JP6858022B2 - 焦点検出装置、その制御方法およびプログラム、並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点検出装置、その制御方法およびプログラム、並びに撮像装置、詳しくは、自動焦点調節動作を行う焦点検出装置、その制御方法およびプログラム、並びに撮像装置に関するものである。

従来より、自動焦点調節動作（ＡＦ）として、撮像光学系の異なる瞳位置を通過した光束により生成される複数の領域の画像信号を使用して焦点調節を行う自動焦点調節装置が存在する。

例えば、特許文献１に記載の装置においては、撮像素子により撮像が行われる毎に、複数の位相差検出用画素により撮像して得られる画像信号を用いてデフォーカス量を演算する。

具体的には、連続して行われる撮像により得られたデフォーカス量のそれぞれについて、その直後に行われた撮像により得られたデフォーカス量との差分を求め、求められた複数の差分の分散を算出する。算出された分散が閾値より小さい場合、フォーカスレンズを合焦位置に移動させ、算出された分散が前記閾値以上の場合、フォーカスレンズの位置を不変とする。

特許文献２に記載の装置においては、デフォーカス量を検出するために撮像画面上に中央測距領域を含む複数の測距領域を設定する。各測距領域から検出されたデフォーカス量に従って中央測距領域での遠近競合の有無を判定する。中央測距領域に遠近競合が有る場合は、各測距領域から検出されたデフォーカス量に従って焦点調節に用いる領域を、中央測距領域から他の測距領域に変更する。

特許第５７８９７２５号公報 特開２０１５−２３２６０４号公報

しかしながら、特許文献１においては、小さい顔など主被写体の占める領域が狭い場合には、連続して行われる撮像により得られた複数のデフォーカス量の差分の分散が閾値より小さくならない。このため、フォーカスレンズの位置を不変となり、フォーカスレンズを合焦位置へ制御することができない場合がある。

また上述特許文献２においては、遠近競合が有る場合は、焦点調節に用いる領域を中央測距領域から他の測距領域に変更するため、意図しない被写体に対して焦点調節動作が行われる場合がある。

本発明は、意図する被写体に正確に焦点調節動作を行うことができる焦点検出装置、その制御方法およびプログラム、並びに撮像装置を提供することである。

本発明の焦点検出装置は、ＡＦ領域における一対の画像信号をずらしながら、相関値を演算する相関演算を、所定の範囲について行い、前記相関値に基づいて像ずれ量を求め、デフォーカス量を検出する焦点検出手段と、被写体を含む領域を検出する第１の検出手段と、前記検出された領域に基づいてデフォーカス量を推定する推定手段と、前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさを、前記推定されたデフォーカス量に応じて設定する設定手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、意図する被写体に正確に焦点調節動作を行うことができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１のセンサに含まれる撮像素子を構成する各画素の構造を示す模式図である。 本発明の実施例１に係る撮像処理の手順を示すフローチャートである。 図３のステップＳ４のＡＦ領域設定処理の手順を示すフローチャートである。 図３のステップＳ７の位相差ＡＦ処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る撮像処理の手順を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成を示すブロック図である。尚、以下のハードウェア構成のうち、後述する図３〜図５の処理を実施する構成により本発明の焦点調節装置が構成される。

１は撮像装置、２はズームレンズ群、３はフォーカスレンズ群、４はズームレンズ群２やフォーカスレンズ群３等からなる撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である絞りである。３１はズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、及び絞り４等を保持する撮影レンズ鏡筒、５は撮影光学系を透過した被写体像が結像しこれを光電変換する撮像素子（以下「センサ」という。）である。

６はこのセンサ５によって光電変換された電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定の画像信号を生成する撮像回路、７はこの撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変化するＡ／Ｄ変換回路である。８はこのＡ／Ｄ変換回路７の出力を受けてこの画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のメモリ（ＶＲＡＭ）である。９はこのＶＲＡＭ８に記憶された画像信号を読み出してこれをアナログ信号に変換するとともに再生出力に適する形態の画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路である。１０はこの画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下「ＬＣＤ」という。）、１２は半導体メモリ等からなる画像データを記憶する記憶用メモリである。

１１は、圧縮回路及び伸張回路からなる圧縮／伸長回路である。具体的には、圧縮／伸長回路１１は、ＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に対する記憶に適した形態にするために画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路として機能する。また、圧縮／伸長回路１１は、記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示等をするのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路としても機能する。

１３はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動露出（ＡＥ）処理を行うＡＥ処理回路、１４はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けてＡＦ評価値生成する自動焦点調節（ＡＦ）処理を行うスキャンＡＦ処理回路である。１５は撮像装置１の制御を行う演算用のメモリを内蔵したＣＰＵ、１６は所定のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ（以下ＴＧ）である。

１７はセンサドライバ、２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータ、１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路である。２２はフォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動モータ、１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第二モータ駆動回路である（焦点調節手段）。２３はズームレンズ群２を駆動するズーム駆動モータ、２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する第三モータ駆動回路である。

２４は各種のスイッチ群からなる操作スイッチ、２５は各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭである。２６は電池、２８はストロボ発光部、２７はストロボ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路、２９は警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子（以下ＬＥＤ）である。３０は音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカー、３３はＡＦ評価値を取得する際に被写体の全部又は一部を照明する照明手段であるＬＥＤなどの光源で構成されるＡＦ補助光である。３２はＡＦ補助光３３を駆動するためのＡＦ補助光駆動回路、３５は手振れなどを検出する振れ検出センサ、３４は振れ検出センサ３５の信号を処理する振れ検出回路である（第２の検出手段）。３６はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて画面上での被写体位置やその大きさなどを検出する被写体検出回路（第１の検出手段，第４の検出手段）である。３７は位相差ＡＦ用の画像信号の生成及び基準画像（Ａ像）用の信号と参照画像（Ｂ像）用の信号の相関演算等を行う位相差ＡＦ処理回路である。

なお、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリは、図１において不図示であるが、様々な形態のものが適用される。例えば、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック形状からなり装置に対して着脱自在に形成されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリの他、ハードディスクやフロッピィ−ディスク等の磁気記憶媒体等である。

また、操作スイッチ２４としては、本撮像装置１を起動させ電源供給を行うための主電源スイッチ、撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチ、再生動作を開始させる再生スイッチがある。その他にも、操作スイッチ２４としては、撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズームを行わせるズームスイッチ、光学式ファインダー（ＯＶＦ）電子ビューファインダー（ＥＶＦ）切り替えスイッチ等がある。

そしてレリーズスイッチは撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理、ＡＦ処理等を開始させる指示信号を発生する第一ストローク（以下ＳＷ１）と実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第二ストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。

このように構成された本実施例における撮像装置１の動作を以下に説明する。

まず、撮影レンズ鏡筒３１を透過した被写体光束は絞り部４によってその光量が調整された後、センサ５の受光面に結像される。この被写体像は、センサ５による光電変換処理により電気的な信号に変換され撮像回路６に出力される。撮像回路６では、入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成される。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７に出力されデジタル信号（画像データ）に変換された後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。ＶＲＡＭ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。また、ＶＲＡＭ８に格納された画像データは圧縮／伸長回路１１にも出力される。この圧縮／伸長回路１１における圧縮回路によって圧縮処理が行われた後、記憶に適した形態の画像データに変換され、記憶用メモリ１２に記憶される。

また、例えば操作スイッチ２４のうち不図示の再生スイッチが操作されオン状態になると、再生動作が開始される。すると記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは圧縮／伸長回路１１に出力され、その伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に出力され一時的に記憶される。更に、この画像データはその後Ｄ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。

他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像データは、上述のＶＲＡＭ８とは別にＡＥ処理回路１３、スキャンＡＦ処理回路１４、位相差ＡＦ処理回路３７及び被写体検出回路３６に対しても出力される。まずＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

またスキャンＡＦ処理回路１４においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、画像データの高周波成分がハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出される。更にスキャンＡＦ処理回路１４において、その高周波成分に対する累積加算等の演算処理が行われ、高周波成分における輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号が算出される。

位相差ＡＦ処理回路３７においては、まず、センサ５から読み出された信号から位相差ＡＦ方式の演算処理に用いられる基準画像（Ａ像）用の信号と参照画像（Ｂ像）用の信号を生成し、その生成された両画像用の信号の像修正を行う。その後、像修正後の両画像用の信号の相関演算を行い、二像の信号が一致する像ずれ量（二像の位相差）を計算する。センサ５は、その撮像面に位相差ＡＦを行う画素を配置している。このため、二次結像光学系で再結像させる場合のように像高による光束の違いにより生じる像の歪みを修正するフィールドレンズや、センサ５へ入射する光束の瞳位置を制限する絞り、不要な光束を遮断するマスクを撮像面とセンサ５の間に配置できない。したがって、位相差ＡＦ用の画像信号は画素毎にシェーディング・オフセットが異なり、その補正が必要である。

よって位相差ＡＦ処理回路３７は、基準画像（Ａ像）の信号及び参照画像（Ｂ像）用の信号の生成機能、これらの画像用の信号の像修正機能及び相関演算を行いデフォーカス量を求める機能を担っている。

