JPWO2015045704A1 - 撮像装置及び合焦制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、静止画撮像を連続して行う場合でも合焦不能となるのを防止して撮像品質を向上させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供する。デジタルカメラは、Ｎコマ目の撮像処理後、画素ペアＰ１によって撮像された２像の相関演算を行い、相関演算の結果に基づいて相関演算結果の信頼度を判定する。デジタルカメラは、信頼度が低い場合は（Ｎ＋１）コマ目以降の各撮像処理においてはコントラストＡＦ方式による合焦制御を行い、信頼度が低い場合は（Ｎ＋１）コマ目の撮像処理においては位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う。

Description

本発明は、撮像装置及び合焦制御方法に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の固体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、スマートフォン等の携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，携帯情報端末）等の撮影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、コントラストＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）方式や位相差ＡＦ方式が採用されている。コントラストＡＦ方式と位相差ＡＦ方式にはそれぞれに利点があるため、これらを併用する撮像装置も提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。

特許文献１には、位相差検出用画素の出力信号の相関演算の結果、相関度が最も高くなるレンズ位置が複数見つかった場合には、その複数のレンズ位置の情報を利用したコントラストＡＦを行い、相関度が最も高くなるレンズ位置が見つからなかった場合には、合焦不能の表示を行う撮像装置が開示されている。

特開２０１２−２２６２４７号公報 特開２００９−４８１２３号公報 特開２０１３−５０６９０号公報

特許文献１に記載の撮像装置は、連写撮影や動画撮影等のように、連続する静止画の撮影中も主要被写体に合焦し続けるモードの動作については考慮されていない。当該モードを搭載する撮像装置においては、ＡＦ方式を撮像終了まで固定するのが一般的である。

例えば、特許文献１に記載の方法で、連続撮像の最初の撮像で位相差ＡＦ方式による合焦制御を採用すると、撮影環境の変化等によって、後の撮像においては位相差ＡＦ不能となる場合がある。ＡＦ不能となってしまうと、得られる画像の連続性が損なわれたり、動画が途中でピンボケになったりしてしまい、撮像品質を低下させてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、静止画の撮像を連続して行う場合でも合焦不能となるのを防止して撮像品質を向上させることのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、上記撮像素子は、上記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含む。上記撮像装置は、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御と、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストＡＦ方式による合焦制御と、のいずれかを行う合焦制御部を備える。上記撮像素子により撮像を複数回連続して行うモードにおいて、上記合焦制御部は、任意のタイミングで上記撮像素子から読み出される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて決まる上記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下の場合に、上記任意のタイミングより後に行われる上記撮像における合焦制御として上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う。

本発明の合焦制御方法は、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法である。上記撮像素子は、上記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含む。上記撮像素子により撮像を複数回連続して行うモードにおいて、任意のタイミングで上記撮像素子から読み出される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて決まる上記相関演算の結果を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下の場合に、上記任意のタイミングより後に行われる上記撮像における合焦制御として、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストＡＦ方式による合焦制御を行う。

本発明によれば、静止画撮像を連続して行う場合でも合焦不能となるのを防止して撮像品質を向上させることのできる撮像装置及び合焦制御方法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固体撮像素子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。 図１に示すデジタルカメラの連写モード時の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すデジタルカメラの連写モード時の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。 図１に示すデジタルカメラの連写モード時の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。 ペアラインに設定する画素ペアの変形例を示す図である。 図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。 図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。 図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。 図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。 撮像装置としてスマートフォンを説明する図である。 図１３のスマートフォンの内部ブロック図である。

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、焦点調節のためのフォーカスレンズ、及び、ズームレンズ等を含む撮影レンズ１と、絞り２とを有するレンズ装置を備える。レンズ装置は撮像光学系を構成する。レンズ装置はカメラ本体に着脱可能でも固定でもどちらでもよい。撮影レンズ１は少なくともフォーカスレンズを含んでいればよい。また、撮像レンズ１は、レンズ系全体を移動させることで焦点調節を行う単焦点レンズでもよい。

カメラ本体は、レンズ装置を通して被写体を撮像するＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の固体撮像素子５と、固体撮像素子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Ａ／Ｄ変換回路７とを備える。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は固体撮像素子５に内蔵されることもある。

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、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１に含まれるフォーカスレンズの位置を調整したり、撮影レンズ１に含まれるズームレンズの位置の調整を行ったりする。更に、システム制御部１１は、絞り駆動部９を介して絞り２の開口量を制御することにより、露光量の調整を行う。

また、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１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、後述する様に、コントラストＡＦ処理部１８と位相差ＡＦ処理部１９のいずれか一方を選択し、選択した処理部によって決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。

更に、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、デジタル信号処理部１７と、コントラストＡＦ処理部１８と、位相差ＡＦ処理部１９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。デジタル信号処理部１７は、Ａ／Ｄ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影画像データを生成する。コントラストＡＦ処理部１８は、コントラストＡＦ方式により合焦位置を決定する。位相差ＡＦ処理部１９は、位相差ＡＦ方式により合焦位置を決定する。

メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、コントラストＡＦ処理部１８、位相差ＡＦ処理部１９、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固体撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。

固体撮像素子５は、行方向Ｘ及びこれに直交する列方向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、フォーカスを合わせる対象となるエリアであるＡＦエリア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）には“Ｒ”の文字を付し、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）には“Ｇ”の文字を付し、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）には“Ｂ”の文字を付している。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。ここでは図３に図示するように、２次元状配列の一方の方向をＸ方向または行方向、他の方向をＹ方向または列方向と規定する。

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、撮影レンズ１の瞳領域の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１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２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、撮影レンズ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Ｘ方向の一方の方向であり、左方向はＸ方向のもう一方の方向である。

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。

図４に示すように、ＡＦエリア５３には、位相差検出用画素５２Ａと、この位相差検出用画素５２Ａに対して、位相差の検出方向（行方向Ｘ）に直交する方向に所定距離を空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとからなる画素ペアＰ１と、画素ペアＰ１において位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの位置関係を逆にした画素ペアＰ２とが行方向Ｘに交互に配置されたペアラインが少なくとも１つ設けられている。

