(57)【要約】【課題】焦点調節を行うこと。【解決手段】カメラシステム１は、位相差を用いて焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段と、コントラストに基づいて焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段と、第１の焦点検出手段、または第２の焦点検出手段のいずれを用いて焦点調節状態を検出するかを決定する決定手段と、決定手段により決定された方の焦点検出手段による焦点調節状態の検出結果に基づいて、焦点調節を行う焦点調節手段とを備え、焦点調節手段によって焦点調節が行われて合焦させた後も焦点調節を継続する場合には、第１の焦点検出手段を用いる。【選択図】図１
2020073967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節レンズを有する光学系により形成される被写体の像を撮像して信号を出力する撮像部と、
前記光学系の互いに異なる領域を通過した光が形成する、前記撮像部における前記被写体の像の位置のずれ量を前記撮像部から出力された信号を基に算出し、前記ずれ量に基づいて、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置への前記焦点調節レンズの移動量を検出する第１検出部と、
前記撮像部から出力された信号により生成される画像のコントラスト情報を、前記焦点調節レンズの複数の位置において算出し、複数の前記コントラスト情報に基づいて前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により前記ずれ量が検出できないと、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記ずれ量の算出及び前記コントラスト情報の算出を開始するスキャン制御を行う制御部と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記スキャン制御を行い、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を先に検出できた、前記第１検出部または前記第２検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節レンズを移動させた後は、前記第２検出部による検出を停止し、前記第１検出部による検出を行う、
撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記スキャン制御を行い、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を先に検出できた、前記第１検出部または前記第２検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節レンズを移動させた後は、前記第１検出部または第２検出部のいずれか一方による検出を行う、
撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記スキャン制御を行い、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を先に検出できた、前記第１検出部または前記第２検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節レンズを移動させた後は、前記第１検出部または前記第２検出部のいずれか一方による検出と、前記一方の検出結果に基づく前記焦点調節レンズの移動と、を繰り返す制御をする、
撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記スキャン制御を行い、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を先に検出できた、前記第１検出部または前記第２検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節レンズを移動させた後は、前記第２検出部による検出を停止し、前記第１検出部による検出と、前記第１検出部の検出結果に基づく前記焦点調節レンズの移動とを行う、
撮像装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の撮像装置において、
前記焦点調節レンズを移動させた後に、前記被写体の変化に応じて前記焦点調節レンズを移動させ続けるコンティニュアス駆動モードを設定する駆動モード設定部を有し、
前記制御部が行う制御は、前記コンティニュアス駆動モードが設定されている場合の制御である、
撮像装置。
【請求項７】
焦点調節レンズを有する光学系により形成される被写体の像を撮像して信号を出力する撮像部と、
前記光学系の互いに異なる領域を通過した光が形成する、前記撮像部における前記被写体の像の位置のずれ量を前記撮像部から出力された信号を基に算出し、前記ずれ量に基づいて、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置への前記焦点調節レンズの移動量を検出する第１検出部と、
前記撮像部から出力された信号により生成される画像のコントラスト情報を、前記焦点調節レンズの複数の位置において算出し、複数の前記コントラスト情報に基づいて前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を検出する第２検出部と、
前記焦点調節レンズを移動させた後に、前記被写体の変化に応じて前記焦点調節レンズを移動させ続ける駆動モードを設定する駆動モード設定部と、
前記駆動モードが設定されている場合に、前記第１検出部で前記ずれ量が検出できないと、前記第１検出部及び前記第２検出部による検出を開始し、前記第１検出部及び前記第２検出部のいずれか一方により検出された位置に前記焦点調節レンズを移動させた後は、前記第２検出部による検出を停止し、前記第１検出部による検出と、前記第１検出部の検出結果に基づく前記焦点調節レンズの移動とを行う制御部と、
を有する撮像装置。
【請求項８】
光学系による被写体の像が、前記像を撮像する撮像部へ合焦する前記光学系の合焦位置を、位相差方式により検出する第１検出部と、
前記合焦位置をコントラスト方式により検出する第２検出部と、
前記光学系を前記合焦位置へ移動させた後に、前記被写体の変化に応じて、前記像が前記撮像部へ合焦するように前記光学系を移動させ続ける駆動制御において、前記第１検出部及び前記第２検出部により前記合焦位置を検出させ、前記第１検出部または前記第２検出部で検出された前記合焦位置へ前記光学系を移動させた後は、前記第２検出部による検出を停止させ、前記第１検出部による検出を行う制御をする制御部と、
