(57)【要約】【課題】ユーザの錯覚に起因する違和感を抑える。【解決手段】イメージセンサ２０の全画素を、第１位相差画素３５と第２位相差画素３６との組で構成する。イメージセンサ２０の撮像面２０ａの中央領域に含まれる第１〜第２位相差画素３５，３６からの出力信号に基づき、Ｒ，Ｌ焦点検出用画像データを生成する。Ｒ，Ｌ焦点検出用画像データに基づき位相差方式による合焦検出を行い、この結果に基づいてＡＦ処理を実行する。ライブビュー画像表示時に、ピントの合う合焦被写体が手前側に位置する被写体Ｂから奥側に位置する被写体Ａに変わった場合には、ズームレンズ１４をテレ端側に移動させてズーム倍率を増加させる。逆にピントの合う合焦被写体が被写体Ａから被写体Ｂに変わった場合には、ズームレンズ１４をワイド端側に移動させてズーム倍率を減少させる。【選択図】図９
2014238425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記撮影光学系の異なる領域を通過して瞳分割された被写体光を撮像して、視差のある複数の視点画像を得る撮像手段と、
前記撮影光学系の画角を変化させるズーム手段と、
前記フォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向に移動させるレンズ移動手段と、
前記撮影手段により複数回撮像が行われたときに、前記フォーカスレンズが第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動されたか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されたときに、前記ズーム手段を制御して前記画角を変化させるズーム制御手段であって、前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも無限遠位置側である場合には前記画角を狭くさせ、逆に前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも至近位置側である場合には前記画角を広くさせるズーム制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、
前記第１画素から出力された第１出力信号と、前記第２画素から出力された第２出力信号とに基づき、位相差検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第１合焦検出手段と、
前記第１合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、
前記レンズ移動手段により前記フォーカスレンズが前記無限遠位置及び前記至近位置の一方から他方側に移動される間に、前記第１画素から出力された第１出力信号及び前記第２画素から出力された第２出力信号の少なくともいずれか一方に基づいて、コントラスト検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第２合焦検出手段と、
前記第２合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
前記撮像手段の撮像範囲に複数の被写体が含まれている場合に、前記第１レンズ位置は前記フォーカスレンズが複数の被写体の中の第１被写体に合焦する位置であるとともに、前記第２レンズ位置は前記フォーカスレンズが前記第１被写体とは別の第２被写体に合焦する位置であり、
複数の前記第１画素から出力された前記第１出力信号の出力値と、複数の前記第２画素から出力された第２出力信号の出力値とをそれぞれ検出する信号出力検出手段と、
前記信号出力検出手段の検出結果に基づき、各前記第１出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置と、各前記第２出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置との第１位相差を検出する位相差検出手段とを備え、
前記ズーム制御手段は、前記位相差検出手段が検出した前記第１位相差の大きさに応じて、前記画角の変化量を調整することを特徴とする請求項２または３記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
前記撮像手段は前記撮像面を有する固体撮像素子であり、
前記信号出力検出手段は、前記固体撮像素子の特定の水平走査期間に出力される各前記第１画素からの前記第１出力信号の出力値をそれぞれ検出するとともに、前記水平走査期間に出力される各前記第２画素からの前記第２出力信号の出力値をそれぞれ検出することを特徴とする請求項４記載のデジタルカメラ。
【請求項６】
前記ズーム制御手段は、前記第１位相差が大きくなるのに従って、前記画角の変化量を大きくすることを特徴とする請求項４または５記載のデジタルカメラ。
【請求項７】
前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動された後で、前記フォーカスレンズが引き続き前記第２レンズ位置にあるか否かを判定する第２判定手段を備え、
前記ズーム制御手段は、前記第２判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に一定期間位置している場合には、前記画角を変化前の元の大きさに戻すことを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載のデジタルカメラ。
【請求項８】
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記撮影光学系の異なる領域を通過して瞳分割された被写体光を撮像して、視差のある複数の視点画像を得る撮像手段と、
前記複数の視点画像の一部を拡大処理する電子ズームによって前記複数の視点画像中の被写体像の大きさを変更するズーム手段と、
前記フォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向に移動させるレンズ移動手段と、
前記撮影手段により複数回撮像が行われたときに、前記フォーカスレンズが第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動されたか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されたときに、前記ズーム手段を制御して前記被写体像の大きさを変化させるズーム制御手段であって、前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも無限遠位置側である場合には前記被写体像を拡大させ、逆に前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも至近位置側である場合には前記被写体像を縮小させるズーム制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項９】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、
前記第１画素から出力された第１出力信号と、前記第２画素から出力された第２出力信号とに基づき、位相差検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第１合焦検出手段と、
前記第１合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることを特徴とする請求項８記載のデジタルカメラ。
【請求項１０】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、
前記レンズ移動手段により前記フォーカスレンズが前記無限遠位置及び前記至近位置の一方から他方側に移動される間に、前記第１画素から出力された第１出力信号及び前記第２画素から出力された第２出力信号の少なくともいずれか一方に基づいて、コントラスト検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第２合焦検出手段と、
前記第２合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることを特徴とする請求項８記載のデジタルカメラ。
【請求項１１】
前記撮像手段の撮像範囲に複数の被写体が含まれている場合に、前記第１レンズ位置は前記フォーカスレンズが複数の被写体の中の第１被写体に合焦する位置であるとともに、前記第２レンズ位置は前記フォーカスレンズが前記第１被写体とは別の第２被写体に合焦する位置であり、
複数の前記第１画素から出力された前記第１出力信号の出力値と、複数の前記第２画素から出力された第２出力信号の出力値とをそれぞれ検出する信号出力検出手段と、
前記信号出力検出手段の検出結果に基づき、各前記第１出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置と、各前記第２出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置との第１位相差を検出する位相差検出手段とを備え、
前記ズーム制御手段は、前記位相差検出手段が検出した前記第１位相差の大きさに応じて、前記被写体像の大きさの変化量を調整することを特徴とする請求項９または１０記載のデジタルカメラ。
【請求項１２】
前記撮像手段は前記撮像面を有する固体撮像素子であり、
