JP2013008018A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼度の高いフォーカスキャリブレーションを行える撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、撮影光学系１０により形成された被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段２４，４１と、一対の像信号に基づいて位相差検出方式により第１の合焦位置を検出する第１の検出手段４０と、第１の合焦位置に基づいてフォーカスレンズ１０ａの位置を制御する制御手段４０と、画像信号に基づいて、コントラスト検出方式により第２の合焦位置を検出する第２の検出手段４０と、撮影時に第１の合焦位置を補正する補正値を、第１の合焦位置と第２の合焦位置との差に基づいて算出する算出手段４０と、一対の像信号に関する情報を用いて、第１の合焦位置の信頼度を判定する判定手段４０とを有する。算出手段は、信頼度が第１のレベルである場合は補正値を算出し、信頼度が第１のレベルよりも低い第２のレベルである場合は補正値の算出を制限する。
【選択図】図１７

Description

本発明は、位相差検出方式によるフォーカス制御が可能な撮像装置に関する。さらに詳しくは、位相差検出方式により得られた合焦位置をコントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて補正するフォーカスキャリブレーション機能を有する撮像装置に関する。

位相差検出方式によるフォーカス制御（オートフォーカス：ＡＦ）により合焦状態を得るカメラや交換レンズでは、それらの使用回数の増加に伴い、ＡＦに関連する機構や部材にガタが発生し、その結果、合焦精度が低下するおそれがある。例えば、交換レンズにおいては、フォーカスレンズが、これを移動させる機構に発生したガタによって、算出された合焦位置に正しく移動されない場合がある。また、カメラにおいては、交換レンズからの光を位相差検出用のＡＦセンサに向けて反射するミラーの角度が、該ミラーの駆動回数の増加に伴って変化していく。これにより、ＡＦセンサへの光の入射の仕方が変化し、該ＡＦセンサからの出力に基づいて算出される合焦位置が、正しい合焦位置からずれる場合がある。この場合、フォーカスレンズが、正しい合焦位置からずれた合焦位置に移動するため、合焦精度が低下する。

これらの場合、合焦精度を元の良好な精度に戻すには、ユーザがカメラや交換レンズをサービスセンターに持ち込んで合焦位置の再調整を依頼したり、特許文献１，２にて開示された撮像装置の機能を利用したりしている。

特許文献１にて開示された撮像装置では、テストモードにおいて、位相差検出用のＡＦセンサと撮影画像を生成するためのイメージセンサ（撮像素子）のそれぞれから焦点状態に関するデータを得るとともに、これらデータの相対ずれ量（差）を記憶する。そして、撮影モードにおいて、記憶された相対ずれ量に基づいてフォーカスレンズを移動させる。

また、特許文献２にて開示された撮像装置では、フォーカスキャリブレーションモードを有し、位相差検出方式により得られた合焦位置とコントラスト検出方式により得られた合焦位置との差から、それらの合焦位置の信頼度を判定する。そして、その信頼度が低い場合には、警告を出力したり、該差をフォーカスキャリブレーション用の補正値として使用しなかったりする。

特開２０００−２９２６８４号公報 特開２００７−２８６４３８号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された撮像装置では、被写体に関する情報を用いることなく焦点状態に関するデータを取得したりその相対ずれ量を算出したりする。このため、被写体の種類によってはデータの取得ができなかったり、誤った相対ずれ量を算出したりする可能性がある。正確な焦点状態に関するデータを取得するためには、サービスセンターのように整った測定又は調整環境を用意する必要がある。

また、特許文献２にて開示された撮像装置では、位相差検出方式により算出された合焦位置とコントラスト検出方式により検出された合焦位置との差から信頼度の情報を得ている。このため、位相差検出方式により得られた合焦位置そのものの信頼度が低い場合でも、警告が出力されなかったり、該差をフォーカスキャリブレーション用の補正値として使用したりする可能性がある。

本発明は、整った測定又は調整環境を用意しなくても、信頼度の高いフォーカスキャリブレーションを行うことができるようにした撮像装置およびフォーカスキャリブレーション方法を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、被写体像の一対の像信号に基づいて、位相差検出方式により第１の合焦位置を検出する第１の検出手段と、第１の合焦位置に基づいて、撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節動作を行う制御手段と、画像信号に基づいて、コントラスト検出方式により第２の合焦位置を検出する第２の検出手段と、撮影時に第１の合焦位置を補正する補正値を、第１の合焦位置と第２の合焦位置との差に基づいて算出する算出手段と、一対の像信号に関する情報を用いて、第１の合焦位置の信頼度を判定する判定手段とを有する。そして、算出手段は、信頼度が第１のレベルである場合は補正値を算出し、信頼度が第１のレベルよりも低い第２のレベルである場合は補正値の算出を制限することを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての撮像装置の制御方法は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像装置に適用される。該制御方法は、被写体像の一対の像信号に基づいて、位相差検出方式により第１の合焦位置を検出するステップと、第１の合焦位置に基づいて、撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節動作を行うステップと、画像信号に基づいて、コントラスト検出方式により第２の合焦位置を検出するステップと、撮影時に第１の合焦位置を補正する補正値を、第１の合焦位置と第２の合焦位置との差に基づいて算出する算出ステップと、一対の像信号に関する情報を用いて、第１の合焦位置の信頼度を判定するステップとを有する。そして、算出ステップにおいて、信頼度が第１のレベルである場合は補正値を算出し、信頼度が第１のレベルよりも低い第２のレベルである場合は補正値の算出を制限することを特徴とする。

本発明では、被写体に対する位相差フォーカス処理の信頼度を判定し、該判定結果に応じて第１の合焦位置の補正（フォーカスキャリブレーション）を行うか否かを決定する。このため、本発明によれば、被写体依存による誤補正の少ない高精度な位相差フォーカス処理を行うことができる。しかも、ユーザが特別な環境を用意することなく、一般被写体を用いて誤補正の少ない補正が可能となる。

本発明の実施例１であるカメラのフォーカスキャリブレーション動作を示すフローチャート。 実施例１のカメラにおける液晶モニタの表示を示す図。 実施例１のカメラの被写体選定処理を示すフローチャート。 実施例１のカメラのコントラストＡＦデータ取得処理を示すフローチャート。 実施例１のカメラの位相差ＡＦデータ取得処理を示すフローチャート。 実施例１のカメラの撮影処理を示すフローチャート。 本発明の実施例２であるカメラの被写体選定処理を示すフローチャート。 実施例２のカメラの位相差ＡＦデータ取得処理（パターン１）を示すフローチャート。 実施例２のカメラの位相差ＡＦデータ取得処理（パターン２）を示すフローチャート。 実施例２のカメラの位相差ＡＦデータ取得処理（パターン３）を示すフローチャート。 実施例２のカメラの位相差ＡＦデータ取得処理（パターン４）を示すフローチャート。 本発明の実施例３であるカメラのフォーカスキャリブレーション動作を示すフローチャート。 実施例３のカメラの被写体選定処理を示すフローチャート。 実施例３のカメラの位相差ＡＦデータ取得処理を示すフローチャート。 実施例３のカメラのコントラストＡＦデータ取得処理を示すフローチャート。 実施例３のカメラの撮影処理を示すフローチャート。 実施例１のカメラの構成を示す図。 実施例１のカメラにおける焦点検出領域のレイアウトを示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１７には、本発明の実施例１であるデジタル一眼レフカメラ２と該カメラ２に対して交換が可能な交換レンズ１とにより構成されるカメラシステムの構成を示している。このカメラシステムは、位相差検出方式によるＡＦ処理（以下、位相差ＡＦという）を行うとともに、コントラスト検出方式による焦点検出結果を用いた位相差ＡＦの補正機能であるフォーカスキャリブレーション機能を有する。

交換レンズ１内には撮影光学系１０が収容されている。撮影光学系１０は、複数のレンズユニットや絞りにより構成される。複数のレンズユニットのうち不図示の変倍レンズユニット（以下、ズームレンズという）を光軸方向に移動させることで、焦点距離を変化させて変倍（ズーム）を行うことができる。また、複数のレンズユニットのうちフォーカスレンズユニット（以下、単にフォーカスレンズという）１０ａを光軸方向に移動させることで、ピント合わせを行うことができる。

レンズ駆動部１１は、ズームレンズやフォーカスレンズ１０ａを移動させるアクチュエータ、該アクチュエータの駆動回路およびアクチュエータの駆動力を各レンズに伝達する伝達機構を含む。レンズ状態検出部１２は、ズームレンズやフォーカスレンズ１０ａの位置、すなわちズーム位置およびフォーカス位置を検出する。

レンズ制御部１３は、ＣＰＵ等により構成され、後述するカメラ制御部４０からの指令に応じて交換レンズ１の動作を制御する。レンズ制御部１３は、電気接点１５のうち通信端子を介してカメラ制御部４０と通信可能に接続されている。また、交換レンズ１には、電気接点１５のうち電源端子を通じてカメラ２から電源が供給される。レンズ記憶部１４は、ＲＯＭ等により構成され、レンズ制御部１３での制御に用いられるデータや交換レンズ１の識別情報や撮影光学系１０の光学情報等の各種情報を記憶している。

カメラ２において、ハーフミラーで構成された主ミラー２０は、ユーザが被写体を光学ファインダを通して観察する光学ファインダ観察時には、図示のように撮影光路内のダウン位置に配置されて撮影光学系１０からの光をピント板３０に向けて反射する。また、主ミラー２０は、背面モニタ４３に電子ビューファインダ用の画像（ライブビュー画像）を表示するライブビュー観察時や記録用画像（静止画および動画）を生成する撮影時には、撮影光路から退避するアップ位置に回動する。これにより、撮影光学系１０からの光は、シャッタ２３および撮像素子２４に向かう。

サブミラー２１は、主ミラー２０とともに回動し、ダウン位置に配置された主ミラー２０を透過した光をＡＦセンサ２２に導く。また、主ミラー２０がアップ位置に回動すると、サブミラー２１も撮影光路から退避する。

ＡＦセンサ（第１の検出手段）２２は、被写体から撮影光学系１０を通ってサブミラー２１で反射して入射した光を用いて、カメラ２による撮影範囲内に設けられた複数の焦点検出領域において位相差検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出（焦点検出）を行う。ＡＦセンサ２２は、各焦点検出領域からの光に一対の像（被写体像）を形成させる２次結像レンズと、該一対の被写体像を光電変換する一対の受光素子列が配置されたエリアセンサ（ＣＣＤ又はＣＭＯＳ）とを含む。エリアセンサの一対の受光素子列（センサ対）は、一対の被写体像の輝度分布に応じた光電変換信号である一対の像信号をカメラ制御部４０に出力する。エリアセンサ上には、複数の焦点検出領域に対応した複数対の受光素子列（センサ対）が２次元配置されている。

カメラ制御部４０は、一対の像信号の位相差を算出し、該位相差から撮影光学系１０の焦点状態（デフォーカス量）を算出する。さらに、カメラ制御部４０は、検出した撮影光学系１０の焦点状態に基づいて、撮影光学系１０の合焦状態を得るためにフォーカスレンズ１０ａを移動させるべき位置である合焦位置（第１の合焦位置：以下、位相差合焦位置という）を算出する。

