JPWO2017175579A1 - 合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム - Google Patents

Abstract

被写体に適した位相差算出を行って合焦制御の精度を向上させることができる合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供する。システム制御部１１は、垂直加算して得られた第一の信号群と第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算部１１Ａと、垂直加算前の検出信号群の相関演算を行う非加算相関演算部１１Ｂと、加算相関演算部１１Ａによる相関演算の第一の結果情報と非加算相関演算部１１Ｂによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、一致度に基づいて第一の結果情報と前記第二の結果情報のいずれかを選択する選択部１１Ｃと、選択部１１Ｃにより選択された結果情報に基づいてフォーカスレンズを駆動するレンズ駆動部１１Ｅと、を備える。

Description

本発明は、合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、合焦制御プログラムに関する。

ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又は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、又は、スマートフォンを含む携帯電話機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、位相差ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｒｃｕｓ）方式（特許文献１、２参照）が採用されている。

特許文献１、２には、位相差検出用画素のペアを複数有し、水平方向に並ぶ複数のペアからなるペア行が垂直方向に複数配列された撮像素子を有する撮像装置が記載されている。

特許文献１に記載の撮像装置は、複数のペア行の位相差検出用画素の検出信号を加算して得られる信号に基づいて位相差を算出し、この位相差に基づいてデフォーカス量を算出する方法と、ペア行毎に算出した位相差を平均して算出した平均位相差を用いてデフォーカス量を算出する方法とを、被写体輝度に基づいて選択的に実行している。

特許文献２に記載の撮像装置は、撮像素子の受光面を垂直方向に複数のブロックに分割し、各ブロック内にある複数のペア行の検出信号を加算して得られる信号に基づいて相関演算を行い、ブロック毎の相関演算の結果に基づいてデフォーカス量を算出している。

日本国特開２０１０−１５２１６１号公報 ＷＯ２０１２−７３７２７号公報

特許文献１，２に記載されているように、複数の位相差検出用画素の検出信号を加算し、加算後の検出信号を用いて位相差を算出することでノイズを低減して位相差を高精度に算出することができる。

しかし、焦点を合わせようとしている被写体によっては、検出信号を加算することでコントラストが低下し、位相差の検出精度が低下する場合がある。例えば、斜め線又は細かい模様等の被写体では、検出信号を加算することで位相差の検出精度が低下する可能性がある。

特許文献１に記載の撮像装置は、検出信号を加算してから位相差を求める方法と、検出信号を加算せずに位相差を求め、複数の位相差の平均を求める方法とを、被写体の輝度によって選択している。しかし、被写体の輝度では、上述したような、斜め線又は細かい模様等の被写体を区別することはできない。このため、位相差の算出精度を十分に向上させることができない。

特許文献２に記載の撮像装置は、検出信号を加算することが前提であるため、被写体に応じて柔軟に位相差の算出方法を変えることはできない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被写体に適した位相差算出を行って合焦制御の精度を向上させることができる合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の合焦制御装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び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二の信号検出部のペアを有し、上記一方向に配列された複数の上記ペアにより構成されるペア行が、上記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサと、複数の上記ペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、上記複数のペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算部と、上記複数のペア行毎に、上記ペア行に含まれる上記第一の信号検出部により検出された検出信号群と上記ペア行に含まれる上記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算部と、上記加算相関演算部による相関演算の第一の結果情報と上記非加算相関演算部による相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のいずれかを選択する選択部と、上記選択部により選択された結果情報に基づいて上記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動部と、を備えるものである。

本発明のレンズ装置は、上記合焦制御装置と、上記撮像光学系と、を備えるものである。

本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、上記合焦制御装置と、を備えるものである。

本発明の合焦制御方法は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び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二の信号検出部のペアを有し、上記一方向に配列された複数の上記ペアにより構成されるペア行が、上記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサを用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、複数の上記ペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、上記複数のペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算ステップと、上記複数のペア行毎に、上記ペア行に含まれる上記第一の信号検出部により検出された検出信号群と上記ペア行に含まれる上記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算ステップと、上記加算相関演算ステップによる相関演算の第一の結果情報と上記非加算相関演算ステップによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のいずれかを選択する選択ステップと、上記選択ステップにより選択された結果情報に基づいて上記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動ステップと、を備えるものである。

本発明の合焦制御プログラムは、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び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二の信号検出部のペアを有し、上記一方向に配列された複数の上記ペアにより構成されるペア行が、上記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサを用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、複数の上記ペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、上記複数のペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算ステップと、上記複数のペア行毎に、上記ペア行に含まれる上記第一の信号検出部により検出された検出信号群と上記ペア行に含まれる上記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算ステップと、上記加算相関演算ステップによる相関演算の第一の結果情報と上記非加算相関演算ステップによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のいずれかを選択する選択ステップと、上記選択ステップにより選択された結果情報に基づいて上記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動ステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。

本発明によれば、被写体に適した位相差算出を行って合焦制御の精度を向上させることができる合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することができる。

本発明の撮像装置の一実施形態である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に示す任意のペア行を構成する位相差検出用画素を示した図である。 位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。 撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。 図１に示すシステム制御部１１の機能ブロック図である。 相関値Ｓ_１（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ１）及び相関値Ｓ_２（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ２）の一例を示す図である。 相関値Ｓ_１（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ１）及び相関値Ｓ_２（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ２）の一例を示す図である。 図１に示すデジタルカメラの合焦制御動作を説明するためのフローチャートである。 図７に示すシステム制御部１１の機能ブロックの変形例を示す図である。 相関値Ｓ_１（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ１）の一例を示す図である。 図１に示すデジタルカメラの合焦制御動作の第一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合焦制御動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。 本発明の撮像装置の一実施形態である撮像システムの概略構成を示す図である。 本発明の撮影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１６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。

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、本発明の撮像装置の一実施形態である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、撮像レンズ１と、絞り２と、レンズ制御部４と、レンズ駆動部８と、絞り駆動部９と、を有するレンズ装置４０を備える。本実施形態において、レンズ装置４０は、デジタルカメラ本体に着脱可能であってもよいし、デジタルカメラ本体に固定されたものであってもよい。

撮像レンズ１と絞り２は撮像光学系を構成し、撮像光学系はフォーカスレンズを少なくとも含む。このフォーカスレンズは、撮像光学系の焦点位置を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。フォーカスレンズが撮像光学系の光軸方向に移動することで焦点位置の調節が行われる。

レンズ装置４０のレンズ制御部４は、デジタルカメラ本体のシステム制御部１１と有線又は無線によって通信可能に構成される。レンズ制御部４は、システム制御部１１からの指令にしたがい、レンズ駆動部８を介して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズを駆動したり、絞り駆動部９を介して絞り２を駆動したりする。