を有する焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系の焦点調節を行なう際に、焦点調節精度を高めるために、まず、位相差検出方式により光学系の焦点状態の検出を行い、位相差検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節用のレンズを合焦位置近傍まで駆動し、次いで、合焦位置近傍において、コントラスト検出方式によって光学系の焦点状態の検出を行い、該コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節光学系を合焦位置まで駆動する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１においては、まず、位相差検出方式による焦点検出を行い、これに続いて、コントラスト検出方式による焦点検出を行うものであるため、焦点調節に時間が掛かってしまうという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による撮像装置は、焦点調節レンズを有する光学系により形成される被写体の像を撮像して信号を出力する撮像部と、前記光学系の互いに異なる領域を通過した光が形成する、前記撮像部における前記被写体の像の位置のずれ量を前記撮像部から出力された信号を基に算出し、前記ずれ量に基づいて、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置への前記焦点調節レンズの移動量を検出する第１検出部と、前記撮像部から出力された信号により生成される画像のコントラスト情報を、前記焦点調節レンズの複数の位置において算出し、複数の前記コントラスト情報に基づいて前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を検出する第２検出部と、前記第１検出部により前記ずれ量が検出できないと、前記焦点調節レンズを移動させながら、前記ずれ量の算出及び前記コントラスト情報の算出を開始するスキャン制御を行う制御部と、を有する。
本発明の第２の態様による撮像装置は、焦点調節レンズを有する光学系により形成される被写体の像を撮像して信号を出力する撮像部と、前記光学系の互いに異なる領域を通過した光が形成する、前記撮像部における前記被写体の像の位置のずれ量を前記撮像部から出力された信号を基に算出し、前記ずれ量に基づいて、前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置への前記焦点調節レンズの移動量を検出する第１検出部と、前記撮像部から出力された信号により生成される画像のコントラスト情報を、前記焦点調節レンズの複数の位置において算出し、複数の前記コントラスト情報に基づいて前記被写体の像が前記撮像部へ合焦する前記焦点調節レンズの位置を検出する第２検出部と、前記焦点調節レンズを移動させた後に、前記被写体の変化に応じて前記焦点調節レンズを移動させ続ける駆動モードを設定する駆動モード設定部と、前記駆動モードが設定されている場合に、前記第１検出部で前記ずれ量が検出できないと、前記第１検出部及び前記第２検出部による検出を開始し、前記第１検出部及び前記第２検出部のいずれか一方により検出された位置に前記焦点調節レンズを移動させた後は、前記第２検出部による検出を停止し、前記第１検出部による検出と、前記第１検出部の検出結果に基づく前記焦点調節レンズの移動とを行う制御部と、を有する。
本発明の第３の態様による焦点検出装置は、光学系による被写体の像が、前記像を撮像する撮像部へ合焦する前記光学系の合焦位置を、位相差方式により検出する第１検出部と、前記合焦位置をコントラスト方式により検出する第２検出部と、前記光学系を前記合焦位置へ移動させた後に、前記被写体の変化に応じて、前記像が前記撮像部へ合焦するように前記光学系を移動させ続ける駆動制御において、前記第１検出部及び前記第２検出部により前記合焦位置を検出させ、前記第１検出部または前記第２検出部で検出された前記合焦位置へ前記光学系を移動させた後は、前記第２検出部による検出を停止させ、前記第１検出部による検出を行う制御をする制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、焦点調節に掛かる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】カメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の撮像面における焦点検出エリアを示す図である。
【図３】焦点検出画素の配列を模式的に示す図である。
【図４】撮像画素の正面図である。
【図５】撮像画素の断面図である。
【図６】３つの撮像画素ＲＧＢそれぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。
【図７】焦点検出画素の正面図である。
【図８】焦点検出画素の断面図である。
【図９】焦点検出画素の波長に対する相対感度を示す分光特性図である。
【図１０】図３のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１１】相関演算結果を示す図である。
【図１２】第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１３】コントラストＡＦで合焦位置が見つかった場合の動作を模式的に示す図である。
【図１４】第２の実施の形態における処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１５】コントラストＡＦにおけるコンティニュアスＡＦ動作を模式的に示す図である。
【図１６】第３の実施の形態における処理の流れを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本実施の形態におけるカメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。本実施形態のカメラシステム１は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。
【０００９】
レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００１０】
レンズ３２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３５によってその位置が検出されつつレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。
【００１１】
このフォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒３に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ３２を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、レンズ駆動モータ３６によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。
【００１２】
上述したようにレンズ鏡筒３に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのレンズ駆動モータ３６がレンズ鏡筒３に設けられている。レンズ駆動モータ３６と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、レンズ駆動モータ３６の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、レンズ駆動モータ３６の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００１３】