そして、カメラ制御部４０は、算出した位相差合焦位置にフォーカスレンズ１０ａを移動させるようレンズ制御部１３にフォーカス指令を送信する。レンズ制御部１３は、受信したフォーカス指令に応じて、レンズ駆動部１１を介してフォーカスレンズ１０ａを位相差合焦位置に移動させる。このようして焦点調節動作が行われ、撮影光学系１０の合焦状態が得られる。

このようにして、位相差検出方式による焦点状態の検出と、該焦点状態に基づく位相差合焦位置の算出と、該位相差合焦位置へのフォーカスレンズ１０ａの移動とを含む位相差ＡＦが行われる。カメラ制御部４０は、フォーカス制御手段として機能する。

なお、ＡＦセンサ２２のエリアセンサにおいて受光素子が２次元配置されているため、撮影範囲内のうち同じ視野領域（例えば、中央領域）について、被写体の水平方向と垂直方向の輝度分布を検出して焦点検出を行うことが可能となる。これについては、後に詳しく説明する。

シャッタ２３は、光学ファインダ観察時には閉じ、ライブビュー観察時および動画撮影時には開放されて撮影光学系１０により形成された被写体像の撮像素子２４による光電変換（ライブビュー画像および撮影動画の生成）を可能とする。さらに、静止画撮影時には、設定されたシャッタ秒時で開閉し、撮像素子２４の露光を制御する。

撮像素子２４は、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサとその周辺回路により構成され、撮影光学系１０により形成された被写体像を光電変換してアナログ撮像信号を出力する。

ピント板３０は、撮像素子２４と等価な位置である撮影光学系１０の１次結像面に配置されている。光学ファインダ観察時には、ピント板３０上に、被写体像（ファインダー像）が形成される。ペンタプリズム３１は、ピント板３０上に形成された被写体像を正立正像に変換する。接眼レンズ３２は、正立正像をユーザに観察させる。ピント板３０、ペンタプリズム３１および接眼レンズ３２により光学ファインダが構成される。

ＡＥセンサ３３は、ピント板３０からの光をペンタプリズム３１を介して受光し、該ピント板３０上に形成された被写体像の輝度を測定する。ＡＥセンサ３３は、複数のフォトダイオードを有し、カメラ２による撮影範囲を分割するように設定された複数の測光領域のそれぞれで輝度を測定することができる。

カメラ制御部４０は、ＭＰＵ等を含むマイクロコンピュータにより構成され、カメラ２と交換レンズ１からなるカメラシステム全体の動作を制御する。カメラ制御部４０は、前述したようにフォーカス制御手段として機能するとともに、後述するように補正手段および判定手段としても機能する。

デジタル制御部４１は、撮像素子２４からのアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換し、さらに該デジタル撮像信号に対して各種処理を行って画像信号（画像データ）を生成する。撮像素子２４およびデジタル制御部４１により撮像系が構成される。

また、デジタル制御部（第２の検出手段）４１は、画像信号から特定の周波数成分を抽出して該画像信号のコントラストを示すコントラスト評価値を生成する。そして、該コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ１０ａの合焦位置を検出する。このようにしてコントラスト検出方式により合焦位置を検出する動作（ライブビュー観察時および動画撮影時のピント合わせを含む）をコントラストＡＦという。また、コントラストＡＦにより検出される合焦位置（第２の合焦位置）を、以下、コントラスト合焦位置という。

カメラ記憶部４２は、カメラ制御部４０やデジタル制御部４１の動作で用いられる各種データを記憶している。また、カメラ記憶部４２は、生成された記録用画像を保存する。

背面モニタ４３は、液晶パネル等の表示素子により構成され、ライブビュー画像、記録用画像および各種情報を表示する。

なお、図１７には示していないが、カメラ２にはレリーズスイッチ４４が設けられている。レリーズスイッチ４４が半押し操作されると、不図示の第１スイッチ（ＳＷ１）がＯＮになり、ＡＦや測光が開始される。また、レリーズスイッチ４４が全押し操作されると、不図示の第２スイッチ（ＳＷ２）がＯＮになり、撮影（記録用画像の生成）が行われる。

図１８には、撮影範囲内での焦点検出領域のレイアウトを示している。５０はカメラによる撮影範囲を示している。撮影範囲５０内には、ライン状の焦点検出領域（以下、焦点検出ラインという）は２１ライン存在する。撮影範囲５０の中央領域には、縦方向に長い焦点検出ライン（以下、縦目という）がＬ１，Ｌ２の２ライン配置され、横方向に長い焦点検出ライン（以下、横目という）がＬ３，Ｌ４の２ライン配置されている。１つの焦点検出ラインに対して、センサ対としての一対の受光素子列が設けられている。

縦目は、相関方向が縦方向（撮像素子２４の短辺方向）であり、縦方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。一方、横目は、相関方向が横方向（撮像素子２４の長辺方向）であり、横方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。

縦方向に２ライン並んだ焦点検出ラインＬ１，Ｌ２は、縦方向に微小量だけずれて配置されている。このずれ量は、相関方向に並ぶ画素のピッチの半分である。画素ピッチの半分量だけずれて配置された焦点検出ラインＬ１，Ｌ２から得られる２つの焦点検出結果の両方を加味して検出結果を算出することで、検出のばらつきを軽減する。横方向に２ライン並んだ焦点検出ラインＬ３，Ｌ４についても、焦点検出ラインＬ１，Ｌ２と同様に画素ピッチの半分量だけずれて配置することで、検出ばらつきを軽減する。

撮影範囲５０の中央領域には、基線長が長い、Ｆ２．８の光束を用いて焦点検出を行う焦点検出ラインＬ１９を横方向に１ライン備えている。焦点検出ラインＬ１９は、焦点検出ラインＬ３やＬ４に比べて基線長が長いため、ＡＦセンサ２２の受光面上での像の移動量が大きい。このため、焦点検出ラインＬ３，Ｌ４よりも高精度な検出を実現することができる。

ただし、焦点検出ラインＬ１９は、Ｆ２．８光束を用いているため、Ｆ２．８以上の明るい交換レンズが装着されたときのみ有効となる。また、像の移動量が大きいため、焦点検出ラインＬ３，Ｌ４に比べて、大きいデフォーカスを検出する能力は劣る。上述のようにＦ２．８用の焦点検出ライン（以下、Ｆ２．８目という）Ｌ１９を備えることで、高い検出精度が要求されるＦ２．８以上の明るい交換レンズが装着されたときに、それに応じた高精度の検出を実現することができる。

ＡＦセンサ２２では、撮影範囲５０の中央領域においては、焦点検出ラインを縦横クロス状に配置することで、縦横両方向の輝度分布を検出することができる。縦横両方向の輝度分布を得ることで、輝度分布があまりない被写体で無理やりに焦点検出を行う必要がなくなるため、検出ばらつきを軽減することができる。これにより、焦点検出可能な被写体の種類を広げると共に、検出精度の向上を実現することができる。このように、撮影範囲５０の中央領域では、縦目（Ｌ１，Ｌ２）と、横目（Ｌ３，Ｌ４）と、Ｆ２．８目（Ｌ１９）による３つの焦点検出結果を得ることができる。

次に、撮影範囲５０の上下方向に配置された焦点検出ラインについて説明する。撮影範囲５０の上部には、横目Ｌ５，Ｌ１１が配置されており、撮影範囲５０の上部に位置する被写体像の横方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。また、撮影範囲５０の下部には、横目Ｌ６，Ｌ１２が配置されており、撮影範囲５０の下部に位置する被写体像の横方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。また、焦点検出ラインＬ５と同じ位置にＦ２．８用の横目Ｌ２０が、横目Ｌ６と同じ位置にＦ２．８の横目Ｌ２１がそれぞれ配置されている。これにより、高い検出精度が要求されるＦ２．８以上の明るい交換レンズが装着されたときに、高精度の焦点検出を実現することができる。

焦点検出ラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ１１，Ｌ１２の左端に接するように焦点検出ラインＬ７，Ｌ９が、焦点検出ラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ１１，Ｌ１２の右端に接するように焦点検出ラインＬ８，Ｌ１０がそれぞれ縦方向に並んで配置されている。焦点検出ラインＬ７，Ｌ９，Ｌ８，Ｌ１０Ｌ１４，Ｌ１６は縦目であり、縦方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。

焦点検出ラインＬ７，Ｌ９の左側には焦点検出ラインＬ１３，Ｌ１５が、焦点検出ラインＬ８，１０の右側には焦点検出ラインＬ１４，１６が縦方向に並んで配置されている。焦点検出ラインＬ１３，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６も縦目であり、縦方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。

横方向の一番外側には焦点検出ラインＬ１７，Ｌ１８が配置されている。焦点検出ラインＬ１７，Ｌ１８は縦方向の中央が光軸上にあり、撮影範囲５０の横方向に位置する被写体像の縦方向の輝度分布から撮影光学系１０の焦点状態を検出する。

次に、カメラ２が有するフォーカスキャリブレーション機能（以下、ＡＦキャリブレーションという）について説明する。ＡＦキャリブレーションは、位相差検出方式により得られた位相差合焦位置を、該位相差合焦位置と前述したコントラストＡＦにより得られたコントラスト合焦位置との差に基づいて補正する機能である。このＡＦキャリブレーションは、ＡＦセンサ２２から入力された一対の像信号の位相差から位相差合焦位置を算出し、かつデジタル制御部４１からコントラスト合焦位置を取得するキャリブレーション手段としてのカメラ制御部４０が主として行う。

また、カメラ制御部４０は、信頼部判定手段として、ＡＦセンサ２２からの一対の像信号に関する情報を用いて、位相差ＡＦの対象となっている被写体に対する位相差ＡＦの信頼度を算出し、該信頼度が高いか低いかを判定する。本実施例にいう被写体に対する位相差ＡＦの信頼度とは、基本的には、被写体からの光を受光するＡＦセンサ２２からの一対の像信号を用いて得られるデフォーカス量（焦点状態）の信頼度である。ただし、位相差合焦位置はデフォーカス量から算出されるので、結果的に、位相差合焦位置の信頼度ということもできる。以下の説明において、被写体に対する位相差ＡＦの信頼度を、単に信頼度ともいう。

そして、本実施例では、一対の像信号に関する情報を用いて求められる、該信頼度を示す評価値として、特開２００７−０５２０７２号公報にて開示されているＳレベル（ＳＥＬＥＣＴＬＥＶＥＬ）値ＳＬを用いる。

カメラ制御部４０は、Ｓレベル値ＳＬが閾値以下又は閾値より小さい場合、すなわち信頼度が高い第１のレベルである場合はＡＦキャリブレーションを行う。一方、Ｓレベル値ＳＬが閾値より大きい又は閾値以上である場合、すなわち信頼度が第１のレベルよりも低い第２のレベルである場合はＡＦキャリブレーションを制限し、信頼度が第１のレベルである場合には行われない動作処理を行う。

