摄像装置及对焦控制方法与流程

本发明涉及一种摄像装置及对焦控制方法。

背景技术：

近年来，随着CCD(Charge Coupled Device)图像传感器及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等成像元件的高分辨率化，对数码相机、数码摄像机、智能手机等的移动电话、PDA(Personal Digital Assistant，便携式信息终端)等具有摄影功能的信息设备需求骤增。另外，将如以上的具有摄像功能的信息设备称为摄像装置。

这些摄像装置中，作为对焦于主要被摄体的对焦控制方法，采用对比度AF(Auto Focus，自动对焦)方式或相位差AF方式(例如，参考专利文献1～3)。

搭载于通过相位差AF方式进行对焦控制的摄像装置中的固体成像元件中，例如，使用将一对遮光膜开口相互反方向偏心的相位差检测用像素离散设置在整个摄像面的物件。

该相位差检测用像素与遮光膜开口相对于光电转换部没有偏心的常规的摄像用像素相比灵敏度较低。因此，在被摄体为低照度的情况下，从相位差检测用像素获得的信号电平将会下降。为了补偿这种信号电平的下降，若简单进行增益处理来进行相关运算，则相关运算结果中将会出现误差。

专利文献1中公开有如下结构，即通过彼此接近的相位差检测用像素对输出信号进行加法运算，并使用加法运算后的信号进行用于决定散焦量的相关运算。

并且，专利文献2中公开有如下结构，即在低亮度或大散焦时，对连续拍摄得到的多个摄像图像信号中对同一位置的相位差检测用像素彼此的信号进行加法运算，并通过使用加法运算后的信号的相关运算，计算出散 焦量。

根据专利文献1、2的结构，能够通过对相位差检测用像素的信号彼此进行加法运增加信号量，因此对较暗的被摄体也能够进行高精度的对焦控制。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-91991号公报

专利文献2：日本特开2012-8212号公报

专利文献3：日本特开2001-330882号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

如专利文献1所记载的摄像装置，在不同时刻得到的多个摄像图像信号之间对相位差检测用像素的信号进行加法运算的方法，在被摄体没有变化的情况下是有效的。然而，在被摄体变化的情况下，成为对散焦量可能不同的两个摄像场景时的相位差检测用像素的信号进行加法运算后进行相关运算，因此相关运算结果中可能出现误差。

专利文献2所记载的摄像装置为对位于不同位置的相位差检测用像素的信号进行加法运算的结构，因此成为减少相位差检测用像素的数量后计算出散焦量，从而相关运算结果的精度将会下降。

专利文献3所记载的摄像装置为被摄体中包含运动物体时加快快门速度的装置，但若加快快门速度，则曝光量不足，因此不能解决对较暗被摄体对焦精度下降的课题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使相位差检测用像素的信号电平较低的情况下也能够尽可能防止对焦控制的精度下降的摄像装置及对焦控制方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的摄像装置具备：成像元件，其包含第1信号检测部及第2信 号检测部，并通过摄像光学系统拍摄被摄体，其中，所述第1信号检测部检测与通过上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束的一光束对应的信号，第2信号检测部检测与上述一对光束的另一光束对应的信号；第一散焦量算出部，其在分别通过由上述成像元件连续进行的多次拍摄得到的摄像图像信号中，使用与上述成像元件的摄像面上成为调焦对象的区对应的范围的上述第1信号检测部及上述第2信号检测部的检测信号计算出多个第一散焦量；第二散焦量算出部，其分别从上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第1信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，并且分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第2信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，使用加法运算后的上述第1信号检测部的检测信号与上述第2信号检测部的检测信号计算出第二散焦量；及判定部，其通过比较上述多个第一散焦量与上述第二散焦量，判定是否进行基于上述第二散焦量的上述摄像光学系统的对焦控制。

本发明的对焦控制方法具备：第一散焦量算出步骤，其在分别通过由成像元件连续进行的多次拍摄得到的摄像图像信号中，使用与上述成像元件的摄像面上成为调焦对象的区对应的范围的上述第1信号检测部及上述第2信号检测部的检测信号，计算出多个第一散焦量，其中，上述成像元件包含第1信号检测部及第2信号检测部，并通过上述摄像光学系统拍摄被摄体，上述第1信号检测部检测与通过摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束的一光束对应的信号，上述第2信号检测部检测与上述一对光束的另一光束对应的信号；第二散焦量算出步骤，其在分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第1信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，并且在分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第2信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，使用加法运算后的上述第1信号检测部的检测信号与上述第2信号检测部的检测信号计算出第二散焦量；判定步骤，其通过比较上述多个第一散焦量与上述第二散焦量，判定是否进行基于上述第二散焦量的上述摄 像光学系统的对焦控制。

发明效果

根据本发明，能够提供一种即使在相位差检测用像素的信号电平较低的情况下也能够尽可能防止对焦控制的精度下降的摄像装置及对焦控制方法。

附图说明

图1是表示用于说明本发明的一实施方式的作为摄像装置的一例的数码相机的概要结构的图。

图2是表示搭载于图1所示的数码相机的成像元件5的整体结构的俯视示意图。

图3是图2所示的一个AF区53的局部放大图。

图4是仅示出图3所示的相位差检测用像素52的图。

图5是表示相位差检测用像素52A的剖面结构的图。

图6是表示将成像元件5中包含的所有像素作为摄像用像素51的结构的图。

图7是用于说明图1所示的数码相机的自动对焦动作的流程图。

图8是用于说明图1所示的数码相机的自动对焦动作的变形例的流程图。

图9是表示图1所示的数码相机的框结构的变形例的图。

图10是用于说明图1所示的数码相机的自动对焦动作的变形例的图。

图11是用于说明图1所示的数码相机的自动对焦动作的变形例的图。

图12是用于说明作为摄像装置的智能手机的图。

图13是图12的智能手机的内部框图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示用于说明本发明的一实施方式的作为摄像装置的一例的数码相机的概要结构的图。