デジタルカメラ本体は、撮像光学系を通して被写体を撮像するＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子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アナログデジタル変換回路７と、システム制御部１１と、操作部１４と、を備える。アナログ信号処理部６及びアナログデジタル変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。

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、撮像素子駆動部１０を介して撮像素子５を駆動し、レンズ装置４０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、プロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリとにより構成される。システム制御部１１は、内蔵ＲＯＭに格納された合焦制御プログラムを含むプログラムを実行することで、後述する各機能を実現する。システム制御部１１は合焦制御装置を構成する。

さらに、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、アナログデジタル変換回路７から出力される撮像画像信号に対し信号処理を施して撮像画像データを生成するデジタル信号処理部１７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。

メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、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の構成を示す平面模式図である。

撮像素子５は、一方向である行方向Ｘと行方向Ｘに直交する直交方向である列方向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、焦点を合わせる対象となるエリアである焦点検出エリア（以下、ＡＦエリアという）５３が図２の例では９つ設けられている。図１に示すデジタルカメラでは、図２に示す９つのＡＦエリア５３の中から１つ以上が選択されて、選択されたＡＦエリア５３により撮像されている被写体像の位相差が算出される。

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（図中正方形のブロック）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”の文字が付されている。

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”の文字が付されている。

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”の文字が付されている。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）が位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂ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が位相差検出用画素５２Ａとなっており、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が位相差検出用画素５２Ｂとなっている。

位相差検出用画素５２Ａと、これに対して列方向Ｙに最も近い同色の位相差検出用画素５２Ｂとがペアを構成している。

図３中の上から３行目の画素行にある位相差検出用画素５２Ａと、図３中の上から５行目の画素行にある位相差検出用画素５２Ｂとにより、行方向Ｘに配列された複数のペアにより構成されるペア行ＰＬ１が構成される。

図３中の上から７行目の画素行にある位相差検出用画素５２Ａと、図３中の上から９行目の画素行にある位相差検出用画素５２Ｂとにより、行方向Ｘに配列された複数のペアにより構成されるペア行ＰＬ２が構成される。

図３中の上から１１行目の画素行にある位相差検出用画素５２Ａと、図３中の上から１３行目の画素行にある位相差検出用画素５２Ｂとにより、行方向Ｘに配列された複数のペアにより構成されるペア行ＰＬ３が構成される。

このように、ＡＦエリア５３には、複数のペア行が列方向Ｙに配列されている。

図４は、図３に示す任意のペア行を構成する位相差検出用画素を示した図である。

位相差検出用画素５２Ａは、行方向Ｘに分割された撮像レンズ１の瞳領域の一方の分割領域を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部である。

位相差検出用画素５２Ｂは、撮像レンズ１の瞳領域の他方の分割領域を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第二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は撮像用画素である。この撮像用画素は、撮像レンズ１の瞳領域の上記２つの分割領域の双方を通過した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で示す行方向Ｘの一方の方向であり、左方向は行方向Ｘのもう一方の方向である。

図５は、位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。図５に示すように、位相差検出用画素５２Ａは、開口ｃが光電変換部（ＰＤ）に対して右に偏心している。

図５に示すように、光電変換部の片側を遮光膜によって覆う事によって、遮光膜で覆った方向と逆の方向から入射した光を選択的に遮光することができる。

この構成により、ペア行を構成する位相差検出用画素５２Ａからなる画素群と、このペア行を構成する位相差検出用画素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。

なお、撮像素子５の画素構成は、図２〜図５に示した構成に限らない。

例えば、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割して、一方の分割部分を位相差検出用画素５２Ａとし、他方の分割部分を位相差検出用画素５２Ｂとした構成であってもよい。

図６は、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。

図６の構成では、撮像素子５においてＲを付した撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素ｒ１と位相差検出用画素ｒ２としている。

また、撮像素子５においてＧを付した撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素ｇ１と位相差検出用画素ｇ２としている。

さらに、撮像素子５においてＢを付した撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素ｂ１と位相差検出用画素ｂ２としている。

この構成では、位相差検出用画素ｒ１，ｇ１，ｂ１がそれぞれ第一の信号検出部となり、位相差検出用画素ｒ２，ｇ２，ｂ２がそれぞれ第二の信号検出部となる。また、１つの撮像用画素５１に含まれる２つの位相差検出用画素がペアを構成する。

図６の構成例では、１つの撮像用画素５１に含まれる第一の信号検出部と第二の信号検出部の信号を加算すると、位相差のない通常の撮像用信号を得られる。つまり、図６の構成では、全ての画素を、位相差検出用画素と撮像用画素との両方として用いることができる。

このように、撮像素子５は、第一の信号検出部と第二の信号検出部のペアを有し、行方向Ｘに配列された複数のペアにより構成されるペア行が、列方向Ｙに複数個配列されたエリアを有するセンサを構成する。

図７は、図１に示すシステム制御部１１の機能ブロック図である。システム制御部１１は、内蔵ＲＯＭに格納された合焦制御プログラムを実行することにより、加算相関演算部１１Ａと、非加算相関演算部１１Ｂと、選択部１１Ｃと、デフォーカス量算出部１１Ｄと、レンズ駆動部１１Ｅと、して機能する。

加算相関演算部１１Ａは、選択されたＡＦエリア５３にある全てのペア行（以下では、Ｎ個のペア行とする）に含まれる行方向Ｘにおける位置が同じ位相差検出用画素５２Ａにより検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、このＮ個のペア行に含まれる行方向Ｘにおける位置が同じ位相差検出用画素５２Ｂにより検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う。

加算相関演算部１１Ａは、Ｎ個のペア行に含まれる行方向Ｘにおける位置が同じ位相差検出用画素５２Ａにより検出された検出信号の加算値、又は、Ｎ個のペア行に含まれる行方向Ｘにおける位置が同じ位相差検出用画素５２Ａにより検出された検出信号の平均値を第一の信号群として算出する。

加算相関演算部１１Ａは、上記のＮ個のペア行に含まれる行方向Ｘにおける位置が同じ位相差検出用画素５２Ｂにより検出された検出信号の加算値、又は、上記のＮ個のペア行に含まれる行方向Ｘにおける位置が同じ位相差検出用画素５２Ｂにより検出された検出信号の平均値を第二の信号群として算出する。

加算相関演算部１１Ａは、例えば、第一の信号群をＡ_１（１）、Ａ_１（２）、・・・、Ａ_１（ｋ）とし、第二の信号群をＢ_１（１）、Ｂ_１（２）、・・・、Ｂ_１（ｋ）とし、２つの信号群を行方向Ｘにずらす場合の任意のずらし量をｄ（Ｌは任意の値）として、以下の式（１）の演算を行うことで、第一の信号群と第二の信号群の相関値Ｓ_１（ｄ）を求める。

