JPWO2015122061A1 - 撮像装置及び合焦制御方法 - Google Patents

Abstract

位相差ＡＦの信頼性判定を高速に行うことのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供する。位相差ＡＦ処理部（１９）は、画素ペアＰ１で検出信号群同士の相関演算を行い、画素ペアＰ２で検出信号群同士の相関演算を行う。システム制御部（１１）は、画素ペアＰ１の相関演算の結果得られる画素ペアＰ１の検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量Ｍ１と、画素ペアＰ２の相関演算の結果得られる画素ペアＰ２の検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量Ｍ２との差と閾値ＴＨとを比較して、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する。

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（例えば特許文献１，２参照）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３，４参照）。

撮像面内に位相差検出用画素を離散的に配置した撮像素子を用いて位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う場合、撮像される被写体像に高周波部分がある場合には合焦制御の信頼性が低くなることが知られている。そこで、特許文献４では、被写体に周期パターンがあるかどうかを撮像用画素の周波数解析から判断し、周期パターンがある場合に位相差ＡＦ方式ではなくコントラストＡＦ方式で合焦制御を行っている。

ＷＯ２０１３／０４７１６０号公報 特開２０１０−１５２１６１号公報 特開２０１０−１３９９４２号公報 特開２０１０−２０４２９４号公報

特許文献４のように、撮像用画素の検出信号を用いて位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定するのでは、周波数解析に時間がかかるため、主要被写体に焦点を合わせるまでの時間が長くなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性判定を高速に行う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み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、上記第１の信号検出部及び上記第２の信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式により上記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御部と、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任意ピッチで並ぶ複数の上記第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の信号検出部群を構成する各第１の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第２の信号検出部群から構成される第１のペアで検出信号群同士の相関演算を行い、上記第１の信号検出部群を構成する各第１の信号検出部に対して一方向に同一距離で配置されかつ上記検出方向に並ぶ複数の上記第１の信号検出部からなる第３の信号検出部群、及び、上記第３の信号検出部群を構成する各第１の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第４の信号検出部群から構成される第２のペアで検出信号群同士の相関演算を行う相関演算部と、上記第１のペアの相関演算の結果得られる上記第１のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量と、上記第２のペアの相関演算の結果得られる上記第２のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量との比較結果を少なくとも利用して、上記第１のペア及び上記第２のペアのそれぞれの各信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する信頼性判定部と、上記信頼性判定部による判定の結果に基づいて、上記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定する位相差ＡＦ決定部と、を備えるものである。

本発明の合焦制御方法は、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み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子、から出力される上記第１の信号検出部及び上記第２の信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式により上記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御ステップと、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任意ピッチで並ぶ複数の上記第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の信号検出部群を構成する各第１の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第２の信号検出部群から構成される第１のペアで検出信号群同士の相関演算を行い、上記第１の信号検出部群を構成する各第１の信号検出部に対して一方向に同一距離で配置されかつ上記検出方向に上記任意ピッチで並ぶ複数の上記第１の信号検出部からなる第３の信号検出部群、及び、上記第３の信号検出部群を構成する各第１の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第４の信号検出部群から構成される第２のペアで検出信号群同士の相関演算を行う相関演算ステップと、上記第１のペアの相関演算の結果得られる上記第１のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量と、上記第２のペアの相関演算の結果得られる上記第２のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量との比較結果を少なくとも利用して、上記第１のペア及び上記第２のペアのそれぞれの各信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、上記信頼性判定ステップによる判定の結果に基づいて、上記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定するステップと、を備えるものである。

本発明によれば、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性判定を高速に行う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。 被写体像に高周波部分を含むときの位相差検出用画素群の検出信号波形を示す図である。 図５に示す波形において相関量が最小となったときの波形の位置関係を示した図である。 被写体像に高周波部分を含むときの画素ペアＰ１，Ｐ２それぞれの相関演算結果を示す図である。 図１に示すデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。 被写体像のコントラストの違いによる画素ペアＰ１の出力信号波形の違いを説明するための図である。 図９に示す波形において相関量が最小となったときの波形の位置関係を示した図である。 被写体像のコントラストを相関演算結果から求められることを説明するための図である。 図１に示すデジタルカメラのオートフォーカス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。 撮像装置としてスマートフォンを説明する図である。 図１７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、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。フォーカスレンズは、撮像レンズ全体の場合もあるし、複数のレンズで構成された一部のレンズである場合もある。

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型等の撮像素子５と、撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、アナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する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を介して撮像素子５を駆動し、撮像素子５に、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したがって、撮影レンズ１の合焦制御を行う。システム制御部１１は合焦制御部として機能する。

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撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。

