本發(fā)明涉及一種對焦控制裝置、對焦控制方法、對焦控制程序、鏡頭裝置、攝像裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著ccd(chargecoupleddevice)圖像傳感器、cmos(complementarymetaloxidesemiconductor)圖像傳感器等攝像元件的高分辨率化，數(shù)碼靜態(tài)相機、數(shù)碼攝像機、智能手機等移動電話等具有攝像功能的信息設(shè)備的需求驟增。另外，將如以上的具有攝像功能的信息設(shè)備稱作攝像裝置。

這些攝像裝置中，作為使焦點對焦于主要被攝體的對焦控制方法，采用對比度af(autofocus、自動對焦)方式或相位差af方式(例如參考專利文獻1～3)。相位差af方式能夠?qū)崿F(xiàn)高速處理，因此通過攝像元件連續(xù)拍攝被攝體的動態(tài)圖像拍攝時是有效的方式。

專利文獻1中，記載有根據(jù)以往多次通過相位差檢測方式求出的散焦量預測當前的對焦透鏡位置的攝像裝置。

專利文獻2中，記載有根據(jù)在攝影時檢測出的散焦量與根據(jù)攝影透鏡的位置確定的像面位置及規(guī)定時間即釋放延時，利用預測函數(shù)求出像面位置的變化量，由此計算像面位置的目標位置的攝像裝置。

專利文獻3中，記載有根據(jù)以往多次通過相位差檢測方式求出的散焦量檢測被攝體的移動速度的攝像裝置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-008507號公報

專利文獻2：日本特開2011-059384號公報

專利文獻3：日本特開2001-004910號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

相位差af方式中，進行與成像透鏡的光瞳區(qū)域的不同部分對應的一對信號組的相關(guān)運算，將通過相關(guān)運算求出的一對信號組的相關(guān)值變得最小時的一對信號組的偏移量確定為相位差，并根據(jù)該相位差驅(qū)動對焦透鏡。但是，主要被攝體的對比度較低的情況、主要被攝體的亮度較低的情況、在對焦透鏡的移動期間計算相位差的情況等中，存在多個一對信號組的相關(guān)值變小的相位差，變得很難判定正確的相位差。若判定錯誤的相位差，則產(chǎn)生導致對焦透鏡未到達對焦位置或?qū)雇哥R超過對焦位置等現(xiàn)象，也有對焦透鏡始終無法到達對焦位置的情況。

專利文獻1～3中記載的攝像裝置利用根據(jù)相關(guān)運算的結(jié)果確定的散焦量預測對焦透鏡位置和像面位置，未公開用于提高相位差的計算精度的方法。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠提高相位差的計算精度來精度良好地進行基于相位差af方式的對焦透鏡的驅(qū)動的對焦控制裝置、具備該對焦控制裝置的鏡頭裝置及攝像裝置、對焦控制方法以及程序。

用于解決技術(shù)課題的手段

本發(fā)明的對焦控制裝置，其具備：多個第1信號檢測部，接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第2信號檢測部，接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號；相位差計算部，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從上述多個第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即相位差；透鏡驅(qū)動控制部，根據(jù)與通過上述相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測部，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述相位差計算部計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述相位差計算部根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測部計算出的預測值計算上述相位差。

本發(fā)明的對焦控制裝置，其具備：多個第1信號檢測部，接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第2信號檢測部，接收上述第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第3信號檢測部，接收通過上述光瞳區(qū)域的沿與上述一個方向垂直的方向排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第4信號檢測部，接收上述第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號；第1相位差計算部，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從上述多個第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差計算部，根據(jù)從上述多個第3信號檢測部輸出的第3信號組與從上述多個第4信號檢測部輸出的第4信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第3信號組與上述第4信號組在與上述一個方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透鏡驅(qū)動控制部，根據(jù)與通過上述第1相位差計算部或上述第2相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測部，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述第1相位差計算部或上述第2相位差計算部計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述第1相位差計算部根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測部計算出的預測值計算上述第1相位差，上述第2相位差計算部根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測部計算出的預測值計算上述第2相位差，上述對焦控制裝置還具備預測誤差計算部，根據(jù)通過上述相位差預測部計算出的預測值計算通過上述第1相位差計算部計算出的相位差與該預測值之差即第1預測誤差，并根據(jù)通過上述相位差預測部計算出的預測值計算通過上述第2相位差計算部計算出的相位差與該預測值之差即第2預測誤差，上述透鏡驅(qū)動控制部進行如下控制，即，當上述第1預測誤差大于上述第2預測誤差時，以與通過上述第2相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡，當上述第1預測誤差為上述第2預測誤差以下時，以與通過上述第1相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡。

本發(fā)明的鏡頭裝置具備上述對焦控制裝置及上述攝像光學系統(tǒng)。

本發(fā)明的攝像裝置具備上述對焦控制裝置。

本發(fā)明的對焦控制方法，其利用多個第1信號檢測部及多個第2信號檢測部控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制方法具備：相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，根據(jù)與通過上述相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算上述相位差。

本發(fā)明的對焦控制方法，其利用多個第1信號檢測部、多個第2信號檢測部、多個第3信號檢測部及多個第4信號檢測部控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第3信號檢測部接收通過上述光瞳區(qū)域的沿與上述一個方向垂直的方向排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第4信號檢測部接收上述第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制方法具備：第1相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第3信號檢測部輸出的第3信號組與從和上述多個第3信號檢測部成對的上述第4信號檢測部輸出的第4信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第3信號組與上述第4信號組在與上述一個方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，根據(jù)與通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述第1相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算上述第1相位差，上述第2相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算上述第2相位差，上述對焦控制方法還具備預測誤差計算步驟，根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第1預測誤差，并根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第2預測誤差，上述透鏡驅(qū)動控制步驟中進行如下控制，即，當上述第1預測誤差大于上述第2預測誤差時，以與通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡，當上述第1預測誤差為上述第2預測誤差以下時，以與通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡。

本發(fā)明的對焦控制程序，其用于利用多個第1信號檢測部及多個第2信號檢測部，通過計算機控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制程序具備：相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，以與通過上述相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值，計算上述相位差。

本發(fā)明的對焦控制程序，其用于利用多個第1信號檢測部、多個第2信號檢測部、多個第3信號檢測部及多個第4信號檢測部，通過計算機控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第3信號檢測部接收通過上述光瞳區(qū)域的沿與上述一個方向垂直的方向排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第4信號檢測部接收上述第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，

上述對焦控制程序具備：第1相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第3信號檢測部輸出的第3信號組與從和上述多個第3信號檢測部成對的上述第4信號檢測部輸出的第4信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第3信號組與上述第4信號組在與上述一個方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，根據(jù)與通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述第1相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算上述第1相位差，上述第2相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算上述第2相位差，上述對焦控制程序還具備預測誤差計算步驟，根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第1預測誤差，并根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第2預測誤差，上述透鏡驅(qū)動控制步驟中進行如下控制，即，當上述第1預測誤差大于上述第2預測誤差時，以與通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡，當上述第1預測誤差為上述第2預測誤差以下時，以與通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠提高相位差的計算精度來精度良好地進行基于相位差af方式的對焦透鏡的驅(qū)動的對焦控制裝置、具備該對焦控制裝置的鏡頭裝置、攝像裝置、對焦控制方法及程序。

附圖說明

圖1是表示作為用于說明本發(fā)明的一實施方式的攝像裝置的一例的數(shù)碼相機的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示搭載于圖1所示的數(shù)碼相機的攝像元件5的整體結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

圖3是圖2所示的1個af區(qū)53的局部放大圖。

圖4是僅示出圖3所示的相位差檢測用像素52的圖。

圖5是表示相位差檢測用像素52a的剖面結(jié)構(gòu)的圖。

圖6是表示將攝像元件5中包含的所有像素作為攝像用像素51，并將各攝像用像素51一分為二的結(jié)構(gòu)的圖。

圖7是表示通過圖2所示的系統(tǒng)控制部11執(zhí)行對焦控制程序而顯現(xiàn)的功能模塊的圖。

圖8是用于說明圖1所示的系統(tǒng)控制部11的動作的流程圖。

圖9是用于說明圖8的步驟s1～步驟s4為止的處理的圖。

圖10是用于說明從圖9的時刻t(0)的狀態(tài)變化為時刻t(1)時的動作的圖。

圖11是說明af的連續(xù)驅(qū)動的圖。

圖12是說明af的間斷驅(qū)動的圖。

圖13是表示相位差與對焦透鏡的驅(qū)動量之間的對應關(guān)系的圖。

圖14是表示圖1所示的系統(tǒng)控制部11的變形例的圖。

圖15是用于說明圖14所示的系統(tǒng)控制部11a的動作的流程圖。

圖16是說明將焦點持續(xù)對焦于移動的被攝體時的對焦透鏡的位置與實際的對焦位置(被攝體位置)之間的關(guān)系的圖。

圖17是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第1變形例的流程圖。

圖18是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第2變形例的流程圖。

圖19是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第2變形例的流程圖。

圖20是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第3變形例的流程圖。

圖21是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第3變形例的流程圖。

圖22是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第4變形例的流程圖。

圖23是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第4變形例的流程圖。

圖24是表示圖1所示的數(shù)碼相機的攝像元件5的af區(qū)53的變形例的圖。

圖25是僅抽出圖24所示的相位差檢測用像素52lr的圖。

圖26是用于說明將圖1所示的數(shù)碼相機的攝像元件5變更為包含圖24所示的af區(qū)的攝像元件的結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機中的系統(tǒng)控制部11的動作的流程圖。