图1所示的数码相机具备用于调焦的聚焦透镜及具有包含变焦透镜等的摄像透镜1及光圈2的透镜装置。透镜装置构成摄像光学系统。

图1所示的透镜装置固定在相机主体，但可以和别的透镜装置更换。摄像透镜1至少包含聚焦透镜即可。聚焦透镜可以是通过移动整个透镜系统进行调焦的单焦点透镜。

数码相机具备通过摄像光学系统拍摄被摄体的CCD型或CMOS型等成像元件5、进行连接于成像元件5的输出的相关双采样处理等模拟信号处理的模拟信号处理部6及将从模拟信号处理部6输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换电路7。

模拟信号处理部6及A/D转换电路7由系统控制部11控制。模拟信号处理部6及A/D转换电路7有时还内置于成像元件5中。

集中控制数码相机的整个电控制系统的系统控制部11控制透镜驱动部8来控制摄像透镜1中包含的聚焦透镜以进行与对焦于主要被摄体的对焦控制，或进行摄像透镜1中包含的变焦透镜的位置的调整。而且，系统控制部11经由光圈驱动部9控制光圈2的开口量，由此进行曝光量的调整。

并且，系统控制部11经由成像元件驱动部10驱动成像元件5，将通过摄像透镜1拍摄的被摄体像作为摄像图像信号输出至成像元件5。系统控制部11中，输入用户通过操作部14输入的命令信号。该命令信号中，包含命令执行摄像光学系统的对焦控制的命令信号。

而且，该数码相机的电控制系统具备主存储器16、连接于主存储器16的存储器控制部15、数字信号处理部17、对比度AF处理部18、相位差AF处理部19、连接装卸自如的记录介质21的外部存储器控制部20及连接搭载于相机背面等的显示部23的显示控制部22。数字信号处理部17，对从A/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽马校正运算及RGB/YC转换处理等来生成撮影图像数据。

存储器控制部15、数字信号处理部17、对比度AF处理部18、相位差AF处理部19、外部存储器控制部20及显示控制部22通过控制总线24 及数据总线25相互连接，通过来自系统控制部11的指令来控制。

图2是表示搭载于图1所示的数码相机的成像元件5的整体结构的俯视示意图。

成像元件5具有摄像面50，所述摄像面50上配置有沿行方向X及与行方向正交的列方向Y排列为二维状的多个像素。在图2的例子中，该摄像面50上设定有9个成为对焦对象的区即AF区53。

AF区53是作为像素包含摄像用像素及相位差检测用像素的区。

摄像面50中，在除了AF区53以外的部分仅配置摄像用像素。另外，AF区53可无间隙地设置于摄像面50上。

图3是图2所示的一个AF区53的局部放大图。

AF区53上排列为二维状的像素51。各像素51包含光电二极管等光电转换部及形成于该光电转换部上方的滤色器。

图3中，对包含透射红色光的滤色器(R滤波器)的像素51(R像素51)标注文字“R”，对包含透射绿色光的滤色器(G滤波器)的像素51(G像素51)标注文字“G”，对包含透射蓝色光的滤色器(B滤波器)的像素51(B像素51)标注文字“B”。滤色器的排列在整个摄像面50呈拜耳排列。

F区53中，G像素51的一部分(图3中标注阴影的像素51)成为相位差检测用像素52。图3的例子中，包含R像素51及G像素51的像素行中的任意像素行中的各G像素51及相对于该各G像素51在列方向Y上最靠近的相同颜色的G像素51成为相位差检测用像素52。在此，如图3中图示，将排列为二维状的一个方向且与相位差分离方向相同的方向规定为X方向或行方向，将另一方向规定为Y方向或列方向。

图4是仅示出图3所示的相位差检测用像素52的图。

如图4所示，相位差检测用像素52包含相位差检测用像素52A及相位差检测用像素52B这两种像素。

相位差检测用像素52A为第1信号检测部，其接收通过摄像透镜1的光瞳区域的不同部分的一对光束的一光束并检测与受光量相应的信号。

相位差检测用像素52B为第2信号检测部，其接收上述一对光束的另一光束并检测与受光量相应的信号。

另外，在AF区53中，相位差检测用像素52A及52B以外的多个像素51为摄像用像素，摄像用像素接收透过摄像透镜1的上述一对光束并检测与受光量相应的信号。

在各像素51的光电转换部上方设置有遮光膜，该遮光膜上形成有规定光电转换部的受光面积的开口。

摄像用像素51的开口的中心与摄像用像素51的光电转换部的中心一致。相对于此，相位差检测用像素52A的开口(图4的空白部分)的中心相对于相位差检测用像素52A的光电转换部的中心，向右侧偏心。

并且，相位差检测用像素52B的开口(图4的空白部分)的中心相对于相位差检测用像素52B的光电转换部的中心，向左侧偏心。在此所说的右方向为图3所示的X方向的一方向，左方向为X方向的另一方向。

图5是表示相位差检测用像素52A的剖面结构的图。如图5所示，相位差检测用像素52A，开口c相对于光电转换部(PD)向右偏心。如图5所示，通过遮光膜覆盖光电转换部的单侧，能够选择性地遮住从与遮光膜覆盖的方向相反的方向入射的光。