撮像素子５は、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（符号５２を付してある）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に同色の画素で最近接するＧ画素５１とが、位相差検出用画素５２となっている。

図４は、図３に示す位相差検出用画素５２を抽出した図である。

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近接して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。

ペアラインに含まれる全ての画素ペアＰ１は、位相差の検出方向に任意ピッチ（４画素分の距離）で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、及び、第１の信号検出部群の各位相差検出用画素５２Ａに対して一方向（下方向）に同一距離（２画素分の距離）で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる第２の信号検出部群の第１のペアを構成する。

ペアラインに含まれる全ての画素ペアＰ２は、第１の信号検出部群の各位相差検出用画素５２Ａに対して一方向（斜め右下方向）に同一距離で配置されかつ検出方向に並ぶ複数の位相差検出用画素５２Ａからなる第３の信号検出部群、及び、第３の信号検出部群の各位相差検出用画素５２Ａに対して上方向に同一距離（２画素分の距離）で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる第４の信号検出部群の第２のペアを構成する。

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量を演算する。

位相差ＡＦ処理部１９は、選択された１つのＡＦエリア５３にある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及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算と、この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及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算とを行う。位相差ＡＦ処理部１９は相関演算部として機能する。

具体的には、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つのデータをずらし量“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、２つの検出信号群の相関量として求める。この相関量は、値が小さいほど、２つのデータ波形の一致度が高いことを示す。

以下では、画素ペアＰ１の位相差検出用画素５２Ａ及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算の結果をＣ１［ｄ］とする。また、画素ペアＰ２の位相差検出用画素５２Ａ及び位相差検出用画素５２Ｂの検出信号群同士の相関演算の結果をＣ２［ｄ］とする。

位相差ＡＦ処理部１９は、Ｃ１［ｄ］が最小となるときのずらし量ｄの値、又は、Ｃ２［ｄ］が最小となるときのずらし量ｄの値を、位相差量とする。そして、位相差ＡＦ処理部１９は、この位相差量に基づいて、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その方向、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。

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、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。

本実施形態のデジタルカメラは、オートフォーカスを行う指示があると、位相差ＡＦ方式による合焦制御又はコントラストＡＦ方式による合焦制御をシステム制御部１１が行う。このとき、システム制御部１１は、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定し、判定した信頼性に基づいて位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定する。例えば、システム制御部１１は、この信頼性が高ければ位相差ＡＦ方式による合焦制御を行い、信頼性が低ければコントラストＡＦ方式による合焦制御を行う。システム制御部１１は位相差ＡＦ決定部として機能する。

図５（ａ）は画素ペアＰ２の各位相差検出用画素５２Ａの検出信号の一例を示した図である。図５（ｂ）は画素ペアＰ２の各位相差検出用画素５２Ｂの検出信号の一例を示した図である。

画素ペアＰ２の各位相差検出用画素５２Ａと、画素ペアＰ２の各位相差検出用画素５２Ｂとは、列方向Ｙに２画素分だけ離れて配置されているため、それぞれはほぼ同じ被写体像を撮像することになる。しかし、画素ペアＰ２に結像される被写体像に局所的に高周波部分が存在していると、図５に示したように、画素ペアＰ２の各位相差検出用画素５２Ａの検出信号波形と、画素ペアＰ２の各位相差検出用画素５２Ａの検出信号波形とは、低周波部分ではほぼ一致するが、高周波部分では異なる形状となる。

位相差ＡＦ処理部１９は、図５（ａ）に示す波形と図５（ｂ）に示す波形とを互いに行方向にずらしていき、各ずらし位置において、この２つの波形で囲まれる面積である相関量Ｃ２［ｄ］を求める。図６は、Ｃ２［ｄ］の値が最小になるときの図５（ａ）に示す波形と図５（ｂ）に示す波形の位置関係を示している。図６に示すように、Ｃ２［ｄ］の値が最小になっていても、高周波部分（図中の信号レベルが細かく変動している部分）では、２つのデータ波形の一致度は低い。

画素ペアＰ１についても同様に、画素ペアＰ１に結像される被写体像に局所的に高周波部分が存在していると、画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ａの検出信号波形と、画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ｂの検出信号波形とは、低周波部分ではほぼ一致するが、高周波部分では異なる形状となる。したがって、位相差ＡＦ処理部１９によって算出されるＣ１［ｄ］の値が最小になっていても、高周波部分では、２つのデータ波形の一致度は低くなる。

このように、２つの検出信号群において一致度の低い部分が含まれた状態で位相差量が決定されてしまうと、この位相差量に基づいて合焦制御を行ったときに誤合焦してしまう可能性がある。