そしてＣＰＵ１５において、位相差ＡＦ処理回路３７で求められた二像の位相差からデフォーカス量・合焦させるためのフォーカスレンズ群３の駆動量を求めることで位相差ＡＦが行われる。

被写体検出回路３６においては、入力されたデジタル画像信号を受けて画像上の被写体を検出する。例えば人物が被写体である場合は、目、眉などの顔を特徴付ける部分を画像上で探索し、人物の顔の画像上での位置を求める。更に顔の大きさや傾きなどを、顔を特徴付ける部分の間隔などの位置関係から求める。顔以外の物体の場合は、Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇなど一般公知技術でその物体を画像信号から抽出した後どのような物体なのか認識することで検出が実現できる。また大きさが既知の物体に関しては、その大きさを被写体検出回路３６内に記録しておいても良い。

一方、ＴＧ１６からは所定のタイミング信号がＣＰＵ１５、撮像回路６、センサドライバ１７へ出力されており、ＣＰＵ１５はこのタイミング信号に同期させて各種の制御を行う。また撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、これに同期させて色信号の分離等の各種画像処理を行う。さらにセンサドライバ１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受けこれに同期してセンサ５を駆動する。

またＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第二モータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路２０をそれぞれ制御する。これにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームレンズ群２が駆動制御される。すなわちＣＰＵ１５はＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき適正な露光量になる露光時間・絞り値を求め、第一モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を適正になるように調整する制御を行う。またＣＰＵ１５はスキャンＡＦ処理回路１４・位相差ＡＦ処理回路３７の処理結果に基づき第二モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。また操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、これを受けてＣＰＵ１５は、第三モータ駆動回路２０を制御してズーム駆動モータ２３を駆動制御する。これによりズームレンズ群２が移動し、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）が行われる。

次に図１のセンサ５に含まれる撮像素子を構成する各画素の構成を図２に示す。

二次元的に配置される画素には、通常の撮像用画素と位相差ＡＦ用の画素としての機能を持たせるために、図２に示すような構造をしている。すなわち、ひとつのマイクロレンズに対して長方形の二つのフォトダイオードが配置され、一方のフォトダイオードが基準画像用の画素（以下「基準画素」という。）の信号出力用、他方が参照画像用の画素（以下「参照画素」という。）の信号出力用となっている。このように、二つのフォトダイオードは、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の焦点検出用信号を出力することが可能である。

位相差ＡＦを行うための画素行は間欠的に配置されており、この行のみ、一対のフォトダイオードの出力を加算して読み出すだけでなく、基準画素の信号出力用のフォトダイオードから信号を独立で読み出すことが可能である。

その他の画素行はこの一対のフォトダイオードの出力を加算して読み出す。

またセンサ５は、各フォトダイオードから読みだされた信号を増幅することができる。

実際には先頭の行から行ごとに読み出しを開始し、位相差ＡＦを行うための行においては、一対のフォトダイオードの出力を加算した信号とその片方のみからの出力の信号（すなわち、基準画素の信号）が読み出される。また、その他の行においては一対のフォトダイオードの出力を加算した信号が読み出される。

位相差演算を行う際には一対のフォトダイオードの出力を加算した信号と基準画素の信号からその差分をとることで参照画素の信号を生成する。この処理も位相差ＡＦ処理回路３７で行われる。

そしてこの一対のフォトダイオードの出力を加算した信号はそのまま動画記録や、ＬＣＤ１０への表示に用いられる。

次いで、撮像装置１による撮像処理を図３に示すフローチャートを用いて説明する。

図３は、本発明の実施例１に係る撮像処理の手順を示すフローチャートである。本処理では、被写体が人物であり被写体検出回路３６で人物の顔が検出する場合の例を説明する。

撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置１の動作モードが撮影（録画）モードにあるときに、センサ５等への電源を供給やセンサ５の駆動モードの設定等が行われ、以下の撮像処理を開始する。

まずステップＳ１においてＣＰＵ１５は、ＡＥ処理を行って、露光条件を設定する。この処理はＡＥ処理回路１３において算出された被写体の明るさに応じたＡＥ評価値を用いて、センサ５の電荷蓄積時間や絞り５の絞り値等を決定する処理である。ここではＬＣＤ１０への表示及び被写体検出回路３６における顔検出に適した値になるように露光条件を決定していく。ＬＣＤ１０への表示を見て撮影者はフレーミング等を行い、また決定された露光条件でＡ／Ｄ変換回路７により生成されたデジタル画像信号に基づき被写体検出回路３６は顔検出を行う。したがって、ＬＣＤ１０への表示や顔検出を行うのに必要なピント（大ボケにはならない）を考慮して、あまり深度の浅い絞りにならないように、また像がずれない電荷蓄積時間になる様に、ステップＳ１では画像の増幅度も同時に設定される。

次いでステップＳ２において顔検出処理が行われる。具体的には、被写体検出回路３６において、人物の顔の画像上での位置と顔の大きさ（撮像画面内の顔領域）が求められる。

その後ステップＳ３において撮像画面内の焦点検出を行うための領域（以下「ＡＦ領域」という。）の初期設定を行う。すなわち、ステップＳ２において求められた顔領域をＡＦ領域の初期設定とする。その後、その初期設定された領域内の画像信号を用いて合焦状態に応じたコントラストを表すＡＦ評価値をスキャンＡＦ処理回路１４で、位相差ＡＦに用いる信号のＰＢ値（信号の最大値と最小値の比）を位相差ＡＦ処理回路３７で求める。

そしてステップＳ４において、ＡＦ領域設定処理を実行する。以下図４において具体的に説明するように、この処理では、ＡＦ評価値、位相差ＡＦに用いる信号のＰＢ値（信号の最大値と最小値の比）、顔検出結果を用いて、実際に撮像処理を行うＡＦ領域を設定する。

図４は、図３のステップＳ４のＡＦ領域設定処理の手順を示すフローチャートである。尚、本処理ではステップＳ４０１〜Ｓ４０５の処理により、まず、水平方向のＡＦ領域の範囲をデフォーカス量検出が可能な範囲となるよう決定する。しかし、後述のステップＳ４０６以降の処理で行われる、垂直方向のＡＦ領域の範囲の決定を先に行うようにしてもよい。

まずステップＳ４０１にて、ステップＳ２で行われた顔検出の結果と現在の撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離から得られる概ねの被写体距離に基づき、概ねのデフォーカス量を推定する（推定手段）。次いでこの推定された概ねのデフォーカス量をＫ値で割ることで、後述するステップＳ４０２で水平方向の所定値を算出するために必要な画素ずらし量を求める。なおＫ値とは相関演算により求められた基準画像（Ａ像）の信号と参照画像（Ｂ像）の信号との像ずれ量（二像の位相差）をデフォーカス量に変換する係数である。

その後ステップＳ４０２にて基準画像（Ａ像）の信号にステップＳ４０１で求めた画素ずらし量を加え、ＡＦ領域の水平方向の範囲の初期値を表す水平所定値を求める。

ステップＳ４０３にて、ステップＳ２で検出された顔の水平方向の大きさがステップＳ４０２で求めた水平所定値より大きいか判別する。この判別の結果、水平所定値より大きい場合はステップＳ４０４に進み、顔検出の結果から求められる顔の水平方向の範囲を水平方向のＡＦ領域の範囲とする。一方、水平所定値以下の場合はステップＳ４０５にて、水平所定値を水平方向のＡＦ領域の範囲とする（設定手段）。

次いで垂直方向のＡＦ領域の範囲を求める。具体的には、位相差ＡＦ処理回路３７において生成される位相差ＡＦ用の画像信号のＳ／Ｎ比を考慮し、位相差ＡＦの精度を確保できる範囲をＡＦ領域の垂直方向の範囲とする。

まずステップＳ４０６にて垂直所定値１を求める。ここで、垂直所定値１とは、ＡＦ領域の垂直方向の範囲をこの値に設定すると、センサ５において間欠的に配置され位相差ＡＦを行うための画素行が予め設定された所定行以上となるような値を指す。位相差ＡＦを行うための画素行がこの所定行以上となれば位相差ＡＦの精度を確保することが可能となる。

次いでステップＳ４０７において垂直所定値２を求める。ここで、ＡＦ領域内の信号のコントラスト（ＰＢ値）が高いなどその信頼性が高い場合は、ステップＳ４０６で説明した予め設定された所定行より少ない画素行から画像信号のみで位相差ＡＦの精度を確保することが可能となる。そこで、ステップＳ２において求められたＡＦ評価値と位相差ＡＦに用いる信号の信頼性に基づき、以下後述する方法で垂直所定値１より小さい値である垂直所定値２を求める。

本実施例においては、垂直所定値２は、ＰＢ値・ＡＦ評価値やそれぞれの標準偏差値、及び垂直所定値１を用いて計算される。より具体的には、ＰＢ値・ＡＦ評価値やそれぞれの標準偏差値から、垂直所定値１との比率や差分を定めることで垂直所定値２は求められる。

