(57)【要約】【課題】  焦点検出に用いる信号の取得タイミングが異なる複数の焦点検出方法を用いて焦点検出を行う場合に、より精度良く、且つ、より迅速に焦点調節を行えるようにすること。【解決手段】  撮像素子を遮光した状態で、撮像光学系を介して入射する光に基づいて、焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、撮像素子を露光して読み出された信号に基づいて、撮像面位相差方式の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、被写体が、第１の焦点検出手段により焦点検出可能な第１の領域にあるかどうかを判断する判断手段と、撮像素子により連写撮影を行う場合、被写体が第１の領域にある場合に、第１の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、撮像素子の次の露光を開始する前にフォーカスレンズを駆動し、被写体が第１の領域に無い場合に、第２の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、撮像素子の次の露光が終了した後にフォーカスレンズを駆動する制御手段とを有する。【選択図】  図１４
2020112632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像を行うための撮像素子を遮光した状態で、撮像光学系を介して入射する光に基づいて、焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
前記撮像光学系を介して入射する光により前記撮像素子を露光して読み出された信号に基づいて、焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、
被写体が、前記第１の焦点検出手段により焦点検出可能な、前記撮像素子の撮像面上の第１の領域にあるかどうかを判断する判断手段と、
前記撮像素子により連写撮影を行う場合、前記判断手段により、被写体が前記第１の領域にあると判断された場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光を開始する前にフォーカスレンズを駆動し、被写体が前記第１の領域に無いと判断された場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光が終了した後に前記フォーカスレンズを駆動する、第１の焦点検出モードで制御する制御手段と
を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記制御手段は、撮影間隔が予め決められた時間以下の場合に前記第１の焦点検出モードで制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮影間隔が前記予め決められた時間よりも長い場合、被写体が前記第１の領域にあると判断された場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果を用い、被写体が前記第１の領域に無いと判断された場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光を開始する前にフォーカスレンズを駆動する、第２の焦点検出モードで制御することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
前記制御手段は、被写体が前記第１の領域に無いと判断された場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出を行うように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の焦点検出モードで制御する場合、少なくとも前記第１の焦点検出手段により焦点検出を行う間、前記フォーカスレンズの駆動を停止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の焦点検出モードで制御する場合、前記第１の焦点検出手段により焦点検出を行う間、前記フォーカスレンズの駆動を停止しないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項７】
前記判断手段は、更に、被写体が前記第１の領域に隣接する第２の領域にあるかどうかどうかを判断し、
前記制御手段は、被写体が前記第２の領域にあると判断された場合に、少なくとも前記第１の焦点検出手段により焦点検出を行う間、前記フォーカスレンズの駆動を停止することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項８】
前記撮像素子は、行列状に配置された複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を有し、
前記第２の焦点検出手段は、前記撮像素子から、前記撮像光学系を介して入射する光を瞳分割した一対の焦点検出用信号を取得して、焦点検出を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の焦点調節装置と、
前記撮像素子と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像光学系を更に有することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像を行うための撮像素子を遮光した状態で、撮像光学系を介して入射する光に基づいて、焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記撮像光学系を介して入射する光により前記撮像素子を露光して読み出された信号に基づいて、焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、を有する焦点調節装置の制御方法であって、
制御手段が、被写体が、前記第１の焦点検出手段により焦点検出可能な、前記撮像素子の撮像面上の第１の領域にあるかどうかを判断する判断工程と、
前記撮像素子により連写撮影を行う場合、
制御手段が、前記判断工程で、被写体が前記第１の領域にあると判断された場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光を開始する前にフォーカスレンズを駆動する第１の駆動工程と、
前記制御手段が、前記判断工程で、被写体が前記第１の領域に無いと判断された場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光が終了した後に前記フォーカスレンズを駆動する第２の駆動工程と
を有することを特徴とする焦点調節装置の制御方法。
【請求項１２】
前記制御手段が、撮影間隔が予め決められた時間以下の場合に、前記第１の駆動工程または前記第２の駆動工程を行うことを特徴とする請求項１１に記載の焦点調節装置の制御方法。