前記信号出力検出手段は、前記固体撮像素子の特定の水平走査期間に出力される各前記第１画素からの前記第１出力信号の出力値をそれぞれ検出するとともに、前記水平走査期間に出力される各前記第２画素からの前記第２出力信号の出力値をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１１記載のデジタルカメラ。
【請求項１３】
前記ズーム制御手段は、前記第１位相差が大きくなるのに従って、前記被写体像の大きさの変化量を大きくすることを特徴とする請求項１１または１２記載のデジタルカメラ。
【請求項１４】
前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動された後で、前記フォーカスレンズが引き続き前記第２レンズ位置にあるか否かを判定する第２判定手段を備え、
前記ズーム制御手段は、前記第２判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に一定期間位置している場合には、前記被写体像の大きさを変化前の元の大きさに戻すことを特徴とする請求項８ないし１３いずれか１項記載のデジタルカメラ。
【請求項１５】
前記位相差検出手段は、各前記第１出力信号の出力値における前記第２被写体に対応するピーク値の位置と、各前記第２出力信号の出力値における前記第２被写体に対応するピーク値の位置との第２位相差を検出するものであり、
前記第１判定手段は、前記位相差検出手段の検出結果に基づき、前記第２位相差がほぼゼロとなりかつ前記第１位相差が大きくなったときに、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されたと判定することを特徴とする請求項４または１１記載のデジタルカメラ。
【請求項１６】
前記画像生成手段が新たに生成した前記複数の視点画像の少なくとも１つの画像内における前記第１被写体の位置座標を検出する位置座標検出手段を備えており、
前記第１判定手段は、前記位置座標検出手段の検出結果に基づき、前記位置座標の変化量が規定の値よりも小さい場合には、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されていないと判定することを特徴とする請求項１５記載のデジタルカメラ。
【請求項１７】
前記第１判定手段は、前記合焦制御手段の制御により前記フォーカスレンズが移動されていない場合には、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されていないと判定することを特徴とする請求項１５または１６記載のデジタルカメラ。
【請求項１８】
前記複数の視点画像を立体視可能に表示するモニタを備えることを特徴とする請求項１ないし１７いずれか１項記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差方式のオートフォーカス及び立体視用の視差画像の撮影が可能なデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子を備え、デジタル画像を取得するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラは、撮影レンズの焦点を自動的に調節するオートフォーカス（以下、単にＡＦという）機能を備えている。特に、位相差方式の合焦検出により撮影レンズの焦点を自動調節する、いわゆる位相差ＡＦ機能を有するデジタルカメラがよく知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
位相差ＡＦ機能を有するデジタルカメラの固体撮像素子は、フォトダイオード（以下、単にＰＤという）に入射する入射光の入射角度に選択性を持たせた２種類の画素（以下、第１位相差画素、第２位相差画素という）の組を複数有している（特許文献２参照）。第１位相差画素は、ＰＤの受光面の中心位置に対し第１の方向に偏心した第１偏心開口部を通して入射した光を受光する。第２位相差画素は、ＰＤの受光面の中心位置に対し第１の方向とは反対側の第２の方向に偏心した第２偏心開口部を通して入射した光を受光する。第１及び第２偏心開口部は、ＰＤが形成された半導体基板上を覆う遮光膜に形成されている。これにより、例えば、第１位相差画素は右斜め上からの入射光に対して感度が高くなり、第２位相差画素は左斜め上からの入射光に対して感度が高くなる。
【０００４】
各第１位相差画素によって構成される画像と各第２位相差画素によって構成される画像とは、撮影レンズの合焦状態に応じて左右方向にシフトする。この２つの画像の間のずれ量は撮影レンズの焦点のずれ量に対応している。２つの画像は、撮影レンズが合焦しているときは一致しているため、ずれ量は零となり、そして焦点がすれるほどそのずれ量も大きくなる。従って、各位相差画素によってそれぞれ構成される各画像のずれの方向及び２つの画像間のずれ量を検知することで、撮影レンズのフォーカス調整量を求めることができる。
【０００５】
近年では、撮像面に第１及び第２位相差画素のみを並べた固体撮像素子が知られている（特許文献３参照）。この固体撮像素子では、各第１位相差画素から出力される出力信号によって構成されるＲ視点画像（第１視点画像）と、各第２位相差画素から出力される出力信号によって構成されるＬ視点画像（第２視点画像）とにより構成される２視点の視差画像を取得することができる。一般に、視差画像を取得するためには、撮影レンズと固体撮像素子とを２組用意し、これらを平行に配置して撮影を行う必要がある（特許文献４ないし６参照）。これに対して、上記構成の固体撮像素子を備えるデジタルカメラ（以下、単にデジタルカメラという）では、１組の撮影レンズ及び固体撮像素子で良いため、簡便な構成で視差画像を取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５２２７７号公報
【特許文献２】特開２００８−３１２０７３号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７９５１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０９７８５号公報
【特許文献５】特開２０１１−１１９９９５号公報
【特許文献６】特開２０１１−１１４３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デジタルカメラでは、固体撮像素子の撮像面の特定の領域（例えば中央領域）に含まれる第１及び第２位相差画素からの出力信号に基づいて位相差ＡＦを実行する場合が多い。このため、Ｒ，Ｌ視点画像内の一部の領域はピントが合うが他の領域はピントが合わない。位相差ＡＦでは、Ｒ，Ｌ視点画像内のピントの合う領域には視差が生じず、逆にピントが合わない領域には視差が生じる。このようなＲ，Ｌ視点画像を、例えばデジタルカメラの３Ｄモニタで立体視すると、Ｒ，Ｌ視点画像内のピントの合う領域はモニタ画面上に位置するように見え、逆にピントの合わない領域はモニタ画面から飛びだすように見える、あるいはモニタ画面の奥側に引っ込むように見える。
【０００８】
このようにデジタルカメラでは、Ｒ，Ｌ視点画像内のピントの合う領域がモニタ画面上に位置するように見える。このため、図１８に示すように、例えば２つの被写体Ａ，Ｂが含まれる同一の撮影シーンを連続して撮影するライブビュー画像表示時において、このライブビュー画像を３Ｄモニタで立体視したときに以下に説明するような違和感が生じる場合がある。なお、被写体Ａは被写体Ｂよりもデジタルカメラに対して遠い位置にある。
【０００９】
図１９に示すように、デジタルカメラ１００の撮影レンズのピントが被写体Ｂに合っている場合には、被写体Ｂがモニタ画面上に位置するように見えるが、被写体Ａはモニタ画面よりも奥側に引っ込んでいるように見える。なお、符号Ｆｓは撮影レンズの合焦面（焦点面ともいう）であり、符号Ｌａ，Ｌｂはデジタルカメラ１００からそれぞれ被写体Ａ、被写体Ｂまでの距離である。この際に、撮影者の姿勢の僅かな変化や手ブレなどにより被写体ＡがＲ，Ｌ視点画像の中央領域に移動してしまうと、位相差ＡＦにより被写体Ａにピントが合う場合がある。
【００１０】
被写体Ａにピントが合うと、図２０に示すように、被写体Ａがモニタ画面上に位置するように見えるが、被写体Ｂはモニタ画面よりも手前側に飛び出しているように見える。
【００１１】
デジタルカメラ１００では、ピントが合っている合焦被写体がモニタ画面上に位置するように見える。このため、実際の被写体Ａ，Ｂまでの距離Ｌａ，Ｌｂは異なるものの、被写体Ｂにピントが合う状態（以下、第１状態という）での被写体Ｂまでの距離感と、被写体Ａにピントが合う状態（以下、第２状態という）での被写体Ａまでの距離感とが一定に保たれてしまう。従って、第１状態から第２状態に切り替わると、先にモニタ画面上に位置していた被写体Ｂがモニタ画面の手前側に飛び出したように見える。その結果、実際には被写体Ｂが移動していないにも関わらず、被写体Ｂが手前側に移動したような錯覚が生じてしまうので、ユーザは強い違和感を覚えてしまう。
【００１２】
また、逆に第２状態から第１状態に切り替わった場合には、先にモニタ画面上に位置していた被写体Ａがモニタ画面の奥側に引っ込むように見える。その結果、実際には被写体Ａが移動していないにも関わらず、被写体Ａが奥側に移動したような錯覚が生じてしまうので、同様にユーザは強い違和感を覚えてしまう。
【００１３】