フォーカスレンズ３２の位置はエンコーダ３５によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒３に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。
【００１４】
本実施形態のエンコーダ３５としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量（回転方向でも光軸方向の何れでもよい）に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。
【００１５】
フォーカスレンズ３２は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ３５で検出されたフォーカスレンズ３２の現在位置情報は、レンズ制御部３７を介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、レンズ駆動モータ３６は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３２の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより駆動する。
【００１６】
絞り３４は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り３４による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３７に入力される。絞り３４の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部３７で現在の開口径が認識される。
【００１７】
一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ２４に記録される。なお、メモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。
【００１８】
カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
【００１９】
カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラシステム１全体の制御を司る。
【００２０】
また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出（位相差ＡＦ）、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出（コントラストＡＦ）を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。
【００２１】
操作部２８は、シャッターレリーズボタンやユーザがカメラシステム１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オードフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカスレンズ３２の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードである。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラシステム１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。
【００２２】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図である。また、図３は、撮像素子２２上の焦点検出エリア２２ａの近傍を拡大した図である。
【００２３】
撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（ＢａｙｅｒＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。
【００２４】
なお、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。
【００２５】
図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図５は断面図である。一つの撮像画素２２１は、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、図示しないカラーフィルタから構成され、図５の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系３１の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。
【００２６】
なお、本実施形態のカラーフィルタはマイクロレンズ２２１１と光電変換部２２１２との間に設けられ、緑画素Ｇと赤画素Ｒと青画素Ｂのそれぞれのカラーフィルタの分光感度は、たとえば図６に示すとおりとされている。図６は、図３に示す３つの撮像画素ＲＧＢそれぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。
【００２７】
図２に戻り、撮像素子２２の撮像面の中心、およびその左右には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出エリア２２ａ〜２２ｃが配置されている。そして、図３に示すように、一つの焦点検出エリア２２ａ内の焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００２８】
なお、図２に示す焦点検出エリア２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか１箇所、２箇所または４箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出エリア２２ａ〜２２ｃの中から、ユーザが操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出エリアを、焦点検出位置として選択することもできる。
【００２９】
図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図８（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図８（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図７（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ａと、半円形状の光電変換部２２２２ａとから構成され、図８（Ａ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ａが形成されている。また、焦点検出画素２２２ｂは、図７（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ｂと、光電変換部２２２２ｂとから構成され、図８（Ｂ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ｂが形成されている。そして、これら焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、図３に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出エリア２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００３０】
なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。図９に焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの分光特性を示すが、相対感度は、図６に示した撮像画素２２１の青画素Ｂ、緑画素Ｇおよび赤画素Ｒの各感度を加算したような分光特性とされ、また感度が現れる光波長領域は、図９に示す撮像画素２２１の青画素Ｂ、緑画素Ｇおよび赤画素Ｒの感度の光波長領域を包摂した領域となっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。なお、図９は、図３に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。
【００３１】
また、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
【００３２】
ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
【００３３】
図１０は、図３のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３４の測距瞳３４１，３４２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−２，ＡＢ２−２をそれぞれ受光していることを示している。なお、図１０においては、複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのうち、撮影光軸Ｌ近傍に位置するもののみを例示して示したが、図１０に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３４１，３４２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
【００３４】
ここで、射出瞳３４とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３４１，３４２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。
【００３５】
なお、図１０において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３４１，３４２の並び方向と一致している。
【００３６】
また、図１０に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３４上に投影され、その投影形状は測距瞳３４１，３４２を形成する。
【００３７】
すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３４上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３４１，３４２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
【００３８】
図１０に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１ａ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ａ−２の光電変換部２２２２ａ−２は測距瞳３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズマイクロレンズ２２２１ａ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００３９】
また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズマイクロレンズ２２２１ｂ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ｂ−２の光電変換部２２２２ｂ−２は測距瞳３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４０】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３４１と測距瞳３４２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３４１と測距瞳３４２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
【００４１】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。
【００４２】
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。ここで、デフォーカス量の演算方法について説明する。ライセンサは、それぞれ複数の光電変換素子からなっており、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の光電変換出力ａ１、ａ２、・・・・ａｎ、ｂ１，ｂ２、・・・ｂｎを出力する。そして、それぞれのデータ列を相対的に所定のデータＬずつシフトしながら相関演算を行う。こうして得られた相関量Ｃ（Ｌ）の中で極小値となる相関量を与えるシフト量に光学系およびイメージセンサーアレイの光電変換素子のピッチ幅によって定まる定数を掛けたものがデフォーカス量となる。しかしながら、相関量Ｃ（Ｌ）は、図１１（ｃ）に示すように離散的な値であり、検出可能なデフォーカス量の最小単位はライセンサの光電変換素子のピッチ幅によって制限されてしまう。そこで、離散的な相関量Ｃ（Ｌ）より補間演算を行うことにより、新たに極小値Ｃｅｘを算出し、綿密な焦点検出を公知の３点内挿演算により行う。
【００４３】
具体例について図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、周期被写体像をライセンサによって光電変換したＡ列のデータである。また、図１１（ｂ）は、周期被写体像をライセンサによって光電変換したＢ列のデータである。そして、それぞれのデータ列を相対的に所定のデータＬずつシフトしながら相関演算を行う。図１１（ｃ）は、こうして得られた相関量Ｃ（Ｌ）の中で極小値となる相関量を算出した結果を示す図である。この図１１（ｃ）に示す通り、周期被写体に対する相関量も周期性を有し、所定のシフト量Ｌごとに極小値が現れる。本体の合焦位置は極小値３であったとしても、極小値１や極小値２の偽合焦位置にレンズ駆動させるとピンボケの画像となってしまう。そこで、相関量Ｃ（Ｌ）から得られた複数の極小値を含む範囲をコントラストＡＦのサーチ範囲に設定し、コントラスト評価値の最も高い位置を合焦位置としてレンズ駆動させる。
【００４４】
このとき、コントラストＡＦのサーチ範囲は、両端の極値位置を検出可能な分、極値範囲よりも広めに設定する。もともとコントラストＡＦは位相差ＡＦよりも合焦速度が遅いが、サーチ範囲を限定することでコントラストＡＦに切り替わった後の合焦時間を最小限に抑えることが可能となる。また、位相差ＡＦでは、偽合焦となる被写体であってもコントラストＡＦいてコントラストの最も高い位置を検出することが可能となるため、周期被写体であっても偽合焦することなく、正確にピントを合わせることが可能となる。さらにコントラストＡＦのサーチ範囲を制限することで、合焦時間の増大を最小限に抑えることができる。