例えば以下の式によって垂直所定値２は求められる。

垂直所定値２＝（垂直所定値１×位相差ＡＦ信頼性の標準偏差値×ＡＦ評価値の信頼性の標準偏差値）／（位相差ＡＦ信頼性×ＡＦ評価値）
但し、上記式により算出された垂直所定値２が垂直所定値１の半分（１／２）の値未満となる場合は、垂直所定値２の値を垂直所定値１の半分（１／２）の値とする。

また、上記式の位相差ＡＦ信頼性とは、位相差ＡＦに用いる画像信号のＰＢ値（信号の最大値と最小値の比）であり、ＡＦ評価値はスキャンＡＦ処理回路１４で算出される。ＰＢ値は位相差ＡＦに使用する基準画像と参照画像の像修正前の信号、及び像修正後の信号の４つの信号から求めた比の平均値、もしくは比の最小値を用いる。また、相関演算を行う際にローパスフィルター処理を行うのであれば、基準画像と参照画像について像修正及びローパス処理をともに行った後の２つの信号をさらに追加した６つの信号から求めた比の平均値、もしくは比の最小値を用いる。

本実施例において、位相差ＡＦ信頼性の標準偏差値は、反射率３２％のグレーの地に反射率９０％の二本の縦線を配した二本バーチャートに合焦した際の値である。また、ＡＦ評価値信頼性の標準偏差値は、左右に反射率３２％のグレーの地と反射率９０％の地を配したエッジチャートに合焦した際の値である。

次に、ステップＳ４０８において、検出された顔の垂直方向大きさがステップＳ４０７で求めた垂直所定値２より大きいか判別する。この判別の結果、垂直所定値２より大きい場合はステップＳ４１０へ進み、顔検出の結果から求められる顔の垂直方向の範囲を垂直方向のＡＦ領域の範囲とする。一方、垂直所定値２以下の場合はステップＳ４０９において、以下の方法で求められる信頼性指標の値が、１以上か否かを判別する。

信頼性指標は、ＰＢ値・ＡＦ評価値やそれぞれの標準偏差値を用いて計算される。具体的には、ＰＢ値・ＡＦ評価値やそれぞれの標準偏差値の比率や差分を求めることで例えば以下のような式で信頼性指標を定めることが出来る。

信頼性指標＝（位相差ＡＦ信頼性×ＡＦ評価値信頼性）／（位相差ＡＦ信頼性の標準偏差値×ＡＦ評価値信頼性の標準偏差値）
この式においても、位相差ＡＦ信頼性はＰＢ値を指す。

この信頼性指標の値が１以上の場合は、ステップＳ４１０に進み、垂直所定値２を垂直方向のＡＦ領域の範囲とし、図４の処理を終了する。一方、この信頼性指標の値が１未満の場合は、ステップＳ４１１に進み、垂直所定値１を垂直方向のＡＦ領域の範囲とし、図４の処理を終了する。

このように、垂直方向のＡＦ領域の範囲の設定は、図４のステップＳ４０６〜Ｓ４１１の処理（第１の判定手段）に基づき行われる。尚、垂直方向のＡＦ領域の範囲の設定は、上記処理に限定されるわけではなく、例えば、信頼性指標の値に応じて設定される垂直所定値１と垂直所定値２の間の値を垂直方向のＡＦ領域の範囲としても良い。

図４のＡＦ領域設定処理が終了すると、図３に戻り、ステップＳ５にて、撮影レンズ鏡筒３１を透過し、センサ５の撮影画素に結像した像（被写体像）、及びステップＳ４で設定されたＡＦ領域をＬＣＤ１０に画像として表示する。具体的には、センサ５上に結像した被写体像は、センサ５による光電変換処理され電気的な信号に変換された後、撮像回路６に出力される。撮像回路６は、センサ５から入力された信号に対して各種の信号処理を施し、所定の画像信号を生成した後、Ａ／Ｄ変換回路７に出力する。Ａ／Ｄ変換回路７は、その撮像回路６から出力された画像信号をデジタル信号（画像データ）に変換し、ＶＲＡＭ８に一時的に格納する。またＶＲＡＭ８にはステップＳ４で設定されたＡＦ領域を示すための矩形の枠を描画する為の信号（ＡＦ領域を示すデータ）がＣＰＵ１５から出力される。これによりＶＲＡＭ８上で被写体像を示す画像データにＡＦ領域を示すデータが重畳される。その後、ＶＲＡＭ８からこのＡＦ領域を示すデータが重畳された画像データがＤ／Ａ変換回路９へ出力され、表示するのに適した形態のアナログ画像信号に変換され、ＬＣＤ１０に画像として出力表示される。

次いでステップＳ６において、レリーズスイッチの状態を確認する。撮影者によってレリーズスイッチが操作され、ＳＷ１（レリーズスイッチの第一ストローク）がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、次のステップＳ７に進み、位相差ＡＦ処理を行う。

ステップＳ７の位相差ＡＦ処理の動作を、以下に図５のフローチャートを用いて説明する。

図５は、図３のステップＳ７の位相差ＡＦ処理の手順を示すフローチャートである。

まずステップＳ５０１において、Ａ／Ｄ変換回路７より出力された位相差ＡＦ用の画像信号を位相差ＡＦ処理回路３７の所定の記録領域に記録する。なおＳＷ１がオン状態である場合に、二回目以降の位相差ＡＦ処理に用いられる画像信号は、後述するステップＳ１９で再設定されたＡＦ領域内の画像信号となる。

その後、ステップＳ５０２において、基準画素と参照画素の信号が加算された状態でセンサ５の一対のフォトダイオードから出力された信号と、その片方のフォトダイオードのみから出力された基準画素の信号とからその差分を取り、参照画素の信号を作成する。そして位相差ＡＦ用の画素の並び替えを行い、基準画像と参照画像を生成する。

前述のとおり、センサ５ではひとつのマイクロレンズに対して長方形の二つのフォトダイオードが配置されている。一方のフォトダイオードが基準画素の信号出力に用いられ、他方が参照画素の信号出力に用いられる。また、センサ５からの信号の読み出し順序は「基準画素＋参照画素」→「基準画素」→「基準画素＋参照画素」→「基準画素」→・・・・・・・→「基準画素＋参照画素」→「基準画素」となっている。この読出し順序でセンサ５からの信号は位相差ＡＦ処理回路３７の所定の第１の記録領域にデータとして記録される。

そこで、上記所定の記録領域から基準画素の信号のデータだけを抽出して、抽出した順序に並べ基準画像用の信号のデータとし、位相差ＡＦ処理回路３７の所定の第２の記録領域に記録する。

また、上記所定の記録領域から、基準画素の信号と参照画素の信号が加算された状態でセンサ５の一対のフォトダイオードから出力された信号のデータと基準画素の信号のデータを抽出してその差分を求める。この求めた順序に並べて参照画像用の信号のデータとし、位相差ＡＦ処理回路３７の所定の第３の記録領域に記録する。

次いでステップＳ５０３において、位相差ＡＦ処理回路３７記録された基準画像及び参照画像の両像の修正を行う。

撮像面に位相差ＡＦを行う画素を配置している。このため、二次結像光学系で再結像させる場合のように像高による光束の違いにより生じる像の歪みを修正するフィールドレンズや、センサ５へ入射する光束の瞳位置を制限する絞り、不要な光束を遮断するマスクを撮像面とセンサ５の間に配置できない。したがって、位相差ＡＦ用の画像信号は画素毎にシェーディング・オフセットが異なるためその補正が必要である。

このシェーディングは光軸中心からの画素の位置（像高）・撮影レンズの射出瞳位置・絞りによって異なるため、それぞれの要因に関して像修正量を持ち要因に応じて、位相差ＡＦ用の画像信号を画素毎に修正する。

またオフセットは位相差ＡＦ用の画像信号の増幅率等によって異なるため、それぞれの要因に関して像修正量を持ち要因に応じて、位相差ＡＦ用の画像信号を画素毎に修正する。

像修正方法の詳細に関しては特開２０１２−２５２２８０等で公知なので、説明は割愛する。

その後ステップＳ５０４において相関演算を行う際の下記式（１）のパラメータＫ，Ｊの初期値を設定する。

位相差ＡＦ処理回路３７は、その後ステップＳ５０５において、式（１）に従い基準画像と参照画像の相関値を求める。すなわち、Ｎ番目の基準画素の信号値ａ_Ｎと参照画素の信号値ｂ_Ｎの相関値の和を求める（Ｎ＝１〜Ｊまでの整数）。

Ｕ_Ｋ＝Σｍａｘ（ａ_Ｎ＋１，ｂ_Ｎ＋Ｋ）−Σｍａｘ（ａ_Ｎ，ｂ_{Ｎ＋Ｋ＋１}）（式１）
ここで、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａ，ｂのうち大きい方をとるという意味である。

またＫは相関演算を行う像ずらし量、Ｊは相関演算を行う画素数であり、ステップＳ５０４で初期化されている。

そして、ステップＳ５０６において、ＣＰＵ１５は基準画像と参照画像の相関値を位相差ＡＦ処理回路３７から取得し一時記録する。そして既に一時記録されている他の相関値があれば、その他の相関値と符号が等しいか調べる。