図７は、画素ペアＰ１，Ｐ２によって撮像される被写体像に局所的な高周波部分が含まれているときの、画素ペアＰ１，Ｐ２のそれぞれの相関演算結果を示す図である。図７において実線で示したグラフが画素ペアＰ１の相関演算結果Ｃ１［ｄ］を示し、図７において破線で示したグラフが画素ペアＰ２の相関演算結果Ｃ２［ｄ］を示している。

画素ペアＰ１の各画素と画素ペアＰ２の各画素は近接して配置されているので、画素ペアＰ１と画素ペアＰ２はほぼ同じ被写体像を撮像する。このため、図７に示すように、画素ペアＰ１，Ｐ２によって撮像される被写体像に局所的な高周波部分が含まれている場合でも、Ｃ１［ｄ］とＣ２［ｄ］の形状は全体としては概ね一致する。しかし、上述したように、相関量が最小となる部分では、高周波部分による像の違いの影響で、Ｃ１［ｄ］とＣ２［ｄ］に大きな差が生じる。

なお、画素ペアＰ１と画素ペアＰ２の一方にのみ高周波部分が結像することも考えられるが、この場合も、Ｃ１［ｄ］の最小値とＣ２［ｄ］の最小値の一方が小さくなり、他方が大きくなるため、両者には大きな差が生じる。

このような考察から、本発明者らは、Ｃ１［ｄ］の最小値と、Ｃ２［ｄ］の最小値とに大きな違いがある場合には、画素ペアＰ１，Ｐ２によって撮像される被写体像に高周波部分が含まれていると判定できることを見出した。

そこで、図１のデジタルカメラでは、システム制御部１１が、オートフォーカス指示があると、位相差ＡＦ処理部１９にＣ１［ｄ］とＣ２［ｄ］の演算を行わせ、その結果得られたＣ１［ｄ］の最小値と、Ｃ２［ｄ］の最小値とを比較する。システム制御部１１は、Ｃ１［ｄ］の最小値とＣ２［ｄ］の最小値との比較結果として、２つの最小値の差を求め、この差が閾値ＴＨよりも大きい場合には、画素ペアＰ１，Ｐ２の検出信号を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性は低いと判定する。また、システム制御部１１は、この差が閾値ＴＨ以下の場合には、画素ペアＰ１，Ｐ２の検出信号を利用した位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性は高いと判定する。これにより、合焦制御を高い精度で行うことを可能にしている。システム制御部１１は、信頼性判定部として機能する。

以下、図１に示すデジタルカメラのオートフォーカス動作について説明する。

図８は、図１に示すデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。

シャッタボタンの半押し操作等によってオートフォーカス指示がシステム制御部１１に入力されると、まず、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の検出信号を取得する（ステップＳ１）。

次に、位相差ＡＦ処理部１９は、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（ステップＳ２）。ステップＳ２の相関演算の結果がＣ１［ｄ］である。

続いて、位相差ＡＦ処理部１９は、取得した検出信号のうち、上記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（ステップＳ３）。ステップＳ３の相関演算の結果がＣ２［ｄ］である。

次に、システム制御部１１は、ステップＳ２で求められたＣ１［ｄ］の最小値Ｍ１と、ステップＳ３で求められたＣ２［ｄ］の最小値Ｍ２との差分（符号を無視した絶対値）を求め、この差分が閾値ＴＨを超えるか否かを判定する（ステップＳ４）。

システム制御部１１は、｜Ｍ１−Ｍ２｜≦ＴＨであれば（ステップＳ４：ＮＯ）、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が高いと判定し、ステップＳ５の処理を行う。

ここでは、Ｍ１とＭ２をそれぞれ相関値Ｃ１[ｄ]とＣ２[ｄ]の最小値としたが、相関値Ｃ１[ｄ]をずらし量ｄの関数として、周知の二次関数などによる近似関数をもとめ、近似関数の最小値をＭ１、Ｍ２としても良い。この場合相関値が最小となるシフト量ｄは小数になっても良い。またＣ１[ｄ]とＣ２[ｄ]が最小になるシフト量は異なる値になってもかまわない。

ステップＳ５において、システム制御部１１は、位相差ＡＦ処理部１９を選択して、位相差ＡＦ処理部１９により合焦位置を決定させる。

具体的には、位相差ＡＦ処理部１９は、ステップＳ２で求めたＣ１［ｄ］が最小となるときのずらし量ｄの値、又は、ステップＳ３で求めたＣ２［ｄ］が最小となるときのずらし量ｄの値を位相差量とし、この位相差量に基づいて合焦位置を決定する。システム制御部１１は、決定された合焦位置にしたがって撮影レンズ１の合焦制御を行う。