Ｓレベル値ＳＬは、一対の像信号に関する情報として、該一対の像信号の一致度Ｕ、エッジの数（相関変化量ΔＶ）、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤとをパラメータとする値であり、以下の式のように表される。なお、一対の像信号に関する情報とは、必ずしも一対の像信号の双方に関する情報でなくてもよく、いずれか一方の像信号に関する情報であってもよい。また、一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤについては、一対の像信号から得られる情報と言い換えてもよい。

ここで、一致度Ｕは、その値が小さいほど信頼度が高い。相関変化量ΔＶは、その値が大きいほど信頼度が高い。また、シャープネスＳＨは、その値が大きいほど信頼度が高い。明暗比ＰＢＤは、その値が大きいほど信頼度が高い。このため、一致度Ｕを分子とし、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤの積を分母とすることで、各パラメータにて信頼度が高い場合にＳレベル値ＳＬが小さくなるように定義している。

一致度Ｕについて説明する。一対の被写体像を、ＡＦセンサ２２のエリアセンサで光電変換すると、一対の像信号が得られる。この一対の像信号のそれぞれを、以下、Ａ像およびＢ像という。ここでは、一致度の説明を分かりやすくするため、Ａ像とＢ像のどちらかにゴースト光等の不要光が入射し、Ａ像とＢ像が互いに同じ形状にならなかった場合について説明する。そして、Ａ像とＢ像は形状が異なるため、合焦状態でも一致しない部分が生じる。この一致しない部分の面積を、一致度として定義する。

エリアセンサ内の受光素子列（画素列）の数をＮとし、合焦時のＡ像とＢ像のｉ番目の画素の出力をａ［ｉ］，ｂ［ｉ］すると、一致度Ｕは下記のように表せる。

式（１）に示すように、Ａ像とＢ像の画素出力差の絶対和を一致度Ｕと定義することで、Ａ像とＢ像の一致度合いを的確に表現することができる。Ａ像とＢ像の一致度が低い場合には一致度Ｕは大きくなり、Ａ像とＢ像の一致度が高い場合には、一致度Ｕは小さくなる。

次に、エッジの数、すなわち相関変化量ΔＶについて説明する。エッジの数を示すパラメータとして、相関演算において算出される相関変化量を用いる。合焦状態でのＡ像とＢ像の相関量に対する合焦状態から１画素ずつずらした状態でのＡ像とＢ像の相関量の変化量が相関変化量に相当する。合焦状態でのＡ像およびＢ像の相関量をＶ１とし、合焦状態から１画素ずつずらした状態でのＡ像およびＢ像の相関量をＶ２とすると、相関変化量ΔＶは以下のように求められる。

相関変化量ΔＶは、合焦状態から１画素分ずれることで、Ａ像とＢ像のエッジが一致した状態からずれた状態に移行したことにより生じる一致しない部分の面積である。このため、Ａ像とＢ像のエッジの数が増えると、ずれたことにより生じる一致しない部分の面積も増える。このことから相関変化量ΔＶはエッジの数を表すパラメータとして適切であることが分かる。なお、ずらし量は、１画素より多くてもよい。

次に、シャープネスＳＨについて説明する。本実施例でいうシャープネスとは、Ａ像とＢ像の信号値があるボトム値からピーク値に変化するときに、急峻に値が変わるか徐々に値が変わるかを表す。本実施例では、シャープネスをＡ像とＢ像から得られる１次コントラスト評価値Ｃ１と２次コントラスト評価値Ｃ２の比とする。１次コントラスト評価値とは、Ａ像とＢ像における隣接画素の出力差の絶対値の和とし、２次コントラスト評価値とは、Ａ像とＢ像における隣接画素の出力差の二乗和とする。ＡＦセンサ２２の画素列の数をＮとし、合焦状態でのＡ像とＢ像のｉ番目の画素出力をａ［ｉ］，ｂ［ｉ］とすると、１次コントラスト評価値Ｃ１および２次コントラスト評価値Ｃ２は以下のように表せる。ＭＡＸは、｛｝内の２つのうち大きい方の意味である。

１次コントラスト評価値Ｃ１は、隣接画素の出力差の絶対和であるため、信号波形のエッジ部分から得られる１次コントラスト評価値Ｃ１は、エッジ部の階調変化が急峻であってもなだらかであっても、エッジ部のピーク値とボトム値が同じであれば同じとなる。例えば、半分が白、半分が黒、境界線で白と黒が接しているような被写体から得られる１次コントラスト評価値Ｃ１と、一方端が白、他方端が黒、白端から黒端にかけてなだらかに色味が変化するような被写体から得られる１次コントラスト評価値Ｃ１とは同じである。

一方、２次コントラスト評価値Ｃ２は、隣接画素の出力差の二乗和であるため、階調変化が急峻なエッジ部から得られるものは、階調変化がなだらかなエッジ部から得られるものよりも大きくなる。これは式（６）からも明らかである。このため、２次コントラスト評価値Ｃ２に基づいてエッジ部の階調変化の大きさを推定することは適切である。

被写体像のシャープネスをＳＨとすると、シャープネスＳＨは、１次コントラスト評価値Ｃ１、２次コントラスト評価値Ｃ２の比として以下のように表せる。

ここで、２次コントラスト評価値Ｃ２でシャープネスＳＨを表現せず、１次コントラスト評価値Ｃ１で割った値とするのは、エッジの数の影響を排除するためである。例えば、半分が白、半分が黒、境界線で白と黒が接しているような被写体から得られる２次コントラスト評価値をＣ２＿１、両端が黒、中央が白、白と黒が２つの境界線で接しているような被写体から得られる２次コントラスト評価値をＣ２＿２とする。
シャープネスとは、Ａ像とＢ像があるボトム値からピーク値に変化するときに、急峻に値が変わるか、徐々に値が変わっていくかを表しているものであるため、エッジの数が１本であろうと２本であろうと、同じ値になるべきである。今、２次コントラスト評価値Ｃ２＿１と２次コントラスト評価値Ｃ２＿２との間には以下の関係が成り立つ。

式（８）に示すように、２次コントラスト評価値Ｃ２は、エッジの数が増えると、その分だけ増えてしまう。そのため、２次コントラスト評価値Ｃ２だけでシャープネスを表現するのは不適切である。そこでエッジの数の影響をなくすため、１次コントラスト評価値Ｃ１で割って正規化する。半分が白、半分が黒、境界線で白と黒が接しているような被写体から得られる１次コントラスト評価値をＣ１＿１、両端が黒、中央が白で白と黒が２つの境界線で接しているような被写体から得られる１次コントラスト評価値をＣ１＿２とすると、次の関係が成り立つ。

また、半分が白、半分が黒で境界線で白と黒が接しているような被写体から得られるシャープネスをＳＨ＿１、両端が黒、中央が白、白と黒が２つの境界線で接しているような被写体から得られるシャープネスをＳＨ＿２とすると、以下の通り表せる。

式（１１）に式（８）と式（９）を代入すると、ＳＨ＿２は以下の通り表せる。

式（１２）から、半分が白、半分が黒で境界線で白と黒が接しているような被写体から得られるシャープネスＳＨ＿１と、両端が黒、中央が白で白と黒が２つの境界線で接しているような被写体から得られるシャープネスＳＨ＿２は、同じであることがわかる。同様に考えることで、エッジの数がいくつ増えても、シャープネスＳＨの値は変わらないことが分かる。

以上のことから、１次コントラスト評価値と２次コントラスト評価値の比をシャープネスとすることで、被写体像のシャープネスを的確に表現することができる。

次に、明暗比ＰＢＤについて説明する。本実施例にいう明暗比ＰＢＤとは、被写体像の濃淡がはっきりしているかどうかを表すパラメータである。具体的には、被写体像（信号値）のボトム値からピーク値までの高さが、センサ出力のダーク値からピーク値までの高さに比べてどれだけの大きさになっているかを表している。

合焦状態でのＡ像のダーク値、ボトム値、ピーク値をそれぞれ、ＤＡＲＫ＿Ａ，ＢＯＴＴＯＭ＿Ａ，ＰＥＡＫ＿Ａとし、Ｂ像のダーク値、ボトム値、ピーク値をＤＡＲＫ＿Ｂ，ＢＯＴＴＯＭ＿Ｂ，ＰＥＡＫ＿Ｂとする。この場合、Ａ像から得られる明暗比ＰＢＤ＿Ａと、Ｂ像から得られる明暗比ＰＢＤ＿Ｂは下記の通りに表せる。

上記のようにＡ像とＢ像それぞれから得られた明暗比のうち、大きい方を明暗比ＰＢＤとして定義する。

式（１５）に示した明暗比ＰＢＤにより、被写体像のボトム値からピーク値までの高さが、センサ出力のダーク値からピーク値までの高さに比べて、どれだけの大きさになっているかを表現することができる。式（１５）から分かるように、明暗比ＰＢＤは０以上１以下の数字となる。明暗比ＰＢＤが１に近い場合は、被写体像のボトム値からピーク値までの高さとセンサ出力のダーク値からピーク値までの高さがほぼ同じであることを意味する。この場合は、濃淡のはっきりした被写体像であると判定する。

逆に、明暗比が０に近い場合は、ボトム値からピーク値までの高さがダーク値からピーク値までの高さに比べて非常に小さいことを意味する。この場合は、濃淡がはっきりしない被写体であると判定する。

以上のように、被写体像のダーク値、ボトム値、ピーク値に基づいて算出した明暗比ＰＢＤを用いることで、被写体像が濃淡のはっきりしたものであるかどうかを的確に判定できる。

本実施例では、ＡＦキャリブレーションに一般的な被写体を用いる。そして、上述したＳレベル値ＳＬを信頼度の評価値として用いることで、位相差ＡＦの被写体依存性を低減することができる。つまり、Ｓレベル値ＳＬを用いて信頼度が高い（第１のレベルである）と判定されれば、そのときの被写体は位相差ＡＦによって精度の高い合焦状態が得られるはずである。したがって、ＡＦキャリブレーションを行って（補正値を算出して）位相差合焦位置を補正することで、本来の高精度の合焦状態が得られるようにする。

一方、Ｓレベル値ＳＬを用いて信頼度が低い（第２のレベルである）と判定されたときは、そのときの被写体は位相差ＡＦによって良好な精度の合焦状態が得られない被写体である可能性が高い。したがって、ＡＦキャリブレーションを制限することで、ＡＦキャリブレーションによって誤った位相差合焦位置の補正が行われることを未然に回避する。ＡＦキャリブレーションを制限し、信頼度が第１のレベルである場合には行われない動作処理を行うとは、例えば、警告を表示したり、位相差合焦位置を補正するための補正値を作成しなかったり、ＡＦキャリブレーションを強制的にやり直させたりすることである。

なお、本実施例では、Ｓレベル値ＳＬを用いて信頼度を判定する場合について説明するが、前述した一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨ、明暗比ＰＢＤを単独で用いて信頼度を判定してもよい。また、一対の像信号に関する（一対の像信号から得られる情報）情報の１つとして、デフォーカス量を用いて信頼度を判定してもよい。さらに、一対の像信号に関する情報の１つとして、後述する実施例２のように、ＡＦセンサ２２における電荷蓄積時間の情報により信頼度を判定してもよい。

