JPWO2013161944A1 - 焦点検出装置、焦点調節装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

焦点検出装置は、結像光学系を透過した光束が入射する、二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズの各々に対応して配置された複数の受光素子と、複数の受光素子の出力に基づいて、結像光学系の異なる領域を通過した複数の光束の位相差を検出し、結像光学系の焦点ずれ量の検出を行う焦点検出部と、複数の受光素子の出力に基づいて、複数のマイクロレンズにより複数の受光素子上に形成される被写体像の特徴を認識する認識部とを備え、焦点検出部は、認識部により認識された被写体像の特徴に適した方法で焦点ずれ量の検出を行う。

Description

本発明は、焦点検出装置、焦点調節装置およびカメラに関する。

二次元状に配列されたマイクロレンズの各々に対して複数の受光素子を配列し、それら複数の受光素子の受光出力に基づいて被写体像の像ずれ量を検出する、いわゆる位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出装置が知られている。例えば特許文献１には、複数方向のコントラストを検出し、そのコントラストに基づいて複数方向の中から焦点検出する方向を選択する焦点検出装置が記載されている。

日本国特開２００９−１９８７７１号公報

従来技術には、被写体によっては不正確かつ非効率な焦点調節が行われてしまうという問題があった。

本発明の第１の態様によると、焦点検出装置は、結像光学系を透過した光束が入射する、二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズの各々に対応して配置された複数の受光素子と、複数の受光素子の出力に基づいて、結像光学系の異なる領域を通過した複数の光束の位相差を検出し、結像光学系の焦点ずれ量の検出を行う焦点検出部と、複数の受光素子の出力に基づいて、複数のマイクロレンズにより複数の受光素子上に形成される被写体像の特徴を認識する認識部とを備え、焦点検出部は、認識部により認識された被写体像の特徴に適した方法で焦点ずれ量の検出を行う。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の焦点検出装置は、被写体像の特徴は、被写体像のパターンである。
本発明の第３の態様によると、焦点調節装置は、結像光学系を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズの各々に対応して当該マイクロレンズの後側に配置された複数の受光素子と、複数の受光素子の受光出力に基づいて、複数のマイクロレンズにより複数の受光素子上に形成される被写体像のパターンを認識する認識部と、受光出力に基づいて結像光学系の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差を検出し、結像光学系の焦点調節を行う焦点調節部とを備え、焦点調節部は、認識部により認識された被写体像のパターンに適した焦点調節を行う。
本発明の第４の態様によると、第３の態様の焦点調節装置は、認識部は、周期パターンと、エッジパターンと、グラデーションパターンと、を少なくとも認識可能である。
本発明の第５の態様によると、第３または４の態様の焦点調節装置は、焦点調節部は、認識部により認識された被写体像のパターンに応じて、位相差を検出するための一対の信号列を作成するために選択される複数の受光素子の位置、一対の信号列の幅、一対の信号列を作成するために用いられる受光素子の数、一対の信号列に対する低周波信号の除去の有無、の少なくともいずれかを切り換える。
本発明の第６の態様によると、第３〜５のいずれか一態様の焦点調節装置は、焦点調節部は、認識部により認識された被写体像のパターンに基づいて、検出した位相差が偽合焦を表しているか否かを判定する。
本発明の第７の態様によると、第６の態様の焦点調節装置は、焦点調節部は、検出した位相差が偽合焦を表していると判定した場合に、より開角の小さい一対の光束に基づいて再び位相差の検出を行う。
本発明の第８の態様によると、第６の態様の焦点調節装置は、焦点調節部は、検出した位相差が偽合焦を表していると判定した場合に、結像光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動方向を反転させる。
本発明の第９の態様によると、第６〜８のいずれか一態様の焦点調節装置は、焦点調節部は、複数のマイクロレンズの各々によって当該マイクロレンズの後側に配置された複数の受光素子上に一様でないパターンが形成されていることが認識部により認識され、且つ、検出した位相差が所定のしきい値以下である場合には、検出した位相差が偽合焦を表していると判定する。
本発明の第１０の態様によると、焦点調節装置は、フォーカシングレンズが含まれる結像光学系を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズの各々に対応して、当該マイクロレンズを透過した光束が入射する位置に配置された複数の受光素子と、複数の受光素子の受光出力に基づいて、複数のマイクロレンズにより複数の受光素子上に形成される被写体像の周期パターンを認識する認識部と、受光出力に基づいて結像光学系の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差を検出する位相差検出部と、位相差検出部により検出された位相差に基づいてフォーカシングレンズを駆動し、結像光学系の焦点調節を行う焦点調節部とを備え、焦点調節部は、認識部により周期パターンが認識された場合、当該周期パターンの周期が長くなる方向にフォーカシングレンズを駆動する。
本発明の第１１の態様によると、第１０の態様の焦点調節装置は、認識部は、受光出力をフーリエ変換し、周期パターンを空間周波数領域において認識する。
本発明の第１２の態様によると、第１０または１１の態様の焦点調節装置は、認識部は、複数のマイクロレンズのうち少なくとも１つのマイクロレンズに対応する複数の受光素子の受光出力からエッジを検出することにより、周期パターンを認識する。
本発明の第１３の態様によると、第１０または１１の態様の焦点調節装置は、認識部は、複数のマイクロレンズのうち少なくとも２つのマイクロレンズについて、当該マイクロレンズに対応する複数の受光素子の受光出力を合算し、それら２つの合算値を比較することにより周期パターンを認識する。
本発明の第１４の態様によると、カメラは、第３〜１３のいずれか一態様の焦点調節装置を備える。

本発明によれば、被写体のパターンに合わせた正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。 焦点検出ユニット１０４の斜視図である。 受光素子アレイ１２の受光面にマイクロレンズ１３からの光束の入射範囲を重畳した模式図である。 ボディ制御装置１０１による焦点検出方法を説明する図である。 焦点調節対象の被写体にピントが合っている状態を模式的に示した図である。 焦点調節対象の被写体にピントが合っていない状態を模式的に示した図である。 ボディ制御装置１０１が認識するパターンの例を示す図である。 ボディ制御装置１０１により実行される焦点調節制御のフローチャートである。 図８のステップＳ１３０で呼び出される受光パターン認識処理のフローチャートである。 ボディ制御装置１０１が認識する周期パターンの例を示す図である。 ボディ制御装置１０１により実行される焦点調節制御のフローチャートである。 図１１のステップＳ３５０で呼び出される偽合焦検出処理のフローチャートである。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００から構成される。