【請求項１３】
前記撮像素子により連写撮影を行う場合であって、前記撮影間隔が前記予め決められた時間よりも長い場合、
前記制御手段が、被写体が前記第１の領域にあると判断された場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果を用い、被写体が前記第１の領域に無いと判断された場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光を開始する前にフォーカスレンズを駆動する第３の駆動工程を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の焦点調節装置の制御方法。
【請求項１４】
前記判断工程では、更に、被写体が前記第１の領域に隣接する第２の領域にあるかどうかどうかを判断し、
前記制御手段が、被写体が前記第２の領域にあると判断された場合に、少なくとも前記第１の焦点検出手段により焦点検出を行う間、前記フォーカスレンズの駆動を停止する工程を更に有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の焦点調節装置の制御方法。
【請求項１５】
コンピュータに、請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点検出装置及びその制御方法、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多くのカメラにおいて、利用者の利便性のため自動焦点調節機能（ＡＦ）が備えられている。自動焦点調節にはいくつかの方式があるが、そのうち、２つの方式について以下に簡単に説明する。
【０００３】
１つは一眼レフタイプのカメラに多く用いられる二次光学系によるＡＦである。主ミラーがハーフミラーになっており、ミラーを透過した先の二次光学系とＡＦセンサによるＡＦを行う。このＡＦ方式では、光学ファインダを利用者が観測しながらＡＦを同時にできることが長所であるが、一方でミラーや二次光学系の制約から、画面の中心付近しか焦点検出できないことが欠点である。
【０００４】
もう１つは一眼レフカメラだけでなく、近年普及してきたミラーレスタイプのカメラでも採用されている、撮像素子による撮像面位相差によるＡＦである。これは撮像素子の画素を瞳分割して得られた一対の瞳分割画像の相関演算を行うことによってＡＦを行う。この方式は、ミラーアップして撮像素子で撮像しているときにしかＡＦできないため利用者が光学ファインダーで観測することができないという欠点があるが、二次光学系によるＡＦよりも広い範囲でＡＦすることができるという長所がある。
【０００５】
このようにそれぞれ長所と短所があるので、この２方式を組み合わせて使い分けることが考えられる。例えば、画面中央では二次光学系ＡＦを用い、画面周辺部では撮像面位相差ＡＦを用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１４２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように２方式を組み合わせる場合、各方式のＡＦを行い、その焦点検出結果を用いてレンズを駆動し、その状態で撮像を行うこととなる。二次光学系ＡＦと撮像面位相差ＡＦでは、焦点検出のための撮像に用いるセンサが違い、また、撮像シーケンスの中において、それぞれのセンサが露光される時刻が違う。
【０００８】
そのためＡＦ方式によっては、センサを露光してから信号を読み出すまでの時間（ＡＦタイムラグ）が長くなる恐れがある。ＡＦタイムラグが長い場合、被写体が動いて焦点が合っていない画像が撮影される可能性がある。また動きを予測した場合に、予測精度が落ちる可能性がある。
【０００９】
また各方式のＡＦのためのシーケンスが切り替わる際にも、切り替わりシーケンスをよく考慮しないとＡＦタイムラグが長くなってしまい、被写体が動いて焦点が合っていない画像となったり、焦点位置の予測をする場合には、予測精度が落ちてしまう。
【００１０】
特許文献１においては、２つのＡＦ方式を温度、湿度、光学系の形状変化などに応じて使い分けているが、それぞれの動作シーケンス、各ＡＦ方式の遷移シーケンスを考慮しておらず、ＡＦタイムラグが増加し、これも同様の問題が発生する。
【００１１】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、焦点検出に用いる信号の取得タイミングが異なる複数の焦点検出方法を用いて焦点検出を行う場合に、より精度良く、且つ、より迅速に焦点調節を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の焦点調節装置は、撮像を行うための撮像素子を遮光した状態で、撮像光学系を介して入射する光に基づいて、焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記撮像光学系を介して入射する光により前記撮像素子を露光して読み出された信号に基づいて、焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、被写体が、前記第１の焦点検出手段により焦点検出可能な、前記撮像素子の撮像面上の第１の領域にあるかどうかを判断する判断手段と、前記撮像素子により連写撮影を行う場合、前記判断手段により、被写体が前記第１の領域にあると判断された場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光を開始する前にフォーカスレンズを駆動し、被写体が前記第１の領域に無いと判断された場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を用いて、前記撮像素子の次の露光が終了した後に前記フォーカスレンズを駆動する、第１の焦点検出モードで制御する制御手段とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点検出に用いる信号の取得タイミングが異なる複数の焦点検出方法を用いて焦点検出を行う場合に、より精度良く、且つ、より迅速に焦点調節を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態における全体処理を示すフローチャート。
【図３】実施形態における焦点検出領域の配置例を示す図。
【図４】本実施形態における焦点検出処理を説明するフローチャート。
【図５】実施形態における撮像素子の画素配列の概略図。
【図６】本実施形態における焦点検出処理で用いられるＡＦ領域及びＡＦ領域から得られる像信号の一例を示す図。
【図７】図６に示す像信号のシフト量と相関量及び相関変化量との関係を示す図。
【図８】像ずれ量をデフォーカス量に変換する処理を説明する図。
【図９】ＡＦセンサによる位相差方式の焦点検出原理を説明する図。