図１のフローチャートには、カメラ制御部４０が主として実行するＡＦキャリブレーションの処理を示している。カメラ制御部４０は、この処理および以下に説明する各処理を、コンピュータプログラムに従って実行する。

ステップＳ１０１では、カメラ制御部４０は、ＡＦキャリブレーションによって位相差合焦位置を補正するための補正値を作成するか否かを判定する。ＡＦ補正値を作成する場合はステップＳ１０２へ進み、そうでない場合はステップＳ１０９の撮影処理（撮影フロー）に入る。撮影処理の詳細については後述する。

ステップＳ１０２では、カメラ制御部４０は、被写体選定処理を行う。被写体選定処理の詳細については後述する。

次に、ステップＳ１０３では、カメラ制御部４０は、コントラストＡＦデータ取得処理を行う。コントラストＡＦデータ取得処理の詳細については後述する。

次に、ステップＳ１０４では、カメラ制御部４０は、位相差ＡＦデータ取得処理を行う。位相差ＡＦデータ取得処理の詳細については後述する。

続いて、ステップＳ１０５では、カメラ制御部４０は、補正値を算出する。補正値は、ステップＳ１０４で算出したコントラスト合焦位置Ｃを用いて求められた、現在のフォーカスレンズ位置でのデフォーカス量Ｃ―ＤＥＦと、ステップＳ１０４で算出されたデフォーカス量の平均値μＤＥＦとの差から求める。

次に、ステップＳ１０６では、カメラ制御部４０は、ステップＳ１０５で算出した補正値を用いて、ユーザに対して選択を勧める補正値を背面モニタ４３に表示する。

次に、ステップＳ１０７では、カメラ制御部４０は、ユーザの選択操作に応じて、ステップＳ１０６で表示された補正値を正式な補正値として決定する。

そして、ステップＳ１０８では、カメラ制御部４０は、ステップＳ１０７で決定した補正値とこれに付属させる各種情報を関連付けてカメラ記憶部４２に記憶させる。ここにいう各種情報には、ＡＦキャリブレーションを行った交換レンズの識別番号や製造番号等の交換レンズ個体を示す情報、ＡＦキャリブレーションの日時や場所が含まれる。記憶が完了すると、ステップＳ１０１に戻る。

図３のフローチャートには、図１のステップＳ１０２にて行われる被写体選定処理を示している。

ステップＳ３０１では、カメラ制御部４０は、主ミラー２０およびサブミラー２１をアップ位置に退避させ、図２（ａ）に示すように、背面モニタ４３でのライブビュー画像の表示を開始する。図２（ａ）において、２００は背面モニタ４３に表示されているライブビュー画像であり、２０１はライブビュー画像に重畳表示された位相差ＡＦ用の焦点検出領域（以下、ＡＦ枠という）である。ユーザは、背面モニタ４３上に設けられた指示エリア２０３に表示された指示に従って、ＡＦ枠２０１を被写体に合わせるようにカメラシステムの向きを調節する。ここでの被写体は、ＡＦキャリブレーションに適した被写体であることが好ましい。

ユーザは、ＡＦキャリブレーションに適した被写体を見つけると、カメラ２に設けられた不図示の決定ボタンを操作して、図２（ａ）に示すように背面モニタ４３に表示されたＯＫボタン２０２を選択する。

ステップＳ３０２では、カメラ制御部４０は、ＯＫボタン２０２が選択されたか否か、すなわちコントラストＡＦの開始が選択されたか否かを判定する。コントラストＡＦの開始が選択された場合はステップＳ３０３に進み、コントラストＡＦの開始が選択されない場合は本ステップでの判定を繰り返す。

ステップＳ３０３では、カメラ制御部４０は、ＡＦ枠内の被写体に対してコントラストＡＦを行う。

ステップＳ３０４では、カメラ制御部４０は、コントラスト合焦位置が検出できたか否かを判定する。コントラスト合焦位置が検出できた場合は図１のステップＳ１０３に進み、コントラストＡＦデータ取得処理を行う。コントラスト合焦位置が検出できなかった場合はステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、カメラ制御部４０は、図２（ｂ）に示すように、背面モニタ４３に警告を表示する。図２（ｂ）において、２０４は被写体であり、ここでは低コントラストの被写体を示している。警告を表示するときは、指示部２０３に、例えば「警告」の文字と、その内容あるいは対応策が表示される。被写体２０４が低コントラストであった場合は、対応策として、高コントラストの被写体にＡＦ枠を合わせるように指示が表示される。この警告を見たユーザは、ＡＦキャリブレーションに適した被写体を再度探すことになる。なお、警告時に指示部２０３に表示される内容は上述したものに限られない。また、警告音により警告を報知するようにしてもよい。

本実施例では、上述のように常に背面モニタに被写体のライブビュー画像を表示した状態で被写体選定処理を行えるので、ユーザが被写体に狙いを定めやすい。また、本実施例ではコントラストＡＦを用いているため、ミラーを動かす必要がなく、ミラー動作により精度が変化するのを防ぐことができる。

図４のフローチャートには、図１のステップＳ１０３にて行われるコントラストＡＦデータ取得処理を示している。コントラストＡＦデータとは、コントラスト合焦位置を検出するために用いるコントラスト評価値である。

また、コントラストＡＦデータ取得処理では、ライブビュー観察時および動画撮影時におけるコントラストＡＦよりも細かく正確なコントラストＡＦデータを取得する。このため、本処理では、まずレンズ駆動部１１における伝達機構のバックラッシを取り除くためのフォーカスレンズ１０ａの一方向駆動を行い、さらに該フォーカスレンズ１０ａを細かいピッチ（移動幅）で移動させる微小駆動を行う。

ステップＳ４０１では、カメラ制御部４０は、レンズ制御部１３を介してフォーカスレンズ１０ａを無限遠側から至近側への一方向に所定量だけ移動させるようにレンズ駆動部１１のアクチュエータを駆動させる。これが、前述した一方向駆動に相当する。

次に、ステップＳ４０２では、カメラ制御部４０は、フォーカスレンズ１０ａの無限遠側への微小駆動を行わせる。この微小駆動のピッチごとにコントラストＡＦデータも順次取得する。コントラストＡＦデータの取得とともに、レンズ状態検出部１２を通じてフォーカスレンズ１０ａの位置も検出する。

次に、ステップＳ４０３では、カメラ制御部４０は、ステップＳ４０２で取得したコントラストＡＦデータを用いて、コントラスト合焦位置の検出が可能か否かを判定する。コントラストＡＦは、コントラスト評価値が最大となるフォーカス位置（ピーク位置）をコントラスト合焦位置と決定するが、ピーク位置か否かは一度、コントラスト評価値がその最大値を経て低下しないと判定できない。

そこで、本ステップでは、カメラ制御部４０は、コントラスト評価値が最大値を経て低下したことをもってコントラスト合焦位置の検出が可能と判定し、ステップＳ４０６に進み、フォーカスレンズ１０ａの移動を停止させる。コントラスト評価値がまだ最大値を経て低下していない（増加し続けている）ときはコントラスト合焦位置の検出はまだ可能ではないと判定し、ステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４では、カメラ制御部４０は、コントラストＡＦにおける異常の有無を判定する。例えば、被写体が低コントラストであるためにコントラストＡＦデータの取得が困難であるときにこれを異常と判定する。このとき、カメラ制御部４０は、ステップＳ４０５に進んで、背面モニタ４３に警告を表示する。なお、警告音により警告を報知するようにしてもよい。この後、カメラ制御部４０は、ユーザにコントラストＡＦデータが正常に取得できる被写体を探させるために、図１のステップＳ１０２に戻り、被写体選定処理をやり直す。異常ではないと判定した場合は、カメラ制御部４０は、引き続きコントラストＡＦデータを取得するためにステップＳ４０２に戻り、フォーカスレンズ１０ａの微小駆動を行う。

ステップＳ４０７では、カメラ制御部４０は、ステップＳ４０２で取得したコントラストＡＦデータを用いて、コントラスト合焦位置Ｃを算出する。コントラスト合焦位置Ｃの算出には、評価値のピークの前後で取得したデータを用いる。交換レンズによっては、微小駆動の最初の数回に、フォーカスレンズ１０ａを移動させるレンズ駆動部１１における駆動機構のバックラッシの影響によってガタが発生するが、それ以降はガタがなくなる。最初の数回のデータ（バックラッシが影響する部分）はコントラスト合焦位置Ｃの算出に使用しないことにより、より高精度にコントラスト合焦位置Ｃを検出することができる。

ステップＳ４０８では、コントラスト合焦位置Ｃから現在のフォーカスレンズ位置までの差を、デフォーカス量に変換して、コントラストのデフォーカス量Ｃ−ＤＥＦを求める。デフォーカス量Ｃ−ＤＥＦを求めるには、まず算出されたコントラスト合焦位置Ｃから、現在何パルス無限端側にいるのかを求める。これは、ステップＳ４０２で微小駆動ごとに検出したフォーカスレンズ１０ａの位置情報から、コントラスト合焦位置Ｃと現在位置の差を求めればよい。そして、求められたパルス数をデフォーカス量に換算すると、コントラストのデフォーカス量Ｃ−ＤＥＦが算出できる。

コントラストのデフォーカス量Ｃ−ＤＥＦを算出した後は、図１のステップＳ１０４に進み、位相差ＡＦデータ取得処理を行う。

図５のフローチャートには、図１のステップＳ１０４にて行われる位相差ＡＦデータ取得処理を示している。位相差ＡＦデータとは、位相差合焦位置を算出するためのデフォーカス量ＤＥＦ、Ｓレベル値ＳＬ（一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤ）および後述する電荷蓄積時間Ｔである。

ステップＳ５０１では、カメラ制御部４０は、ライブビュー観察状態から主ミラー２０およびサブミラー２１をダウン位置に回動させ、ライブビュー画像の表示を終了する。

次に、ステップＳ５０２では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを０にリセットする。

次に、ステップＳ５０３では、カメラ制御部４０は、ＡＦセンサ２２からＡＦ枠に対応する一対の像信号を取得し、該一対の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差から撮影光学系１０のデフォーカス量ＤＥＦを算出する。また、カメラ制御部４０は、前述した一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤを取得してＳレベル値ＳＬを算出する。さらに、カメラ制御部４０は、ＡＦセンサ２２のエリアセンサにおいて一対の被写体像が光電変換されて一対の像信号が生成されたときの光電変換時間を表す電荷蓄積時間Ｔの情報を取得する。