非加算相関演算部１１Ｂは、選択されたＡＦエリア５３にある上記のＮ個のペア行毎に、ペア行に含まれる位相差検出用画素５２Ａにより検出された検出信号からなる検出信号群である第三の信号群と、このペア行に含まれる位相差検出用画素５２Ｂにより検出された検出信号からなる検出信号群である第四の信号群との相関演算を行う。

非加算相関演算部１１Ｂは、第三の信号群をＡ_２（１）、Ａ_２（２）、・・・、Ａ_２（ｋ）とし、第四の信号群をＢ_２（１）、Ｂ_２（２）、・・・、Ｂ_２（ｋ）として以下の式（２）の演算を行うことで、第三の信号群と第四の信号群の相関値Ｓ_３（ｄ）を求める。非加算相関演算部１１Ｂは、Ｎ個のペア行について式（２）の演算を行うことで、Ｎ個の相関値Ｓ_３（ｄ）を算出する。

非加算相関演算部１１Ｂは、Ｎ個の相関値Ｓ_３（ｄ）に基づいて相関値Ｓ_２（ｄ）を算出する。

非加算相関演算部１１Ｂは、第一の信号群及び第二の信号群をそれぞれ加算値として算出した場合にはＮ個の相関値Ｓ_３（ｄ）における、ずらし量が同じ値に対応する相関値同士を加算して、ずらし量ｄとＮ個の相関値の加算値との関係を示す相関値Ｓ_２（ｄ）を算出する。

または、非加算相関演算部１１Ｂは、第一の信号群及び第二の信号群をそれぞれ平均値として算出した場合には、Ｎ個の相関値Ｓ_３（ｄ）におけるずらし量が同じ値に対応する相関値の平均値を算出して、ずらし量ｄとＮ個の相関値の平均値との関係を示す相関値Ｓ_２（ｄ）を算出する。

加算相関演算部１１Ａにより算出された相関値Ｓ_１（ｄ）は、加算相関演算部１１Ａによる相関演算の結果を示す情報である第一の結果情報を構成する。

非加算相関演算部１１Ｂによって算出された相関値Ｓ_２（ｄ）は、非加算相関演算部１１Ｂによる相関演算の結果を示す情報である第二の結果情報を構成する。

選択部１１Ｃは、加算相関演算部１１Ａにより算出された相関値Ｓ_１（ｄ）と、非加算相関演算部１１Ｂにより算出された相関値Ｓ_２（ｄ）との一致度を算出し、算出した一致度に基づいて、相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）のいずれかを選択する。

図８及び図９は、相関値Ｓ_１（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ１）及び相関値Ｓ_２（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ２）の一例を示す図である。図８及び図９において、横軸はずらし量ｄを示し、縦軸は相関値を示す。

選択部１１Ｃは、図８及び図９に示すような相関カーブＣ_Ｓ１と相関カーブＣ_Ｓ２との形状の類似性を示す指標を一致度として算出する。

例えば、選択部１１Ｃは、次式（３）又は（４）の演算を行うことで、相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）の一致度Ｃを求める。

なお、式（３），（４）における和を取る範囲は、相関値Ｓ_１（ｄ）で示される相関カーブの極小値ｄ＝ｄ_ｍｉｎを中心とした所定のずらし量の範囲で行われるものとするが、ずらし量ｄの全ての範囲を和を取る範囲としてもよい。和を取る範囲を限定することで、演算処理を簡略化することができる。

式（３）の演算で求まる一致度Ｃは、図８に示す例において、相関カーブＣ_Ｓ１の極小値ｄｍｉｎを中心とするずらし量ｄの範囲８０における、相関カーブＣ_Ｓ１と横軸とで囲まれる面積と、相関カーブＣ_Ｓ２と横軸とで囲まれる面積との比を示している。図９に示すように、相関カーブＣ_Ｓ１と相関カーブＣ_Ｓ２の形状の類似性が高くなるほど、式（３）で求まる一致度Ｃは大きい値をとる。

式（４）の演算で求まる一致度Ｃは、図８に示す例において、範囲８０における、相関カーブＣ_Ｓ１の各相関値と相関カーブＣ_Ｓ２の各相関値との差分を積算した値の逆数を示している。図９に示すように、相関カーブＣ_Ｓ１と相関カーブＣ_Ｓ２の形状の類似性が高くなるほど、式（４）で求まる一致度Ｃは大きい値をとる。

選択部１１Ｃは、一致度Ｃが予め定められた一致閾値を超える場合（例えば図９に示すような結果の場合）には相関値Ｓ_１（ｄ）を選択する。選択部１１Ｃは、一致度Ｃが一致閾値以下の場合（例えば図８に示すような結果の場合）には相関値Ｓ_２（ｄ）を選択する。

デフォーカス量算出部１１Ｄは、相関値Ｓ_１（ｄ）又は相関値Ｓ_２（ｄ）に基づいて、相関値が最小値となるときのずらし量を位相差として算出する。デフォーカス量算出部１１Ｄは、算出した位相差をデフォーカス量に変換し、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する。

レンズ駆動部１１Ｅは、レンズ制御部４を制御して、デフォーカス量算出部１１Ｄで決定された目標位置にフォーカスレンズを移動させる。

図１０は、図１に示すデジタルカメラの合焦制御動作を説明するためのフローチャートである。

システム制御部１１は、デジタルカメラの利用者により、９つのＡＦエリア５３から任意のものが選択された状態で操作部１４が操作されて、ＡＦを行う指示が入力されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、撮像素子５によりＡＦのための撮像を行わせる。システム制御部１１は、この撮像によって撮像素子５の選択されているＡＦエリア５３から出力された撮像画像信号を取得する（ステップＳ２）。

加算相関演算部１１Ａは、ステップＳ２で取得された撮像画像信号のうち、選択されたＡＦエリア５３に含まれる全てのペア行に含まれる行方向Ｘの位置が同じ位相差検出用画素５２Ａの検出信号の平均値を算出し、この全てのペア行に含まれる行方向Ｘの位置が同じ位相差検出用画素５２Ｂの検出信号の平均値を算出する。そして、加算相関演算部１１Ａは、算出した平均値同士の相関演算を行って相関値Ｓ_１（ｄ）を算出する（ステップＳ３）。

また、非加算相関演算部１１Ｂは、ステップＳ２で取得された撮像画像信号のうち、選択されたＡＦエリア５３に含まれるペア行毎に、そのペア行に含まれる位相差検出用画素５２Ａで検出された検出信号群と位相差検出用画素５２Ｂで検出された検出信号群との相関演算を行い、この相関演算の結果に基づいて相関値Ｓ_２（ｄ）を算出する（ステップＳ４）。

次に、選択部１１Ｃは、ステップＳ３で算出された相関値Ｓ_１（ｄ）とステップＳ４で算出された相関値Ｓ_２（ｄ）との一致度Ｃを算出し、算出した一致度Ｃが一致閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ５）。