その結果、ステップＳ５０６で一時記録された相関値と他の相関値は、符号が反転している場合、ステップＳ５０７からステップＳ５０８へ進む。同様に、ステップＳ５０６で一時記録された相関値が零であり、かつ本位相差ＡＦ処理に使用する信号として、取得した基準画像用の信号及び参照画像用の信号が信頼性があると判断された場合も、ステップＳ５０７からステップＳ５０８へ進む。

この信頼性の判定にはＰＢ値（信号の最大値と最小値の比）や基準画像と参照画像の類似性などを用いる。

ＰＢ値は位相差ＡＦに使用する基準画像と参照画像の像修正前の信号、及び像修正後の信号の４つの信号から求めた比の平均値、もしくは比の最小値を用いる。また、相関演算を行う際にローパスフィルター処理を行うのであれば、基準画像と参照画像について像修正とローパス処理をともに行った後の２つの信号をさらに追加した６つの信号から求めた比の平均値、もしくは比の最小値を用いる。

また基準画像と参照画像の類似性は、相関値が最小になったずらし量Ｋにおける基準画像と参照画像の差分を（式２）で求め、類似性の評価値とする。

類似性の評価値＝Σａｂｓ（ａ_Ｊ−ｂ_Ｊ＋Ｋ） （式２）
そして、最大値と最小値の差が所定値以上、類似性の評価値が所定値以下の場合に、取得した基準画像用の信号及び参照画像用の信号が信頼性があると判定する。（式２）以外のものであっても両画像の類似性を評価するものであれば構わない。例えば相関値が最小になったずらし量Ｋにおける両画像の重なり部分の基準画像もしくは参照画像に対する比率を類似性の評価値としても良い。

ステップＳ５０８では、相関値が零になる像ずらし量を演算する。

相関値の演算は１画素づつずらして行われているため、位相差ＡＦ処理回路３７において演算された相関値が零になることは稀である。そこで符号が異なるふたつの相関値と、その相関値を与えるずらし量から、相関値が零となる像ずらす量を求める。

式（１）で相関値を計算した結果、Ｋ＝ＬとＫ＝Ｌ＋１の間で相関値Ｕ_Ｋの符号が反転したとすると、直線補間により相関値が零となる像ずらす量δは以下のようになる。

δ＝Ｌ＋｜Ｕ_Ｌ｜÷［｜Ｕ_Ｌ｜＋ＣＵ_Ｌ＋１｜］
但し、｜ｚ｜はｚの絶対値を意味する。

次いでステップＳ５０９において、プレディクション量Ｐを像ずれ量δから以下のように求める。

Ｐ＝δ―Δ
但しΔは合焦時の像ずれ量である。

そして、撮影レンズ鏡筒３１の特性から決まる基線長を用いることで、プレディクション量Ｐからデフォーカス量ｄ（フォーカスレンズ群の移動量と方向）を以下のように求める。

ｄ＝Ｋ・Ｐ
但しＫはフォーカスに関する敏感度で、撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離・絞り４の値・像高等に依存する値なので、ＥＥＰＲＯＭ２５内にこれらをパラメータとするテーブルを用意しておき、そのテーブルを参照して値を求めている。

次いでステップＳ５１０において、ステップＳ５０９で求められたデフォーカス量が妥当か判定する。具体的には、顔検出の結果から求まる概ねのデフォーカス量と略等しく、かつ以前に求められたデフォーカス量から算出される駆動目標位置と今回求められたデフォーカス量から算出される駆動目標位置が略等しい場合、妥当であると判定する。尚、ステップＳ５０９で求められたデフォーカス量から算出される駆動目標位置はステップＳ５１０の判定後も不図示のメモリ（保持手段）に一時保存され、新たにステップＳ５１０で判定が行われる際に以前に算出された駆動目標位置として用いられる。

具体的には、まずステップＳ４０１と同様の方法で顔検出を行った結果、現在の撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離、フォーカスレンズ群３の位置から概ねのデフォーカス量を求める。その後、ステップＳ５０９で求めたデフォーカス量がこの概ねのデフォーカス量と略等しいか調べる。例えば両者の差が焦点深度の３倍以下の場合に両者が略等しいとみなす。また、過去に位相差ＡＦ成功と判定されたデフォーカス量が検出されている場合は、その値と比較して駆動目標位置が略等しければ妥当性があると判定する（第２の判定手段）。尚、過去に複数回、位相差ＡＦ成功と判定されたデフォーカス量が検出されている場合は、各デフォーカス量から複数の駆動目標位置を算出し（第１の算出手段）、不図示のメモリに保持されている。保持されている複数の駆動目標位置により、前回のステップＳ５１０の処理により保持された駆動目標値の重み付けを大きくした加重平均値が算出され（第２の算出手段）、この算出された加重平均値と駆動目標位置が略等しければ妥当性があると判定する。但し、過去に複数回、位相差ＡＦ成功と判定されたデフォーカス量が検出されている場合であっても、その検出されたデフォーカス量の履歴が単調減少しておらず、増減を繰り返す場合は往復運動している被写体と思われる。よって、この場合は過去のデフォーカス量を判定に用いないようにする。

デフォーカス量が妥当と見なされた場合は（ステップＳ５１０でＹＥＳ）、位相差ＡＦ成功として本処理を終了する。

このように顔検出を並行して行いその結果から求まる概ねのデフォーカス量で、位相差ＡＦ処理で求まるデフォーカス量の妥当性を判断しながら本処理は動作を進める。

一方、ステップＳ５０７で符号が反転していない場合等は、ステップＳ５０７からステップＳ５１１へ進み、相関値を求める演算の終端の値に像ずらし量がなったか否かを調べる。

終端の値になっていなければ、ステップＳ５２０へ進み、取得した相関値を一時記録されていた相関値と差し替え、その後、像ずらし量ＫをＫ←Ｋ＋１と更新する。

終端の値になっていた場合はステップＳ５１２へ進み、それまでにデフォーカス量の検出が行われたかを調べる。

デフォーカス量の検出が行われていない場合は（ステップＳ５１２でＮＯ）、ステップＳ５１６へ進んで位相差ＡＦがＮＧと判定し、本処理を終了する。一方、デフォーカス量の検出が行われていた場合は（ステップＳ５１２でＹＥＳ）、ステップＳ５１３へ進み、ステップＳ４０１と同様の方法で顔検出を行う。これにより、現在の撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離、フォーカスレンズ群３に位置から概ねのデフォーカス量を求め、ステップＳ５１４に進む。

そしてステップＳ５１４において、ステップＳ５１３で求めた概ねのデフォーカス量との差が所定値以内で略等しいと見なせるものがそれまでに検出が行われたかを調べる。もし複数該当するものがある場合は、フォーカスレンズ群３の移動量が最小となるデフォーカス量を選択する。この所定値はステップＳ５１０で用いる値より大きな値とする。例えば焦点深度の６倍程度の値にする。これにより、位相差ＡＦで検出されたデフォーカス量と顔検出結果から求まるデフォーカス量を比較し、適当なものが選択される。

ステップＳ５１４において、デフォーカス量が選択された場合は（ステップＳ５１５でＹＥＳ）、その選択されたデフォーカス量を位相差ＡＦ処理結果とし、位相差ＡＦ成功として本処理を終了する。一方、ステップＳ５１４においてデフォーカス量が選択されなかった場合は（ステップＳ５１５でＮＯ）、ステップＳ５１６に進み、位相差ＡＦがＮＧと判定して、本処理を終了する。

ここで、以前のデフォーカス量に関して再び評価するのは、合焦位置に近づくにつれ顔検出の精度が向上し、それから求められるデフォーカス量の精度が上がるため以前の評価では不適切と判断されたものの中に適切なものがある可能性があるからである。

図３に戻り、ステップＳ７の位相差ＡＦ処理の結果に基づき合焦可能と判断された場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１０へ進み、位相差ＡＦ処理の結果を用いて、デフォーカス量が零になると判断される位置へフォーカスレンズ群３を移動する。その後ステップＳ１１の処理へ進む。

ここで正確なデフォーカス量検出が出来ていなくても合焦位置方向が検出可能な場合、ステップＳ１０へ進み、その方向へフォーカスレンズ群３を駆動するようにしても良い。

またステップＳ８において、ステップＳ７の位相差ＡＦ処理の結果に基づき合焦可能とは判断されない場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ステップＳ２またはステップＳ１９で行われた顔検出結果から得られる概ねのデフォーカス量に従いフォーカスレンズ群３を移動する。その後ステップＳ１１の処理へ進む。

ステップＳ１１においては、ＡＦ領域の読み出し完了を検知し、完了していなければステップＳ１２へ進み、完了していれば、ステップＳ１９でＡＦ領域の再設定を行った後ステップＳ７に戻り位相差ＡＦ処理を行う。

ＡＦ領域の読み出し完了の検知は、ＴＧ１６から出力されるセンサ駆動のための同期信号を計数することで行われる。具体的には、ＡＦ領域の最後の行の次の行の読み出し開始信号がＴＧ１６より出力される様にする。これにより、ＡＦ領域の読み出し完了を一定周期毎に検知する。