本発明の目的は、同一の撮影シーンを繰り返し撮影するライブビュー画像表示時や動画撮影時などの際に、合焦被写体が変わることなどにより生じる錯覚に起因する違和感を抑えることができるデジタルカメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のデジタルカメラは、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、前記撮影光学系の異なる領域を通過して瞳分割された被写体光を撮像して、視差のある複数の視点画像を得る撮像手段と、前記撮影光学系の画角を変化させるズーム手段と、前記フォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向に移動させるレンズ移動手段と、前記撮影手段により複数回撮像が行われたときに、前記フォーカスレンズが第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動されたか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されたときに、前記ズーム手段を制御して前記画角を変化させるズーム制御手段であって、前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも無限遠位置側である場合には前記画角を狭くさせ、逆に前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも至近位置側である場合には前記画角を広くさせるズーム制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、前記第１画素から出力された第１出力信号と、前記第２画素から出力された第２出力信号とに基づき、位相差検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第１合焦検出手段と、前記第１合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることが好ましい。
【００１６】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、前記レンズ移動手段により前記フォーカスレンズが前記無限遠位置及び前記至近位置の一方から他方側に移動される間に、前記第１画素から出力された第１出力信号及び前記第２画素から出力された第２出力信号の少なくともいずれか一方に基づいて、コントラスト検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第２合焦検出手段と、前記第２合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることが好ましい。
【００１７】
前記撮像手段の撮像範囲に複数の被写体が含まれている場合に、前記第１レンズ位置は前記フォーカスレンズが複数の被写体の中の第１被写体に合焦する位置であるとともに、前記第２レンズ位置は前記フォーカスレンズが前記第１被写体とは別の第２被写体に合焦する位置であり、複数の前記第１画素から出力された前記第１出力信号の出力値と、複数の前記第２画素から出力された第２出力信号の出力値とをそれぞれ検出する信号出力検出手段と、前記信号出力検出手段の検出結果に基づき、各前記第１出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置と、各前記第２出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置との第１位相差を検出する位相差検出手段とを備え、前記ズーム制御手段は、前記位相差検出手段が検出した前記第１位相差の大きさに応じて、前記画角の変化量を調整することが好ましい。
【００１８】
前記撮像手段は前記撮像面を有する固体撮像素子であり、前記信号出力検出手段は、前記固体撮像素子の特定の水平走査期間に出力される各前記第１画素からの前記第１出力信号の出力値をそれぞれ検出するとともに、前記水平走査期間に出力される各前記第２画素からの前記第２出力信号の出力値をそれぞれ検出することが好ましい。
【００１９】
前記ズーム制御手段は、前記第１位相差が大きくなるのに従って、前記画角の変化量を大きくすることが好ましい。
【００２０】
前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動された後で、前記フォーカスレンズが引き続き前記第２レンズ位置にあるか否かを判定する第２判定手段を備え、前記ズーム制御手段は、前記第２判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に一定期間位置している場合には、前記画角を変化前の元の大きさに戻すことが好ましい。
【００２１】
また、本発明のデジタルカメラは、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、前記撮影光学系の異なる領域を通過して瞳分割された被写体光を撮像して、視差のある複数の視点画像を得る撮像手段と、前記複数の視点画像の一部を拡大処理する電子ズームによって前記複数の視点画像中の被写体像の大きさを変更するズーム手段と、前記フォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向に移動させるレンズ移動手段と、前記撮影手段により複数回撮像が行われたときに、前記フォーカスレンズが第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動されたか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されたときに、前記ズーム手段を制御して前記被写体像の大きさを変化させるズーム制御手段であって、前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも無限遠位置側である場合には前記被写体像を拡大させ、逆に前記第２レンズ位置が前記第１レンズ位置よりも至近位置側である場合には前記被写体像を縮小させるズーム制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、前記第１画素から出力された第１出力信号と、前記第２画素から出力された第２出力信号とに基づき、位相差検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第１合焦検出手段と、前記第１合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることが好ましい。
【００２３】
前記撮像手段は、前記異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ光電変換する複数種類の画素が配列された撮像面を有するとともに、前記複数種類の画素には、前記撮影光学系のその光軸に対して対称な領域をそれぞれ透過した被写体光を光電変換する第１画素及び第２画素が含まれており、前記レンズ移動手段により前記フォーカスレンズが前記無限遠位置及び前記至近位置の一方から他方側に移動される間に、前記第１画素から出力された第１出力信号及び前記第２画素から出力された第２出力信号の少なくともいずれか一方に基づいて、コントラスト検出方式により前記撮影光学系の合焦検出を行う第２合焦検出手段と、前記第２合焦検出手段の合焦検出結果に基づき、前記レンズ移動手段を駆動して、前記フォーカスレンズを被写体に合焦するレンズ位置にセットする合焦制御手段と、を備えることが好ましい。
【００２４】
前記撮像手段の撮像範囲に複数の被写体が含まれている場合に、前記第１レンズ位置は前記フォーカスレンズが複数の被写体の中の第１被写体に合焦する位置であるとともに、前記第２レンズ位置は前記フォーカスレンズが前記第１被写体とは別の第２被写体に合焦する位置であり、複数の前記第１画素から出力された前記第１出力信号の出力値と、複数の前記第２画素から出力された第２出力信号の出力値とをそれぞれ検出する信号出力検出手段と、前記信号出力検出手段の検出結果に基づき、各前記第１出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置と、各前記第２出力信号の出力値における前記第１被写体に対応するピーク値の位置との第１位相差を検出する位相差検出手段とを備え、前記ズーム制御手段は、前記位相差検出手段が検出した前記第１位相差の大きさに応じて、前記被写体像の大きさの変化量を調整することが好ましい。
【００２５】
前記撮像手段は前記撮像面を有する固体撮像素子であり、前記信号出力検出手段は、前記固体撮像素子の特定の水平走査期間に出力される各前記第１画素からの前記第１出力信号の出力値をそれぞれ検出するとともに、前記水平走査期間に出力される各前記第２画素からの前記第２出力信号の出力値をそれぞれ検出することが好ましい。
【００２６】
前記ズーム制御手段は、前記第１位相差が大きくなるのに従って、前記被写体像の大きさの変化量を大きくすることが好ましい。
【００２７】
前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動された後で、前記フォーカスレンズが引き続き前記第２レンズ位置にあるか否かを判定する第２判定手段を備え、前記ズーム制御手段は、前記第２判定手段の判定結果に基づき、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に一定期間位置している場合には、前記被写体像の大きさを変化前の元の大きさに戻すことが好ましい。