如图5所示，通过遮光膜覆盖光电转换部的单侧，能够选择性地遮住从与遮光膜覆盖的方向相反的方向入射的光。

根据该结构，通过由位于任意行的相位差检测用像素52A构成的像素组及由相对于该像素组的各相位差检测用像素52A沿一方向以相同距离配置的相位差检测用像素52B构成的像素组，能够检测分别通过这两个像素组拍摄的图像中的行方向X的相位差。

成像元件5只要是具有多个第1信号检测部与第2信号检测部配对的结构即可，并不限定于图2～5中示出结构。其中，所述第1信号检测部接收通过摄像透镜1的光瞳区域的不同部分的一对光束的一光束并检测与受光量相应的信号，所述第2信号检测部接收上述一对光束的另一光束并检测与受光量相应的信号。

例如，可以是如下结构，即将成像元件5中包含的所有像素作为摄像用像素51，将各摄像用像素51分为两部分，并将一个分区作为相位差检测用像素52A，将另一分区作为相位差检测用像素52B。

图6是表示将成像元件5中包含的所有像素作为摄像用像素51并将 各摄像用像素51分为两部分的结构的图。

图6的结构中，在成像元件5中，将标记R的摄像用像素51分为两部分，并将分割的两部分分别作为相位差检测用像素R1与相位差检测用像素R2。

并且，在成像元件5中，将标记G的摄像用像素51分为两部分，并将分割的两部分分别作为相位差检测用像素G1与相位差检测用像素G2。

并且，在成像元件5中，标记B的摄像用像素51分为两部分，并将分割的两部分分别作为相位差检测用像素B1与相位差检测用像素B2。

该结构中，相位差检测用像素R1、G1、B1分别成为第1信号检测部，相位差检测用像素R2、G2、B2分别成为第2信号检测部。能够从第1信号检测部及第2信号检测部独立地读出信号。

而且，若对第1信号检测部与第2信号检测部的信号进行加法运算，则能够获得没有相位差的常规的摄像用信号。即，图6的结构中，将所有的像素均可用作相位差检测用像素与摄像用像素这两者。

图1所示的相位差AF处理部19从位于根据用户操作等而从9个AF区53中选择的一个AF区53的相位差检测用像素52A及相位差检测用像素52B读出的检测信号组之间的相关运算，运算通过上述一对光束形成的两个图像的相对位置偏离量即相位差。

并且，相位差AF处理部19根据该相位差，计算出为了使基于摄像透镜1的主要被摄体的成像面与成像元件5的摄像面50一致所必要的聚焦透镜的移动量即散焦量。

另外，AF区53不仅是1个，也可以设为能够选择连续排列的多个区。

图1所示的对比度AF处理部18分析通过根据用户操作等而从9个AF区53中选择的一个AF区53拍摄的图像，并通过周知的对比度AF方式决定摄影透镜1的对焦位置。

即，对比度AF处理部18，通过系统控制部11的控制移动摄影透镜1的聚焦透镜位置，并且求出在每个移动的位置(多个位置)所获得的图像的对比度(明暗差)。而且，将对比度成为最大的聚焦透镜位置作为对焦位置来决定。

另外，AF区53不仅是1个，也可以设为能够选择连续排列的多个区。

本实施方式的数码相机，若有自动对焦的执行命令，则由系统控制部11进行基于相位差AF方式的对焦控制或基于对比度AF方式的对焦控制。

并且，系统控制部11，作为基于相位差AF方式的对焦控制，进行：第一对焦控制，其根据通过一次拍摄得到的相位差检测用像素的信号进行对焦控制；及第二对焦控制，其根据对通过连续多次拍摄得到的相位差检测用像素的信号进行加法运算的信号进行对焦控制。

图7是用于说明图1所示的数码相机的动作的图。

若数码相机设定为摄像模式，则系统控制部11开始实时取景图像的显示(步骤S1)。

具体而言，系统控制部11通过成像元件5拍摄被摄体，并反复进行将基于拍摄而获得的摄像图像数据的图像显示于显示部23的控制。

在开始实时取景图像的显示后，若通过操作部14中包含的快门按钮的半压操作等执行摄像光学系统的对焦控制的执行命令(以下，称为自动对焦的执行命令。图中为AF命令)(步骤S2：是)，则系统控制部11在执行该自动对焦的执行命令的时刻所得到的摄像图像信号中使用最新的信号(以下，称为摄像图像信号G2)，判定通过成像元件5所拍摄的被摄体的明度。例如，系统控制部11将摄像图像信号G2的亮度值的平均或累计值作为明度来求出。

系统控制部11，若求出的明度为阈值以下(步骤S3：是)，则使相位差AF处理部19进行步骤S4的处理，若求出的明度超过阈值(步骤S3：否)，则使相位差AF处理部19进行步骤S11的处理。

在步骤S11中，相位差AF处理部19，通过摄像图像信号G2中与所选择的AF区53对应的范围内的相位差检测用像素52A的检测信号组及相位差检测用像素52B的检测信号组来进行相关运算，由此计算出第一散焦量即散焦量D2。相位差AF处理部19作为第一散焦量算出部来发挥功能。

系统控制部11根据步骤S11中决定的散焦量D2，将聚焦透镜移动至 对焦位置(步骤S12)而结束自动对焦。

在步骤S4中，相位差AF处理部19，在执行自动对焦的执行命令的时刻得到的摄像图像信号中，获取摄像时刻最新的摄像图像信号及摄像时刻第2新的摄像图像信号。在该两个摄像图像信号中，将摄像时刻新的作为摄像图像信号G2，将摄像时刻旧的作为摄像图像信号G1。