選択部１１Ｃは、一致度Ｃが一致閾値を超えると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）には相関値Ｓ_１（ｄ）を選択する。そして、デフォーカス量算出部１１Ｄは、選択部１１Ｃで選択された相関値Ｓ_１（ｄ）が最小値となるずらし量ｄを位相差として算出する（ステップＳ６）。

一方、選択部１１Ｃは、一致度Ｃが一致閾値以下であると判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）には相関値Ｓ_２（ｄ）を選択する。そして、デフォーカス量算出部１１Ｄは、選択部１１Ｃで選択された相関値Ｓ_２（ｄ）が最小値となるずらし量ｄを位相差として算出する（ステップＳ７）。

ステップＳ６とステップＳ７の後、デフォーカス量算出部１１Ｄは、算出した位相差をデフォーカス量に変換し、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する（ステップＳ８）。

ステップＳ８の後、レンズ駆動部１１Ｅは、デフォーカス量算出部１１Ｄにより決定された目標位置にフォーカスレンズを移動させる制御を行い（ステップＳ９）、ＡＦが終了する。

以上のように、図１に示すデジタルカメラは、相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）の一致度Ｃに基づいて、相関値Ｓ_１（ｄ）又は相関値Ｓ_２（ｄ）を選択し、選択した相関値に基づいてフォーカスレンズを駆動する。

一致度Ｃが高い場合には、ノイズによる影響を受けにくい相関演算の結果である相関値Ｓ_１（ｄ）に基づいてフォーカスレンズを駆動することで、ＡＦを高精度に行うことができる。

一方、一致度Ｃが低いということは、位相差検出用画素の検出信号を加算した場合と加算しない場合とで相関演算の結果が異なっており、加算によってコントラストが低下している状況と判断できる。

したがって、このような場合には、コントラスト低下の可能性の低い相関演算の結果である相関値Ｓ_２（ｄ）に基づいてフォーカスレンズを駆動することで、ＡＦを高精度に行うことができる。

なお、選択部１１Ｃは、上記の一致閾値を可変制御するのが好ましい。

例えば、選択部１１Ｃは、選択されたＡＦエリア５３によって撮像されている被写体の明るさが暗い（輝度が低い）ほど、一致閾値を小さくする。

または、選択部１１Ｃは、デジタルカメラの撮像感度（ＩＳＯ感度）が高いほど、一致閾値を小さくする。ＩＳＯ感度は、国際標準化機構で策定された規格である。

被写体の明るさが暗い状況又は撮像感度が高く設定されている状況では、撮像画像信号に含まれるノイズ成分が多くなる。

このため、このような状況では、一致閾値を小さくすることで、ノイズによる影響を受けにくい相関値Ｓ_１（ｄ）が選択される確率を高めることで、ＡＦ精度を向上させることができる。

以下では、図１に示すデジタルカメラの変形例を説明する。

（第一の変形例）
図１１は、図７に示すシステム制御部１１の機能ブロックの変形例を示す図である。図１１に示すシステム制御部１１は、信頼性判定部１１Ｆが追加された点を除いては図７と同じ構成である。

信頼性判定部１１Ｆは、加算相関演算部１１Ａにより算出された相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性を判定する。以下、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性判定方法について説明する。

図１２は、相関値Ｓ_１（ｄ）で示されるグラフ（相関カーブＣ_Ｓ１）の一例を示す図である。

相関カーブＣ_Ｓ１は、相関値の極小値付近の形状が平坦になっているほど、相関演算に用いられた検出信号群が低コントラストであると判断できる。例えば、図１２（Ａ）に示す例では、相関カーブＣ２よりも相関カーブＣ１の方が信頼性が高い。

そこで、信頼性判定部１１Ｆは、相関カーブの極小値付近の形状の平坦度を算出し、算出した平坦度に基づいて相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性を判定する。

具体的には、信頼性判定部１１Ｆは、相関カーブＣ_Ｓ１の極小値付近の複数の相関値とこの相関値に対応するずらし量とを用いて、次式（５）に示す２次関数ｖの係数ａを算出し、この係数ａを相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性を示す数値として扱う。係数ａが大きいほど、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性は高くなる。

ｖ＝ａ・ｓ^２＋ｂ・ｓ＋ｃ・・・（５）
ｖは相関値
ｓはずらし量
ａ、ｂ、ｃは係数

また、相関カーブＣ_Ｓ１は、極小値が小さいほど、相関演算を行う対象となった２つの信号群の相関性が高いと判断できる。例えば図１２（Ｂ）に示す例では、相関カーブＣ３よりも相関カーブＣ４の方が信頼性が高い。

そこで、信頼性判定部１１Ｆは、相関カーブＣ_Ｓ１の極小値の大きさの逆数を、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性を示す数値として扱う。相関カーブＣ_Ｓ１の極小値が小さいほど、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性は高くなる。

なお、ＡＦエリア５３により撮像されている被写体像が低コントラストな場合にも相関カーブＣ_Ｓ１の極小値が小さくなることがある。

このため、信頼性判定部１１Ｆは、式（５）の２次関数ｖの係数ａの算出をまず行い、この係数ａが十分に大きい場合にのみ、極小値の大きさによる信頼性の判定を行うことが望ましい。

第一の変形例では、選択部１１Ｃは、信頼性判定部１１Ｆによる判定の結果、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性が予め定められた信頼性閾値を超える場合には相関値Ｓ_１（ｄ）を選択する。

選択部１１Ｃは、信頼性判定部１１Ｆによる判定の結果、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性が信頼性閾値以下の場合には、上述した一致度Ｃに基づいて相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）のどちらかを選択する。

図１３は、図１に示すデジタルカメラの合焦制御動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。図１３において図１０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において相関値Ｓ_１（ｄ）が算出された後、信頼性判定部１１Ｆは、相関値Ｓ_１（ｄ）で示される相関カーブの極小値付近の形状又はこの極小値の大きさ等に基づいて、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性を判定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１で判定された相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性が信頼性閾値を超える場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、選択部１１Ｃによって相関値Ｓ_１（ｄ）が選択される。そして、デフォーカス量算出部１１Ｄは、選択された相関値Ｓ_１（ｄ）が最小値となるずらし量を位相差として算出する（ステップＳ２３）。

一方、ステップＳ２１で判定された相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性が信頼性閾値以下である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、非加算相関演算部１１Ｂが、ステップＳ２で取得された撮像画像信号に基づいて相関値Ｓ_２（ｄ）を算出する（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４の後、選択部１１Ｃは、ステップＳ３で算出された相関値Ｓ_１（ｄ）と、ステップＳ２４で算出された相関値Ｓ_２（ｄ）との一致度Ｃを算出し、算出した一致度Ｃが一致閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

一致度Ｃが一致閾値を超えると判定された場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）には、選択部１１Ｃによって相関値Ｓ_１（ｄ）が選択されて、ステップＳ２３の処理が行われる。