なお、位相差ＡＦ処理部１９は、位相差ＡＦ処理部１９は、Ｃ１［ｄ］が最小となるときのずらし量ｄの値とＣ２［ｄ］が最小となるときのずらし量ｄの値の平均を求め、この平均値を位相差量とし、この位相差量に基づいて合焦位置を決定してもよい。

システム制御部１１は、｜Ｍ１−Ｍ２｜＞ＴＨであれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が低いと判定し、ステップＳ６の処理を行う。

ステップＳ６において、システム制御部１１は、コントラストＡＦ処理部１８を選択して、コントラストＡＦ処理部１８により合焦位置を決定させ、決定された合焦位置にしたがって撮影レンズ１の合焦制御を行う。

なお、選択されたＡＦエリア５３に複数のペアラインがある場合、位相差ＡＦ処理部１９は、ペアライン毎にステップＳ２，ステップＳ３の処理を行う。そして、システム制御部１１は、ペアライン毎に、｜Ｍ１−Ｍ２｜と閾値ＴＨとの比較を行う。

そして、システム制御部１１は、複数のペアラインの中に、｜Ｍ１−Ｍ２｜＞ＴＨとなるペアラインが１つでもある場合は、選択されたＡＦエリア５３については、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が低いと判定し、ステップＳ６でコントラストＡＦを行う。

または、システム制御部１１は、複数のペアラインの中に、｜Ｍ１−Ｍ２｜≦ＴＨと判定されたペアラインが１つでもある場合には、選択されたＡＦエリア５３については、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が高いと判定する。そして、システム制御部１１は、｜Ｍ１−Ｍ２｜≦ＴＨと判定されたペアラインにある位相差検出用画素の検出信号を用いて位相差ＡＦ方式による合焦制御を行う。

ここで、複数のペアラインの中に｜Ｍ１−Ｍ２｜≦ＴＨとなるペアラインが複数あった場合、位相差ＡＦ処理部１９は、例えば、ペアライン毎に算出したデフォーカス量の平均に基づいて合焦位置を決定すればよい。

以上のように、図１に示すデジタルカメラによれば、位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの検出信号のみを用いて位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定することができるため、信頼性判定を高速に行うことができる。また、信頼性の判定時には、撮像用画素の検出信号の読み出しを省略することが可能なため、消費電力を削減することができる。

また、図１に示すデジタルカメラによれば、ステップＳ５において、位相差ＡＦ処理部１９は、それ以前に求めていたＣ１［ｄ］，Ｃ２［ｄ］を用いて合焦位置を決定することができるため、位相差ＡＦを高速に行うことが可能となる。

以上の説明では、システム制御部１１が、｜Ｍ１−Ｍ２｜と閾値ＴＨとの大小関係によって位相差ＡＦの信頼性を判定するものとした。この変形例として、システム制御部１１は、Ｃ１［ｄ］とＣ２［ｄ］の比較結果としてＭ１とＭ２の比を求め、この比と閾値ＴＨとの大小関係によって位相差ＡＦの信頼性を判定してもよい。

例えば、Ｍ１とＭ２のうちの値の大きい方をＭ１としたとき、システム制御部１１は、（Ｍ１／Ｍ２）が閾値ＴＨを超えていれば位相差ＡＦの信頼性が低く、（Ｍ１／Ｍ２）が閾値ＴＨ以下であれば位相差ＡＦの信頼性が高いと判定すればよい。

また、以上の説明では、システム制御部１１が、位相差ＡＦの信頼性が低いと判定したときに、コントラストＡＦを行うものとしたが、コントラストＡＦを行うのではなく、オートフォーカス不能をユーザに通知して処理を終了させてもよい。この構成でも、位相差ＡＦの信頼性が低いのにオートフォーカスが実行されて誤合焦のまま撮像が行われてしまうのを防ぐことができる。

なお、ＡＦエリアが広かったり、相関演算に用いる画素ペアの数が多かったりすると、相関演算の精度は上がるため、｜Ｍ１−Ｍ２｜の値は小さくなる可能性が高い。このため、システム制御部１１は、ＡＦエリア又は相関演算に用いる位相差検出用画素のペアの数に応じて、上述した閾値ＴＨを制御してもよい。システム制御部１１は、閾値制御部としても機能する。

具体的には、ＡＦエリアが大きいほど、又は、相関演算に用いる位相差検出用画素のペアの数が多いほど、閾値ＴＨを小さくすればよい。

以下、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性判定の精度を上げる方法について説明する。

図９（ａ）は、画素ペアＰ１に結像する被写体像のコントラストが低い場合の画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ａの検出信号を示す図である。図９（ｂ）は、画素ペアＰ１に結像する被写体像のコントラストが低い場合の画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ｂの検出信号を示す図である。