【図１０】ＡＦセンサによる位相差方式の焦点検出原理を説明する図。
【図１１】第１の実施形態にかかる第１の焦点検出モードによる焦点検出処理を示すフローチャート。
【図１２】第１の実施形態にかかる第１の焦点検出モードによる焦点検出処理を示すフローチャート。
【図１３】第１の実施形態にかかる第２の焦点検出モードによる焦点検出処理を示すフローチャート。
【図１４】第１の実施形態にかかる各動作シーケンスのタイミング図。
【図１５】第２の実施形態にかかる第１の焦点検出モードによる焦点検出処理を示すフローチャート。
【図１６】第２の実施形態にかかる各動作シーケンスのタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置は、レンズユニット１０とカメラ本体２０が不図示のマウント部を介して着脱可能に接続されたレンズ交換式カメラの構成を有する。そして、レンズユニット１０全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、撮像装置全体の動作を統括するカメラ制御部２１２とが、情報を通信している。
【００１７】
まず、レンズユニット１０の構成について説明する。レンズユニット１０は、固定レンズ１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、レンズ制御部１０６、レンズ操作部１０７を備えている。固定レンズ１０１からフォーカスレンズ１０３は撮影光学系である。絞り１０２は、絞り制御部１０４によって駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５によって駆動され、後述する撮像素子２０１に結像する焦点の調節を行う。絞り駆動部１０４及びフォーカスレンズ駆動部１０５は、レンズ制御部１０６によって制御され、絞り１０２の開口量や、フォーカスレンズ１０３の位置を動かす。レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２１２から受信した制御命令・制御情報に応じて絞り駆動部１０４及びフォーカスレンズ駆動部１０５の制御を行い、また、レンズ制御情報をカメラ制御部２１２に送信する。
【００１８】
次に、カメラ本体２０の構成について説明する。カメラ本体２０はレンズユニット１０の撮影光学系を通過した光束を光電変換して、画像信号を取得するように構成されている。レンズユニット１０の撮像光学系を通過した光束は、回動可能なクイックリターンミラー２５２に導かれる。
【００１９】
クイックリターンミラー２５２の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー２５２がダウンして光路内に挿入された際に、一部の光束が透過する。そしてこの透過した光束はクイックリターンミラー２５２に設置されたサブミラー２５３で反射され、自動焦点調整手段であるＡＦセンサ２５４に導かれる。ＡＦセンサ２５４は焦点検出回路２５５によって制御される。この焦点検出方法を本実施形態では「ＡＦセンサ２５４による焦点検出」と呼ぶ。なお、ＡＦセンサ２５４による焦点検出の詳細については後述する。
【００２０】
一方、クイックリターンミラー２５２で反射された光束は、マットスクリーン２５０に像を結び、それを上側からペンタプリズム２５１、接眼レンズ２５６を介して撮影者が観測することができる。
【００２１】
また、クイックリターンミラー２５２がアップして光路から退避した際には、レンズユニット１０からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２５８及びフィルタ２５９を介して撮像素子２０１上に結像する。フィルタ２５９は２つの機能を有しており、１つは赤外線や紫外線などをカットし可視光線のみを撮像素子２０１へ導く機能であり、もう１つは光学ローパスフィルタとしての機能である。また、フォーカルプレーンシャッタ２５８は、先幕及び後幕を有して成るもので、レンズユニット１０からの光束の入射、遮断を制御する。
【００２２】
レンズユニット１０の撮影光学系を通過した光束は、撮像素子２０１の受光面上に結像し、フォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２１２の指令に従ってタイミングジェネレータ２１５から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。
【００２３】
撮像素子２０１は、図５に示すように、行列状に配置された各画素が１つのマイクロレンズ３１５と２つのフォトダイオード３１１，３１２を有し、記録用の画像信号と、ＡＦ用の２つの信号（焦点検出用信号）が取り出せるようになっている。ＡＦ用信号を用いて位相差方式による焦点検出を行うことができるが、この焦点検出方法を、本実施形態では「撮像素子２０１による焦点検出」と呼ぶ。なお、撮像素子２０１による焦点検出の詳細については後述する。
【００２４】
撮像素子２０１から読み出された画像信号及びＡＦ用信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２に入力され、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２は、処理した画像信号及びＡＤ用信号を画像入力コントローラ２０３に出力する。
【００２５】
画像入力コントローラ２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力された画像信号をＳＤＲＡＭ２０９に格納するか、またＡＦ用信号をＡＦ信号処理部２０４に出力する。
【００２６】
ＳＤＲＡＭ２０９に格納された画像信号は、バス２１を介して、表示制御部２０５によって表示部２０６に表示される。また、画像信号の記録を行う場合には、記録媒体制御部２０７によって記録媒体２０８に記録される。また、バス２１を介して接続されたＲＯＭ２１０には、カメラ制御部２１２が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、フラッシュＲＯＭ２１１には、ユーザ設定情報等のカメラ本体２０の動作に関する各種設定情報等が格納されている。
【００２７】
ＡＦ信号処理部２０４は、ＡＦ用信号の画素加算、相関演算を行い、像ずれ量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）を算出し、算出した像ずれ量と信頼性情報をカメラ制御部２１２へ出力する。また、カメラ制御部２１２は、取得した像ずれ量や信頼性情報を基に、これらを算出する設定の変更をＡＦ信号処理部２０４に通知する。例えば、像ずれ量が大きい場合に相関演算を行う領域を広く設定したり、コントラスト情報に応じてバンドパスフィルタの種類を変更したりする。相関演算の詳細については後述する。
【００２８】