【００２８】
前記位相差検出手段は、各前記第１出力信号の出力値における前記第２被写体に対応するピーク値の位置と、各前記第２出力信号の出力値における前記第２被写体に対応するピーク値の位置との第２位相差を検出するものであり、前記第１判定手段は、前記位相差検出手段の検出結果に基づき、前記第２位相差がほぼゼロとなりかつ前記第１位相差が大きくなったときに、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されたと判定することが好ましい。
【００２９】
前記画像生成手段が新たに生成した前記複数の視点画像の少なくとも１つの画像内における前記第１被写体の位置座標を検出する位置座標検出手段を備えており、前記第１判定手段は、前記位置座標検出手段の検出結果に基づき、前記位置座標の変化量が規定の値よりも小さい場合には、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されていないと判定することが好ましい。
【００３０】
前記第１判定手段は、前記合焦制御手段の制御により前記フォーカスレンズが移動されていない場合には、前記フォーカスレンズが前記第２レンズ位置に移動されていないと判定することが好ましい。
【００３１】
前記複数の視点画像を立体視可能に表示するモニタを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のデジタルカメラは、フォーカスレンズが第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動されたときに、第２レンズ位置が第１レンズ位置よりも無限遠位置側である場合には光学ズームまたは電子ズームのズーム倍率を大きくさせ、逆に至近位置側である場合にはズーム倍率を小さくさせるので、例えば合焦被写体が変わったときに他の被写体が手前側あるいは奥側に移動したような錯覚が生じることが防止される。その結果、この錯覚に起因する違和感が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＭＯＳ型のイメージセンサの平面模式図である。
【図３】図２中のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】イメージセンサの特定の水平走査期間を説明するための説明図である。
【図５】被写体Ｂにピントが合っているときの第１〜第２画素の出力信号の出力波形を説明するための説明図である。
【図６】被写体Ａにピントが合っているときの第１〜第２画素の出力信号の出力波形を説明するための説明図である。
【図７】ＣＰＵの機能ブロック図である。
【図８】デジタルカメラの撮影処理の流れを示したフローチャートである。
【図９】第１実施形態の自動ズーム制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わったときにおける、第１〜第２画素の出力信号の出力波形の変化を説明するための説明図である。
【図１１】合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わったときの画角の変化を説明するための説明図である。
【図１２】第２実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態の自動ズーム制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】第３実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】第３実施形態のＣＰＵの機能ブロック図である。
【図１６】第４実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図１７】コントラスト検出方式の合焦検出を行う他実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図１８】複数の被写体が含まれる撮影シーンの概略図である。
【図１９】手前側の被写体Ｂにピントが合っている状態を説明するための説明図である。
【図２０】手前側の被写体Ａにピントが合っている状態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に示すように、デジタルカメラ１０のＣＰＵ１１は、操作部１２からの制御信号に基づき、図示しないメモリから読み出した各種プログラムやデータを逐次実行して、デジタルカメラ１０の各部を統括的に制御する。デジタルカメラ１０は、右視点で撮像されたＲ視点画像データと左視点で撮像されたＬ視点画像データとを含む２視点の視差画像データを取得する。
【００３５】
デジタルカメラ１０は、静止画像を撮影する静止画撮影モードと、動画像を撮影する動画撮影モードと、撮影により得られた静止画像や動画像を再生表示する再生モードとを含む複数の動作モードを有している。この動作モードの切り替えは操作部１２のモード切替スイッチ１２ａで行われる。また、操作部１２には、シャッタボタン１２ｂ、ズーム操作を行うためのズームスイッチ１２ｃなどが設けられている。
【００３６】
レンズユニット１３には、本発明の撮影光学系に相当するズームレンズ１４及びフォーカスレンズ１５の他に、メカシャッタ１６などが組み込まれている。ズームレンズ１４は、ズーム機構（ズーム手段）１７により駆動され、光軸Ｏ１に沿ってワイド端（広角端）とテレ端（望遠端）との間で前後移動される。フォーカスレンズ１５は、フォーカス機構（レンズ移動手段）１８により駆動され、光軸Ｏ１に沿って無限遠に合焦する無限遠位置と至近に合焦する至近位置との間で前後移動される。
【００３７】
メカシャッタ１６は、イメージセンサ２０への被写体光の入射を阻止する閉じ位置と、被写体光の入射を許容する開き位置との間で移動する可動部（図示は省略）を有する。メカシャッタ１６は、可動部を各位置に移動させることによって、各レンズ１４，１５からイメージセンサ２０へと至る光路を開放／遮断する。なお、メカシャッタ１６には、イメージセンサ２０に入射する被写体光の光量を制御する絞りが含まれている。メカシャッタ１６、ズーム機構１７、及びフォーカス機構１８は、レンズドライバ２１を介してＣＰＵ１１によって動作制御される。
【００３８】
レンズユニット１３の背後には、減光（ＮＤ）フィルタ１９ａ、ローパス（ＬＰ）フィルタ１９ｂ、本発明の固体撮像素子に相当するＣＭＯＳ型のイメージセンサ２０などが配置されている。ＮＤフィルタ１９ａは、イメージセンサ２０に入射する被写体光を減光する。ＬＰフィルタ１９ｂは、所定周波数よりも高い周波数を有する光を遮断する。イメージセンサ２０は、各レンズ１４，１５からの被写体光を電気的な信号に変換して出力する。ＣＭＯＳドライバ２３は、ＣＰＵ１１の制御の下でイメージセンサ２０の駆動を制御する。
【００３９】
画像処理回路（画像生成手段）２２の視差画像生成部２３は、イメージセンサ２０から入力される信号に対して階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種処理を施してＲ，Ｌ視点画像データを生成し、これらＲ，Ｌ視点画像データをＶＲＡＭ２４に格納する。なお、ここでいう「視差画像」とは、被写体を異なる視点から見たときの、個々の視点画像の集まりをいう。画像処理回路２２は、位相差方式によるレンズユニット１３の焦点検出用のＲ，Ｌ焦点検出用画像データの生成も行う。
【００４０】
合焦検出部（第１合焦検出手段）２６は、Ｌ，Ｒ焦点検出用画像データに基づき、被写体にレンズユニット１３のピントを合致させるためのフォーカス調整量を求める。
【００４１】
圧縮伸長処理回路２９は、撮影指示がなされたときに画像処理回路２２で処理されたＲ，Ｌ視点画像データに対して圧縮処理を施して、所定のファイル形式の画像ファイルを生成する。静止画撮影モード時には、１フレーム分のＲ，Ｌ視点画像データで構成される静止画像ファイルが生成される。また、動画撮影モード時には、複数フレーム分のＲ，Ｌ視点画像データ（以下、Ｒ，Ｌフレーム画像データという）で構成される動画像ファイルが生成される。
【００４２】
また、圧縮伸長処理回路２９は、メディアＩ／Ｆ３０を介してメモリカード３１から得られた画像ファイルに対して伸長処理を施す。メディアＩ／Ｆ３０は、メモリカード３１に対する画像ファイルの記録及び読み出しなどを行う。
【００４３】
モニタ３２はライブビュー画像（スルー画像ともいう）や再生画像などを表示する。このモニタ３２としては、Ｒ視点画像データ及びＬ視点画像データに基づき立体画像の観察が可能な各種モニタが用いられる。なお、立体画像の表示方式は、レンチキュラ方式、視差バリア方式、パララックスバリア方式、アナグリフ方式、フレームシーケンシャル方式、ライトディレクション方式などの周知の各種方式を用いてよい。
【００４４】
表示回路３３は、ＶＲＡＭ２４に格納されたＲ，Ｌ視点画像データまたは圧縮伸長処理回路２９で伸張されたＲ，Ｌ視点画像データに対し所定の信号処理を施して画像表示用の信号を生成し、これを一定のタイミングでモニタ３２へ出力する。これにより、モニタ３２には、静止画及び動画撮影モード時にライブビュー画像が立体視可能に表示される。また、モニタ３２には、再生モード時にメモリカード３１から読み出されたＲ，Ｌ視点画像が立体視可能に表示される。
【００４５】