このペアラインは、位相差の検出方向に沿って並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ａからなる第１の信号検出部群（全画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ａ）、及び、第１の信号検出部群の各位相差検出用画素５２Ａに対してＹ方向の一方の方向（図４を例にすると紙面の下方向）に同一距離（１画素分の距離）で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる信号検出部群（全画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ｂ）の第１のペアと、第１の信号検出部群の各位相差検出用画素５２Ａに対して同一方向（図４の例では斜め右下方向）に同一距離で配置されかつ検出方向に沿って並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ａからなる第２の信号検出部群（全画素ペアＰ２の位相差検出用画素５２Ａ）、及び、第２の信号検出部群の各位相差検出用画素５２Ａに対して上記Ｙ方向の一方の方向とは反対の方向（図４の例では紙面の上方向）に同一距離（１画素分の距離）で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる信号検出部群（全画素ペアＰ２の位相差検出用画素５２Ｂ）の第２のペアとから構成されたものということもできる。

図１に示す位相差ＡＦ処理部１９は、９つのＡＦエリア５３の中からユーザ操作等により選択された１つのＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ及び位相差検出用画素５２Ｂから読み出される検出信号群を用いて上記一対の光束によって形成される２つの像の相対的な位置ずれ量である位相差を演算する。

そして、位相差ＡＦ処理部１９は、この位相差に基づいて、撮影レンズ１の焦点調節状態、ここでは合焦状態から離れている量と合焦状態から離れている方向、すなわちデフォーカス量を求める。位相差ＡＦ処理部１９は、このデフォーカス量からフォーカスレンズの合焦位置を決定する。

システム制御部１１は、位相差検出用画素５２Ａの検出信号及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号の相関演算の結果に基づいて位相差ＡＦ処理部１９により決められた合焦位置にフォーカスレンズを移動させる第１の合焦制御（位相差ＡＦ方式による合焦制御）を行う合焦制御部として機能する。

図１に示すコントラストＡＦ処理部１８は、９つのＡＦエリア５３の中からユーザ操作等により選択された１つのＡＦエリア５３によって撮像される画像を解析し、周知のコントラストＡＦ方式によって撮影レンズ１の合焦位置を決定する。

即ち、コントラストＡＦ処理部１８は、システム制御部１１の制御によって撮影レンズ１のフォーカスレンズ位置を動かしながら、動かした位置（複数の位置）毎に得られる画像のコントラスト（明暗差）を求める。そして、コントラストが最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として決定する。なお、コントラストは隣接画素の信号の差分の合計をとることによって得られる。

システム制御部１１は、フォーカスレンズを移動可能な最大範囲（ＩＮＦからＭＯＤまでの範囲）でその範囲の端から光軸方向に任意距離ずつ移動させ、各移動位置で固体撮像素子５によって撮像される撮像画像のコントラストに基づいてコントラストＡＦ処理部１
８により決められた合焦位置にフォーカスレンズを移動させる第２の合焦制御（コントラストＡＦ方式による合焦制御）を行う合焦制御部として機能する。

なお、ＡＦエリア５３は１つだけでなく、連続して並ぶ複数個を選択できるようにしてもよい。

以下、コントラストＡＦ方式による合焦制御と位相差ＡＦ方式による合焦制御のいずれかによって被写体に合焦させた状態で固体撮像素子５により撮像（静止画撮像）を行う撮像処理を複数回（以下ではＫ回が設定されているものとする）連続して行う連写モードでのデジタルカメラの動作について説明する。撮像とは、固体撮像素子５の露光を開始してから、その露光によって得られた撮像画像信号を固体撮像素子５から読み出すまでの処理を言う。

図５は、図１に示すデジタルカメラの連写モード時の動作を説明するためのフローチャートである。

連写モードに設定され、連写開始指示があると、システム制御部１１は、ライブビュー画像表示のために行っていた撮像により得られた撮像画像信号を用いて測光値（ＥＶ値）を算出する。

そして、システム制御部１１は、この測光値が閾値ＴＨ１を超えていれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２の処理を行い、測光値が閾値ＴＨ以下であれば（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ９の処理を行う。

ステップＳ９では、システム制御部１１がコントラストＡＦ（図ではＣＡＦと略す）方式による合焦制御を行う。すなわち、システム制御部１１は、コントラストＡＦ処理部１８に合焦位置を決定させ、決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。

ステップＳ９の後、システム制御部１１は、固体撮像素子５により連写のＮ（初期値は１）コマ目の撮像を行わせる（ステップＳ１０）。この撮像によって得られた撮像画像信号からデジタル信号処理部１７により撮像画像データが生成され、この撮像画像データが記録媒体２１に記録される。

ステップＳ１０の後、システム制御部１１は、Ｎ≠ＫであればステップＳ１１にてＮを（Ｎ＋１）にして、ステップＳ９の処理を行い、ＮがＫになるまでステップＳ９とステップＳ１０からなる撮像処理を繰り返す。そして、Ｎ＝Ｋになると、連写撮像を終了する。

ステップＳ２では、システム制御部１１が位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う。すなわち、システム制御部１１は、位相差ＡＦ処理部１９に合焦位置を決定させ、決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。

具体的には、位相差ＡＦ処理部１９が、選択されたＡＦエリア５２にある位相差検出用画素５２Ａ及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号を取得し、取得した検出信号のうち、１つのペアラインを構成する画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算を行う。

位相差ＡＦ処理部１９は、一方の検出信号群のデータをＡ［１］…Ａ［ｋ］とし、他方の検出信号群のデータをＢ［１］…Ｂ［ｋ］とし、これら２つのデータをシフト量“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Ｃ［ｄ］を求める。

以下では、ステップＳ２の相関演算の結果である相関値をＣ１［ｄ］とする。相関値Ｃ１［ｄ］は、画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂのそれぞれによって撮像される像の一致度を示す値となる。

位相差ＡＦ処理部１９は、相関値Ｃ１［ｄ］の値が最小となるときのｄの値を位相差量として求め、この位相差量からデフォーカス量を算出して、フォーカスレンズの合焦位置を決定する。システム制御部１１は、この決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。

