JP4640614B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に光源のフリッカー周波数の検出技術に関する。

近年、デジタルカメラの登場とともに、いわゆるコントラスト方式（山登り方式）のＡＦ制御が採用された撮像装置が広く普及している。そして、一般に、コントラスト方式のＡＦ制御（コントラストＡＦ制御）の方が、位相差方式のＡＦ制御（位相差ＡＦ制御）よりもＡＦ精度が高いことが知られている。

ところが、蛍光灯等の光源下では、いわゆるフリッカーによって光量の変動が生じるため、コントラストＡＦ制御において画像を取得するタイミングにより、合焦状態を評価する評価値のピーク形状が崩れてしまい、結果として、合焦精度が低下する。

このような問題に対して、特許文献１では、フリッカーの周期の整数倍の周期でサンプリング（画像の取得）を行うことで、コントラストＡＦ制御におけるＡＦ精度の向上を図る技術が提案されている。

特開２００１−３２４６７０号公報

ところで、例えば上記特許文献１に示されるような技術を用いるには、光源のフリッカー周波数を検出することが求められる。そして、このような光源のフリッカー周波数は高速に検出されることが好ましい。

そこで、本発明は、光源のフリッカー周波数を高速に検出することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、撮像装置であって、時系列の画像データをそれぞれ取得することが可能な２つの撮像センサと、前記２つの撮像センサによる画像データ取得の際のフレームレートをそれぞれ設定する設定手段と、互いに異なるフレームレートで前記２つの撮像センサによって並行して取得される複数の画像データに基づいて、光源のフリッカー周波数を検出する周波数検出手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る撮像装置において、前記２つの撮像センサによって取得された画像データに基づいて合焦動作を行う画像信号合焦手段、をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る撮像装置において、前記設定手段は、前記周波数検出手段によってフリッカー周波数が検出された場合に、前記２つの撮像センサのフレームレートを、前記フリッカー周波数に応じて決定される共通のフレームレートに設定し、前記画像信号合焦手段は、前記共通のフレームレートで前記２つの撮像センサのそれぞれによって取得される画像データに基づいて前記合焦動作を行うことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る撮像装置において、前記共通のフレームレート（ｆｐｓ：１秒あたりのフレーム数）は、前記フリッカー周波数（Ｈｚ）をｎ倍（ｎは自然数）した値に設定されることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項２から請求項４のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記２つの撮像センサは、被写体像が導かれる光路上の異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、基準面における合焦状態を位相差方式で検出する位相差ＡＦユニット、をさらに備え、前記位相差ＡＦユニットの前記基準面は、被写体像が導かれる光路上において、前記２つの撮像センサの間に配置されることを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記光源のフリッカー周波数は、前記撮像装置が起動される際に検出されることを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記光源のフリッカー周波数は、静止画撮影モードへの切り替えが行われる際に検出されることを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記光源のフリッカー周波数は、適正露出の変化が検知されたときに、検出されることを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記光源のフリッカー周波数は、前記２つの撮像センサによって取得される前記画像データのホワイトバランスが変更されたときに、検出されることを特徴とする。

また、請求項１１の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記撮像装置は、撮影レンズを脱着可能であり、前記光源のフリッカー周波数は、前記撮影レンズの装着が検知されたときに、検出されることを特徴とする。

請求項１から請求項１１に記載の発明によれば、２つの撮像センサを用いて、異なるフレームレートで並行して画像データを取得し、当該２つの撮像センサによって取得された複数の画像データに基づいて光源のフリッカー周波数を検出するので、フリッカー周波数の検出に用いられる画像データを高速に取得することが可能となり、光源のフリッカー周波数を高速に検出することができる。

また特に、請求項２に記載の発明によれば、画像信号合焦手段による合焦動作にも用いられる２つの撮像センサを利用して光源のフリッカー周波数を検出することができるので、フリッカー周波数検出用の新たな構成を設けることなく、光源のフリッカー周波数を検出することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜１．構成＞
＜１−１．概要＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の概略構成を示す図である。この撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフタイプのデジタルカメラとして構成されている。

図１に示されるように、撮像装置１は、カメラ本体部（カメラボディ）２を備えており、このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット３が着脱可能である。

撮影レンズユニット３は、主として、鏡胴３６、ならびに、鏡胴３６の内部に設けられるレンズ群３７及び絞り３８から構成される。レンズ群３７には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。

カメラ本体部２には、メカニカルシャッタ（以下、単に「シャッタ」とも称する）４と撮像素子（ＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサ等）５とが設けられている。また、カメラ本体部２には主ミラー６とサブミラー７とペンタプリズム８とレンズユニット９とファインダ１０とＡＦモジュール２０とがさらに設けられている。ファインダ１０は、いわゆる光学式ファインダとして機能する。

被写体に係る記録用静止画像等を取得する際には、被写体からの光を遮らないように主ミラー６とサブミラー７とが上方に待避し、撮影レンズユニット３からの光がシャッタ４の開放タイミングに合わせて撮像素子５に到達する。このように、被写体からの光が撮影レンズユニット３を介して撮像素子５に導かれることによって、被写体に係る撮影画像（撮影画像データ）が得られる。また、撮像素子５は、記録画像取得用の撮像素子であるとも表現される。

一方、光学ファインダを用いて構図決めを行う際、およびＡＦモジュール２０を用いてＡＦ動作を行う際には、主ミラー６およびサブミラー７が、必要に応じて下降し、撮影レンズユニット３からの被写体像の光路上に配置される（図１参照）。

このとき、撮影レンズユニット３からの光は、主ミラー６で反射されて上方に進路を変更し、ペンタプリズム８でその進路をさらに変更した後にレンズユニット９を通ってファインダ１０へと進行する。撮影者はファインダ１０を覗くことによって被写体像を確認することができる。

また、主ミラー６は一部の光を透過させることが可能であり、主ミラー６を透過した光はサブミラー７で反射されて下方に進路を変更しＡＦモジュール２０へと進入する。ＡＦモジュール２０は、オートフォーカス（ＡＦ）制御を行うためのモジュール（「オートフォーカス装置」とも称する）である。ＡＦモジュール２０は、主ミラー６およびサブミラー７を介して進入してきた光を用いて、ＡＦ動作を実現する。なお、ＡＦモジュール２０については後述する。

次に、図２を参照しながら、撮像装置１の機能の概要について説明する。図２は、撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、撮像装置１は、操作部８０、制御部１０１、フォーカス制御部１２１、ミラー制御部１２２、シャッタ制御部１２３、タイミング制御回路１２４、およびデジタル信号処理回路５０等をさらに備える。

操作部８０は、シャッタースタートボタン（シャッターボタン）１１（図１参照）、動作モード切替スイッチ等の各種ボタン、スイッチを備えて構成される。操作部８０に対するユーザーの入力操作に応答して、制御部１０１が各種動作を実現する。なお、シャッターボタンは、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。撮像装置１では、Ｓ１状態になると、ＡＦ制御を含む本撮影動作のための準備動作が行われ、さらにＳ２状態になると、本撮影動作（記録用静止画像の撮影動作）が行われる。

制御部１０１は、主にＣＰＵ、メモリ、及びＲＯＭ等を備えて構成され、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。具体的には、制御部１０１は、コントラストＡＦ制御部１０１ａと位相差ＡＦ制御部１０１ｂとを有している。

コントラストＡＦ制御部１０１ａは、コントラストＡＦ制御を行う際の光源の状態（光源情報）を認識する。具体的には、光量（光源光量）に揺らぎ（フリッカー）を生じている光源（「フリッカー光源」とも称する）であるか否かを判断するとともに、光源がフリッカー光源であれば、その光源のフリッカー周波数を検出する。そして、光源の状態に応じて、ＡＦモジュール２０によって取得される画像（画像信号）の取得タイミングおよびＡＦ評価値（「コントラスト値」とも称する）の算出手法を変更し、正確なＡＦ評価値を算出する。また、コントラストＡＦ制御部１０１ａは、ＡＦ評価値に基づいて、フォーカスレンズを制御するための制御信号をフォーカス制御部１２１に対して出力する。なお、画像の取得タイミングは、画像の取得間隔（フレーム取得間隔）、或いは、単位時間（１秒）当たりに取得されるフレーム（画像）数（フレームレート）を用いて表すことができる。

位相差ＡＦ制御部１０１ｂは、位相差ＡＦ用センサ２６からの信号に基づいて、被写体の合焦状態が実現される位置（レンズ合焦位置）を検出する。そして、位相差ＡＦ制御部１０１ｂは、適宜求められたレンズ合焦位置に応じて、フォーカスレンズを制御するための制御信号をフォーカス制御部１２１に対して出力する。

フォーカス制御部１２１は、制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ１を駆動することによって、撮影レンズユニット３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズを移動させる。また、フォーカスレンズの位置は、レンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータが制御部１０１に送られる。このように、フォーカス制御部１２１および制御部１０１等は、フォーカスレンズの光軸方向の動きを制御する。

ミラー制御部１２２は、主ミラー６が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）と主ミラー６が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー制御部１２２は、制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ２を駆動することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。

シャッタ制御部１２３は、制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ３を駆動することによって、シャッタ４の開閉を制御する。

タイミング制御回路１２４は、制御部１０１からの指示信号に応じて、撮像素子５等のタイミング制御を行う。

撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、光電変換作用により被写体の光像を電気的信号に変換して、撮像画像に係る画像信号を生成する。撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号・蓄積終了信号）に応答して、受光面に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。また、撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される読出制御信号に応答して、当該画像信号を信号処理部５１へ出力する。また、タイミング制御回路１２４からのタイミング信号（同期信号）は、信号処理部５１及びＡ／Ｄ変換回路５２にも入力される。