カメラ制御部２１２は、カメラ本体２０内の各構成と情報をやり取りして制御を行う。カメラ本体２０内の処理だけでなく、カメラ操作部２１４からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、静止画／動画記録の開始、ＡＦ制御の開始、記録映像の確認等の、ユーザが操作したさまざまなカメラ機能を実行する。また、先述したようにレンズユニット１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、レンズの制御命令・制御情報を送り、またレンズ内の情報を取得する。
【００２９】
次に、上記構成を有するカメラ本体２０における動作について説明する。図２は、カメラ本体２０の電源を投入してからの処理の手順を示すフローチャートである。
【００３０】
Ｓ１１では、カメラ本体２０の初期化処理を行い、Ｓ１２へ進む。Ｓ１２では、カメラ操作部２１４で利用者が静止画撮影モードを選択しているか調べる。が静止画撮影モードを選択していたらＳ１３へ、そうでなければＳ１４へ進む。
【００３１】
Ｓ１３では、静止画撮影処理を行って、Ｓ１２へ戻る。なお、ここで行う処理については詳細に後述する。
【００３２】
Ｓ１４では、カメラ操作部２１４で利用者が画像閲覧モードを選択しているか調べる。画像閲覧モードを選択していたらＳ１５へ、そうでなければＳ１６へ進む。Ｓ１５では画像閲覧処理を行い、終了したらＳ１２へ戻る。
【００３３】
Ｓ１６では、カメラ操作部２１４で利用者がカメラの電源をオフにする指示をしているかを判定し、オフの指示していたら処理を終え、そうでなければＳ１２へ戻る。
【００３４】
本実施形態の撮像装置は、上述したように、ＡＦセンサ２５４による焦点検出と、撮像素子２０１による焦点検出とを行うことができる。以下に、それぞれの焦点検出方法について説明する。
【００３５】
まず、焦点検出領域について説明する。図３（ａ）は、本実施形態における焦点検出領域の配置例を示す。３２０は、撮像素子２０１が撮像できる有効領域を示す。点線の四角で示す領域３２１は、ＡＦセンサ２５４により焦点検出できる焦点検出領域を示しており、本実施形態では、画面内９か所で焦点検出することができるものとする。
【００３６】
実線の四角で示す領域３２２は、撮像素子２０１で焦点検出できる焦点検出領域を示しており、本実施形態では、画面内４５か所で焦点検出することができるものとする。
【００３７】
斜線で示す領域３２３は、撮像素子２０１の焦点検出領域３２２のうち、ＡＦセンサ２５４で焦点検出できる領域３２１に隣接している領域を示している。
【００３８】
図３（ａ）のように焦点検出領域が配置されている場合、図３（ｂ）の斜線で示す領域３３１が、ＡＦセンサ２５４及び撮像素子２０１の両方で焦点検出可能な領域となる。また、縦線で示す領域３３２が、撮像素子２０１による焦点検出のみができる領域となる。
【００３９】
図３（ｃ）は、焦点検出領域と、被写体の位置との関係の一例を示す図である。ここでは、被写体３４１が、撮像素子２０１の焦点検出領域３２２のうち、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１に隣接している領域３２３に、被写体３４２が、撮像素子２０１の焦点検出領域３２２に居る場合を示している。
【００４０】
撮像素子２０１による焦点検出
まず、撮像素子２０１による焦点検出について説明する。図４は、撮像素子２０１による焦点検出の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
Ｓ１０１において、図３に示す各焦点検出領域３２２のＡＦ用信号を取得する。そして、Ｓ１０２において、各焦点検出領域３２２毎に、ＡＦ用信号を予め決められた方向に加算することで、一対の像信号を取得する。
【００４２】
Ｓ１０３で、各焦点検出領域３２２に対し、Ｓ１０２で加算して得られた一対の像信号から相関量を算出し、次のＳ１０４で、Ｓ１０３で算出した相関量から相関変化量を算出する。そして、Ｓ１０５でＳ１０４で算出した相関変化量から像ずれ量を算出する。そして、Ｓ１０６で焦点検出領域毎に像ずれ量を、フォーカスレンズ１０３の駆動量であるデフォーカス量に変換し、焦点検出処理を終了する。
【００４３】
図５は、本実施形態における撮像素子２０１の画素配列の概略を示す図であり、撮像素子２０１として用いられる２次元ＣＭＯＳセンサの画素配列を、撮像画素の４列×４行の範囲で（焦点検出画素の配列としては８列×４行の範囲）で示したものである。
【００４４】
本実施形態において、画素群３００は２列×２行の画素からなり、ベイヤー配列のカラーフィルタにより覆われているものとする。そして、各画素群３００において、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素３００Ｒが左上の位置に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素３００Ｇが右上と左下の位置に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素３００Ｂが右下の位置に配置されている。さらに、本実施形態の撮像素子２０１は、撮像面位相差方式の焦点検出を行うために、各画素は、１つのマイクロレンズ３１５に対し、複数のフォトダイオード（光電変換部）を保持している。本実施形態では、各画素、２列×１行に配列された２つのフォトダイオード３１１，３１２により構成されているものとする。
【００４５】
撮像素子２０１は、図５に示す２列×２行の画素（４列×２行のフォトダイオード）からなる画素群３００を撮像面上に多数配置することで、画像信号及びＡＦ用信号の取得を可能としている。
【００４６】
このような構成を有する各画素では、レンズユニット１０の撮影光学系の異なる瞳領域を通過した光束をマイクロレンズ３１５で分離し、フォトダイオード３１１、３１２に結像する。そして、２つのフォトダイオード３１１、３１２からの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ信号）を画像信号、個々のフォトダイオード３１１、３１２からそれぞれ読み出した２つの信号（Ａ信号、Ｂ信号）をＡＦ用信号（焦点検出用信号）として用いる。なお、画像信号とＡＦ用信号とをそれぞれ読み出してもよいが、処理負荷を考慮して、次のようにしてもよい。即ち、画像信号（Ａ＋Ｂ信号）と、フォトダイオード３１１、３１２のいずれか一方のＡＦ用信号（例えばＡ信号）とを読み出し、差分を取ることで、視差を有するもう一方のＡＦ用信号（例えばＢ信号）を取得する（Ｓ１０１の処理）。
【００４７】