システム制御部１１は、ステップＳ２で合焦制御を終えた後、固体撮像素子５に連写のＮ（初期値は１）コマ目の撮像を行わせる（ステップＳ３）。

ステップＳ３の後、システム制御部１１は、Ｎ＝Ｋであれば連写撮像を終了し、Ｎ≠ＫであればステップＳ５の処理を行う。

ステップＳ５では、システム制御部１１が位相差ＡＦ処理部１９に対して相関演算を実行させる。位相差ＡＦ処理部１９は、ステップＳ３の撮像で得られた撮像画像信号に含まれる１つのペアラインを構成する画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群を取得し、これら検出信号群同士の相関演算を行う。

システム制御部１１は、ステップＳ５で得られた相関演算の結果を用いて、位相差ＡＦによる合焦制御の信頼度を判定する（ステップＳ６）。

システム制御部１１は、ステップＳ５で得られた相関値Ｃ［ｄ］を縦軸にとり、横軸にｄをとったグラフにおいて極小点が複数ある場合又は極小点が存在しない場合には、上記信頼度は閾値ＴＨ２（第一の閾値）以下と判定する。一方、システム制御部１１は、上記グラフにおいて１つのみ極小点が存在し、かつ、該極小点における相関値Ｃ[ｄ]が予め決められた値を下回る場合には、上記信頼度は閾値ＴＨ２を超えると判定する。

相関値Ｃ[ｄ]が小さいということは、位相差検出用画素５２Ａで得られる画像と位相差検出用画素５２Ｂで得られる画像をシフト量ｄだけシフトさせたときの、２つの画像の一致度が高いと言う事を意味する。相関値Ｃ[ｄ]が大きい場合は、位相差検出用画素５２Ａで得られる画像と位相差検出用画素５２Ｂで得られる画像の一致度が低く別の被写体の画像である可能性などがありえる。

ステップＳ６の判定の結果、信頼度が閾値ＴＨ２以下であった場合（ステップＳ６：ＮＯ）、システム制御部１１はステップＳ９の処理を行う。

ステップＳ６の判定の結果、信頼度が閾値ＴＨ２を超える場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、システム制御部１１はステップＳ７の処理を行う。

ステップＳ７において、システム制御部１１は、位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う。その後、システム制御部１１はステップＳ８にてＮを（Ｎ＋１）にして、ステップＳ３の処理を行う。ステップＳ７において、位相差ＡＦ処理部１９は、ステップＳ５の相関演算の結果に基づいてデフォーカス量を決定する。

以上のように、図１のデジタルカメラによれば、連写モードの１コマ目の撮像処理において位相差ＡＦ方式による合焦制御が行われた後は、この合焦制御が行われて以降の任意のタイミング（図５ではステップＳ３）で固体撮像素子５から読み出された画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算の結果から求まる位相差ＡＦによる合焦制御の信頼度が低くなった場合に、これから行われる予定の各撮像処理においてコントラストＡＦ方式による合焦制御が行われるようになる。

このため、信頼度の低い位相差ＡＦ方式による合焦制御が行われるのを防ぐことができ、連写撮像中、合焦不能となったり、合焦精度が低下したりするのを防ぐことができる。

なお、図５のステップＳ１では、測光値の大きさによって位相差ＡＦ方式による合焦制御に移行するかコントラストＡＦ方式による合焦制御に移行するかを決めている。しかし、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度をステップＳ６と同様に求めて、信頼度が閾値ＴＨ２を超えるならステップＳ２の処理を行い、信頼度が閾値ＴＨ２以下ならステップＳ９の処理を行うようにしてもよい。

また、図５のステップＳ５では、位相差ＡＦ処理部１９が、画素ペアＰ１ではなく、１つのペアラインを構成する“画素ペアＰ２”の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群を取得し、これら検出信号群同士の相関演算を行ってもよい。

固体撮像素子５は、画素ペアＰ１と画素ペアＰ２とが行方向Ｘに交互に配置されたペアラインを有するものとして説明したが、信頼度を判定するための相関演算ができればよいため、画素ペアＰ１を省略したり、画素ペアＰ２を省略したりした構成としてもよい。

また、図５の例では、ステップＳ６において信頼度が閾値ＴＨ２以下に一回でもなるとステップＳ９に移行するものとしたが、Ｎコマ目撮像後の信頼度と、（Ｎ＋１）コマ目撮像後の信頼度とがそれぞれ閾値ＴＨ２以下の場合に、ステップＳ９に移行するようにしてもよい。

つまり、信頼度が複数回連続して閾値ＴＨ２以下になる場合にのみ、ステップＳ９に移行するようにしてもよい。この場合、１回目に信頼度が閾値ＴＨ２以下になった後は、ステップＳ７において位相差ＡＦによる合焦制御が行われるが、このときの合焦位置は、前のコマの撮像処理で使用した合焦位置を利用することで、合焦不能となるのを防ぐことができる。

このようにすることで、何らかの理由により単発的に信頼度が落ちたことでコントラストＡＦ方式による合焦制御に移行してしまうのを防ぐことができる。コントラストＡＦ方式による合焦制御は、位相差ＡＦ方式による合焦制御と比べると演算量が多くかつレンズ駆動が必要なため電力を多く消費する。このため、コントラストＡＦ方式による合焦制御に移行する確率を減らすことで低消費電力化が可能となる。

絞り２のＦ値が大きいときは、絞り２が絞り込まれており、固体撮像素子５に入射する光の入射角が小さくなるため、画素ペアＰ１，Ｐ２において検出される信号に位相差がつきにくくなる。

一方、Ｆ値が小さいときは、固体撮像素子５に入射する光の入射角が大きくなるため、画素ペアＰ１，Ｐ２において検出される信号に位相差がつきやすくなる。ここでいうＦ値とは絞りの開口直径をＤ、レンズの焦点距離をｆとすると、Ｆ＝ｆ／Ｄで表される。

そこで、連写モードの各コマの撮像時に設定されるＦ値が閾値ＴＨ３（第二の閾値）以下の場合には図５のフローチャートによって連写撮像を行い、Ｆ値が閾値ＴＨ３を超えている場合には以下に説明する図６のフローチャートによって連写撮像を行うのが好ましい。

図６は、図１に示すデジタルカメラの連写モード時の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図６は、連写の各コマの撮像時に設定されているＦ値が閾値ＴＨ３よりも大きいときの動作を示している。図６において図５に示した処理と同じものには同一符号を付して説明を省略する。