【００４５】
あるいは、コントラストＡＦに切り替えずに複数の極小値での位相差ＡＦデータに含まれる高周波成分が最も大きい極小値を合焦位置として採用してもよい。この場合、コントラストＡＦには切り替えずに位相差ＡＦのみでまだレンズ駆動していない位置にレンズ駆動して位相差ＡＦデータの取得を行い、高周波数の含有度合を算出する。既にレンズ駆動済みの位置の位相差ＡＦデータは、再度レンズ駆動して取り直す必要はない。このようにして複数の極値の位相差ＡＦデータからの高周波成分の最も大きい位置を合焦位置とする。ただし、上述した方法と比較して、位相差ＡＦの画素ピッチが粗いと、検出可能な周波数帯域は低周波側に限定されたものとなる。位相差ＡＦデータから高周波成分を求める場合は、デジタルフィルタをかけたとしても電気的なノイズ除去程度のフィルタ特性とし、高周波成分がなるべく残るようなフィルタ特性とすることが望ましい。
【００４６】
―第１の実施の形態―
図１２は、第１の実施の形態における焦点調節処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示す処理は、カメラシステム１の電源がオンされると起動するプログラムとして実行される。なお、図１２に示す処理においては、オードフォーカスモード（ＡＦモード）があらかじめコンティニュアスモード、例えばコンティニュアスＡＦサーボ（連続ＡＦサーボ）に設定されているものとする。コンティニュアスＡＦサーボとは、被写体に合焦した後に合焦ロックを行わず、被写体変化に応じてピントを合わせ続けるレンズ駆動方式をいう。
【００４７】
ステップＳ１００において、カメラ制御部２１によるスルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ２６による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子２２により露光動作が行なわれ、カメラ制御部２１により、撮像画素２２１の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部２１は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路２５に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ２６に表示される。そして、これにより、接眼レンズ２７を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４８】
その後、ステップＳ１０１へ進み、カメラ制御部２１により、スキャン動作許可指令が、レンズ制御部３７に送出され、スキャン動作が許可状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。その後、ステップＳ１０５へ進み、カメラ制御部２１により、上述した位相差ＡＦとコントラストＡＦの演算を開始して、ステップＳ１０６へ進む。
【００４９】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたレリーズボタンの半押しがされたかどうかの判断が行なわれる。ステップＳ１０６で肯定判断した場合には、ステップＳ１１０へ進む。これに対して、ステップＳ１０６で否定判断した場合には、肯定判断されるまでステップＳ１０６を繰り返す。すなわち、レリーズボタンの半押しがされるまで、スルー画像の生成・表示、および位相差ＡＦとコントラストＡＦの演算が繰り返し実行される。
【００５０】
ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１３６に進む。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ１１１に進む。なお、本実施の形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合にも、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ１１１に進むこととする。本実施の形態においては、たとえば、被写体のコントラストが低い場合、被写体が超低輝度被写体である場合、あるいは被写体が超高輝度被写体である場合などにおいて、デフォーカス量の信頼性が低いと判断される。
【００５１】
なお、ステップＳ１１０においては、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いて、上記判定を行なってもよいが、直近数回のデフォーカス量算出処理において、連続して、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、連続して、デフォーカス量の信頼性が低かった場合に、測距不能と判断して、ステップＳ１１１に進み、逆に、直近数回のデフォーカス量算出処理において、一度でもデフォーカス量が算出された場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１３６に進むような構成としてもよい。
【００５２】
ステップＳ１１０において、デフォーカス量が算出できたと判定され、測距可能と判断された場合には、ステップＳ１３６に進む。ステップＳ１３６では、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止指令が、レンズ制御部３７に送出され、スキャン動作が禁止状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。
【００５３】
その後、ステップＳ２００へ進み、ステップＳ１０５で位相差ＡＦにより算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、位相差ＡＦにより算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部３７を介して、レンズ駆動モータ３６に送出される。そして、レンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると合焦表示を行う。合焦表示を行なう際には、位相差ＡＦにより合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
【００５４】
なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間においても、カメラ制御部２１は、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、カメラ制御部２１は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動させる。その後、後述するステップＳ４００へ進む。
【００５５】
これに対して、ステップＳ１１０でデフォーカス量が算出できなかったと判定された場合、または、算出されたデフォーカス量の信頼性が低いと判定された場合には、ステップＳ１１１に進み、カメラ制御部２１により、スキャン動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のスキャン動作は、レンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。