図９（ｃ）は、画素ペアＰ１に結像する被写体像のコントラストが高い場合の画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ａの検出信号を示す図である。図９（ｄ）は、画素ペアＰ１に結像する被写体像のコントラストが高い場合の画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ｂの検出信号を示す図である。

図９では、画素ペアＰ１に結像する被写体像に局所的に高周波部分が含まれているものとしている。このため、図９（ａ），図９（ｃ）に示すように、検出信号波形には局所的にレベルが高い部分９０，９１が存在している。

図１０（ａ）は、図９（ａ）の波形と図９（ｂ）の波形との相関量が最小となるときの状態を示す図である。図１０（ｂ）は、図９（ｃ）の波形と図９（ｄ）の波形との相関量が最小となるときの状態を示す図である。

被写体像のコントラストに違いがあっても、相関量が最小となる状態では、画像の大部分を占める低周波部分の一致度が高くなる。このため、図１０（ａ）の状態でのＣ１［ｄ］の大きさは高周波部分９０の形状に依存し、図１０（ｂ）の状態でのＣ１［ｄ］の大きさは高周波部分９１の形状に依存する。画素ペアＰ２についてのＣ２［ｄ］の最小値の大きさも高周波部分の形状に依存する。

したがって、被写体像のコントラストに違いがあっても、被写体像に局所的に高周波部分が存在していれば、画素ペアＰ１と画素ペアＰ２に結像する高周波部分の形状の違いにより、Ｃ１［ｄ］の最小値Ｍ１とＣ２［ｄ］の最小値Ｍ２との差分は大きな値になる。しかし、図９（ｃ）に示すように、コントラストが高い被写体像を撮像している場合には、高周波部分が含まれていても、画素ペアＰ１と画素ペアＰ２に結像する高周波部分の形状の違いが少ないため、この高周波部分による位相差ＡＦ精度への影響は小さい。

そこで、システム制御部１１は、画素ペアＰ１，Ｐ２によって撮像される被写体像のコントラストに対応する値をＣ１［ｄ］，Ｃ２［ｄ］から求め、この値と、Ｃ１［ｄ］の最小値Ｍ１と、Ｃ２［ｄ］の最小値Ｍ２とを利用して、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する。

図１１（ａ）は、図１０（ａ）の状態から、画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ｂの検出信号波形を僅かに右にずらした図である。図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）の状態から、画素ペアＰ１の各位相差検出用画素５２Ｂの検出信号波形を僅かに右にずらした図である。

図１１（ａ）に示した実線波形と破線波形とで囲まれる面積と、図１０（ａ）に示した実線波形と破線波形とで囲まれる面積との差は、低周波部分のレベルを反映した値になり、小さな値になる。また、図１１（ｂ）に示した実線波形と破線波形とで囲まれる面積と、図１０（ｂ）に示した実線波形と破線波形とで囲まれる面積との差は、低周波部分のレベルを反映した値になり、大きな値になる。したがって、図１０の状態でのＣ１［ｄ］の値と、図１１の状態でのＣ１［ｄ］の値との差の大きさによって、被写体像のコントラストの高低を判断することができる。

システム制御部１１は、Ｃ１［ｄ］が最小値となるときのずらし量ｄの値に任意の数値（例えば、ずらし量ｄの最小単位である１画素）を加算又は減算した値をｄａとすると、Ｃ１［ｄ＝ｄａ］とＣ１［ｄ］の最小値Ｍ１との差Δ１を算出する。また、システム制御部１１は、Ｃ２［ｄ］が最小値となるときのずらし量ｄの値に上記任意の数値を加算又は減算した値をｄａａとすると、Ｃ２［ｄ＝ｄａａ］とＣ２［ｄ］の最小値Ｍ２との差Δ２を算出する。

Δ１は、画素ペアＰ１によって撮像される被写体像のコントラストに対応する数値となり、Δ２は、画素ペアＰ２によって撮像される被写体像のコントラストに対応する数値となる。したがって、Δ１とΔ２の平均値が、画素ペアＰ１と画素ペアＰ２からなるペアラインによって撮像される被写体像のコントラストを示すことになる。

Δ１とΔ２は、これ以外に、相関値Ｃ[ｄ]と相関値Ｃ２[ｄ]の最小値付近の相関値の傾きとしても良い。傾きが大きいほどコントラストは大きい。また、撮像用画素の信号を用いてコントラストに対応する値を求めても良い。ＡＦエリア５３の中で、隣接する撮像用画素同士で信号の差分を求め、その差分をＡＦエリア内で加算したものをコントラストに対応する値とすることもできる。