在步骤S4后，相位差AF处理部19，通过摄像图像信号G1中与所选择的AF区53对应的范围内的相位差检测用像素52A的检测信号组及相位差检测用像素52B的检测信号组来进行相关运算，计算出第一散焦量即散焦量D1。

并且，相位差AF处理部19，通过摄像图像信号G2中与所选择的AF区53对应的范围内的相位差检测用像素52A的检测信号组及相位差检测用像素52B的检测信号组来进行相关运算，计算出第一散焦量即散焦量D2(步骤S5)。

在步骤S5后，系统控制部11判定通过相位差AF处理部19计算出的散焦量D1与散焦量D2之差是否小于阈值TH1(步骤S6)。

当散焦量D1与散焦量D2之差为阈值TH1以上时(步骤S6：否)，可判定为所拍摄的被摄体中有与摄像面50垂直的方向的大的动作。

因此，系统控制部11选择对比度AF处理部18，使对比度AF处理部18决定对焦位置，并向已决定的对焦位置驱动聚焦透镜(步骤S10)来结束自动对焦。

当散焦量D1与散焦量D2之差小于阈值TH1时(步骤S6：是)，系统控制部11使位相差AF处理部19进行步骤S7的处理。

若将位于已选择的AF区53的k个相位差检测用像素52A根据其摄像面50上的位置设定为52A(1)～52A(k)，相位差AF处理部19则在步骤S7中对摄像图像信号G1中包含的相位差检测用像素52A(n)(n＝1～k)的检测信号与摄像图像信号G2中包含的相位差检测用像素52A(n)的检测信号进行加法运算。

摄像图像信号G1中的相位差检测用像素52A(n)的检测信号与摄像图像信号G2中的相位差检测用像素52A(n)的检测信号为从摄像面50上位置相同的相位差检测用像素52A得到的信号，且它们相互对应。

同样地，若将位于已选择的AF区53的k个相位差检测用像素52B根据其摄像面50上的位置设定为52B(1)～52B(k)，相位差AF处理部19则在步骤S7中对摄像图像信号G1中包含的相位差检测用像素52B(n)(n＝1～k)的检测信号与摄像图像信号G2中包含的相位差检测用像素52B(n)的检测信号进行加法运算。

摄像图像信号G1中的相位差检测用像素52B(n)的检测信号与摄像图像信号G2中的相位差检测用像素52B(n)的检测信号为从摄像面50上位置相同的相位差检测用像素52B得到的信号，且它们相互对应。

然后，在步骤S7中，相位差AF处理部19进行加法运算后的相位差检测用像素52A的检测信号组与加法运算后的相位差检测用像素52B的检测信号组的相关运算，根据其结果计算出第二散焦量即散焦量Ds。相位差AF处理部19作为第二散焦量算出部来发挥功能。

即，在步骤S7中，相位差AF处理部19在分别通过连续两次拍摄得到的摄像图像信号中对于与所选择的AF区53对应的范围的相位差检测用像素52A的检测信号，对该范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算。并且，相位差AF处理部19在分别通过该两次拍摄得到的摄像图像信号中对于与所选择的AF区53对应的范围的相位差检测用像素52B的检测信号，对该范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算。而且，相位差AF处理部19使用加法运算后的相位差检测用像素52A的检测信号组与相位差检测用像素52B的检测信号组计算出散焦量Ds。

在步骤S7后，系统控制部11计算出散焦量D1与散焦量Ds之差Δ1(忽略符号的绝对值)、及散焦量D2与散焦量Ds之差Δ2(忽略符号的绝对值)。

而且，系统控制部11判定Δ1及Δ2中的任一个成为阈值TH2(第一的阈值)以上(步骤S8)。

当Δ1及Δ2中的任一个成为阈值TH2以上时(步骤S8：是)，系统控制部11在步骤S10中进行基于对比度AF方式的对焦控制。

当Δ1及Δ2均小于阈值TH2时(步骤S8：否)，系统控制部11根据散焦量Ds使聚焦透镜移动至对焦位置(步骤S9)而结束自动对焦。

如上所述，图1的数码相机，当被摄体较暗时，通过散焦量D1及散 焦量D2与散焦量Df之间的比较，由系统控制部11判定是否进行基于散焦量Df的聚焦透镜的驱动。系统控制部11作为判定部来发挥功能。

关于对两次拍摄得到的相位差检测用像素的检测信号进行加法运算而求出的散焦量Ds与未进行加法运算而求出的各散焦量D1、D2之差均较大，可视为散焦量Ds的可靠性较低。

另一方面，关于散焦量Ds与各散焦量D1、D2之差均较小，可视为散焦量Ds的可靠性高。

因此，只有在散焦量Ds与各散焦量D1、D2之差较小时，进行基于散焦量Ds的对焦控制，由此即使被摄体较暗的情况下也能够进行高精度的对焦控制。

另外，图7的动作例中，虽然加了步骤S6的判定，但即使在散焦量D1与散焦量D2之差为阈值TH1以上时，散焦量Ds与各散焦量D1、D2之差成为小于阈值TH2的可能性也不一定为零。

因此，可省略步骤S6的判定而在步骤S5后转到步骤S7。

并且，根据图1的数码相机，当被摄体较亮时，与常规的相位差AF相同，进行基于散焦量D2的对焦控制，因此能够进行高速且高精度的对焦控制。

并且，根据图1的数码相机，当Δ1及Δ2均为阈值TH以上时，进行基于对比度AF方式的对焦控制。因此，即使在被摄体较暗且散焦量Ds的可靠性较低的情况下，也能够防止不能进行自动对焦的情况。