圖27是表示圖26所示的流程圖中的步驟s61的詳細內(nèi)容的流程圖。

圖28是表示圖25所示的步驟s61的變形例的流程圖。

圖29是表示用于說明本發(fā)明的一實施方式的相機系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖30是表示圖29的相機系統(tǒng)的變形例的圖。

具體實施方式

以下，參考附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。

圖1是表示作為用于說明本發(fā)明的一實施方式的攝像裝置的一例的數(shù)碼相機的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖1所示的數(shù)碼相機具備鏡頭裝置40，該鏡頭裝置具有：成像透鏡1，包含用于調(diào)焦的對焦透鏡及用于變更變焦倍率的變焦透鏡等；光圈2；透鏡控制部4；透鏡驅(qū)動部8；及光圈驅(qū)動部9。本實施方式中，鏡頭裝置40作為能夠裝卸于數(shù)碼相機主體的裝置來進行說明，但也可以是固定于數(shù)碼相機主體的裝置。

成像透鏡1與光圈2構(gòu)成攝像光學系統(tǒng)，攝像光學系統(tǒng)至少包含對焦透鏡。該對焦透鏡為用于調(diào)節(jié)攝像光學系統(tǒng)的焦點的透鏡，由單一透鏡或多個透鏡構(gòu)成。通過對焦透鏡沿攝像光學系統(tǒng)的光軸方向移動來進行調(diào)焦。

鏡頭裝置40的透鏡控制部4構(gòu)成為能夠通過有線或無線與數(shù)碼相機主體的系統(tǒng)控制部11進行通信。透鏡控制部4根據(jù)來自系統(tǒng)控制部11的指令，經(jīng)由透鏡驅(qū)動部8驅(qū)動成像透鏡1中包含的對焦透鏡，或經(jīng)由光圈驅(qū)動部9驅(qū)動光圈2。

數(shù)碼相機主體具備：通過攝像光學系統(tǒng)拍攝被攝體的ccd型或cmos型等攝像元件5；與攝像元件5的輸出連接且進行相關(guān)雙采樣處理等模擬信號處理的模擬信號處理部6；及將從模擬信號處理部6輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的a/d轉(zhuǎn)換電路7。模擬信號處理部6及a/d轉(zhuǎn)換電路7通過系統(tǒng)控制部11控制。

集中控制數(shù)碼相機的整個電力控制系統(tǒng)的系統(tǒng)控制部11經(jīng)由攝像元件驅(qū)動部10驅(qū)動攝像元件5，將通過鏡頭裝置40拍攝的被攝體像輸出為攝像圖像信號。系統(tǒng)控制部11中通過操作部14輸入有來自用戶的命令信號。

系統(tǒng)控制部11由處理器、ram(ramdomaccessmemory)及rom(readonlymemory)等存儲器構(gòu)成。系統(tǒng)控制部11通過執(zhí)行存儲于rom的對焦控制程序來實現(xiàn)后述的各功能。

而且，該數(shù)碼相機的電力控制系統(tǒng)具備：主存儲器16；存儲器控制部15，連接于主存儲器16；數(shù)字信號處理部17，對從a/d轉(zhuǎn)換電路7輸出的攝像圖像信號進行插值運算、伽馬校正運算及rgb/yc轉(zhuǎn)換處理等來生成攝像圖像數(shù)據(jù)；外部存儲器控制部20，連接有裝卸自如的記錄介質(zhì)21；及顯示控制部22，連接有搭載于相機背面等的顯示部23。

存儲器控制部15、數(shù)字信號處理部17、外部存儲器控制部20及顯示控制部22通過控制總線24及數(shù)據(jù)總線25相互連接，根據(jù)來自系統(tǒng)控制部11的指令被控制。

圖2是表示搭載于圖1所示的數(shù)碼相機的攝像元件5的整體結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

攝像元件5具有受光面50，所述受光面上配置有沿一個方向即行方向x及與行方向x垂直的列方向y排列為二維狀的多個像素。在圖2的例子中，該受光面50上設(shè)置有9個成為對焦對象的區(qū)即af區(qū)53。

af區(qū)53是作為像素包含攝像用像素與相位差檢測用像素的區(qū)。

受光面50中，在除了af區(qū)53以外的部分僅配置攝像用像素。另外，af區(qū)53可無間隙地設(shè)置于受光面50。

圖3是圖2所示的1個af區(qū)53的局部放大圖。

af區(qū)53上，以二維狀排列有像素51。各像素51包含光電二極管等光電轉(zhuǎn)換部及形成于該光電轉(zhuǎn)換部上方的濾色器。

圖3中，對包含透射紅色光的濾色器(r濾波器)的像素51(還稱為r像素51)標注文字“r”，對包含透射綠色光的濾色器(g濾波器)的像素51(還稱為g像素51)標注文字“g”，對包含透射藍色光的濾色器(b濾波器)的像素51(還稱為b像素51)標注文字“b”。濾色器的排列在整個受光面50呈拜耳排列。

af區(qū)53中，g像素51的一部分(圖3中標注陰影的像素51)成為相位差檢測用像素52。圖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與在列方向y上最靠近該各g像素51的相同顏色的g像素51成為相位差檢測用像素52。

圖4是僅示出圖3所示的相位差檢測用像素52的圖。

如圖4所示，相位差檢測用像素52包含相位差檢測用像素52a及相位差檢測用像素52b這兩種像素。

相位差檢測用像素52a是第1信號檢測部，其接收通過成像透鏡1的光瞳區(qū)域的沿行方向x排列的不同的2個部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號。

相位差檢測用像素52b是第2信號檢測部，其接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號。

另外，在af區(qū)53中，相位差檢測用像素52a、52b以外的多個像素51為攝像用像素，攝像用像素接收通過成像透鏡1的上述一對光束，并檢測與受光量相應的信號。

各像素51的光電轉(zhuǎn)換部上方設(shè)置有遮光膜，該遮光膜上形成有規(guī)定光電轉(zhuǎn)換部的受光面積的開口。

攝像用像素51的開口的中心與攝像用像素51的光電轉(zhuǎn)換部的中心一致。相對于此，相位差檢測用像素52a的開口(圖4的空白部分)的中心相對于相位差檢測用像素52a的光電轉(zhuǎn)換部中心，向右側(cè)偏心。并且，相位差檢測用像素52b的開口(圖4的空白部分)的中心相對于相位差檢測用像素52b的光電轉(zhuǎn)換部的中心，向左側(cè)偏心。在此所說的右方向是圖3中示出的行方向x的一個方向，左方向是行方向x的另一個方向。

圖5是表示相位差檢測用像素52a的剖面結(jié)構(gòu)的圖。如圖5所示，相位差檢測用像素52a的開口c相對于光電轉(zhuǎn)換部(pd)，向右側(cè)偏心。如圖5所示，能夠通過以遮光膜覆蓋光電轉(zhuǎn)換部的一側(cè)，選擇性地遮住從以遮光膜覆蓋的方向的相反方向入射的光。

通過該結(jié)構(gòu)，能夠通過包含位于任意行的相位差檢測用像素52a的像素組與包含相對于該像素組的各相位差檢測用像素52a沿一個方向以相同距離配置的相位差檢測用像素52b的像素組，檢測分別通過這2個像素組拍攝的圖像上的行方向x的相位差。

另外，攝像元件5為具有多個第1信號檢測部與第2信號檢測部的配對的結(jié)構(gòu)即可，并不限定于圖2～圖5所示的結(jié)構(gòu)，所述第1信號檢測部接收通過成像透鏡1的光瞳區(qū)域的沿行方向x排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，所述第2信號檢測部接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號。

例如，可以是如下結(jié)構(gòu)，即，將攝像元件5中包含的所有像素作為攝像用像素51，將各攝像用像素51一分為二，將其中一個分割區(qū)作為相位差檢測用像素52a，將另一個分割區(qū)作為相位差檢測用像素52b。

圖6是表示將攝像元件5中包含的所有像素作為攝像用像素51，并將各攝像用像素51一分為二的結(jié)構(gòu)的圖。

圖6的結(jié)構(gòu)中，將攝像元件5中標注r的攝像用像素51一分為二，將所分割的2個分別作為相位差檢測用像素r1與相位差檢測用像素r2。并且，將攝像元件5中標注g的攝像用像素51一分為二，將所分割的2個分別作為相位差檢測用像素g1與相位差檢測用像素g2。而且，將攝像元件5中標注b的攝像用像素51一分為二，將所分割的2個分別作為相位差檢測用像素b1與相位差檢測用像素b2。

該結(jié)構(gòu)中，相位差檢測用像素r1、g1、b1分別成為第1信號檢測部，相位差檢測用像素r2、g2、b2分別成為第2信號檢測部。能夠從第1信號檢測部與第2信號檢測部獨立地讀取信號。并且，若對第1信號檢測部與第2信號檢測部的信號進行相加，則可獲得無相位差的通常的攝像用信號。即，圖6的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⑺邢袼刈鳛橄辔徊顧z測用像素與攝像用像素這雙方。

圖7是表示通過圖2所示的系統(tǒng)控制部11執(zhí)行對焦控制程序而顯現(xiàn)的功能模塊的圖。系統(tǒng)控制部11通過執(zhí)行存儲于rom的對焦控制程序，作為相位差計算部11a、相位差預測部11b及透鏡驅(qū)動控制部11c發(fā)揮作用。

