することは、例えば、基準となる検出領域の合焦評価値が基準値未満の場合、及び、第２方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域列の中に、複数の検出領域のうち基準となる検出領域の合焦評価値に対し、演算された合焦評価値の偏差が、基準となる検出領域の合焦評価値に所定の係数を乗じた値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続していない場合は第１検出部を選択し、基準となる検出領域の合焦評価値が基準値以上で、かつ、基準となる検出領域の合焦評価値に対し、演算された合焦評価値の偏差が、基準となる検出領域の合焦評価値に所定の係数を乗じた値以内の検出領域の割合が設定値を超える検出領域列が、第１方向に沿って所定数以上連続している場合は第２検出部を選択するように行ってもよい。
ところで、第１検出手段による合焦位置の検出では、撮像手段によって撮像された画像中に点光源等の高輝度領域が存在していた場合に、合焦位置の検出精度が低下するという課題がある。これを考慮すると、第１〜第８の態様の何れかの態様において、例えば第９の態様として、取得手段は、第１検出手段により、画像中の複数の検出領域毎に、合焦位置を検出する処理に加え、焦点位置が各位置のときの測光値を検出する処理、及び、検出領域内の高輝度領域の有無を判定する処理を繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、第１検出手段によって直前に検出された複数の検出領域毎の合焦位置、焦点位置が各位置のときの複数の検出領域毎の測光値、及び、複数の検出領域毎の高輝度領域の有無の判定結果を各々取得し、取得手段によって取得された複数の検出領域毎の合焦位置のうち、取得手段によって取得された判定結果が前記高輝度領域有りになっている検出領域における合焦位置を、取得手段によって取得された検出領域の測光値が最小になるときの位置へ更新する更新手段を更に設けることが好ましい。
これにより、複数の検出領域のうち、第１検出手段によって高輝度領域有りと判定された検出領域については、第１検出手段によって検出された合焦位置が、当該検出領域の測光値が最小になるときの位置へ更新されることになる。高輝度領域有りの検出領域では、合焦状態から離れるに従って画像上の高輝度領域の面積が増大し、それに伴って測光値も増大するので、上記のように、測光値が最小になるときの位置が合焦位置、又は、それに近い位置となる。従って、第９の態様によれば、撮像手段によって撮像された画像中に点光源等の高輝度領域が存在していた場合にも、適切な合焦位置検出方式を選択できることで、合焦制御の精度が低下することを抑制することができる。
第１０の態様に係る撮像装置の制御方法は、受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、前記画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを前記光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、前記焦点位置と前記合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段と、前記位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する第２検出手段と、を備えた撮像装置に適用される撮像装置の制御方法であって、取得手段は、前記画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置を取得し、制御手段は、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出部及び前記第２検出部のうち前記取得手段によって取得された前記複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による前記光学系の合焦制御を行わせるので、第１の態様と同様に、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度低下を抑制することが可能となる。
本発明の第１１の態様に係る撮像装置の制御プログラムは、受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、前記画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを前記光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、前記焦点位置と前記合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段と、前記位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する第２検出手段と、を備えた撮像装置に設けられたコンピュータを、前記画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置を取得する取得手段、及び、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出部及び前記第２検出部のうち前記取得手段によって取得された前記複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による前記光学系の合焦制御を行わせる制御手段として機能させる。
第１２の態様に係る撮像装置の制御プログラムは、上記の撮像手段、第１検出手段及び第２検出手段を備えた撮像装置に設けられたコンピュータを、上記の取得手段及び制御手段として機能させるためのプログラムであるので、上記のコンピュータが請求項１２記載の発明に係る撮像装置の制御プログラムを実行することで、上記の撮像手段、第１検出手段及び第２検出手段を備えた撮像装置が請求項１に記載の撮像装置として機能することになり、第１の態様と同様に、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度低下を抑制することが可能となる。
以上説明したように本発明は、撮像によって得られた画像信号に基づき、画像のうち設定された検出領域の合焦評価値を演算することを光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、焦点位置と合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段により、画像中の複数の検出領域毎の合焦位置の検出を繰り返させ、合焦が指示されると、第１検出手段によって直前に検出された複数の検出領域毎の合焦位置を取得し、第１検出部及び第２検出部のうち取得した複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による光学系の合焦制御を行わせるので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度が低下することを抑制できる、という優れた効果を有する。
実施形態で説明した撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 撮像素子の受光面の、位相差検出方式での合焦位置検出における合焦検出領域の一例を示す平面図である。 撮像素子の受光面の、合焦位置前のコントラスト検出方式での合焦位置検出における合焦検出領域の一例を示す平面図である。 撮像素子の受光面上の通常画素及び位相差検出画素の配置の一例を示す平面図である。 位相差検出画素を示す概略図である。 位相差検出画素対の検出信号の一例を示す線図である。 第１実施形態に係る合焦制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態における合焦検出方式の選択結果の一例を示すイメージ図である。 第２実施形態に係る合焦制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における位相差検出画素の配置を示す平面図である。 合焦位置前の合焦位置検出での合焦検出領域の配置を示す平面図である。 第２実施形態における位相差検出方式の合焦検出領域の設定結果の一例を示す平面図である。 第２実施形態における位相差検出方式の合焦検出領域の設定結果の一例を示す平面図である。 第３実施形態に係る合焦制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における位相差検出画素の配置を示す平面図である。 合焦位置前の合焦位置検出での合焦検出領域の配置を示す平面図である。 第３実施形態における合焦検出方式の選択及び位相差検出方式の合焦検出領域の設定結果の一例を示す平面図である。 第３実施形態における合焦検出方式の選択及び位相差検出方式の合焦検出領域の設定結果の一例を示す平面図である。 第４実施形態に係る合焦制御処理を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１には本実施形態に係る撮像装置１０が示されている。撮像装置１０は、焦点位置を移動可能かつ焦点距離を変更可能なレンズ群１２Ａ、絞り１２Ｂ、シャッタ１２Ｃ及び各種のモータ(図示省略)を内蔵した光学ユニット１２を備えている。光学ユニット１２に内蔵されているモータは、レンズ群１２Ａの焦点位置が移動するようにレンズ群１２Ａを駆動するフォーカスモータ、レンズ群１２Ａの焦点距離が変化するようにレンズ群１２Ａを駆動するズームモータ、絞り１２Ｂを開閉駆動するアイリスモータ及びシャッタ１２Ｃを開閉駆動するシャッタモータを含み、これらのモータは光学ユニットドライバ１４によって駆動される。なお、光学ユニット１２は本発明における光学系の一例である。
光学ユニット１２のレンズ群１２Ａの光軸後方には、レンズ群１２Ａによって結像された被写体を撮像する撮像素子１６が配置されている。撮像素子１６はＣＣＤセンサ、或いはＣＭＯＳ型センサから成り、受光面６６(図２Ａ参照)内の一部領域には位相差検出画素が配置されている(詳細は後述)。なお、撮像素子１６は本発明における撮像素子及び撮像手段の一例である。
また、撮像装置１０はアナログ信号処理部１８を備えており、撮像素子１６の画像信号出力端はアナログ信号処理部１８に接続されている。アナログ信号処理部１８は、撮像素子１６から出力されたアナログの画像信号を増幅する増幅器(ＡＭＰ)２０、この増幅器２０で増幅されたアナログの画像信号をデジタルの画像データへ変換するアナログ／デジタル変換器(ＡＤＣ)２２、及び、撮像素子１６を駆動するためのタイミング信号を生成して撮像素子１６に供給するタイミングジェネレータ(ＴＧ)２４を含んで構成されている。