另外，图7的步骤S10中，系统控制部11代替对比度AF的进行，可以根据从最新的摄像图像信号G2求出的散焦量D2驱动聚焦透镜。

如此，即使在被摄体较暗且散焦量Ds的可靠性较低的情况下，也能够防止不能进行自动对焦的情况。并且，由于不返回对比度AF方式的步骤而结束，因此能够缩短结束自动对焦为止的时间。

并且，在图7的步骤S10中，系统控制部11可将不能进行自动对焦的情况通过显示于显示部23等来通知用户而无需进行对比度AF。此时，系统控制部11作为通知部来发挥功能。

如此，能够在早期阶段促使用户转到手动调焦的模式，并且能够减少错失最佳快门时机的可能性。

并且，在图7的步骤S10中，系统控制部11可以不进行摄像光学系统的对焦控制而结束处理。并且，在图7的步骤S10中，系统控制部11可以进行向预先决定的对焦位置使聚焦透镜移动的对焦控制而结束自动对焦。

并且，图7的动作例中，当被摄体较暗时进行步骤S4以后的处理。但是，若要基于散焦量Ds的对焦控制变得有效，则为相位差检测用像素的检测信号电平变低的摄像状况，并不仅限于被摄体较暗的情形。

例如，当入射于成像元件5的光线角度变大而入射于相位差检测用像素的光变少时(广角摄像时)，可进行步骤S4以后的处理。或者，当相位差检测用像素的检测信号电平较小时，可进行步骤S4以后的处理。

并且，图7的步骤S8中，通过Δ1及Δ2分别与阈值TH2的比较来判定是否进行基于散焦量Ds的对焦控制。作为该变形例，可通过Δ1与Δ2的偏差来判定是否进行基于散焦量Ds的对焦控制。

例如，系统控制部11作为表示偏差的数值求出Δ1与Δ2的分散，当该分散小于阈值TH3(第二阈值)时，判定为进行基于散焦量Ds的对焦控制而进行步骤S9的处理。另一方面，系统控制部11，当该分散为阈值TH3以上时，判定为进行基于散焦量Ds的对焦控制而进行步骤S10的处理。

Δ1与Δ2的偏差较大表示能够判断为散焦量Ds的值的可靠性较低。因此，即使通过Δ1与Δ2的偏差判定是否进行基于散焦量Ds的对焦控制，也能获得与图7的动作例同样的效果。

另外，图7的动作例中，通过步骤S4获得两个摄像图像信号，在步骤S5中计算出两个散焦量，在步骤S7中对两个摄像图像信号进行加法运算而计算出散焦量。

但也可以通过步骤S4，从新的信号中获取三个以上连续拍摄得到的摄像图像信号，通过步骤S5分别从该三个以上的摄像图像信号计算出散焦量D1、D2、D3、……,在步骤S7中，从该三个以上的摄像图像信号中对彼此对应的相位差检测用像素的检测信号进行加法运算的信号计算出散焦量Ds，通过比较三个以上的散焦量D1、D2、D3、……与散焦量Ds，判定是否进行步骤S9的处理。

图8是用于说明图1所示的数码相机的动作的变形例的流程图。在图8中对与图7相同的处理标记相同的符号并省略说明。

图8的动作例中，在图7中说明的步骤S1后，进行步骤S4～步骤S7的处理。

而且，若步骤S7的判定为“否”，系统控制部11则在步骤S21中将内部存储器的标记位设定为“1”。并且，若步骤S7的判定为“是”，系统控制部11则在步骤S22中将内部存储器的标记位设定为“0”。

在步骤S21及步骤S22后，若有自动对焦的执行命令(步骤S23：“是”)，系统控制部11则以与图7的步骤S2相同的方法判定被摄体的明度(步骤S24)。当没有自动对焦的执行命令时(步骤S23：“否”)返回步骤S4的处理。

当步骤S24的判定为“否”时，依次进行步骤S11及步骤S12的处理而结束自动对焦。

当步骤S24的判定为“是”时，系统控制部11确认内部存储器的标记位(步骤S25)。若标记位＝1，系统控制部11则进行步骤S9的处理，若标记位＝0，则进行步骤S10的处理。

如上所述，根据图8的动作例，在执行自动对焦的执行命令之前，由系统控制部11判定是否进行基于散焦量Ds的对焦控制。因此，与图7的例进行比较而能够缩短执行自动对焦的执行命令至结束自动对焦为止的时间。因此，能够进行高速的自动对焦。

图9是表示图1所示的数码相机的变形例的图。图9的数码相机，除了增设运动物体检测部26这一点以外,与图1的结构相同。

运动物体检测部26利用通过成像元件5连续拍摄得到的多个摄像图像信号检测所拍摄的被摄体中是否包含运动物体。

运动物体检测部26，在多个摄像图像信号中，通过从所选择的AF区53得到的图像信号之间的比较(例如块匹配或专利文献3所记载的方法等)，计算出所选择的AF区53内的主要被摄体的移动矢量。

运动物体检测部26，若移动矢量的大小为规定值以上，则判定为有运动物体，若移动矢量的大小小于规定值，则判定为无运动物体。

图9所示的数码相机的相位差AF处理部19，当通过运动物体检测部 26检测到有运动物体时，在图7、8的步骤S5中，根据运动物体的动作移动与对每个摄像图像信号G1、G2进行设定的AF区53对应的范围的位置来计算出第一散焦量。并且，相位差AF处理部19，当通过运动物体检测部26检测到有运动物体时，在图7、8的步骤S7中，根据运动物体的动作移动与对每个摄像图像信号G1、G2进行设定的AF区53对应的范围的位置来计算出第二散焦量。