次に、ステップＳ５０４では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ５０５では、カメラ制御部４０は、カウンタｎが所定値（複数回数である所定回数）Ｎに達したか否かを判定する。カウンタｎ所定回数Ｎに達していない場合はステップＳ５０３に戻って、引き続き位相差ＡＦデータを取得する。カウンタｎ所定回数Ｎに達した場合はステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０６では、カメラ制御部４０は、Ｎ回取得した位相差ＡＦデータの平均値を算出する。具体的には、ステップＳ５０３をＮ回繰り返して取得した位相差ＡＦデータであるデフォーカス量ＤＥＦとＳレベル値ＳＬのそれぞれのＮ回の平均値μＤＥＦ，μＳＬを算出する。デフォーカス量ＤＥＦの平均値μＤＥＦは、図１のステップＳ１０５において補正値の算出に用いられる。

次に、ステップＳ５０７では、カメラ制御部４０は、ステップＳ５０６で算出したＳレベル値の平均値μＳＬが閾値Ａ以下か否かを判定する。平均値μＳＬが閾値Ａ以下であり、信頼度が高いと判定した場合は、図１のステップＳ１０５に進み、補正値を算出する。一方、平均値μＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定した場合は、ステップＳ５０８に進み、背面モニタ４３に警告を表示する。

ステップＳ５０８での警告後、カメラ制御部４０は、図１のステップＳ１０２に戻り、被写体選定処理からＡＦキャリブレーションをやり直す。なお、警告音により警告を報知するようにしてもよい。また、別のパターンとして、ユーザにＡＦキャリブレーションをやり直すか、信頼度が低い場合でもＡＦキャリブレーションを実行するか否かを選択させるようにして、ＡＦキャリブレーションに制限を加えてもよい。

図６のフローチャートには、撮影処理を示している。

ステップＳ６０１では、カメラ制御部４０は、不図示のレリーズスイッチの半押し操作により第１スイッチ（ＳＷ１）がＯＮになったか否かを判定する。ＯＮになっていない場合は待機状態になり、ＯＮになった場合はステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２では、カメラ制御部４０は、撮影範囲内に設けられた２１個の焦点検出ラインの中から、ユーザの選択操作又は所定のアルゴリズムに従って１つの焦点検出ラインを指定する。

次に、ステップＳ６０３では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６０２で指定された焦点検出ラインが撮影範囲の中央領域に含まれる焦点検出ラインＬ１〜Ｌ４およびＬ１９であるか否かを判定する。指定された焦点検出ラインが中央領域の焦点検出ラインでなければステップＳＳ６０４に進み、中央領域の焦点検出ラインであればステップＳ６０５に進む。

ステップＳ６０４では、カメラ制御部４０は、指定された焦点検出ラインに対応するＡＦセンサ２２のエリアセンサ上の一対の受光素子列から一対の像信号を取り込み、該一対の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差からデフォーカス量ＤＥＦを算出する。また、指定された焦点検出ラインを特定焦点検出ラインとして決定する。そして、ステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０５では、カメラ制御部４０は、撮影範囲の中央領域に含まれる各焦点検出ラインに対応するエリアセンサ上の一対の受光素子列から一対の像信号を取り込み、該一対の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差からデフォーカス量ＤＥＦを算出する。そして、ステップＳ６０６に進む。

ステップＳ６０６では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６０５で取り込んだ各焦点検出ラインに対応する一対の像信号から、それらの一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤを算出する。さらにこれら４つのパラメータの値を用いて、Ｓレベル値ＳＬを算出する。

次に、ステップＳ６０７では、カメラ制御部４０は、撮影範囲の中央領域に含まれる各焦点検出ラインのＳレベル値ＳＬのうち最も小さい値に対応する焦点検出ラインを特定焦点検出ラインとして決定する。そして、ステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８では、カメラ制御部４０は、特定焦点検出ラインでのデフォーカス量から合焦状態を得るために必要なフォーカスレンズ１０ａの移動量（移動方向を含む）を算出する。具体的には、フォーカスレンズ１０ａを移動させるレンズ駆動部１１のアクチュエータの駆動パルス数を算出する。フォーカスレンズ１０ａの移動量を算出することは、位相差合焦位置を算出することに相当する。

次に、ステップＳ６０９では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６０８にて算出したフォーカスレンズ１０ａの移動量にＡＦキャリブレーションにより得られた補正値を加算（又は減算）することで、該移動量を補正する。フォーカスレンズ１０ａの移動量を補正することは、位相差合焦位置を補正することに相当する。補正値が作成されていない場合は、補正値が０になるので、フォーカスレンズ１０ａの移動量（位相差合焦位置）の補正は行われない。

そして、ステップＳ６１０では、カメラ制御部４０は、補正された移動量だけフォーカスレンズ１０ａが移動されるようにレンズ制御部１３にフォーカス指令を送信する。これにより、レンズ制御部１３は、レンズ駆動部１１を通じてフォーカスレンズ１０ａを補正された位相差合焦位置に移動させる。

次に、ステップＳ６１１では、カメラ制御部４０は、レリーズスイッチの全押し操作により第２スイッチ（ＳＷ２）がＯＮになったか否かを判定する。ＯＮになっていない場合は待機し、ＯＮになった場合はステップＳ６１２に進む。

ステップＳ６１２では、カメラ制御部４０は、撮影を行って記録用画像を生成する。

そして、ステップＳ６１３では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６１２にて生成された記録用画像を、カメラ記憶部４２に保存する。

なお、本実施例では、ＡＦキャリブレーションの際にレンズを至近側へ一定量駆動してから、無限遠側へ微小駆動させてそれぞれのＡＦにより合焦位置を検出し、補正値を算出している。ここで、実際の撮影で合焦動作を行う際に該補正値を用いると、ＡＦキャリブレーションと同じ方向（この場合、至近側から無限遠側）にレンズを駆動する場合は問題ない。しかし、逆方向（この場合、無限遠側から至近側に）レンズを駆動する場合には、補正後のレンズ駆動量分駆動しても、バックラッシの影響によりずれが生じるおそれがある。

そこで、より精度の高いＡＦを行うための方法の１つとして、以下の方法を用いてもよい。すなわち、コントラストＡＦで検出される合焦位置（第２の合焦位置）について、レンズを至近側から無限遠側（第１の方向）に駆動する場合と、無限遠側から至近側（第２の方向）に駆動する場合との検出結果の差分に関する情報をレンズ内に予め記憶させる。カメラ制御部４０は該情報を取得し、ＡＦキャリブレーション補正値を用いて位相差合焦位置の補正に用いる。具体的には、カメラ制御部４０は、撮影の際に合焦位置に向かって至近側と無限遠側のどちらからフォーカスレンズ１０ａを駆動するのかを判定する。そして、ＡＦキャリブレーション時のレンズ駆動方向と逆方向に駆動する場合は、上記情報を用いて補正値（又は該補正値により補正されたフォーカスレンズ１０ａの移動量）をさらに補正する。

別の方法として、ＡＦキャリブレーションをレンズの駆動方向ごとに行って補正値を算出し、それぞれをカメラ記憶部４２に記憶してもよい。すなわち、図１のステップＳ１０８で補正値（第１の補正値）と各種情報を記憶した後、ステップＳ１０３に戻り、再度ＡＦキャリブレーションを行い、補正値（第２の補正値）と各種情報を記憶する。

この場合、１回目のＡＦキャリブレーションでのフォーカスレンズ１０ａの駆動方向（第１の方向：至近側から無限遠側）とは逆方向（第２の方向：無限遠側から至近側）にフォーカスレンズ１０ａを駆動しながらコントラストＡＦ評価値を取得するようにする。図４のステップＳ４０１では、カメラ制御部４０は、レンズ制御部１３を介してフォーカスレンズ１０ａを至近側から無限遠側への一方向に所定量だけ移動させるようにレンズ駆動部１１のアクチュエータを駆動させる。次に、ステップＳ４０２では、カメラ制御部４０は、フォーカスレンズ１０ａの至近側への微小駆動を行わせる。この微小駆動のピッチごとにコントラストＡＦデータも順次取得する。その後の処理は、１回目のＡＦキャリブレーションと同様である。

このように、レンズの駆動方向ごとの補正値（第１および第２の補正値）を記憶しておくことで、実際の撮影の際に適切な補正値を用いてフォーカスレンズ１０ａの移動量（位相差合焦位置）を補正することができる。つまり、カメラ制御部４０は、撮影の際に合焦位置に向かって至近側と無限遠側のどちらからフォーカスレンズ１０ａを駆動するのかを判定する。そして、それと同じ方向にフォーカスレンズ１０ａを駆動して、ＡＦキャリブレーションを行った際の補正値を用いてフォーカスレンズ１０ａの移動量（位相差合焦位置）を補正する。

これらの方法を用いることで、ＡＦキャリブレーションにより算出された補正値を用いてより高精度なＡＦを行うことができる。

本実施例によれば、Ｓレベル値ＳＬを用いて被写体に対する位相差ＡＦ（つまりは位相差ＡＦデータ）の信頼度を判定することにより、位相差ＡＦを行うのに適さない被写体を用いてＡＦキャリブレーションが行われることを回避できる。したがって、不適切なＡＦキャリブレーションによる誤った補正値の算出を少なくすることができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例のカメラシステム（デジタル一眼レフカメラおよび交換レンズ）の構成は、実施例１において図１７に示したものと同じである。このため、本実施例において実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。また、焦点検出ラインのレイアウト、ＡＦキャリブレーション処理、コントラストＡＦデータ取得処理および撮影処理はそれぞれ、実施例１中の図１８、図１、図５および図６に示したものと同様である。

図７のフローチャートには、本実施例における被写体選定処理を示している。

ステップＳ７０１では、カメラ制御部４０は、背面モニタ４３でのライブビュー画像の表示を開始する。

次に、ステップＳ７０２では、カメラ制御部４０は、クイックＡＦによる焦点検出を開始するか否かを判定する。クイックＡＦとは、ライブビュー観察状態から以下の動作を瞬時に行う機能である。

まず、主ミラー２０とサブミラー２１をアップ位置からダウン位置に回動させ、撮影光学系１０からの光をＡＦセンサ２２に導く（図１７参照）。次に、位相差ＡＦによって位相差合焦位置にフォーカスレンズ１０ａを移動させ、その後、主ミラー２０とサブミラー２１をアップ位置に退避させ、再びライブビュー観察状態とする。このとき、位相差ＡＦを行うと同時に、実施例１にて説明した位相差ＡＦデータも取得する。クイックＡＦを開始する場合はステップＳ７０３に進み、カメラ制御部４０は、実際にクイックＡＦを行うとともに位相差ＡＦデータを取得する。クイックＡＦを開始しない場合は待機状態になる。

次に、ステップＳ７０４では、カメラ制御部４０は、ステップＳ７０２で位相差ＡＦデータとして得られたＳレベル値ＳＬが閾値Ａ以下か否かを判定する。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａ以下であれば、カメラ制御部４０は、現在選定されている被写体が位相差ＡＦの信頼度を高くする適切な被写体と判定し、図１のステップＳ１０３に進んで、コントラストＡＦデータ取得処理を行う。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａより大きければ、カメラ制御部４０は、現在選定されている被写体が位相差ＡＦの信頼度を低くする適切でない被写体と判定し、ステップＳ７０５に進んで図２（ｂ）に示したように警告を表示する。なお、警告時に指示部２０３に表示される内容は図２（ｂ）に示したものに限られない。また、警告音により警告を報知するようにしてもよい。そして、ＯＫボタン２０２が選択されると、カメラ制御部４０は、ステップＳ７０２に戻り、クイックＡＦを再度行い、新たな被写体を探す。