また、撮像装置１０はデジタル信号処理部２６を備えており、ＡＤＣ２２の信号出力端はデジタル信号処理部２６に接続されている。デジタル信号処理部２６は、ＡＤＣ２２から出力された画像データを保持する画像バッファ２８と、タイマ３０と、画像データに対して各種の色処理を行う色処理部３２と、画像データに対して圧縮や伸長を行う圧縮・伸長部３４と、不揮発性で可搬型の記録メディア３６に対するアクセスを制御するメディアインタフェース(Ｉ／Ｆ)部３８と、露出やホワイトバランスの検出を行う露出検出部４０と、コントラスト検出方式で合焦位置の検出を行うコントラストＡＦ検出部４２と、位相差検出方式で合焦位置の検出を行う位相差ＡＦ検出部４４と、撮像装置１０全体の動作を制御するＣＰＵ４６と、メモリ４８と、ＣＰＵ４６で後述する合焦制御処理を行うための合焦制御プログラムが予め記憶されたフラッシュＲＯＭ５０と、撮像装置１０に設けられたＬＣＤ(液晶ディスプレイ)５２に撮影画像やメニュー画面等を表示させるディスプレイインタフェース(Ｉ／Ｆ)部５４と、を含んで構成されている。
なお、上記のコントラストＡＦ検出部４２は本発明の第１検出手段の一例であり、位相差ＡＦ検出部４４は本発明の第２検出手段の一例である。また、上記の合焦制御プログラムは、本発明に係る撮像装置の制御プログラムの一例である。
上記の画像バッファ２８、タイマ３０、色処理部３２、圧縮・伸長部３４、露出検出部４０、コントラストＡＦ検出部４２、位相差ＡＦ検出部４４、ＣＰＵ４６、メモリ４８、フラッシュＲＯＭ５０、及び、ディスプレイＩ／Ｆ部５４はシステムバス５６を介して相互に接続されており、メディアＩ／Ｆ部３８は圧縮・伸長部３４に接続されている。
更に、撮像装置１０には操作部５８、撮影を行う際のシャッターボタンの押圧操作を検出するレリーズスイッチ(所謂シャッタースイッチ)６０が設けられている。図示は省略するが、操作部５８には、撮像装置１０の電源のオン／オフを切り替える際に操作される電源スイッチ、撮像装置１０の動作モード(例えば撮影時に選択される撮影モードや、撮影された画像をＬＣＤ５２に再生表示させる際に選択される再生モード等)を切替える際に操作されるモード切替スイッチ、ＬＣＤ５２にメニュー画面を表示させる際に押圧操作されるメニュースイッチ、それまでの操作内容を確定するときに押圧操作される決定スイッチ、直前の操作内容をキャンセルするときに押圧操作されるキャンセルスイッチ等の各種スイッチ類を含んで構成されている。操作部５８及びレリーズスイッチ６０はＣＰＵ４０に接続されている。
なお、レリーズスイッチ６０は、シャッターボタンが中間位置まで押下された状態(半押し状態)と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下された状態(全押し状態)と、の２段階の押圧操作を検出可能に構成されている。撮像装置１０では、レリーズスイッチ６０によってシャッターボタンの半押し状態が検出されると、ＡＥ(Automatic Exposure：自動露出)機能が動作して露出状態(シャッタースピードや絞り量)が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光(撮影)が行われる。
また、撮像装置１０には、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光を発するストロボ６２が設けられている。ストロボ６２、光学ユニットドライバ１４及びＴＧ２４はＣＰＵ４６に各々接続されており、これらの各構成要素の動作はＣＰＵ４６によって各々制御される。
撮像素子１６の受光面６６(図２Ａ参照)には、各々光電変換素子(本実施形態ではフォトダイオード)が設けられた画素が正方格子状に配列されている。なお、画素の配列は正方格子状に限られるものではなく、例えば奇数行(奇数列)の画素行(画素列)に対して偶数行(偶数列)の画素行(画素列)が１／２画素ピッチづつずらして配列された、所謂ハニカム画素状の配列でもよい。図２Ａに示すように、撮像素子１６は、受光面６６の一部分、本実施形態では受光面６６内のほぼ中央部に矩形状の位相差検出領域６８が設けられている。位相差検出領域６８内には、通常画素(撮像用の画素)と位相差検出画素(位相差検出方式で合焦位置の検出を行うための検出信号を出力する画素)とが周期的に配列されている。なお、受光面６６のうち位相差検出領域６８以外の領域には通常画素(撮像用の画素)のみが配列されている。
図２Ａにおいて、位相差検出領域６８内の点線矩形枠７０で示す部分の拡大図を図３に示す。図３では、個々の画素(通常画素及び位相差検出画素)に、各画素上に積層したカラーフィルタの色を表す符号「Ｒ(赤)」,「Ｇ(緑)」,「Ｂ(青)」を付し、更に位相差検出画素にはハッチングを付与している。カラーフィルタは、この例ではベイヤ配列となっているが、ベイヤ配列に限るものではなく、ストライプ等の他のカラーフィルタ配列でもよい。図３において、位相差検出画素は、斜め方向に最隣接(最近接)する２つの位相差検出画素１ｘ,１ｙでペアを形成している。また、ペアを形成する位相差検出画素対のうち、図４Ａで左側に位置している位相差検出画素１ｘは遮光膜開口(白抜きした部分)２ｘが左側にシフトされており、図４Ａで右側に位置している位相差検出画素１ｙは遮光膜開口(白抜きした部分)２ｙを反対側(右側)にシフトされている。なお、図４Ａは図の錯綜を避けるため、位相差検出画素のみを図示している。
以下、位相差検出画素から出力される検出信号を用いた、位相差ＡＦ検出部４４による位相差検出方式での合焦位置の検出について説明する。位相差検出画素１ｘ,１ｙのうち、遮光膜開口２ｘが左側にシフトされた位相差検出画素１ｘの検出信号の分布は、図４Ｂに示す特性Ｘとなり、遮光膜開口２ｙが右側にシフトされた位相差検出画素１ｙの検出信号の分布は、図４Ｂに示す特性Ｙとなる。位相差検出画素１ｘ,１ｙは受光面６６上で隣接しており、距離が非常に小さいため、同一被写体からの光を受光していると考えられる。このため、特性Ｘと特性Ｙは同一形状になると考えられ、特性Ｘと特性Ｙの左右方向(位相差検出方向)のずれが、瞳分割した位相差検出画素対の一方の位相差検出画素１ｘから見た画像と、他方の位相差検出画素１ｙから見た画像との位相差量となる。
従って、特性Ｘと特性Ｙとの相関演算を行うことで、位相差量(合焦位置に対する現在の焦点位置のずれ量)を求めることができる。特性Ｘと特性Ｙとの相関量の評価値を求める方法としては、例えば特開２０１０―８４４３号公報に記載された方法や特開２０１０―９１９９１号公報に記載された方法を適用することができ、具体的には、例えば特性Ｘ上の各点ｘ(ｉ)と、特性Ｙ上の各点ｙ(ｉ＋ｊ)の差分の絶対値の積算値を合焦評価値とし、合焦評価値が最小となるｊの値を位相差量(合焦位置に対する現在の焦点位置のずれ量)として検出することができる。
なお、１画素当りの受光面積が小さくなるに従い、個々の位相差検出画素の検出信号のレベルが小さくなってノイズの割合が増えるため、相関演算を行っても精度良く位相差量を検出することが困難となる。このため、図２Ａの位相差検出領域６８内において、位相差検出方向に沿った位置が同一の位相差検出画素１ｘの検出信号を、位相差検出方向に垂直な方向に複数画素分加算すると共に、位相差検出方向に沿った位置が同一の位相差検出画素１ｙの検出信号を、位相差検出方向に垂直な方向に複数画素分加算することが望ましい。これにより、ノイズの影響が低減され、位相差検出方式における合焦位置の検出精度(ＡＦ精度)を向上させることが可能となる。
次に本第１実施形態の作用として、撮像装置１０の動作モードとして撮影モードが設定されている間、メモリ４８に予め記憶されている合焦制御プログラムがＣＰＵ４６によって実行されることで行われる合焦制御処理について、図５を参照して説明する。
合焦制御処理では、まずステップ１００において、ＣＰＵ４６は、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦指示前に合焦位置を検出させ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦指示前の合焦制御(コンティニアスＡＦともいう)を行う。本実施形態では、合焦指示前の合焦位置検出における検出領域が、図２Ｂに示すように、撮像素子１６によって撮像された画像７２のうち、位相差検出領域６８に対応する領域７４を包含しかつ当該領域７４よりも若干広い領域７６に設定されると共に、当該検出領域７６が、位相差ＡＦ検出部４４による位相差検出方向(ｘ方向)及び位相差検出方向に直交する方向(ｙ方向)に各々複数個の検出領域７８に分割されている。例えば図２Ｂの例では、検出領域７６がｘ方向に３個、ｙ方向にも３個で、合計９個の検出領域７８に分割されている。
このため、コントラストＡＦ検出部４２による合焦指示前の合焦位置検出は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、ＣＰＵ４６は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａの焦点位置が所定量ずつ移動するように、光学ユニット１２に内蔵されているフォーカスモータを光学ユニットドライバ１４によってステップ駆動させる。また、ＣＰＵ４６は、この処理と並行して、レンズ群１２Ａの焦点位置が所定量移動する度に撮像素子１６による撮像を行わせ、撮像素子１６によって撮像された画像の輝度情報(第１の態様に係る画像信号の一例)から、個々の検出領域７８毎に高周波成分を抽出・積算して合焦評価値(例えばコントラスト評価値)を演算し、演算した個々の検出領域７８毎の合焦評価値を、レンズ群１２Ａの焦点位置に対応する情報(例えばフォーカスモータに供給したパルス信号のパルス数とフォーカスモータの駆動方向から求まるフォーカスモータのステップ位置)と対応付けてメモリ４８等に記憶させる。
更に、ＣＰＵ４６は、レンズ群１２Ａの焦点位置の移動に伴う、複数個の検出領域７８のうち予め設定された基準検出領域７８(例えば検出領域７６の中央又はその付近に位置している検出領域７８)の合焦評価値の変化を監視し、基準検出領域７８の合焦評価値がピーク(極大値)に達した後、所定量(或いは所定割合)迄低下する変化を検知した場合には、基準検出領域７８の合焦評価値がピークのときのレンズ群１２Ａの焦点位置に対応する情報(フォーカスモータのステップ位置)を合焦位置として出力する。なお、本実施形態では、コントラストＡＦ検出部４２による合焦指示前の合焦位置検出において、基準検出領域７８以外の他の検出領域７８についても、個々の検出領域７８の合焦評価値がピークのときのレンズ群１２Ａの焦点位置(フォーカスモータのステップ位置)が各々検出される。