交換レンズ２００には、複数のレンズ２０２、２０３、２０４から構成される撮影光学系と、開口部を有する絞り２０５が設けられている。被写体からの光束は、撮影光学系と絞り２０５の開口部とを通過して、カメラボディ１００に入射する。なお、図１では撮影光学系を３つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。また、図１では絞り２０５がレンズ２０３とレンズ２０４の間に設けられているが、周知のように、絞り２０５は撮影光学系の前方や後方にあってもよいし、他のレンズの間にあってもよい。

撮影光学系に含まれるレンズ２０３は、撮影光学系のピント位置を調節するフォーカスレンズである。フォーカスレンズ２０３は、ギア等により構成される不図示の駆動機構を介してレンズ駆動装置２０６に接続されている。レンズ駆動装置２０６は、ステッピングモータ等の不図示のアクチュエータを有し、フォーカスレンズ２０３を撮影光学系の光軸Ｌに沿った方向Ｄに駆動させる。

絞り２０５には、絞り駆動装置２０７が接続されている。絞り駆動装置２０７はステッピングモータ等の不図示のアクチュエータを有し、不図示の駆動機構を駆動して絞り２０５の開口径Ｒを変化させる。

カメラボディ１００は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１０２を有している。撮像素子１０２は、撮像面が撮影光学系の予定焦点面と一致するように配置されている。カメラボディ１００内の、撮影光学系と撮像素子１０２の撮像面との間には、ハーフミラー１０３が設置されている。ハーフミラー１０３は、例えばペリクルミラー等により構成され、撮影光学系からの被写体光の一部を撮像素子１０２に対して透過させ、残りをカメラボディ１００の上部に反射させる。この反射光は、カメラボディ１００の上部に設けられた焦点検出ユニット１０４に入射する。焦点検出ユニット１０４の構成については後に詳述する。

カメラボディ１００は、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るボディ制御装置１０１を備える。ボディ制御装置１０１は、不図示の記憶媒体に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラボディ１００の各部を制御する。交換レンズ２００は同様に、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るレンズ制御装置２０１を有している。レンズ制御装置２０１は、不図示の記憶媒体に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、交換レンズ２００の各部を制御する。なお、ボディ制御装置１０１やレンズ制御装置２０１を、上記の制御プログラム相当の動作を行う電子回路により構成してもよい。

ボディ制御装置１０１とレンズ制御装置２０１は、レンズマウント周辺に設けられた不図示の電気接点を介して、相互に通信可能に構成されている。ボディ制御装置１０１はこの電気接点を介したデータ通信により、例えばフォーカスレンズ２０３の駆動指令や絞り２０５の駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。なお、このデータ通信を、電気接点を介した電気信号の授受以外の方法（例えば無線通信や光通信等）により行ってもよい。

所定の焦点調節操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの半押し操作）がなされると、ボディ制御装置１０１は焦点検出ユニット１０４の出力に基づいてデフォーカス量を検出し、そのデフォーカス量に応じた量だけフォーカスレンズ２０３を駆動させるための駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。レンズ制御装置２０１はこの駆動指令に応じて、レンズ駆動装置２０６にフォーカスレンズ２０３を駆動させる。これにより、所定の被写体にピントが合わせられる。

カメラ１の背面には、例えば液晶等の表示素子により構成されるモニター１１０が設けられている。ボディ制御装置１０１はこのモニター１１０を用いて、例えば撮影した静止画像データや動画像データの再生、カメラ１の撮影パラメータ（絞り値やシャッタースピード等）の設定メニューやスルー画の表示などを行う。

カメラボディ１００の上部には、液晶等の表示素子を有する電子ビューファインダーユニット１０８が設置されている。撮影者はファインダー部１０７から接眼レンズ１０６を介して電子ビューファインダーユニット１０８の表示素子に表示される被写体像等を視認することができる。カメラ１が撮影モードに設定されている間、ボディ制御装置１０１は所定間隔（例えば６０分の１秒）ごとに撮像素子１０２に被写体像を撮像させ、その撮像信号に基づいてスルー画を作成してモニター１１０や電子ビューファインダーユニット１０８に表示させる。

撮影モード時に所定の静止画撮影操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの全押し操作）がなされると、ボディ制御装置１０１は撮影制御を行う。このときボディ制御装置１０１は、不図示のシャッター等を制御して撮像素子１０２に被写体像を撮像させる。そして、撮像素子１０２から出力される撮像信号に種々の画像処理を加え、静止画像データを生成して不図示の記憶媒体（例えばメモリカード等）に記憶する。

（焦点検出ユニット１０４の説明）
図２は、焦点検出ユニット１０４の斜視図である。焦点検出ユニット１０４は、マイクロレンズアレイ１１と、マイクロレンズアレイ１１の後側に設けられた受光素子アレイ１２とから構成される。

マイクロレンズアレイ１１には、多数のマイクロレンズ１３が二次元状に配列されている。ハーフミラー１０３により反射された被写体光は、これらのマイクロレンズ１３のいずれかを通過して受光素子アレイ１２の受光面に入射する。受光素子アレイ１２の受光面（マイクロレンズアレイ１１側の面）には、マイクロレンズ１３の各々を通過した光束が入射する受光素子群１４が、二次元状に多数配列されている。１つの受光素子群１４は、５列５行に配列された計２５個の受光素子により構成される。つまり、ある１つのマイクロレンズ１３を通過した光束は、いずれか１つの受光素子群１４に入射し、その受光素子群１４を構成する複数の受光素子がその光束を受光する。

マイクロレンズアレイ１１の表面（被写体光が入射する面）の、マイクロレンズ１３が存在しない場所は、遮光マスクにより被覆されている。従って、受光素子アレイ１２には、マイクロレンズ１３を通過していない光束が入射することはない。

受光素子アレイ１２は、マイクロレンズアレイ１１からマイクロレンズ１３の焦点距離だけ離れた位置に配置される。図２では便宜上、マイクロレンズアレイ１１と受光素子アレイ１２との間隔ｄを実際よりも大きく図示している。

なお図２では、マイクロレンズアレイ１１および受光素子アレイ１２の一部のみを図示している。実際には、より多数のマイクロレンズ１３および受光素子群１４が存在している。また、１つの受光素子群１４に含まれる受光素子の個数は、２５個より多くても少なくてもよいし、その配列が図２に示したものと異なっていてもよい。