この被写体選定処理では、これに続くステップＳ１０３でのコントラストＡＦデータ取得処理やステップＳ１０４での位相差ＡＦデータ取得処理を行う前に、予め位相差ＡＦデータを取得し、Ｓレベル値ＳＬを把握できる。事前にＳレベル値ＳＬの判定を行うことで、ユーザはコントラストＡＦデータや位相差ＡＦデータを無駄に取得することなく適切な被写体を探すことができ、効率的な被写体選定が可能となる。

以下、図８〜図１１を用いて、位相差ＡＦデータ取得処理の４つのパターンについて説明する。まず、図８を用いてパターン１について説明する。

ステップＳ８０１では、カメラ制御部４０は、ライブビュー観察状態から主ミラー２０およびサブミラー２１をダウン位置に回動させ、ライブビュー画像の表示を終了する。

次に、ステップＳ８０２では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを０にする。

次に、ステップＳ８０３では、カメラ制御部４０は、位相差ＡＦデータを取得する。

次に、ステップＳ８０４では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８０３で位相差ＡＦデータとして取得したＳレベル値ＳＬが閾値Ａ以下か否かを判定する。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａ以下であり、信頼度が高いと判定した場合は、ステップＳ８０５に進む。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定した場合は、ステップＳ８０６に進む。

ステップＳ８０５では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを１つインクリメントする。そして、ステップＳ８０７に進む。

ステップＳ８０６では、カメラ制御部４０は、図２（ｂ）に示すように背面モニタ４３に警告を表示する。なお、警告時に指示部２０３に表示される内容は図２（ｂ）に示したものに限られない。また、警告音により警告を報知するようにしてもよい。そして、警告後、図１のステップＳ１０２に戻り、被写体選定処理からＡＦキャリブレーションをやり直す。

ステップＳ８０７では、カメラ制御部４０は、カウンタｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する。カウンタｎが所定回数Ｎに満たなければステップＳ８０３に戻り、引き続き位相差ＡＦデータを取得する。カウンタｎが所定回数Ｎに達した場合はステップＳ８０８に進む。

ステップＳ８０８では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８０３をＮ回繰り返して取得した位相差ＡＦデータからデフォーカス量の平均値μＤＥＦを算出する。μＤＥＦを算出した後、図１のステップＳ１０５に進み、補正値を算出する。

次に、図９を用いてパターン２について説明する。

ステップＳ８２１では、カメラ制御部４０は、ライブビュー観察状態から主ミラー２０およびサブミラー２１をダウン位置に回動させ、ライブビュー画像の表示を終了する。

次に、ステップＳ８２２では、カメラ制御部４０は、カウンタｎおよびカウンタｍをそれぞれ０にする。

次に、ステップＳ８２３では、カメラ制御部４０は、位相差ＡＦデータを取得する。

次に、ステップＳ８２４では、カメラ制御部４０は、カウンタｍを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ８２５では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８２３で位相差ＡＦデータとして取得したＳレベル値ＳＬが閾値Ａ以下か否かを判定する。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａ以下であり、信頼度が高いと判定した場合は、ステップＳ８２６に進む。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定した場合は、ステップＳ８２７に進む。

ステップＳ８２７では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８２５でＳレベル値ＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定したときのデフォーカス量のデータをＮＧデータとして消去する。消去した後、ステップＳ８２８に進む。

ステップＳ８２８では、カメラ制御部４０は、カウンタｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する。カウンタｎが所定回数Ｎに満たなければステップＳ８２９に進む。カウンタｎが所定回数Ｎに達した場合はステップＳ８３１に進む。

ステップＳ８２９では、カメラ制御部４０は、カウンタｍが測定回数の限界値Ｎｌｉｍｉｔに達したか否かを判定する。このとき、限界値Ｎｌｉｍｉｔは所定回数Ｎよりも大きい値である。カウンタｍが限界値Ｎｌｉｍｉｔに満たなければステップＳ８２３に戻り、引き続き位相差ＡＦデータを取得する。カウンタｍが限界値Ｎｌｉｍｉｔに達したとき、つまりＮＧデータの取得回数が多く、信頼度の高いデータをＮ回取得する前に限界値Ｎｌｉｍｉｔに達してしまった場合は、ステップＳ８３０に進む。

ステップＳ８３０では、カメラ制御部４０は、図２（ｂ）に示すように背面モニタ４３に警告を表示する。そして、警告の後、図１のステップＳ１０２に戻り、被写体選定処理からＡＦキャリブレーションをやり直す。なお、警告時に指示部２０３に表示される内容は図２（ｂ）に示したものに限られない。また、警告音により警告を報知するようにしてもよい。

ステップＳ８３１では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８２３をＮ回繰り返して取得した位相差ＡＦデータからデフォーカス量の平均値μＤＥＦを算出する。μＤＥＦを算出した後、図１のステップＳ１０５に進み、補正値を算出する。

なお、パターン２では、測定回数が限界値Ｎｌｉｍｉｔに達したことで警告を行う場合について説明したが、タイマーによるカウント時間が所定時間に達したことで警告を行うようにしてもよい。

次に、図１０を用いてパターン３について説明する。

ステップＳ８４１では、カメラ制御部４０は、ライブビュー観察状態から主ミラー２０およびサブミラー２１をダウン位置に回動させ、ライブビュー画像の表示を終了する。

次に、ステップＳ８４２では、カメラ制御部４０は、カウンタｎおよびカウンタｍをそれぞれ０にする。

次に、ステップＳ８４３では、カメラ制御部４０は、位相差ＡＦデータを取得する。

次に、ステップＳ８４４では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ８４５では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８４３で位相差ＡＦデータとして取得したＳレベル値ＳＬが閾値Ａ以下か否かを判定する。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａ以下であり、信頼度が高いと判定した場合は、ステップＳ８４８に進む。Ｓレベル値ＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定した場合は、ステップＳ８４６に進む。

ステップＳ８４６では、カメラ制御部４０は、カウンタｍを１つインクリメントする。そして、ステップＳ８４７に進む。

ステップＳ８４７では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８４５でＳレベル値ＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定したときのデフォーカス量のデータに対してＮＧデータであることを示すＮＧフラグを立てる。そして、ステップＳ８４８に進む。

ステップＳ８４８では、カメラ制御部４０は、カウンタｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する。カウンタｎが所定回数Ｎに満たなければステップＳ８４３に戻り、引き続き位相差ＡＦデータを取得する。カウンタｎが所定回数Ｎに達した場合はステップＳ８４９に進む。

ステップＳ８４９では、カメラ制御部４０は、ＮＧフラグが立てられたデフォーカス量のデータを消去する。

次に、ステップＳ８５０では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８４９にて消去されずに残った信頼度の高いデフォーカス量のデータの個数である（Ｎ−ｍ）個を計算し、（Ｎ−ｍ）が所定個数Ｂ以上あるか否かを判定する。（Ｎ−ｍ）が所定個数Ｂ以上であればステップＳ８５１に進み、（Ｎ−ｍ）が所定個数Ｂに満たない場合は、ステップＳ８５２に進む。

ステップＳ８５１では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８４３をＮ回繰り返して取得した位相差ＡＦデータからデフォーカス量の平均値μＤＥＦを算出する。μＤＥＦを算出した後、図１のステップＳ１０５に進み、補正値を算出する。

ステップＳ８５２では、カメラ制御部４０は、図２（ｂ）に示すように背面モニタ４３に警告を表示する。そして、警告の後、図１のステップＳ１０２に戻り、被写体選定処理からＡＦキャリブレーションをやり直す。警告時に指示部２０３に表示される内容は図２（ｂ）に示したものに限られない。また、警告音により警告を報知するようにしてもよい。

次に、図１１を用いてパターン４について説明する。

ステップＳ８６１では、カメラ制御部４０は、ライブビュー観察状態から主ミラー２０およびサブミラー２１をダウン位置に回動させ、ライブビュー画像の表示を終了する。

次に、ステップＳ８６２では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを０にする。

次に、ステップＳ８６３では、カメラ制御部４０は、位相差ＡＦデータを取得する。

次に、ステップＳ８６４では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８６３で位相差ＡＦデータとして取得した電荷蓄積時間Ｔが所定時間ｔ以下か否かを判定する。電荷蓄積時間Ｔが所定時間ｔ以下であればステップＳ８６５に進む。電荷蓄積時間Ｔが所定時間ｔより長いときはステップＳ８６６に進む。

ステップＳ８６５では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを１つインクリメントする。そして、ステップＳ８６７に進む。

ステップＳ８６６では、カメラ制御部４０は、背面モニタ４３に警告を表示する。そして、警告後、図１のステップＳ１０２に戻り、被写体選定処理からＡＦキャリブレーションをやり直す。なお、警告音により警告を報知するようにしてもよい。

ステップＳ８６７では、カメラ制御部４０は、カウンタｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する。カウンタｎが所定回数Ｎに満たなければステップＳ８６３に戻り、引き続き位相差ＡＦデータを取得する。カウンタｎが所定回数Ｎに達した場合はステップＳ８６８に進む。

ステップＳ８６８では、カメラ制御部４０は、ステップＳ８６３をＮ回繰り返して取得した位相差ＡＦデータからデフォーカス量の平均値μＤＥＦを算出する。μＤＥＦを算出した後、図１のステップＳ１０５に進み、補正値を算出する。

このパターン４は、ステップＳ８６１でライブビュー画像の表示が終了しているので、ユーザは被写体を特定しにくい状態にある。その際に電荷蓄積時間Ｔが長くなってしまうと、位相差ＡＦデータを取得する時間、つまり被写体を特定する時間が長引いてしまう。被写体を特定できないと、誤った位相差ＡＦデータを取得してしまう可能性が高く、誤った補正値が算出されるおそれがある。このため、電荷蓄積時間Ｔによる判定を行う。また、被写体が暗い場合にも電荷蓄積時間Ｔが長くなるので、ステップＳ８６６での警告時には、図２（ｂ）に示す指示部２０３に明るい被写体を選ぶことを促す表示を行ってもよい。

本実施例によれば、ユーザが被写体を探す段階でＳレベル値を取得し、位相差ＡＦに適さない被写体を判定することで、ユーザにとって無駄のない被写体選びが可能になる。

さらに、パターン１では、複数回取得する位相差ＡＦデータ全てにおいてＳレベル値ＳＬの判定を行い、１回でもＮＧデータが発生した場合はやり直しを指示する。このため、やり直しに至るまでに複数回データを取得するという無駄なステップを踏まず、より素早くやり直しのできる効率のよいＡＦキャリブレーションが可能になる。

また、パターン２では、Ｓレベル値ＳＬを満足する位相差ＡＦデータが所定回数取得できるまでデータ取得を繰り返すことで、誤って途中の位相差ＡＦデータの信頼度が低くなってしまっても中止することなくデータの取得を続けることが可能になる。