上記のようにしてコントラストＡＦ検出部４２で合焦位置が検出されると、ＣＰＵ４６は、光学ユニット１２に内蔵されているフォーカスモータを、検出された合焦位置に応じて光学ユニットドライバ１４によって駆動させることで、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａの焦点位置を検出された合焦位置へ移動させる合焦制御を行う。
また、次のステップ１０２では、ＣＰＵ４６は、シャッターボタンの半押し状態がレリーズスイッチ６０によって検出されたか否かに基づいて、被写体に対する合焦が指示されたか否か判定する。ＣＰＵ４６は、判定が否定された場合はステップ１００に戻り、ステップ１０２の判定が肯定される迄ステップ１００,１０２を繰り返す。従って、撮像装置１０が撮影モードで動作している間、ステップ１００における合焦位置の検出及び合焦制御は、シャッターボタンの半押し状態がレリーズスイッチ６０によって検出されることでステップ１０２の判定が肯定される迄、繰り返し実行される。
なお、ステップ１０２の判定が否定されている期間のコントラストＡＦ検出部４２による合焦位置の検出は、一定時間周期で行うようにしてもよいし、コントラストＡＦ検出部４２で基準検出領域７８の合焦評価値の演算を繰り返し、合焦評価値が所定値以上低下した、或いは所定割合以上低下した場合に、合焦位置の再検出を行うようにしてもよい。また、ステップ１０２の判定が否定されている期間は、撮像素子１６によって撮像された画像はスルー画としてＬＣＤ５２に表示されるが、これに限られるものではなく、撮像装置１０に光学ファインダが設けられている場合は、ＬＣＤ５２にスルー画を表示しないようにしてもよい。
また、シャッターボタンの半押し状態がレリーズスイッチ６０によって検出されると、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０４へ移行し、ＣＰＵ４６は、露出及びホワイトバランスを決定する自動露出決定処理を露出検出部４０によって行わせる。次のステップ１０６では、ＣＰＵ４６は、撮像素子１６によって撮像された画像における被写体輝度と、予め設定された合焦制御モードの情報を取得し、取得した情報に基づいて、合焦位置の検出方式としてコントラスト検出方式と位相差検出方式の何れが適切かを判定する。
例えば、位相差検出方式は被写体輝度が比較的低い場合に合焦位置の検出精度が低下するという特性があるので、取得した被写体輝度が予め設定した閾値以下の場合には、合焦位置の検出方式としてコントラスト検出方式が適切と判定される。また、合焦制御モードは、合焦位置の検出領域の設定を利用者が切替可能とするためのものであり、合焦位置の検出領域を画像の中央部に固定する「中央固定モード」や、合焦位置の検出領域の位置を撮影対象の被写体に応じて自動的に移動させる「オートモード」等が設けられている。本実施形態では、位相差検出領域６８が撮像素子１６の受光面６６内のほぼ中央部に設けられているので、例えば合焦制御モードが「中央固定モード」の場合は合焦位置の検出方式として位相差検出方式が適切と判定され、合焦制御モードが「中央固定モード」以外の場合は合焦位置の検出方式としてコントラスト検出方式が適切と判定される。
次のステップ１０８では、ＣＰＵ４６は、ステップ１０６で判定された合焦位置の検出方式がコントラスト検出方式か位相差検出方式かを判定し、判定結果に応じて分岐する。ステップ１０６で判定された合焦位置の検出方式がコントラスト検出方式の場合は、ＣＰＵ４６は、ステップ１０８からステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置を検出させ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。なお、ステップ１２６における合焦位置の検出では、前述した合焦指示前の合焦位置検出とは異なり、コントラストＡＦ検出部４２により、例えば撮像素子１６によって撮像された画像７２の中央の小エリア(例えば全画角の10％×10％程度のエリア）を対象として合焦評価値(コントラスト評価値)の演算・合焦位置の検出が行われる。
一方、ステップ１０６で判定された合焦位置の検出方式が位相差検出方式の場合は、ＣＰＵ４６は、ステップ１０８からステップ１１０へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２による合焦指示前の合焦位置検出で得られた合焦情報として、現在、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態か否かを表す情報、合焦評価値がピークのときのレンズ群１２Ａの焦点位置(フォーカスモータのステップ位置)を個々の検出領域７８毎に表す情報(合焦評価値ピーク位置)、及び、レンズ群１２Ａの現在の状態での個々の検出領域７８毎の合焦評価値をコントラストＡＦ検出部４２から各々取得する。なお、このステップ１１０は、合焦指示前の合焦位置検出をコントラストＡＦ検出部４２によって行わせる先のステップ１００と共に、本発明に係る取得手段(より詳しくは第８の態様の取得手段)による処理の一例である。
次のステップ１１２では、ＣＰＵ４６は、ステップ１１０で取得した合焦情報に基づいて、現在、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態か否かを判定する。ステップ１１２の判定が肯定された場合、レンズ群１２Ａが現在合焦している被写体に対しては、コントラストＡＦ検出部４２により、レンズ群１２Ａの焦点位置と個々の検出領域７８毎の合焦評価値との関係が検出されているので、ステップ１１０でコントラストＡＦ検出部４２から取得した個々の検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置は信頼性が高いと判断できる。
このため、ＣＰＵ４６は、ステップ１１２の判定が肯定された場合はステップ１１４へ移行し、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦評価値ピーク位置について、基準検出領域７８の合焦評価値ピーク位置との偏差を各々算出し、算出した偏差が予め設定された閾値以内か否かを各々判定することで、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数を計数する。なお、例えば合焦評価値ピーク位置がフォーカスモータのステップ位置で表されている場合、合焦評価値ピーク位置の偏差はフォーカスモータに供給する駆動信号のパルス数で表され、合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内か否かの判定は、合焦評価値ピーク位置の偏差を表すパルス数が所定値以下か否かを判定することで行われる。
次のステップ１１６では、ＣＰＵ４６は、ステップ１１４で計数された検出領域７８の数(基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数)が所定値以上か否かを判定する。なお、ステップ１１６の判定における所定値としては、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数に１(基準検出領域７８の数)を加えた数が検出領域７８の総数の過半数に達するか否かを判定する値を用いることができるが、それよりも大きい値を用いてもよい。
ステップ１１６の判定が否定された場合、例として図６(１)に示すように、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８のうち、基準検出領域７８と同一の被写体が対応しているか、或いは基準検出領域７８に対応している被写体と近い距離に存在する被写体が対応している検出領域７８の数が比較的少なく、画像上での主要被写体のサイズが比較的小さいので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低いと判断できる。このため、ＣＰＵ４６は、ステップ１１６の判定が否定された場合はステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
一方、ステップ１１６の判定が肯定された場合、例として図６(２)に示すように、画像上での主要被写体のサイズが比較的大きいために、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８のうち、基準検出領域７８と同一の被写体が対応している検出領域７８の数が比較的多いか、或いは、例として図６(３)に示すように、互いに近い距離に被写体が複数存在しており、互いに近い距離に存在している被写体の画像上での分布範囲が広いために、基準検出領域７８に対応している被写体と近い距離に存在する被写体が対応している検出領域７８の数が比較的多いと判断できる。
上記のような場合は位相差検出方式で合焦位置を精度良く検出できるので、ＣＰＵ４６は、ステップ１１６の判定が肯定された場合はステップ１２４へ移行し、位相差ＡＦ検出部４４によって合焦位置の検出を行わせる。これにより、位相差ＡＦ検出部４４は、撮像素子１６に設けられた位相差検出画素から出力される検出信号に基づいて前述の相関演算を行うことで、位相差検出方式によって合焦位置の検出(より詳しくは、合焦位置に対する光学ユニット１２のレンズ群１２Ａの現在の焦点位置のずれ量の検出)を行う。そして、位相差ＡＦ検出部４４によって合焦位置が検出されると、検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
このように、合焦指示前の合焦位置検出によって得られた合焦情報に基づいて、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦している被写体が、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体か否かを判断し、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する場合にはコントラスト検出方式で合焦位置を検出し、位相差検出方式で合焦位置を精度良く検出できる場合は位相差検出方式で合焦位置を検出するので、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体が撮像される場合に、合焦制御の精度が低下したり、合焦が指示されてから合焦が完了する迄の時間が長時間化することを回避することができる。
また、先のステップ１１２の判定において、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態でなかった場合、ＣＰＵ４６は、ステップ１１０で取得した個々の検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置は信頼性が低いと判断できるので、ステップ１１２の判定が否定された場合はステップ１１８へ移行し、ステップ１１０で取得した合焦情報に含まれる、レンズ群１２Ａの現在の状態での基準検出領域７８の合焦評価値が所定値以上か否か判定する。