ステップＳ４でＮ≠Ｋであった場合、システム制御部１１は、絞り２のＦ値を閾値ＴＨ３以下に制御した状態（理想的には、絞り２を最大まで開放した状態）で固体撮像素子５により撮像を行わせる（ステップＳ２１）。この撮像は、後のステップＳ２２にて相関演算を行う対象となる信号を取得するための仮撮像である。

システム制御部１１は、Ｎ回の撮像処理の各々が行われるときのＦ値が閾値ＴＨ３を超える場合に、Ｎ回の撮像処理のうちの任意回の撮像処理と任意回の次の回の撮像処理との間において固体撮像素子に仮撮像をさせる撮像制御部として機能する。

ステップＳ２１において仮撮像が終了すると、位相差ＡＦ処理部１９は、この仮撮像によって得られた撮像画像信号に含まれる１つのペアラインを構成する画素ペアＰ１（又はＰ２）の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群を取得し、これら検出信号群同士の相関演算を行う（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２の後、ステップＳ６において、システム制御部１１は、ステップＳ２２で行われた相関演算の結果から位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度を判定する。そして、システム制御部１１は、信頼度が高ければ、ステップＳ２２の相関演算の結果に基づいた位相差ＡＦ方式による合焦制御を行い、信頼度が低ければコントラストＡＦ方式による合焦制御を行う。

以上のように、連写の各コマにおいて設定されている撮像時Ｆ値が閾値ＴＨ３を超えている場合は、相関演算の対象となる信号を取得するための仮撮像（Ｆ値は閾値ＴＨ３以下）を各コマの撮像処理の間で行うことで、信頼度の判定精度を向上させることができる。

ここまでは、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が閾値ＴＨ２以下となった場合に、既に撮像済みのコマ以外の残りのコマの撮像処理においては全てコントラストＡＦ方式による合焦制御を行うものとした。しかし、消費電力の低減を考慮すると、できるだけ位相差ＡＦ方式による合焦制御が行われるようにしておくのが好ましい。

そこで、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が閾値ＴＨ２以下となった後でも、撮影状況が変わる等して、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が閾値ＴＨ２を再び超える場合には、コントラストＡＦ方式による合焦制御から位相差ＡＦ方式による合焦制御に戻すのが有効となる。

しかし、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が低下する要因は、主要被写体が高周波被写体であったり、ゴーストやフレアが発生していたり、主要被写体の輝度が低すぎたり、と様々である。

これら要因のうち、ゴーストやフレアが発生していたり、主要被写体の輝度が低すぎたり、といった場合は、連写のコマが変わることで状況が改善される可能性が高い。しかし、主要被写体が高周波被写体である場合は、連写のコマが変わっても、状況が変わる可能性は低い。

主要被写体が高周波被写体である場合、合焦位置が大きく変化することで被写体像がボケて、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が高まることがある。信頼度が高まることで位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うと、被写体像のボケが少なくなる。この結果、高周波被写体がシャープに結像されることで位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が再び低下し、コントラストＡＦ方式による合焦制御に移行する。このようなことが繰返される可能性がある。

そこで、システム制御部１１は、位相差ＡＦ方式による合焦制御からコントラストＡＦ方式による合焦制御に移行するに至った上記要因を判定して記憶しておく。そして、この要因が高周波被写体によるものである場合には、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が閾値ＴＨ２を超えた場合でも、位相差ＡＦ方式による合焦制御には戻さずに、コントラストＡＦ方式による合焦制御を継続する。

このようにすれば、連写中に位相差ＡＦ方式による合焦制御とコントラストＡＦ方式による合焦制御が頻繁に切り替わるのを防ぐことができ、安定した撮像を行うことができる。以下、動作を詳細に説明する。

図７は、図１に示すデジタルカメラの連写モード時の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図７において図５に示した処理と同じものには同一符号を付して説明を省略する。

ステップＳ６の判定がＮＯの場合、システム制御部１１は、ステップＳ３の撮像が位相差ＡＦ方式による合焦制御の後に行われたものであれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４において、ステップＳ６の判定がＮＯとなった要因、すなわち、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が閾値ＴＨ２以下となった要因を判定する。

システム制御部１１は、ステップＳ３の撮像がコントラストＡＦ方式による合焦制御の後に行われたものであれば（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３５において、コントラストＡＦ方式による合焦制御を行い、その後、ステップＳ８に処理を移行する。

ステップＳ３４における上記要因の判定方法について説明する。

ＡＦエリアに結像する被写体像の周波数が高い場合、ステップＳ５の相関演算で得られる相関値Ｃ［ｄ］のカーブに複数の極小値が出現する可能性が高い。

ＡＦエリアに結像する被写体像の周波数が低く、ゴーストやフレア、輝度等によって信頼度が低くなる場合、ステップＳ５の相関演算で得られる相関値Ｃ［ｄ］のカーブには極小値が存在しない可能性が高い。

このため、極小値が複数あるか、極小値が０となるか、によって、上記要因を判定することが可能である。

具体的には、システム制御部１１は、極小値が複数あれば、上記要因は被写体像の周波数によるものと判定する。また、システム制御部１１は、極小値が存在しなければ、上記要因は被写体像の周波数によるものでないと判定する。

なお、このように極小値の数によって上記要因を判定する方法以外に、上記要因をより正確に判定する方法を以下に説明する。

まず、位相差ＡＦ処理部１９が、ステップＳ３で得られた撮像画像信号から、選択されたＡＦエリア５２にある位相差検出用画素５２Ａ及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号を取得し、取得した検出信号のうち、１つのペアラインを構成する画素ペアＰ２の位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算を行う。

これにより、ステップＳ５の処理と併せて、同じＡＦエリアに対し、画素ペアＰ１に対応する相関値Ｃ１［ｄ］と、画素ペアＰ２に対応する相関値Ｃ２［ｄ］とを得る。

次に、位相差ＡＦ処理部１９は、相関値Ｃ１［ｄ］と相関値Ｃ２［ｄ］を用いて、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度を判定するための信頼度判定値Ｊ１を生成する。位相差ＡＦ処理部１９は、信頼度判定値Ｊ１を生成する情報生成部として機能する。