システム制御部１１は、｜Ｍ１−Ｍ２｜が閾値ＴＨを超えていても、ペアラインによって撮像される被写体像のコントラストが高いときには、位相差ＡＦによる合焦制御の信頼性が高いと判定できるように、｛｜Ｍ１−Ｍ２｜／（Δ１とΔ２の平均値）｝を閾値ＴＨと比較することで信頼性判定を行う。

｛｜Ｍ１−Ｍ２｜／（Δ１とΔ２の平均値）｝の値は、コントラストに対応する（Δ１とΔ２の平均値）の値が大きいほど小さい値になる。このため、｛｜Ｍ１−Ｍ２｜／（Δ１とΔ２の平均値）｝と閾値ＴＨとの比較により、｜Ｍ１−Ｍ２｜が閾値ＴＨを超えるような状況であっても、被写体像のコントラストが高い場合には位相差ＡＦの信頼性が高いと判定できるようになる。つまり、｜Ｍ１−Ｍ２｜をΔ１とΔ２で加工した値と閾値ＴＨとの比較によって信頼性判定を行うことで、信頼性判定精度を上げることができる。

図１２は、図１に示すデジタルカメラのオートフォーカス動作の変形例を示すフローチャートである。図１２において図８と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。

ステップＳ３の後、システム制御部１１は、Ｃ１［ｄ］＝Ｍ１となるときのずらし量ｄに１を加算又は減算した値をｄａとし、Ｃ１［ｄ＝ｄａ］とＭ１との差Δ１を算出する（ステップＳ１１）。

また、システム制御部１１は、Ｃ２［ｄ］＝Ｍ２となるときのずらし量ｄに１を加算又は減算した値をｄａａとし、Ｃ２［ｄ＝ｄａａ］とＭ２との差Δ２を算出する（ステップＳ１２）。

次に、システム制御部１１は、｜Ｍ１−Ｍ２｜を、Δ１とΔ２の平均値で割った値が閾値ＴＨを超えるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

そして、システム制御部１１は、ステップＳ１３の判定がＹＥＳのときは位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が低いと判定してステップＳ６の処理を行う。システム制御部１１は、ステップＳ１３の判定がＮＯのときは位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が高いと判定してステップＳ５の処理を行う。

以上のように、Ｃ１［ｄ］の最小値Ｍ１と、Ｃ２［ｄ］の最小値Ｍ２と、コントラストに対応するΔ１，Δ２とを利用して、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性判定を行うことで、高周波部分があっても、図１０（ｂ）のケースでは信頼性が高いと判定されることになり、信頼性判定精度を高めることができる。

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１３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１３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、図８のステップＳ２において、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、図８のステップＳ３において、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えばよい。

このように画素ペアを設定しても、画素ペアＰ３と画素ペアＰ４はほぼ同じ被写体像を撮像することになるため、図１に示したデジタルカメラと同様の効果を得ることができる。

以下では、撮像素子５のＡＦエリア５３にある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１４は、図１に示す撮像素子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１４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ペアラインとして信頼性判定を行う。なお、ペアラインにおいて行方向Ｘでの位置が同じ画素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１４に示すペアライン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１４に示す配列例では、ペアライン内の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、ペアライン内の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Ｐ２とする。

図１４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１５は、図１に示す撮像素子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１５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１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２つの位相差画素ラインをペアラインとして信頼性判定を行う。なお、ペアラインにおいて行方向Ｘでの位置が同じ画素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１５に示す配列例では、各位相差画素ラインにおいて奇数列にある位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂを画素ペアＰ１とする。

また、各位相差画素ラインにおいて偶数列にある位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂを画素ペアＰ２とする。

図１５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、既存の撮像素子に容易に適用することができ、汎用性が高い。

なお、図１５の例では、位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性が高いと判定されたときに、位相差ＡＦ処理部１９は、位相差検出用画素５２Ａを含む位相差画素ラインの検出信号群と、位相差検出用画素５２Ｂを含む位相差画素ラインの検出信号群とで相関演算を行って、合焦位置を決定してもよい。

図１４，図１５の配列例では、各位相差画素ラインにおいて、位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂの配列ピッチが図４の配列例と比較して小さい。このため、図４の配列例よりは高周波被写体に強い配列となっている。しかし、位相差画素ラインの間隔が遠い場合には、高周波被写体があると位相差ＡＦの精度が低下することがあるため、本発明が有効となる。

（第三の配列変形例）
図１６は、図１に示す撮像素子５のＡＦエリア５３にある画素配列の変形例を示す図である。

図１６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ペアラインとして信頼性判定を行う。なお、ペアラインにおいて行方向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１６に示す配列例では、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、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。

なお、図１６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１６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。この構成では、色毎に信頼性判定を行い、高い信頼性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１６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。