なお、本実施形態では各画素において、１つのマイクロレンズ３１５に対して２つのフォトダイオード３１１，３１２を有する構成としているが、フォトダイオードの数は２つに限定されず、それ以上であってもよい。また、瞳分割方向も水平方向に限られるものでは無く、垂直方向であっても良い。また、マイクロレンズ３１５に対して受光部の開口位置が異なる画素を複数有するようにしてもよい。つまり、結果としてＡ信号とＢ信号といった位相差検出用の２つの信号が得られる構成であればよい。また、本発明は図２に示すように全ての画素が複数のフォトダイオードを有する構成に限らず、撮像素子２０１を構成する通常画素内に、図５に示すような焦点検出用画素を離散的に設ける構成であってもよい。また、同じ撮像素子内において互いに異なる分割方法で分割された複数種類の画素が含まれてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、複数の画素から出力された複数のＡ信号と複数のＢ信号をそれぞれ瞳分割方向と直交する方向に加算処理を施すことで、撮像面位相差検出方式によるＡＦに用いられる一対の像信号（Ａ像信号、Ｂ像信号）を得る（Ｓ１０２の処理）。ＡＦ信号処理部２０４では、該一対の像信号に対する相関演算を行って（Ｓ１０３の処理）、これら一対の像信号のずれ量である位相差（以下、「像ずれ量」という。）を算出する（Ｓ１０４，Ｓ１０５の処理）。そして、さらに算出した像ずれ量から撮影光学系のデフォーカス量及びデフォーカス方向を算出する（Ｓ１０６の処理）。
【００４９】
次に、図５に示す撮像素子２０１から出力されたＡＦ用信号に基づく像ずれ量の算出方法について、更に詳細に説明する。図６（ａ）は、焦点検出処理において、撮像素子２０１の画素アレイ４０１上に設定された１つの焦点検出領域４０２の例を示している。焦点検出領域４０２の両側のシフト領域４０３は、相関演算に必要な領域である。このため、焦点検出領域４０２とシフト領域４０３とを合わせた領域４０４が相関演算に必要な水平方向の画素領域である。図中のｐ，ｑ，ｓ，ｔはそれぞれ、水平方向（ｘ軸方向）の座標を表し、ｐとｑはそれぞれ画素領域４０４の始点と終点のｘ座標を、ｓとｔはそれぞれ焦点検出領域４０２の始点と終点のｘ座標を示している。
【００５０】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した焦点検出領域４０２に含まれる複数の画素から取得した信号に基づいて得られたＡＦ用の一対の像信号の例を示す。実線５０１が一方のＡ像信号、破線５０２が他方のＢ像信号を示している。図６（ｂ）はシフト前のＡ像信号５０１、Ｂ像信号５０２を示し、図６（ｃ），（ｄ）はそれぞれ、Ｓ５０５における相関量算出のために、Ａ像信号５０１、Ｂ像信号５０２を図６（ａ）の状態からプラス方向およびマイナス方向にシフトした状態を示している。一対のＡ像信号５０１とＢ像信号５０２の相関量を算出する際には、Ａ像信号５０１とＢ像信号５０２の両方を矢印の方向に１ビットずつシフトする。
【００５１】
ここで、Ｓ１０３で行われる相関量の算出方法について説明する。まず、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、Ａ像信号５０１とＢ像信号５０２をそれぞれ１ビットずつシフトしていき、各シフト状態において、設定された焦点検出領域４０２（ｓからｔ）におけるＡ像信号５０１とＢ像信号５０２の差の絶対値の和を算出する。ここで、マイナス方向の最大シフト量はｐ−ｓ、プラス方向の最大シフト量はｑ−ｔである。また、シフト量をｉで表し、ｘを焦点検出領域４０２の開始座標、ｙを焦点検出領域４０２の終了座標とすると、相関量ＣＯＲは以下の式（１）によって算出することができる。
【００５２】
2020112632.tif 000003
【００５３】
図７（ａ）は、シフト量と相関量ＣＯＲとの関係の一例を示しており、横軸はシフト量、縦軸は相関量ＣＯＲを示す。シフト量とともに変化する相関量６０１における極値付近６０２，６０３のうち、より小さい相関量に対応するシフト量においてＡ像信号５０１とＢ像信号５０２の一致度が最も高くなる。
【００５４】
次に、Ｓ１０４で行われる相関変化量の算出方法について説明する。図７（ａ）に示した相関量６０１の波形における１シフトおきの相関量の差を相関変化量として算出する。シフト量をｉとすると、マイナス方向の最大シフト量はｐ−ｓ、プラス方向の最大シフト量はｑ−ｔであるので、相関変化量ΔＣＯＲは以下の式（２）によって算出することができる。
ΔＣＯＲ［ｉ］＝ΔＣＯＲ［ｉ−１］−ΔＣＯＲ［ｉ＋１］
{（p−s＋１）＜ｉ＜（ｑ−t−１）}                      …（２）
【００５５】
図７（ｂ）は、シフト量と相関変化量ΔＣＯＲとの関係の一例を示しており、横軸はシフト量、縦軸は相関変化量ΔＣＯＲを示す。シフト量とともに変化する相関変化量７０１は、部分７０２，７０３でプラスからマイナスになる。相関変化量が０となる状態をゼロクロスと呼び、Ａ像信号５０１とＢ像信号５０２の一致度が最も高くなる。したがって、ゼロクロスを与えるシフト量が像ずれ量となる。
【００５６】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）中の７０２で示した部分を拡大したもので、７０４は相関変化量７０１の一部分である。この図７（ｃ）を用いて像ずれ量の算出方法について説明する。まず、ゼロクロスを与えるシフト量（ｋ−１＋α）は、整数部分β（＝ｋ−１）と小数部分αとに分けられる。小数部分αは、図７（ｃ）中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥとの相似の関係から、以下の式（３）によって算出することができる。
【００５７】
2020112632.tif 000004
一方、整数部分βは、図７（ｃ）より、以下の式（４）によって算出することができる。
β＝ｋ−１      …（４）
以上のようにして得られたαとβの和から、像ずれ量を算出することができる。
【００５８】
また、図７（ｂ）に示すように相関変化量ΔＣＯＲのゼロクロスが複数存在する場合は、その付近での相関変化量ΔＣＯＲの変化の急峻性maxderがより大きい方を第１のゼロクロスとする。この急峻性は合焦位置の特定のし易さを示す指標で、値が大きいほど精度良いＡＦを行い易い点であることを示す。急峻性maxderは、以下の式（５）によって算出することができる。
maxder＝｜ΔＣＯＲ［ｋ−１］｜＋｜ΔＣＯＲ［ｋ］｜      …（５）
【００５９】
このように、本実施形態では、相関変化量のゼロクロスが複数存在する場合は、その急峻性によって第１のゼロクロスを決定し、この第１のゼロクロスを与えるシフト量を像ずれ量とする。
【００６０】
次に、Ｓ１０６で行われるデフォーカス量への変換方法について説明する。像ずれ量に係数Ｋをかけ、実際にフォーカスレンズ１０３を駆動する駆動量であるデフォーカス量を求める必要がある。
【００６１】
図８は、被写体とレンズユニット１０と撮像素子２０１の位置関係を示す概要図である。この図を参照して、像ずれ量からデフォーカス量へ変換する係数Ｋの算出方法を説明する。なお、ＡＦセンサ２５４であっても、撮像素子２０１によるＡＦであっても、瞳１３０１、瞳１３０２の形状は変わるが、この計算方法は同じである。なお、レンズユニット１０は１つ以上のレンズからなるが、図８では凸レンズ１枚で表現している。また、フォトダイオード３１１，３１２がレンズに投影されたものを、それぞれ１３０１，１３０２として示している。