この判定は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａの現在の状態が合焦状態に近いか否かを判定しており、ステップ１１８の判定が肯定された場合、ステップ１１０で取得した合焦情報に含まれる、レンズ群１２Ａの現在の状態での個々の検出領域７８の合焦評価値は、個々の検出領域７８に対応している被写体との距離と或る程度の相関があると判断できる。このため、ＣＰＵ４６は、ステップ１１８の判定が肯定された場合はステップ１２０へ移行し、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦評価値について、基準検出領域７８の合焦評価値に所定の係数(１未満の、例えば0.8程度の値)を乗じた基準値以上か否かを各々判定することで、合焦評価値が基準値以上の検出領域７８の数を計数する。そしてステップ１２２では、ＣＰＵ４６は、ステップ１２０で計数された検出領域７８の数(合焦評価値が基準値以上の検出領域７８の数)が所定値以上か否かを判定する。
ステップ１２２の判定が否定された場合は、前述のステップ１１６の判定が否定された場合と同様に、画像上での主要被写体のサイズが比較的小さく、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低いと推測できるので、ＣＰＵ４６は、ステップ１２２の判定が否定された場合はステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
また、ステップ１２２の判定が肯定された場合は、前述のステップ１１６の判定が肯定された場合と同様に、画像上での主要被写体のサイズが比較的大きいか、互いに近い距離に存在している被写体の画像上での分布範囲が広く、位相差検出方式で合焦位置を精度良く検出できると推測することができる。このため、ＣＰＵ４６は、ステップ１２２の判定が肯定された場合はステップ１２４へ移行し、位相差ＡＦ検出部４４によって合焦位置の検出を行わせ、位相差ＡＦ検出部４４によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
また、先のステップ１１８の判定が否定された場合は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａの現在の状態が合焦状態と比較的大きく隔たっており、個々の検出領域７８の合焦評価値は、個々の検出領域７８に対応している被写体との距離と相関が低いと判断できる。従って、ＣＰＵ４６は、ステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
上述した合焦制御処理において、ステップ１１２〜１１６,１１８〜１２６は本発明の制御手段による処理の一例であり、より詳しくは、ステップ１１４,１１６は第１の態様に記載の制御手段による処理の一例、ステップ１１２,１１８〜１２２は第８の態様に記載の制御手段による処理の一例である。
なお、上述した合焦制御処理のうち、ステップ１１８〜ステップ１２２は、検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置の信頼性が低いために、検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置を検出領域７８毎の合焦評価値で代用して、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体か否かを判断している。よって、検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置を用いるステップ１１４,１１６に比べると、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低下する被写体か否かの判断の精度は低い。このため、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態でなかったことでステップ１１２の判定が否定された場合には、ＣＰＵ４６は、ステップ１１８〜ステップ１２２を行うことなくステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行うようにしてもよい。
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態は第１実施形態と同一の構成であるので、各部分に同一の符号を付して構成の説明を省略し、以下、図７を参照し、本第２実施形態に係る合焦制御処理について、第１実施形態で説明した合焦制御処理(図５)と異なる部分についてのみ説明する。
本第２実施形態に係る合焦制御処理では、ＣＰＵ４６は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態であったことでステップ１１２の判定が肯定された場合にステップ１３０へ移行し、まず、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦評価値ピーク位置について、基準検出領域７８の合焦評価値ピーク位置との偏差を各々算出し、算出した偏差が予め設定された閾値以内か否かを各々判定する。そして、位相差検出方向であるｘ方向に沿って並ぶ複数の検出領域７８で各々構成される複数の検出領域行８２(図８Ｂ参照：本実施形態で説明している例では検出領域７８が３×３＝９個設けられているので、ｘ方向に沿って並ぶ３個の検出領域７８で各々構成される検出領域行８２が３個存在している)の中に、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合(例えば50％)を超えている検出領域行８２が有るか否かを探索する。
次のステップ１３２では、ＣＰＵ４６は、ステップ１３０の探索で該当する検出領域行８２が発見されたか否かを判定する。ＣＰＵ４６は、ステップ１３２の判定が否定された場合はステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
一方、ＣＰＵ４６は、ステップ１３２の判定が肯定された場合はステップ１３４へ移行し、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として、ステップ１３０で発見された検出領域行８２、すなわち、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域行８２に対応する受光面６６上の範囲を設定する。そして、次のステップ１２４において、ＣＰＵ４６は、位相差ＡＦ検出部４４により、ステップ１３４で設定した領域に対応する撮像素子１６の受光面６６上の範囲に設けられた位相差検出画素からの検出信号に基づいて合焦位置の検出を行わせ、位相差ＡＦ検出部４４によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
上記処理について更に説明する。位相差検出方式による合焦位置の検出では、基本的には、受光面６６の位相差検出領域６８内の各位置に設けられた位相差検出画素(対)のうち、図８Ａに示すように、位相差検出方向であるｘ方向に沿って並ぶ複数の位相差検出画素(対)から成る位相差検出ライン８０を単位として、位相差検出画素からの検出信号に基づく位相差量の検出が行われる。但し、実際にはノイズの影響を低減したい等の理由により、複数の位相差検出ライン８０上に位置しかつ位相差検出方向に沿った位置が同一の複数の位相差検出画素の検出信号を平均化又は加算し、この平均化又は加算を経て得られる検出信号に基づいて位相差量の検出を行っている。
このため、位相差検出領域６８全体を対象として位相差検出方式による合焦位置の検出を行う場合、例えば合焦対象の主要被写体の受光面６６上での形状が、ｘ方向(位相差検出方向)に沿った細長い形状(ｘ方向サイズが大きくｙ方向サイズが小さい形状)であったとすると、上記の検出信号の平均化又は加算に伴い、主要被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号に、主要被写体に対応していない位相差検出画素からの検出信号が混合されてしまい、合焦位置の検出精度が低下するという問題が生ずる。
このため、本第２実施形態では、ｘ方向(位相差検出方向)に沿って並ぶ複数の検出領域７８から成る検出領域行８２を単位として、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合(例えば50％)を超えているか否かを判定し、該当する検出領域行８２に対応する受光面６６上の範囲を、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として設定している。
上記処理により、例えば図９Ａに示すように、１行目の検出領域行８２Ａにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が１個(割合が33％)、２行目の検出領域行８２Ｂにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が３個(割合が100％)、３行目の検出領域行８２Ｃにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が０個(割合が０％)の場合、２行目の検出領域行８２に対応する受光面６６上の範囲が、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として設定される。
また、例えば図９Ｂに示すように、１行目の検出領域行８２Ａにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、２行目の検出領域行８２Ｂにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が３個(割合が100％)、３行目の検出領域行８２Ｃにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が１個(割合が33％)の場合、１行目及び２行目の検出領域行８２に対応する受光面６６上の範囲が、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として設定される。