図３は、受光素子アレイ１２の受光面にマイクロレンズ１３からの光束の入射範囲を重畳した模式図である。撮影光学系のＦ値がマイクロレンズ１３のＦ値と一致するとき、１つのマイクロレンズ１３からの光束は、１つの受光素子群１４を囲む円１５の範囲に入射する。絞り２０５を絞り込み、撮影光学系のＦ値がマイクロレンズ１３のＦ値よりも大きい（撮影光学系がマイクロレンズ１３よりも暗い）状態とした場合、この円１５は図３に示したサイズよりも小さくなる。

なお、撮影光学系のＦ値がマイクロレンズ１３のＦ値よりも小さい（撮影光学系がマイクロレンズ１３よりも明るい）状態となった場合、円１５は図３に示したサイズよりも大きくなり、各々の円１５同士が重なり合う状態になる。すなわち、マイクロレンズ１３を通過した光束同士でクロストークが発生する。これによって、１つの受光素子に複数のマイクロレンズ１３を通過した光束が入射してしまうと、正確な焦点検出が行えなくなってしまう。本実施形態のボディ制御装置１０１は、焦点検出の際に絞り２０５を絞り込み、撮影光学系のＦ値をマイクロレンズ１３のＦ値と一致させる。つまり、焦点検出の際には、図３に円１５で示す範囲に被写体光が入射することになり、上述したクロストークは発生しない。

（焦点検出方法の説明）
ボディ制御装置１０１は、焦点検出ユニット１０４の出力に基づいて被写体像の像ずれ量を検出する、いわゆる位相差検出方式の焦点検出を行う。以下、ボディ制御装置１０１による焦点検出方法について説明する。

図４（ａ）は、図３に示した多数の受光素子群１４から、焦点検出に用いる１列の受光素子群１４を抜き出した図である。図４（ａ）では５つの受光素子群１４を図示しているが、実際にはより多くの受光素子群１４を選択することが望ましい。以下、ここで説明に用いる受光素子群１４を、受光素子群１４ａ〜１４ｅとそれぞれ異なる符号を付して扱う。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した受光素子群１４ａ〜１４ｅの、測距瞳との関係を模式的に示した図である。マイクロレンズ１３ａ〜１３ｅは、その頂点が撮影光学系の予定焦点面１７と略一致するように配置されている。マイクロレンズ１３ｃは、その背後に配置された一対の受光素子１６ｌｃ、１６ｒｃの形状を、マイクロレンズ１３ｃから投影距離ｄ２だけ離れた射出瞳２０上に投影し、その投影形状は測距瞳２１、２２を形成する。投影距離ｄ２はマイクロレンズ１３ｃの曲率、屈折率、マイクロレンズ１３ｃと受光素子アレイ１２の間の距離などに応じて決まる距離である。一対の測距瞳９１、２２と、一対の受光素子１６ｌｃ、１６ｒｃは、マイクロレンズ１３ｃを介して共役な関係となっている。

なお、以上の説明では便宜的に、光軸Ｌ上の受光素子群１４ｃに属する一対の受光素子１６ｌｃ、１６ｒｃと一対の測距瞳２１、２２を例示したが、光軸Ｌから離れた位置にある受光素子群においても、一対の受光素子はそれぞれ一対の測距瞳から各マイクロレンズに到来する光束を受光する。

受光素子１６ｌｃは、測距瞳２２を通過しマイクロレンズ１３ｃに向かう焦点検出光束２４によりマイクロレンズ１３ｃ上に形成される像の強度に対応した受光信号を出力する。同様に、受光素子１６ｒｃは測距瞳２１を通過しマイクロレンズ１３ｃに向う焦点検出光束２３によりマイクロレンズ１３ｃ上に形成される像の強度に対応した受光信号を出力する。

従って、図４（ａ）のように直線状に配置された複数個の受光素子群１４ａ〜１４ｅの各々から、測距瞳２１および測距瞳２２に対応する一対の受光素子の受光出力を得ることにより、測距瞳２１と測距瞳２２を各々通過する焦点検出光束が受光素子アレイ１２上に形成する一対の像の強度分布に関する情報が得られる。これらの情報に対して周知の像ずれ検出演算を行えば、いわゆる瞳分割型位相差検出方式での一対の像の像ずれ量が検出される。さらに、像ずれ量に対して、一対の測距瞳２１、２２の重心間隔に応じた変換演算を行うことにより、予定焦点面に対する現在の結像面の偏差であるデフォーカス量が算出される。

像ずれ検出演算および変換演算を具体的に説明すると、ボディ制御装置１０１はまず、受光素子群１４ａについて、中央左端の３つの受光素子１６ｌａの受光出力を加算した値をａ（１）とおく。同様に、受光素子群１４ｂ〜１４ｅのそれぞれについて、中央左端の３つの受光素子１６ｌｂ〜１６ｌｅの受光出力をそれぞれ加算し、ａ（２）〜ａ（５）とおく。次に、受光素子群１４ａ〜１４ｅのそれぞれについて、中央右端の３つの受光素子１６ｒａ〜１６ｒｅの受光出力をそれぞれ同様に加算し、ｂ（１）〜ｂ（５）とおく。このようにして作成された一対の信号列ａ（ｉ）とｂ（ｉ）が、上述した一対の像の強度分布に関する情報である。ボディ制御装置１０１はこれら一対の信号列の間で、各信号列を少しずつずらしながら相関演算を行い、ずれ量毎の相関量を算出する。そして、その結果から相関量が極小となるずれ量（相関が極大となるずれ量）を求める。ボディ制御装置１０１は、そのずれ量に所定の変換係数を掛けることにより、被写体像の予定焦点面に対するデフォーカス量を算出する。

なお、多数の受光素子群１４の中から焦点検出のために選択する一列の受光素子群１４は、任意の方法により決定してよい。例えば、ユーザにピントを合わせたい被写体の位置を指定させ、その位置にある受光素子群１４を選択してもよいし、あるいは撮影画面の中央など、予め決めておいた位置の受光素子群１４を選択してもよい。

（受光面上に形成される周期パターンの説明）
ボディ制御装置１０１は、焦点検出および焦点調節の都度、マイクロレンズ１３により受光素子アレイ１２の受光面上に形成される像のパターンを、周知のパターンマッチングにより認識する。そして、認識したパターンに応じて、焦点検出や焦点調節の内容を変化させる。以下では、受光素子アレイ１２の受光面上に形成される像のパターンについて説明する。