また、撮像素子５は、駆動機構５ａによって駆動され、被写体からの光の光軸に垂直な平面内において移動する。撮像装置１のブレをジャイロセンサ４４によって検出し、当該ブレを補正するように撮像素子５を駆動することによって、光学的な手ブレ補正を行うことが可能である。

撮像素子５で取得された画像信号は、信号処理部５１において所定のアナログ信号処理が施され、当該アナログ信号処理後の画像信号はＡ／Ｄ変換回路５２によってデジタル画像データ（画像データ）に変換される。この画像データは、デジタル信号処理回路５０に入力される。

デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。デジタル信号処理回路５０は、黒レベル補正回路５３、ホワイトバランス（ＷＢ）回路５４、γ補正回路５５及び画像メモリ５６を備える。

黒レベル補正回路５３は、Ａ／Ｄ変換回路５２が出力した画像データを構成する各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正する。ＷＢ回路５４は、画像のホワイトバランス調整を行う。γ補正回路５５は、撮像画像の階調変換を行う。画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。

本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、制御部１０１において適宜画像処理が施され、カードＩ／Ｆ１３２を介してメモリカード９０に記憶される。

また、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、制御部１０１によって適宜ＶＲＡＭ１３１に転送され、カメラ本体部２の背面に配置される液晶表示部（ＬＣＤ）１２に画像データに基づく画像が表示される。これによって、撮影画像を確認するための確認表示（アフタービュー）、および撮影済みの画像を再生する再生表示等が実現される。

さらに、撮像装置１は、通信用Ｉ／Ｆ１３３を有しており、当該インターフェイス１３３の接続先の機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）とデータ通信をすることが可能である。

また、撮像装置１は、フラッシュ４１、フラッシュ制御回路４２、およびＡＦ補助光発光部４３を備えている。フラッシュ４１は、被写体の輝度不足時等に利用される光源である。フラッシュの点灯の有無および点灯時間等は、フラッシュ制御回路４２および制御部１０１等によって制御される。ＡＦ補助光発光部４３は、ＡＦ用の補助光源である。ＡＦ補助光発光部４３の点灯の有無および点灯時間等は、制御部１０１等によって制御される。

＜１−２．ＡＦモジュール２０＞
図３は、ＡＦモジュール２０の構成を示す図である。

図３に示されるように、ＡＦモジュール２０は、コンデンサレンズ２１とハーフミラー２２とを備えている。なお、このハーフミラー２２と後述のビームスプリッタ２９とは、被写体像が導かれる光路を３つの光路に分割する機能を有している。

主ミラー６（図１参照）を透過しサブミラー７で反射されてＡＦモジュール２０の上方からＡＦモジュール２０へと進入してきた光は、コンデンサレンズ２１を通ってハーフミラー２２に到達する。

ハーフミラー２２は、被写体像が導かれる光路を、まず２つの光路、具体的には、ハーフミラー２２の透過光の光路とハーフミラー２２の反射光の光路とに分割する機能を有している。

ハーフミラー２２の透過光の光路上には、ＡＦモジュール２０の一部の要素群、具体的には、ＩＲ（赤外線）カットフィルタ２３と絞りマスク２４とセパレータレンズ２５と位相差ＡＦ用センサ２６とが配置されている。

ハーフミラー２２を透過した光は、ＩＲ（赤外線）カットフィルタ２３と絞りマスク２４とセパレータレンズ２５とを通って位相差ＡＦ用センサ２６に到達する。位相差ＡＦ用センサ２６からの信号は制御部１０１に伝達され、位相差ＡＦに利用される。

このように、ＩＲ（赤外線）カットフィルタ２３と絞りマスク２４とセパレータレンズ２５と位相差ＡＦ用のセンサ２６とは位相差ＡＦユニットとして機能する。この位相差ＡＦユニットは、位相差ＡＦ用センサ２６の基準面Ｐ０（図３参照）における合焦状態を位相差方式で検出する。

なお、ここでは、位相差ＡＦ用センサ２６（詳細には、位相差ＡＦ用センサ２６の基準面）は、撮影レンズユニット３の光軸方向における撮像素子５の撮像面の位置と光学的に等価な位置に配置されているものとする。これによれば、位相差ＡＦ用センサ２６の基準面Ｐ０（図３参照）上での合焦状態と、撮像素子５の撮像面Ｐ１０（図１参照）上での合焦状態とが一致することになる。

また、ハーフミラー２２の反射光の光路上には、ＡＦモジュール２０の別の要素群、具体的には、リレー光学系２７とＩＲカットフィルタ２８とビームスプリッタ２９とセンサ３１，３２とが配置されている。

ハーフミラー２２で反射された光は、その進路を図の左側へと変更すると、リレー光学系２７とＩＲカットフィルタ２８とを通ってビームスプリッタ２９に導かれる。

ビームスプリッタ２９は、ハーフミラー２２での反射光の光路を、さらに２つの光路、具体的には、ビームスプリッタ２９の透過光の光路とビームスプリッタ２９の反射光の光路とに分割する機能を有している。ビームスプリッタ２９の反射光の光路上にはセンサ３１が配置されており、ビームスプリッタ２９の透過光の光路上にはセンサ３２が配置されている。したがって、反射光（ビームスプリッタ２９によって分割され下方に進行する光）はコントラスト検出用のセンサ３１に到達し、透過光（ビームスプリッタ２９によって分割され図の左側にそのまま直進する光）はコントラスト検出用のセンサ３２に到達する。

このように被写体像が導かれる光路上の異なる位置に配置されるセンサ３１，３２は、それぞれ、コントラスト検出用のセンサとして機能する。具体的には、センサ３１，３２は、それぞれ、撮像素子などで構成された撮像センサであり、被写体像に係る画像（画像信号）を所定の微小時間間隔（フレーム取得間隔）で順次に取得することができる。すなわち、センサ３１，３２は、時系列の画像データをそれぞれ取得することが可能である。

具体的には、光源がフリッカー光源であれば、その光源のフリッカー周波数に応じてフレーム取得間隔を変更する。例えば、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚであった場合には、第１のフレーム取得間隔（ここでは１／２００秒）で画像信号を取得し、光源のフリッカー周波数が１２０Ｈｚであった場合には、第２のフレーム取得間隔（ここでは１／２４０秒）で画像信号を取得する。

センサ３１，３２からの画像信号は制御部１０１に伝達され、コントラストＡＦ用のＡＦ評価値等の算出に利用される。各センサ３１，３２で取得された画像に基づいて当該画像のＡＦ評価値（コントラスト値）を算出することによって、そのＡＦ評価値が極大となる位置等が検出される。なお、ＡＦ評価値の算出手法については後述する。

このように、リレー光学系２７とＩＲカットフィルタ２８とビームスプリッタ２９と２つのセンサ３１，３２とは、コントラストＡＦユニットとして機能する。また、センサ３１を含む要素群は、第１コントラストＡＦユニットであるとも表現され、センサ３２を含む要素群は、第２コントラストＡＦユニットであるとも表現される。

ここで、センサ３１，３２は、それぞれ、撮影レンズユニット３の光軸方向における撮像素子５の位置に対して光学的に等価な位置（光学的等価位置とも称する）に配置されるのではなく、当該光学的等価位置から微小量シフトした位置に配置されている。図４は、このような配置状態を概念的に示す図である。なお、図４においては、撮像素子５とセンサ３１とセンサ３２との光学的な位置関係が示されるとともに、センサ３１，３２のそれぞれで取得されるＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの変化曲線Ｌ１，Ｌ２が示されている。

詳細には、センサ３１の撮像面Ｐ１は、位相差ＡＦ用のセンサ２６の基準面Ｐ０と光学的に等価な位置（光学的等価位置）から微小距離ずれて配置されている。具体的には、センサ３１の撮像面Ｐ１は、位相差ＡＦ用のセンサ２６の基準面Ｐ０に対して光学的等価位置に対して近側に所定量Δｘ（ここでは約３０μｍ）シフトされて配置されている。

また、センサ３２の撮像面Ｐ２は、位相差ＡＦ用のセンサ２６の基準面Ｐ０と光学的に等価な位置（光学的等価位置）から微小距離ずれて配置されている。具体的には、センサ３２の撮像面Ｐ２は、位相差ＡＦ用のセンサ２６の基準面Ｐ０の光学的等価位置に対して遠側に所定量Δｘ（ここでは約３０μｍ）シフトされて配置されている。

図４に示されるように、センサ３１（近側のセンサとも称する）はセンサ２６に対して近側に微小量Δｘずれて配置されているため、センサ３１に関するＡＦ評価値Ｖｎの変化曲線Ｌ１は、フォーカスレンズが本来の合焦位置よりも近側に微小量Δｘずれた位置に存在するときにピークを有する。

また、センサ３２（遠側のセンサとも称する）はセンサ２６に対して遠側に微小量Δｘずれて配置されているため、センサ３２に関するＡＦ評価値Ｖｆの変化曲線Ｌ２は、フォーカスレンズが本来の合焦位置よりも遠側に微小量Δｘずれた位置に存在するときにピークを有する。

＜１−３．ＡＦモジュール２０を用いたＡＦ原理＞
次に、図４〜図１０を参照しながら、ＡＦモジュール２０を用いたＡＦ制御の原理について説明する。図５は、位相差ＡＦにおける測距動作およびレンズ駆動動作を示すタイミングチャートである。また、図６は、フォーカスレンズが遠方向に駆動される場合を示す概念図であり、図７は、フォーカスレンズが近方向に駆動される場合を示す概念図である。さらに、図８〜図１０は、それぞれ、位相差ＡＦにおいて各レンズ位置ＰＡ，ＰＢ，ＰＣに停止したときの合焦動作を示す概念図である。