上記の処理では、受光面６６上の位相差検出領域６８のうち、基準検出領域７８と同一の被写体が対応しているか、或いは基準検出領域７８に対応している被写体と近い距離に存在する被写体が対応している検出領域７８が所定割合以上分布している領域に対応する範囲を用いて、位相差検出方式で合焦位置の検出が行われることになるので、検出信号の平均化又は加算に際し、主要被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号に、主要被写体に対応していない位相差検出画素からの検出信号が混合される確率が低減されることで、第１実施形態と比較して、位相差検出方式による合焦位置の検出精度を向上させることができる。
また、ＣＰＵ４６は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態でないことでステップ１１２の判定が否定され、更に、レンズ群１２Ａの現在の状態での基準検出領域７８の合焦評価値が所定値以上であったことでステップ１１８の判定が肯定された場合はステップ１３６へ移行し、まず、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦評価値が、基準検出領域７８の合焦評価値に所定の係数(１未満の、例えば0.8程度の値)を乗じた基準値以上か否かを各々判定する。そして、ＣＰＵ４６は、複数の検出領域行８２の中に、合焦評価値が基準値以上の検出領域７８の割合が所定割合(例えば50％)を超えている検出領域行８２が有るか否かを探索する。
ステップ１３６の判定が否定された場合、位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低いと推測できるので、ＣＰＵ４６は、ステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
また、ＣＰＵ４６は、ステップ１３６の判定が肯定された場合はステップ１４０へ移行し、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として、ステップ１３６で発見された検出領域行８２、すなわち、合焦評価値が基準値以上の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域行８２に対応する受光面６６上の範囲を設定する。そして、ＣＰＵ４６は、ステップ１２４へ移行し、位相差ＡＦ検出部４４により、ステップ１４０で設定した領域に対応する撮像素子１６の受光面６６上の範囲に設けられた位相差検出画素からの検出信号に基づいて合焦位置の検出を行わせ、位相差ＡＦ検出部４４によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
上記の処理についても、受光面６６上の位相差検出領域６８のうち、基準検出領域７８と同一の被写体が対応しているか、或いは基準検出領域７８に対応している被写体と近い距離に存在する被写体が対応していると推測される検出領域７８が所定割合以上分布している領域に対応する範囲を用いて、位相差検出方式で合焦位置の検出が行われることになるので、検出信号の平均化又は加算に際し、主要被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号に、主要被写体に対応していない位相差検出画素からの検出信号が混合される確率が低減されることで、第１実施形態と比較して、位相差検出方式による合焦位置の検出精度を向上させることができる。
上述した合焦制御処理において、ステップ１１２,１３０〜１３２,１１８,１３６,１３８,１２４,１２６は本発明の制御手段による処理の一例であり、より詳しくは、ステップ１３０〜１３２は第４,６の態様に記載の制御手段による処理の一例、ステップ１１２,１１８,１３６〜１３８は第８の態様に記載の制御手段による処理の一例である。また、ステップ１３４は本発明の設定手段(より詳しくは第４の態様に記載の設定手段)による処理の一例である。
なお、第２実施形態で説明した合焦制御処理(図７)についても、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態でなかったことでステップ１１２の判定が否定された場合には、ステップ１１８,ステップ１３６〜ステップ１４０を行うことなくステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行うようにしてもよい。
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態は第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成であるので、各部分に同一の符号を付して構成の説明を省略し、以下、図１０を参照し、本第３実施形態に係る合焦制御処理について、第１実施形態で説明した合焦制御処理(図５)と異なる部分についてのみ説明する。
本第３実施形態に係る合焦制御処理では、第１実施形態で説明した合焦制御処理(図５)及び第２実施形態で説明した合焦制御処理(図７)と同様に、ステップ１００で合焦指示前の合焦位置検出が行われる。但し、本第３実施形態では、図１１Ａに示す合焦指示前の合焦位置検出における検出領域７６が、図１１Ｂに示すように、位相差検出方向(ｘ方向)に沿ってより多数個に分割されている。例えば図１１Ｂに示す例では、検出領域７６がｘ方向に沿って９個に分割されると共に、位相差検出方向に直交するｙ方向には第１及び第２実施形態と同様に３個に分割されており、合計して２７個の検出領域７８が設けられている。
このため、合焦指示前の合焦位置検出において、コントラストＡＦ検出部４２は、２７個の検出領域７８の各々を単位として合焦評価値(コントラスト評価値)の演算を行い、レンズ群１２Ａの焦点位置と個々の検出領域７８毎の合焦評価値との関係を検出する。
また、本第３実施形態に係る合焦制御処理では、ＣＰＵ４６は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態であったことでステップ１１２の判定が肯定された場合にステップ１４４へ移行し、まず、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦評価値ピーク位置について、基準検出領域７８の合焦評価値ピーク位置との偏差を各々算出し、算出した偏差が予め設定された閾値以内か否かを各々判定する。そして、位相差検出方向に直交するｙ方向に沿って並ぶ複数の検出領域７８で各々構成される複数の検出領域列８４(図１１Ｂ参照：本第３実施形態で説明している例では検出領域７８が９×３＝２７個設けられているので、ｙ方向に沿って並ぶ３個の検出領域７８で各々構成される検出領域列８４は９個存在している)の中に、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合(例えば50％)を超えている検出領域列８４が有るか否かを探索する。
ＣＰＵ４６は、次のステップ１４６では、ステップ１４４の探索で該当する検出領域列８４が発見され、かつ該当する検出領域列８４がｘ方向(位相差検出方向)に所定数以上連続しており、かつ該当する検出領域列８４がｘ方向(位相差検出方向)に所定数以上連続している範囲に、基準検出領域７８を含む検出領域列８４が存在しているか否か判定する。ＣＰＵ４６は、ステップ１４６の判定が否定された場合はステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
一方、ＣＰＵ４６は、ステップ１４６の判定が肯定された場合はステップ１４８へ移行し、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる領域として、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４がｘ方向に所定数以上連続している領域に対応する受光面６６上の範囲を設定する。そして、ＣＰＵ４６は、次のステップ１２４において、位相差ＡＦ検出部４４により、ステップ１４８で設定した領域に対応する撮像素子１６の受光面６６上の範囲に設けられた位相差検出画素からの検出信号に基づいて合焦位置の検出を行わせ、位相差ＡＦ検出部４４によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
上記処理について更に説明する。前述のように、位相差検出方式による合焦位置の検出では、ＣＰＵ４６は、複数の位相差検出ライン８０上に位置しかつ位相差検出方向に沿った位置が同一の複数の位相差検出画素の検出信号を平均化又は加算し、この平均化又は加算を経て得られる検出信号に基づいて位相差量の検出を行っている。このため、検出信号の平均化又は加算に伴い、主要被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号に、主要被写体に対応していない位相差検出画素からの検出信号が混合されると、合焦位置の検出精度の低下が生ずるものの、検出信号の平均化又は加算の対象とする位相差検出画素の数が少ない場合にも、ノイズ等の影響で合焦位置の検出精度が低下するという問題がある。
このため、本第３実施形態では、ＣＰＵ４６は、ｙ方向(位相差検出方向に直交する方向)に沿って並ぶ複数の検出領域７８から成る検出領域列８４を単位として、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合(例えば50％)を超えているか否かを判定する。また、位相差検出方式による合焦位置の検出では、位相差検出方向に沿った位相差検出領域の長さが短くなると、合焦位置の検出可能範囲が制限されることで合焦位置の検出精度が低下するという特性を有している。このため、本第３実施形態では、合焦指示前の合焦位置検出における検出領域７６を、位相差検出方向(ｘ方向)に沿ってより多数個に分割しておき、合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４が、ｘ方向に所定数以上連続し、かつ所定数以上連続する範囲の中に基準検出領域７８を含む検出領域列８４も存在しているかを否か判定し、該当する領域(検出領域列８４がｘ方向に所定数以上連続している領域)に対応する受光面６６上の範囲を、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として設定している。