図５は、焦点調節対象の被写体にピントが合っている場合の、被写体３１、撮影光学系３０、被写体像３３、予定焦点面１７、マイクロレンズアレイ１１、および受光素子アレイ１２を模式的に示した図である。なお、図５では撮影光学系を模式的に１枚のレンズで表現している。

焦点調節対象の被写体３１にピントが合っている場合とはすなわち、図５（ａ）に示すように、撮影光学系３０により結像される被写体３１の像（被写体像）３３が予定焦点面１７と略一致し、被写体３１上のある一点３２から出射し撮影光学系３０を通過した光束３５が、予定焦点面１７上において許容錯乱円未満の大きさに収束している場合である。
・図５（ｂ）に、焦点検出ユニット１０４近傍の拡大図を示す。このときマイクロレンズ１３ｃの後側には、図５（ｃ）に示すように、被写体像３３上の一点３４からの光束が略均一に入射する。この一点３４からの光束は他のマイクロレンズ１３には入射せず、またマイクロレンズ１３ｃの後側には被写体像３３上の他の点からの光束は入射しない。

図６は、焦点調節対象の被写体にピントが合っていない場合の、被写体３１、撮影光学系３０、被写体像３３、予定焦点面１７、マイクロレンズアレイ１１、および受光素子アレイ１２を模式的に示した図である。

撮影光学系３０により結像される被写体３１の像３３が予定焦点面１７からマイクロレンズ１３の焦点距離の２倍以上離れている場合、図６（ａ）に示すように、被写体３１上のある一点３２から出射し撮影光学系３０を通過した光束３５は、予定焦点面１７に一定の広がりを持って入射する。つまり、この一点３２からの光束３５は複数のマイクロレンズ１３に入射する。また、図６（ｂ）の拡大図に示すように、１つのマイクロレンズ１３ｃには、被写体像３３上の複数の点からの光束が入射する。これにより、図６（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１３ｃの後側に、被写体像３３の形状および被写体像３３とマイクロレンズ１３との位置関係に応じた像３６が投影される。

次に、本実施形態のボディ制御装置１０１が認識し焦点検出や焦点調節に利用するパターンについて、図７の例を挙げて説明する。

図７（ａ１）に、上下方向の縦縞を有する被写体像３３ａを示す。この被写体像３３ａが予定焦点面１７からある程度離れた位置に結像された場合、受光素子アレイ１２の受光面上には、図７（ａ２）に示すパターンが形成される。このとき、１つの受光素子群１４から横方向に一列に並んだ受光素子の受光出力を得ると、その一列の受光出力には、縦縞に対応する複数のピークが含まれている。

このように、１つの受光素子群１４の中で、特定方向に一列に並んだ受光素子の受光出力が複数のピークを含んでいる場合、ボディ制御装置１０１は被写体３１が周期パターンを有する周期被写体であると判定する。そして、その後の焦点検出演算において、デフォーカス量の絶対値が所定のしきい値未満である場合（すなわち合焦状態であると判定された場合）、このデフォーカス量は正しくない（すなわち偽合焦状態である）と判断する。これは、仮に被写体３１にピントが合っているとすれば、そのとき１つの受光素子群１４には、図５（ｃ）に示すように均一な光束が入射するはずであり、図７（ａ２）のようなパターンが形成されることはありえないためである。

デフォーカス量が正しくない（偽合焦状態である）と判断したボディ制御装置１０１は、検出開角を小さくして焦点検出演算をやり直す。つまり、図４（ａ）に示した左右両端の受光素子の代わりに、より内側に位置する受光素子を用いて一対の信号列を作成し、像ずれ検出演算および変換演算を行う。

次に、図７（ｂ１）の被写体像について説明する。図７（ｂ１）には、左右方向に明確な境界（エッジ）を有する被写体像３３ｂが示されている。この被写体像３３ｂが予定焦点面１７からある程度離れた位置に結像された場合、受光素子アレイ１２の受光面上には、図７（ｂ２）に示すパターンが形成される。

ボディ制御装置１０１は、近接する一対の受光素子群１４から全く異なる出力を検出し（例えば円１５ａ、１５ｃ）、かつその間の受光素子群１４（例えば円１５ｂ）において、それら２種類の出力が反転していた場合、被写体３１がエッジパターンを有するエッジ被写体であると判断する。そして、その後の焦点検出演算において、検出したエッジの垂直方向に一列に並んだ受光素子群１４から、像ずれ検出演算のための一対の信号列を作成する。また、一対の信号列を作成するための受光素子群１４を、通常より狭い範囲で選択し、信号列長を通常より短くする。これは、明確なエッジが存在することが明らかになっているため、そのエッジ近辺のみを焦点検出の対象とすればよいためである。

次に、図７（ｃ１）の被写体像について説明する。図７（ｃ１）には、上下方向に輝度や色彩がなだらかに変化している、いわゆるグラデーション状のパターンを有する被写体像３３ｃが示されている。この被写体像３３ｃが予定焦点面１７からある程度離れた位置に結像された場合、受光素子アレイ１２の受光面上には、図７（ｃ２）に示すパターンが形成される。

ボディ制御装置１０１は、近接する複数の受光素子群１４が一様に、なだらかな変化を伴う（あるいは変化がほとんどない）受光出力を有していた場合、被写体３１がグラデーションパターンを有するグラデーション被写体であると判断する。そして、一対の信号列を作成した後、通常であればその信号列に対してハイパスフィルタを適用し余計な低周波成分を除去するが、これを適用せずに像ずれ検出演算を行う。更に、作成した一対の信号列において、信号の高低差が所定量未満である場合には、被写体３１が低コントラストであり像ずれ検出演算の精度を高める必要があると判断し、一対の信号列をより多数の受光素子から作成する。例えば、図４（ａ）に示すように３つの受光素子の出力を加算する代わりに、６つの受光素子の出力を加算して一対の信号列を作成する。

以上のように、本実施形態のボディ制御装置１０１は、受光素子アレイ１２上にマイクロレンズ１３によって形成された像のパターンに応じて、焦点検出演算を通常のものからそのパターンに適した内容に変更する。前述のように、ボディ制御装置１０１は周知のパターンマッチングにより、図７（ａ１）〜図７（ｃ１）に例示した３つのパターン（周期パターン、エッジパターン、グラデーションパターン）を認識する。パターンマッチングは、少なくともこれら３つのパターンを認識できるものであれば、どのように行ってもよい。