制御部１０１は、基本的にはまず位相差ＡＦによって自動合焦動作を行う。具体的には、図５に示されるように、位相差ＡＦ用のセンサ２６からの出力信号を用いて位相差ＡＦによる測距動作を行うとともに、必要に応じてレンズ駆動動作が行われる。図５においては、測距動作に応じて合焦位置付近へ向けてのレンズ駆動が開始され、その後、レンズ駆動速度を徐々に低減しつつ、位相差ＡＦによる合焦位置へ向けてフォーカスレンズが移動され、フォーカスレンズの駆動が時刻ｔ１０において停止される。この結果、フォーカスレンズが本来の合焦位置付近に位置することになる。

ただし、位相差ＡＦのみを用いたＡＦ動作では、フォーカスレンズが本来の合焦位置付近からずれた位置に存在し、十分な精度で合焦していないこともある。

そこで、この実施形態においては、コントラストＡＦを併用し、ＡＦの精度をさらに向上させる。

具体的には、上述のセンサ３１，３２のそれぞれによって取得されたＡＦ評価値（コントラスト値）Ｖｎ，Ｖｆを考慮してさらに高精度の合焦動作を実現する。より詳細には、センサ３１，３２におけるＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの増減変化方向を用いる。ここでは、図５に示されるように、位相差ＡＦによる自動合焦のためのフォーカスレンズの移動中等においてセンサ３１，３２によるＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆを取得しておき、その増減変化方向に応じて、さらに詳細な合焦判定を行う場合を例示する。

上述のように、ＡＦモジュール２０のセンサ３１，３２は、それぞれ、撮影レンズユニット３の光軸方向における撮像素子５の位置と光学的に等価な位置から微小量Δｘシフトした位置に配置されている（図４参照）。そのため、各センサ３１，３２で取得されるＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆのピーク位置は本来の合焦位置からΔｘずれている。ここでは、２つのＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆのピーク位置のずれを利用して合焦判定等を行う。

図４に示されるように、ここでは、本来の合焦位置に対して±Δｘ以内のずれ範囲を最終的な合焦範囲ＲＢとする。また、当該合焦範囲ＲＢよりも近側の範囲ＲＢおよび当該合焦範囲ＲＢよりも遠側の範囲ＲＣをいずれも非合焦範囲とする。

換言すれば、フォーカスレンズの停止位置が範囲ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ内のいずれに存在するかに応じて合焦状態を判定する。フォーカスレンズが範囲ＲＢ内（例えば位置ＰＢ（図７））に存在するときには合焦状態であると判定し、フォーカスレンズが範囲ＲＡ内もしくは範囲ＲＣ内に位置するときには、非合焦状態であると判定する。

例えば、図６に示されるように、位相差ＡＦにおいて近側から遠側に向けてフォーカスレンズを移動する場合（遠方向へ移動する場合）を想定する。この場合、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの増減変化方向に応じて、フォーカスレンズの位置について、次の３つ（（１）〜（３））に区別することができる。

（１）レンズ駆動の停止直前において、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆがいずれも増加し続けているときには、未だＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆのいずれもピークを越えておらず、フォーカスレンズが未だ非合焦範囲ＲＡ内に位置し合焦範囲ＲＢに到達していないものと判定される。

（２）レンズ駆動の停止直前において、ＡＦ評価値Ｖｎがピークを越えて増加から減少に転じ、ＡＦ評価値Ｖｆが未だ増加し続けているときには、フォーカスレンズが合焦範囲ＲＢ内の位置に存在するものと判定し、最終的な合焦状態であると判定する。換言すれば、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向（ここでは減少方向）とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向（ここでは増加方向）とが逆であるときには、最終的な合焦状態であると判定する。

（３）レンズ駆動の停止直前において、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆがいずれもピークを越えて増加から減少に転じているときには、フォーカスレンズが合焦範囲ＲＢを越えて非合焦範囲ＲＣ内に位置するものと判定される。

また、逆に、図７に示されるように、位相差ＡＦにおいて遠側から近側に向けてフォーカスレンズを移動する場合（近方向へ移動する場合）を想定する。この場合、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの増減変化方向に応じて、フォーカスレンズの位置について、次の３つ（（４）〜（６））に区別することができる。

（４）レンズ駆動の停止直前において、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆがいずれも増加し続けているときには、未だＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆのいずれもピークを越えておらず、フォーカスレンズが未だ非合焦範囲ＲＣ内に位置し合焦範囲ＲＢに到達していないものと判定される。

（５）レンズ駆動の停止直前において、ＡＦ評価値Ｖｆがピークを越えて増加から減少に転じ、ＡＦ評価値Ｖｎが未だ増加し続けているときには、フォーカスレンズが合焦範囲ＲＢ内の位置に存在するものと判定し、最終的な合焦状態であると判定する。換言すれば、ＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向（ここでは減少方向）とＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向（ここでは増加方向）とが逆であるときには、最終的な合焦状態であると判定する。

（６）レンズ駆動の停止直前において、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆがいずれもピークを越えて増加から減少に転じているときには、フォーカスレンズが合焦範囲ＲＢを越えて非合焦範囲ＲＡ内に位置するものと判定される。

以上のように、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向とが逆であるときには最終的な合焦状態であると判定し、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向とが同一であるときには、非合焦状態であると判定する。

上記のうち、最終的な合焦状態であると判定されるとき（（２），（５））には、フォーカスレンズをさらに駆動することなくＡＦ動作が終了する。例えば、図９に示されるように、位相差ＡＦによるレンズ移動後のフォーカスレンズの位置ＰＢが範囲ＲＢ内であると判定されるときには追加駆動を行うことなくＡＦ動作が終了する。これにより、ＡＦ動作後のフォーカスレンズが、範囲ＲＢ内の位置（すなわち本来の合焦位置から±Δｘ以内の位置）に存在するような高精度のＡＦ動作が実現される。

一方、未だ最終的な合焦状態ではないと判定されるとき（（１），（３），（４），（６））には、フォーカスレンズを追加的に微小駆動する。

例えば、図８に示されるように、位相差ＡＦでフォーカスレンズが遠方向へ移動する場合において、フォーカスレンズの位置が未だ非合焦範囲ＲＡ内（たとえば位置ＰＡ）であると判定されるとき（上記（１））には、フォーカスレンズを同一方向（遠方向）に微小量Δｘ追加駆動する。

そして、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆのそれぞれについて追加駆動前後の値を比較する。ＡＦ評価値Ｖｎがピークを越えて増加から減少に転じ（Ｖｎ１＞Ｖｎ２）、ＡＦ評価値Ｖｆが未だ増加し続けている（Ｖｆ１＜Ｖｆ２）と判定されるときには、フォーカスレンズが合焦範囲ＲＢ内の位置に存在するものと判定し、最終的な合焦状態であると判定する。換言すれば、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向（ここでは減少方向）とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向（ここでは増加方向）とが逆であるときには、最終的な合焦状態であると判定する。ここで、値Ｖｎ１，Ｖｎ２はそれぞれ当該追加駆動前および当該追加駆動後のＡＦ評価値Ｖｎを表し、値Ｖｆ１，Ｖｆ２はそれぞれ当該追加駆動前および当該追加駆動後のＡＦ評価値Ｖｆを表す。

最終的な合焦状態であると判定されるとＡＦ動作が終了する。一方、未だ最終的な合焦状態でないと判定されると同様の追加駆動がさらに繰り返される。例えば、位相差ＡＦ後の停止位置が位置ＰＡよりもさらに近側の位置ＰＡ０（図８）である場合には、数回の遠方向への追加駆動が行われた後に、最終的な合焦状態が実現されることになる。

また、図１０に示されるように、位相差ＡＦでフォーカスレンズが遠方向へ移動する場合において、フォーカスレンズの位置が非合焦範囲ＲＣ内（例えば位置ＰＣ）であると判定されるとき（上記（３））には、フォーカスレンズを逆方向（近方向）に微小量Δｘ追加駆動する。

そして、ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆのそれぞれについて追加駆動前後の値を比較する。ＡＦ評価値Ｖｎが増加し（Ｖｎ３＜Ｖｎ４）、ＡＦ評価値Ｖｆが減少する（Ｖｆ３＞Ｖｆ４）と判定されるときには、フォーカスレンズが合焦範囲ＲＢ内の位置に存在するものと判定し、最終的な合焦状態であると判定する。換言すれば、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向（ここでは増加方向）とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向（ここでは減少方向）とが逆であるときには、最終的な合焦状態であると判定する。ここで、値Ｖｎ３，Ｖｎ４はそれぞれ当該追加駆動前および当該追加駆動後のＡＦ評価値Ｖｎを表し、値Ｖｆ３，Ｖｆ４はそれぞれ当該追加駆動前および当該追加駆動後のＡＦ評価値Ｖｆを表す。

最終的な合焦状態であると判定されるとＡＦ動作が終了する。一方、未だ最終的な合焦状態でないと判定されると同様の追加駆動がさらに繰り返される。例えば、位相差ＡＦ後の停止位置が位置ＰＣよりもさらに遠側の位置ＰＣ０（図１０）である場合には、数回の近方向への追加駆動が行われた後に、最終的な合焦状態が実現されることになる。

また、位相差ＡＦでフォーカスレンズが近方向へ移動する場合（図７参照）において、未だ最終的な合焦状態ではないと判定されるとき（上記（４），（６））も同様である。

具体的には、フォーカスレンズの位置が未だ非合焦範囲ＲＣ内であると判定されるとき（上記（４））には、フォーカスレンズを同一方向（近方向）に微小量Δｘ追加駆動する。そして、直近におけるＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向とが逆であるときに最終的な合焦状態であると判定する。このような追加駆動を必要に応じて繰り返すことによって最終的な合焦状態が実現される。