ペアラインに結像する被写体像の周波数が低い場合、横軸にシフト量ｄをとり、縦軸にＣ［ｄ］をとったときのグラフの形状は、Ｃ１［ｄ］とＣ２［ｄ］でほぼ同じになる。しかし、ペアラインに結像する被写体像の周波数が高い場合、Ｃ１［ｄ］とＣ２［ｄ］とで、上記グラフの形状は大きく異なる。すなわち、Ｃ１［ｄ］に基づくグラフの形状とＣ２［ｄ］に基づくグラフの形状との一致度を見ることで、被写体像の周波数が高いかどうかを判断することができる。

具体的には、次の式（２）の演算を行って信頼度判定値Ｊ１を生成する。

式（２）の分子は、Ｃ１［ｄ］に基づくグラフの形状とＣ２［ｄ］に基づくグラフの形状とが近い場合は小さな値となり、この２つの形状が異なる場合は大きな値になる。

ＡＦエリア５３に結像する被写体像の周波数が高い場合には、Ｃ１［ｄ］とＣ２［ｄ］のグラフ形状が大きく異なるため、信頼度判定値Ｊ１は大きな値になる。

一方で、ＡＦエリア５３に結像する被写体像の周波数が高くない場合でも、局所的にゴーストやフレアが発生している場合や、被写体の輝度が低い場合等には、信頼度判定値Ｊ１は大きな値になるものの、被写体の周波数が高い場合よりは小さな値となる。

このため、信頼度判定値Ｊ１の大きさによって、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が低下した要因を判定することができる。

具体的には、システム制御部１１は、Ｊ１≧閾値ＴＨ４であれば、ＡＦエリア５３に結像する被写体像の周波数が高いために位相差ＡＦの精度が得られない状況と判定する。

また、システム制御部１１は、Ｊ１＜閾値ＴＨ４であれば、ＡＦエリア５３に結像する被写体像の周波数は高くないが、他の要因（ゴースト、フレア、低輝度）によって位相差ＡＦの精度が得られない状況と判定する。

以上のようにして、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が低下した要因を高い精度で判定することができる。

ステップＳ３４で上記要因を判定した後、システム制御部１１は、判定した要因を、最後に撮像したコマの番号と関連付けて内部メモリに記憶し、ステップＳ３５の処理を行う。

ステップＳ３４の処理が一旦行われてからは、ステップＳ６の判定がＹＥＳになるまでの間に行われる各撮像処理では、コントラストＡＦ方式による合焦制御が行われる。

ステップＳ６の判定がＹＥＳのとき、システム制御部１１は、Ｎコマ目の撮像処理における合焦制御がコントラストＡＦ方式による合焦制御であれば（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２の処理を行う。

また、システム制御部１１は、Ｎコマ目の撮像処理における合焦制御が位相差ＡＦ方式による合焦制御であれば（ステップＳ３１：ＮＯ）、ステップＳ７の処理を行う。

ステップＳ３２において、システム制御部１１は、内部メモリに記憶した上記要因が高周波被写体によるものか否かを判定し、高周波被写体によるものであれば（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３５の処理を行う。

一方、システム制御部１１は、上記要因が高周波被写体によるものでなければ（ステップＳ３２：ＮＯ）、内部メモリから上記要因を消去した後、ステップＳ７の処理を行う。

このように、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が閾値ＴＨ２以下となった後に、その信頼度が閾値ＴＨ２を超えた場合でも、信頼度が低くなったときの要因が高周波被写体によるものであれば、コントラストＡＦ方式による合焦制御を継続して行うことで、位相差ＡＦ方式による合焦制御とコントラストＡＦ方式による合焦制御が頻繁に切り替わるのを防ぐことができる。

一方で、信頼度が低くなったときの要因が高周波被写体によるものでなければ、位相差ＡＦ方式による合焦制御に戻すことができるため、低消費電力化を図ることができる。

ここまでは、連写モードに限定して動作を説明してきたが、本発明は、複数回の撮像処理を連続して行うモードにおいて有効であり、例えば動画撮像モードに適用することも可能である。

なお、図５〜図７のステップＳ６では、上述した信頼度判定値Ｊ１を求め、信頼度判定値Ｊ１の大きさによって信頼度の大小を決めてもよい。図５〜図７では、ステップＳ６において、極小値の有無や極小値の数によって信頼度を判定しているため、信頼度の判定を少ない演算量で行うことができる。

また、図７のステップＳ３４においても、極小値の数によって要因を判定する方法を採用すれば、演算量を減らして消費電力を低減させることができる。

ここまでは、ＡＦエリア５３にあるペアラインを画素ペアＰ１と画素ペアＰ２からなるラインとして説明したが、図８に示すように、このペアラインは、画素ペアＰ３と画素ペアＰ４からなるラインと言うことも可能である。

すなわち、ペアラインを、位相差検出用画素５２Ａと、この位相差検出用画素５２Ａに対して、位相差の検出方向（行方向Ｘ）に所定距離を空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとからなる画素ペアＰ３を行方向Ｘに配列したラインと、画素ペアＰ３において位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの位置関係を逆にした画素ペアＰ４を行方向Ｘに配列したラインとからなるものとして扱ってもよい。

図８のようにペアラインにおいて画素ペアＰ３，Ｐ４を設定した場合、位相差ＡＦ処理部１９は、画素ペアＰ３の位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの検出信号群同士で相関演算を行い、画素ペアＰ４の位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの検出信号群同士で相関演算を行う。そして、これら２つの相関演算の結果に基づいて、信頼度判定値Ｊ１を生成する。

ここまでは、ＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂをそれぞれ含む２つの隣接画素ラインを１ブロックとし、このブロックにある各位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの検出信号を利用して、信頼度判定値Ｊ１を生成するものとした。

このブロックの変形例として、ＡＦエリア５３にある位相差検出用画素を含む３つ以上の画素ラインを１ブロックとし、このブロックにある各位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの検出信号を利用して、信頼度判定値Ｊ１を生成してもよい。以下、ブロック内の位相差検出用画素の配列の変形例について説明する。