（焦点調節制御の説明）
図８は、ボディ制御装置１０１により実行される焦点調節制御のフローチャートである。図８に示す処理は、ボディ制御装置１０１が不図示のメモリから読み込んで実行する制御プログラムに含まれている。

まずステップＳ１００においてボディ制御装置１０１が、ユーザにより所定の焦点調節操作（例えばレリーズスイッチの半押し操作）が為されたか否かを判定する。ボディ制御装置１０１は焦点調節操作が為されるまでステップＳ１００を繰り返し実行し、焦点調節操作が為された場合にはステップＳ１１０に進む。ボディ制御装置１０１はステップＳ１１０で受光素子アレイ１２の蓄積制御を行い、ステップＳ１２０で各受光素子群１４の受光出力を読み出す。ボディ制御装置１０１はステップＳ１３０で、読み出した受光出力に基づく受光パターン認識処理（後述）を実行し、図７（ａ１）〜図７（ｃ１）に例示したパターンを認識する。

ステップＳ１４０でボディ制御装置１０１は、ステップＳ１２０で読み出した受光出力の一部を用いて、受光パターンの認識結果を反映させた像ずれ検出演算および変換演算を行い、デフォーカス量を算出する。そして、ステップＳ１５０でこのデフォーカス量から合焦に必要なフォーカスレンズ２０３の駆動量を演算する。ステップＳ１６０では、フォーカスレンズ２０３を駆動する必要があるか否か、すなわち既に合焦状態であるか否かを判定し、合焦状態であれば図８の処理を終了する。合焦状態でなかった場合にはステップＳ１７０に進み、ボディ制御装置１０１はレンズ駆動制御を実行してステップＳ１１０に戻る。レンズ駆動制御においてボディ制御装置１０１は、ステップＳ１５０において演算したレンズ駆動量だけフォーカスレンズ２０３を駆動するよう、レンズ制御装置２０１に駆動命令を送信する。レンズ制御装置２０１はこの駆動命令に応じて、レンズ駆動装置２０６にフォーカスレンズ２０３を駆動させる。

図９は、図８のステップＳ１３０で呼び出される受光パターン認識処理のフローチャートである。図８に示した処理と同様に、この処理はボディ制御装置１０１により実行される制御プログラムに含まれている。まずステップＳ２００でボディ制御装置１０１は、各受光素子群１４の受光出力から、マイクロレンズ１３により投影された像の特徴量を抽出する。特徴量は、色、形、高さ、位置、幅、面積などから決められるものであり、ここでは少なくとも図７（ａ１）〜図７（ｃ１）に例示した３種類のパターンを認識できるように決定すればよい。続くステップＳ２１０で、ボディ制御装置１０１は抽出した特徴量からパターン認識を行う。

ステップＳ２２０でボディ制御装置１０１は、認識したパターンが周期パターンか否かを判定する。周期パターンを認識した場合にはステップＳ２７０に進み、周期被写体用の焦点検出／焦点調節設定を適用する。すなわち、デフォーカス量の絶対値が所定のしきい値未満である場合（すなわち合焦状態であると判定された場合）、このデフォーカス量は正しくない（すなわち偽合焦状態である）と判断するように設定する。デフォーカス量が正しくない（偽合焦状態である）と判断したボディ制御装置１０１は、検出開角を小さくして焦点検出演算をやり直す。

周期パターンを認識していなかった場合、ステップＳ２３０に進み、認識したパターンがエッジパターンか否かを判定する。エッジパターンを認識した場合にはステップＳ２６０に進み、エッジ被写体用の焦点検出／焦点調節設定を適用する。すなわち、検出したエッジの垂直方向に一列に並んだ受光素子群１４から、像ずれ検出演算のための一対の信号列を作成する。また、一対の信号列を作成するための受光素子群１４を、通常より狭い範囲で選択し、信号列長を通常より短くする。

エッジパターンを認識していなかった場合、ステップＳ２４０に進み、認識したパターンがグラデーションパターンか否かを判定する。グラデーションパターンを認識した場合にはステップＳ２５０に進み、グラデーション被写体用の焦点検出／焦点調節設定を適用する。すなわち、一対の信号列を作成した後、信号列に対してハイパスフィルタを適用せずに像ずれ検出演算を行う。更に、作成した一対の信号列において、信号の高低差が所定量未満である場合には、被写体３１が低コントラストであり像ずれ検出演算の精度を高める必要があると判断し、一対の信号列をより多数の受光素子から作成する。

上述した第１の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ボディ制御装置１０１は、二次元状に配置された複数のマイクロレンズ１３の各々に対応して当該マイクロレンズ１３の後側に配置された複数の受光素子から成る受光素子群１４の受光出力に基づいて、複数のマイクロレンズ１３により受光素子アレイ１２の受光面上に形成される被写体像のパターンを認識し、そのパターンに適した焦点調節を、受光素子アレイ１２の受光出力から撮影光学系の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差を検出することにより行う。このようにしたので、被写体のパターンに合わせた正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

（２）ボディ制御装置１０１は、周期パターンを認識した場合、合焦状態が検出されてもそれは偽合焦状態であると判断し、検出開角を小さくして焦点検出演算をやり直す。このようにしたので、縞模様等の偽合焦を発生させやすい被写体に対しても正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

（３）ボディ制御装置１０１は、エッジパターンを認識した場合、検出したエッジの垂直方向に一列に並んだ受光素子群１４から通常より少ない受光素子群１４を選択し、選択した受光素子群１４から像ずれ検出演算のための一対の信号列を作成する。このようにしたので、明確なエッジを有する被写体に対して、エッジ部分以外の箇所に存在するノイズ等の影響を除外した正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。また、信号列が通常よりも短くなるので、焦点検出演算を高速に行うことができる。

（４）ボディ制御装置１０１は、グラデーションパターンを認識した場合、一対の信号列を作成した後、信号列に対してハイパスフィルタを適用せずに像ずれ検出演算を行う。更に、作成した一対の信号列において、信号の高低差が所定量未満である場合には、被写体３１が低コントラストであり像ずれ検出演算の精度を高める必要があると判断し、一対の信号列をより多数の受光素子から作成する。このようにしたので、グラデーションのような焦点検出を行いづらい被写体に対しても正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