相位差計算部11a至少根據(jù)從位于從9個af區(qū)53中通過用戶操作等選擇的1個af區(qū)53的多個相位差檢測用像素52a輸出的第1信號組、與從和該相位差檢測用像素52a成對的相位差檢測用像素52b輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算第1信號組與第2信號組在行方向x上的偏移量即相位差。

具體而言，相關(guān)運算是指，將從多個相位差檢測用像素52a輸出的第1信號組的數(shù)據(jù)設(shè)為a[1]……a[k]，將從和該相位差檢測用像素52a成對的相位差檢測用像素52b輸出的第2信號組的數(shù)據(jù)設(shè)為b[1]……b[k]，運算使這2個數(shù)據(jù)向行方向x偏移“d”時的2個數(shù)據(jù)的相關(guān)值的處理。相關(guān)值能夠根據(jù)被通過以下式求出的2個數(shù)據(jù)波形包圍的面積s[d]求出。相關(guān)值越小，表示2個數(shù)據(jù)的一致度越高。

[數(shù)式1]

d＝－l，···，-2，-1，0，1，2，···，l

將表示在橫軸取2個數(shù)據(jù)的偏移量d，并在縱軸取2個數(shù)據(jù)的相關(guān)值即面積s[d]時的相關(guān)值的變化的曲線圖稱作相關(guān)曲線，該相關(guān)曲線成為相關(guān)運算的結(jié)果。該相關(guān)曲線中包含至少1個谷部，因此計算與相關(guān)曲線中包含的谷部的任一個對應的偏移量d作為第1信號組與第2信號組在行方向x上的相位差。

透鏡驅(qū)動控制部11c經(jīng)由透鏡控制部4向透鏡驅(qū)動部8發(fā)送指令，根據(jù)與通過相位差計算部11a計算出的相位差對應的驅(qū)動量，使透鏡驅(qū)動部8驅(qū)動對焦透鏡。

表示相位差與對焦透鏡的驅(qū)動量之間的對應關(guān)系的信息在制造數(shù)碼相機時預先求出，并存儲于系統(tǒng)控制部11的rom。透鏡驅(qū)動控制部11c從rom讀取與相位差對應的驅(qū)動量，將所讀取的驅(qū)動量傳遞至透鏡驅(qū)動部8。透鏡驅(qū)動部8使對焦透鏡僅移動所傳遞的驅(qū)動量。

相位差預測部11b根據(jù)用于將在對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過相位差計算部11a計算出的第1相位差轉(zhuǎn)換為對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及對焦透鏡根據(jù)該驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算第2時刻的相位差的預測值。

相位差計算部11a根據(jù)在任意時刻獲取的第1信號組及第2信號組的相關(guān)運算的結(jié)果、與通過相位差預測部11b計算出的該時刻的相位差的預測值，計算該時刻的相位差。

圖8是用于說明圖1所示的系統(tǒng)控制部11的動作的流程圖。圖8的動作示出例如在動態(tài)圖像拍攝中持續(xù)進行基于相位差af方式的對焦控制的例子。

若設(shè)定為動態(tài)圖像拍攝模式，則相位差計算部11a在時刻t(n)(n的初始值為0)進行從攝像元件5輸出的第1信號組與第2信號組的相關(guān)運算，根據(jù)該相關(guān)運算的結(jié)果，計算時刻t(n)的相位差p(n)(步驟s1)。

在此，t(n)的含義設(shè)定為表示運算時的時序的順序為“n”，t(n)表示第n個時間。例如，將某個時間設(shè)為t(0)＝0，若獲取到進行下一相關(guān)運算的信號時的時間為0.5秒之后，則成為t(1)＝0.5。

相位差計算部11a例如確定通過相關(guān)運算獲得的構(gòu)成相關(guān)曲線的所有谷部的相關(guān)值中與構(gòu)成該所有谷部的相關(guān)值的平均值之差成為規(guī)定值以上的谷部，計算與該谷部對應的偏移量d作為相位差p(n)。無法將這種谷部確定為1個時，相位差計算部11a反復進行步驟s1的處理，直至能夠?qū)⒐炔看_定為1個。

接著，透鏡驅(qū)動控制部11c從rom讀取與通過相位差計算部11a計算出的相位差p(n)對應的對焦透鏡的驅(qū)動量m(n)(步驟s2)。并且，透鏡驅(qū)動控制部11c根據(jù)所讀取的驅(qū)動量m(n)，使透鏡驅(qū)動部8開始對焦透鏡的驅(qū)動(步驟s3)。

若對焦透鏡通過透鏡驅(qū)動部8的驅(qū)動而開始移動，則相位差預測部11b計算用于將相位差p(n)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動量m(n)的系數(shù)a(n)，將計算出的系數(shù)a(n)與相位差p(n)的計算時刻t(n)建立對應關(guān)聯(lián)并存儲于ram(步驟s4)。

系數(shù)a(n)能夠通過{p(n)/m(n)}或{m(n)/p(n)}的運算求出。以下，作為系數(shù)a(n)＝{m(n)/p(n)}來進行說明。

圖9是用于說明圖8的步驟s1～步驟s4為止的處理的圖。

圖9中，在時刻t(0)，對焦透鏡的位置位于x(0)。示于圖9的右側(cè)的圖是表示時刻t(0)的相關(guān)運算的結(jié)果的圖。相關(guān)曲線中存在多個谷部，在步驟s1中計算與該多個谷部中最小的谷部對應的相位差-p(0)。并且，若確定與該相位差-p(0)對應的驅(qū)動量m(0)，則對焦透鏡根據(jù)該驅(qū)動量m(0)開始移動。并且，根據(jù)相位差-p(0)與驅(qū)動量m(0)計算系數(shù)a(0)，并與時刻t(0)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲。

回到圖8，在步驟s3中，對焦透鏡開始移動，并在時刻變成t(n+1)的時點，相位差預測部11b計算從時刻t(n)至時刻t(n+1)為止的對焦透鏡的移動量x(n+1)與驅(qū)動量m(n)之差δm(n+1)(步驟s5)。

接著，相位差預測部11b利用系數(shù)a(n)將差δm(n+1)轉(zhuǎn)換為相位差，并計算該相位差作為時刻t(n+1)的相位差的預測值(步驟s6)。具體而言，相位差預測部11b通過δm(n+1)除以a(n)來計算預測值pf(n+1)。

若計算出預測值pf(n+1)，則相位差計算部11a在時刻t(n+1)進行從攝像元件5輸出的第1信號組與第2信號組的相關(guān)運算，并根據(jù)該相關(guān)運算的結(jié)果與預測值pf(n+1)，計算時刻t(n+1)的相位差p(n+1)(步驟s7)。

例如，相位差計算部11a從通過相關(guān)運算獲得的相關(guān)曲線的所有谷部中確定與真相位差對應的谷部時，利用預測值pf(n+1)的信息。具體而言，計算與所有谷部對應的相位差中最接近相位差的預測值pf(1)的值作為最終的相位差p(n+1)。

圖10是用于說明從圖9的時刻t(0)的狀態(tài)變化為時刻t(1)時的動作的圖。在時刻t(1)，相對于時刻t(0)的狀態(tài)，對焦透鏡從x(0)向x(1)的位置移動。并且，通過δm(1)/a(0)的運算，計算預測值pf(1)。

在圖10的右側(cè)，示出表示在時刻t(1)從攝像元件5輸出的第1信號組與第2信號組的相關(guān)運算結(jié)果的相關(guān)曲線。

在對焦透鏡移動的狀態(tài)下，所拍攝的圖像在流動，因此若在該狀態(tài)下進行相關(guān)運算，則如圖10所示，在多個谷部彼此的相關(guān)值中不易產(chǎn)生差。

若多個谷部成為大致相同的相關(guān)值，則有可能在時刻t(1)的時點計算錯誤的相位差，產(chǎn)生對焦透鏡在比原本應到達的對焦位置更靠前的位置停止的下沖或?qū)雇哥R超過原本應到達的對焦位置的過沖，動作變得不穩(wěn)定。

因此，相位差計算部11a計算與圖10所示的相關(guān)曲線的谷部對應的相位差中最接近相位差的預測值-pf(1)的值作為最終的相位差p(n+1)。由此，提高相位差的計算精度，防止產(chǎn)生過沖或下沖。

回到圖8的說明，若在步驟s7中計算出相位差p(n+1)，則在n更新為(n+1)之后，再次進行步驟s2之后的處理。若以圖10的例子進行說明，則時刻t(1)之后，設(shè)定于透鏡驅(qū)動部8的驅(qū)動量m(0)被重置，對焦透鏡根據(jù)與相位差p(1)對應的驅(qū)動量m(1)開始移動。

如以上，根據(jù)圖1所示的數(shù)碼相機，能夠通過圖8中說明的動作提高相位差的計算精度。如圖8所示，在驅(qū)動對焦透鏡期間進行相關(guān)運算的連續(xù)驅(qū)動的情況下，若根據(jù)該相關(guān)運算的結(jié)果計算出的相位差中存在錯誤，則對焦透鏡的動作變得不穩(wěn)定。

圖11是說明連續(xù)驅(qū)動的圖。如圖11所示，連續(xù)驅(qū)動中，若產(chǎn)生相位差的誤計算，則會導致產(chǎn)生過過沖或下沖，或產(chǎn)生對焦透鏡在目標位置附近反復進行移動的振蕩。

如圖12所示，能夠通過進行間斷驅(qū)動或多或少地抑制產(chǎn)生振蕩，所述間斷驅(qū)動為，反復進行在開始對焦透鏡的驅(qū)動之后對焦透鏡停止的時點進行相關(guān)運算來計算相位差，并根據(jù)該相位差開始對焦透鏡的驅(qū)動的動作。