ステップＳ１９においては、ステップＳ２〜Ｓ４と同様の処理を実行しＡＦ領域を更新する。

まず顔検出処理を行い、人物の顔の画像上での位置と顔の大きさを求める。その後求められた顔領域内の画像信号を用いて合焦状態に応じたコントラストを表すＡＦ評価値をスキャンＡＦ処理回路１４で、位相差ＡＦに用いる信号のＰＢ値を位相差ＡＦ処理回路３７で求める。そして、このＡＦ評価値、位相差ＡＦに用いる信号のＰＢ値、顔検出結果を用いて、実際に処理を行うＡＦ領域を決定する。

具体的な方法はステップＳ４と同様であるが、合焦状態に近づくにつれ検出されるデフォーカス量が小さくなるので、デフォーカス量検出のための水平方向の範囲は狭くなる。そのため水平方向のＡＦ領域も狭くなり、被写体が小さな顔である場合であっても、その顔以外の被写体を含む領域はＡＦ領域から少なくなっていき、合焦位置付近では顔の領域とＡＦ領域とを一致することが期待できる。

このようにフォーカスレンズ群３を駆動しながら（すなわち焦点位置の調節中に）顔検出を並行して行い、その結果から概ねのデフォーカス量を再推定し、水平方向のＡＦ領域の範囲を設定している。

また合焦状態に近づくにつれ位相差ＡＦ処理に用いる画像のコントラストも高くなるので、デフォーカス量検出のための信号のＳ／Ｎ比も高くなるためＡＦ評価値とＰＢ値が大きくなる。そのため、垂直方向のＡＦ領域も狭くなり、被写体が小さな顔である場合であっても、その顔以外の被写体を含む領域はＡＦ領域から少なくなっていき、合焦位置付近では顔の領域とＡＦ領域とを一致することが期待できる。

このようにフォーカスレンズ群３を駆動しながら信頼性指標の値の再判定を行い、その結果から垂直方向のＡＦ領域の範囲を設定している。

ステップＳ１２では、フォーカスレンズ群３がステップＳ７の位相差ＡＦ処理などで求められた駆動目標位置に到達したかを調べ、到達していなければステップＳ２０に進み駆動を継続する。もし駆動目標位置が求められていない場合は、レンズの端位置に到達したか否を判定する。

ステップＳ１２において、フォーカスレンズ群３が駆動目標位置へ到達した場合、ステップＳ１３に進み、合焦動作が完了しているか否かの確認を行う。

これは駆動目標位置に到達した段階でフォーカスレンズ群３を停止し、その状態で位相差ＡＦ処理を行い検出されたデフォーカス量が所定値以下か否かで判定する。この所定値は、例えば焦点深度の３割にすれば良い。

更に合焦精度を上げるために、例えば検出されたデフォーカス量が焦点深度の１割を超える場合は複数回デフォーカス量検出を行い、その平均値となるデフォーカス量に従いフォーカスレンズ群３の移動制御等を行っても良い。

ステップＳ１３で合焦動作が完了し合焦となった場合、ステップＳ１４へ進みＡＦ表示にＯＫ（合焦）の表示を行う。これはＬＥＤ２９を点灯することなどにより行うと同時にＬＣＤ１０上に緑の枠を表示するなどの処理を行う。

一方、ステップＳ１３で合焦動作が完了しない（デフォーカス量が所定値を超える）場合は、ステップＳ１９からステップＳ７へ進み、再度位相差ＡＦ処理を行う。

また、ステップＳ１３で合焦動作が完了しない（ＮＧ）状態が所定回以上発生した場合は合焦不可能と判断し、ステップＳ１７にてフォーカスレンズ群３を定点と呼ばれるあらかじめ定められた位置へ移動する。その後ステップＳ１８においてＡＦ表示にＮＧ（非合焦）表示を行う。これはＬＥＤ２９を点滅表示することなどにより行うと同時にＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。

ＣＰＵ１５はステップＳ１５において、ＳＷ２（レリーズスイッチの第二ストローク）の確認を行い、ＳＷ２がオンになっていた場合、ステップＳ１６に進み、撮影時の露光量を決定する最終のＡＥ処理を実行し、実際の露光処理を実行する。動画撮影の場合は動画記録釦が押された場合に記録を開始し、再度釦が押されたら記録を停止する。

なお、風景撮影など人物撮影以外の場合や、人物撮影でも何らかの理由で顔が検出されなかった場合は、ＡＦ領域を画面中央部に大きさが水平垂直とも画面の１８％程度に相当する領域としてもよい。あるいは、被写体が人物以外である場合、ＡＦ領域を検出された大きさに合わせるようにしてもよい。またこれらの場合はステップＳ９等顔検出結果を用いた処理は行わない。ステップＳ９ではレンズの至近側もしくは遠側のいずれかの端位置に駆動し、ステップＳ７では信頼性のある位相差ＡＦ処理結果が得られるか否かで制御を切り替えるようにする。

このように、被写体（顔）検出に基づく概ねのデフォーカス量から、位相差ＡＦ処理によるデフォーカス量の妥当性を判断する。また被写体（顔）検出結果に基づく概ねのデフォーカス量に近いデフォーカス量を選択する。これにより、正確なデフォーカス量を検出できる。

更に上記概ねのデフォーカス量に応じて水平方向のＡＦ領域を設定し、ＡＦ領域内の信号の信頼性等に応じて垂直方向のＡＦ領域を設定することで、意図する被写体に正確に焦点調節動作を行うことを可能にしている。

本実施例の実施例１に対する違いは、主として３つである。一つ目は、親子の撮影など複数の大きさの異なる被写体が検出された場合に子供の顔に優先的にピントを合わせる処理を行う点である。二つ目は、手振れや被写体の移動を検出しその結果に応じてＡＦ領域の大きさを変更する点である。三つ目は、絞り値を撮影者が指定しないモードで被写体検出結果を基に設定したＡＦ領域で合焦が困難な場合は被写界深度を深くして撮影を行う点である。

また実施例２の撮像処理も、被写体が人物であり被写体検出回路３６で人物の顔が検出する場合の例を説明する。

図６は、本発明の実施例２に係る撮像処理の手順を示すフローチャートである。以下、実施例１と同様の処理を行う部分は図３のフローチャートと同じ番号を付し説明は割愛する。

図６においてまず、ステップＳ１においてＡＥ処理が行われ露光条件が設定された後、ステップＳ２ａにおいて、複数の被写体に対してその顔領域が検出される顔検出処理が行われる。

その後ステップＳ３ａにおいてＡＦ領域の初期設定を行う。具体的には、まず、ステップＳ２ａにおいて求められた複数の顔領域それぞれをＡＦ領域の初期設定とする。次に、この初期設定された各領域内の画像信号を用いて合焦状態に応じたコントラストを表すＡＦ評価値をスキャンＡＦ処理回路１４で、位相差ＡＦに用いる信号のＰＢ値を位相差ＡＦ処理回路３７で求める。

次いでステップＳ４ａにおいて、このＡＦ評価値、位相差ＡＦに用いる信号のＰＢ値、顔検出結果を用いて、実際に処理を行うそれぞれの検出された顔に対応するＡＦ領域を設定する。具体的には、ステップＳ３ａで初期設定された各領域に対して、図４に示すＡＦ領域設定処理が行われる。その後、図４の手順によって設定された各ＡＦ領域に対して手振れ量に応じたＡＦ領域の拡大を行う。具体的には、振れ検出回路３４で検出された水平方向の手振れ量φｈ・垂直方向の手振れ量φｖ・撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離ｆｌ・位相差ＡＦ処理の行われる間隔ｔｐを用いて、手振れによる位相差ＡＦ処理が行われるタイミングでの顔の移動範囲を予測する。次にその予測した移動範囲を含む様にＡＦ領域の範囲を拡大する。

まず水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。

手振れにより顔領域の水平方向の変位量ｘｓは以下のように表せる。

ｘｓ＝Ｒ_{ｒａｔｉｏ}・ｔｐ・ｆｌ・ｔａｎ（φｈ）
ここで、撮影者が意図的にカメラを揺らす等の特別な状況ではなく、手振れ補正による抑振率に３〜４段の補正効果が見込まれる場合は、Ｒ_{ｒａｔｉｏ}を０．１程度の値にする。抑振率は手振れの周波数など個人差にも影響を受けるので、手振れ周波数や手振れ最大値などを考慮した関数にしても良い。またこのｘｓに上限値を設けても良い。例えば、元の顔領域の大きさに対して２割超は拡大しないようにする。

顔領域の水平方向の両端の座標がｘｌ、ｘｒであった場合は、水平方向の顔の予測移動範囲ｘｌｐ、ｘｒｐは、以下のようになる。

ｘｌｐ＝ｘｌ―ｘｓ
ｘｒｐ＝ｘｒ＋ｘｓ
図４のステップＳ４０５において水平方向のＡＦ領域が水平所定値に設定され、かつその設定された範囲内に上記のｘｌｐ、ｘｒｐが含まれていれば水平方向のＡＦ領域の範囲を変更しない。一方、その設定された範囲内に含まれていない場合や図４のステップＳ４０４において水平方向のＡＦ領域が顔の水平方向範囲に設定された場合は、ｘｌｐ〜ｘｒｐに水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。なお拡大する場合は、常にｘｌｐ〜ｘｒｐにまで水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大するのではなく、ｘｓの大きさに応じて拡大量を変更しても良い。例えば、ｘｓに上限値を設けられている場合は、ｘｓの二乗に拡大量が比例し、最大値が上限値Ｘｓｌｉｍとなるようにする。すなわち、ｘｌｐ、ｘｒｐは、以下のように求められる。