（第一の配列変形例）
図９は、図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。

図９に示す配列例では、ＡＦエリア５３に、行方向Ｘに並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ａを含む位相差画素ラインと、行方向Ｘに並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ｂを含む位相差画素ラインとが２つずつ設けられており、この４つの位相差画素ラインを１ブロックとして信頼度判定を行う。以下の図９の説明では便宜上、上方向、下方向とは図中での紙面上での上下方向をあらわすものとする。

図９に示す１ブロックにおいて奇数行目の位相差画素ラインに含まれる各位相差検出用画素は位相差検出用画素５２Ａであり、偶数行目の位相差画素ラインに含まれる各位相差検出用画素は位相差検出用画素５２Ｂである。

図９に示す配列例では、ブロック内の１行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して下方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ１とする。

また、ブロック内の３行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ２とする。

また、ブロック内の１行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して下方向に５画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ３とする。

また、ブロック内の３行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に１画素分空けて配置される位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ４とする。

図９の配列例によれば、一般的に用いられている位相差検出用画素の配列であるため、既存の固体撮像素子に容易に適用することができ、汎用性が高い。

（第二の配列変形例）
図１０は、図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。

図１０に示す配列例では、ＡＦエリア５３に、行方向Ｘに並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ａを含む位相差画素ラインと、行方向Ｘに並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ｂを含む位相差画素ラインとを２つずつ設けられており、この４つの位相差画素ラインを１ブロックとして信頼度判定を行う。

図１０に示す１ブロックにおいて１行目と４行目の位相差画素ラインに含まれる各位相差検出用画素は位相差検出用画素５２Ａであり、２行目と３行目の位相差画素ラインに含まれる各位相差検出用画素は位相差検出用画素５２Ｂである。

図１０に示す配列例では、ブロック内の１行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して下方向に３画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ１とする。

また、ブロック内の４行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に３画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ２とする。

また、ブロック内の１行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して下方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ３とする。

また、ブロック内の４行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に１画素分空けて配置される位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ４とする。

（第三の配列変形例）
図１１は、図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３にある位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列の変形例を示す図である。

図１１に示す配列例では、ＡＦエリア５３に、行方向Ｘに並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ｂを含む位相差画素ラインが２つ、行方向Ｘに並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ａを含む位相差画素ラインが１つ設けられており、この３つの位相差画素ラインを１ブロックとして信頼度判定を行う。

図１１に示す配列例では、ブロック内の２行目の位相差画素ラインの位相差検出用画素５２Ａのうち、奇数列にある各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して下方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ１とする。

また、ブロック内の２行目の位相差画素ラインの位相差検出用画素５２Ａのうち、偶数列にある各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ２とする。

また、ブロック内の２行目の位相差画素ラインの位相差検出用画素５２Ａのうち、奇数列にある各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ３とする。

また、ブロック内の２行目の位相差画素ラインの位相差検出用画素５２Ａのうち、偶数列にある各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して下方向に１画素分空けて配置された位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ４とする。

図１１の配列例によれば、３つの位相差画素ラインを１ブロックとして信頼度判定を行うため、信頼度判定に用いる位相差画素ライン数を図９及び図１０の配列例よりも減らすことができる。

（第四の配列変形例）
図１２は、図１に示す固体撮像素子５のＡＦエリア５３の構成の変形例を示す図である。

図１２に示す配列例では、ＡＦエリア５３にある一部のＧ画素５１の光電変換部を２分割し、２分割した光電変換部のうちの左側（“Ｇ１”を付した画素）が位相差検出用画素５２Ａとなっており、２分割した画素のうちの右側（“Ｇ２”を付した画素）が位相差検出用画素５２Ｂとなっている。

各画素５１には１つのマイクロレンズ５１が設けられており、１つの画素５１の光電変換部を２分割して得られる位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂにも、１つのマイクロレンズ５１がこれらに跨って設けられている。

これにより、位相差検出用画素５２Ａは、撮像レンズ１の瞳領域の半分を通過した光束を受光し、位相差検出用画素５２Ｂは、撮像レンズ１の瞳領域の残り半分を通過した光束を受光する構成となっている。

この配列例では、ＡＦエリア５３に、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂを含む画素５１が行方向Ｘに並ぶ位相差画素ラインが列方向Ｙに２つ設けられており、この２つの位相差画素ラインを１ブロックとして信頼度判定を行う。なお、ブロック内において行方向Ｘでの位置が同じマイクロレンズＭＬは全て同一被写体部位からの光を受光する程度に近い距離にある。

図１２に示す配列例では、ブロック内の１行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａ（図中網掛けをした画素）と、この各位相差検出用画素５２Ａに対して右斜め下方向に配置された２行目の位相差画素ラインの位相差検出用画素５２Ｂ（図中網掛けをした画素）とを画素ペアＰ１とする。

また、ブロック内の２行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａ（図中網掛けをしていない画素）と、この各位相差検出用画素５２Ａに対して右斜め上方向に配置された１行目の位相差画素ラインの位相差検出用画素５２Ｂ（図中網掛けをしていない画素）とを画素ペアＰ２とする。

また、ブロック内の１行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して右に隣接する位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ３とする。

また、ブロック内の２行目の位相差画素ラインの各位相差検出用画素５２Ａと、この各位相差検出用画素５２Ａに対して右に隣接する位相差検出用画素５２Ｂとを画素ペアＰ４とする。

なお、図１２の配列では、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂに分割された画素５１を撮像用画素として利用する場合、位相差検出用画素５２Ａの検出信号と位相差検出用画素５２Ｂの検出信号とを加算した信号を、この画素５１から出力された信号として扱えばよい。

また、図１２の配列では、一部のＧ画素５１だけでなく、全ての画素５１を２分割した構成としてもよい。この場合、被写体色によって、信頼度判定のために使用する画素ペアを変更することができ、高精度の位相差ＡＦが可能となる。

また、全ての画素５１を２分割する構成では、色毎に信頼度判定を行い、高い信頼度が得られた色の位相差検出用画素を使って位相差ＡＦを行うことも可能であり、位相差ＡＦが行われる可能性を高めたり、位相差ＡＦの精度を向上させたりすることができる。

図１２の配列例によれば、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂを１つのマイクロレンズＭＬの下に設ける構成であるため、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂとで別々にマイクロレンズＭＬを設ける構成と比較して、撮像用画素の数を増やすことができる。