但是，如圖13所示，關(guān)于相位差與對焦透鏡的驅(qū)動量之間的對應關(guān)系，具有相位差越大比例關(guān)系越崩裂的趨勢。因此，即使是圖12所示的間斷驅(qū)動，在變得非常模糊而相位差較大的狀態(tài)下，也有可能產(chǎn)生過沖或下沖。并且，在被攝體的亮度較低且變得噪點相對較多的情況、或被攝體的空間頻率較高的情況等，即使是間斷驅(qū)動，有時相關(guān)曲線也會變成如圖10所示，有可能產(chǎn)生過沖或下沖。

相對于此，根據(jù)圖8所示的動作，能夠根據(jù)任意時刻的相關(guān)運算的結(jié)果與該時刻的相位差的預測值，精度良好地計算該時刻的相位差。因此，能夠防止連續(xù)驅(qū)動中產(chǎn)生過沖、下沖及振蕩。

并且，被攝體的亮度較低且變得噪點相對較多的情況、被攝體的空間頻率較高的情況及相位差較大的情況等，也能夠精度良好地計算相位差，因此同樣能夠防止產(chǎn)生過沖、下沖及振蕩。

圖14是表示圖1所示的系統(tǒng)控制部11的變形例的圖。圖14所示的系統(tǒng)控制部11a的結(jié)構(gòu)除了追加了預測誤差計算部11d這一點以外，與圖7相同。該預測誤差計算部11d也是通過處理器執(zhí)行存儲于rom的對焦控制程序來顯現(xiàn)的功能模塊。

圖14所示的系統(tǒng)控制部11a的預測誤差計算部11d計算根據(jù)通過相位差預測部11b計算出的預測值pf(n+1)與相關(guān)運算的結(jié)果計算出的相位差p(n+1)與預測值pf(n+1)之差即預測誤差δp(n+1)，并存儲于ram。

系統(tǒng)控制部11a的相位差預測部11b根據(jù)系數(shù)a(n)、差δm(n+1)、在時刻t(n)通過預測誤差計算部11d計算并存儲的預測誤差δp(n)，計算預測值pf(n+1)。

圖15是用于說明圖14所示的系統(tǒng)控制部11a的動作的流程圖。圖15中，對與圖8相同的處理，標注相同符號并省略說明。

步驟s6之后，相位差預測部11b判定ram中是否存儲有預測誤差(步驟s11)。

ram中未存儲有預測誤差時(步驟s11：否)，進行步驟s7的處理。步驟s7之后，預測誤差計算部11d通過以下的式(2)或式(3)計算在步驟s7中計算出的相位差p(n+1)與步驟s7中的相位差的計算中使用的預測值pf(n+1)之差即預測誤差δp(n+1)。并且，預測誤差計算部11d將預測誤差δp(n+1)與時刻t(n+1)建立對應關(guān)聯(lián)并存儲于ram(步驟s13)。步驟s13之后，進行步驟s8的處理，之后處理返回步驟s2。

預測誤差δp(n+1)＝{相位差p(n+1)}-{預測值pf(n+1)}……(2)

預測誤差δp(n+1)＝{預測值pf(n+1)}-{相位差p(n+1)}……(3)

若至少進行了1次步驟s8的處理，則步驟s11的判定成為是。步驟s11的判定為是時，相位差預測部11b根據(jù)與時刻t(n+1)的前一個時刻t{(n+1)-1}建立對應關(guān)聯(lián)并存儲于ram的預測誤差δp{(n+1)-1}，對在步驟s6中計算出的預測值pf(n+1)進行校正(步驟s12)。

若預測誤差δp(n+1)為通過式(2)計算出的值，則相位差預測部11b通過對預測值pf(n+1)加上δp{(n+1)-1}，獲得校正后的預測值pf(n+1)。

若預測誤差δp(n+1)為通過式(3)計算出的值，則相位差預測部11b通過從預測值pf(n+1)減去δp{(n+1)-1}，獲得校正后的預測值pf(n+1)。

步驟s12之后過渡到步驟s7，相位差計算部11a根據(jù)在步驟s12校正之后的預測值pf(n+1)與時刻t(n+1)的相關(guān)運算的結(jié)果，計算時刻t(n+1)的相位差p(n+1)。

如以上，系統(tǒng)控制部11a利用在時刻t(1)計算出的預測值pf(1)與利用該預測值pf(1)計算出的相位差p(1)之差即預測誤差δp(1)，校正在下一時刻t(2)計算的預測值pf(2)，因此能夠提高預測值pf(2)的精度，能夠更準確地計算相位差。

圖16是說明使焦點持續(xù)對焦于移動的被攝體時的對焦透鏡的位置與實際的對焦位置(被攝體位置)之間的關(guān)系的圖。

如圖16所示，考慮主要被攝體沿一定方向移動，對焦位置隨著時間而遠離的情況。此時，在時刻t(0)計算相位差p(0)，在時刻t(1)，即使對焦透鏡以與該相位差p(0)對應的驅(qū)動量結(jié)束移動，在時刻t(1)，對焦位置向更遠處移動，因此無法對焦于主要被攝體。在之后的時刻t(2)也相同。

如此，針對移動的被攝體，雖然根據(jù)接近相位差的預測值的相位差驅(qū)動對焦透鏡，該相位差也有可能偏離真相位差而預測值的精度下降。若預測值的精度下降，則易產(chǎn)生下沖、過沖及振蕩動作。

根據(jù)圖15所示的動作，能夠利用在計算相位差的時刻t(n+1)之前的時刻t(n)預先存儲的預測誤差的信息，計算時刻t(n+1)的相位差的預測值，因此即使是移動的被攝體，也能夠提高預測值的精度，進行更準確的相位差的計算。其結(jié)果，能夠防止下沖、過沖及振蕩動作。

另外，圖15的說明中，設(shè)為在步驟s12中始終利用預測誤差校正預測值。但是，當預測誤差較小時，可設(shè)為省略步驟s12的處理而過渡到步驟s7。圖15的動作中，能夠逐漸減小預測誤差，因此能夠通過在預測誤差減小到某種程度的時點省略步驟s12的處理，減少運算量。

圖17是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第1變形例的流程圖。圖17中，對與圖15相同的處理，標注相同符號并省略說明。并且，為了簡化附圖，圖15中示出的步驟s2～步驟s6圖示為1個處理模塊。

步驟s7之后進行步驟s13的處理。步驟s13之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定在步驟s13中計算出的預測誤差δp(n+1)的絕對值是否超過第1閾值th1(步驟s14)。

若步驟s14的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ng計數(shù)器的計數(shù)值重置為0(步驟s15)。步驟s15之后，處理過渡到步驟s8。

若步驟s14的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ng計數(shù)器的計數(shù)值計數(shù)1個(步驟s16)。

步驟s16之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定預測ng計數(shù)器的計數(shù)值是否成為第2閾值th2以上(步驟s17)。關(guān)于第2閾值th2，適當設(shè)定為2以上的自然數(shù)。若步驟s17的判定為是，則處理過渡到步驟s8。

若步驟s17的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c對相位差計算部11a發(fā)出校正在步驟s7中計算出的相位差p(n+1)的命令。根據(jù)該命令，相位差計算部11a根據(jù)存儲于ram的以往的預測誤差，對在步驟s7中計算出的相位差p(n+1)進行校正(步驟s18)。

具體而言，相位差計算部11a通過對相位差p(n+1)加上或減去在之前的時刻t(n)求出的預測值p(n)的預測誤差δp(n)，獲得校正后的相位差p(n+1)。

若預測誤差δp(n)為通過式(2)計算出的值，則相位差計算部11a通過對相位差p(n+1)加上δp(n)，獲得校正后的相位差p(n+1)。若預測誤差δp(n)為通過式(3)計算出的值，則相位差計算部11a通過從相位差p(n+1)減去δp(n)，獲得校正后的相位差p(n+1)。

步驟s18之后進行步驟s8的處理，之后，根據(jù)在步驟s18中校正之后的相位差p(n+1)進行對焦透鏡的驅(qū)動。

例如，如圖16所示，在對焦透鏡的位置未追隨被攝體位置的情況下，預測誤差超過第1閾值th1的狀態(tài)持續(xù)第2閾值t2次以上。這種情況下，通過之前求出的預測誤差校正根據(jù)相關(guān)運算的結(jié)果與預測誤差計算出的相位差，由此，即使是移動的被攝體，也能夠以高精度進行對焦。

在圖17的步驟s18中，設(shè)為利用在計算相位差p(n+1)的時刻t(n+1)之前的時刻的預測誤差校正相位差p(n+1)。作為該變形例，可利用比計算相位差p(n+1)的時刻t(n+1)更靠前的多個時刻的預測誤差校正相位差p(n+1)。

例如，校正相位差p(n+1)時，可通過計算分別在時刻t(n)與時刻t(n-1)計算出的預測誤差的平均，對相位差p(n+1)加上或減去該平均值來進行校正。關(guān)于取平均的預測誤差的數(shù)量，例如設(shè)為與第2閾值th2相同即可。由此，能夠進行更高精度的相位差計算。

圖18及圖19是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第2變形例的流程圖。圖18中，對與圖15相同的處理，標注相同符號并省略說明。

步驟s13之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定在步驟s13中計算出的預測誤差δp(n+1)的絕對值是否成為小于第3閾值th3(步驟s21)。