ｘｌｐ＝ｘｌ−（ｘｓ）・（ｘｓ）÷Ｘｓｌｉｍ
ｘｒｐ＝ｘｒ＋（ｘｓ）・（ｘｓ）÷Ｘｓｌｉｍ
このようにするのは検出された手振れ量が小さい場合は、検出誤差などの可能性があり拡大することで弊害が起こる可能性があるためである。

次いで垂直方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。

手振れにより顔領域の垂直方向の変位量ｙｓは以下のように表せる。

ｙｓ＝Ｒ_{ｒａｔｉｏ}・ｔｐ・ｆｌ・ｔａｎ（φｖ）
この量が所定値を超える場合にＡＦ領域の垂直方向の拡大を行い、上下の位相差ＡＦを行うための画素行を含む様に垂直方向の範囲を拡大する。ここで閾値とする所定値は、例えば位相差ＡＦを行うための画素行の配置される間隔Ｌｉｎｔの２分の１とすれば良い。

実際に拡大する量ｙａｄｄは、以下のように計算されたｙａｄｄ′を四捨五入した値をＬｉｎｔ倍した値である。

ｙａｄｄ′＝（ｙｓ÷Ｌｉｎｔ）
しかしながら、ｙａｄｄの値の最大値は制限する。例えば最大垂直方向の画素数の５％程度を制限値とする。水平方向の場合と同様にｙｓの二乗に拡大量が比例するなど、ｙｓの大きさに応じて拡大量を変更しても良い。

顔領域の垂直方向の両端の座標がｙｕ、ｙｂであった場合は、垂直方向の顔の予測移動範囲ｙｕｐ、ｙｂｐは、以下のようになる。

ｙｕｐ＝ｘｌ−ｙａｄｄ
ｙｂｐ＝ｘｒ＋ｙａｄｄ
また、ステップＳ４ａでは、ステップＳ８以降の処理の対象となるＡＦ領域を、被写体検出回路３６の出力に基づき選択する。

具体的には、被写体検出回路３６にはあらかじめ複数の被写体情報を登録し（登録手段）、優先して検出する被写体の順位付けをする。例えば家族全員の顔情報を登録し、子供を優先して検出するように順位付をすることができる。これにより登録された顔から優先順位の高い子供の顔を選択してステップＳ８以降のＡＦ等の処理に反映することが可能になる。

被写体検出回路３６の出力に従い優先順位の高い顔を選択して、その顔に対応するステップＳ４ａで設定したＡＦ領域をＡＦ処理の対象とする。すなわち、スナップ撮影など親子での撮影においては、子供の顔に対応する領域がＡＦ処理の対象となる。

但し、顔が小さいために優先順位の高い顔に対応する領域が図４に示す処理で領域拡大されると、その領域をＡＦ処理の対象としてしまうとＡＦ精度が落ちてしまう。そこで、優先順位の高い顔に対応する領域が拡大されている間は、優先順位の低い登録された顔が検出されその対応する領域が図４に示す処理で領域拡大されていないのであれば、その優先順位の低い登録された顔に対応する領域をＡＦ処理の対象とする。これにより、例えばスナップ撮影など親子での撮影において、子供の顔に対応する領域がＡＦ処理の対象となった場合、本処理においては、子供の顔に対応する領域でのＡＦ精度が落ちる場合がある。このような場合、親の顔に対応する領域でＡＦ処理を行い、子供の顔に対応する領域でのＡＦ精度が上がるのを待つことができる。

予め登録されている被写体情報が一つの場合は、実施例１と同じ動作になるため説明は割愛する。また、予め登録された被写体情報が無い場合は、ステップＳ２ａで検出された顔のうち最も大きな顔に対するＡＦ領域をステップＳ８以降の処理の対象として選択する。この場合も実施例１と同じ動作になるため説明は割愛する。

その後ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ７ａと進み位相差ＡＦ処理を行う。ステップＳ７ａでは、複数のＡＦ領域それぞれに関して、図５の手順に従って位相差ＡＦ処理を行い、それぞれのＡＦ領域に関して、位相差ＡＦで合焦可能か否か判定し、可能な場合は検出されたデフォーカス量を取得する。

ステップＳ８では、ステップＳ７において処理の対象に選択されたＡＦ領域に関して位相差ＡＦで合焦可能か判定し、その結果に従いステップＳ９、ステップＳ１０の処理を行う。

ステップＳ１１では、ＡＦ領域の読み出しが完了したかを調べ、結果に従い、実施例１と同様、分岐処理を行う。

具体的には、ＡＦ領域の読み出しが完了した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１９ａにおいてＡＦ領域を更新する。ステップＳ１９ａでは、上記本実施例のステップＳ２ａ〜Ｓ４ａと同様の処理を実行し、複数のＡＦ領域に関して図４のＡＦ領域設定処理を行いＡＦ領域の更新を行う。

そしてステップＳ４ａと同様に設定されたＡＦ領域に対して手振れ量と光軸方向の被写体移動に応じた領域の拡大を行う。すなわち、まずは手振れによる顔領域の水平方向の変位量ｘｓ・垂直方向の変位量ｙｓを求め、次いで光軸方向の被写体移動による顔領域の拡大量を求める。

このように、フォーカスレンズ群３を駆動しながら被写体（顔）検出処理を行う場合、被写体が光軸方向に移動していれば、被写体（顔）検出結果から得られる顔の大きさから次の位相差ＡＦ処理のタイミングにおける顔の大きさを予測することが出来る。

位相差ＡＦ処理の行われる間隔がｔｐ、処理タイミングがｔのときに検出された顔の水平方向の大きさがＦＳｈ（ｔ）である場合、ΔＦＳｈは以下のようになる。

ΔＦＳｈ＝ＦＳｈ（ｔ+ｔｐ）−ＦＳｈ（ｔ）＝ＦＳｈ（ｔ）−ＦＳｈ（ｔ−ｔｐ）
これに手振れによる顔領域の変位量を加え、水平方向の予測移動範囲ｘｌｐ、ｘｒｐは、以下のようになる。

ｘｌｐ＝ｘｌ−（ｘｓ＋ΔＦＳｈ／２）
ｘｒｐ＝ｘｒ＋（ｘｓ＋ΔＦＳｈ／２）
図４のステップＳ４０５において水平方向のＡＦ領域が水平所定値に設定され、かつその設定された範囲内に上記のｘｌｐ、ｘｒｐが含まれていない場合ｘｌｐ〜ｘｒｐに水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。同様に、図４のステップＳ４０４において水平方向のＡＦ領域が顔の水平方向範囲に設定された場合も、ｘｌｐ〜ｘｒｐに水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。

垂直方向も同様に、位相差ＡＦ処理の行われる間隔がｔｐ、処理タイミングがｔのときに検出された顔の垂直方向の大きさがＦＳｖ（ｔ）である場合、ΔＦＳｖは以下のようになる。

ΔＦＳｖ＝ＦＳｖ（ｔ）−ＦＳｖ（ｔ−ｔｐ）
これに垂直方向の変位量ｙｓを加えた量（ｙｓ＋ΔＦＳｖ／２）が所定値を超えた場合にＡＦ領域の垂直方向の拡大を行う。

実際に拡大する量ｙａｄｄと垂直方向の顔の予測移動範囲ｙｕｐ、ｙｂｐはステップＳ４ａと同様に計算される。

本実施例で実行される被写体（顔）検出処理及び位相差ＡＦ処理はいずれも、センサ５から読み出された画像信号を処理して行われるため、特殊な画像信号読み出し方式を採用しないかぎり、両者の処理タイミングは等しくなる。

なお遠ざかる場合は被写体移動に応じた領域の変更は行わない。

また拡大量は手振れ量に応じたＡＦ領域の拡大の場合と同様に、ΔＦＳｈの二乗に拡大量が比例するなど、ΔＦＳｈの大きさに応じて拡大量を変更しても良い。

また撮像面内で被写体が移動している場合も被写体（顔）検出結果などを参考にその移動量と位相差ＡＦ処理のタイミングで被写体の位置を予測する。

被写体検出回路３６に出力から検出された顔の代表座標（例えば両目の平均座標）を取得する。

位相差ＡＦ処理の行われる間隔がｔｐ、処理タイミングがｔ、ｔ−ｔｐにおける顔の代表座標（ｘ１、ｙ１）（ｘ２、ｙ２）の場合、処理タイミングがｔ＋ｔｐにおける顔の代表座標の予測位置（ｘ３、ｙ３）は、（２・ｘ２−ｘ１、２・ｙ２−ｙ１）となる。よって、その差分はΔｘＦａ、ΔｙＦａは、以下のようになる。