同様に、フォーカスレンズの位置が非合焦範囲ＲＡ内であると判定されるとき（上記（６））には、フォーカスレンズを逆方向（遠方向）に微小量Δｘ追加駆動する。そして、直近におけるＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向とが逆であるときに最終的な合焦状態であると判定する。このような追加駆動を必要に応じて繰り返すことによって最終的な合焦状態が実現される。

以上のようにして、ＡＦ動作後のフォーカスレンズの位置が合焦範囲ＲＢ内にあるようなＡＦ動作が実現される。換言すれば、ＡＦ動作後のフォーカスレンズの位置が、本来の合焦位置から±Δｘ以内に存在するような高精度のＡＦ動作を実現することができる。

＜１−４．シフト量Δｘについて＞
ところで、上記のシフト量Δｘは、式（１）のような条件を満たすように定められることが好ましい。

ここで、Ｆは、撮像装置１において設定可能な絞り値（Ｆナンバー）のうちの最小値（すなわち最小Ｆナンバー）、δは撮像素子５における画素ピッチの２倍の値である。

たとえば、Ｆ＝１．４、δ＝６（μｍ）×２＝１２（μｍ）とすると、式（１）より、Δｘ＜３３．６（μｍ）、となる。

式（１）の右辺の値（２×Ｆ×δ）は、パーソナルコンピュータ等のディスプレイにおいて画像を確認する際に撮影画像がいわゆるピンボケ状態とならずに明瞭な合焦状態の画像として認識されるために求められる（片側）焦点深度である。式（１）を満たすようにシフト量Δｘが定められれば、パーソナルコンピュータ等のディスプレイにおいて画像を確認する際にも、十分にピントが合った状態で画像を視認できる。また、パーソナルコンピュータ等のディスプレイにおいて画像を確認する際に求められる合焦度合いは、印画紙等に画像をプリントして視認する際に求められる合焦度合いよりも高く、通常の利用態様において求められる合焦度合いの中で最も高い。したがって、式（１）を満たすような微小量Δｘ内のずれ量で合焦させて得られる撮影画像は、非常に多様な場面で十分な合焦度合いを有する画像として認識されることになる。

＜１−５．フリッカーについて＞
次に、光源のフリッカーについて説明する。

図１１は、画像取得タイミングとフリッカー光源との関係を示す図である。図１１では、上から順に、センサ３１（或いはセンサ３２）における画像の取得タイミング（ここでは２００ｆｐｓのフレームレート）と、５０Ｈｚの蛍光灯（フリッカー周波数１００Ｈｚ）の光源光量の時間変化と、６０Ｈｚの蛍光灯（フリッカー周波数１２０Ｈｚ）の光源光量の時間変化とが示されている。図１２は、コントラストＡＦ制御におけるＡＦ評価値の算出方法の変更によってＡＦ評価値のピーク形状が変化する様子を示す図である。図１２中の黒丸印は、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合に、２００フレーム／秒（ｆｐｓ）のフレームレートで順次取得される複数の画像信号からそれぞれ算出されたＡＦ評価値を示している。なお、縦軸はＡＦ評価値、横軸はフォーカスレンズのレンズ位置を示している。

蛍光灯は商用電源の周波数（５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚ）に応じて短い周期で明滅するため、蛍光灯から発せられる光の量（光量）には揺らぎ（以下「フリッカー」とも称する）が存在する。

具体的には、図１１に示されるように、商用電源５０Ｈｚの蛍光灯は、１／１００秒周期のフリッカー（フリッカー周波数１００Ｈｚ）を有し、商用電源６０Ｈｚの蛍光灯は、１／１２０秒周期のフリッカー（フリッカー周波数１２０Ｈｚ）を有している。

ここで、コントラストＡＦ制御では、上述のように所定のタイミングで取得される各画像において、隣接画素間の画素値の差分の総和をＡＦ評価値として算出し、当該ＡＦ評価値を用いて合焦動作が実行される。

このため、蛍光灯を光源とする撮影環境下においては、フリッカーの影響によって所定のタイミングごとの露光量がばらつくため、正確なＡＦ評価値を算出することができなくなる。具体的には、図１２に示されるように、２００ｆｐｓのフレームレートで順次取得された各画像のＡＦ評価値（図１２中の黒丸印）は、その最大値付近（ピーク付近）において、不明瞭な値となり、正確なＡＦ評価値のピークを検出することができなくなる。

そこで、本実施形態では、蛍光灯等のフリッカー光源を光源とする撮影環境下においては、順次取得された画像それぞれについて、隣接画素間の画素値の差分の総和を算出し、これをＡＦ評価値とする手法（通常評価値算出手法）とは異なる手法を用いて、ＡＦ評価値を算出する。

具体的には、２００ｆｐｓのフレームレートで順次取得される画像について隣接画素間の画素値の差分の総和を予備評価値としてそれぞれ算出するとともに、時間的に連続して算出される２つの予備評価値の平均値（図１２中の×印）を１つのＡＦ評価値とする手法（フリッカー対策評価値算出手法）を用いる。これによれば、ＡＦ評価値が大きく波打つ事もなくなり、ＡＦ評価値のピーク形状が明瞭となる（図１２の破線）。

ここで、フリッカー光源においてフリッカー対策評価値算出手法を採用すると、ＡＦ評価値のピーク形状が明瞭となる原理を詳述する。図１３及び図１４は、フリッカー対策評価値算出手法の原理を示すタイミングチャートである。図１３及び図１４では、それぞれ上から順に、センサ３１（或いはセンサ３２）における画像の取得タイミング（図１３では２００ｆｐｓのフレームレート、図１４では２４０ｆｐｓのフレームレート）と、５０Ｈｚの蛍光灯（フリッカー周波数１００Ｈｚ）の光源光量の時間変化と、６０Ｈｚの蛍光灯（フリッカー周波数１２０Ｈｚ）の光源光量の時間変化とが示されている。なお、センサ３１（或いはセンサ３２）による画像取得の際の露光時間は一定とする。

図１３に示されるように、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合において、２００ｆｐｓのフレームレートで順次画像を取得すると、フレーム取得間隔が光源光量の変動周期の１／２となり、時間的に連続（隣接）した２回の画像取得タイミングにおける露光量の和が常に一定となる。このため、時間的に連続（隣接）した２回の画像取得タイミングにおいて取得される画像に基づいてそれぞれ算出される予備評価値（すなわち２つの予備評価値）の平均値をＡＦ評価値とすれば、フリッカーの影響に拘わらず、複数のＡＦ評価値のピーク形状が明確になる。

このように、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合において、２００ｆｐｓのフレームレートで順次画像を取得し、フリッカー対策評価値算出手法を用いてＡＦ評価値を算出すると、フリッカーの影響を受けないコントラストＡＦ制御が可能となる。

しかしながら、図１３に示されるように、光源のフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、光源光量の変動周期がフレーム取得間隔の２倍とならず、２回の画像取得タイミングにおける露光量の和が一定とならない。したがって、フリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合に、フレームレートが２００ｆｐｓであると、時間的に連続（隣接）した２回の画像取得タイミングにおいて取得される画像データに基づいてそれぞれ算出される予備評価値の平均値をＡＦ評価値としても、ＡＦ評価値が大きく波打ってしまい、ＡＦ評価値の明瞭なピーク形状を得ることができない。

そこで、フリッカー周波数が１２０Ｈｚの場合においても上記フリッカー周波数が１００Ｈｚである場合と同様にフレーム取得間隔が光源光量の変動周期の１／２となるように、フリッカー周波数が１２０Ｈｚの場合にはフレームレートを２４０ｆｐｓとすればよい。これによれば、図１４に示されるように、時間的に連続（隣接）した２回の画像取得タイミングにおける露光量の和が常に一定となる。その結果、時間的に連続（隣接）した２回の画像取得タイミングにおいて取得される画像データに基づいてそれぞれ算出される予備評価値（すなわち２つの予備評価値）の平均値をＡＦ評価値とすれば、フリッカーの影響に拘わらず、複数のＡＦ評価値のピーク形状が明確になる。

但し、図１４に示されるように、フリッカー周波数が１００Ｈｚである場合には、２４０ｆｐｓのフレームレートで順次画像を取得すると、光源光量の変動周期がフレーム取得間隔の２倍となっておらず、２回の画像取得タイミングにおける露光量の和が一定とならない。したがって、フリッカー周波数が１００Ｈｚである場合に、フレームレートが２４０ｆｐｓであると、時間的に連続（隣接）した２回の画像取得タイミングにおいて取得される画像データに基づいてそれぞれ算出される予備評価値の平均値をＡＦ評価値としても、ＡＦ評価値が大きく波打ってしまい、ＡＦ評価値の明瞭なピーク形状を得ることができない。

そこで、撮像装置１では、次述する手法によって光源の状態（フリッカーの有無およびフリッカー周波数）を検出し、光源の状態に応じてＡＦ評価値算出用の画像取得タイミングを変更するとともに、ＡＦ評価値算出手法を変更するように制御する。

以下、光源状態識別方法について説明する。図１５及び図１６は、フリッカー周波数の識別方法を説明するためのタイミングチャートであり、図１７から図２０は、フリッカー周波数の識別方法を説明するための図である。図１５及び図１６では、それぞれ上から順に、センサ３１（或いはセンサ３２）における画像取得タイミング（図１５では１００ｆｐｓのフレームレート、図１６では１２０ｆｐｓのフレームレート）と、フリッカー周波数が１００Ｈｚの場合の光源光量の時間変化と、フリッカー周波数が１２０Ｈｚの場合の光源光量の時間変化とが示されている。