若步驟s21的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ok計數(shù)器的計數(shù)值計數(shù)1個(步驟s27)。

步驟s27之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定預測ok計數(shù)器的計數(shù)值是否成為第4閾值th4以上(步驟s28)。關(guān)于第4閾值th4，適當設(shè)定2以上的自然數(shù)。

若步驟s28的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c進行允許對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s29)。具體而言，處理返回步驟s8，進行步驟s2之后的處理來持續(xù)對焦透鏡的驅(qū)動。

若步驟s21的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ok計數(shù)器的計數(shù)值重置為0(步驟22)。步驟s22之后，透鏡驅(qū)動控制部11c進行禁止對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s23)。具體而言，透鏡驅(qū)動控制部11c向透鏡驅(qū)動部8發(fā)出停止對焦透鏡的驅(qū)動的命令。

步驟s23之后，透鏡驅(qū)動控制部11c將n更新為(n+1)(步驟s24)，之后，進行與步驟s2相同的處理即步驟s25的處理。步驟s25之后，進行與步驟s3相同的處理即步驟s26的處理，之后，處理過渡到步驟s5。

第2變形例中，當預測誤差為第3閾值th3以上時，停止對焦透鏡的驅(qū)動。當在動態(tài)圖像拍攝期間進行基于相位差af方式的對焦控制時，若物體橫穿數(shù)碼相機前或由于手抖動或被攝體抖動等而在af區(qū)53內(nèi)進入預想外的物體，則會導致對焦透鏡對該情況的變化進行反應而移動。

第2變形例中，通過預測誤差的大小判斷這種情況的變化，預測誤差較大時，強制性地停止對焦透鏡的驅(qū)動。因此，能夠防止對焦透鏡由于預想外的被攝體而移動。

另外，第2變形例的效果在不使用預測值而計算相位差時也能夠獲得。因此，在圖18的步驟s7中，相位差計算部11a可不使用預測值p(n+1)，僅根據(jù)相關(guān)運算的結(jié)果計算相位差p(n+1)。

圖20及圖21是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第3變形例的流程圖。圖20中，對與圖15相同的處理，標注相同符號并省略說明。

步驟s13之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定在步驟s7中實施的相關(guān)運算的結(jié)果的可靠度是否超過第5閾值th5(步驟s30)。

在成像于af區(qū)的被攝體像為低亮度的情況、或成像于af區(qū)的被攝體像為低對比度的情況、或成像于af區(qū)的被攝體像的空間頻率較高的情況等，相關(guān)運算的結(jié)果的可靠度下降。因此，例如透鏡驅(qū)動控制部11c計算從af區(qū)內(nèi)的各像素輸出的信號的亮度平均，當亮度平均值為規(guī)定值以上時，判定為相關(guān)運算的可靠度超過第5閾值th5，當亮度平均值小于規(guī)定值時，判定為相關(guān)運算的可靠度為第5閾值th5以下。

或者，透鏡驅(qū)動控制部11c計算通過af區(qū)的通常像素拍攝的被攝體像的對比度或空間頻率，當對比度或空間頻率為規(guī)定值以上時，判定為相關(guān)運算的可靠度超過第5閾值th5，當對比度小于規(guī)定值時，判定為相關(guān)運算的可靠度為第5閾值th5以下?？煽慷扰卸ǖ姆椒ú⒉幌薅ㄓ谶@些，采用公知的方法即可。

當步驟s30的判定為是時，進行步驟s31之后的處理，當步驟s30的判定為否時，進行步驟s41之后的處理。

在步驟s41中，透鏡驅(qū)動控制部11c判定在步驟s13中計算出的預測誤差δp(n+1)的絕對值是否成為小于第6閾值th6。

若步驟s41的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ok計數(shù)器的計數(shù)值計數(shù)1個(步驟s47)。

步驟s47之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定預測ok計數(shù)器的計數(shù)值是否成為第7閾值th7以上(步驟s48)。關(guān)于第7閾值th7，適當設(shè)定2以上的自然數(shù)。

若步驟s48的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c進行允許對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s49)。具體而言，處理返回步驟s8，進行步驟s2之后的處理來持續(xù)對焦透鏡的驅(qū)動。

若步驟s41的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ok計數(shù)器的計數(shù)值重置為0(步驟42)。步驟s42之后，透鏡驅(qū)動控制部11c進行禁止對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s43)。步驟s48的判定為否時，透鏡驅(qū)動控制部11c也在步驟s43中進行禁止對焦透鏡的驅(qū)動的控制。具體而言，透鏡驅(qū)動控制部11c向透鏡驅(qū)動部8發(fā)出停止對焦透鏡的驅(qū)動的命令。

步驟s43之后，透鏡驅(qū)動控制部11c將n更新為(n+1)(步驟s44)，之后，進行與步驟s2相同的處理即步驟s45的處理。步驟s45之后，進行與步驟s3相同的處理即步驟s46的處理。步驟s46之后，處理過渡到步驟s5。

在步驟s31中，透鏡驅(qū)動控制部11c判定在步驟s13中計算出的預測誤差δp(n+1)的絕對值是否成為小于閾值th9。閾值th9為大于閾值th6的值。

若步驟s31的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ok計數(shù)器的計數(shù)值計數(shù)1個(步驟s37)。

步驟s37之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定預測ok計數(shù)器的計數(shù)值是否成為閾值th10以上(步驟s38)。關(guān)于閾值th10，適當設(shè)定2以上的自然數(shù)。閾值th10為小于閾值th7的值。

若步驟s38的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c進行允許對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s39)。具體而言，處理返回步驟s8，進行步驟s2之后的處理來持續(xù)對焦透鏡的驅(qū)動。

若步驟s31的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c將預測ok計數(shù)器的計數(shù)值重置為0(步驟32)。步驟s32之后，或步驟s38的判定為否時，透鏡驅(qū)動控制部11c進行禁止對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s33)。具體而言，透鏡驅(qū)動控制部11c向透鏡驅(qū)動部8發(fā)出停止對焦透鏡的驅(qū)動的命令。

步驟s33之后，透鏡驅(qū)動控制部11c將n更新為(n+1)(步驟s34)，之后，進行與步驟s2相同的處理即步驟s35的處理。步驟s35之后，進行與步驟s3相同的處理即步驟s36的處理。步驟s36之后，處理過渡到步驟s5。

相關(guān)運算結(jié)果的可靠度較低時，通?？紤]停止對焦透鏡的驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。針對該結(jié)構(gòu)，根據(jù)第3變形例，即使是能夠判定為相關(guān)運算結(jié)果的可靠度較低的被攝體條件(低亮度、低對比度、高頻率)，當預測誤差連續(xù)成為較小的值時，進行基于相位差af方式的對焦控制。預測誤差連續(xù)成為較小的值時，能夠判斷為所計算出的相位差的精度在一定程度上較高。因此，這種情況下，能夠通過持續(xù)對焦透鏡的驅(qū)動，擴大能夠進行相位差af的被攝體條件。

并且，根據(jù)第3變形例，相關(guān)運算結(jié)果的可靠度較高時，能夠獲得第2變形例中說明的效果。并且，第3變形例中，通過使閾值th9大于第6閾值th6，當相關(guān)運算結(jié)果的可靠度較高時，放緩預測ok計數(shù)進行計數(shù)的條件。因此，當相關(guān)運算的可靠度較高時，即使預測誤差在一定程度上較大，也能夠提高持續(xù)進行對焦透鏡的驅(qū)動的可能性，能夠防止對焦透鏡的驅(qū)動由于被攝體的微小的變化而停止的現(xiàn)象。

并且，第3變形例中，通過使第7閾值th7大于閾值th10，當相關(guān)運算結(jié)果的可靠度較低時，嚴格控制允許對焦透鏡驅(qū)動的條件。如此，在判定為可靠度較低的情況下，嚴格控制用于允許對焦透鏡的驅(qū)動的判定基準，能夠防止對焦精度下降。

另外，第3變形例的效果在不使用預測值計算相位差時也能夠獲得。因此，在圖20的步驟s7中，相位差計算部11a可不使用預測值p(n+1)，而是僅根據(jù)相關(guān)運算的結(jié)果計算相位差p(n+1)。

圖22及圖23是用于說明系統(tǒng)控制部11a的動作的第4變形例的流程圖。圖22中，對與圖15相同的處理，標注相同符號并省略說明。步驟s7之后，預測誤差計算部11d對在步驟s6中計算出的預測值pf(n+1)與在步驟s7中計算出的相位差p(n+1)進行比較，判定兩者的符號是否相反。

預測誤差計算部11d生成表示兩者的符號相反的相反符號信息與表示兩者的符號相同的相同符號信息中的任一個作為表示預測值pf(n+1)與相位差p(n+1)的誤差的預測誤差δp(n+1)，并將所生成的預測誤差δp(n+1)與時刻t(n+1)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲于ram(步驟s13a)

步驟s13a之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定在步驟s13a中計算出的預測誤差δp(n+1)是否為相反符號信息(步驟s51)。

若步驟s51的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c將符號相反計數(shù)器的計數(shù)值重置為0(步驟52)。步驟s52之后，透鏡驅(qū)動控制部11c進行允許對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s53)。具體而言，處理返回步驟s8，進行步驟s2之后的處理來持續(xù)對焦透鏡的驅(qū)動。

若步驟s51的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c將符號相反計數(shù)器的計數(shù)值計數(shù)1個(步驟s54)。步驟s54之后，透鏡驅(qū)動控制部11c判定符號相反計數(shù)器的計數(shù)值是否成為第8閾值th8以上(步驟s55)。關(guān)于第8閾值th8，適當設(shè)定2以上的自然數(shù)。若步驟s55的判定為否，則處理過渡到步驟s53。