全ての画素５１を２分割した構成では、位相差検出用画素の配列ピッチが縦方向及び横方向に小さくなるため、高周波被写体には強い構成となる。しかし、２つの分割画素から信号を同時に読み出せないような場合には、高周波被写体に対する位相差ＡＦの信頼性は低下する可能性があるため、本発明が有効となる。

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１７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１７に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０
１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１８は、図１７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１７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１７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１７に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。

操作部２０７は、キースイッチ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１７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１７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の撮像素子として撮像素子５を用い、主制御部２２０において図８に例示した処理を行うことで、高速高精度の位相差ＡＦが可能になる。

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み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、上記第１の信号検出部及び上記第２の信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式により上記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御部と、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任意ピッチで並ぶ複数の上記第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の信号検出部群を構成する各第１の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第２の信号検出部群から構成される第１のペアで検出信号群同士の相関演算を行い、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かつ上記検出方向に並ぶ複数の上記第１の信号検出部からなる第３の信号検出部群、及び、上記第３の信号検出部群を構成する各第１の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第４の信号検出部群から構成される第２のペアで検出信号群同士の相関演算を行う相関演算部と、上記第１のペアの相関演算の結果得られる上記第１のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量と、上記第２のペアの相関演算の結果得られる上記第２のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量との比較結果を少なくとも利用して、上記第１のペア及び上記第２のペアのそれぞれの各信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する信頼性判定部と、上記信頼性判定部による判定の結果に基づいて、上記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定する位相差ＡＦ決定部と、を備えるものである。

開示された撮像装置において、上記信頼性判定部が、上記第１の相関量と上記第２の相関量の差又は比と閾値との比較によって、上記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定してもよい。

開示された撮像装置において、上記信頼性判定部が、上記第１のペアによって撮像される被写体像の第１のコントラストに対応する値を上記第１のペアの相関演算の結果を利用して算出し、上記第２のペアによって撮像される被写体像の第２のコントラストに対応する値を上記第２のペアの相関演算の結果を利用して算出し、上記第１の相関量及び上記第２の相関量の比較結果と、上記第１のコントラストに対応する値及び上記第２のコントラストに対応する値とを利用して、上記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定してもよい。

開示された撮像装置において、上記信頼性判定部が、上記第１の相関量と上記第２の相関量の差又は比を、上記第１のコントラストに対応する値及び上記第２のコントラストに対応する値に応じて加工した値と、閾値との大小の比較によって上記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定してもよい。

開示された撮像装置において、上記相関演算部が、上記第１の信号検出部群の検出信号群と上記第２の信号検出部群の検出信号群を上記検出方向に任意の量ずつずらしながら上記第１のペアの検出信号群同士の相関量を演算し、上記第３の信号検出部群の検出信号群と上記第４の信号検出部群の検出信号群を上記検出方向に上記任意の量ずつずらしながら上記第２のペアの検出信号群同士の相関量を演算し、上記信頼性判定部は、上記第１の相関量が得られたときの上記第１の信号検出部群の検出信号群と上記第２の信号検出部群の検出信号群のずらし量に上記任意の量を加算又は減算したずらし量における上記第１のペアの検出信号群同士の相関量と上記第１の相関量との差を上記第１のコントラストに対応する値として算出し、上記第２の相関量が得られたときの上記第３の信号検出部群の検出信号群と上記第４の信号検出部群の検出信号群のずらし量に上記任意の量を加算又は減算したずらし量における上記第２のペアの検出信号群同士の相関量と上記第２の相関量との差を上記第２のコントラストに対応する値として算出してもよい。

開示された撮像装置は、上記閾値を制御する閾値制御部を更に備えてもよい。

開示された合焦制御方法は、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み、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子、から出力される上記第１の信号検出部及び上記第２の信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式により上記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御ステップと、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任意ピッチで並ぶ複数の上記第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の信号検出部群を構成する各第１の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第２の信号検出部群から構成される第１のペアで検出信号群同士の相関演算を行い、上記第１の信号検出部群を構成する各第１の信号検出部に対して一方向に同一距離で配置されかつ上記検出方向に上記任意ピッチで並ぶ複数の上記第１の信号検出部からなる第３の信号検出部群、及び、上記第３の信号検出部群を構成する各第１の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第４の信号検出部群から構成される第２のペアで検出信号群同士の相関演算を行う相関演算ステップと、上記第１のペアの相関演算の結果得られる上記第１のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量と、上記第２のペアの相関演算の結果得られる上記第２のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量との比較結果を少なくとも利用して、上記第１のペア及び上記第２のペアのそれぞれの各信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、上記信頼性判定ステップによる判定の結果に基づいて、上記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定するステップと、を備えるものである。