上記処理により、例えば図１２Ａに示すように、１列目の検出領域列８４Ａにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が０個(割合が0％)、２列目の検出領域列８４Ｂにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が０個(割合が0％)、３列目の検出領域列８４Ｃにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、４列目の検出領域列８４Ｄにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、５列目の検出領域列８４Ｅにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が３個(割合が100％)、６列目の検出領域列８４Ｆにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、７列目の検出領域列８４Ｇにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、８列目の検出領域列８４Ｈにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、９列目の検出領域列８４Ｊにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が０個(割合が0％)の場合、合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４が、３列目の検出領域列８４Ｃから７列目の検出領域列８４Ｈで６個連続し、かつその中には基準検出領域７８を含む検出領域列８４Ｅも存在しているので、検出領域列８４Ｃ〜検出領域列８４Ｈに対応する受光面６６上の範囲が、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として設定される。
また、例えば図１１Ｂに示すように、１列目の検出領域列８４Ａにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、２列目の検出領域列８４Ｂにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、３列目の検出領域列８４Ｃにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が１個(割合が33％)、４列目の検出領域列８４Ｄにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が１個(割合が33％)、５列目の検出領域列８４Ｅにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、６列目の検出領域列８４Ｆにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)、７列目の検出領域列８４Ｇにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が３個(割合が100％)、８列目の検出領域列８４Ｈにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が３個(割合が100％)、９列目の検出領域列８４Ｊにおける合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数が２個(割合が66％)の場合、合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４の連続長さは、最大でも５列目の検出領域列８４Ｅから９列目の検出領域列８４Ｊの５個であり、これが所定数未満であるとすると、コントラスト検出方式で合焦位置の検出が行われることになる。
上記の処理では、受光面６６上の位相差検出領域６８のうち、基準検出領域７８と同一の被写体が対応しているか、或いは基準検出領域７８に対応している被写体と近い距離に存在する被写体が対応している検出領域７８がｘ方向にもｙ方向にも所定値以上の割合で分布している領域に対応する範囲を用いて、位相差検出方式で合焦位置の検出が行われる。よって、検出信号の平均化又は加算に際し、主要被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号に、主要被写体に対応していない位相差検出画素からの検出信号が混合される確率が低減されると共に、検出信号の平均化又は加算の対象となる位相差検出画素の数も確保されることで、第１実施形態、更には第２実施形態と比較しても、位相差検出方式による合焦位置の検出精度を向上させることができる。
また、ＣＰＵ４６は、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態でないことでステップ１１２の判定が否定され、更に、レンズ群１２Ａの現在の状態での基準検出領域７８の合焦評価値が所定値以上であったことでステップ１１８の判定が肯定された場合はステップ１５０へ移行し、まず、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦評価値が、基準検出領域７８の合焦評価値に所定の係数(１未満の、例えば0.8程度の値)を乗じた基準値以上か否かを各々判定する。そして、複数の検出領域列８４の中に、合焦評価値が基準値以上の検出領域７８の割合が所定割合(例えば50％)を超えている検出領域列８４が有るか否かを探索する。
次のステップ１５２では、ＣＰＵ４６は、ステップ１５０の探索で該当する検出領域列８４が発見され、かつ該当する検出領域列８４がｘ方向(位相差検出方向)に所定数以上連続しており、かつ該当する検出領域列８４がｘ方向(位相差検出方向)に所定数以上連続している範囲に、基準検出領域７８を含む検出領域列８４が存在しているか否か判定する。位相差検出方式では合焦位置の検出精度が低いと推測できるので、ＣＰＵ４６は、ステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
また、ＣＰＵ４６は、ステップ１５２の判定が肯定された場合はステップ１５４へ移行し、位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる領域として、合焦評価値が基準値以上の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４がｘ方向に所定数以上連続している領域に対応する受光面６６上の範囲を設定する。そして、ＣＰＵ４６は、ステップ１２４へ移行し、位相差ＡＦ検出部４４により、ステップ１５４で設定した領域に対応する撮像素子１６の受光面６６上の範囲に設けられた位相差検出画素からの検出信号に基づいて合焦位置の検出を行わせ、位相差ＡＦ検出部４４によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
上記の処理についても、受光面６６上の位相差検出領域６８のうち、基準検出領域７８と同一の被写体が対応しているか、或いは基準検出領域７８に対応している被写体と近い距離に存在する被写体が対応していると推測される検出領域７８がｘ方向にもｙ方向にも所定値以上の割合で分布している領域に対応する範囲を用いて、位相差検出方式で合焦位置の検出が行われることになるので、検出信号の平均化又は加算に際し、主要被写体に対応している位相差検出画素からの検出信号に、主要被写体に対応していない位相差検出画素からの検出信号が混合される確率が低減されると共に、検出信号の平均化又は加算の対象となる位相差検出画素の数も確保されることで、第１実施形態、更には第２実施形態と比較しても、位相差検出方式による合焦位置の検出精度を向上させることができる。
上述した合焦制御処理において、ステップ１１２,１４４〜１４６,１１８,１５０,１５２,１２４,１２６は本発明の制御手段による処理の一例であり、より詳しくは、ステップ１４４〜１４６は第５,７の態様に記載の制御手段による処理の一例、ステップ１１２,１１８,１５０〜１５２は第８の態様に記載の制御手段による処理の一例である。また、ステップ１４８は本発明の設定手段(より詳しくは第５の態様に記載の設定手段)による処理の一例である。
なお、第３実施形態で説明した合焦制御処理(図１０)についても、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態でなかったことでステップ１１２の判定が否定された場合に、ステップ１１８,ステップ１５０〜ステップ１５４を行うことなくステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行うようにしてもよい。
〔第４実施形態〕
次に本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態は第１〜第３実施形態と同一の構成であるので、各部分に同一の符号を付して構成の説明を省略し、以下、図１３を参照し、本第４実施形態に係る合焦制御処理について、第１実施形態で説明した合焦制御処理(図５)と異なる部分についてのみ説明する。
本第４実施形態に係る合焦制御処理では、ステップ１６０において、第１〜第３実施形態で説明した合焦制御処理と同様に、コントラストＡＦ検出部４２によって合焦指示前の合焦位置検出処理が行われる。但し、本第４実施形態に係る合焦指示前の合焦位置検出処理では、ＣＰＵ４６は、コントラストＡＦ検出部４２により、個々の検出領域７８毎に合焦評価値(コントラスト評価値)を演算し、レンズ群１２Ａの焦点位置と合焦評価値との関係を個々の検出領域７８毎に検出する処理に加え、輝度が閾値以上の高輝度領域(例えば輝度が飽和している領域)が存在しているか否かを個々の検出領域７８毎に判定する高輝度領域判定処理、及びレンズ群１２Ａの焦点位置を移動させたときの個々の検出領域７８毎の測光値の変化を監視し、個々の検出領域７８の測光値が最小となるときのレンズ群１２Ａの焦点位置(測光値最小位置)を個々の検出領域７８毎に検出する測光値最小位置検出処理も行う。
また、本第４実施形態に係る合焦制御処理では、被写体輝度及び合焦制御モードに基づいて選択された合焦位置の検出方式が位相差検出方式であった場合に、ＣＰＵ４６は、ステップ１０８からステップ１６２へ移行し、ステップ１６０の合焦指示前の合焦制御における合焦情報として、コントラストＡＦ検出部４２によるステップ１６０の合焦指示前の合焦位置検出で得られた合焦情報として、現在、レンズ群１２Ａが合焦状態か否かを表す情報、個々の検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置、個々の検出領域７８毎の高輝度領域の判定結果、及び、個々の検出領域７８毎の測光値最小位置をコントラストＡＦ検出部４２から各々取得する。
次のステップ１１２では、ＣＰＵ４６は、第１実施形態と同様に、現在、光学ユニット１２のレンズ群１２Ａが合焦状態か否かを判定する。本第４実施形態では、ＣＰＵ４６は、ステップ１１２の判定が否定された場合にステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行うが、第１実施形態で説明した合焦制御処理(図５)のステップ１１８〜ステップ１２２を行うようにしてもよい。