若步驟s55的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c進行禁止對焦透鏡的驅(qū)動的控制(步驟s56)。具體而言，透鏡驅(qū)動控制部11c向透鏡驅(qū)動部8發(fā)出停止對焦透鏡的驅(qū)動的命令。

步驟s56之后，透鏡驅(qū)動控制部11c將n更新為(n+1)(步驟s57)，之后，進行與步驟s2相同的處理即步驟s58的處理。步驟s58之后，進行與步驟s3相同的處理即步驟s59的處理。步驟s59之后，處理過渡到步驟s5。

如此，當預測值與相位差的符號相反的狀態(tài)連續(xù)時，則通過禁止對焦透鏡的驅(qū)動，即使在產(chǎn)生了振蕩的情況下，也能夠立刻消除振蕩而實現(xiàn)穩(wěn)定的動作。

另外，第4變形例的效果在不使用預測值而計算出相位差時也能夠獲得。因此，在圖22的步驟s7中，相位差計算部11a可不使用預測值p(n+1)，而是僅根據(jù)相關(guān)運算的結(jié)果計算相位差p(n+1)。

圖24是表示圖1所示的數(shù)碼相機的攝像元件5的af區(qū)53的變形例的圖。圖24所示的af區(qū)53中，g像素的一部分成為相位差檢測用像素52lr與相位差檢測用像素52ud。

相位差檢測用像素52lr包含相位差檢測用像素52a與相位差檢測用像素52b，僅抽出相位差檢測用像素52lr的放大圖與圖4相同。相位差檢測用像素52ud包含相位差檢測用像素52c與相位差檢測用像素52d，僅抽出相位差檢測用像素52lr的放大圖示于圖25。

圖25是僅抽出圖24所示的相位差檢測用像素52lr的圖。如圖25所示，af區(qū)53中，至少包含1個沿列方向y排列的相位差檢測用像素52c與相位差檢測用像素52d的配對沿行方向x排列多個而成的對行。

相位差檢測用像素52c的開口(圖25的空白部分)的中心相對于相位差檢測用像素52c的光電轉(zhuǎn)換部的中心，向上側(cè)偏心。并且，相位差檢測用像素52d的開口(圖25的空白部分)的中心相對于相位差檢測用像素52d的光電轉(zhuǎn)換部的中心，向下側(cè)偏心。在此所說的上方向是列方向y的一個方向，下方向是列方向y的另一個方向。

通過該結(jié)構(gòu)，能夠通過包含位于任意行的相位差檢測用像素52c的像素組、與包含相對于該像素組的各相位差檢測用像素52c沿列方向y以相同距離配置的相位差檢測用像素52d的像素組，檢測分別通過這些2個像素組拍攝的圖像中的列方向y的相位差。

如此，變形例的攝像元件5具有多個第1信號檢測部(相位差檢測用像素52a)與第2信號檢測部(相位差檢測用像素52b)的配對，所述第1信號檢測部接收通過成像透鏡1的光瞳區(qū)域的沿行方向x排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，所述第2信號檢測部接收第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號。

變形例的攝像元件5還具有多個第3信號檢測部(相位差檢測用像素52c)與第4信號檢測部(相位差檢測用像素52d)的配對，所述第3信號檢測部接收通過成像透鏡1的光瞳區(qū)域的沿列方向y排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，所述第4信號檢測部接收第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號。

以下，將從圖25的多個相位差檢測用像素52c輸出的信號組稱作第3信號組，將從圖25的多個相位差檢測用像素52d輸出的信號組稱作第4信號組。

圖26是用于說明將圖1所示的數(shù)碼相機的攝像元件5變更為包含圖24所示的af區(qū)的攝像元件的結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機中的系統(tǒng)控制部11的動作的流程圖。圖26中，對與圖8相同的處理，標注相相同符號并省略說明。

若設(shè)定為動態(tài)圖像拍攝模式，則相位差計算部11a在時刻t(n)(n的初始值的0)進行從攝像元件5輸出的第1信號組與第2信號組的第1相關(guān)運算，根據(jù)該第1相關(guān)運算的結(jié)果，計算時刻t(n)的相位差p(n)(以下，稱為相位差ph(n))。并且，相位差計算部11a在時刻t(n)進行從攝像元件5輸出的第3信號組與第4信號組的第2相關(guān)運算，根據(jù)該第2相關(guān)運算的結(jié)果，計算時刻t(n)的相位差p(n)(以下，稱為相位差pv(n))(步驟s60)。相位差計算部11a將計算出的相位差ph(n)、相位差pv(n)與時刻t(n)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲于ram。相位差ph(n)與第1相位差對應，相位差pv(n)與第2相位差對應。

相位差計算部11a例如確定通過相關(guān)運算獲得的構(gòu)成相關(guān)曲線的所有谷部的相關(guān)值中與構(gòu)成該所有谷部的相關(guān)值的平均值之差稱為規(guī)定值以上的谷部，并計算與該谷部對應的偏移量d作為相位差。無法確定這種谷部時，相位差計算部11a進行錯誤輸出。

步驟s60之后，透鏡驅(qū)動控制部11c選擇在時刻t(n)計算出的2種相位差p(n)中的任一個(步驟s61)。之后，透鏡驅(qū)動控制部11c讀取與所選擇的相位差p(n)對應的驅(qū)動量m(n)(步驟s62)。步驟s62之后，進行步驟s3～步驟s6的處理，之后，進行步驟s63的處理。

在步驟s63中，相位差計算部11a在時刻t(n+1)進行從攝像元件5輸出的第1信號組與第2信號組的第1相關(guān)運算，根據(jù)該第1相關(guān)運算的結(jié)果與在步驟s6中計算出的預測值pf(n+1)，以與圖8的步驟s7相同的方法，計算時刻t(n+1)的相位差ph(n+1)。相位差計算部11a將計算出的相位差ph(n+1)與時刻t(n+1)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲于ram。

接著，預測誤差計算部11d計算相位差ph(n+1)與預測值pf(n+1)之差即預測誤差δph(n+1)，將預測誤差δph(n+1)與時刻t(n+1)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲于ram(步驟s64)。

接著，相位差計算部11a在時刻t(n+1)進行從攝像元件5輸出的第3信號組與第4信號組的第2相關(guān)運算，根據(jù)該第2相關(guān)運算的結(jié)果與在步驟s6中計算出的預測值pf(n+1)，以與圖8的步驟s7相同的方法，計算時刻t(n+1)的相位差pv(n+1)(步驟s65)。相位差計算部11a將計算出的相位差pv(n+1)與時刻t(n+1)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲于ram。

接著，預測誤差計算部11d計算相位差pv(n+1)與預測值pf(n+1)之差即預測誤差δpv(n+1)，將預測誤差δpv(n+1)與時刻t(n+1)建立對應關(guān)聯(lián)來存儲于ram(步驟s66)。步驟s66之后，在步驟s8中，n被更新為(n+1)之后，處理返回步驟s61。

圖27是表示圖26所示的流程圖中的步驟s61的詳細內(nèi)容的流程圖。

透鏡驅(qū)動控制部11c判定相位差ph(n)是否存儲于ram(步驟s610)。若步驟s610的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c判定相位差pv(n)是否存儲于ram(步驟s611)。

若步驟s611的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c選擇相位差pv(n)(步驟s612)，并結(jié)束處理。若步驟s611的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c使處理返回步驟s60。

當步驟s610的判定為是時，透鏡驅(qū)動控制部11c判定相位差pv(n)是否存儲于ram(步驟s613)。若步驟s613的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c選擇相位差ph(n)(步驟s614)，并結(jié)束處理。

若步驟s613的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c判定預測誤差δph(n)與預測誤差δpv(n)是否存儲于ram(步驟s615)。

若步驟s615的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c在相位差pv(n)與相位差ph(n)中選擇預先設(shè)定的相位差(例如，預先由用戶指定的相位差)(步驟s616)，并結(jié)束處理。

若步驟s615的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c判定δph(n)是否成為δpv(n)以下(步驟s617)。

若步驟s617的判定為是，則透鏡驅(qū)動控制部11c進行步驟s614的處理，若步驟s617的判定為否，則透鏡驅(qū)動控制部11c選擇相位差pv(n)(步驟s618)，并結(jié)束處理。

如以上，在能夠通過1次拍攝獲得2種相關(guān)運算結(jié)果的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選選擇2種相關(guān)運算結(jié)果中可靠性較高的結(jié)果，并進行基于所選擇的相關(guān)運算結(jié)果的對焦透鏡的驅(qū)動。

如圖26及圖27所示，在只計算出行方向x的相位差ph(n)的情況、或只計算出列方向y的相位差pv(n)的情況下，選擇該計算出的相位差來進行對焦透鏡驅(qū)動即可。另一方面，計算出行方向x的相位差ph(n)與列方向y的相位差pv(n)雙方時，需判定使用哪一個。因此，如圖26所示，通過利用與預測值的誤差相對較小的方向的相位差進行對焦透鏡驅(qū)動，能夠進行高精度的對焦控制。

另外，圖26及圖27中說明的動作的效果在不使用預測值而計算相位差時也能夠獲得。因此，在圖26的步驟s63中，相位差計算部11a可不使用預測值p(n+1)，而是僅根據(jù)第1相關(guān)運算的結(jié)果計算相位差ph(n+1)。