図１５に示されるように、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合には、フレーム取得間隔と光源光量の変動周期とが一致するため、センサ３１（或いはセンサ３２）で取得される各画像間で画素値（輝度）の変動が生じない。これに対して、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、フレーム取得間隔と光源光量の変動周期とが一致しないため、センサ３１（或いはセンサ３２）で取得される各画像間で画素値（輝度）の変動が生じる。

一方、図１６に示されるように、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、フレーム取得間隔と光源光量の変動周期とが一致するため、センサ３１（或いはセンサ３２）で取得される各画像間で画素値（輝度）の変動が生じない。これに対して、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合には、フレーム取得間隔と光源光量の変動周期とが一致しないため、センサ３１（或いはセンサ３２）で取得される各画像間で画素値（輝度）の変動が生じる。

図１７では、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合においてセンサ３１（或いはセンサ３２）で取得される各画像（各フレーム）における画素値の平均値（輝度の平均値）の具体例が示されている。そして、図１８では、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合においてセンサ３１（或いはセンサ３２）で取得される各画像（各フレーム）における画素値の平均値（輝度の平均値）の具体例が示されている。

図１７に示されるように、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、各フレーム間において、輝度の平均値（輝度平均値）の変動がほとんど見られない。

これに対して、図１８に示されるように、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、各フレーム間において、輝度平均値の変動がみられ、５フレーム周期で輝度平均値が増減を繰り返している。

図１９では、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合における画像データの輝度平均値の変動周期の具体例を示しており、図２０では、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合における画像データの輝度平均値の変動周期の具体例を示している。図１９及び図２０においては、縦軸は各周期の極小値間のフレーム数を示しており、横軸は周期Ｎｏ（ナンバー）を示している。ここでは、原則として、隣接する極小値間の範囲を１つの周期としている。ただし、所定範囲（例えば１０フレーム）内に極小値が存在しない場合には、当該所定範囲を一つの周期とみなし、当該所定範囲に対応する周期のフレーム数は０（ゼロ）になるものとして表現している。なお、ここでは輝度平均値の変動周期を表すのに極小値間のフレーム数を用いたがこれに限定されず、極大値間のフレーム数を用いてもよい。

図１９に示されるように、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、ほぼ５フレーム周期で輝度平均値が変動する。よって、例えば、フレームレートを１００ｆｐｓに設定して、１０周期（図１９中の区間ＫＢ１にほぼ相当）のうちの８周期以上について、５フレーム周期で輝度平均値が変動している状況（状況１）では、光源のフリッカー周波数は１２０Ｈｚであると判定できる。

また、図示していないが、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合には、ほぼ６フレーム周期で輝度平均値が変動する。よって、例えば、フレームレートを１２０ｆｐｓに設定して、１０周期のうちの８周期以上について、６フレーム周期で輝度平均値が変動している状況（状況２）では、光源のフリッカー周波数は１００Ｈｚであると判定できる。

一方、図２０に示されるように、フレームレートが１２０ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１２０Ｈｚである場合には、輝度平均値の変動は生じない。よって、例えば、フレームレートを１２０ｆｐｓに設定して、１０周期のうちの８周期以上について、６フレーム周期で輝度平均値が変動していない状況（状況３）では、光源のフリッカー周波数は１００Ｈｚではないと判定できる。したがって、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚおよび１２０Ｈｚのいずれかであるとすれば、光源のフリッカー周波数は１２０Ｈｚであると判定できる。

さらに、フレームレートが１００ｆｐｓであり、かつフリッカー周波数が１００Ｈｚである場合には、輝度平均値の変動が生じない。よって、例えば、フレームレートを１００ｆｐｓに設定して、１０周期のうちの８周期以上について、５フレーム周期で輝度平均値が変動していない状況（状況４）では、光源のフリッカー周波数は１２０Ｈｚではないと判定できる。したがって、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚおよび１２０Ｈｚのいずれかであるとすれば、光源のフリッカー周波数は１００Ｈｚであると判定できる。

また、上記の判定に際しては、隣接する極小値間の範囲を（原則として）１周期とする場合の１０周期分のデータを用いる場合を例示したが、これに限定されない。例えば、状況１および状況４では、５フレームを１周期と仮定した場合の１０周期分のデータ（すなわち５０フレーム分の画像データ）を用いることが可能であり、状況３および状況２では、６フレームを１周期と仮定した場合の１０周期分のデータ（すなわち６０フレーム分の画像データ）を用いることが可能である。以下では、このようなデータに基づいて上記の判定を行うものとする。

上記の原理を利用して、撮像装置１のコントラストＡＦ制御部１０１ａでは、
ｉ）フレームレートが１００ｆｐｓで取得された５０フレームにおいて状況１が成立し、かつフレームレートが１２０ｆｐｓで取得された６０フレームにおいて状況３が成立する場合には、光源のフリッカー周波数は１２０Ｈｚであると判定する。

一方、ii）フレームレートが１００ｆｐｓで取得された５０フレームにおいて状況４が成立し、かつフレームレートが１２０ｆｐｓで取得された６０フレームにおいて状況２が成立する場合には、光源のフリッカー周波数は１００Ｈｚであると判定する。

また、上記ｉ），ii）以外の場合には、光源はフリッカー光源ではない、すなわち非フリッカー光源であると判定する。

なお、状況１または状況２のみを検出するだけでも、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚおよび１２０Ｈｚのいずれであるかを認識することが可能であるが、ここでは、状況３または状況４をも検出する場合を例示する。これによれば、フリッカー周波数の認識をさらに正確に行うことが可能である。

＜２．動作＞
＜２−１．撮影動作＞
次に、撮像装置１の撮影動作について説明する。図２１は、撮像装置１における撮影動作を示すフローチャートである。本動作フローは、制御部１０１の制御によって実現される。なお、撮像装置１は撮影時（ステップＳＰ１１９）にはミラーアップ状態にされるが、その他の動作時（ステップＳＰ１００〜ＳＰ１１８，ＳＰ１２０，ＳＰ１２２等）においてはミラーダウン状態となっている。

撮像装置１では、まず、操作部８０に含まれる動作モード切替スイッチを適宜操作することで、撮像装置１の動作モードが静止画を撮影するモード（静止画撮影モード）に設定されると、図２１のステップＳＰ１００に進む。

ステップＳＰ１００では、コントラストＡＦユニットとして機能する２つのセンサ３１，３２に電源が投入され、センサ３１，３２の駆動が開始される。

ステップＳＰ１０１では、２つのセンサ３１，３２のうち近側のセンサ３１のフレームレートが１００ｆｐｓに設定される。具体的には、制御部１０１からの信号に応じて、近側のセンサ３１が１００ｆｐｓのフレームレートで画像信号の読み出しを開始する。

また、ステップＳＰ１０２では、２つのセンサ３１，３２のうち遠側のセンサ３２のフレームレートが１２０ｆｐｓに設定される。具体的には、制御部１０１からの信号に応じて、遠側のセンサ３２が１２０ｆｐｓの画像信号の読み出しを開始する。

そして、ステップＳＰ１０３では、近側のセンサ３１を用いて、１００ｆｐｓで５０フレーム分の画像データが読み出され、当該５０フレーム分の画像データそれぞれについて、輝度平均値（１００ｆｐｓの輝度平均値）が算出される。なお、この５０個の輝度平均値は、制御部１０１内のメモリに一時的に記憶される。

また、ステップＳＰ１０４では、遠側のセンサ３２を用いて、１２０ｆｐｓで６０フレーム分の画像データが読み出され、当該６０フレーム分の画像データそれぞれについて、輝度平均値（１２０ｆｐｓの輝度平均値）が算出される。なお、この６０個の輝度平均値は、制御部１０１内のメモリに一時的に記憶される。

ここにおいて、ステップＳＰ１０４の動作は、ステップＳＰ１０３の動作と並行して（並列的に）実行される。したがって、ステップＳＰ１０３の動作とステップＳＰ１０４の動作とを順次に（直列的に）行う場合に比べて、高速な処理が可能である。

ステップＳＰ１０５では、ステップＳＰ１０２で算出された１００ｆｐｓの輝度平均値に周期変動があるか否かが判定される。具体的には、５０フレーム分の画像データにおいて５フレームを１周期とした場合の１０周期のうち、８周期以上について５フレーム周期で輝度平均値が変動している状況（状況１）が認識されれば、１００ｆｐｓの輝度平均値に周期変動があると判定する。そして、ステップＳＰ１０５において、周期変動があると判定されれば、ステップＳＰ１０６に進み、周期変動がないと判定されれば、ステップＳＰ１１１に進む。

ステップＳＰ１０６では、ステップＳＰ１０４で算出された１２０ｆｐｓの輝度平均値に周期変動が無いか否かが判定される。具体的には、６０フレーム分の画像データにおいて６フレームを１周期とした場合の１０周期のうち、８周期以上について６フレーム周期で輝度平均値が変動している状況（状況２）が認識されなければ、１２０ｆｐｓの輝度平均値に周期変動がないと判定される。そして、ステップＳＰ１０６において、周期変動があると判定されれば、ステップＳＰ１０７に進み、周期変動がないと判定されれば、ステップＳＰ１０９に進む。

ステップＳＰ１０７では、光源が非フリッカー光源であると認識する。具体的には、１００ｆｐｓ及び１２０ｆｐｓに係る輝度平均値の双方において周期変動が見られたため、光源のフリッカー周波数が１００Ｈｚとも１２０Ｈｚとも断定することができないため、光源が非フリッカー光源であると認識される。

ステップＳＰ１０８では、ステップＳＰ１０７で認識された非フリッカー光源に合わせて、コントラストＡＦ動作時の２つのセンサ３１，３２のフレームレートがそれぞれ２００ｆｐｓに設定される。