また、パターン３では、ＡＦデータ取得の所定回数のうち、信頼度の低いデータがいくつか混ざってしまっても、その信頼度の低いデータのみを除去し、残った信頼度の高いデータで補正値を算出する。これにより、やり直しを最低限に抑えられ、誤補正のないデータの取得が可能になる。

また、パターン４では、位相差ＡＦデータ取得時間を短くするために電荷蓄積時間Ｔの判定を行うことで、ユーザが被写体を特定する時間が短くて済むので、誤ったデータ取得を防ぐことが可能になる。

次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例のカメラシステム（デジタル一眼レフカメラおよび交換レンズ）の構成は、実施例１において図１７に示したものと同じである。このため、本実施例において実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。また、焦点検出ラインのレイアウトは実施例１中の図１８に示したものと同様である。

図１２には、カメラ制御部４０が主として実行するＡＦキャリブレーションの処理のフローチャートを示している。カメラ制御部４０は、この処理および以下に説明する各処理を、コンピュータプログラムに従って実行する。本実施例では、実施例１の図１のフローチャートに示したＡＦキャリブレーション処理と異なる部分を中心に説明する。

ステップＳ９０１では、図１のステップＳ１０１と同様の処理を行う。ＡＦ補正値を作成する場合はステップＳ９０２に進み、そうでない場合はステップＳ９０９の撮影処理（撮影フロー）に入る。撮影処理の詳細については後述する。

ステップＳ９０２では、カメラ制御部４０は、被写体選定処理を行う。被写体選定処理の詳細については後述する。

次に、ステップＳ９０３では、カメラ制御部４０は、位相差ＡＦデータ取得処理を行う。位相差ＡＦデータ取得処理の詳細については後述する。

次に、ステップＳ９０４では、カメラ制御部４０は、コントラストＡＦデータ取得処理を行う。コントラストＡＦデータ取得処理の詳細については後述する。

続いて、ステップＳ９０５では、カメラ制御部４０は、図１のステップＳ１０５と同様の処理を行う。

次に、ステップＳ９０６では、カメラ制御部４０は、図１のステップＳ１０６と同様の処理を行う。

次に、ステップＳ９０７では、カメラ制御部４０は、図１のステップＳ１０７と同様の処理を行う。

そして、ステップＳ９０８では、カメラ制御部４０は、図１のステップＳ１０８と同様の処理を行う。記憶が完了すると、ステップＳ９０１に戻る。

図１３には、図１２のステップＳ９０２にて行われる被写体選定処理のフローチャートを示している。

ステップＳ９２１では、キャリブレーションを行う所定のＡＦ枠を被写体に合わせるように、ユーザがカメラシステムの向きを調節する。ここでの被写体は、ＡＦキャリブレーションに適した被写体であることが好ましい。ＡＦ枠に被写体を合わせたら、ユーザはカメラ２に設けられた不図示の決定ボタンを押す。これに応じて、カメラ制御部４０は、次のステップに進む。

ステップＳ９２２では、カメラ制御部４０は、ＡＦセンサ２２を通じて、ＡＦ枠内の被写体に対して位相差ＡＦを行う。

そして、ステップＳ９２３では、カメラ制御部４０は、被写体に対して合焦状態が得られるようにステップＳ９２２での位相差ＡＦの結果に応じて、フォーカスレンズ１０ａをレンズ駆動部１１のアクチュエータを動作させて移動させる。

次に、ステップＳ９２４では、カメラ制御部４０は、被写体に対して合焦状態が得られたか否かを判断する。合焦状態が得られたときはＡＦキャリブレーションに適した被写体であるとみなしてステップＳ９０３に進む。一方、合焦状態が得られなければ、ステップＳ９２５へ進み、ＡＦキャリブレーションに適した被写体を見つけるように警告を行う。警告は、ＴＦＴに警告表示を行ったり、ファインダ内に警告表示を行ったり、警告音を鳴らしたりすることで行う。警告後、カメラ制御部４０は、再びステップＳ９２１に戻り、被写体選定処理を繰り返す。

図１４には、図１２のステップＳ９０３にて行われる位相差ＡＦデータ取得処理のフローチャートを示している。位相差ＡＦデータに関しては、実施例１で述べた通りである。

ここで、ＡＦキャリブレーション時のフォーカスレンズ駆動について説明する。ＡＦキャリブレーションの精度を高めるために、後述するコントラストＡＦデータ取得処理では、ライブビュー観察時および動画撮影（撮影処理）時におけるコントラストＡＦよりも細かく正確なコントラストＡＦデータを取得する。このため、コントラストＡＦデータ取得処理では、レンズの駆動量を安定させるためにフォーカスレンズ１０ａの一方向駆動を行い、さらに細かく正確なデータ取得のためにフォーカスレンズ１０ａを細かいピッチ（移動幅）で移動させる微小駆動を行う。一方向駆動には、レンズ駆動部１１における駆動機構のバックラッシの影響がある。そこで、本実施例の位相差ＡＦデータ取得処理では、該バックラッシによる補正誤差を低減する（望ましくは除去する）ためにフォーカスレンズ１０ａ（つまりは駆動機構）のガタ取り駆動を行う。

まず、ステップＳ９４１では、カメラ制御部４０は、レンズ制御部１３を介してフォーカスレンズ１０ａを無限遠側から至近側への一方向に所定量だけ移動させるようにレンズ駆動部１１のアクチュエータを駆動させる。これが、前述した一方向駆動に相当する。

次に、ステップＳ９４２では、カメラ制御部４０は、レンズ制御部１３を介してフォーカスレンズ１０ａを無限縁側に所定のレンズ移動量だけ移動させる。これがガタ取り駆動に相当する。ガタ取り駆動時のレンズ移動量は、交換レンズごとに（駆動機構の個体差に応じて）決定される。

次に、ステップＳ９４３では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを０にリセットする。

次に、ステップＳ９４４では、カメラ制御部４０は、ＡＦセンサ２２からＡＦ枠に対応する一対の像信号を取得し、該一対の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差から撮影光学系１０のデフォーカス量ＤＥＦを算出する。また、カメラ制御部４０は、前述した一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤを取得してＳレベル値ＳＬを算出する。さらに、カメラ制御部４０は、ＡＦセンサ２２のエリアセンサにおいて一対の被写体像が光電変換されて一対の像信号が生成されたときの光電変換時間を表す電荷蓄積時間Ｔの情報を取得する。

次に、ステップＳ９４５では、カメラ制御部４０は、カウンタｎを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ９４６では、カメラ制御部４０は、カウンタｎが所定値（複数回数である所定回数）Ｎに達したか否かを判定する。カウンタｎが所定回数Ｎに達していない場合はステップＳ９４４に戻って、引き続き位相差ＡＦデータを取得する。カウンタｎが所定回数Ｎに達した場合はステップＳ９４７に進む。

ステップＳ９４７では、カメラ制御部４０は、Ｎ回取得した位相差ＡＦデータの平均値を算出する。具体的には、ステップＳ９４４をＮ回繰り返して取得した位相差ＡＦデータであるデフォーカス量ＤＥＦとＳレベル値ＳＬのそれぞれのＮ回の平均値μＤＥＦ，μＳＬを算出する。デフォーカス量ＤＥＦの平均値μＤＥＦは、図１２のステップＳ９０５において補正値の算出に用いられる。

次に、ステップＳ９４８では、カメラ制御部４０は、ステップＳ９４７で算出したＳレベル値の平均値μＳＬが閾値Ａ以下か否かを判定する。平均値μＳＬが閾値Ａ以下であり、信頼度が高いと判定した場合は、図１２のステップＳ９０４に進み、コントラストＡＦデータ取得処理を行う。一方、平均値μＳＬが閾値Ａより大きく、信頼度が低いと判定した場合は、ステップＳ９４９に進み、警告を行う。

ステップＳ９４９での警告後、カメラ制御部４０は、図１２のステップＳ９０２に戻り、被写体選定処理からＡＦキャリブレーションをやり直す。

図１５には、図１２のステップＳ９０４にて行われるコントラストＡＦデータ取得処理のフローチャートを示している。コントラストＡＦデータ取得処理では、ライブビュー観察時および動画撮影（撮影処理）時におけるコントラストＡＦよりも細かく正確なコントラストＡＦデータを取得する。このため、本処理では、フォーカスレンズ１０ａを細かいピッチ（移動幅）で移動させる微小駆動を行う。

ステップＳ９６１では、カメラ制御部４０は、フォーカスレンズ１０ａの無限遠側への微小駆動を行わせる。この微小駆動のピッチごとにコントラストＡＦデータも順次取得する。コントラストＡＦデータの取得とともに、レンズ状態検出部１２を通じてフォーカスレンズ１０ａの位置も検出する。

次に、ステップＳ９６２では、カメラ制御部４０は、ステップＳ９６１で取得したコントラストＡＦデータを用いて、コントラスト合焦位置の検出が可能か否かを判定する。コントラストＡＦは、コントラスト評価値が最大となるフォーカス位置（ピーク位置）をコントラスト合焦位置と決定するが、ピーク位置か否かは一度、コントラスト評価値がその最大値を経て低下しないと判定できない。

そこで、本ステップでは、カメラ制御部４０は、コントラスト評価値が最大値を経て低下したことをもってコントラスト合焦位置の検出が可能と判定し、ステップＳ９６５に進み、フォーカスレンズ１０ａの移動を停止させる。コントラスト評価値がまだ最大値を経て低下していない（増加し続けている）ときはコントラスト合焦位置の検出はまだ可能ではないと判定し、ステップＳ９６３に進む。

ステップＳ９６３では、カメラ制御部４０は、コントラストＡＦにおける異常の有無を判定する。例えば、被写体が低コントラストであるためにコントラストＡＦデータの取得が困難であるときにこれを異常と判定する。このとき、カメラ制御部４０は、ステップＳ９６４に進んで、背面モニタ４３に警告を表示する。この後、カメラ制御部４０は、ユーザにコントラストＡＦデータが正常に取得できる被写体を探させるために、図１２のステップＳ９０２に戻り、被写体選定処理をやり直す。異常ではないと判定した場合は、カメラ制御部４０は、引き続きコントラストＡＦデータを取得するためにステップＳ９６１に戻り、フォーカスレンズ１０ａの微小駆動を行う。

ステップＳ９６６では、カメラ制御部４０は、ステップＳ９６１で取得したコントラストＡＦデータを用いて、コントラスト合焦位置Ｃを検出する。コントラスト合焦位置Ｃの算出には、評価値のピークの前後で取得したデータを用いる。このとき、ステップＳ９０３の位相差ＡＦデータ処理内でレンズのガタ取り駆動が行われているので、ここで取得したコントラストＡＦデータにはガタによる誤差が排除されている。