并且，在圖26的步驟s65中，相位差計算部11a可不使用預測值p(n+1)，而是僅根據(jù)第2相關(guān)運算的結(jié)果計算相位差pv(n+1)。

但是，不使用預測值時，無法進行相位差的計算本身(無法確定相關(guān)值變得最小的相位差)的可能性變高，因此優(yōu)選使用預測值計算相位差的結(jié)構(gòu)。

圖28是表示圖25所示的步驟s61的變形例的流程圖。圖28中，對與圖27相同的處理，標注相同符號并省略說明。圖28中，與圖27的不同點僅是步驟s617變更為步驟s617a這一點。

在步驟s617a中，透鏡驅(qū)動控制部11c計算存儲于ram的以往的多個預測誤差δph(n)的第1積算值(σδph(n))，并計算存儲于ram的以往的多個預測誤差δpv(n)的第2積算值(σδpv(n))。并且，透鏡驅(qū)動控制部11c對計算出的2個積算值進行比較，若σδph(n)為σδpv(n)以下(步驟s617a：是)，則在步驟s614中選擇相位差ph(n)。

透鏡驅(qū)動控制部11c中，若σδph(n)大于σδpv(n)(步驟s617a：否)，則在步驟s618中選擇相位差pv(n)。

如此，透鏡驅(qū)動控制部11c通過以往計算出的預測誤差δph(n)、δpv(n)的積算值的比較，確定將哪一個方向的相位差利用于對焦透鏡的驅(qū)動。通過如此設(shè)定，能夠與圖27的動作進行比較，選擇更接近真相位差的相位差，并能夠提高對焦精度。

在圖24～圖28中說明的變形例中，相位差計算部11a作為第1相位差計算部與第2相位差計算部發(fā)揮作用。并且，δph(n)與第1預測誤差對應，δpv(n)與第2預測誤差對應。

以上說明的數(shù)碼相機中，系統(tǒng)控制部11與系統(tǒng)控制部11a作為對焦控制裝置發(fā)揮作用。目前為止，將數(shù)碼相機作為例子，但本發(fā)明還能夠適用于例如廣播用相機系統(tǒng)。

圖29是表示用于說明本發(fā)明的一實施方式的相機系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。該相機系統(tǒng)適用于廣播用或電影用等業(yè)務用相機系統(tǒng)。

圖29所示的相機系統(tǒng)具備鏡頭裝置100及作為安裝有鏡頭裝置100的攝像裝置的相機裝置300。

鏡頭裝置100具備對焦透鏡111、變焦透鏡112、113、光圈114及主透鏡組115，這些從被攝體側(cè)依次排列配置。

對焦透鏡111、變焦透鏡112、113、光圈114及主透鏡組115構(gòu)成攝像光學系統(tǒng)。攝像光學系統(tǒng)至少包含對焦透鏡111。

鏡頭裝置100還具備包含反射面116a的分束器116、反射鏡117、包含聚光透鏡118、分離透鏡119及攝像元件120的af單元121。攝像元件120為具有配置成二維狀的多個像素的ccd型圖像傳感器或cmos型圖像傳感器等圖像傳感器。

分束器116在光軸k上配置于光圈114與主透鏡組115之間。分束器116使入射于攝像光學系統(tǒng)并通過光圈114的被攝體光的一部分(例如，被攝體光的80％)直接透射，并沿與光軸k垂直的方向通過反射面116a反射除了該被攝體光的一部分的剩余部分(例如，被攝體光的20％)。分束器116的位置不限于圖29所示的位置，在光軸k上配置于比位于攝像光學系統(tǒng)的最靠近被攝體側(cè)的透鏡更靠后側(cè)即可。

反射鏡117配置于被分束器116的反射面116a反射的光的光路上，使該光反射而入射于af單元121的聚光透鏡118。

聚光透鏡118對通過反射鏡117反射的光進行聚光。

如在圖29中的虛線內(nèi)示出放大主視圖，分離透鏡119由夾著攝像光學系統(tǒng)的光軸而沿一個方向(圖29的例子中為水平方向)排列而配置的2個透鏡19r及透鏡19l構(gòu)成。

通過聚光透鏡118聚光的被攝體光分別通過這些2個透鏡19r、19l，成像于攝像元件120的受光面(配置有多個像素的面)的不同位置。即，攝像元件120的受光面上成像有沿一個方向偏移的一對被攝體光像及沿與一個方向垂直的方向偏移的一對被攝體光像。

分束器116、反射鏡117、聚光透鏡118及分離透鏡119作為如下光學元件發(fā)揮作用，即，使入射于攝像光學系統(tǒng)的被攝體光的一部分入射于通過攝像光學系統(tǒng)拍攝被攝體光像的相機裝置300的攝像元件310，并使除了該被攝體光的一部分的剩余部分入射于攝像元件120。另外，也可以是除去反射鏡117，使被分束器116反射的光直接入射于聚光透鏡118的結(jié)構(gòu)。

攝像元件120為受光面上以二維狀配置有多個像素的區(qū)域傳感器，輸出分別與成像于受光面的2個被攝體光像相應的圖像信號。即，攝像元件120對通過攝像光學系統(tǒng)成像的1個被攝體光像，輸出沿水平方向偏移的一對圖像信號。通過使用區(qū)域傳感器作為攝像元件120，與使用線傳感器的結(jié)構(gòu)相比，能夠避免精密地對齊線傳感器彼此的位置的困難。

攝像元件120中包含的像素中，輸出沿水平方向偏移的一對圖像信號中的一個的各像素構(gòu)成第1信號檢測部，所述第1信號檢測部接收通過攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域沿水平方向排列的不同的2個部分的一對光束中的一個光束，并檢測與受光量相應的信號。

攝像元件120中包含的像素中，輸出沿水平方向偏移的一對圖像信號中的另一個的各像素構(gòu)成第2信號檢測部，所述第2信號檢測部接收通過攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿水平方向排列的不同的2個部分的一對光束中的另一個光束，并檢測與受光量相應的信號。

在此，將攝像元件120作為區(qū)域傳感器，但也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，代替攝像元件120，將沿水平方向排列有多個構(gòu)成第1信號檢測部的像素的線傳感器配置于與透鏡19r對置的位置，并將沿水平方向排列有多個構(gòu)成第2信號檢測部的像素的線傳感器配置于與透鏡19r對置的位置。

相機裝置300具備：配置于鏡頭裝置100的光軸k上的ccd型圖像傳感器或cmos型圖像傳感器等攝像元件310；及對通過攝像元件310拍攝被攝體光像來獲得的圖像信號進行處理來生成攝像圖像數(shù)據(jù)的圖像處理部320。

鏡頭裝置100的模塊結(jié)構(gòu)與圖1的鏡頭裝置相同，具備驅(qū)動對焦透鏡的驅(qū)動部及控制該驅(qū)動部的系統(tǒng)控制部。并且，該系統(tǒng)控制部執(zhí)行對焦控制程序，作為相位差計算部11a、相位差預測部11b、透鏡驅(qū)動控制部11c、預測誤差計算部11d發(fā)揮作用。其中，輸入至系統(tǒng)控制部的第1信號組與第2信號組為從攝像元件120的第1信號檢測部及第2信號檢測部輸出的信號。該相機系統(tǒng)中，鏡頭裝置100的系統(tǒng)控制部作為對焦控制裝置發(fā)揮作用。

業(yè)務用相機系統(tǒng)中，動態(tài)圖像拍攝成為的基本的使用方法。因此，基于圖1～圖28中說明的數(shù)碼相機的系統(tǒng)控制部11、11a的對焦控制變得尤其有效。

通過將圖29所示的分離透鏡119變更為圖30所示的分離透鏡119a，能夠使攝像元件120具有圖24中說明的第3信號檢測部與第4信號檢測部。

分離透鏡119a由夾著攝像光學系統(tǒng)的光軸沿一個方向(圖30的例子中為水平方向)排列配置的2個透鏡19r及透鏡19l、及夾著攝像光學系統(tǒng)的光軸沿與一個方向垂直的方向(圖30的例子中為垂直方向)排列配置的2個透鏡19u及透鏡19d構(gòu)成。

如以上說明，本說明書公開以下事項。

所公開的對焦控制裝置，其具備：多個第1信號檢測部，接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第2信號檢測部，接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號；相位差計算部，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從上述多個第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即相位差；透鏡驅(qū)動控制部，根據(jù)與通過上述相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測部，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述相位差計算部計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述相位差計算部根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測部計算出的預測值計算上述相位差。

所公開的對焦控制裝置中，上述相關(guān)運算的結(jié)果為表示使上述第1信號組與上述第2信號組逐漸向上述一個方向偏移時的上述第1信號組與上述第2信號組的相關(guān)值的變化的數(shù)據(jù)，上述相位差計算部計算與表示上述任意時刻的上述相關(guān)值的變化的曲線圖的谷部對應的向上述一個方向的偏移量中最接近上述預測值的值作為相位差。

所公開的對焦控制裝置中，上述相位差預測部通過利用上述系數(shù)將上述差轉(zhuǎn)換為相位差來計算上述預測值。

所公開的對焦控制裝置，其還具備預測誤差計算部，計算根據(jù)通過上述相位差預測部計算出的預測值和上述相關(guān)運算的結(jié)果計算出的相位差與該預測值之差即預測誤差，上述相位差預測部根據(jù)上述系數(shù)、上述差及在上述第1時刻計算出的上述預測誤差，計算上述預測值。