（第２の実施の形態）
本実施形態のカメラシステムは、図１に示した第１の実施の形態のカメラシステムと同一の構成を有する。第１の実施の形態との違いは、ボディ制御装置１０１が実行する焦点検出処理のみである。以下、本実施形態について、第１の実施の形態との違いを中心に説明し、それ以外の箇所については説明を省略する。

図１０（ａ）に、上下方向の縦縞を有する被写体像４３ａを示す。被写体像４３ａが有する縦縞は、横方向に周期Ｔ１ごとに配置され、周期パターンを構成している。被写体像４３ａが予定焦点面１７からある程度離れた位置に結像された場合、受光素子アレイ１２の受光面上には、図１０（ｂ）に示す周期パターンが形成される。ボディ制御装置１０１は、受光素子アレイ１２の受光出力に前述したパターンマッチングを適用することで、被写体３１が有する図１０（ａ）のような周期パターンを認識する。ボディ制御装置１０１はこのような周期パターンを認識すると、その後の焦点検出演算において、デフォーカス量の絶対値が所定のしきい値未満である場合（すなわち合焦状態であると判定した場合）、このデフォーカス量は正しくない（すなわち偽合焦状態である）と判断する。

デフォーカス量が正しくない（偽合焦状態である）と判断したボディ制御装置１０１は、レンズ駆動装置２０６に、認識した周期パターンの周期が長くなる方向にフォーカスレンズ２０３を所定量だけ駆動させた後、焦点検出演算をやり直す。例えば、今まで無限遠方向にフォーカスレンズ２０３を駆動させて焦点調節を行っており、その結果として現在の偽合焦状態となった場合には、逆方向（至近方向）にフォーカスレンズ２０３を駆動させる。その結果、図１０（ｂ）に示した周期Ｔ２の周期パターンは、図１０（ｃ）に示すように、周期Ｔ２より長い周期Ｔ３の周期パターンとなる。

（焦点調節制御の説明）
図１１は、ボディ制御装置１０１により実行される焦点調節制御のフローチャートである。図１１に示す処理は、ボディ制御装置１０１が不図示のメモリから読み込んで実行する制御プログラムに含まれている。

まずステップＳ３００においてボディ制御装置１０１が、ユーザにより所定の焦点調節操作（例えばレリーズスイッチの半押し操作）が為されたか否かを判定する。ボディ制御装置１０１は焦点調節操作が為されるまでステップＳ３００を繰り返し実行し、焦点調節操作が為された場合にはステップＳ３１０に進む。ボディ制御装置１０１はステップＳ３１０で受光素子アレイ１２の蓄積制御を行い、ステップＳ３２０で各受光素子群１４の受光出力を読み出す。

ステップＳ３３０でボディ制御装置１０１は、ステップＳ３２０で読み出した受光出力の一部を用いて、前述した像ずれ（位相差）検出演算および変換演算を行い、デフォーカス量を算出する。そして、ステップＳ３６０でフォーカスレンズ２０３を駆動する必要があるか否か、すなわち既に合焦状態であるか否かを判定し、合焦状態であればステップＳ３５０に進む。他方、合焦状態でなかった場合にはステップＳ３７０に進み、算出したデフォーカス量から合焦に必要なフォーカスレンズ２０３の駆動量を演算する。そして、ボディ制御装置１０１はレンズ駆動制御を実行してステップＳ３１０に戻る。レンズ駆動制御においてボディ制御装置１０１は、ステップＳ３７０において演算したレンズ駆動量だけフォーカスレンズ２０３を駆動するよう、レンズ制御装置２０１に駆動命令を送信する。レンズ制御装置２０１はこの駆動命令に応じて、レンズ駆動装置２０６にフォーカスレンズ２０３を駆動させる。

ステップＳ３５０では、ボディ制御装置１０１が後述する偽合焦判定処理を実行する。そして、ステップＳ３６０において、偽合焦が検出されたか否かを判定する。偽合焦が検出されなかった場合には、正しく合焦状態であるということなので、図１１に示す処理を終了する。他方、偽合焦が検出された場合にはステップＳ３９０に進み、ボディ制御装置１０１は受光素子アレイ１２上に形成された周期パターンの周期が長くなるフォーカスレンズ２０３の駆動方向を決定する。

例えば、図１１の処理を開始してからステップＳ３４０において一度合焦状態ではないと判定したことがあり、その際に合焦状態になるようフォーカスレンズ２０３を駆動してからステップＳ３９０に到達した場合であれば、そのときの駆動方向とは逆の方向が「周期パターンの周期が長くなる駆動方向」である。

なお、図１１の処理を開始してから一度もフォーカスレンズ２０３を駆動せずにステップＳ３９０に到達した場合には、いったん所定方向にフォーカスレンズ２０３を駆動し、その後周期パターンの周期が長くなったか否かを確認すればよい。その際、周期が短くなっていれば、改めてその方向とは逆の方向にフォーカスレンズ２０３を駆動することで、「周期パターンの周期が長くなる駆動方向」にフォーカスレンズ２０３を駆動することが可能である。

ステップＳ３９５では、ボディ制御装置１０１が、フォーカスレンズ２０３の駆動制御を行い、フォーカスレンズ２０３をステップＳ３９０で決定した方向に所定量だけ駆動する。具体的には、当該方向に所定量だけフォーカスレンズ２０３を駆動するよう、レンズ制御装置２０１に駆動命令を送信する。その後ステップＳ３１０に戻り、受光素子アレイ１２の蓄積制御からの処理を繰り返す。

図１２は、図１１のステップＳ３５０で呼び出される偽合焦検出処理のフローチャートである。図１１に示した処理と同様に、この処理はボディ制御装置１０１により実行される制御プログラムに含まれている。まずステップＳ４００でボディ制御装置１０１は、図１１のステップＳ３３０において位相差検出に用いた各受光素子のうち、受光出力が最も大きい受光素子（すなわち受光出力のピーク位置）を検出する。次のステップＳ４０５では、ボディ制御装置１０１が、ステップＳ４００で検出された受光素子に対応する受光素子群１４（当該受光素子を被覆するマイクロレンズ１３により被覆される受光素子群１４）の受光出力から、マイクロレンズ１３により投影された像の特徴量を抽出する。特徴量は、色、形、高さ、位置、幅、面積などから決められるものであり、ここでは少なくとも図１０（ｂ）に例示した周期パターンを認識できるように決定されている。続くステップＳ４１０で、ボディ制御装置１０１は抽出した特徴量から周期パターンを認識する。