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 撮像素子
１１ システム制御部
１８ コントラストＡＦ処理部
１９ 位相差ＡＦ処理部
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 画素ペア

Claims (7)

1. 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、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、
   前記第１の信号検出部及び前記第２の信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式により前記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御部と、
   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任意ピッチで並ぶ複数の前記第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の信号検出部群を構成する各第１の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第２の信号検出部群から構成される第１のペアで検出信号群同士の相関演算を行い、前記第１の信号検出部群を構成する各第１の信号検出部に対して一方向に同一距離で配置されかつ前記検出方向に並ぶ複数の前記第１の信号検出部からなる第３の信号検出部群、及び、前記第３の信号検出部群を構成する各第１の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第４の信号検出部群から構成される第２のペアで検出信号群同士の相関演算を行う相関演算部と、
   前記第１のペアの相関演算の結果得られる前記第１のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量と、前記第２のペアの相関演算の結果得られる前記第２のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量との比較結果を少なくとも利用して、前記第１のペア及び前記第２のペアのそれぞれの各信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する信頼性判定部と、
   前記信頼性判定部による判定の結果に基づいて、前記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定する位相差ＡＦ決定部と、を備える撮像装置。
   
2. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記信頼性判定部は、前記第１の相関量と前記第２の相関量の差又は比と閾値との比較によって、前記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する撮像装置。
   
3. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記信頼性判定部は、前記第１のペアによって撮像される被写体像の第１のコントラストに対応する値を前記第１のペアの相関演算の結果を利用して算出し、前記第２のペアによって撮像される被写体像の第２のコントラストに対応する値を前記第２のペアの相関演算の結果を利用して算出し、前記第１の相関量及び前記第２の相関量の比較結果と、前記第１のコントラストに対応する値及び前記第２のコントラストに対応する値とを利用して、前記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する撮像装置。
   
4. 請求項３記載の撮像装置であって、
   前記信頼性判定部は、前記第１の相関量と前記第２の相関量の差又は比を、前記第１のコントラストに対応する値及び前記第２のコントラストに対応する値に応じて加工した値と、閾値との大小の比較によって前記位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する撮像装置。
   
5. 請求項３又は４記載の撮像装置であって、
   前記相関演算部は、前記第１の信号検出部群の検出信号群と前記第２の信号検出部群の検出信号群を前記検出方向に任意の量ずつずらしながら前記第１のペアの検出信号群同士の相関量を演算し、前記第３の信号検出部群の検出信号群と前記第４の信号検出部群の検出信号群を前記検出方向に前記任意の量ずつずらしながら前記第２のペアの検出信号群同士の相関量を演算し、
   前記信頼性判定部は、前記第１の相関量が得られたときの前記第１の信号検出部群の検出信号群と前記第２の信号検出部群の検出信号群のずらし量に前記任意の量を加算又は減算したずらし量における前記第１のペアの検出信号群同士の相関量と前記第１の相関量との差を前記第１のコントラストに対応する値として算出し、前記第２の相関量が得られたときの前記第３の信号検出部群の検出信号群と前記第４の信号検出部群の検出信号群のずらし量に前記任意の量を加算又は減算したずらし量における前記第２のペアの検出信号群同士の相関量と前記第２の相関量との差を前記第２のコントラストに対応する値として算出する撮像装置。
   
6. 請求項２又は４記載の撮像装置であって、
   前記閾値を制御する閾値制御部を更に備える撮像装置。
   
7. 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、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子、から出力される前記第１の信号検出部及び前記第２の信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式により前記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御ステップと、
   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任意ピッチで並ぶ複数の前記第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の信号検出部群を構成する各第１の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第２の信号検出部群から構成される第１のペアで検出信号群同士の相関演算を行い、前記第１の信号検出部群を構成する各第１の信号検出部に対して一方向に同一距離で配置されかつ前記検出方向に前記任意ピッチで並ぶ複数の前記第１の信号検出部からなる第３の信号検出部群、及び、前記第３の信号検出部群を構成する各第１の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第４の信号検出部群から構成される第２のペアで検出信号群同士の相関演算を行う相関演算ステップと、
   前記第１のペアの相関演算の結果得られる前記第１のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第１の相関量と、前記第２のペアの相関演算の結果得られる前記第２のペアの検出信号群同士の相関量が最小となるときの当該相関量である第２の相関量との比較結果を少なくとも利用して、前記第１のペア及び前記第２のペアのそれぞれの各信号検出部の検出信号を用いた位相差ＡＦ方式による合焦制御の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、
   前記信頼性判定ステップによる判定の結果に基づいて、前記位相差ＡＦ方式による合焦制御を行うか否かを決定するステップと、を備える合焦制御方法。

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