一方、ＣＰＵ４６は、ステップ１１２の判定が肯定された場合はステップ１６４へ移行する。ステップ１１２の判定が肯定された場合、コントラストＡＦ検出部４２から取得した個々の検出領域７８毎の合焦評価値ピーク位置はおおむね信頼性が高いと判断できる。但し、コントラスト検出方式における合焦評価値は、合焦評価値の演算対象の領域内に高輝度領域が存在していると高輝度領域からの影響が支配的となり、例えば高輝度領域に輝度変化があればそれに応じてコントラスト評価値が変動する。このため、コントラストＡＦ検出部４２から取得した合焦評価値ピーク位置のうち高輝度領域判定処理で高輝度領域有りと判定された検出領域７８については、本来の合焦位置とは異なる位置を指し示している可能性が高い。
このため、ステップ１６４では、ＣＰＵ４６は、高輝度領域判定処理で高輝度領域無しと判定された検出領域７８については、第１〜第３実施形態と同様に、コントラストＡＦ検出部４２から取得した合焦評価値ピーク位置を合焦位置に設定する一方、高輝度領域判定処理で高輝度領域有りと判定された検出領域７８については、レンズ群１２Ａの焦点位置が合焦位置から偏倚するに従って画像上の高輝度領域の面積が増大し、高輝度領域が存在している検出領域７８の測光値が増大することに基づき、コントラストＡＦ検出部４２から取得した測光値最小位置を合焦位置に設定する。
また、ステップ１６６では、ＣＰＵ４６は、基準検出領域７８以外の個々の検出領域７８の合焦位置(高輝度領域無しと判定された検出領域７８では合焦評価値ピーク位置、高輝度領域有りと判定された検出領域７８では測光値最小位置)について、基準検出領域７８の合焦位置との偏差を各々算出し、算出した偏差が予め設定された閾値以内か否かを各々判定することで、基準検出領域７８との合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数を計数する。次のステップ１１６では、ＣＰＵ４６は、ステップ１６６で計数された検出領域７８の数(基準検出領域７８との合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の数)が所定値以上か否かを判定する。
そして、第１実施形態と同様に、ＣＰＵ４６は、ステップ１１６の判定が否定された場合にはステップ１２６へ移行し、コントラストＡＦ検出部４２によってコントラスト検出方式で合焦位置の検出を行わせ、コントラストＡＦ検出部４２によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。また、ＣＰＵ４６は、ステップ１１６の判定が肯定された場合はステップ１２４へ移行し、位相差ＡＦ検出部４４によって位相差検出方式で合焦位置の検出を行わせ、位相差ＡＦ検出部４４によって検出された合焦位置に基づいて合焦制御を行う。
このように、本第４実施形態では、高輝度領域が存在している検出領域７８の合焦評価値ピーク位置が、高輝度領域の影響で本来の合焦位置とは異なる位置を指し示していた場合にも、この影響を抑制し、合焦位置の検出方式として適切な検出方式を選択することができる。
上述した合焦制御処理において、ステップ１６０,１６２は本発明の設定手段(より詳しくは第１０の態様に記載の設定手段)による処理の一例であり、ステップ１６４は本発明の更新手段による処理の一例、ステップ１６６,１１６,１２４,１２６は本発明の制御手段による処理の一例である。
なお、第１及び第４実施形態では、合焦位置の検出方式としてコントラスト検出方式又は位相差検出方式を選択する処理のみを行い、位相差検出方式での合焦位置の検出には位相差検出領域６８全体が用いられる態様を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８、又は、合焦評価値が基準検出領域７８の合焦評価値に基づいて設定した基準値以上の検出領域７８、又は、基準検出領域７８との合焦位置の偏差が閾値以内の検出領域７８のみから成る領域に対応する受光面６６上の領域を、位相差検出方式での合焦位置の検出に用いる領域として設定するようにしてもよい。
また、第２実施形態では、複数の検出領域行８２の中に、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域行８２が有るか否かを判定することで、合焦位置の検出にコントラスト検出方式と位相差検出方式の何れを用いるかを選択する処理と、位相差検出方式での合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域行８２に対応する受光面６６上の範囲を設定する処理と、を組み合わせた態様を説明した。しかし、これに限定されるものではなく、例えば位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域を変更できない等の制約が有る等の場合には、複数の検出領域行８２の中に、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域行８２が有るか否かを判定することで、合焦位置の検出にコントラスト検出方式と位相差検出方式の何れを用いるかを選択する処理を単独で行なってもよい。第６の態様に記載の発明はこのような態様も権利範囲に含むものである。
また、第３実施形態では、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４がｘ方向(位相差検出方向)に所定数以上連続しており、かつその中に基準検出領域７８を含む検出領域列８４が存在しているか否か判定することで、合焦位置の検出にコントラスト検出方式と位相差検出方式の何れを用いるかを選択する処理と、位相差検出方式での合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域として、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４がｘ方向に所定数以上連続している領域に対応する受光面６６上の範囲を設定する処理と、を組み合わせた態様を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば位相差検出方式で合焦位置の検出に用いる受光面６６上の領域を変更できない等の制約が有る等の場合には、基準検出領域７８との合焦評価値ピーク位置の偏差が閾値以内の検出領域７８の割合が所定割合を超えている検出領域列８４がｘ方向(位相差検出方向)に所定数以上連続しており、かつその中に基準検出領域７８を含む検出領域列８４が存在しているか否か判定することで、合焦位置の検出にコントラスト検出方式と位相差検出方式の何れを用いるかを選択する処理を単独で行なってもよい。第７の態様に記載の発明はこのような態様も権利範囲に含むものである。
また、第４実施形態では、合焦指示前の合焦位置検出において、個々の検出領域７８毎に高輝度領域の判定と測光値最小位置の検出を行い、高輝度領域有りと判定された検出領域７８については合焦位置として測光値最小位置を用いる処理を、第１実施形態で説明した合焦制御処理(図５)と組み合わせた態様を説明したが、これに限定されるものではなく、第２実施形態で説明した合焦制御処理(図７)や第３実施形態で説明した合焦制御処理(図１０)と組み合わせてもよい。
また、上記では本発明の取得手段や制御手段、設定手段、更新手段が、撮像装置１０のＣＰＵ４６によって合焦制御プログラムが実行されることで実現される態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記各手段は電子回路、詳しくは半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアで実現することも可能である。
また、上記では、光学ユニット１２及び撮像素子１６が１組設けられた単眼の撮像装置１０に本発明を適用した態様を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば立体画像の撮影等を目的として光学ユニット及び撮像素子を備えた撮像部が複数組が設けられた撮像装置に本発明を適用し、例えば一方の撮像部で撮影された画像に基づいて位相差検出方式又はコントラスト検出方式を選択して合焦制御を行い、他方の撮像部では、位相差検出方式又はコントラスト検出方式の選択結果を取得し、取得した選択結果に従って合焦制御を行うようにしてもよい。
また、上記では静止画像を撮影する撮像装置に本発明を適用した態様を説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は動画像を撮影する撮像装置における合焦位置の検出方式の選択に適用することも可能である。
また、上記では本発明に係る撮像装置の制御プログラムの一例である合焦制御プログラムがフラッシュＲＯＭ５０に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、本発明に係る撮像装置の制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
日本出願特願２０１１−０７９５８２の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１ｘ,１ｙ 位相差検出画素
１０ 撮像装置
１２ 光学ユニット
１２Ａ レンズ群
１６ 撮像素子
４２ コントラストＡＦ検出部
４４ 位相差ＡＦ検出部
４６ ＣＰＵ
６８ 位相差検出領域
７２ 画像
７８ 検出領域
８０ 位相差検出ライン
８２ 検出領域行
８４ 検出領域列

Claims (11)

  1. 受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、前記画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを前記光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、前記焦点位置と前記合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段と、
    前記位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する第２検出手段と、
    前記画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置を取得する取得手段と、