【００６２】
Ａをレンズ固有の値である射出瞳距離、Ｂを基線長、Ｃを像ずれ量とした場合、デフォーカス量Ｄは、２つの三角形の相似の関係から以下の式（６）により算出することができる。
Ｄ＝Ａ／Ｂ×Ｃ      …（６）
また、係数Ｋは以下の式（７）により算出することができる。
Ｋ＝Ａ／Ｂ      …（７）
この係数を像ずれ量にかけることで、デフォーカス量を算出することができる。
ＡＦセンサ２５４による焦点検出
【００６３】
次に、ＡＦセンサ２５４による焦点検出について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、デフォーカス量を検出する原理を説明する図である。なお、図９においては、説明を分かり易くするために、レンズユニット１０に含まれる複数のレンズを１枚のレンズ２６０として表している。
【００６４】
ＡＦセンサ２５４は、フィールドレンズ２６３と、一対の開口部を有する絞りマスク２６４と、一対のセパレータレンズ２６５と、ラインセンサ２６６とを有して構成されている。
【００６５】
光軸上の一点から発した光束は、レンズユニット１０を通過した後、クイックリターンミラー２５２を透過した一部の光束がサブミラー２５３で反射され、撮像素子２０１の撮像面と共役な面上にあるフィールドレンズ２６３の近傍に一旦結像する。そして、フィールドレンズ２６３、絞りマスク２６４、及びセパレータレンズ２６５を介して、ラインセンサ２６６上に一定の間隔を隔てて結像する。ラインセンサ２６６は、結像された被写体像を光電変換して一対の像を表す電気信号を出力する。
【００６６】
このような構成において、例えばレンズ２６０を図中左方に繰り出して、撮像素子２０１より左方に光束が結像すると、ラインセンサ２６６上の一対の像は、図９（ｂ）に示す様に、図９（ａ）よりも互いに近づく方向に変位する。この一対の像の相対的なずれ量をラインセンサ２６６で検出することで、レンズ２６０の焦点検出を行い、さらにレンズ２６０の焦点調節駆動を行うことが可能である。また、レンズ２６０を図中右方に繰り込んだ場合は、ラインセンサ２６６上の一対の像は、図９（ｃ）に示す様に、図９（ａ）よりも互いに遠ざかる方向に変位する。このような一対の像の相対的なずれ量をラインセンサ２６６で検出することで、レンズ２６０の焦点検出を行い、さらにレンズ２６０の焦点調節駆動を行うことが可能である。
【００６７】
図９（ａ）に示すように、撮像素子２０１に合焦しているとき、ラインセンサ２６６上に結像された２像間隔は、所定の値（基準２像間隔Ｌｏ）をとる。この基準２像間隔Ｌｏより２像間隔が狭ければ、図９（ｂ）に示す前ピン状態を、基準２像間隔Ｌｏより２像間隔が広ければ、図９（ｃ）に示す後ピン状態を示す。
【００６８】
図１０は、ＡＦセンサ２５４の光学系からフィールドレンズ２６３を省いたモデルを示した図である。図１０に示すように、主光線の入射角をθ、セパレータレンズ２６５の倍率をβ、撮像素子等価面における像の移動量をΔＬ，ラインセンサ２６６上の像の移動量をΔＬ’とすると、デフォーカス量Ｌは以下の式（８）で求めることができる。
ｄ＝ΔＬ／ｔａｎθ＝ΔＬ’／βｔａｎθ      …（８）
ここでβｔａｎθは、ＡＦセンサ２５４の設計上定まるパラメータである。ΔＬ’は基準２像間隔Ｌｏと現在の２像間隔Ｌｔから求めることができる。
【００６９】
実際の演算は、図９（ａ）の受光素子の像は、先述の撮像面焦点検出における図１６の１６０１と１６０２にあたり、同様の演算で相関量ＣＯＲを算出する。そこから、先述の撮像素子２０１による焦点検出と同様にフォーカス量を算出する。
【００７０】
ＡＦセンサ２５４は、撮影画面の複数の位置で焦点検出できるように、上記構成を複数具備している。また、セパレータレンズと受光素子を画面内で縦に並べたものと、横に並べたものを複数持ってもよい。
【００７１】
静止画撮影処理
次に、本第１の実施形態におけるＡＦセンサ２５４による焦点検出と、撮像素子２０１による焦点検出の切り替え制御を含む静止画撮影処理について説明する。
【００７２】
第１の実施形態では、静止画撮像時に連写撮影を行っているものとする。そして、連写撮影のコマ速が、予め決められたコマ速以上（すなわち、撮影間隔予め決められた時間以下）の場合には、第１の焦点検出モードで焦点検出処理を行う。また、連写撮影のコマ速が、予め決められたコマ速よりも遅い（すなわち、撮影間隔が予め決められた時間よりも長い）場合には、第２の焦点検出モードで焦点検出処理を行う。コマ速は、例えば、カメラ操作部２１４からのユーザによる設定により変更することができる。また、絞りや、カメラ本体２０内のバッファメモリの残量や、メモリカードへの書き込み速度などに応じて、遅くなることがある。そのため、本第１の実施形態では、コマ速に応じて第１の焦点検出モードと第２の焦点検出モードとを切り替える。
【００７３】
●第１の焦点検出モード
まず、第１の焦点検出モードで焦点検出処理を行う場合の静止画撮影処理について、図１１のフローチャートに沿って説明する。
【００７４】
まず、Ｓ３０１において、カメラ操作部２１４に含まれるシャッタが半押しされた（ＳＷ１  ＯＮ）かどうか判別する。ＳＷ１がＯＮされるまではＳ３０１を繰り返し、ＯＮされるとＳ３０２へ移行する。
【００７５】
Ｓ３０２では、レンズユニット１０を通り、クイックリターンミラー２５２で反射され、ペンタプリズム２５１を通過した光束を、不図示の測光回路で測光し、絞り値を設定する。
【００７６】
Ｓ３０３では、上述したＡＦセンサ２５４による焦点検出を行う。
【００７７】
Ｓ３０４では、焦点検出結果に基づいて、カメラ制御部２１２よりレンズ制御部１０６にレンズ駆動量を送信し、レンズ制御部１０６は送信されたレンズ駆動量に基づいてフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。フォーカスレンズ駆動部１０５は、フォーカスレンズ１０３を合焦位置へと駆動する。
【００７８】
Ｓ３０５では、カメラ操作部２１４に含まれるシャッタが全押しされた（ＳＷ２  ＯＮ）かどうか判別する。ＳＷ２がＯＮされるまではＳ３０５を繰り返し、ＯＮされるとＳ３０６へ移行して、連写撮影を開始する。
【００７９】
Ｓ３０６では、カメラ制御部２１２によりクイックリターンミラー２５２を制御し、ミラーアップを行う。
【００８０】
次のＳ３０７では、Ｓ３０２で設定された絞り値の情報を、カメラ制御部２１２がレンズ制御部１０６へ送信し、絞り駆動部１０４を駆動して、設定された絞り値まで絞り込みが行われる。なお、Ｓ３０７の処理は、Ｓ３０６におけるミラーアップと並行して行われる。
【００８１】