図２に示すように、イメージセンサ２０は、各レンズ１４，１５の異なる領域を通過して瞳分割された被写体光がそれぞれ結像される撮像面２０ａを有している。撮像面２０ａ上の全画素は、第１位相差画素（以下、単に第１画素という）３５と第２位相差画素（以下、単に第２画素という）３６との組で構成されている。撮像面２０ａ上には、第１画素３５と第２画素３６とを図中水平方向に交互に配列した画素ライン３７が図中垂直方向に複数配列されている。第１画素３５は、撮像面２０ａに対して右斜め上から入射する入射光に対して感度が高くなる。第２画素３６は、撮像面２０ａに対して左斜め上から入射する入射光に対して感度が高くなる。
【００４６】
第１〜第２画素３５，３６には、画素回路３８が設けられている。画素回路３８は、第１〜第２画素３５，３６のＰＤにそれぞれ蓄積された信号電荷を増幅して信号電圧として出力する。
【００４７】
画素回路３８は、例えば、読み出しトランジスタ、アンプトランジスタ、スイッチトランジスタ、リセットトランジスタ等を有する。読み出しトランジスタは、ＰＤ・光電変換膜に蓄積された信号電荷を読み出す。アンプトランジスタは、読み出しトランジスタにより読み出された信号電荷を増幅し、信号電圧として出力する。スイッチトランジスタは、信号線による信号電圧の読み出しを制御する。リセットトランジスタは、ＰＤ・光電変換膜に蓄積された信号電荷をクリアする。
【００４８】
また、イメージセンサ２０には、第１〜第２画素３５，３６の画素回路３８等を駆動するための複数の駆動線３９と、第１〜第２画素３５，３６の信号電圧を読み出すための複数の信号線４０とが形成されている。
【００４９】
駆動線３９は、図中垂直方向に長く延びており、各第１〜第２画素３５，３６の垂直方向の列毎にそれぞれ設けられている。各駆動線３９には、ＣＭＯＳドライバ２３が接続している。これにより、ＣＭＯＳドライバ２３は、各駆動線３９を介して各第１〜第２画素３５，３６の駆動を行う。信号線４０は、図中水平方向に長く延びており、画素ライン３７毎にそれぞれ１本ずつ設けられている。これにより、画素ライン３７毎に、各第１〜第２画素３５，３６の信号電圧が信号線４０に読み出される。各信号線４０に読み出された信号電圧は、図示しない出力回路やアンプを経て出力信号として画像処理回路２２へ出力される。
【００５０】
図３に示すように、ｐ型シリコンで形成された半導体基板４２（Ｐｓｕｂ）の表層には、各第１〜第２画素３５，３６をそれぞれ構成するｎ型層のＰＤ４３が形成されている。また、半導体基板４２には、図示は省略するが画素回路３８、駆動線３９、信号線４０などが設けられている。
【００５１】
半導体基板４２上には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成された光透過性の絶縁膜４４が設けられている。絶縁膜４４上には、例えばタングステンで形成された遮光膜４５が設けられている。遮光膜４５は、第１画素３５のＰＤ４３上に形成された第１偏心開口４５ａと、第２画素３６のＰＤ４３上に形成された第２偏心開口４５ｂとを有している。
【００５２】
第１偏心開口４５ａは、第１画素３５のＰＤ４３の中心に対して図中左方向にずれた位置に形成されている。これにより、第１画素３５のＰＤ４３の略右半分の領域（以下、単に右領域という）は遮光膜４５で覆われ、逆に略左半分の領域（以下、単に左領域という）は露呈している。一方、第２偏心開口４５ｂは、第２画素３６のＰＤ４３の中心に対して図中右方向にずれた位置に形成されている。これにより、第２画素３６のＰＤ４３の左領域は遮光膜４５で覆われ、逆に右領域は露呈している。
【００５３】
遮光膜４５上には、表面が平坦な光透過性の平坦化層４７が設けられている。平坦化層４７上には、第１〜第２画素３５，３６毎にそれぞれカラーフィルタ４８が設けられている。なお、同じ組の第１〜第２画素３５，３６では、カラーフィルタ４８の色が同色となる。
【００５４】
カラーフィルタ４８上には、各第１〜第２画素３５，３６の上方位置にそれぞれマイクロレンズ４９が設けられている。なお、図中の符号Ｏ２はマイクロレンズ４９の光軸である。
【００５５】
第１画素３５上のマイクロレンズ４９に図中左斜め方向から入射した入射光５０Ｌは、遮光膜４５により遮光される。このため、入射光５０Ｌは、第１画素３５のＰＤ４３の右領域には集光されない。逆にマイクロレンズ４９に図中右斜め方向から入射した入射光５０Ｒは、マイクロレンズ４９により第１偏心開口４５ａを介して、第１画素３５のＰＤ４３の左領域に集光される。これにより、第１画素３５は入射光５０Ｒに対して感度が高くなる。
【００５６】
第２画素３６上のマイクロレンズ４９に入射した入射光５０Ｒは、遮光膜４５により遮光される。このため、入射光５０Ｒは、第２画素３５のＰＤ４３の左領域には集光されない。逆にマイクロレンズ４９に入射した入射光５０Ｌは、マイクロレンズ４９により第２偏心開口４５ｂを介して、第２画素３６のＰＤ４３の右領域に集光される。これにより、第２画素３６は入射光５０Ｌに対して感度が高くなる。
【００５７】
図１に戻って、画像処理回路２２には、視差画像生成部２３以外に、焦点検出用画像生成部５２と、信号出力検出部５３と、位相差検出部５４とが設けられている。焦点検出用画像生成部５２は、静止画像・動画像撮影モード時に作動する。焦点検出用画像生成部５２は、例えば撮像面２０ａの中央領域に含まれる第１〜第２画素３５，３６からの出力信号に基づき、位相差ＡＦに用いられるＲ焦点検出用画像データ、Ｌ焦点検出用画像データをそれぞれ生成する。Ｒ，Ｌ焦点検出用画像データは、合焦検出部２６に送られる。
【００５８】
図４に示すように、信号出力検出部５３は、イメージセンサ２０の特定の水平走査期間Ｈｔにおける各第１〜第２画素３５，３６からの出力信号の出力値を別個に検出する。ここで、特定の水平走査期間とは、特定の画素ライン３７の各第１〜第２画素３５，３６の画素回路３８に駆動信号が供給される期間である。これにより、図５に示すように、特定の画素ライン３７に含まれる各第１画素３５からの出力信号の出力波形ＷＲと、各第２画素３６からの出力信号の出力波形ＷＬとが得られる。出力波形ＷＲ，ＷＬには、それぞれ被写体Ａ，Ｂに対応するピークＰＡ，ＰＢが生じる。
【００５９】
位相差検出部５４は、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＡのずれ量である位相差量と、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＢのずれ量である位相差量とを算出する。なお、図５は被写体Ｂにピントが合いかつ被写体Ａにピントが合わない場合の出力波形ＷＲ，ＷＬの一例である。このような場合には、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＢには位相差がほぼ検出されないが、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＡには被写体Ｂから被写体Ａまでの距離に応じた位相差が検出される。なお、図中の符号「α」は、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＡの位相差量である。
【００６０】
また、図６に示すように、被写体Ａにピントが合いかつ被写体Ｂにピントが合わない場合には、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＡには位相差がほぼ検出されないが、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＢには被写体Ａから被写体Ｂまでの距離に応じた位相差が検出される。なお、図中の符号「β」は、両出力波形ＷＲ，ＷＬのピークＰＢの位相差量である。位相差検出部５４は、ピークＰＡの位相差量の検出結果、ピークＰＢの位相差量の検出結果をＣＰＵ１１に送る。
【００６１】
図７に示すように、ＣＰＵ１１は、図示しないＲＯＭから読み出した各種プログラムを逐次実行することで、合焦制御部５５、被写体位置座標検出部（以下、位置座標検出部という）５６、ズーム制御部５８として機能する。
【００６２】
合焦制御部５５は、合焦検出部２６が求めたフォーカス調整量に基づき、レンズドライバ２１を介しフォーカス機構１８を駆動してＡＦ処理を実行する。
【００６３】
位置座標検出部５６は、動画撮影モード時やライブビュー画像表示時に作動する。位置座標検出部５６は、ＶＲＡＭ２４に格納されたＲ視点画像データ（Ｌ視点画像データ、あるいはＲ，Ｌ視点画像データの両方でも可）を解析して、ピントが合っている被写体（以下、合焦被写体という）の位置座標（Ｘ，Ｙ）を検出する。
【００６４】
例えば位置座標検出部５６は、周知のパターンマッチング法や顔検出法などを用いてＲ視点画像データに含まれる全ての被写体を検出する。次いで、位置座標検出部５６は、位相差検出部５４の検出結果に基づき、位相差量が最小となるピークに対応する被写体を合焦被写体であると判別する。そして、位置座標検出部５６は、Ｒ視点画像内における合焦被写体の例えば中心座標（他の座標でも可）を位置座標（Ｘ，Ｙ）として検出する。位置座標検出部５６は、ＶＲＡＭ２４に新たなＲ視点画像データが格納される度に位置座標の検出を行い、この検出結果をズーム制御部５８に逐次送る。
【００６５】
ズーム制御部５８は、ズームスイッチ１２ｃがズーム操作されたときに、レンズドライバ２１を介してズーム機構１７を制御して、ズームレンズ１４をテレ端側あるいはワイド端側に移動させる。また、ズーム制御部５８は、動画撮影モード時やライブビュー画像表示時に合焦被写体が別の被写体に変わったときに、ズームレンズ１４をテレ端側あるいはワイド端側に自動的に移動させる自動ズーム制御処理を行う。