また、撮像時には、ほぼ同じ位置にある位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂとで信号を加算して１画素分の信号を得られるため、画素補間処理が不要となり、撮像画質を向上させることができる。

本明細書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１３は、本発明の撮像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１３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、折り畳み構造や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１４は、図１３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１３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（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）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、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。

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）や文字情報など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（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）など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、ユーザの指や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や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１３に示すように、本発明の撮像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の大きさなど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、静電容量方式などが挙げられ、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やマイクロホン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１３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、キースイッチなど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１３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、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなど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の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号など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データや、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など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（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）など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など）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（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）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（Ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ 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、イヤホンなどがある。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することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。

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、当該スマートフォン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や外部入出力部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軸の加速度センサなどを備え、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の動く方向や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や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、音声通信や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や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。

また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）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や、スクロールバーなど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などについて、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や、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の感応領域や、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、指など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、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。

図１３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や、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の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。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などを付加して記録部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。

以上のような構成のスマートフォン２００においても、カメラ部２０８の撮像素子として固体撮像素子５を用い、主制御部２２０において図５〜７に例示した処理を行うことで、連写モードにおける撮像品質を向上させることができる。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された撮像装置は、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、上記撮像素子は、上記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含む。上記撮像装置は、上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御と、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストＡＦ方式による合焦制御と、のいずれかを行う合焦制御部を備える。上記撮像素子により撮像を複数回連続して行うモードにおいて、上記合焦制御部は、任意のタイミングで上記撮像素子から読み出される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて決まる上記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下の場合に、上記任意のタイミングより後に行われる上記撮像処理における合焦制御として上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う。

この構成により、相関演算結果に基づく位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下になった場合には、コントラストＡＦ方式による合焦制御が行われるようになる。このため、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が低下することで合焦不能となったり合焦精度が低下したりするのを防ぐことができ、撮像品質を向上させることができる。

開示された撮像装置において、上記合焦制御部は、上記任意のタイミングより後に行われる上記撮像における合焦制御として上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行った後は、上記複数回の撮像のうちの残りの撮像が終了するまで、各撮像において上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行ってもよい。

この構成により、相関演算結果に基づく位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下になって以降は、複数回の撮像が終わるまで、コントラストＡＦ方式による合焦制御が行われる。このため、合焦不能となったり合焦精度が低下したりするのを防ぐことができ、撮像品質を向上させることができる。

開示された撮像装置において、上記合焦制御部は、上記相関演算の結果に基づく信頼度が上記第一の閾値以下の場合に、その相関演算を行う対象となった検出信号を利用して、その信頼度が上記第一の閾値以下になった要因を判定して記憶し、上記コントラストＡＦ方式による合焦制御が行われて以降、上記信頼度が第一の閾値を超えた場合に、上記要因が被写体像の周波数によるものでなければ、次に行われる撮像において上記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行い、上記要因が被写体像の周波数によるものであれば、次に行われる撮像において上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行ってもよい。

この構成により、コントラストＡＦ方式による合焦制御と位相差ＡＦ方式による合焦制御とが頻繁に切り替わるのを防ぐことができる。

開示された撮像装置において、上記第１の信号検出部及び上記第２の信号検出部による位相差の検出方向に沿って並ぶ複数の上記第１の信号検出部からなる第１の信号検出部群、及び、上記第１の信号検出部群の各信号検出部に対して一方向に同一距離で配置された複数の上記第２の信号検出部からなる信号検出部群の第１のペアから出力される上記第１の信号検出部群の検出信号と上記第２の信号検出部群の検出信号の相関演算結果と、上記第１の信号検出部群の各信号検出部に対して同一方向に同一距離で配置されかつ上記検出方向に沿って並ぶ複数の上記第１の信号検出部からなる第２の信号検出部群、及び、上記第２の信号検出部群の各信号検出部に対して上記一方向とは異なる方向に同一距離で配置された複数の上記第２の信号検出部からなる信号検出部群の第２のペアから出力される上記第１の信号検出部群の検出信号と上記第２の信号検出部群の検出信号の相関演算結果とに基づいて、上記信頼度を判定するための信頼度判定値を生成する情報生成部を備えていてもよく、上記合焦制御部は、上記信頼度判定値の大きさによって上記要因を判定してもよい。

この構成により、コントラストＡＦ方式による合焦制御を行うことになった要因を正確に判定することができる。

開示された撮像装置は、上記撮像素子は、上記第１の信号検出部とその第１の信号検出部に対して上記検出方向に交差する方向に沿って配置された上記第２の信号検出部との信号検出部ペアを複数含み、上記複数の信号検出部ペアは、上記第１の信号検出部と上記第２の信号検出部との位置関係が互いに逆になる第１の信号検出部ペアと第２の信号検出部ペアを含み、上記撮像素子は、上記第１の信号検出部ペアと上記第２の信号検出部ペアが上記検出方向に沿って交互に並ぶペアラインを複数有し、上記情報生成部は、任意の上記ペアラインに含まれる上記第１の信号検出部ペアを上記第１のペアとし、上記任意のペアラインに含まれる上記第２の信号検出部ペアを上記第２のペアとする、又は、上記任意のペアラインに含まれる信号検出部を上記検出方向に直交する方向での位置が同じ信号検出部からなる２つのグループに分けた状態での一方のグループを上記第１のペアとし、他方のグループを上記第２のペアとして、上記信頼度判定値を求めてもよい。

この構成により、コントラストＡＦ方式による合焦制御を行うことになった要因を正確に判定することができる。

開示された撮像装置は、上記複数回の撮像の各々が行われるときの上記撮像光学系のＦ値が第二の閾値を超える場合に、上記複数回の撮像のうちの任意回の撮像と上記任意回の次の回の撮像との間において、上記第１の信号検出部及び上記第２の信号検出部から検出信号を取得するための仮撮像を、Ｆ値を上記第二の閾値以下にした状態で行う撮像制御部を備えていてもよく、上記合焦制御部は、上記仮撮像によって上記撮像素子から読み出される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて求めた上記信頼度が上記第一の閾値以下の場合に、上記任意のタイミングより後に行われる上記撮像における合焦制御として上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行ってもよい。