图10是说明通过图9的数码相机的相位差AF处理部19计算散焦量D2的顺序的图。

图10(a)示出有摄像图像信号G1。图10(a)中示出有摄像图像信号G1中与所选择的AF区53对应的范围53a。

图10(b)示出了摄像图像信号G2。图10(b)中示出了摄像图像信号G2中与所选择的AF区53对应的范围53a。从图10(a)与图10(b)的比较可知，摄像图像信号G1、G2中包含的物体H作为向右方向移动的运动物体来被运动物体检测部26检测。

图9所示的数码相机的相位差AF处理部19，当通过运动物体检测部26检测到运动物体H时，以图10(c)的方式仅以移动矢量的大小来使应从摄像图像信号G2提取的图像信号的范围53a向基于运动物体H的移动矢量的方向移动。移动后的范围设定为符号53aa。

并且，在该状态下，相位差AF处理部19使用图10(c)的范围53aa内的图像信号中包含的相位差检测用像素的检测信号计算出散焦量D2。

并且，相位差AF处理部19，当通过运动物体检测部26检测到运动物体时，在图7、8的步骤S7中，对位于图10(a)所示的摄像图像信号G1的范围53a的各相位差检测用像素52的检测信号、及图10(c)所示的摄像图像信号G2的范围53aa中位于与该检测信号相同的位置的检测信号进行加法运算。然后，相位差AF处理部19使用加法运算后的检测信号计算出散焦量Ds。

当范围53a、53aa中例如将左上角设定为原点时，若将各范围中任意的相位差检测用像素52的检测信号的坐标设定为(xi，yi)，则将位于相同位置的检测信号表示坐标(xi，yi)为相同值的检测信号。

如此，图9的数码相机，当检测到运动物体时，并不固定所选择的 AF区53，而移动AF区53以跟踪运动物体。由此，基于摄像图像信号G1的范围53a内的图像信号的图像、及基于与摄像图像信号G2的范围53aa内的AF区53对应的图像信号的图像中，主要部的位置不会出现大的变化。因此，能够提高对是否进行基于散焦量Ds的对焦控制的判定精度。

另外，图10的说明中，固定了与AF区53对应的范围53a的大小，但当检测到运动物体时，可根据被检测的运动物体的面积改变范围53a的大小。

例如，如图11所示，将范围53a缩小到范围53ax。由此，在范围53ax中，与范围53a比较运动物体H的背景所占比例减少。

因此，基于摄像图像信号G1的范围53ax内的图像信号的图像与基于摄像图像信号G2的范围53ax内的图像信号的图像的一致度变高。其结果，能够提高对是否进行基于散焦量Ds的对焦控制的判定精度。

另外，图9所示的数码相机优选具有周知的手抖校正功能。通过具有手抖校正功能，能够抑制通过成像元件5拍摄的图像的抖动。因此，能够排除整个图像的动作，能够通过运动物体检测部26以良好的精度来只检测运动物体。其结果，能够提高对是否进行基于散焦量Ds的对焦控制的判定精度。

本说明书中作为摄像装置以数码相机为例进行了说明，以下，作为摄像装置对带相机的智能手机的实施方式进行说明。

图12表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机200的外观。图12所示的智能手机200具有平板状框体201，在框体201的一侧的面具备作为显示部的显示面板202与作为输入部的操作面板203成为一体的显示输入部204。并且，这种框体201具备扬声器205、麦克风206、操作部207及相机部208。另外，框体201的结构并不限定于此，例如能够采用显示部与输入部独立的结构，或者采用具有折叠结构或滑动机构的结构。

图13是表示图12所示的智能手机200的结构的框图。如图13所示，作为智能手机的主要的构成要件，具备无线通信部210、显示输入部204、通话部211、操作部207、相机部208、存储部212、外部输入输出 部213、GPS(Global Positioning System)接收部214、动作传感器部215、电源部216及主控制部220。并且，作为智能手机200的主要功能，具备经由省略图示的基站装置BS和省略图示的移动通信网NW进行移动无线通信的无线通信功能。

无线通信部210根据主控制部220的命令，对容纳于移动通信网NW的基站装置BS进行无线通信。使用该无线通信，进行语音数据、图像数据等各种文件数据、电子邮件数据等的收发及Web数据或流数据等的接收。

显示输入部204是所谓的触摸面板，其具备显示面板202及操作面板203，所述显示输入部通过主控制部220的控制，显示图像(静态图像及动作图像)和文字信息等来视觉性地向用户传递信息，并且检测用户对所显示的信息的操作。

显示面板202是将LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro-Luminescence Display)等用作显示设备的装置。

操作面板203是以能够视觉辨认显示于显示面板202的显示面上的图像的方式载置，并检测通过用户的手指或触控笔来操作的一个或多个坐标的设备。若通过用户的手指或触控笔操作该设备，则将因操作而产生的检测信号输出至主控制部220。接着，主控制部220根据所接收的检测信号检测显示面板202上的操作位置(坐标)。

如图12所示，作为本发明的摄像装置的一实施方式来例示的智能手机200的显示面板202与操作面板203成为一体而构成显示输入部204，配置成操作面板203完全覆盖显示面板202。

采用该配置时，操作面板203可以对显示面板202以外的区域也具备检测用户操作的功能。换言之，操作面板203可具备针对与显示面板202重叠的重叠部分的检测区域(以下，称为显示区域)、及针对除此以外的不与显示面板202重叠的外缘部分的检测区域(以下，称为非显示区域)。

另外，可使显示区域的大小与显示面板202的大小完全一致，但无需一定要使两者一致。并且，操作面板203可具备外缘部分及除此以外的内侧部分这两个感应区域。而且，外缘部分的宽度根据框体201的大小等而 适当设计。此外，作为在操作面板203中采用的位置检测方式，可举出矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式或静电电容方式等，还可以采用任意方式。