また、ステップＳＰ１０９では、光源が６０Ｈｚの蛍光灯であると認識される。

ステップＳＰ１１０では、ステップＳＰ１０９で認識された光源（６０Ｈｚ）に合わせてコントラストＡＦ動作時の２つのセンサ３１，３２のフレームレートがそれぞれ２４０ｆｐｓに設定される。
一方、ステップＳＰ１１１では、ステップＳＰ１０４で算出された１２０ｆｐｓの輝度平均値に周期変動があるか否かが判定される。具体的には、６０フレーム分の画像データにおいて６フレームを１周期とした場合の１０周期のうち、８周期以上について６フレーム周期で輝度平均値が変動している状況（状況２）が認識されれば、１２０ｆｐｓの輝度平均値に周期変動があると判定される。そして、ステップＳＰ１１１において、周期変動があると判定されれば、ステップＳＰ１１２に進み、周期変動がないと判定されれば、ステップＳＰ１１４に進む。

ステップＳＰ１１２では、光源が５０Ｈｚの蛍光灯であると認識される。

ステップＳＰ１１３では、ステップＳＰ１１２で認識された光源（５０Ｈｚ）に合わせてコントラストＡＦ動作時の２つのセンサ３１，３２のフレームレートがそれぞれ２００ｆｐｓに設定される。
また、ステップＳＰ１１４では、光源が非フリッカー光源であると認識される。具体的には、１００ｆｐｓ及び１２０ｆｐｓに係る輝度平均値の双方において周期変動が見られなかったため、光源が非フリッカー光源であると認識される。

ステップＳＰ１１５では、ステップＳＰ１１４で認識された非フリッカー光源に合わせて、コントラストＡＦ動作時の２つのセンサ３１，３２のフレームレートがそれぞれ２００ｆｐｓに設定される。

ステップＳＰ１１６では、シャッターボタン１１のＳ１状態が検出されたか否かが判定される。ここでは、Ｓ１状態が検出されるまでステップＳＰ１１６の判定が繰り返され、Ｓ１状態が検出されるとステップＳＰ１１７に進む。

ステップＳＰ１１７では、自動合焦動作（ＡＦ動作）が実行される。具体的には、後述のように位相差ＡＦ制御とコントラストＡＦ制御とが実行される。

コントラストＡＦ制御では、フレームレートの設定工程（ステップＳＰ１０８，ＳＰ１１０，ＳＰ１１３，ＳＰ１１５）において設定された共通のフレームレート（２００ｆｐｓ又は２４０ｆｐｓ）で２つのセンサ３１，３２から画像を取得し、当該画像に基づいてＡＦ評価値を算出する動作が実行される。

このように、撮像装置１は、フリッカー周波数が検出された場合に、コントラストＡＦの際の２つのセンサ３１，３２のフレームレートをフリッカー周波数に応じて決定し、２つのセンサ３１，３２から共通のフレームレートで取得される画像に基づいてＡＦ評価値を取得し、コントラストＡＦ動作を実行する。

次のステップＳＰ１１８では、シャッターボタン１１のＳ２状態が検出されたか否かが判定される。Ｓ２状態が検出されると、ステップＳＰ１１９に移行し、Ｓ２状態が検出されなければステップＳＰ１２０に移行する。

ステップＳＰ１２０では、Ｓ１状態であるか否かが判断され、Ｓ１状態であればステップＳＰ１１８に移行し、Ｓ１状態でなければ、ステップＳＰ１１６へと移行する。

一方、ステップＳＰ１１９では、撮影が行われる。換言すれば、記録用静止画像取得のための露光動作を含む本撮影動作が行われる。この本撮影動作時においては、撮像装置１は、ミラーアップ状態を有しており、撮像素子５に到達した被写体像が記録用の画像データとして取得される。また、この本撮影動作が終了すると、撮像装置１は再びミラーダウン状態に戻る。

撮影が終了すると、ステップＳＰ１２１に移行し、撮影モードが継続されているか否かが判定される。撮影モードが継続されていれば、ステップＳＰ１１６からステップＳＰ１２０の処理を繰り返し実行し、撮影モードが解除されていれば、撮影動作を終了する。

以上のように、本発明の実施形態に係る撮像装置１では、２つのセンサ３１，３２によって、互いに異なるフレームレートで並行して取得された複数の画像に基づいて、光源のフリッカー周波数を検出するので、フリッカー周波数の検出に用いられる画像を高速に取得することが可能となり、光源のフリッカー周波数を高速に検出することができる。

また、撮像装置１では、コントラストＡＦユニットとして機能する２つのセンサ３１，３２を用いて光源のフリッカー周波数を検出することができるので、フリッカー周波数検出用の新たな構成を設けることなく、光源のフリッカー周波数を検出することができる。

また、光源のフリッカー周波数が検出された場合には、画像取得の際のフレームレートをフリッカー周波数の２倍（２００ｆｐｓ又は２４０ｆｐｓ）に設定し、時間的に連続して取得される２つの画像データを用いて１つのＡＦ評価値を算出することで、複数のＡＦ評価値を算出する。そして、当該複数のＡＦ評価値に基づいてコントラストＡＦ制御を実行する。これによれば、光源のフリッカーに起因した被写体からの光の光量の変動の影響を低減して、高精度の合焦制御を実現することができる。

また、撮像装置１では、静止画撮影モード選択時に光源のフリッカー周波数を検出するので、ＡＦ制御を行う前に（Ｓ１状態が検出される前に）光源情報を取得することが可能となり、ＡＦ指示（Ｓ１状態検出）後、すぐに合焦動作を実行することが可能となる。

＜２−２．ＡＦ動作＞
次に、図２２〜図２６を参照しながら撮像装置１のＡＦ動作（ステップＳＰ１１７）について詳述する。図２２〜図２６は撮像装置１のＡＦ動作に関するサブルーチン処理を示すフローチャートである。

シャッターボタン１１がＳ１状態（半押し状態）にされる（ステップＳＰ１１６）と、図２２に示すようなＡＦ動作が開始される。

まず、位相差ＡＦ用のセンサ２６が起動される（ステップＳＰ１）。その後、位相差ＡＦによる測距動作が行われる（ステップＳＰ２）。この測距動作は、セパレータレンズ２５およびセンサ２６等を含む位相差ＡＦユニットによって実現される。なお、この時点においては未だフォーカスレンズは駆動されていない。

ステップＳＰ３においては、位相差ＡＦにおける測距動作の結果が判定される。合焦していると判定されるときにはステップＳＰ２１（図２３）へと進み、合焦していないと判定されるときにはステップＳＰ４１（図２４）へと進む。

まず、ステップＳＰ４１以降について説明する。位相差ＡＦにおいて非合焦状態であると判定されると、フォーカスレンズは、制御部１０１およびフォーカスレンズ制御部１２１等によって駆動され、位相差ＡＦによって合焦であると判定される位置にまで移動する（ステップＳＰ４１，ＳＰ４３）。また、このフォーカスレンズの移動中において、フレームレートの設定工程（ステップＳＰ１０８，ＳＰ１１０，ＳＰ１１３，ＳＰ１１５）において設定された共通のフレームレート（２００ｆｐｓ又は２４０ｆｐｓ）で画像が取得され、当該画像に基づいてＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆが順次取得される（ステップＳＰ４２）。取得された各ＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの時系列データは制御部１０１内のメモリ等に格納される。このように、位相差ＡＦユニットを用いた位相差方式の合焦動作としてフォーカスレンズの移動動作が行われている間に、ＡＦ評価値（コントラスト値）Ｖｎ，Ｖｆが取得される。以上のようにして位相差ＡＦ動作が終了する。

なお、ＡＦ評価値の算出においては、光源の状態に応じてその算出手法が変更される。具体的には、光源が非フリッカー光源である場合には、通常評価値算出手法が用いられ、光源がフリッカー光源である場合には、フリッカー対策評価値算出手法が用いられる。

ステップＳＰ４４〜ＳＰ５３においては、上述のようなコントラストＡＦ動作における判定動作が行われる。

具体的には、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向とが逆であるときには合焦状態であると判定する。

詳細には、ＡＦ評価値Ｖｆがピークを越えておらず未だ増加傾向にある一方で、ＡＦ評価値Ｖｎがピークを越えており減少傾向にある（ステップＳＰ４４，ＳＰ４５）場合（図７参照）には、原則として、合焦状態であると判定される（ステップＳＰ５１）。ただし、ここでは誤判定を防止するため、さらに位相差ＡＦによる駆動方向が遠方向であるか否かが判定される（ステップＳＰ４６）。位相差ＡＦによる駆動方向が遠方向でないときには、例外的に非合焦状態であると判定される（ステップＳＰ４９）。

また、ＡＦ評価値Ｖｆがピークを越えており減少傾向にある一方で、ＡＦ評価値Ｖｎがピークを越えておらず未だ増加傾向にある（ステップＳＰ４４，ＳＰ４７）場合（図６参照）にも、原則として、合焦状態であると判定される（ステップＳＰ５２）。ただし、ここでは誤判定を防止するため、さらに位相差ＡＦによる駆動方向が近方向であるか否かが判定される（ステップＳＰ４８）。位相差ＡＦによる駆動方向が近方向でないときには、例外的に非合焦状態であると判定される（ステップＳＰ５３）。