ステップＳ４２０でボディ制御装置１０１は、周期パターンを認識したか否かを判定する。周期パターンを認識した場合にはステップＳ４１０に進み、現在偽合焦状態であると判断する。すなわち、図１１のステップＳ３３０で算出したデフォーカス量は正しくないと判断する。

上述した第２の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ボディ制御装置１０１は、二次元状に配置された複数のマイクロレンズ１３の各々に対応して当該マイクロレンズ１３の後側に配置された複数の受光素子から成る受光素子群１４の受光出力に基づいて、複数のマイクロレンズ１３により受光素子アレイ１２の受光面上に形成される被写体像のパターンを認識し、そのパターンに適した焦点調節を、受光素子アレイ１２の受光出力から撮影光学系の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差を検出することにより行う。このようにしたので、被写体のパターンに合わせた正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

（２）ボディ制御装置１０１は、周期パターンを認識した場合、合焦状態が検出されてもそれは偽合焦状態であると判断し、検出開角を小さくして焦点検出演算をやり直す。このようにしたので、縞模様等の偽合焦を発生させやすい被写体に対しても正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

（３）ボディ制御装置１０１は、エッジパターンを認識した場合、検出したエッジの垂直方向に一列に並んだ受光素子群１４から通常より少ない受光素子群１４を選択し、選択した受光素子群１４から像ずれ検出演算のための一対の信号列を作成する。このようにしたので、明確なエッジを有する被写体に対して、エッジ部分以外の箇所に存在するノイズ等の影響を除外した正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。また、信号列が通常よりも短くなるので、焦点検出演算を高速に行うことができる。

（４）ボディ制御装置１０１は、グラデーションパターンを認識した場合、一対の信号列を作成した後、信号列に対してハイパスフィルタを適用せずに像ずれ検出演算を行う。更に、作成した一対の信号列において、信号の高低差が所定量未満である場合には、被写体３１が低コントラストであり像ずれ検出演算の精度を高める必要があると判断し、一対の信号列をより多数の受光素子から作成する。このようにしたので、グラデーションのような焦点検出を行いづらい被写体に対しても正確かつ効率的な焦点調節を行うことができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
図３では、横方向に並んだ５つの受光素子群１４ａ〜１４ｅを焦点検出のために選択する様子を例示したが、これ以外の方向に一列に並んだ受光素子群１４を選択してもよい。また、５つより多いまたは少ない受光素子群１４を選択してもよいし、必ずしも連続する受光素子群１４を選択しなくてもよい。例えば１つおきに配列されている受光素子群１４を選択してよい。

（変形例２）
周期パターン認識時、偽合焦判定が為された場合に小さい開角で焦点検出演算をやり直すのではなく、フォーカスレンズ２０３の駆動方向を反転するようにしてもよい。例えば至近方向にフォーカスレンズ２０３を駆動した後、または駆動している最中に偽合焦判定が為された場合、無限方向にフォーカスレンズ２０３を駆動させて焦点検出をやり直すようにしてもよい。

（変形例３）
上述した実施形態においてボディ制御装置１０１が認識する、周期、エッジ、グラデーションというパターンは一例に過ぎず、他のパターンを認識してそのパターンに適した焦点検出演算や焦点調節制御を行うようにしてもよい。また逆に、ボディ制御装置１０１が周期パターンのみやエッジパターンのみを認識するようにしてもよい。

（変形例４）
マイクロレンズアレイ１１および受光素子アレイ１２を、図２に図示されているものと異ならせてもよい。例えば、マイクロレンズ１３および受光素子群１４の配列を、正方配列など図２に示した配列とは異なる配列方法により配列することができる。マイクロレンズ１３の形状を円形以外（例えば六角形など）の形状とすることもできる。また、受光素子群１４を構成する受光素子の配列は、正方配列以外であってもよい。例えば、受光素子群１４がマイクロレンズ１３の形状に合わせた円形に近い形状となるように受光素子を配列してもよいし、受光素子を横一列や縦一列などに配列してもよい。その他、マイクロレンズ１３間の遮光マスクを省略することもできる。

（変形例５）
焦点検出の際、一対の信号列を作成するために選択される受光素子を、図４（ａ）に示すような、左右両端の３つの受光素子以外から選択してもよい。また、画素加算は必ずしも行わなくてよい。つまり、図４（ａ）ではａ（１）、ａ（２）などの値を３つの受光素子の受光出力を合算することにより作成しているが、１つの受光素子の受光出力をａ（１）、ａ（２）などとすることができる。

（変形例６）
周期パターン以外のパターンが認識されたときであっても、その後の焦点検出において合焦状態と判定された場合には、偽合焦状態であると判断することが可能である。これは、合焦時には必ず図５（ｃ）のように、１つのマイクロレンズ１３の後側には一様な像が形成されるためである。

（変形例７）
周期パターンの認識方法は、上述したパターンマッチングを用いない方法であってもよい。例えば、ある１つのマイクロレンズ１３により被覆された１つの受光素子群１４において、その受光出力から所定方向（例えば横方向や縦方向、斜め方向など）に沿ったエッジを検出することで、周期パターンを認識することもできる。ここでエッジとは、隣接する２つの受光素子において、その受光出力が大きく（所定のしきい値を超えて）変化する地点のことである。この場合、検出された複数のエッジの間隔がパターンの周期である。

また、所定方向に並んだ複数のマイクロレンズ１３にそれぞれ被覆された複数の受光素子群１４の各々について、当該受光素子群１４の出力の合算値を算出し、それら複数の合算値を比較することで周期パターンを認識することもできる。撮影光学系が合焦状態である場合、図５（ｃ）に示すように、１つのマイクロレンズ１３の裏面には均一な光が照射するので、被写体像が周期パターンを持っている場合には、図１０（ｃ）のように、隣り合う２つの受光素子群１４の出力合算値の差は大きくなる。換言すれば、隣り合う２つの受光素子群１４の出力合算値から、エッジが検出される。他方、偽合焦状態のときには、図１０（ｂ）に示すように、１つのマイクロレンズ１３の裏面には周期パターンが形成され、結果として、隣り合う２つの受光素子群１４の出力合算値の差は相対的に小さくなる。つまり、各受光素子群１４についてその受光出力を合算し、出力合算値を並べてエッジを検出することで、周期パターンを認識することができる。