ステップＳ９６７では、コントラスト合焦位置Ｃから現在のフォーカスレンズ位置までの差を、デフォーカスに変換して、コントラストのデフォーカス量Ｃ−ＤＥＦを求める。Ｃ−ＤＥＦの求め方は、実施例１の図４のＳ４０８と同様である。コントラストのデフォーカス量Ｃ−ＤＥＦを算出した後は、図１２のステップＳ９０５に進み、補正値算出処理を行う。

図１６には、撮影処理のフローチャートを示している。

ステップＳ６５１では、カメラ制御部４０は、不図示のレリーズスイッチの半押し操作により第１スイッチ（ＳＷ１）がＯＮになったか否かを判定する。ＯＮになっていない場合は待機状態になり、ＯＮになった場合はステップＳ６５２に進む。

ステップＳ６５２では、カメラ制御部４０は、撮影範囲内に設けられた２１個の焦点検出ラインの中から、ユーザの選択操作又は所定のアルゴリズムに従って１つの焦点検出ラインを指定する。

次に、ステップＳ６５３では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６５２で指定された焦点検出ラインが撮影範囲の中央領域に含まれる焦点検出ラインＬ１〜Ｌ４およびＬ１９であるか否かを判定する。指定された焦点検出ラインが中央領域の焦点検出ラインでなければステップＳ６５４に進み、中央領域の焦点検出ラインであればステップＳ６５６に進む。

ステップＳ６５４では、カメラ制御部４０は、指定された焦点検出ラインに対応するＡＦセンサ２２のエリアセンサ上の一対の受光素子列から一対の像信号を取り込み、該一対の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差からデフォーカス量ＤＥＦを算出する。また、指定された焦点検出ラインを特定焦点検出ラインとして決定する。

ステップＳ６５５では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６５４で取り込んだ特定各焦点検出ラインに対応する一対の像信号から、それらの一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤを算出する。さらにこれら４つのパラメータの値を用いて、Ｓレベル値ＳＬを算出する。そして、ステップＳ６５９に進む。

ステップＳ６５６では、カメラ制御部４０は、撮影範囲の中央領域に含まれる各焦点検出ラインに対応するエリアセンサ上の一対の受光素子列から一対の像信号を取り込み、該一対の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差からデフォーカス量ＤＥＦを算出する。そして、ステップＳ６５７に進む。

ステップＳ６５７では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６５６で取り込んだ各焦点検出ラインに対応する一対の像信号から、それらの一致度Ｕ、相関変化量ΔＶ、シャープネスＳＨおよび明暗比ＰＢＤを算出する。さらにこれら４つのパラメータの値を用いて、Ｓレベル値ＳＬを算出する。

次に、ステップＳ６５８では、カメラ制御部４０は、撮影範囲の中央領域に含まれる各焦点検出ラインのＳレベル値ＳＬのうち最も小さい値に対応する焦点検出ラインを特定焦点検出ラインとして決定する。そして、ステップＳ６５９に進む。

ステップＳ６５９では、Ｓレベル値ＳＬが閾値ＰＡ以下か否かを判断する。Ｓレベル値ＳＬが閾値ＰＡ以下であれば、ステップＳ６５４およびステップＳ６５６で取得した位相差ＡＦデータは信頼度が高い（第３のレベル）と判断できるので、そこで算出されたデフォーカス量ＤＥＦを用いて被写体への合焦駆動を行う。Ｓレベル値ＳＬが閾値ＰＡより大きければ、位相差ＡＦデータは信頼度が低い（第４のレベル）と判断できるので、ステップＳ６６０へ進み非合焦の警告を行う。

なお、撮影処理が行われるときの閾値ＰＡと、前述したＡＦキャリブレーション中（撮影処理が行われないとき）の位相差ＡＦデータ取得処理で使われる閾値Ａとの関係は、
ＰＡ＞Ａ
となる。つまり、撮影処理中の閾値ＰＡに比べて、前述したＡＦキャリブレーション時での位相差ＡＦデータ取得処理で用いられる閾値Ａの方が低くなっており、ＡＦキャリブレーション時にはより厳しい閾値Ａが設定されている。言い換えれば、ＡＦキャリブレーション時に求められる信頼度（第１のレベル）が、撮影処理中に求められる信頼度（第３のレベル）よりも高く設定されている。これは、ＡＦキャリブレーション時の補正値算出には高い精度が要求されるので、撮影処理時よりもより厳しい閾値を設けることで、より精度の高い補正値の算出を可能とするためである。

ステップＳ６６１では、カメラ制御部４０は、特定焦点検出ラインでのデフォーカス量から合焦状態を得るために必要なフォーカスレンズ１０ａの移動量（移動方向を含む）を算出する。具体的には、フォーカスレンズ１０ａを移動させるレンズ駆動部１１のアクチュエータの駆動パルス数を算出する。フォーカスレンズ１０ａの移動量を算出することは、位相差合焦位置を算出することに相当する。

次に、ステップＳ６６２では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６６１にて算出したフォーカスレンズ１０ａの移動量にＡＦキャリブレーションにより得られた補正値を加算（又は減算）することで、該移動量を補正する。フォーカスレンズ１０ａの移動量を補正することは、位相差合焦位置を補正することに相当する。補正値が作成されていない場合は、補正値が０になるので、フォーカスレンズ１０ａの移動量（位相差合焦位置）の補正は行われない。

そして、ステップＳ６６３では、カメラ制御部４０は、補正された移動量だけフォーカスレンズ１０ａが移動されるようにレンズ制御部１３にフォーカス指令を送信する。これにより、レンズ制御部１３は、レンズ駆動部１１を通じてフォーカスレンズ１０ａを補正された位相差合焦位置に移動させる。

次に、ステップＳ６６４では、カメラ制御部４０は、レリーズスイッチの全押し操作により第２スイッチ（ＳＷ２）がＯＮになったか否かを判定する。ＯＮになっていない場合は待機し、ＯＮになった場合はステップＳ６６５に進む。

ステップＳ６６５では、カメラ制御部４０は、撮影を行って記録用画像を生成する。

そして、ステップＳ６６６では、カメラ制御部４０は、ステップＳ６６５にて生成された記録用画像を、カメラ記憶部４２に保存する。

なお、本実施例においても、実施例１と同様に、コントラストＡＦで検出される合焦位置について、レンズを至近側から無限遠側に駆動する場合と無限遠側から至近側に駆動する場合との検出結果の差に関する情報をレンズ内に予め記憶させてもよい。また、ＡＦキャリブレーションをレンズの駆動方向ごとに行って補正値を算出し、それぞれをカメラ記憶部４２に記憶してもよい。

本実施例によれば、Ｓレベル値ＳＬを用いて被写体に対する位相差ＡＦ（つまりは位相差ＡＦデータ）の信頼度を判定することにより、位相差ＡＦを行うのに適さない被写体を用いてＡＦキャリブレーションが行われることを回避できる。したがって、ＡＦキャリブレーションに不適切な被写体を回避し、効率的に短時間でＡＦキャリブレーションを行うことができる。また、ＡＦキャリブレーション時の信頼度判定に関する閾値について、撮影処理時の閾値よりも厳しい閾値が設定されるので、ＡＦキャリブレーション時により高精度の補正値を算出することが可能となる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

信頼度の高いフォーカスキャリブレーションを行うことができるようにした撮像装置を提供できる。

２ カメラ
１０ 撮影光学系
１０ａ フォーカスレンズ
２２ ＡＦセンサ
２４ 撮像素子
４１ デジタル制御部
Ｌ１〜Ｌ２１ 焦点検出ライン

Claims (9)

1. 撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
   前記被写体像の一対の像信号に基づいて、位相差検出方式により第１の合焦位置を検出する第１の検出手段と、
   前記第１の合焦位置に基づいて、前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節動作を行う制御手段と、
   前記画像信号に基づいて、コントラスト検出方式により第２の合焦位置を検出する第２の検出手段と、
   撮影時に前記第１の合焦位置を補正する補正値を、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置との差に基づいて算出する算出手段と、
   前記一対の像信号に関する情報を用いて、前記第１の合焦位置の信頼度を判定する判定手段とを有し、
   前記算出手段は、前記信頼度が第１のレベルである場合は前記補正値を算出し、前記信頼度が前記第１のレベルよりも低い第２のレベルである場合は前記補正値の算出を制限することを特徴とする撮像装置。
2. 前記一対の像信号に関する情報は、該一対の像信号の一致度、相関変化量、シャープネスおよび明暗比のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記一対の像信号に関する情報は、前記一対の像信号が生成されたときの光電変換時間であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、複数回、前記一対の像信号を生成させ、
   前記判定手段は、該複数回のそれぞれで生成された前記一対の像信号に関する情報を用いて得られる前記信頼度の平均値を求め、
   前記算出手段は、前記平均値が前記第１のレベルである場合は前記補正値を算出し、前記平均値が前記第２のレベルである場合は前記補正値の算出を制限することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 撮影時において、前記制御手段は、前記信頼度が第３のレベルである場合は前記焦点調節動作を行い、前記信頼度が前記第３のレベルより低い第４のレベルである場合は前記焦点調節動作を制限し、
   前記第１のレベルと前記第２のレベルにおける閾値は、前記第３のレベルと前記第４のレベルにおける閾値より高いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記フォーカスレンズを移動させる駆動機構を有しており、
   前記制御手段は、前記駆動機構が有するバックラッシによる補正誤差を低減するための該駆動機構の動作を行わせた後に、前記判定手段による前記信頼度の判定と前記算出手段による前記補正値の算出を行わせることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記フォーカスレンズを第１の方向に駆動して得られた前記第２の合焦位置を用いて前記算出手段により算出された第１の補正値と、前記フォーカスレンズを前記第１の方向と異なる第２の方向に駆動して得られた前記第２の合焦位置を用いて前記算出手段により算出された第２の補正値とを記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、撮影時において前記焦点調節動作を行う際の前記フォーカスレンズの駆動方向に応じて、前記第１の補正値と前記第２の補正値のいずれかを用いて前記第１の合焦位置を補正することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記フォーカスレンズを第１の方向に駆動して得られた前記第２の合焦位置と、前記フォーカスレンズを前記第１の方向と異なる第２の方向に駆動して得られた前記第２の合焦位置との差分についての情報を記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、撮影時において前記焦点調節動作を行う際の前記フォーカスレンズの駆動方向に応じて、前記情報と前記補正値とを用いて前記第１の合焦位置を補正することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像装置の制御方法であって、
   前記被写体像の一対の像信号に基づいて、位相差検出方式により第１の合焦位置を検出するステップと、
   前記第１の合焦位置に基づいて、前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節動作を行うステップと、
   前記画像信号に基づいて、コントラスト検出方式により第２の合焦位置を検出するステップと、
   撮影時に前記第１の合焦位置を補正する補正値を、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置との差に基づいて算出する算出ステップと、
   前記一対の像信号に関する情報を用いて、前記第１の合焦位置の信頼度を判定するステップとを有し、
   前記算出ステップにおいて、前記信頼度が第１のレベルである場合は前記補正値を算出し、前記信頼度が前記第１のレベルよりも低い第２のレベルである場合は前記第１のレベルの場合には前記補正値の算出を制限することを特徴とする制御方法。