以上のように、合焦状態であることがステップＳＰ５１あるいはステップＳＰ５２において判定されると、このＡＦ動作は終了する。

一方、ＡＦ評価値Ｖｎの増減変化方向とＡＦ評価値Ｖｆの増減変化方向とが同一であるときには非合焦状態であると判定する。

詳細には、ＡＦ評価値Ｖｆがピークを越えておらず未だ増加傾向にあり、且つ、ＡＦ評価値Ｖｎもピークを越えておらず未だ増加傾向にある（ステップＳＰ４４，ＳＰ４５）場合（図６、図７参照）には、非合焦状態であると判定される（ステップＳＰ４９）。また、ＡＦ評価値Ｖｆがピークを越えて減少傾向にあり、且つ、ＡＦ評価値Ｖｎもピークを越えて減少傾向にある（ステップＳＰ４４，ＳＰ４７）場合（図６、図７参照）にも、非合焦状態であると判定される（ステップＳＰ５３）。

非合焦状態であると判定されると、フォーカスレンズの微小駆動を伴うコントラストＡＦ動作がさらに行われる。

具体的には、非合焦状態であることがステップＳＰ４９で判定されると、ステップＳＰ６１（図２５）に進む。

ステップＳＰ６１では、位相差ＡＦによる駆動方向と同一方向にフォーカスレンズが微小量（ここではΔｘ）駆動される。

位相差ＡＦによる駆動方向が遠方向である場合には条件Ｃ１（次述）が成立すると判定（ステップＳＰ６３）されるまで、ステップＳＰ６１〜ＳＰ６３の微小駆動動作等が繰り返される。ここで、条件Ｃ１は、ＡＦ評価値Ｖｎが減少し、且つ、ＡＦ評価値Ｖｆが増加することである。条件Ｃ１が成立するときには合焦状態であると判定（ステップＳＰ６４）され、このＡＦ動作を終了する。

位相差ＡＦによる駆動方向が近方向である場合には条件Ｃ３（次述）が成立すると判定（ステップＳＰ６３）されるまで、ステップＳＰ６１〜ＳＰ６３の微小駆動動作等が繰り返される。ここで、条件Ｃ３は、ＡＦ評価値Ｖｎが増加し、且つ、ＡＦ評価値Ｖｆが減少することである。条件Ｃ３が成立するときには合焦状態であると判定（ステップＳＰ６４）され、このＡＦ動作を終了する。

微小駆動動作の繰り返し中に微小駆動量の総和（ここではΣΔｘ）が閾値ＴＨ１以上であると判定（ステップＳＰ６２）されるときには、自動合焦不可能であるとして非合焦判定（ステップＳＰ６５）を行うとともにＡＦ動作を終了する。

また、非合焦状態であることがステップＳＰ５３で判定されると、ステップＳＰ７１（図２６）に進む。

ステップＳＰ７１では、位相差ＡＦによる駆動方向とは逆方向にフォーカスレンズが微小量Δｘ駆動される。

当該逆方向の駆動方向（換言すれば新たな駆動方向）が近方向である場合には条件Ｃ３（上述）が成立すると判定（ステップＳＰ７３）されるまで、ステップＳＰ７１〜ＳＰ７３の微小駆動動作等が繰り返される。条件Ｃ３が成立するときには合焦状態であると判定（ステップＳＰ７４）され、このＡＦ動作を終了する。

当該逆方向の駆動方向（換言すれば新たな駆動方向）が遠方向である場合には条件Ｃ１（上述）が成立すると判定（ステップＳＰ７３）されるまで、ステップＳＰ７１〜ＳＰ７３の微小駆動動作等が繰り返される。条件Ｃ１が成立するときには合焦状態であると判定（ステップＳＰ７４）され、このＡＦ動作を終了する。

微小駆動動作の繰り返し中に微小駆動量の総和が閾値ＴＨ１以上であると判定（ステップＳＰ７２）されるときには、自動合焦不可能であるとして非合焦判定（ステップＳＰ７５）を行うとともにＡＦ動作を終了する。

次に、ステップＳＰ３（図２２参照）において合焦状態であると判定された場合について説明する。すなわち、位相差ＡＦユニットを用いた位相差方式の合焦判定によって合焦状態であると判定され、当該位相差方式による合焦動作としてのレンズ駆動が行われない場合の動作について説明する。この場合には、ステップＳＰ２１（図２３）に進む。

位相差ＡＦにおいて合焦状態であると判定されているので本来の合焦位置付近に存在しているが、さらに高精度に合焦させるため、コントラストＡＦを併用する。以下でも、基本的には、上述の思想を適用してＡＦ動作を行う。ただし、この時点では位相差ＡＦによる測距動作は既に行われているが位相差ＡＦによる駆動動作が未だ行われていないため、センサ３１，３２によるＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの増加傾向を把握することができない。そこで、ここでは、まずフォーカスレンズを微小量駆動してＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆの増加傾向を把握する動作を行う。

そのため、まず、ステップＳＰ２１において、未駆動時点における現在位置でのＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆを取得する。そして、その大小関係に基づいてレンズの移動方向を決定する（ステップＳＰ２２）。具体的には、ＡＦ評価値ＶｎがＡＦ評価値Ｖｆよりも大きい（Ｖｎ＞Ｖｆ）場合には、フォーカスレンズが比較的近側に存在するものとみなして、遠方向へと微小駆動する（ステップＳＰ２３）。一方、ＡＦ評価値ＶｎがＡＦ評価値Ｖｆよりも小さい（Ｖｎ＜Ｖｆ）場合には、フォーカスレンズが比較的遠側に存在するものとみなして、近方向へと微小駆動する（ステップＳＰ２８）。

そして、駆動方向が遠方向である場合には条件Ｃ１（上述）が成立すると判定（ステップＳＰ２５）されるまで、微小駆動動作等（ステップＳＰ２３〜ＳＰ２５）が繰り返される。条件Ｃ１が成立するときには合焦状態であると判定（ステップＳＰ２６）され、このＡＦ動作を終了する。

駆動方向が近方向である場合には条件Ｃ３（上述）が成立すると判定（ステップＳＰ３１）されるまで、微小駆動動作等（ステップＳＰ２８，ＳＰ２９，ＳＰ３１）が繰り返される。条件Ｃ３が成立するときには合焦状態であると判定（ステップＳＰ３３）され、このＡＦ動作を終了する。

微小駆動動作の繰り返し中に微小駆動量の総和が閾値ＴＨ１以上であると判定（ステップＳＰ２４、ＳＰ２９）されるときには、自動合焦不可能であるとして非合焦判定（ステップＳＰ２７、ＳＰ３２）を行うとともにＡＦ動作を終了する。

以上のようなＡＦ動作によれば、位相差ＡＦユニットによる合焦動作を行うとともに第１コントラストＡＦユニットおよび第２コントラストＡＦユニットによる合焦動作を行うので、高速且つ高精度の合焦動作を行うことができる。また、第１コントラストＡＦユニットの撮像面Ｐ１は位相差ＡＦユニットの基準面Ｐ０の光学的等価位置に対して近側にシフトされて配置され、第２コントラストＡＦユニットの撮像面Ｐ２は位相差ＡＦユニットの基準面Ｐ０の光学的等価位置に対して遠側にシフトされて配置されている。そのため、各撮像面Ｐ１，Ｐ２によって取得される２つの評価値（ＡＦ評価値）Ｖｎ，Ｖｆのピーク位置を利用して、本来の合焦位置に対して非常に近い範囲（ここでは±Δｘ）内にフォーカスレンズを移動し、高精度に合焦させることが可能になる。

また、位相差ＡＦユニットによる合焦動作のためにフォーカスレンズが移動されている間に、ＡＦ用の各評価値Ｖｎ，Ｖｆが取得されるので、位相差ＡＦユニットによる合焦動作のためのフォーカスレンズ移動完了後にＡＦ用の評価値の取得を開始する場合に比べて、高速化を図ることができる。

また、各撮像面Ｐ１，Ｐ２における画像信号に基づいて取得された評価値Ｖｎ，Ｖｆによって合焦していると判定される場合には、必ずしもさらにレンズ駆動を行う必要がない。すなわち、常に位相差ＡＦ後にコントラストＡＦ用のレンズ駆動動作をさらに行うことを要しない。このように、第１および第２コントラストＡＦユニットの撮像面Ｐ１，Ｐ２での画像信号に基づいて取得される第１および第２評価値Ｖｎ，Ｖｆを用いることによって、無駄なレンズ駆動動作を低減して的確に合焦させることができる。

＜３．変形例＞
上記実施形態においては、２つの評価値Ｖｎ，Ｖｆの増減変化方向を利用して、最終的な合焦状態であるか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、２つの評価値Ｖｎ，Ｖｆの差と閾値との大小関係に基づいて、最終的な合焦状態であるか否かを判定するようにしてもよい。より詳細には、位相差ＡＦユニットを用いた位相差方式の合焦判定によって合焦状態であると判定され当該位相差方式による合焦動作としてのレンズ駆動が行われない場合において、評価値Ｖｎ，Ｖｆの差が閾値ＴＨ２よりも小さいときには合焦状態であると判定し、評価値Ｖｎ，Ｖｆの差が閾値ＴＨ２よりも大きいときには非合焦状態であると判定するようにしてもよい。

図２７はこのような変形例に係る動作を示すフローチャートであり、図２８は合焦判定の原理について説明する概念図である。

図２８に示すように、本来の合焦位置付近において、２つの評価値（ＡＦ評価値）Ｖｎ，Ｖｆの差（絶対値）は比較的小さな値になる。このような性質を利用して、ここでは、２つの評価値（ＡＦ評価値）Ｖｎ，Ｖｆの差、すなわち｜Ｖｎ−Ｖｆ｜が所定の閾値ＴＨ２よりも小さいとき（｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＜ＴＨ２）は、最終的な合焦状態であるものと判定する。また逆に、当該差｜Ｖｎ−Ｖｆ｜が所定の閾値ＴＨ２よりも大きいとき（｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＜ＴＨ＞）には、未だ最終的な合焦状態ではないものと判定する。このように、２つの評価値Ｖｎ，Ｖｆの差を利用することによって、より高精度の合焦判定動作を実現することも可能である。なお、閾値ＴＨ２としては、適宜の値が設定されればよい。閾値ＴＨ２を比較的小さな値に設定すれば、図２９のように合焦範囲ＲＤが比較的狭い範囲となる。