この構成により、信頼度の判定を精度良く行うことができる。

開示された撮像装置は、上記合焦制御部が、上記最初の撮像の終了以降、複数回連続して上記信頼度が第一の閾値以下になった場合に、次に行う上記撮像において上記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行ってもよい。

この構成により、位相差ＡＦ方式による合焦制御が行われる確率を上げることができ、合焦制御を高速にかつ低消費電力で行うことができる。

開示された撮像装置による合焦制御方法は、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、前記撮像素子は、上記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、上記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含む。上記撮像素子により撮像を複数回連続して行うモードにおいて、任意のタイミングで上記撮像素子から読み出される上記第１の信号検出部の検出信号及び上記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて決まる上記相関演算の結果を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下の場合に、上記任意のタイミングより後に行われる上記撮像における合焦制御として、上記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストＡＦ方式による合焦制御を行う。

本発明は、デジタルカメラ等に適用して利便性が高く、有効である。

１ 撮像レンズ
２ 絞り
５ 固体撮像素子
１１ システム制御部（合焦制御部、撮像制御部）
１８ コントラストＡＦ処理部
１９ 位相差ＡＦ処理部（情報生成部）
５０ 受光面
５１ 画素
５２，５２Ａ，５２Ｂ 位相差検出用画素
５３ ＡＦエリア
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 画素ペア

Claims (8)

1. 撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置であって、
   前記撮像素子は、前記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、
   前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御と、前記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストＡＦ方式による合焦制御と、のいずれかを行う合焦制御部を備え、
   前記撮像素子により撮像を複数回連続して行うモードにおいて、前記合焦制御部は、任意のタイミングで前記撮像素子から読み出される前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて決まる前記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下の場合に、前記任意のタイミングより後に行われる前記撮像における合焦制御として前記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置。
   
2. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記合焦制御部は、前記任意のタイミングより後に行われる前記撮像における合焦制御として前記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行った後は、前記複数回の撮像のうちの残りの撮像が終了するまで、各撮像において前記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置。
   
3. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記合焦制御部は、前記相関演算の結果に基づく信頼度が前記第一の閾値以下の場合に、当該相関演算を行う対象となった検出信号を利用して、当該信頼度が前記第一の閾値以下になった要因を判定して記憶し、前記コントラストＡＦ方式による合焦制御が行われて以降、前記信頼度が第一の閾値を超えた場合に、前記要因が被写体像の周波数によるものでなければ、次に行われる撮像において前記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行い、前記要因が被写体像の周波数によるものであれば、次に行われる撮像において前記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置。
   
4. 請求項３記載の撮像装置であって、
   前記第１の信号検出部及び前記第２の信号検出部による位相差の検出方向に沿って並ぶ複数の前記第１の信号検出部からなる第１の信号検出部群、及び、前記第１の信号検出部群の各信号検出部に対して一方向に同一距離で配置された複数の前記第２の信号検出部からなる信号検出部群の第１のペアから出力される前記第１の信号検出部群の検出信号と前記第２の信号検出部群の検出信号の相関演算結果と、前記第１の信号検出部群の各信号検出部に対して同一方向に同一距離で配置されかつ前記検出方向に沿って並ぶ複数の前記第１の信号検出部からなる第２の信号検出部群、及び、前記第２の信号検出部群の各信号検出部に対して前記一方向とは異なる方向に同一距離で配置された複数の前記第２の信号検出部からなる信号検出部群の第２のペアから出力される前記第１の信号検出部群の検出信号と前記第２の信号検出部群の検出信号の相関演算結果とに基づいて、前記信頼度を判定するための信頼度判定値を生成する情報生成部を備え、
   前記合焦制御部は、前記信頼度判定値の大きさによって前記要因を判定する撮像装置。
   
5. 請求項４記載の撮像装置であって、
   前記撮像素子は、前記第１の信号検出部とその第１の信号検出部に対して前記検出方向に交差する方向に沿って配置された前記第２の信号検出部との信号検出部ペアを複数含み、
   前記複数の信号検出部ペアは、前記第１の信号検出部と前記第２の信号検出部との位置関係が互いに逆になる第１の信号検出部ペアと第２の信号検出部ペアを含み、
   前記撮像素子は、前記第１の信号検出部ペアと前記第２の信号検出部ペアが前記検出方向に沿って交互に並ぶペアラインを複数有し、
   前記情報生成部は、任意の前記ペアラインに含まれる前記第１の信号検出部ペアを前記第１のペアとし、前記任意のペアラインに含まれる前記第２の信号検出部ペアを前記第２のペアとする、又は、前記任意のペアラインに含まれる信号検出部を前記検出方向に直交する方向での位置が同じ信号検出部からなる２つのグループに分けた状態での一方のグループを前記第１のペアとし、他方のグループを前記第２のペアとして、前記信頼度判定値を求める撮像装置。
   
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
   前記複数回の撮像の各々が行われるときの前記撮像光学系のＦ値が第二の閾値を超える場合に、前記複数回の撮像のうちの任意回の撮像と前記任意回の次の回の撮像との間において、前記第１の信号検出部及び前記第２の信号検出部から検出信号を取得するための仮撮像を、Ｆ値を前記第二の閾値以下にした状態で行う撮像制御部を備え、
   前記合焦制御部は、前記仮撮像によって前記撮像素子から読み出される前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて求めた前記信頼度が前記第一の閾値以下の場合に、前記任意のタイミングより後に行われる前記撮像における合焦制御として前記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置。
   
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の撮像装置であって、
   前記合焦制御部は、前記最初の撮像の終了以降、複数回連続して前記信頼度が第一の閾値以下になった場合に、次に行う前記撮像において前記コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置。
   
8. 撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、
   前記撮像素子は、前記撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方に応じた信号を検出する第１の信号検出部と、前記一対の光束の他方に応じた信号を検出する第２の信号検出部とを含み、
   前記撮像素子により撮像を複数回連続して行うモードにおいて、任意のタイミングで前記撮像素子から読み出される前記第１の信号検出部の検出信号及び前記第２の信号検出部の検出信号の相関演算の結果に基づいて決まる前記相関演算の結果を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼度が第一の閾値以下の場合に、前記任意のタイミングより後に行われる前記撮像における合焦制御として、前記撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを利用したコントラストＡＦ方式による合焦制御を行う合焦制御方法。

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