【００５６】
具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、レンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を光軸Ｌ１に沿ってスキャン駆動させる。なお、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動は、無限端から至近端に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端から無限端に向かって行なってもよい。
【００５７】
そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の撮像画素２２１から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。
【００５８】
ステップＳ１２０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、上述したステップＳ１３６へ進む。これに対して、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ１３０に進む。なお、ステップＳ１２０においては、上述したステップＳ１１０と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ１３０に進むこととする。
【００５９】
ステップＳ１３０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップＳ１３５に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ１４０に進む。
【００６０】
ステップＳ１４０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップＳ１２０に戻り、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ１４１に進む。
【００６１】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１３０において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、ステップＳ１３５に進み、ステップＳ１３５〜Ｓ３００において、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、合焦動作が行なわれる。
【００６２】
すなわち、まず、ステップＳ１３５において、カメラ制御部２１により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ１１３７に進み、上述したステップＳ１３６と同様に、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。そして、ステップＳ３００に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。その後、後述するステップＳ４００へ進む。
【００６３】
ここで、図１３に、スキャン動作の結果、コントラスト検出方式により合焦位置が検出された場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を表す図を示す。図１３に示すように、スキャン動作開始時には、フォーカスレンズ３２は、図１３に示すＰ０に位置しており、Ｐ０から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ３２を駆動させながら、焦点評価値の取得を行う。そして、フォーカスレンズ３２を、図１３に示すＰ１の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置（合焦位置）が検出されると（ステップＳ１３０＝Ｙｅｓ）、スキャン動作を停止し（ステップＳ１３５）、スキャン動作の禁止処理（ステップＳ１３７）が行なわれた後、フォーカスレンズ３２を合焦位置（図１３中、Ｐ２の位置）まで駆動するための合焦駆動（ステップＳ３００）が行なわれる。このような動作にすることで、レンズにガタがあっても評価値取得時のレンズ駆動方向と合焦動作時のレンズ駆動方向を揃えることができるため、正確にレンズを停止させることが可能となる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、ステップＳ１３０において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定され、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する。すなわち、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された後においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できた場合でも、位相差検出方式の結果に基づいたフォーカスレンズ３２の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ３２のハンチング現象を抑制することができる。
【００６５】
そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると合焦表示を行う。合焦表示を行なう際には、コントラストＡＦにより合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
【００６６】
なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップＳ１２０〜Ｓ１４０を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップＳ１２０〜Ｓ１４０を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かを判断した（ステップＳ１２０）後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う（ステップＳ１３０）ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。
【００６７】
一方、ステップＳ１４０において、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップＳ１４１に進む。ステップＳ１４１では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれる。その後、ステップＳ１４２へ進み、カメラ制御部２１により、上述したステップＳ１３６やＳ１３７と同様にスキャン動作禁止処理が行なわれる。その後、ステップＳ４００へ進む。
【００６８】
ステップＳ４００では、カメラ制御部２１は、コントラストＡＦの機能を停止した後、ステップＳ４１０において、位相差ＡＦのみでレンズ駆動を行う。これによって、一度、位相差ＡＦまたはコントラストＡＦにより合焦させた後は、位相差ＡＦのみを使用して被写体にピントを合わせ続けることになる。