一致度Ｃが一致閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２５：ＮＯ）には、選択部１１Ｃによって相関値Ｓ_２（ｄ）が選択される。そして、デフォーカス量算出部１１Ｄは、選択された相関値Ｓ_２（ｄ）が最小値となるずらし量を位相差として算出する（ステップＳ２６）。

ステップＳ２３とステップＳ２６の後は、ステップＳ８以降の処理が行われる。

以上のように、第一の変形例によれば、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性が高い場合には、相関値Ｓ_２（ｄ）の算出に必要な相関演算が行われることなく、相関値Ｓ_１（ｄ）に基づいてフォーカスレンズの駆動が行われる。このため、撮像状況によっては、相関値Ｓ_２（ｄ）の算出に要する演算量と演算時間を削減することができ、ＡＦ時間の短縮と消費電力の低減を図ることができる。

一方、相関値Ｓ_１（ｄ）の信頼性が低い場合には、一致度Ｃに基づいて相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）のどちらかが選択されて、選択された相関値に基づいてフォーカスレンズの駆動が行われる。このため、上述してきたように、被写体によって最適な相関値を選択することができ、ＡＦ精度を向上させることができる。

（第二の変形例）
第二の変形例のシステム制御部１１の機能ブロックの構成は図７に示すものと同じである。

第二の変形例においては、選択部１１Ｃが、加算相関演算部１１Ａにより算出された相関値Ｓ_１（ｄ）に基づくデフォーカス量が予め定められたデフォーカス閾値を超える場合には相関値Ｓ_１（ｄ）を選択する

選択部１１Ｃは、このデフォーカス量がデフォーカス閾値以下の場合には、相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）の一致度に基づいて、相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）のいずれかを選択する。

図１４は、図１に示すデジタルカメラの合焦制御動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。図１４において図１０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において相関値Ｓ_１（ｄ）が算出された後、デフォーカス量算出部１１Ｄは、この相関値Ｓ_１（ｄ）が最小値となるずらし量を第一の位相差として算出し（ステップＳ３１）、算出した第一の位相差から第一のデフォーカス量を算出する（ステップＳ３２）。

選択部１１Ｃは、ステップＳ３２で算出された第一のデフォーカス量がデフォーカス閾値ＴＨｄを超えたか否かを判定する（ステップＳ３３）。

選択部１１Ｃは、第一のデフォーカス量がデフォーカス閾値ＴＨｄを超えていた場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）には相関値Ｓ_１（ｄ）を選択する。続いて、デフォーカス量算出部１１Ｄは、相関値Ｓ_１（ｄ）に基づいて算出した第一のデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する。そして、レンズ駆動部１１Ｅは、この目標位置にフォーカスレンズを駆動する（ステップＳ３４）。

デフォーカス閾値ＴＨｄは、絞り２のＦ値をｆとし、許容錯乱円形をσ［ｕｍ］とし、Ｋを任意の係数として、次式（６）によって算出される値に例えば設定される。εは焦点深度である。

ＴＨｄ＝Ｋ×ε
ε＝ｆ×σ ・・・（６）

第一のデフォーカス量がデフォーカス閾値ＴＨｄ以下であった場合（ステップＳ３３：ＮＯ）には、非加算相関演算部１１Ｂが、ステップＳ２で取得された撮像画像信号に基づいて相関値Ｓ_２（ｄ）を算出する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５の後、選択部１１Ｃは、ステップＳ３で算出された相関値Ｓ_１（ｄ）と、ステップＳ３５で算出された相関値Ｓ_２（ｄ）との一致度Ｃを算出し、算出した一致度Ｃが一致閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ３６）。

一致度Ｃが一致閾値を超えると判定された場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）には、選択部１１Ｃによって相関値Ｓ_１（ｄ）が選択されて、ステップＳ３４の処理が行われる。

一致度Ｃが一致閾値以下であると判定された場合（ステップＳ３６：ＮＯ）には、選択部１１Ｃによって相関値Ｓ_２（ｄ）が選択される。そして、デフォーカス量算出部１１Ｄは、選択された相関値Ｓ_２（ｄ）が最小値となるずらし量を第二の位相差として算出する（ステップＳ３７）。

続いて、デフォーカス量算出部１１Ｄは、算出した第二の位相差から第二のデフォーカス量を算出し（ステップＳ３８）、第二のデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定する。そして、レンズ駆動部１１Ｅは、この目標位置にフォーカスレンズを駆動する（ステップＳ３９）。

以上のように、第二の変形例によれば、相関値Ｓ_１（ｄ）に基づくデフォーカス量が大きい場合、すなわち、撮像画像のボケが大きい状態では、相関値Ｓ_２（ｄ）の算出が行われることなく、相関値Ｓ_１（ｄ）に基づいてフォーカスレンズの駆動が行われる。

ボケが大きい状態では、複数のペア行の位相差検出用画素の検出信号を加算することによってコントラストが低下する可能性は低い。このため、このような場合には、ノイズの影響が低減可能な相関値Ｓ_１（ｄ）に基づいてフォーカスレンズを駆動することでＡＦ精度を向上させることができる。

また、相関値Ｓ_２（ｄ）を求めるための相関演算が行われないことで、演算量と演算時間を削減することができ、ＡＦ時間の短縮と消費電力の低減を図ることができる。

一方、相関値Ｓ_１（ｄ）に基づくデフォーカス量が小さい場合には、一致度Ｃに基づいて相関値Ｓ_１（ｄ）と相関値Ｓ_２（ｄ）のどちらかが選択されて、選択された相関値に基づいてフォーカスレンズの駆動が行われる。このため、上述してきたように、被写体によって最適な相関値を選択することができ、ＡＦ精度を向上させることができる。

以上説明したデジタルカメラでは、被写体を撮像するための撮像素子５をＡＦ用のセンサと兼用しているが、撮像素子５とは別に専用のセンサをデジタルカメラが備える構成であってもよい。

例えば、位相差検出専用のセンサ（図４に示したような位相差検出用画素のみが並ぶセンサ）がレンズ装置４０に設けられ、このセンサを用いて撮像光学系の光を取り込み、このセンサ出力を用いて相関演算を行う構成であってもよい。

この構成の場合には、レンズ装置４０のレンズ制御部４がシステム制御部１１の各機能ブロックを有する構成であってもよい。

ここまではデジタルカメラを例にしたが、例えば放送用の撮像システムにおいても本発明を適用可能である。

図１５は、本発明の撮像装置の一実施形態である撮像システムの概略構成を示す図である。この撮像システムは、放送用又は映画用等の業務用のシステムである。

図１５に示す撮像システムは、レンズ装置１００と、レンズ装置１００が装着されるカメラ装置３００とを備える。

レンズ装置１００は、フォーカスレンズ１１１と、ズームレンズ１１２，１１３と、絞り１１４と、マスターレンズ群１１５と、を備え、これらが被写体側から順に並べて配置されている。

フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２，１１３、絞り１１４、及び、マスターレンズ群１１５は、撮像光学系を構成する。撮像光学系は、少なくともフォーカスレンズ１１１を含む。

レンズ装置１００は、更に、反射面１１６ａを含むビームスプリッタ１１６と、ミラー１１７と、集光レンズ１１８、セパレータレンズ１１９、及び、撮像素子１２０を含むＡＦユニット１２１と、を備える。撮像素子１２０は、二次元状に配置された複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサ又はＣＭＯＳ型イメージセンサ等のイメージセンサである。

ビームスプリッタ１１６は、光軸Ｋ上で絞り１１４とマスターレンズ群１１５との間に配置されている。

ビームスプリッタ１１６は、撮像光学系に入射し絞り１１４を通過した被写体光の一部（例えば被写体光の８０％）をそのまま透過させ、この被写体光の一部を除いた残り（例えば被写体光の２０％）を光軸Ｋに対して直交する方向に反射面１１６ａにて反射させる。

ビームスプリッタ１１６の位置は図１５に示したものに限らず、光軸Ｋ上で撮像光学系の最も被写体側にあるレンズよりも後ろに配置されていればよい。

ミラー１１７は、ビームスプリッタ１１６の反射面１１６ａで反射された光の光路上に配置されており、この光を反射させてＡＦユニット１２１の集光レンズ１１８に入射させる。

集光レンズ１１８は、ミラー１１７で反射した光を集光する。

セパレータレンズ１１９は、図１５中の破線内に拡大正面図を示すように、撮像光学系の光軸を挟んで一方向（図１５の例では水平方向）に並べた配置された２つのレンズ１９Ｒ及びレンズ１９Ｌから構成される。

集光レンズ１１８によって集光された被写体光は、これら２つのレンズ１９Ｒ，１９Ｌの各々を通過して、撮像素子１２０の受光面（複数の画素が配置された面）の異なる位置に結像する。つまり、撮像素子１２０の受光面には、一方向にずれた一対の被写体光像が結像する。

ビームスプリッタ１１６、ミラー１１７、集光レンズ１１８、及び、セパレータレンズ１１９は、撮像光学系を通して被写体光像を撮像するカメラ装置３００の撮像素子３１０に、撮像光学系に入射する被写体光の一部を入射させ、この被写体光の一部を除いた残りを撮像素子１２０に入射させる光学素子として機能する。

なお、ミラー１１７を削除し、ビームスプリッタ１１６で反射された光を集光レンズ１１８に直接入射させる構成であってもよい。

撮像素子１２０は、受光面に複数の画素が二次元状に配置されたエリアセンサであり、受光面に結像した２つの被写体光像の各々に応じた画像信号を出力する。つまり、撮像素子１２０は、撮像光学系によって結像される１つの被写体光像に対し、水平方向にずれた一対の画像信号を出力する。

撮像素子１２０としてエリアセンサを使うことで、ラインセンサを用いる構成と比較して、ラインセンサ同士の位置を精密に合わせる難しさを回避することができる。

撮像素子１２０に含まれる画素のうち、水平方向にずれた一対の画像信号の一方を出力する各画素は、撮像光学系の瞳領域の水平方向に並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束のうち一方の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部を構成している。

撮像素子１２０に含まれる画素のうち、水平方向にずれた一対の画像信号の他方を出力する各画素は、撮像光学系の瞳領域の水平方向に並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束のうち他方の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部を構成している。

ここでは撮像素子１２０をエリアセンサとしているが、撮像素子１２０の代わりに、第一の信号検出部を構成する画素が二次元状に複数配列されたラインセンサをレンズ１９Ｒと対向する位置に配置し、第二の信号検出部を構成する画素が二次元状に複数配列されたラインセンサをレンズ１９Ｒと対向する位置に配置した構成であってもよい。

カメラ装置３００は、レンズ装置１００の光軸Ｋ上に配置されたＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子３１０と、撮像素子３１０により被写体光像を撮像して得られる画像信号を処理して撮像画像データを生成する画像処理部３２０と、を備える。

レンズ装置１００は、フォーカスレンズ１１１を駆動する駆動部と、この駆動部を制御するシステム制御部と、を備える。そして、このシステム制御部が、上記の合焦制御プログラムを実行して上述した各機能ブロックとして機能する。

撮像素子１２０の第一の信号検出部から出力される信号が、上述した位相差検出用画素５２Ａの検出信号に相当する。撮像素子１２０の第二の信号検出部から出力される信号が、上述した位相差検出用画素５２Ｂの検出信号に相当する。この撮像システムでは、レンズ装置１００のシステム制御部が合焦制御装置として機能する。

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１６は、本発明の撮影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１６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１７は、図１６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、ウェブデータ又は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）又は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１６に示すように、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１６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、ウェブブラウジングによりダウンロードしたウェブデータ、又は、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（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、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、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、ウェブページを閲覧するウェブ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に記憶されたり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力しされたりする。

図１６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憶部２１２に記録したり、外部入出力部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。

以上のように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び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二の信号検出部のペアを有し、上記一方向に配列された複数の上記ペアにより構成されるペア行が、上記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサと、複数の上記ペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、上記複数のペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算部と、上記複数のペア行毎に、上記ペア行に含まれる上記第一の信号検出部により検出された検出信号群と上記ペア行に含まれる上記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算部と、上記加算相関演算部による相関演算の第一の結果情報と上記非加算相関演算部による相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のいずれかを選択する選択部と、上記選択部により選択された結果情報に基づいて上記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動部と、を備える合焦制御装置。

（２） （１）記載の合焦制御装置であって、
上記選択部は、上記一致度が一致閾値を超える場合には上記第一の結果情報を選択し、上記一致度が上記一致閾値以下の場合には上記第二の結果情報を選択する合焦制御装置。

（３） （２）記載の合焦制御装置であって、
上記選択部は、上記一致閾値を可変制御する合焦制御装置。

（４） （３）記載の合焦制御装置であって、
上記選択部は、上記撮像光学系を通して撮像される被写体の明るさが暗いほど上記一致閾値を小さくする合焦制御装置。

（５） （３）記載の合焦制御装置であって、
上記選択部は、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像装置の撮像感度が高いほど上記一致閾値を小さくする合焦制御装置。

（６） （１）〜（５）のいずれか１つに記載の合焦制御装置であって、
上記第一の結果情報は、上記第一の信号群と上記第二の信号群を上記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と上記ずらし量における上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値との関係を示す情報であり、
上記第二の結果情報は、２つの上記検出信号群を上記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と上記ずらし量における上記２つの検出信号群の相関値との関係を示す上記複数のペア行毎の情報を加算又は平均した情報であり、
上記一致度は、上記第一の結果情報で示されるグラフの形状と、上記第二の結果情報で示されるグラフの形状との類似性を示す指標である合焦制御装置。