通话部211具备扬声器205和麦克风206，所述通话部将通过麦克风206输入的用户的语音转换成能够在主控制部220中处理的语音数据来输出至主控制部220、或者对通过无线通信部210或外部输入输出部213接收的语音数据进行解码而从扬声器205输出。并且，如图12所示，例如能够将扬声器205搭载于与设置有显示输入部204的面相同的面，并将麦克风206搭载于框体201的侧面。

操作部207为使用键开关等的硬件键，接受来自用户的命令。例如，如图12所示，操作部207搭载于智能手机200的框体201的侧面，是用手指等按下时开启，手指离开时通过弹簧等的复原力而成为关闭状态的按钮式开关。

存储部212存储主控制部220的控制程序和控制数据、应用软件、将通信对象的名称和电话号码等建立对应关联的地址数据、所收发的电子邮件的数据、通过Web浏览下载的Web数据及已下载的内容数据，并且临时存储流数据等。并且，存储部212由内置于智能手机的内部存储部217及装卸自如且具有外部存储器插槽的外部存储部218构成。另外，构成存储部212的各个内部存储部217与外部存储部218通过使用闪存类型(flash memory type)、硬盘类型(hard disk type)、微型多媒体卡类型(multimedia card micro type)、卡类型的存储器(例如，MicroSD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory)或ROM(Read Only Memory)等存储介质来实现。

外部输入输出部213发挥与连结于智能手机200的所有外部设备的接口的作用，用于通过通信等(例如，通用串行总线(USB)、IEEE1394等)或网络(例如，互联网、无线LAN、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(Radio Frequency Identification)、红外线通信(Infrared Data Association：IrDA)(注册商标)、UWB(Ultra Wideband)(注册商标)或紫蜂(Zig Bee)(注册商标)等)直接或间接地与其他外部设备连接。

作为与智能手机200连结的外部设备，例如有：有/无线头戴式耳机、有/无线外部充电器、有/无线数据端口、经由卡插槽连接的存储卡(Memory card)或SIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)卡、经由语音/视频I/O(Input/Output)端子连接的外部语音/视频设备、无线连接的外部语音/视频设备、有/无线连接的智能手机、有/无线连接的个人计算机、有/无线连接的PDA、有/无线连接的个人计算机、耳机等。外部输入输出部213能够将从这种外部设备接收到传送的数据传递至智能手机200内部的各构成要件、或将智能手机200内部的数据传送至外部设备。

GPS接收部214根据主控制部220的命令，接收从GPS卫星ST1～STn发送的GPS信号，执行基于所接收的多个GPS信号的测位运算处理，检测包括智能手机200的纬度、经度及高度的位置。GPS接收部214在能够从无线通信部210或外部输入输出部213(例如无线LAN)获取位置信息时，还能够利用该位置信息检测位置。

动作传感器部215例如具备三轴加速度传感器等，根据主控制部220的命令，检测智能手机200的物理动作。通过检测智能手机200的物理动作，可检测智能手机200的移动方向或加速度。该检测结果被输出至主控制部220。

电源部216根据主控制部220的命令，向智能手机200的各部供给积蓄在电池(未图示)中的电力。

主控制部220具备微处理器，根据存储部212所存储的控制程序或控制数据进行动作，统一控制智能手机200的各部。并且，主控制部220为了通过无线通信部210进行语音通信或数据通信，具备控制通信系统的各部的移动通信控制功能及应用处理功能。

应用处理功能通过主控制部220根据存储部212所存储的应用软件进行动作来实现。作为应用处理功能，例如有控制外部输入输出部213来与对象设备进行数据通信的红外线通信功能、进行电子邮件的收发的电子邮件功能、浏览Web页的Web浏览功能等。

并且，主控制部220具备根据接收数据或所下载的流数据等图像数据(静止图像或动作图像的数据)在显示输入部204显示影像等的图像处理 功能。图像处理功能是指主控制部220对上述图像数据进行解码，对该解码结果实施图像处理并将图像显示于显示输入部204的功能。

而且，主控制部220执行对显示面板202的显示控制及检测通过操作部207、操作面板203进行的用户操作的操作检测控制。通过执行显示控制，主控制部220显示用于启动应用软件的图标或滚动条等软件键，或者显示用于创建电子邮件的窗口。另外，滚动条是指用于使无法落入显示面板202的显示区域的较大图像等，接受使图像的显示部分移动的命令的软件键。

并且，通过执行操作检测控制，主控制部220检测通过操作部207进行的用户操作，或者通过操作面板203接受对上述图标的操作或对上述窗口的输入栏输入字符串，或者接受通过滚动条进行的显示图像的滚动请求。

而且，通过执行操作检测控制，主控制部220具备判定对操作面板203操作的位置是与显示面板202重叠的重叠部分(显示区域)还是除此以外的不与显示面板202重叠的外缘部分(非显示区域)，并控制操作面板203的感应区域或软件键的显示位置的触摸面板控制功能。

并且，主控制部220还能够检测对操作面板203的手势操作，并根据检测到的手势操作执行预先设定的功能。手势操作表示并非以往的简单的触摸操作，而是通过手指等描绘轨迹、或者同时指定多个位置、或者组合这些来从多个位置对至少一个描绘轨迹的操作。

相机部208包含图1所示的数码相机中的外部存储器控制部20、记录介质21、显示控制部22、显示部23及操作部14以外的结构。通过相机部208生成的摄像图像数据能够记录于存储部212或通过输入输出部213或通过无线通信部210输出。图12所示的智能手机200中，相机部208搭载于与显示输入部204相同的面，但相机部208的搭载位置并不限定于此，还可搭载于显示输入部204的背面。