【００６９】
その後、ステップＳ５００へ進み、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたレリーズボタンの半押しが継続されているか否かの判断が行なわれる。ステップＳ５００で肯定判断した場合には、ステップＳ４１０へ戻って、位相差ＡＦを継続する。これに対して、ステップＳ５００で否定判断した場合には、ステップＳ１０６へ戻る。
【００７０】
以上説明した第1の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合（たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場合）や、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合（たとえば、輝度が低い被写体を撮影する場合）のいずれの場合でも、撮影光学系の焦点調節を適切に行なうことができる。
【００７１】
（２）位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を同時に実行し、先に焦点検出ができた方式により、撮影光学系の焦点調節を行なうため、撮影光学系の焦点調節を短い時間で行なうことができる。
【００７２】
（３）コンティニュアスＡＦのように、合焦後も被写体にピントを合わせ続ける場合には、コントラストＡＦの機能を停止した後、位相差ＡＦのみでレンズ駆動を行うようにした。これにより、一度、位相差ＡＦまたはコントラストＡＦにより合焦させた後は、コントラストＡＦのための処理を行う必要がないため、処理の負荷を低減することができる。また、バッテリーの消費も抑えることができる。
【００７３】
―第２の実施の形態―
図１４は、第２の実施の形態における焦点調節処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１４においては、第1の実施の形態において図１２に示した処理と同様の処理については、同じステップ番号を付して説明を省略し、以下では、第1の実施の形態における処理との相違点を中心に説明する。また、図１４においても、図１２に示す処理と同様に、ＡＦモードがあらかじめコンティニュアスＡＦサーボ（連続ＡＦサーボ）に設定されているものとする。
【００７４】
ステップＳ４１１では、カメラ制御部２１は、ステップＳ１１０またはＳ１２０で位相差ＡＦにより測距できたか否かを判断する。ステップＳ４１１で肯定判断した場合には、ステップＳ４１２へ進み、位相差ＡＦのみでレンズ駆動を行う。これに対して、ステップＳ４１１で否定判断した場合には、ステップＳ４１３へ進み、コントラストＡＦのみでレンズ駆動を行う。これによって、一度、位相差ＡＦまたはコントラストＡＦにより合焦させた後は、測距ができた方の方式を用いて焦点調節を行って、被写体にピントを合わせ続けることになる。
【００７５】
なお、上述したように、一度被写体に合焦させた後は、被写体にピントを合わせ続けるコンティニュアスＡＦを想定しているため、被写体にピントを合わせ続けるための動作がコントラストＡＦでも必要となる。よって、本実施の形態では、フォーカスレンズ３２を微少量前後に動かし（ウォブリング）、評価値出力の大小関係を比較しながら合焦位置を特定する。具体的には、評価値出力の大小比較の結果、評価値が大きい方向に合焦位置があるものとして、その方向にレンズ位置を微少量動かす。再度、その位置を基準にウォブリングを行い、評価値の大きい方向にレンズを微少量駆動させる。この動作を連続して行うことにより、被写体にピント位置を追従させることができる。
【００７６】
図１５は、ウォブリングによるコントラストＡＦの具体例を模式的に示した図である。図１５では、1セットで３回のウォブリングを行う例を示している。これは評価値のバラツキを抑えるために３回ウォブリングを行って評価値の平均値を算出し、算出した平均値を用いて大小比較を行うためである。なお、このように複数回のウォブリングを行って評価値の平均値を算出せずに、１回のウォブリングを行って算出した評価値に基づいて、レンズ移動方向を判定してもよい。また、図１５では、レンズを２点間で微少駆動させる２点ウォブリングを行う例を示しているが、３点間でレンズ微少駆動させる３点ウォブリングとし、３点の内側に合焦位置が存在するかを判定するようにしてもよい。３点ウォブリングとして合焦位置が見つかった場合には、合焦位置にレンズ駆動を行い、次回はその合焦位置を基準として３点ウォブリングを行えばよい。
【００７７】
以上説明した第２の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
コンティニュアスＡＦのように、合焦後も被写体にピントを合わせ続ける場合には、位相差ＡＦとコントラストＡＦのうち、測距できた方の方式を採用するようにした。これによって、位相差ＡＦとコントラストＡＦのうち、撮影環境に応じた最適な方式を採用することができる。
【００７８】
―第３の実施の形態―
図１６は、第３の実施の形態における焦点調節処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１６においては、第1の実施の形態において図１２に示した処理と同様の処理については、同じステップ番号を付して説明を省略し、以下では、第1の実施の形態における処理との相違点を中心に説明する。また、図１６においても、図１２に示す処理と同様に、ＡＦモードがあらかじめコンティニュアスＡＦサーボ（連続ＡＦサーボ）に設定されているものとする。
【００７９】
ステップＳ４００において、カメラ制御部２１は、位相差ＡＦの機能を停止した後、ステップＳ４１４へ進む。ステップＳ４１４では、カメラ制御部２１は、図１５に示した方法を用いてコントラストＡＦのみでレンズ駆動を行う。これによって、一度、位相差ＡＦまたはコントラストＡＦにより合焦させた後は、コントラストＡＦのみを使用して被写体にピントを合わせ続けることになる。
【００８０】
以上説明した第３の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
コンティニュアスＡＦのように、合焦後も被写体にピントを合わせ続ける場合には、位相差ＡＦの機能を停止した後、コントラストＡＦのみでレンズ駆動を行うようにした。これにより、一度、位相差ＡＦまたはコントラストＡＦにより合焦させた後は、位相差ＡＦのための処理を行う必要がないため、処理の負荷を低減することができる。また、バッテリーの消費も抑えることができる。
【００８１】
―変形例―
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  カメラシステム、２  カメラ本体、２１  カメラ制御部、２２  撮像素子、２３  シャッター、２４  メモリ、２５  液晶駆動回路、２６  電子ビューファインダ、２７  接眼レンズ、２８  操作部、３  レンズ鏡筒、３１  撮影光学系、３２  フォーカスレンズ、３５  エンコーダ、３６  レンズ駆動モータ、３７  レンズ制御部、４  マウント部、４１  電気信号接点部
【図１】
2020073967.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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