ΔｘＦａ＝ｘ２−ｘ１
ΔｙＦａ＝ｙ２−ｙ１
また、水平方向の予測移動範囲ｘｌｐ、ｘｒｐは、以下のようになる。

ｘｌｐ＝ｘｌ−ΔｘＦａ
ｘｒｐ＝ｘｒ＋ΔｘＦａ
ただし、移動方向にのみ拡大するので移動と反対方向のものの値は変化させない（ｘｌｐ＝ｘｌまたはｘｒｐ＝ｘｒとする）。その後の処理はこれまでと同じである。

垂直方向も同様に移動と反対方向のものの値は変化させず、移動する方向の値はΔｙＦａを基にこれまでと同様に求める。

また拡大量は手振れ量に応じたＡＦ領域の拡大の場合と同様に、ΔＦＳｈやΔＦＳｖの二乗に拡大量が比例するなど、その大きさに応じて拡大量を変更しても良い。

ＡＦ領域を更新が終了した場合、処理の対象とする領域の再選択を行う。

ステップＳ４ａの処理を行った結果、優先順位の高い顔に対応する領域が拡大されなければ、優先順位の高い登録された顔に対応する領域を処理の対象とする。

また、ステップＳ４ａの処理を行った結果、優先順位の高い顔に対応する領域が拡大した場合、優先順位の低い登録された顔に対応する領域を処理の対象とする。但しこの場合、後述するステップＳ１３ａの処理において、優先順位の高い顔に対応する領域のデフォーカス量が明らかに大きくなった場合は、以後ＳＷ１がオフされるまでは、優先順位の低い登録された顔に対応する領域を処理の対象とはしない。

ステップＳ１２では、フォーカスレンズ群３が駆動目標位置に到達したと判断された場合、ステップＳ１３ａに進み、合焦動作が完了しているか否かの確認を行う。具体的には、フォーカスレンズ群３を駆動目標位置で停止した後、優先順位の高い顔に対応する領域に対してその状態で位相差ＡＦ処理を行う。この位相差ＡＦ処理の結果検出されたデフォーカス量が所定値以下の場合、合焦動作完了し、合焦と判定してステップＳ１４へ進み、ＡＦ表示にＯＫ（合焦）の表示を行う。

一方、ステップＳ１３ａで優先順位の高い顔に対応する領域に対して合焦状態と判定できない場合は、優先順位の低い登録された顔に対応する領域に対して、合焦動作が完了しているか否かの確認を行う。合焦と判定されかつ焦点深度を深くすることで優先順位の高い顔に対応する領域も合焦範囲内とみなせる場合は、そのために必要な絞り値に設定した後、ステップＳ１４へ進みＡＦ表示にＯＫ（合焦）の表示を行う。尚、この絞り値の設定と同時に、シャッター速度・撮影時の感度も必要に応じて設定するようにしてもよい。

この場合はステップＳ１６の露光処理において、露光時の絞りを絞り焦点深度を深くすることで合焦範囲内とみなせる絞り値にし、その際のシャッター速度が所定値より遅くなる場合は撮影時に感度をその分高感度にする。例えば、位相差ＡＦ処理時の絞り値がＦ４で合焦範囲内と見なせる絞り値がＦ１１の場合、露光量を変わらないように制御するとシャッター速度が３段遅くなり、１／２５０秒から１／３０秒になる。もし撮影レンズの焦点距離が５００ｍｍの場合、シャッター速度を１／１２５秒より速くしなければならない。そこで撮影時の感度を２段（例えばＩＳＯ２００から８００）上げて、シャッター速度を１／１２５秒とする。

優先順位の低い登録された顔に対応する領域に対しても合焦と判定されない場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１９からステップＳ７へ進み、再度位相差ＡＦ処理を行う。

さらに、ステップＳ１３で優先順位の高い顔に対応する領域だけでなく、優先順位の低い登録された顔に対応する領域に対しても合焦と判定されない（ＮＧ）状態が所定回以上発生した場合は合焦不可能と判断し、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１では、絞りを絞り焦点深度を深くすることで合焦範囲内とみなせるか否かを判定する。絞りを絞ることで合焦範囲内にあると見なせる場合は、露光処理（ステップＳ１６）で所定の絞り値に絞ることを指示した後ステップＳ１４に進む。但しステップＳ１６での露光処理においては、ここで指示された絞り値と、それ以外の動作によって設定された絞り値（例えばＡｖ優先モード等において撮影者によって指示された絞り値）と比較し、より絞る方の絞り値を採用する。

また、ステップＳ２１では合焦範囲内とみなせるか否かの判定は、位相差ＡＦの結果を用いて行う。

ステップＳ１３においてはフォーカスレンズ群３を停止し、その状態で位相差ＡＦ処理を行ってデフォーカス量を検出する。検出されたデフォーカス量では焦点深度が基準とする所定値を超えるので、絞り４を絞ることによって焦点深度を深くする。

この絞り４を絞ることによって合焦範囲内とみなせる絞り値Ｆｄは以下のように求められる。

Ｆｄ＝ 検出されたデフォーカス量÷焦点深度を基準とする所定値×現在の絞り値
この値が絞り４の最小絞り値より開放よりであれば、それを実際に設定指示する絞り値とし、絞り４を絞ることで合焦範囲内と見なせると判定する。

また実際に設定指示する絞り値には上限を設け、上限を超えた場合は絞り値Ｆｄに絞り４を絞っても合焦範囲内にあると見なせないと判断するようにしても良い。

この上限は、例えば、位相差ＡＦ処理実行時の絞り値の３倍の値とする。

さらに、位相差ＡＦ処理で合焦可能と判断されていない場合は、ステップＳ２１の判定は行わずに絞り４を絞っても合焦範囲内にあると見なせないと判断する。

ステップＳ１３において絞り４を絞っても合焦範囲内にあると見なせない場合は、ステップＳ１７にてフォーカスレンズ群３を定点と呼ばれるあらかじめ定められた位置へ移動する。その後ステップＳ１８においてＡＦ表示にＮＧ（非合焦）表示を行う。これはＬＥＤ２９を点滅表示することなどにより行うと同時にＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。

本実施例においては定点を以下の順序で設定する。

優先順位の高い登録された顔に対応する領域で位相差ＡＦ処理した結果、ステップＳ８で一度でも合焦可能と判定された場合は、優先順位の高い登録された顔に対応する領域で位相差ＡＦ処理した結果得られた最終の駆動目標位置を定点とする。

また、優先順位の低い登録された顔に対応する領域で位相差ＡＦ処理した結果、この領域でのみステップＳ８で一度でも合焦可能と判定される場合がある。この場合は、優先順位の低い登録された顔に対応する領域で位相差ＡＦ処理した結果得られた最終の駆動目標位置を定点とする。

登録された顔に対応する領域で位相差ＡＦ処理の結果、ステップＳ８で全て合焦不可能と判定された場合は、例えば無限遠に合焦する位置等あらかじめ定められた位置を定点とする。

その後ステップＳ１５におけるＳＷ２（レリーズスイッチの第二ストローク）の確認、ステップＳ１６における実際の露光処理を実行する。

なお、風景撮影など人物撮影以外の場合や、人物撮影でも何らかの理由で顔が検出されなかった場合は、ＡＦ領域を画面中央部に大きさが水平垂直とも画面の１８％程度に相当する領域としてもよい。あるいは、被写体が人物以外である場合、ＡＦ領域を検出された大きさに合わせるようにしてもよい。またこれらの場合はステップＳ９等の顔検出結果を用いた処理は行わない。ステップＳ９ではレンズの至近側もしくは遠側のいずれかの端位置に駆動し、ステップＳ７ａでは信頼性のある位相差ＡＦ処理結果が得られるか否かで制御を切り替えるようにする。

この場合のステップＳ４ａにおけるＡＦ領域の範囲の拡大は以下のように行う。

まずは手振れによる顔領域の水平方向の変位量ｘｓ・垂直方向の変位量ｙｓを顔が検出された場合と同様にして求める。

次いで被写体が近づく場合の光軸方向の被写体移動による領域の拡大量を求める。

３回以上のデフォーカス量の検出結果があれば二次関数で被写体の動きを近似し、その関数の時刻に関する変数に位相差ＡＦ処理の行われる間隔ｔｐから得られる位相差ＡＦ処理のタイミングを代入する。これにより、次の位相差ＡＦ処理時のフォーカスレンズ群３の位置を知ることが出来る（第３の検出手段）。このフォーカスレンズ群３の位置から被写体の像倍率変化を予想し、その分位相差ＡＦ処理を行う領域を拡大する。

位相差ＡＦ処理を行いデフォーカス量を検出した時点と次の位相差ＡＦ処理の時点でのフォーカスレンズ群３の位置ｐ１・ｐ２とする。この場合、フォーカスレンズ群３の位置ｐ１・ｐ２から被写体距離Ｌ１・Ｌ２が計算されるとすると、次の位相差ＡＦ処理時の画面上の被写体領域の水平方向の変化量ΔＡＳｈ及び垂直方向の変化量ΔＡＳｖは、以下のように求められる。
ΔＡＳｈ＝ＡＳｈ（Ｌ１）×｛（Ｌ１×ｐ２）／（Ｌ２×ｐ１）−１｝
ΔＡＳｖ＝ＡＳｖ（Ｌ１）×｛（Ｌ１×ｐ２）／（Ｌ２×ｐ１）−１｝
ここで、ＡＳｈ（Ｌ１）、ＡＳｖ（Ｌ１）はそれぞれデフォーカス量を検出した時点の画面上にＡＦ領域の水平方向の大きさ及び垂直方向の大きさである。