（７） （１）〜（６）のいずれか１つに記載の合焦制御装置であって、
上記第一の結果情報の信頼性を判定する信頼性判定部を更に備え、
上記選択部は、上記信頼性が信頼性閾値以下の場合には、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のどちらかを選択し、上記信頼性が上記信頼性閾値を超える場合には上記第一の結果情報を選択する合焦制御装置。

（８） （１）〜（６）のいずれか１つに記載の合焦制御装置であって、
上記第一の結果情報に基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部を更に備え、
上記選択部は、上記デフォーカス量がデフォーカス閾値以下の場合には、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のどちらかを選択し、上記デフォーカス量が上記デフォーカス閾値を超える場合には上記第一の結果情報を選択する合焦制御装置。

（９） （１）〜（８）のいずれか１つに記載の合焦制御装置と、
上記フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、を備える撮像装置。

（１０） （１）〜（８）のいずれか１つに記載の合焦制御装置と、
上記撮像光学系と、を備えるレンズ装置。

（１１）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び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二の信号検出部のペアを有し、上記一方向に配列された複数の上記ペアにより構成されるペア行が、上記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサを用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、
複数の上記ペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、上記複数のペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算ステップと、
上記複数のペア行毎に、上記ペア行に含まれる上記第一の信号検出部により検出された検出信号群と上記ペア行に含まれる上記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算ステップと、
上記加算相関演算ステップによる相関演算の第一の結果情報と上記非加算相関演算ステップによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のいずれかを選択する選択ステップと、
上記選択ステップにより選択された結果情報に基づいて上記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動ステップと、を備える合焦制御方法。

（１２） （１１）記載の合焦制御方法であって、
上記選択ステップでは、上記一致度が一致閾値を超える場合には上記第一の結果情報を選択し、上記一致度が上記一致閾値以下の場合には上記第二の結果情報を選択する合焦制御方法。

（１３） （１２）記載の合焦制御方法であって、
上記選択ステップでは、上記一致閾値を可変制御する合焦制御方法。

（１４） （１３）記載の合焦制御方法であって、
上記選択ステップでは、上記撮像光学系を通して撮像される被写体の明るさが暗いほど上記一致閾値を小さくする合焦制御方法。

（１５） （１３）記載の合焦制御方法であって、
上記選択ステップでは、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像装置の撮像感度が高いほど上記一致閾値を小さくする合焦制御方法。

（１６） （１１）〜（１５）のいずれか１つに記載の合焦制御方法であって、
上記第一の結果情報は、上記第一の信号群と上記第二の信号群を上記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と上記ずらし量における上記第一の信号群と上記第二の信号群の相関値との関係を示す情報であり、
上記第二の結果情報は、２つの上記検出信号群を上記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と上記ずらし量における上記２つの検出信号群の相関値との関係を示す上記複数のペア行毎の情報を加算又は平均した情報であり、
上記一致度は、上記第一の結果情報で示されるグラフの形状と、上記第二の結果情報で示されるグラフの形状との類似性を示す指標である合焦制御方法。

（１７） （１１）〜（１６）のいずれか１つに記載の合焦制御方法であって、
上記第一の結果情報の信頼性を判定する信頼性判定ステップを更に備え、
上記選択ステップでは、上記信頼性が信頼性閾値以下の場合には、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のどちらかを選択し、上記信頼性が上記信頼性閾値を超える場合には上記第一の結果情報を選択する合焦制御方法。

（１８） （１１）〜（１６）のいずれか１つに記載の合焦制御方法であって、
上記第一の結果情報に基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出ステップを更に備え、
上記選択ステップでは、上記デフォーカス量がデフォーカス閾値以下の場合には、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のどちらかを選択し、上記デフォーカス量が上記デフォーカス閾値を超える場合には上記第一の結果情報を選択する合焦制御方法。

（１９）フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び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二の信号検出部のペアを有し、上記一方向に配列された複数の上記ペアにより構成されるペア行が、上記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサを用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、
複数の上記ペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、上記複数のペア行に含まれる上記一方向における位置が同じ上記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算ステップと、
上記複数のペア行毎に、上記ペア行に含まれる上記第一の信号検出部により検出された検出信号群と上記ペア行に含まれる上記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算ステップと、
上記加算相関演算ステップによる相関演算の第一の結果情報と上記非加算相関演算ステップによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、上記一致度に基づいて上記第一の結果情報と上記第二の結果情報のいずれかを選択する選択ステップと、
上記選択ステップにより選択された結果情報に基づいて上記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。

本発明によれば、被写体に適した位相差算出を行って合焦制御の精度を向上させることができる合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することができる。

以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１６年４月７日出願の日本特許出願（特願２０１６−０７７５５０）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

４０ レンズ装置
１ 撮像レンズ
８ レンズ駆動部
２ 絞り
９ 絞り駆動部
４ レンズ制御部
５ 撮像素子
Ｘ 行方向
Ｙ 列方向
５３ ＡＦエリア
５０ 受光面
５１ 画素
５２Ａ，５２Ｂ 位相差検出用画素
ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３ ペア行
ｃ 開口
６ アナログ信号処理部
７ アナログデジタル変換回路
１０撮像素子駆動部
１１ システム制御部
１１Ａ 加算相関演算部
１１Ｂ 非加算相関演算部
１１Ｃ 選択部
１１Ｄ デフォーカス量算出部
１１Ｅ レンズ駆動部
１１Ｆ 信頼性判定部
１４ 操作部
１５ メモリ制御部
１６ メインメモリ
１７ デジタル信号処理部
２０ 外部メモリ制御部
２１ 記録媒体
２２ 表示制御部
２３ 表示部
２４ 制御バス
２５ データバス
Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 相関カーブ
８０ 範囲
１００ レンズ装置
１１１ フォーカスレンズ
１１２，１１３ ズームレンズ
１１４ 絞り
１１５ マスターレンズ群
１１６ ビームスプリッタ
１１６ａ 反射面
１１７ ミラー
１１８ 集光レンズ
１１９ セパレータレンズ
１９Ｒ，１９Ｌ レンズ
１２０ 撮像素子
１２１ ＡＦユニット
３００ カメラ装置
３１０ 撮像素子
３２０ 画像処理部
２００ スマートフォン
２０１ 筐体
２０２ 表示パネル
２０３ 操作パネル
２０４ 表示入力部
２０５ スピーカ
２０６ マイクロホン
２０７ 操作部
２０８ カメラ部
２１０ 無線通信部
２１１ 通話部
２１２ 記憶部
２１３ 外部入出力部
２１４ ＧＰＳ受信部
２１５ モーションセンサ部
２１６ 電源部
２１７ 内部記憶部
２１８ 外部記憶部
２２０ 主制御部
ＳＴ１〜ＳＴｎ ＧＰＳ衛星