Ｓ３０８において、カメラ制御部２１２は、フォーカルプレーンシャッタ２５８を開くよう制御する。これにより、Ｓ３０９において、撮像素子２０１はレンズユニット１０からの光束により露光され、光電変換して得られた電荷が撮像素子２０１に蓄積される。所定時間経過後、Ｓ３１０において、フォーカルプレーンシャッタ２５８を閉じて、撮像素子２０１を遮光する。カメラ制御部２１２は、次回の動作に備えてフォーカルプレーンシャッタ２５８のチャージ動作を行う。
【００８２】
Ｓ３１１でカメラ制御部２１２は画像入力コントローラ２０３に対して撮像素子２０１から画像データを読み出す。ここで画像データとしては、図２を参照して上述した、Ａ像、Ｂ像、Ａ＋Ｂ像を取得可能なように読み出す。なお、撮像素子２０１から読み出した画像データは、順次画像入力コントローラ２０３に送られ、画像圧縮、記録媒体２０８への記録が行われる。
【００８３】
Ｓ３１２では、レンズ駆動を開始する。ここでは、ＳＷ２がＯＮされてから得られた焦点検出結果に基づき、カメラ制御部２１２よりレンズ制御部１０６にレンズ駆動量を送信し、レンズ制御部１０６は送信されたレンズ駆動量に基づいてフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。
【００８４】
Ｓ３１３では、カメラ制御部２１２がレンズ制御部１０６へ絞りを開放するよう指示し、絞り駆動部１０４を駆動して絞りを開放し、Ｓ３１４において、カメラ制御部２１２によりクイックリターンミラー２５２をダウン駆動する。Ｓ３１５では、レンズ駆動を停止する。
【００８５】
Ｓ３１６において、カメラ操作部２１４のシャッタの全押し（ＳＷ２）が継続されているかどうかを判別する。全押しが継続されていればＳ３１７へ移行する。一方、シャッタが離されていれば、これ以降の静止画撮影が指示されていないとして、連写処理を終了する。
【００８６】
Ｓ３１７では、Ｓ３０２と同様に再度不図示の測光回路で測光を行い、Ｓ３１８へ移行する。Ｓ３１８では、Ｓ３０３と同様にＡＦセンサ２５４による焦点検出を行い、Ｓ３１９へ移行する。
【００８７】
Ｓ３１９では、ＡＦセンサ２５４による焦点検出結果から、焦点を合わせるべき被写体が、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内にあるかどうかを判断する。ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内にあればＳ３２０へ移行する。
【００８８】
Ｓ３２０では、Ｓ３１８でのＡＦセンサ２５４による焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ１０３を合焦位置へと駆動するレンズ駆動を行って、Ｓ３０６に移行する。なお、図１１では記載していないが、Ｓ３０９で撮像素子２０１の露光が開始される前までにレンズ駆動は停止しておく。
【００８９】
図１４（ａ）は、Ｓ３１９で被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内にあると判断された場合の流れを示すタイミング図である。図１４（ａ）に示す様に、ＡＦセンサ２５４による焦点検出が終了してからすぐにレンズ駆動を行うことができる。なお、図１４（ａ）に示すように、Ｓ３０６とＳ３２０の処理は並行して行われる。
【００９０】
また、図１４（ａ）に示すようにＳ３１１、Ｓ３１２、Ｓ３１４の処理は並行して行われる。なお、Ｓ３１３の処理もこれらの処理と並行して行われるが、焦点調節処理に関係が無いため、図１４（ａ）には記載していない。
【００９１】
このように、レンズ駆動を２回に分けて行う理由は、連写撮影が高速であり、レンズ駆動の時間が十分に確保できず、ＡＦセンサ２５４による焦点検出処理後の１回のレンズ駆動ではレンズの駆動開始、駆動、停止までが終わることができない可能性があるためである。レンズの駆動量は、Ｓ３１８で確定するまで不明であるため、Ｓ３１２のレンズ駆動で、前回のコマまでのＳ３１８における焦点検出結果を利用して、例えば、被写体位置の予測などを用い、レンズ駆動を開始する。Ｓ３２０のレンズ駆動では、最新のＳ３１８における焦点検出結果に基づき、必要に応じてレンズ駆動の行先を変更などしたうえで、駆動、停止を行うものとする。
【００９２】
一方、Ｓ３１９で、焦点を合わせるべき被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内に無いと判断された場合、図１２のＳ４０６に移行する。なお、図１２において、Ｓ４０６〜Ｓ４１４、Ｓ４１５〜Ｓ４１８の処理は、それぞれ、図１１におけるＳ３０６〜Ｓ３１４、Ｓ３１６〜Ｓ３１９の処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。図１１に示す処理との差は、Ｓ３１５におけるレンズ駆動を停止する処理がない点と、Ｓ４１８で焦点を合わせるべき被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内に無いと判断された場合に、Ｓ４２０に進んで撮像素子２０１による焦点検出を行う点である。
【００９３】
図１４（ｂ）は、図１２に示す処理を行った場合のタイミング図である。この場合、ＡＦセンサ２５４による焦点検出結果を用いることができないため、撮像素子２０１による焦点検出結果を利用する。ただし、次のコマの撮影までにレンズ駆動を完了することができないため、ここではレンズ駆動せずに次のコマの撮影を行い、撮影が終了してから、Ｓ３１２においてレンズ駆動を行う。
【００９４】
●第２の焦点検出モード
次に、第２の焦点検出モードで焦点検出処理を行う場合の静止画撮影処理について説明する。上述したように、第２の焦点検出モードは、コマ速が予め決められたコマ速よりも遅い場合に行われる。コマ速が予め決められたコマ速よりも遅い場合、図１４（ｂ）に示す様に撮像素子２０１による焦点検出を行った場合でも、次の撮影開始までに十分にレンズを駆動する時間をとれる場合がある。そこで、図１４（ｃ）に示す様に、撮像素子２０１による焦点検出を行った後、次の撮影開始までに所定のレンズ駆動時間を取ることができる、予め決められたコマ速より遅い場合に、撮像素子２０１による焦点検出を用いて、レンズ駆動を行う。
【００９５】
以下、第２の焦点検出モードで焦点検出処理を行う場合の静止画撮影処理について、図１３のフローチャートを参照して説明する。なお、図１３のフローチャートにおいて、図１１の処理と同じ処理には同じステップ番号を付して、適宜説明を省略する。
【００９６】
上述した図１１に示す処理と、図１３に示す処理との違いは、Ｓ３１９の後に、Ｓ５０１とＳ５０２の処理が追加された点である。それ以外は、図１１に示す処理と同様であるため、同じステップ番号を付して、適宜説明を省略する。
【００９７】
Ｓ３１９でＡＦセンサ２５４による焦点検出結果を用いることができないと判断されると、Ｓ５０１に進んで撮像素子２０１による焦点検出を行い、Ｓ５０２において、撮像素子２０１による焦点検出結果を用いてレンズ駆動を行ってから、Ｓ３０６に戻る。
【００９８】