図２７においては、上記実施形態における図２３の各処理に代わって行われる処理が示されている。具体的には、ステップＳＰ３（図２２参照）において合焦状態であると判定された場合には、図２７のステップＳＰ２１に進む。ステップＳＰ２１においては、現時点（未駆動時点）におけるＡＦ評価値Ｖｎ，Ｖｆを取得する。

次にステップＳＰ３６に進み、２つの評価値（ＡＦ評価値）Ｖｎ，Ｖｆの差が所定の閾値ＴＨ２よりも小さい（｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＜ＴＨ２）か否かを判定する。

そして、不等式、｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＜ＴＨ２、が成立するときには、最終的な合焦状態であるものと判定する（ステップＳＰ３７）。

一方、不等式、｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＜ＴＨ２、が成立しないときには、最終的な合焦状態でないものと判定し、ステップＳＰ２２に進む。なお、等号成立時（｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＝ＴＨ２）は、最終的な合焦状態であると判定するようにしても良い。

ステップＳＰ２２以降においては、上記と同様の動作（図２３参照）が行われる。すなわち、コントラストＡＦによる微小駆動等が行われる。

以上のような動作によっても、高速かつ高精度の合焦動作を行うことができる。特に、｜Ｖｎ−Ｖｆ｜が所定の閾値ＴＨ２よりも小さいとき（｜Ｖｎ−Ｖｆ｜＜ＴＨ２）は、レンズを駆動することなく最終的な合焦状態であることが確認される。

また、上記実施形態においては、位相差ＡＦユニットの基準面Ｐ０の光学的等価位置に対する両撮像面Ｐ１，Ｐ２のシフト量、具体的には、センサ３１の撮像面Ｐ１のシフト量とセンサ３２の撮像面Ｐ２のシフト量とはいずれもΔｘであり略同一である場合を例示した。換言すれば、センサ３１の撮像面Ｐ１とセンサ３２の撮像面Ｐ２とは、位相差ＡＦユニットの基準面Ｐ０の光学的等価位置に対して略同一距離離れた位置に存在する場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、位相差ＡＦユニットの基準面Ｐ０の光学的等価位置に対する両撮像面Ｐ１，Ｐ２のシフト量は、互いに異なる値であってもよい。

また、上記実施形態では、コントラストＡＦ制御において、フレームレートをフリッカー周波数の２倍に設定し、時間的に連続して取得された２つの画像データを用いて１つのＡＦ評価値を算出したが、これに限られない。例えば、フレームレートをフリッカー周波数の３倍に設定した場合には、光源光量の変動周期が、フレーム取得間隔の３倍となるため、センサ３１（或いはセンサ３２）によって時間的に連続して取得された３つの画像データから１つのＡＦ評価値を算出するようにしても良い。

更に、フレームレート（１秒あたりのフレーム数：ｆｐｓ）をフリッカー周波数（Ｈｚ）のｎ倍（ｎは自然数）に設定した場合には、光源光量の変動周期と、フレーム取得間隔のｎ倍とが一致する。このため、例えば、センサ３１によって時間的に連続して取得された、ｎ枚の画像を用いて１つのＡＦ評価値を算出するようにしても良い。これによれば、光源のフリッカーに起因した被写体からの光の光量の変動の影響を低減して、高精度の合焦制御を実現することができる。

また、上記実施形態では、静止画撮影モード選択時に光源のフリッカー周波数を検出していたが、これに限定されない。

具体的には、撮像装置１を起動したときに光源のフリッカー周波数を検出するようにしてもよい。「撮像装置を起動したとき」には、例えば、（ａ）撮像装置１の電源が投入（ＯＮ）されたとき、（ｂ）自動電源ＯＦＦ（auto power off）等の省電モードから所定のボタン操作によって復帰したとき等が含まれる。或いは、撮影モードにおいて、適正露出の変化が検知されたときに、光源のフリッカー周波数を検出するようにしてもよい。或いは、２つのセンサ３１，３２によって取得される画像のホワイトバランスが変更されたときに、光源のフリッカー周波数を検出するようにしてもよい。或いは、電源投入状態において、撮影レンズユニット３の交換が行われ、新たな撮影レンズユニット３の装着が検知されたときに、光源のフリッカー周波数を検出するようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、蛍光灯の明滅に起因する光源から発せられる光の量（光量）の揺らぎを「フリッカー」と称し、その揺らぎの周波数を「フリッカー周波数」と称したが、これに限られず、例えば、蛍光灯以外の光源から発せられる光の量（光量）の揺らぎ一般を「フリッカー」と称し、その揺らぎの周波数を「フリッカー周波数」と称するようにしても良い。

実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。 撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 ＡＦモジュールの構成を示す図である。 撮像素子と２つのコントラスト検出用のセンサとの光学的な位置関係を示す図である。 位相差ＡＦにおける測距動作およびレンズ駆動動作を示すタイミングチャートである。 フォーカスレンズが遠方向に駆動される場合を示す概念図である。 フォーカスレンズが近方向に駆動される場合を示す概念図である。 位相差ＡＦによって近側の非合焦範囲内のレンズ位置に停止したときの合焦動作を示す概念図である。 位相差ＡＦによって合焦範囲内のレンズ位置に停止したときの合焦動作を示す概念図である。 位相差ＡＦによって遠側の非合焦範囲内のレンズ位置に停止したときの合焦動作を示す概念図である。 画像取得タイミングとフリッカー光源との関係を示す図である。 ＡＦ評価値の算出方法の変更に基づくＡＦ評価値のピーク形状の変化を示す図である。 フリッカー対策評価値算出手法の原理を示すタイミングチャートである。 フリッカー対策評価値算出手法の原理を示すタイミングチャートである。 フリッカー周波数の識別方法を説明するタイミングチャートである。 フリッカー周波数の識別方法を説明するタイミングチャートである。 フリッカー周波数の識別方法を説明する図である。 フリッカー周波数の識別方法を説明する図である。 フリッカー周波数の識別方法を説明する図である。 フリッカー周波数の識別方法を説明する図である。 撮像装置１における撮影動作を示すフローチャートである。 撮像装置のＡＦ動作を示すフローチャートである。 撮像装置のＡＦ動作を示すフローチャートである。 撮像装置のＡＦ動作を示すフローチャートである。 撮像装置のＡＦ動作を示すフローチャートである。 撮像装置のＡＦ動作を示すフローチャートである。 変形例に係る動作を示すフローチャートである。 変形例に係る合焦判定の原理について説明する概念図である。 変形例に係る合焦判定の原理について説明する概念図である。

符号の説明

１ 撮像装置
２ カメラ本体部
３ 撮影レンズユニット
５ 撮像素子
２０ ＡＦモジュール
２２ ハーフミラー
２３，２８ ＩＲカットフィルタ
２５ セパレータレンズ
２６ 位相差ＡＦ用センサ
２７ リレー光学系
２９ ビームスプリッタ
３１，３２ （コントラストＡＦ用）撮像センサ
Δｘ シフト量
Ｐ０ （位相差ＡＦ用センサ２６の）基準面
Ｐ１ （撮像センサ３１の）撮像面
Ｐ２ （撮像センサ３２の）撮像面
Ｖｎ，Ｖｆ 評価値

Claims (11)

1. 撮像装置であって、
   時系列の画像データをそれぞれ取得することが可能な２つの撮像センサと、
   前記２つの撮像センサによる画像データ取得の際のフレームレートをそれぞれ設定する設定手段と、
   互いに異なるフレームレートで前記２つの撮像センサによって並行して取得される複数の画像データに基づいて、光源のフリッカー周波数を検出する周波数検出手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記２つの撮像センサによって取得された画像データに基づいて合焦動作を行う画像信号合焦手段、
   をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記設定手段は、前記周波数検出手段によってフリッカー周波数が検出された場合に、前記２つの撮像センサのフレームレートを、前記フリッカー周波数に応じて決定される共通のフレームレートに設定し、
   前記画像信号合焦手段は、前記共通のフレームレートで前記２つの撮像センサのそれぞれによって取得される画像データに基づいて前記合焦動作を行うことを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記共通のフレームレート（ｆｐｓ：１秒あたりのフレーム数）は、前記フリッカー周波数（Ｈｚ）をｎ倍（ｎは自然数）した値に設定されることを特徴とする撮像装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記２つの撮像センサは、被写体像が導かれる光路上の異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする撮像装置。
6. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
   基準面における合焦状態を位相差方式で検出する位相差ＡＦユニット、
   をさらに備え、
   前記位相差ＡＦユニットの前記基準面は、被写体像が導かれる光路上において、前記２つの撮像センサの間に配置されることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記光源のフリッカー周波数は、前記撮像装置が起動される際に検出されることを特徴とする撮像装置。
8. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記光源のフリッカー周波数は、静止画撮影モードへの切り替えが行われる際に検出されることを特徴とする撮像装置。
9. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記光源のフリッカー周波数は、適正露出の変化が検知されたときに、検出されることを特徴とする撮像装置。
10. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
    前記光源のフリッカー周波数は、前記２つの撮像センサによって取得される前記画像データのホワイトバランスが変更されたときに、検出されることを特徴とする撮像装置。
11. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
    前記撮像装置は、撮影レンズを脱着可能であり、
    前記光源のフリッカー周波数は、前記撮影レンズの装着が検知されたときに、検出されることを特徴とする撮像装置。
    

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