所公開的對焦控制裝置中，上述相位差預測部針對利用上述系數(shù)將上述差進行轉(zhuǎn)換的相位差，加上或減去上述預測誤差來計算上述預測值。

所公開的對焦控制裝置，其具備：多個第1信號檢測部，接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第2信號檢測部，接收上述第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第3信號檢測部，接收通過上述光瞳區(qū)域的沿與上述一個方向垂直的方向排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號；多個第4信號檢測部，接收上述第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號；第1相位差計算部，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從上述多個第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差計算部，根據(jù)從上述多個第3信號檢測部輸出的第3信號組與從上述多個第4信號檢測部輸出的第4信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第3信號組與上述第4信號組在與上述一個方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透鏡驅(qū)動控制部，根據(jù)與通過上述第1相位差計算部或上述第2相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測部，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述第1相位差計算部或上述第2相位差計算部計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述第1相位差計算部根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測部計算出的預測值計算上述第1相位差，上述第2相位差計算部根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測部計算出的預測值計算上述第2相位差，上述對焦控制裝置還具備預測誤差計算部，根據(jù)通過上述相位差預測部計算出的預測值計算通過上述第1相位差計算部計算出的相位差與該預測值之差即第1預測誤差，并根據(jù)通過上述相位差預測部計算出的預測值計算通過上述第2相位差計算部計算出的相位差與該預測值之差即第2預測誤差，上述透鏡驅(qū)動控制部進行如下控制，即，當上述第1預測誤差大于上述第2預測誤差時，以與通過上述第2相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡，當上述第1預測誤差為上述第2預測誤差以下時，以與通過上述第1相位差計算部計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡。

所公開的對焦控制裝置中，上述第1信號組與上述第2信號組的相關(guān)運算的結(jié)果為表示使上述第1信號組與上述第2信號組逐漸向上述一個方向偏移時的上述第1信號組與上述第2信號組的第1相關(guān)值的變化的數(shù)據(jù)，上述第1相位差計算部計算與表示上述任意時刻的上述第1相關(guān)值的變化的曲線圖的谷部對應的向上述一個方向的偏移量中最接近上述預測值的值作為上述第1相位差，上述第3信號組與上述第4信號組的相關(guān)運算的結(jié)果為表示使上述第3信號組與上述第4信號組逐漸向與上述一個方向垂直的方向偏移時的上述第3信號組與上述第4信號組的第2相關(guān)值的變化的數(shù)據(jù)，上述第2相位差計算部計算與表示上述任意時刻的上述第2相關(guān)值的變化的曲線圖的谷部對應的向與上述一個方向垂直的方向的偏移量中最接近上述預測值的值作為上述第2相位差。

所公開的對焦控制裝置中，上述相位差預測部通過利用上述系數(shù)將上述差轉(zhuǎn)換為相位差來計算上述預測值。

所公開的鏡頭裝置具備上述對焦控制裝置及上述攝像光學系統(tǒng)。

所公開的攝像裝置具備上述對焦控制裝置。

所公開的對焦控制方法，其利用多個第1信號檢測部及多個第2信號檢測部控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制方法具備：相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，根據(jù)與通過上述相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算上述相位差。

所公開的對焦控制方法中，上述相關(guān)運算的結(jié)果為表示使上述第1信號組與上述第2信號組逐漸向上述一個方向偏移時的上述第1信號組與上述第2信號組的相關(guān)值的變化的數(shù)據(jù)，上述相位差計算步驟中，計算與表示上述任意時刻的上述相關(guān)值的變化的曲線圖的谷部對應的向上述一個方向的偏移量中最接近上述預測值的值作為相位差。

所公開的對焦控制方法中，上述相位差預測步驟中，通過利用上述系數(shù)將上述差轉(zhuǎn)換為相位差來計算上述預測值。

所公開的對焦控制方法，其還具備預測誤差計算步驟，計算根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值和上述相關(guān)運算的結(jié)果計算出的相位差與該預測值之差即預測誤差，上述相位差預測步驟中，根據(jù)上述系數(shù)、上述差及在上述第1時刻計算出的上述預測誤差，計算上述預測值。

所公開的對焦控制方法中，上述相位差預測步驟中，針對利用上述系數(shù)將上述差進行轉(zhuǎn)換的相位差，加上或減去上述預測誤差來計算上述預測值。

所公開的對焦控制方法，其利用多個第1信號檢測部、多個第2信號檢測部、多個第3信號檢測部及多個第4信號檢測部控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第3信號檢測部接收通過上述光瞳區(qū)域的沿與上述一個方向垂直的方向排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第4信號檢測部接收上述第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制方法具備：第1相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第3信號檢測部輸出的第3信號組與從和上述多個第3信號檢測部成對的上述第4信號檢測部輸出的第4信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第3信號組與上述第4信號組在與上述一個方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，根據(jù)與通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述第1相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值，計算上述第1相位差，上述第2相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值，計算上述第2相位差，上述對焦控制方法還具備預測誤差計算步驟，根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第1預測誤差，并根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第2預測誤差，上述透鏡驅(qū)動控制步驟中進行如下控制，即，當上述第1預測誤差大于上述第2預測誤差時，以與通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡，當上述第1預測誤差為上述第2預測誤差以下時，以與通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡。

所公開的對焦控制方法中，上述第1信號組與上述第2信號組的相關(guān)運算的結(jié)果為表示使上述第1信號組與上述第2信號組逐漸向上述一個方向偏移時的上述第1信號組與上述第2信號組的第1相關(guān)值的變化的數(shù)據(jù)，上述第1相位差計算步驟中，計算與表示上述任意時刻的上述第1相關(guān)值的變化的曲線圖的谷部對應的向上述一個方向的偏移量中最接近上述預測值的值作為上述第1相位差，上述第3信號組與上述第4信號組的相關(guān)運算的結(jié)果為表示使上述第3信號組與上述第4信號組逐漸向與上述一個方向垂直的方向偏移時的上述第3信號組與上述第4信號組的第2相關(guān)值的變化的數(shù)據(jù)，上述第2相位差計算步驟中，計算與表示上述任意時刻的上述第2相關(guān)值的變化的曲線圖的谷部對應的向與上述一個方向垂直的方向的偏移量中最接近上述預測值的值作為上述第2相位差。

所公開的對焦控制方法中，在上述相位差預測步驟中，通過利用上述系數(shù)將上述差轉(zhuǎn)換為相位差來計算上述預測值。

所公開的對焦控制程序，其用于利用多個第1信號檢測部及多個第2信號檢測部，通過計算機控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制程序具備：相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，以與通過上述相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值，計算上述相位差。

所公開的對焦控制程序，其用于利用多個第1信號檢測部、多個第2信號檢測部、多個第3信號檢測部及多個第4信號檢測部，通過計算機控制上述對焦透鏡的位置，上述多個第1信號檢測部接收通過包含對焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域的沿一個方向排列的不同部分的第1一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第2信號檢測部接收上述第1一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第3信號檢測部接收通過上述光瞳區(qū)域的沿與上述一個方向垂直的方向排列的不同部分的第2一對光束中的一個，并檢測與受光量相應的信號，上述多個第4信號檢測部接收上述第2一對光束中的另一個，并檢測與受光量相應的信號，上述對焦控制程序具備：

第1相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第1信號檢測部輸出的第1信號組與從和上述多個第1信號檢測部成對的上述第2信號檢測部輸出的第2信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第1信號組與上述第2信號組在上述一個方向上的偏移量即第1相位差；第2相位差計算步驟，根據(jù)從上述多個第3信號檢測部輸出的第3信號組與從和上述多個第3信號檢測部成對的上述第4信號檢測部輸出的第4信號組之間的相關(guān)運算的結(jié)果，計算上述第3信號組與上述第4信號組在與上述一個方向垂直的方向上的偏移量即第2相位差；透鏡驅(qū)動控制步驟，根據(jù)與通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量，驅(qū)動上述對焦透鏡；及相位差預測步驟，根據(jù)用于將在上述對焦透鏡位于任意位置的第1時刻通過上述第1相位差計算步驟或上述第2相位差計算步驟計算出的相位差轉(zhuǎn)換為上述對焦透鏡的驅(qū)動量的系數(shù)、及上述對焦透鏡根據(jù)與該相位差對應的驅(qū)動量開始移動之后的第2時刻的上述對焦透鏡自上述任意位置的移動量與該驅(qū)動量之差，計算上述第2時刻的上述相位差的預測值，上述第1相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值，計算上述第1相位差，上述第2相位差計算步驟中，根據(jù)任意時刻的上述相關(guān)運算的結(jié)果與在上述任意時刻通過上述相位差預測步驟計算出的預測值，計算上述第2相位差，上述對焦控制程序還具備預測誤差計算步驟，根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第1預測誤差，并根據(jù)通過上述相位差預測步驟計算出的預測值計算通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差與該預測值之差即第2預測誤差，上述透鏡驅(qū)動控制步驟中進行如下控制，即，當上述第1預測誤差大于上述第2預測誤差時，以與通過上述第2相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡，當上述第1預測誤差為上述第2預測誤差以下時，以與通過上述第1相位差計算步驟計算出的相位差對應的驅(qū)動量驅(qū)動上述對焦透鏡。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明尤其適用于以動態(tài)圖像拍攝為主的廣播用電視攝像機等，便利性較高且有效。

符號說明

1-成像透鏡，5-攝像元件，52a、52b-相位差檢測用像素，11-系統(tǒng)控制部，11a-相位差計算部，11b-相位差預測部，11c-透鏡驅(qū)動控制部，11d-預測誤差計算部。