このように、第２の焦点検出モードでは、ＡＦセンサ２５４による焦点検出結果を用いることができないであっても、最新の焦点検出結果を用いてフォーカスレンズ１０３を駆動することが可能になる。
【００９９】
図１４（ｃ）は、第２の焦点検出モードにおいて、撮像素子２０１による焦点検出結果を用いてレンズ駆動を行う場合のタイミング図である。図１４（ｃ）に示すようにＳ３１１、Ｓ３１２、Ｓ３１４は並行して行われる。また、Ｓ３０６とＳ３２０またはＳ５０２は並行して同時に行われる。
【０１００】
図１４（ｂ）のシーケンスでは、撮像素子２０１による焦点検出結果によるフォーカスレンズ１０３の駆動は、直後に行われる次の撮影コマで反映されるのに対して、図１４（ｃ）のシーケンスでは、直後のＳ４０１に反映されている。このため、被写体のより新しい焦点検出情報を用いることができ、動いている被写体に有利である。これは予測演算などを行ったとしても同様である。
【０１０１】
上記の通り第１の実施形態によれば、２つのＡＦ方式を用いて連写撮影する際に、高速な連写撮影を実現できるシーケンスと、低速な場合はＡＦセンサによる焦点検出から撮像までのタイムラグを短縮して動く被写体に有利なシーケンスを切り替えることができる。
【０１０２】
なお、上述した例では、Ｓ４１８においてｍ焦点を合わせるべき被写体が、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内に無いと判断された場合に、撮像素子２０１による焦点検出を行うものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものでは無く、撮像素子２０１による焦点検出を常時行っておいてもよい。そのようにすることで、焦点を合わせるべき被写体が、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内に無いと判断された場合に、すぐ次のコマから撮像素子２０１による焦点検出結果に基いてフォーカスレンズを駆動することが可能になる。
【０１０３】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態における基本的な撮像装置の構成と動作は、図１乃至図１０を参照して第１の実施形態で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０４】
第２の実施形態における静止画撮影制御は、第１の焦点検出モード時の焦点検出処理が第１の実施形態と異なる。図１５は、第２の実施形態における第１の焦点検出モードでの焦点検出処理を示すフローチャートであり、図１２の処理に代わって行われる。なお、図１２に示す処理とは、Ｓ６００〜Ｓ６０４の処理が追加されている点が異なるが、それ以外の処理は図１２に示す処理と同様であるため、同じステップ番号を付して説明を省略する。
【０１０５】
図１５のＳ６００において、撮像素子２０１による焦点検出結果を用いてフォーカスレンズ１０３を駆動している際に、前コマでの焦点検出時に、被写体が図３に示す焦点検出領域３２１に隣接する焦点検出領域３２３にあるかどうかを判定する。焦点検出領域３２３に存在する場合はＳ６０１に進んでフォーカスレンズ１０３を停止し、そうでない場合には、フォーカスレンズ１０３を停止せずにＳ４１５に進む。
【０１０６】
被写体が焦点検出領域３２３に存在する場合、ＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１に移ることが想定される。そのため、フォーカスレンズ１０３を止めてＡＦセンサ２５４による焦点検出を行うことで、Ｓ４１７において高精度にＡＦセンサ２５４による焦点検出を行うことができる。
【０１０７】
そして、Ｓ４１８において、焦点を合わせるべき被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内にあると判断された場合、Ｓ６０２において、ＡＦセンサ２５４の焦点検出結果を用いて、レンズ駆動を行う。その後、図１１のＳ３０６へ進む。
【０１０８】
一方、焦点を合わせるべき被写体がＡＦセンサ２５４の焦点検出領域３２１内に無いと判断された場合、Ｓ６０３において、フォーカスレンズ１０３の駆動が停止中である角かを判断する。停止中であれば、Ｓ６０４において前のコマで取得した撮像素子２０１による焦点検出結果に基づくレンズ駆動を再開して、Ｓ４２０において撮像素子２０１による焦点調節を行い、Ｓ４２０へ進む。停止していなければ、そのままＳ４２０へ進む。
【０１０９】
図１６は、被写体が焦点検出領域３２２から焦点検出領域３２３に移った場合の流れを示すタイミング図である。このように、焦点検出領域３２２にあった被写体が焦点検出領域３２３に移動し、焦点検出領域３２１へ移動した場合に、ＡＦセンサ２５４による焦点検出よりも新しい、高精度な焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ１０３を駆動することが可能になる。
【０１１０】
上記の通り第２の実施形態によれば、２つのＡＦ方式で連写撮影する際で、被写体が二つのＡＦ方式の遷移領域にいる場合に、焦点検出から撮像までのタイムラグを短縮して動く被写体に有利なシーケンスを切り替えることができる。
【０１１１】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【０１１２】
また、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１１３】
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【０１１４】
１０：レンズユニット、２０：カメラ本体、１０２：絞り、１０３：フォーカスレンズ、１０４：絞り駆動部、１０５：フォーカスレンズ駆動部、１０６：レンズ制御部、１０７：レンズ操作部、２０１：撮像素子、２０４：ＡＦ信号処理部、２１２：カメラ制御部、２１４：カメラ操作部、２５４：ＡＦセンサ、２５５：焦点検出回路
【図１】
2020112632.tif 000005
【図２】
2020112632.tif 000006
【図３】
2020112632.tif 000007
【図４】
2020112632.tif 000008
【図５】
2020112632.tif 000009
【図６】
2020112632.tif 000010
【図７】
2020112632.tif 000011
【図８】
2020112632.tif 000012
【図９】
2020112632.tif 000013
【図１０】
2020112632.tif 000014
【図１１】
2020112632.tif 000015
【図１２】
2020112632.tif 000016
【図１３】
2020112632.tif 000017
【図１４】
2020112632.tif 000018
【図１５】
2020112632.tif 000019
【図１６】
2020112632.tif 000020