そして撮像面内で被写体が移動している場合は、ＣＰＵ１５においてＡＦ領域での動きベクトルを求める事で、画面上の動き量を検出する。

デフォーカス量を検出した時点での水平方向及び垂直方向それぞれの動きベクトル検出量Δｍｖｈ，Δｍｖｖが、次の位相差ＡＦ処理時の撮像面内での移動による被写体領域の水平方向及び垂直方向の変化量となる。

このようにして求めた各要因による被写体領域の水平方向の変化量から水平方向の予測移動範囲ｘｌｐ、ｘｒｐは、以下のようになる。

ｘｌｐ＝ｘｌ―√｛（ｘｓ＋ΔＡＳｈ／２＋Δｍｖｈ／２）・（ｘｓ＋ΔＡＳｈ／２＋Δｍｖｈ／２）｝
ｘｒｐ＝ｘｒ＋√｛（ｘｓ＋ΔＡＳｈ／２＋Δｍｖｈ／２）・（ｘｓ＋ΔＡＳｈ／２＋Δｍｖｈ／２）｝
そして拡大前の設定値が図４のステップＳ４０５において水平所定値に設定され、かつその範囲内に上記のｘｌｐ、ｘｒｐが含まれていない場合は、ｘｌｐ〜ｘｒｐに水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。同様に、拡大前の設定値が図４のステップＳ４０４において顔の水平方向範囲に設定された場合も、ｘｌｐ〜ｘｒｐに水平方向のＡＦ領域の範囲を拡大する。

そして、ＲＭＳ値（√｛（ｙｓ＋ΔＡＳｖ／２＋Δｍｖｖ／２）・（ｙｓ＋ΔＡＳｖ／２＋Δｍｖｖ／２）｝）が所定値を超えた場合にＡＦ領域の垂直方向の範囲の拡大を行う。

実際に拡大する量ｙａｄｄと垂直方向の顔の予測移動範囲ｙｕｐ、ｙｂｐはステップＳ４と同様に計算される。

但し、Δｍｖｈ・Δｍｖｖに関しては移動方向にのみ拡大するので移動と反対方向のものの値は零とする。

また拡大量は手振れ量に応じたＡＦ領域の拡大の場合と同様に、ΔＡＳｈの二乗やΔＡＳｖの二乗に拡大量が比例するなど、その大きさに応じて拡大量を変更しても良い。

このようにすることにより、手振れや被写体の移動によって被写体の存在する画面上の位置が変わることによって生じる被写体の一部、特にコントラストの高い部分の消失を防ぐ事ができるので、常に安定した焦点調節動作が可能になる。

実施例１〜実施例２はコンパクトタイプのデジタルカメラ等からなる撮像装置１による静止画撮影を例に説明した。しかしながら、本発明は、デジタルビデオカメラでの動画撮影やデジタル一眼レフのライブビュー時・携帯端末のカメラ機能を用いた際等のＡＦに適用可能である。また動画撮影の場合は、ＡＦが不可能な場合はフォーカスレンズを動かさないなど静止画の場合とは異なる処理が必要な場合がある。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯステップＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

１ 撮像装置
３ フォーカスレンズ群
５ 撮像素子（センサ）
６ 撮像回路
１４ スキャンＡＦ処理回路
１５ ＣＰＵ
１８ 第一モータ駆動回路
２２ フォーカス駆動モータ
３６ 被写体検出回路
３７ 位相差ＡＦ処理回路

Claims (18)

1. ＡＦ領域における一対の画像信号をずらしながら、相関値を演算する相関演算を、所定の範囲について行い、前記相関値に基づいて像ずれ量を求め、デフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
   被写体を含む領域を検出する第１の検出手段と、
   前記検出された領域に基づいてデフォーカス量を推定する推定手段と、
   前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさを、前記推定されたデフォーカス量に応じて設定する設定手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づき撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを駆動させて焦点位置を調節させる制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記推定手段は、前記焦点位置の調節中に前記デフォーカス量を再推定し、
   前記設定手段は、前記再推定されたデフォーカス量に応じて前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさを設定することを特徴とする請求項２記載の焦点検出装置。
4. 前記設定手段は、前記再推定されたデフォーカス量が第１の値よりも小さい第２の値の場合、前記再推定されたデフォーカス量が前記第１の値の場合よりも、前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさを小さく設定することを特徴とする請求項３記載の焦点検出装置。
5. 前記デフォーカス量の検出に用いられる画像信号の信頼性を判定する第１の判定手段を更に備え、
   前記設定手段は、前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向とは異なる方向の大きさを、前記判定された信頼性に基づき更に設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
6. 前記第１の判定手段は、前記焦点位置の調節中に前記信頼性を再判定し、
   前記設定手段は、前記再判定された信頼性に応じて前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向とは異なる方向の大きさを設定することを特徴とする請求項５記載の焦点検出装置。
7. 前記設定手段は、前記再判定された信頼性を示す値が第１の値よりも高い第２の値の場合、前記再判定された信頼性が前記第１の値の場合よりも、前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向とは異なる方向の大きさを小さく設定することを特徴とする請求項６記載の焦点検出装置。
8. 前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量のうち、前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの移動量が最小となるデフォーカス量を選択することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
9. 前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づいて前記制御手段による前記撮影光学系の駆動目標位置を算出する第１の算出手段と、
   以前に算出された前記駆動目標位置を保持する保持手段と、
   前記算出された駆動目標位置と、前記以前に算出された駆動目標位置との差分が小さい程、前記検出されたデフォーカス量の妥当性が高いと判定する第２の判定手段とを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
10. 前記以前に算出された駆動目標位置が前記保持手段に複数の駆動目標位置が存在する場合、前記複数の駆動目標位置により加重平均値を算出する第２の算出手段を更に備え、
    前記第２の判定手段は、前記駆動目標位置と、前記算出された加重平均値の差分が小さい程、前記検出されたデフォーカス量の妥当性が高いと判定することを特徴とする請求項９記載の焦点検出装置。
11. 前記保持手段は、前記第２の判定手段により妥当性が高いと判定されたデフォーカス量に基づき算出された駆動目標位置を、前記以前に算出された駆動目標位置として保持し、前記第２の判定手段により妥当性が高いと判定されたデフォーカス量が単調減少していない場合、前記複数の駆動目標位置を前記第２の判定手段による前記検出されたデフォーカス量の妥当性の判定に用いないようにすることを特徴とする請求項１０記載の焦点検出装置。
12. 優先順位を付けて複数の被写体の情報を登録する登録手段を更に備え、
    前記複数の被写体のうち前記優先順位の高い被写体に対応する領域に対して合焦状態と判定できない場合は、前記優先順位の低い被写体に対応する領域に対して合焦状態と判定され、かつ焦点深度を深くすることで前記優先順位の高い被写体に対応する領域も合焦範囲内とみなせる場合は、前記合焦範囲内とみなせるための絞り値の設定後、合焦表示を行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
13. 手振れ量を検出する第２の検出手段を更に備え、
    前記設定手段は、手振れが生じている場合は、前記第２の検出手段により検出された手振れ量が大きくなるにつれて前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさまたは前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向とは異なる方向の大きさを拡大することを特徴とする請求項５記載の焦点検出装置。
14. 光軸方向の前記被写体の移動量及び移動方向を検出する第３の検出手段を更に備え、
    前記設定手段は、前記被写体が光軸方向に近づいてくる場合は、前記第３の検出手段により検出された移動量が大きくなるにつれて前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさまたは前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向とは異なる方向の大きさを拡大することを特徴とする請求項５記載の焦点検出装置。
15. 撮像画面内の前記被写体の移動量及び移動方向を検出する第４の検出手段を更に備え、
    前記設定手段は、前記撮像画面内で前記被写体が移動する場合は、前記第４の検出手段により検出された移動量が大きくなるにつれて前記ＡＦ領域を前記第４の検出手段により検出された移動方向に拡大することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
16. 被写体を含む領域を検出する第１の検出ステップと、
    前記検出された領域に基づいてデフォーカス量を推定する推定ステップと、
    ＡＦ領域における一対の画像信号をずらしながら、相関値を演算する相関演算を、所定の範囲について行い、前記相関値に基づいて像ずれ量を求め、デフォーカス量を検出する際の前記ＡＦ領域の前記画像信号をずらす方向の大きさを、前記推定されたデフォーカス量に応じて設定する設定ステップとを有することを特徴とする制御方法。
17. 請求項１６の制御方法を実行することを特徴とするプログラム。
18. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の焦点検出装置と、
    前記一対の画像信号を出力することが可能な複数の画素から成る撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。

Images