Claims (19)

1. フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び前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二の信号検出部のペアを有し、前記一方向に配列された複数の前記ペアにより構成されるペア行が、前記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサと、
   複数の前記ペア行に含まれる前記一方向における位置が同じ前記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、前記複数のペア行に含まれる前記一方向における位置が同じ前記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算部と、
   前記複数のペア行毎に、前記ペア行に含まれる前記第一の信号検出部により検出された検出信号群と前記ペア行に含まれる前記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算部と、
   前記加算相関演算部による相関演算の第一の結果情報と前記非加算相関演算部による相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のいずれかを選択する選択部と、
   前記選択部により選択された結果情報に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動部と、を備える合焦制御装置。
2. 請求項１記載の合焦制御装置であって、
   前記選択部は、前記一致度が一致閾値を超える場合には前記第一の結果情報を選択し、前記一致度が前記一致閾値以下の場合には前記第二の結果情報を選択する合焦制御装置。
3. 請求項２記載の合焦制御装置であって、
   前記選択部は、前記一致閾値を可変制御する合焦制御装置。
4. 請求項３記載の合焦制御装置であって、
   前記選択部は、前記撮像光学系を通して撮像される被写体の明るさが暗いほど前記一致閾値を小さくする合焦制御装置。
5. 請求項３記載の合焦制御装置であって、
   前記選択部は、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像装置の撮像感度が高いほど前記一致閾値を小さくする合焦制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の合焦制御装置であって、
   前記第一の結果情報は、前記第一の信号群と前記第二の信号群を前記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と前記ずらし量における前記第一の信号群と前記第二の信号群の相関値との関係を示す情報であり、
   前記第二の結果情報は、２つの前記検出信号群を前記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と前記ずらし量における前記２つの検出信号群の相関値との関係を示す前記複数のペア行毎の情報を加算又は平均した情報であり、
   前記一致度は、前記第一の結果情報で示されるグラフの形状と、前記第二の結果情報で示されるグラフの形状との類似性を示す指標である合焦制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の合焦制御装置であって、
   前記第一の結果情報の信頼性を判定する信頼性判定部を更に備え、
   前記選択部は、前記信頼性が信頼性閾値以下の場合には、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のどちらかを選択し、前記信頼性が前記信頼性閾値を超える場合には前記第一の結果情報を選択する合焦制御装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項記載の合焦制御装置であって、
   前記第一の結果情報に基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部を更に備え、
   前記選択部は、前記デフォーカス量がデフォーカス閾値以下の場合には、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のどちらかを選択し、前記デフォーカス量が前記デフォーカス閾値を超える場合には前記第一の結果情報を選択する合焦制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項記載の合焦制御装置と、
   前記フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と、を備える撮像装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１項記載の合焦制御装置と、
    前記撮像光学系と、を備えるレンズ装置。
11. フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び前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二の信号検出部のペアを有し、前記一方向に配列された複数の前記ペアにより構成されるペア行が、前記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサを用いて前記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、
    複数の前記ペア行に含まれる前記一方向における位置が同じ前記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、前記複数のペア行に含まれる前記一方向における位置が同じ前記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算ステップと、
    前記複数のペア行毎に、前記ペア行に含まれる前記第一の信号検出部により検出された検出信号群と前記ペア行に含まれる前記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算ステップと、
    前記加算相関演算ステップによる相関演算の第一の結果情報と前記非加算相関演算ステップによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のいずれかを選択する選択ステップと、
    前記選択ステップにより選択された結果情報に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動ステップと、を備える合焦制御方法。
12. 請求項１１記載の合焦制御方法であって、
    前記選択ステップでは、前記一致度が一致閾値を超える場合には前記第一の結果情報を選択し、前記一致度が前記一致閾値以下の場合には前記第二の結果情報を選択する合焦制御方法。
13. 請求項１２記載の合焦制御方法であって、
    前記選択ステップでは、前記一致閾値を可変制御する合焦制御方法。
14. 請求項１３記載の合焦制御方法であって、
    前記選択ステップでは、前記撮像光学系を通して撮像される被写体の明るさが暗いほど前記一致閾値を小さくする合焦制御方法。
15. 請求項１３記載の合焦制御方法であって、
    前記選択ステップでは、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像装置の撮像感度が高いほど前記一致閾値を小さくする合焦制御方法。
16. 請求項１１〜１５のいずれか１項記載の合焦制御方法であって、
    前記第一の結果情報は、前記第一の信号群と前記第二の信号群を前記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と前記ずらし量における前記第一の信号群と前記第二の信号群の相関値との関係を示す情報であり、
    前記第二の結果情報は、２つの前記検出信号群を前記一方向に任意の量ずつずらした場合のずらし量と前記ずらし量における前記２つの検出信号群の相関値との関係を示す前記複数のペア行毎の情報を加算又は平均した情報であり、
    前記一致度は、前記第一の結果情報で示されるグラフの形状と、前記第二の結果情報で示されるグラフの形状との類似性を示す指標である合焦制御方法。
17. 請求項１１〜１６のいずれか１項記載の合焦制御方法であって、
    前記第一の結果情報の信頼性を判定する信頼性判定ステップを更に備え、
    前記選択ステップでは、前記信頼性が信頼性閾値以下の場合には、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のどちらかを選択し、前記信頼性が前記信頼性閾値を超える場合には前記第一の結果情報を選択する合焦制御方法。
18. 請求項１１〜１６のいずれか１項記載の合焦制御方法であって、
    前記第一の結果情報に基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出ステップを更に備え、
    前記選択ステップでは、前記デフォーカス量がデフォーカス閾値以下の場合には、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のどちらかを選択し、前記デフォーカス量が前記デフォーカス閾値を超える場合には前記第一の結果情報を選択する合焦制御方法。
19. フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ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一の信号検出部及び前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二の信号検出部のペアを有し、前記一方向に配列された複数の前記ペアにより構成されるペア行が、前記一方向と直交する直交方向に複数配列されたセンサを用いて前記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、
    複数の前記ペア行に含まれる前記一方向における位置が同じ前記第一の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第一の信号群と、前記複数のペア行に含まれる前記一方向における位置が同じ前記第二の信号検出部により検出された検出信号を加算して得られる第二の信号群との相関演算を行う加算相関演算ステップと、
    前記複数のペア行毎に、前記ペア行に含まれる前記第一の信号検出部により検出された検出信号群と前記ペア行に含まれる前記第二の信号検出部により検出された検出信号群との相関演算を行う非加算相関演算ステップと、
    前記加算相関演算ステップによる相関演算の第一の結果情報と前記非加算相関演算ステップによる相関演算の第二の結果情報との一致度を算出し、前記一致度に基づいて前記第一の結果情報と前記第二の結果情報のいずれかを選択する選択ステップと、
    前記選択ステップにより選択された結果情報に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するレンズ駆動ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。

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