【００６６】
ズーム制御部５８には、判定部（第１判定手段）６０と、レンズ移動量決定部６１と、自動ズーム制御部６２とが設けられている。判定部６０は、新たなＲ，Ｌ画像データがＶＲＡＭ２４に格納される度に、下記の第１〜第３条件が満たされている否かを判定することで、合焦被写体が別の被写体に変わったか否かを判定する。
【００６７】
第１条件として、判定部６０は、位置座標検出部５６が抽出した合焦被写体の位置座標（Ｘ，Ｙ）の変化量が規定の値を超えるかを判定する。具体的には、位置座標（Ｘ，Ｙ）の変化量（ΔＸ，ΔＹ）の上限値をそれぞれＸ０、Ｙ０としたときに、｜ΔＸ｜＞Ｘ０または｜ΔＹ｜＞Ｙ０が満たされたか否かを判定する。判定部６０は、上記２式のいずれも満たされていない場合には、第１条件が満たされず、合焦被写体が別の被写体に変わっていないと判定する。また、判定部６０は、上記２式のいずれかが満たされた場合には、第１条件が満たされたと判定する。
【００６８】
第２条件として、判定部６０は、合焦制御部５５によるＡＦ制御を監視してフォーカスレンズ１５が移動したか否かを判定する。判定部６０は、フォーカスレンズ１５が移動していない場合には、第２条件が満たされず、合焦被写体が別の被写体に変わっていないと判定する。また、判定部６０は、フォーカスレンズ１５が移動した場合には、第２条件が満たされたと判定する。
【００６９】
第３条件として、判定部６０は、位相差検出部５４の検出結果に基づき、位相差量が最小となるピークが変わったか否かを判定する。判定部６０は、位相差量が最小となるピークが変わらない場合には、第３条件が満たされず、合焦被写体が別の被写体に変わっていないと判定する。また、判定部６０は、位相差量が最小となるピークが変わった場合には、第３条件が満たされたと判定する。
【００７０】
判定部６０は、第１〜第３条件の全てが満たされたときに合焦被写体が別の被写体に変わったと判定し、この判定結果をレンズ移動量決定部６１、自動ズーム制御部６２にそれぞれ送る。
【００７１】
レンズ移動量決定部６１は、判定部６０からの判定結果が入力されたときに作動する。レンズ移動量決定部６１は、ズームレンズ１４の移動方向及び移動量を決定し、その結果を自動ズーム制御部６２に送る。レンズ移動量決定部６１は、フォーカスレンズ１５の移動方向に基づいてズームレンズ１４の移動方向を決定する。具体的には、フォーカスレンズ１５が無限縁位置側に移動した場合には、ズームレンズ１４の移動方向をテレ端側に決定する。逆にフォーカスレンズ１５が至近位置側に移動した場合には、ズームレンズ１４の移動方向をワイド端側に決定する。
【００７２】
また、レンズ移動量決定部６１は、位相差検出部５４の検出結果に基づき、ピントが合っていない非合焦被写体（被写体が２つの場合には、先の合焦被写体）に対応するピークの位相差量から、ズームレンズ１４の移動量を求める。具体的には、非合焦被写体に対応するピークの位相差量に所定の係数を乗じることにより、ズームレンズ１４の移動量を求める。ここで所定の係数とは、レンズユニット１３の光学特性、例えばズーム倍率やＦ値などに応じて定められたり、実験などにより定められたりする。これにより、非合焦被写体に対応するピークの位相差量が大きいほど、ズームレンズ１４の移動量も大きくなる。
【００７３】
自動ズーム制御部６２は、判定部６０からの判定結果が入力されたときに作動する。自動ズーム制御部６２は、レンズ移動量決定部６１から入力されるズームレンズ１４の移動方向及び移動量の決定結果に基づき、レンズドライバ２１を介してズーム機構１７を制御してズームレンズ１４を移動させる。
【００７４】
次に、図９を用いて上記構成のデジタルカメラ１０の作用について説明を行う。なお、以下の説明では図４、図１８に示した被写体Ａ，Ｂを含む撮影シーンを動画撮影するものとする。最初にモード切替スイッチ１２ａが動画撮影モードに切り替えられる。ＣＰＵ１１は、レンズドライバ２１を介してメカシャッタ１６の動作を制御するとともに、ＣＭＯＳドライバ２３を介してイメージセンサ２０を駆動する。所定のシャッタ速度でメカシャッタ１６が開閉され、イメージセンサ２０の各第１〜第２画素３５，３６のＰＤ４３に信号電荷が蓄積する。
【００７５】
次いで、ＣＭＯＳドライバ２３の制御の下、各第１〜第２画素３５，３６の画素回路３８によって、各ＰＤ４３に蓄積された信号電荷が信号電圧として信号線４０にそれぞれ読み出される。各信号電圧はそれぞれ出力信号として画像処理回路２２へ出力される。
【００７６】
視差画像生成部２３は、各第１画素３５からの出力信号に基づきＲ視点画像データを生成するとともに、各第２画素３６からの出力信号に基づきＬ視点画像データを生成する。画像処理回路２２はこれらＲ，Ｌ視点画像データをＶＲＡＭ２４に格納する。表示回路３３は、ＶＲＡＭ２４に格納されたＲ，Ｌ視点画像データに対し所定の信号処理を施して画像表示用の信号を生成し、これをモニタ３２へ出力する。これにより、モニタ３２に立体視可能なライブビュー画像が表示される。
【００７７】
また、焦点検出用画像生成部５２は、撮像面２０ａの中央領域に含まれる第１画素３５及び第２画素３６からの出力信号に基づき、Ｒ焦点検出用画像データ、Ｌ焦点検出用画像データを生成する。Ｒ焦点検出用画像とＬ焦点検出用画像とは、レンズユニット１３の合焦状態に応じて左右方向にシフトする。Ｒ，Ｌ焦点検出用画像データは合焦検出部２６に出力される。
【００７８】
合焦検出部２６は、Ｒ，Ｌ焦点検出用画像データを解析して、Ｒ焦点検出用画像とＬ焦点検出用画像とのずれ方向及び両画像間のずれ量を検知することでレンズユニット１３のフォーカス調整量（デフォーカス量ともいう）を求める。このフォーカス調整量に基づき、ＡＦ制御部５６はレンズドライバ２１を制御して、フォーカス機構１８によりフォーカスレンズ１５を駆動する。ここでは被写体Ｂにピントを合わせるために、フォーカスレンズ１５が被写体Ｂに合焦するレンズ位置（以下、Ｂレンズ位置という）に移動されたものとする。なお、このような位相差ＡＦ処理については、例えば特許第２９５９１４２号、特開２００９−１２８８９２号、特開２００７−１５８５９７号などに詳細に説明されているので、ここでは説明を省略する。
【００７９】
図９に示すように、デジタルカメラ１０が動画撮影モードに設定されると、信号出力検出部５３と位相差検出部５４と位置座標検出部５６と判定部６０とが作動する。信号出力検出部５３は、図５に示したように、イメージセンサ２０の特定の水平走査期間Ｈｔにおける各第１〜第２画素３５，３６からの出力信号の出力値を検出する。これにより、出力波形ＷＲ，ＷＬが得られる。次いで、位相差検出部５４は、両出力波形ＷＲ，ＷＬから位相差量αと位相差量βとをそれぞれ算出して、算出結果をＣＰＵ１１に送る。被写体Ｂが合焦被写体であるので、位相差量αは検出されるが位相差量βはほぼゼロとなる。
【００８０】
位置座標検出部５６は、ＶＲＡＭ２４に新たに格納されたＲ視点画像データの解析結果及び位相差検出部５４の検出結果に基づき、被写体Ｂが合焦被写体であると判別する。次いで、位置座標検出部５６は、被写体Ｂの位置座標（Ｘ，Ｙ）を検出し、この検出結果をズーム制御部５８に送る。
【００８１】
判定部６０は、フォーカスレンズ１５の移動の監視結果と、位相差検出部５４の検出結果と、位置座標検出部５６の検出結果とに基づき、第１〜第３条件が満たされている否かを判定する。判定部６０は、最初に位置座標検出部５６の検出結果に基づき、位置座標（Ｘ，Ｙ）の変化量（ΔＸ，ΔＹ）が｜ΔＸ｜＞Ｘ０または｜ΔＹ｜＞Ｙ０となる第１条件が満たされるか否かを判定する。
【００８２】
第１条件が満たされる場合に判定部６０は、フォーカスレンズ１５が移動する第２条件が満たされたか否かを判定する。さらに、第２条件が満たされる場合に判定部６０は、位相差検出部５４の検出結果に基づき、被写体Ａに対応するピークＰＡの位相差量αが最小となる第３条件が満たされるか否かを判定する。
【００８３】
合焦被写体が被写体Ｂのままである場合には、少なくとも第３条件が満たされない。また、第１条件及び第２条件が満たされない限り、第３条件が満たされることはない。このため、判定部６０は、第１〜第３条件の全てが満たされない限り、合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わったとは判定しない。以下、判定部６０により合焦被写体が被写体Ａに変わったとは判定されるまで、Ｒ，Ｌ視点画像データの生成処理、ライブビュー画像の生成処理、ＡＦ処理が繰り返し実行される。
【００８４】
一方、撮影者の姿勢の変化や手ブレなどにより被写体ＡがＲ，Ｌ視点画像の中央領域に移動してしまうことがある。その結果、位相差ＡＦ処理によってフォーカスレンズ１５が被写体Ａに合焦するレンズ位置（以下、Ａレンズ位置という）に移動されることにより、合焦被写体が被写体Ａに変わる場合がある。このような場合には、被写体Ｂの位置座標（Ｘ，Ｙ）の変化量（ΔＸ，ΔＹ）が｜ΔＸ｜＞Ｘ０または｜ΔＹ｜＞Ｙ０となるので、第１条件が満たされる。また、フォーカスレンズ１５がＢレンズ位置からＡレンズ位置に向けて無限遠位置側に移動するので第２条件も満たされる。
【００８５】
さらに、合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わると、出力波形ＷＲ，ＷＬが、図１０（Ａ）に示したような位相差量αは検出されるが位相差量βはほぼゼロとなる状態から、図１０（Ｂ）に示したような位相差量βが増加して逆に位相差量αがほぼゼロとなる状態に変わる。このため、第３条件も満たされる。判定部６０は、第１〜第３条件の全てが満たされた場合には、合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わったと判定して、その判定結果をレンズ移動量決定部６１、自動ズーム制御部６２にそれぞれ送る。これにより、レンズ移動量決定部６１及び自動ズーム制御部６２が作動する。