并且，相机部208能够利用于智能手机200的各种功能。例如，能够在显示面板202显示通过相机部208获取的图像，或作为显示面板203的操作输入之一来利用相机部208的图像。并且，GPS接收部214检测位置时，还能够参考来自相机部208的图像来检测位置。而且，还能够参考来 自相机部208的图像，不使用三轴加速度传感器或与三轴加速度传感器同时使用来判断智能手机200的相机部208的光轴方向或判断当前的使用环境。当然，还能够在应用软件内利用来自相机部208的图像。

另外，还能够在静态图像或动作图像的图像数据上附加通过GPS接收部214获取的位置信息、通过麦克风206获取的语音信息(可通过主控制部等进行语音文本转换而成为文本信息)、通过动作传感器部215获取的姿勢信息等而记录于记录部212或通过输入输出部213或无线通信部210输出。

如上所述的结构的智能手机200中，作为相机部208的成像元件使用成像元件5，主控制部220中进行图7、8、10及11中说明的处理，由此能够进行高速且高精度的对焦控制。

如上所述说明，本说明书中公开有以下事项。

所公开的摄像装置具备：成像元件，其包含第1信号检测部及第2信号检测部，并通过摄像光学系统拍摄被摄体，其中，上述第1信号检测部检测与通过上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束的一光束对应的信号，第2信号检测部检测与上述一对光束的另一光束对应的信号；第一散焦量算出部，其在分别通过由上述成像元件连续进行的多次拍摄得到的摄像图像信号中，使用与上述成像元件的摄像面上成为调焦对象的区对应的范围的上述第1信号检测部及上述第2信号检测部的检测信号计算出多个第一散焦量；第二散焦量算出部，其在分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第1信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，并且在分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第2信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，使用加法运算后的上述第1信号检测部的检测信号与上述第2信号检测部的检测信号计算出第二散焦量；及判定部，其通过比较上述多个第一散焦量与上述第二散焦量，判定是否进行基于上述第二散焦量的上述摄像光学系统的对焦控制。

所公开的摄像装置中，上述判定部，当上述多个第一散焦量分别与上述第二散焦量之差均小于第一阈值时，可判定为进行基于上述第二散焦量 的上述摄像光学系统的对焦控制。

所公开的摄像装置中，上述判定部，当上述多个第一散焦量分别与上述第二散焦量之差的偏差小于第二阈值时，可判定为进行基于上述第二散焦量的上述摄像光学系统的对焦控制。

所公开的摄像装置中，上述判定部，当通过上述成像元件拍摄的被摄体的明度小于阈值时，可进行上述判定。

所公开的摄像装置还可具备通知部，当通过上述判定部判定为不进行基于上述第二散焦量的上述摄像光学系统的对焦控制时，所述通知部通知不能进行上述摄像光学系统的对焦控制的情况。

所公开的摄像装置，当通过上述判定部判定为不进行基于上述第二散焦量的上述摄像光学系统的对焦控制时，可以不进行上述对焦控制或根据预先设定的对焦位置进行对焦控制。

所公开的摄像装置中，上述判定部可在执行上述摄像光学系统的对焦控制的执行命令之前进行上述判定。

所公开的摄像装置还可具备利用分别通过上述多次拍摄获得的摄像图像信号来检测摄像中的被摄体中是否包含运动物体的运动物体检测部，上述第一散焦量算出部，当通过上述运动物体检测部检测到被摄体中包含运动物体时，可根据上述运动物体的动作使对通过上述多次拍摄获得的摄像图像信号进行设定的上述范围移动来计算出上述第一散焦量，上述第二散焦量算出部，当通过上述运动物体检测部检测到被摄体中包含运动物体时，可根据上述运动物体的动作使对通过上述多次拍摄获得的摄像图像信号进行设定的上述范围移动来计算出上述第二散焦量。

所公开的摄像装置中，上述第一散焦量算出部及上述第二散焦量算出部，当通过上述运动物体检测部检测到运动物体时，可根据上述运动物体的面积改变对通过上述多次拍摄获得的摄像图像信号进行设定的上述范围的大小。

所公开的对焦控制方法具备：第一散焦量算出步骤，其在分别通过由成像元件连续进行的多次拍摄得到的摄像图像信号中，使用与上述成像元件的摄像面上成为调焦对象的区对应的范围的上述第1信号检测部及上述第2信号检测部的检测信号，计算出多个第一散焦量，其中，上述成像元 件包含第1信号检测部及第信号检测部，并通过上述摄像光学系统拍摄被摄体，上述第1信号检测部检测与通过摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束的一光束对应的信号，上述第2信号检测部检测与上述一对光束的另一光束对应的信号；第二散焦量算出步骤，其在分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第1信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，并且在分别通过上述多次拍摄得到的摄像图像信号中对于上述范围的上述第2信号检测部的检测信号，对上述范围内的位置彼此相同的检测信号进行加法运算，使用加法运算后的上述第1信号检测部的检测信号与上述第2信号检测部的检测信号计算出第二散焦量；判定步骤，其通过比较上述多个第一散焦量与上述第二散焦量，判定是否进行基于上述第二散焦量的上述摄像光学系统的对焦控制。

产业上的可利用性

本发明适用于数码相机时，便利性高且有效。

符号说明

1-摄像透镜，2-光圈，5-成像元件，11-系统控制部(通知部、判定部)，18-对比度AF-处理部，19-相位差AF处理部(第一散焦量算出部、第二散焦量算出部)，26-运动物体检测部，50-摄像面，51-像素，52、52A、52B-相位差检测用像素，53-AF区。