（変形例８）
本発明を、クイックリターンミラーを有するいわゆる一眼レフレックスカメラに適用してもよい。この場合、クイックリターンミラーの裏面にサブミラーを設け、クイックリターンミラーに入射した被写体光の一部がクイックリターンミラーを透過してサブミラーに入射するようにクイックリターンミラーを構成し、サブミラーにより反射された被写体光が焦点検出ユニット１０４に入射するようにすればよい。また、撮像素子１０２を焦点検出ユニット１０４のようにマイクロレンズアレイ１１と受光素子アレイ１２とで構成し、この受光素子アレイ１２によって焦点検出と静止画の撮像の両方を行うようにしてもよい。

（変形例９）
交換レンズ２００ではなく、カメラボディ１００がレンズ駆動装置２０６や絞り駆動装置２０７を備えるようにしてもよい。この場合、レンズ駆動装置２０６や絞り駆動装置２０７が有する不図示のアクチュエータは、その駆動力が不図示の駆動機構を介して交換レンズ２００内のフォーカスレンズ２０３や絞り２０５に伝達されるように構成される。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１２年第１００１５０号（２０１２年４月２５日出願）
日本国特許出願２０１２年第１５８７９６号（２０１２年７月１７日出願）

１…カメラ、１００…カメラボディ、１０１…ボディ制御装置、１０２…撮像素子、１０３…ハーフミラー、１０４…焦点検出ユニット、１０６…接眼レンズ、１０８…電子ビューファインダーユニット、１１０…モニター、２００…交換レンズ、２０１…レンズ制御装置、２０２、２０４…レンズ、２０３…フォーカスレンズ、２０５…絞り、２０６…レンズ駆動装置、２０７…絞り駆動装置

Claims (14)

1. 結像光学系を透過した光束が入射する、二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、
   前記複数のマイクロレンズの各々に対応して配置された複数の受光素子と、
   前記複数の受光素子の出力に基づいて、前記結像光学系の異なる領域を通過した複数の光束の位相差を検出し、前記結像光学系の焦点ずれ量の検出を行う焦点検出部と、
   前記複数の受光素子の出力に基づいて、前記複数のマイクロレンズにより前記複数の受光素子上に形成される被写体像の特徴を認識する認識部とを備え、
   前記焦点検出部は、前記認識部により認識された前記被写体像の特徴に適した方法で焦点ずれ量の検出を行う焦点検出装置。
2. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記被写体像の特徴は、前記被写体像のパターンである焦点検出装置。
3. 結像光学系を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、
   前記複数のマイクロレンズの各々に対応して当該マイクロレンズの後側に配置された複数の受光素子と、
   前記複数の受光素子の受光出力に基づいて、前記複数のマイクロレンズにより前記複数の受光素子上に形成される被写体像のパターンを認識する認識部と、
   前記受光出力に基づいて前記結像光学系の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差を検出し、前記結像光学系の焦点調節を行う焦点調節部とを備え、
   前記焦点調節部は、前記認識部により認識された前記被写体像のパターンに適した焦点調節を行う焦点調節装置。
4. 請求項３に記載の焦点調節装置において、
   前記認識部は、周期パターンと、エッジパターンと、グラデーションパターンと、を少なくとも認識可能である焦点調節装置。
5. 請求項３または４に記載の焦点調節装置において、
   前記焦点調節部は、前記認識部により認識された前記被写体像のパターンに応じて、位相差を検出するための一対の信号列を作成するために選択される前記複数の受光素子の位置、前記一対の信号列の幅、前記一対の信号列を作成するために用いられる前記受光素子の数、前記一対の信号列に対する低周波信号の除去の有無、の少なくともいずれかを切り換える焦点調節装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
   前記焦点調節部は、前記認識部により認識された前記被写体像のパターンに基づいて、前記検出した位相差が偽合焦を表しているか否かを判定する焦点調節装置。
7. 請求項６に記載の焦点調節装置において、
   前記焦点調節部は、前記検出した位相差が偽合焦を表していると判定した場合に、より開角の小さい前記一対の光束に基づいて再び前記位相差の検出を行う焦点調節装置。
8. 請求項６に記載の焦点調節装置において、
   前記焦点調節部は、前記検出した位相差が偽合焦を表していると判定した場合に、前記結像光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動方向を反転させる焦点調節装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
   前記焦点調節部は、前記複数のマイクロレンズの各々によって当該マイクロレンズの後側に配置された前記複数の受光素子上に一様でない前記パターンが形成されていることが前記認識部により認識され、且つ、前記検出した位相差が所定のしきい値以下である場合には、前記検出した位相差が偽合焦を表していると判定する焦点調節装置。
10. フォーカシングレンズが含まれる結像光学系を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、
    前記複数のマイクロレンズの各々に対応して、当該マイクロレンズを透過した前記光束が入射する位置に配置された複数の受光素子と、
    前記複数の受光素子の受光出力に基づいて、前記複数のマイクロレンズにより前記複数の受光素子上に形成される被写体像の周期パターンを認識する認識部と、
    前記受光出力に基づいて前記結像光学系の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束の位相差を検出する位相差検出部と、
    前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記フォーカシングレンズを駆動し、前記結像光学系の焦点調節を行う焦点調節部とを備え、
    前記焦点調節部は、前記認識部により前記周期パターンが認識された場合、当該周期パターンの周期が長くなる方向に前記フォーカシングレンズを駆動する焦点調節装置。
11. 請求項１０に記載の焦点調節装置において、
    前記認識部は、前記受光出力をフーリエ変換し、前記周期パターンを空間周波数領域において認識する焦点調節装置。
12. 請求項１０または１１に記載の焦点調節装置において、
    前記認識部は、前記複数のマイクロレンズのうち少なくとも１つのマイクロレンズに対応する前記複数の受光素子の受光出力からエッジを検出することにより、前記周期パターンを認識する焦点調節装置。
13. 請求項１０または１１に記載の焦点調節装置において、
    前記認識部は、前記複数のマイクロレンズのうち少なくとも２つのマイクロレンズについて、当該マイクロレンズに対応する前記複数の受光素子の受光出力を合算し、それら２つの合算値を比較することにより前記周期パターンを認識する焦点調節装置。
14. 請求項３〜１３のいずれか一項に記載の焦点調節装置を備えるカメラ。

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