【００８６】
図９に戻って、レンズ移動量決定部６１は、フォーカスレンズ１５が無限縁位置側に移動した場合に、ズームレンズ１４の移動方向をテレ端側に決定する。そして、レンズ移動量決定部６１は、先の合焦被写体である被写体Ｂの位相差量βを負の値（−β）とする。次いで、レンズ移動量決定部６１は、「−β」に所定の係数を乗じることでズームレンズ１４の移動量を求め、その結果を自動ズーム制御部６２に送る。なお、ズームレンズの移動量が負の値である場合にはズームレンズ１４をテレ端側に移動させることを示し、逆に正の値である場合にはズームレンズ１４をワイド端側に移動させることを示している。
【００８７】
自動ズーム制御部６２は、レンズドライバ２１を介してズーム機構１７を制御して、レンズ移動量決定部６１が決定した移動量だけズームレンズ１４をテレ端側に向けて移動させる。これにより、ズーム倍率が増加する。
【００８８】
図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ズーム倍率が増加すると、モニタ３２で立体視可能に表示されるライブビュー画像中の被写体Ａ，Ｂも拡大される。合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わる前には、被写体Ｂの視差がほぼゼロとなり被写体Ａに視差が生じているので、被写体Ｂはモニタ画面上に位置するように見え、逆に被写体Ａはモニタ画面の奥側に引っ込むように見える。
【００８９】
合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わると、被写体Ａの視差がほぼゼロとなり被写体Ｂに視差が生じるので、被写体Ａはモニタ画面上に位置するように見え、逆に被写体Ｂはモニタ画面から飛びだすように見える。この際に、ズーム倍率を増加させて被写体Ａ，Ｂを拡大表示させているので、ユーザにはモニタ画面上に位置していた被写体Ｂが手前側に飛び出すように移動したのではなく、ズームレンズ１４の移動による画角の変化であると認識させることができる。その結果、被写体Ｂが手前側に移動してきたような錯覚が生じることなくなり、この錯覚による違和感の発生を抑えることができる。
【００９０】
一方、合焦被写体が被写体Ａから被写体Ｂに変わった場合には、位置座標検出部５６により検出される被写体Ａの位置座標が変わり、さらにフォーカスレンズ１５がＡレンズ位置からＢレンズ位置に移動するので、判定部６０は第１〜第３条件が満たされたと判定する。この場合にはフォーカスレンズ１５が至近位置側に移動するので、レンズ移動量決定部６１は、ズームレンズ１４の移動方向をワイド端側に決定して、先の合焦被写体である被写体Ａの位相差量αを正の値（＋α）とする。次いで、レンズ移動量決定部６１は、「＋α」に所定の係数を乗じることでズームレンズ１４の移動量を求め、その結果を自動ズーム制御部６２に送る。
【００９１】
自動ズーム制御部６２は、レンズドライバ２１を介してズーム機構１７を制御して、レンズ移動量決定部６１が決定した移動量だけズームレンズ１４をワイド端側に向けて移動させる。これにより、ズーム倍率が減少する。
【００９２】
合焦被写体が被写体Ａから被写体Ｂに変わると、被写体Ｂの視差がほぼゼロとなり逆に被写体Ａに視差が生じる。このため、被写体Ｂはモニタ画面上に位置するように見え、逆にモニタ画面上に位置していた被写体Ａがモニタ画面の奥側に引っ込んだように見える。この際に、ズーム倍率を減少させて被写体Ａ，Ｂを縮小表示させているので、ユーザにはモニタ画面上に位置していた被写体Ａがモニタ画面の奥側に引っ込むように移動したのではなく、ズームレンズ１４の移動による画角の変化であると認識させることができる。その結果、被写体Ａが手前側に移動してきたような錯覚が生じることなくなり、この錯覚による違和感の発生を抑えることができる。
【００９３】
図８に戻って、シャッタボタン１２ｂが押下操作されるまで、上述の位相差ＡＦ処理や自動ズーム制御処理などの各処理が繰り返し実行される。
【００９４】
シャッタボタン１２ｂが押下操作されると、第１〜第２画素３５，３６から１フレーム分の出力信号が一定のフレームレート（例えば、３０フレーム／秒）で画像処理回路２２に出力され、画像処理回路２２にてＲ，Ｌフレーム画像データが逐次生成される。Ｒ，Ｌフレーム画像データは、順次ＶＲＡＭ２４に格納される。これにより、上述のようにモニタ３２に立体視可能なライブビュー画像が表示される。
【００９５】
圧縮伸長処理回路２９は、ＶＲＡＭ２４に順次格納されるＲ，Ｌフレーム画像データに対してデータ圧縮処理を逐次施す。データ圧縮処理が施された圧縮フレーム画像データは、メモリカード３１に所定のファイル形式で逐次記録される。また、上記の位相差ＡＦ処理と、図９に示した自動ズーム制御処理とが実行される。以下、シャッタボタン１２ｂが再度押下操作されるまで、上述の各処理が繰り返し実行される。
【００９６】
シャッタボタン１２ｂが再度押下操作されると、動画撮影で得られた各圧縮フレーム画像データは、１つの動画像ファイルとしてメモリカード３１に記録される。動画撮影時にも自動ズーム制御処理を実行しているので、動画撮影により得られた画像を立体視したときに、合焦被写体が変わることにより生じる錯覚に起因する違和感が抑えられる。
【００９７】
引き続き他の動画撮影を行う場合には、上述の一連の処理が繰り返し実行される。なお、デジタルカメラ１０が静止画撮影モードに設定された場合には、シャッタボタン１２ｂが押下操作されるまでの処理の流れは動画撮影モードと同じである。そして、シャッタボタン１２ｂが押下されたときにイメージセンサ２０から１フレーム分の出力信号が出力され、Ｒ，Ｌ視点画像データが生成される。Ｒ，Ｌ視点画像データは圧縮処理が施された後、静止画像ファイルとしてメモリカード３１に記録される。
【００９８】
［第２実施形態］
次に、図１２を用いて本発明の第２実施形態のデジタルカメラ７０について説明を行う。上記第１実施形態では、合焦被写体が変わったときにズーム倍率を変倍することで、合焦被写体が変わることにより生じる錯覚に起因する違和感を抑えている。しかしながら、これが繰り返されると、実際のズーム倍率とユーザが設定したズーム倍率との差異が大きくなり、ユーザが不快に感じるおそれがある。そこで、デジタルカメラ７０では、自動ズーム制御処理によりズーム倍率が変倍された後で、合焦被写体が一定期間変わらなかった場合にズーム倍率を元の倍率に戻す。
【００９９】
デジタルカメラ７０は、ＣＰＵ７１が第１実施形態のズーム制御部５８とは異なるズーム制御部７２として機能する点を除けば、第１実施形態のデジタルカメラ１０と基本的に同じ構成である。なお、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１００】
ズーム制御部７２には、判定部６０、レンズ移動量決定部６１、及び自動ズーム制御部６２の他に、レンズ位置戻し判定部（第２判定手段）７３とレンズ位置戻し制御部７４とが設けられている。また、自動ズーム制御部６２には、レンズ位置記憶部６２ａが設けられている。自動ズーム制御部６２は、ズームレンズ１４を移動させる前に、このズームレンズ１４の元の位置に関する情報（以下、単に移動前位置情報という）をレンズ位置記憶部６２ａに記憶させる。
【０１０１】
レンズ位置戻し判定部７３は、フォーカスレンズ１５が新たな合焦被写体に合焦するレンズ位置にセットされて、自動ズーム制御処理によりズームレンズ１４が移動（ズーム倍率が変倍）された後に作動する。レンズ位置戻し判定部７３は、合焦被写体が一定期間変わらないか否かを判定する。具体的には、判定部６０と同様に、新たなＲ，Ｌ画像データがＶＲＡＭ２４に格納される度に、第１〜第３条件が満たされているか否かを判定する。また、レンズ位置戻し判定部７３にはカウンタ７５が設けられている。
【０１０２】
レンズ位置戻し判定部７３は、第１〜第３条件のいずれかが満たされていないときは、カウンタ７５のカウント値を＋１増加させる。そして、レンズ位置戻し判定部７３は、カウンタ７５のカウント値が所定の上限値に達したときに、合焦被写体が一定期間変わっていないと判定してその判定結果をレンズ位置戻し制御部７４に送る。また、これと同時にレンズ位置戻し判定部７３は、カウンタ７５のカウント値をリセットする。
【０１０３】
レンズ位置戻し制御部７４は、レンズ位置戻し判定部７３からの判定結果が入力されたときに作動する。レンズ位置戻し制御部７４は、レンズ位置記憶部６２ａに記憶された移動前位置情報に基づき、レンズドライバ２１を介してズーム機構１７を制御して、ズームレンズ１４を元のレンズ位置に戻す。また、レンズ位置戻し制御部７４は、ズームレンズ１４を元のレンズ位置に戻す際に、ズームレンズ１４の移動速度をユーザが気づきにくい緩慢な速度に調整する。
【０１０４】
図１３を用いて上記構成のデジタルカメラ７０の作用について説明を行う。なお、自動ズーム制御処理以外の処理、及び自動ズーム制御処理によるズームレンズ１４の移動が行われるまでの処理は、第１実施形態と同じであるので説明は省略する。ただし、自動ズーム制御部６２は、ズームレンズ１４を移動させる前にその移動前位置情報をレンズ位置記憶部６２ａに記憶させる。
【０１０５】