    前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記複数の検出領域のうち、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の数が所定値未満の場合は前記第１検出部を選択し、検出された合焦位置の偏差が前記閾値以内の検出領域の数が所定値以上の場合は前記第２検出部を選択し、前記選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、前記選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による前記光学系の合焦制御を行わせる制御手段と、
    を含む撮像装置。
  2. 前記複数の検出領域は、前記撮像素子の前記受光面内の前記位相差検出画素が配置された領域を包含する領域に対応する画像上の領域を、複数個に分割した領域である請求項１記載の撮像装置。
  3. 前記制御手段によって前記第２検出部が選択された場合に、前記複数の検出領域のうち、前記基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の分布に基づいて、前記撮像素子の前記受光面内の前記位相差検出画素が配置された領域のうち、前記位相差検出画素から出力された前記検出信号を前記第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲を設定する設定手段を更に備えた請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
  4. 前記複数の検出領域は、前記第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ前記第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成り、
    前記制御手段は、前記第１方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域行の中に、前記複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える前記検出領域行が有る場合に前記第２検出部を選択し、
    前記設定手段は、前記位相差検出画素から出力された前記検出信号を前記第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲を、検出された合焦位置の前記偏差が前記閾値以内の検出領域の割合が前記設定値を超える前記検出領域行に対応する範囲に設定する請求項３記載の撮像装置。
  5. 前記複数の検出領域は、前記第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ前記第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成り、
    前記制御手段は、前記第２方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域列の中に、前記複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える前記検出領域列が、前記第１方向に沿って所定数以上連続している場合に前記第２検出部を選択し、
    前記設定手段は、前記位相差検出画素から出力された前記検出信号を前記第２検出手段が合焦位置の検出に用いる範囲を、検出された合焦位置の前記偏差が前記閾値以内の検出領域の割合が前記設定値を超える前記検出領域列が、前記第１方向に沿って所定数以上連続している領域に対応する範囲に設定する請求項３記載の撮像装置。
  6. 前記複数の検出領域は、前記第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ前記第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成り、
    前記制御手段は、前記第１方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域行の中に、前記複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える前記検出領域行が無い場合は前記第１検出部を選択し、複数の前記検出領域行の中に、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が前記閾値以内の検出領域の割合が前記設定値を超える前記検出領域行が有る場合は前記第２検出部を選択する請求項１〜４の何れか１項記載の撮像装置。
  7. 前記複数の検出領域は、前記第２検出手段の位相差検出方向である第１方向に複数個、かつ前記第１方向に交差する第２方向に複数個の検出領域がマトリクス状に隣接配置されて成り、
    前記制御手段は、前記第２方向に沿って並ぶ複数の検出領域で各々構成される複数の検出領域列の中に、前記複数の検出領域のうち基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の割合が設定値を超える前記検出領域列が、前記第１方向に沿って所定数以上連続していない場合は前記第１検出部を選択し、検出された合焦位置の偏差が前記閾値以内の検出領域の割合が前記設定値を超える前記検出領域列が、前記第１方向に沿って所定数以上連続している場合は前記第２検出部を選択する請求項１、請求項２、請求項３及び請求項５の何れか１項記載の撮像装置。
  8. 前記取得手段は、前記複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させている間、前記第１検出手段によって検出された合焦位置を用いた前記光学系の合焦制御を前記合焦制御手段によって行わせると共に、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に演算された前記複数の検出領域毎の前記合焦評価値も取得し、
    前記制御手段は、前記指示手段を介して合焦が指示された際に前記光学系が合焦状態の場合は、前記取得手段によって取得された前記複数の検出領域毎の合焦位置の偏差に基づいて前記第１検出部又は前記第２検出部を選択し、前記指示手段を介して合焦が指示された際に前記光学系が合焦状態でない場合は、前記取得手段によって取得された前記複数の検出領域毎の前記合焦評価値の大きさ及び偏差に基づいて前記第１検出部又は前記第２検出部を選択する請求項１〜請求項７の何れか１項記載の撮像装置。
  9. 前記取得手段は、前記第１検出手段により、前記画像中の複数の検出領域毎に、前記合焦位置を検出する処理に加え、前記焦点位置が各位置のときの測光値を検出する処理、及び、前記検出領域内の高輝度領域の有無を判定する処理を繰り返させ、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置、前記焦点位置が各位置のときの前記複数の検出領域毎の測光値、及び、前記複数の検出領域毎の前記高輝度領域の有無の判定結果を各々取得し、
    前記取得手段によって取得された前記複数の検出領域毎の合焦位置のうち、前記取得手段によって取得された前記判定結果が前記高輝度領域有りになっている検出領域における合焦位置を、前記取得手段によって取得された前記検出領域の前記測光値が最小になるときの位置へ更新する更新手段を更に備えた請求項１〜請求項８の何れか１項記載の撮像装置。
  10. 受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、前記画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを前記光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、前記焦点位置と前記合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段と、
    前記位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する第２検出手段と、
    を備えた撮像装置に適用される撮像装置の制御方法であって、
    取得手段は、前記画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置を取得し、
    制御手段は、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記複数の検出領域のうち、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の数が所定値未満の場合は前記第１検出部を選択し、検出された合焦位置の偏差が前記閾値以内の検出領域の数が所定値以上の場合は前記第２検出部を選択し、前記選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、前記選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による前記光学系の合焦制御を行わせる撮像装置の制御方法。
  11. 受光面内の一部領域に位相差検出画素が配置された撮像素子を備え、焦点位置を移動可能な光学系を介して前記撮像素子の受光面に入射された光により被写体を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段による撮像によって得られた画像信号に基づき、前記画像信号が表す画像のうち設定された検出領域内の合焦評価値を演算することを前記光学系の焦点位置を移動させながら繰り返し、前記焦点位置と前記合焦評価値との関係から前記検出領域における合焦位置を検出する第１検出手段と、
    前記位相差検出画素から出力された検出信号に基づいて合焦位置を検出する第２検出手段と、
    を備えた撮像装置に設けられたコンピュータを、
    前記画像のうち設定された複数の検出領域毎の合焦位置を検出する処理を前記第１検出手段によって繰り返させ、指示手段を介して合焦が指示されると、前記第１検出手段によって直前に検出された前記複数の検出領域毎の合焦位置を取得する取得手段、
    及び、前記指示手段を介して合焦が指示されると、前記複数の検出領域のうち、基準となる検出領域で検出された合焦位置に対し、検出された合焦位置の偏差が予め設定された閾値以内の検出領域の数が所定値未満の場合は前記第１検出部を選択し、検出された合焦位置の偏差が前記閾値以内の検出領域の数が所定値以上の場合は前記第２検出部を選択し、前記選択した検出部によって合焦位置の検出を行わせ、前記選択した検出部によって検出された合焦位置を用いて合焦制御手段による前記光学系の合焦制御を行わせる制御手段
    として機能させるための撮像装置の制御プログラム。
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