フォーカスレンズ１５が新たな合焦被写体に合焦するレンズ位置にセットされた後、自動ズーム制御処理によりズームレンズ１４が移動されると、レンズ位置戻し判定部７３が作動する。レンズ位置戻し判定部７３は、フォーカスレンズ１５の移動の監視結果と、位相差検出部５４の検出結果と、位置座標検出部５６の検出結果とに基づき、新たなＲ，Ｌ画像データがＶＲＡＭ２４に格納される度に第１〜第３条件が満たされている否かを判定する。
【０１０６】
レンズ位置戻し判定部７３は、第１〜第３条件のいずれかが満たされない場合には、カウンタ７５のカウント値を＋１増加させる。第１〜第３条件のいずれかが満たされない状態が継続すると、カウンタ７５のカウント値が増加する。そして、一定期間が経過しても合焦被写体が変わらず、第１〜第３条件のいずれかが満たされない場合には、カウンタ７５のカウント値が所定の上限値に達する。
【０１０７】
レンズ位置戻し判定部７３は、カウンタ７５のカウント値が所定の上限値に達したときに、合焦被写体が一定期間変わっていないと判定してその判定結果をレンズ位置戻し制御部７４に送る。また、レンズ位置戻し判定部７３はカウンタ７５のカウント値をリセットする。
【０１０８】
レンズ位置戻し制御部７４は、レンズ位置戻し判定部７３からの判定結果の入力を受けて作動する。最初にレンズ位置戻し制御部７４は、レンズ位置記憶部６２ａに記憶された移動前位置情報を読み出す。次いで、レンズ位置戻し制御部７４は、移動前位置情報に基づき、レンズドライバ２１を介してズーム機構１７を制御して、ズームレンズ１４を元のレンズ位置に向けて緩慢な速度で戻す。
【０１０９】
このように一定期間が経過しても合焦被写体が変わらない場合にはズームレンズ１４を元のレンズ位置に戻すことで、自動ズーム制御処理が繰り返し実行されたときに実際のズーム倍率とユーザが設定したズーム倍率との差異が大きくなることが防止される。その結果、ユーザの不快感を軽減させることができる。
【０１１０】
ズームレンズ１４を元の位置に戻した後の処理は、第１実施形態と基本的に同じであるのでここでは説明を省略する。
【０１１１】
［第３実施形態］
次に、図１４及び図１５を用いて本発明の第３実施形態のデジタルカメラ８０について説明を行う。上記第１実施形態のデジタルカメラ１０は、ズームレンズ１４を光軸Ｏ１方向に移動させる光学ズームを行うことで画角を変化させているが、デジタルカメラ８０は光学ズームの変わりに電子ズームを行う。
【０１１２】
デジタルカメラ８０は、第１実施形態のズームレンズ１４及びズーム機構１７の代わりに変倍回路（ズーム手段）８２が設けられている点を除けば、第１実施形態のデジタルカメラ１０と基本的に同じ構成である。なお、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１１３】
変倍回路８２は、ＶＲＡＭ２４に新たに格納されたＲ，Ｌ視点画像を読み出して、これらＲ，Ｌ視点画像に対して変倍処理を施す。具体的には、ズーム制御部５８により指定されたズーム倍率でＲ，Ｌ視点画像のそれぞれの一部を電子的に拡大させて変倍Ｒ，Ｌ視点画像データを生成する。これにより、Ｒ，Ｌ視点画像中の被写体Ａ，Ｂの大きさが変化する。変倍Ｒ，Ｌ視点画像データは、ＶＲＡＭ２４に再び格納される。
【０１１４】
表示回路３３は、ＶＲＡＭ２４に格納された変倍Ｒ，Ｌ視点画像データに対し所定の信号処理を施して画像表示用の信号を生成し、これを一定のタイミングでモニタ３２へ出力する。これにより、モニタ３２にはライブビュー画像が立体視可能に表示される。また、圧縮伸長処理回路２９は、撮影指示がなされたときに変倍回路８２で処理された変倍Ｒ，Ｌ視点画像データに対して圧縮処理を施して、所定のファイル形式の画像ファイルを生成する。
【０１１５】
ズーム制御部５８は、ズームスイッチ１２ｃがズーム操作されたときに、変倍回路８２を制御してズーム操作で指定されたズーム倍率の変倍Ｒ，Ｌ視点画像データを生成させる。このズーム制御部５８には、第１実施形態のレンズ移動量決定部６１、自動ズーム制御部６２の変わりにズーム倍率決定部８４、自動ズーム制御部８５が設けられている。
【０１１６】
ズーム倍率決定部８４は、判定部６０からの判定結果が入力されたときに作動する。ズーム倍率決定部８４は、フォーカスレンズ１５の移動方向や位相差検出部５４の検出結果に基づき、データテーブル８６を参照してズーム倍率を決定し、その結果を自動ズーム制御部８５に送る。
【０１１７】
データテーブル８６には、非合焦被写体（先の合焦被写体）に対応するピークの位相差量と、フォーカスレンズ１５が無限縁位置側に移動した場合のズーム倍率と、フォーカスレンズ１５が至近位置側に移動した場合のズーム倍率とが対応付けて格納されている。データテーブル８６では、フォーカスレンズ１５が無限縁位置側に移動した場合にはズーム倍率が増加し、逆にフォーカスレンズ１５が至近位置側に移動した場合にはズーム倍率が減少するように設定されている。また、データテーブル８６では、非合焦被写体に対応するピークの位相差量（Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３・・・）が大きいほど、ズーム倍率の増減量（｜Ｚ１｜＜｜Ｚ２｜＜｜Ｚ３｜・・・）が大きくなるように設定されている。
【０１１８】
自動ズーム制御部８５は、判定部６０からの判定結果が入力されたときに作動する。自動ズーム制御部８５は、ズーム倍率決定部８４の決定結果に基づき、変倍回路８２を制御して変倍Ｒ，Ｌ視点画像データを生成させる。
【０１１９】
上記構成のデジタルカメラ８０の作用は、光学ズームの代わりに電子ズームを行う点を除けば基本的に第１実施形態のデジタルカメラ１０と同じである。ただし、ズーム倍率決定部８４は、合焦被写体が変わったと判定部６０が判定したときに、フォーカスレンズ１５の移動方向や位相差検出部５４の検出結果に基づき、データテーブル８６を参照してズーム倍率を決定する。
【０１２０】
自動ズーム制御部８５は、変倍回路８２を制御してズーム倍率決定部８４が決定したズーム倍率の変倍Ｒ，Ｌ視点画像データを生成させる。これにより、合焦被写体が被写体Ｂから被写体Ａに変わったときにはズーム倍率が増大するので、ユーザにはモニタ画面上に位置していた被写体Ｂが手前側に飛び出すように移動したのではなく、電子ズームのズーム倍率の変化であると認識させることができる。
【０１２１】
また、合焦被写体が被写体Ａから被写体Ｂに変わったときにはズーム倍率が減少するので、ユーザにはモニタ画面上に位置していた被写体Ａがモニタ画面の奥側に引っ込むように移動したのではなく、電子ズームのズーム倍率の変化であると認識させることができる。その結果、第１実施形態と同様に、錯覚による違和感の発生を抑えることができる。
【０１２２】
［第４実施形態］
次に、図１６を用いて本発明の第４実施形態のデジタルカメラ９０について説明を行う。上記第２実施形態のデジタルカメラ７０は光学ズームを行うことで画角を変化させているが、デジタルカメラ９０は第３実施形態のデジタルカメラ８０と同様に電子ズームを行うことで画角を変化させる。
【０１２３】
デジタルカメラ９０は、ズームレンズ１４、ズーム機構１７、レンズ移動量決定部６１、自動ズーム制御部６２、レンズ位置戻し判定部７３、及びレンズ位置戻し制御部７４の代わりに、変倍回路８２、ズーム倍率決定部８４、自動ズーム制御部９１、ズーム倍率戻し判定部９２、及びズーム倍率戻し制御部９３が設けられている点を除けば、第２実施形態のデジタルカメラ７０と基本的に同じ構成である。
【０１２４】
また、変倍回路８２及びズーム倍率決定部８４は、上記第３実施形態のデジタルカメラ８０に設けられているものと同じである。なお、上記第１〜第３実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する
【０１２５】
自動ズーム制御部９１は、基本的には第３実施形態の自動ズーム制御部８５と同じものである。ただし、自動ズーム制御部９１には、ズーム倍率記憶部９０ａが設けられている。自動ズーム制御部９１は、変倍回路８２を制御してズーム倍率を変倍させる前に、元のズーム倍率に関する情報（以下、単に変倍前倍率情報という）をズーム倍率記憶部９０ａに記憶させる。
【０１２６】
ズーム倍率戻し判定部９２は、基本的には第２実施形態のレンズ位置戻し判定部７３と同じものである。ズーム倍率戻し判定部９２は、自動ズーム制御処理によりズーム倍率が変倍された後で、合焦被写体が一定期間変わらないか否かを判定する。具体的には、第１〜第３条件のいずれかが満たされていないときは、カウンタ７５のカウント値を＋１増加させて、このカウント値が所定の上限値に達したときに合焦被写体が一定期間変わっていないと判定する。
【０１２７】
ズーム倍率戻し制御部９３は、ズーム倍率戻し判定部９２からの判定結果が入力されたときに、ズーム倍率記憶部９０ａに記憶された変倍前倍率情報に基づき変倍回路８２を制御して、ズーム倍率を元の倍率に戻す。また、ズーム倍率戻し制御部９３は、ズーム倍率を元のズーム倍率に戻す際の速度をユーザが気づきにくい緩慢な速度に調整する。
【０１２８】
上記構成のデジタルカメラ９０の作用は、光学ズームの代わりに電子ズームを行う点を除けば基本的に第２実施形態のデジタルカメラ７０と同じである。ただし、デジタルカメラ９０では、合焦被写体が変わったときにズーム倍率を変倍し、この変倍後に合焦被写体が一定期間変わらなかった場合には、ズーム倍率を元の倍率に緩慢な速度で戻す。これにより、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２９】
上記第１〜第２実施形態のレンズ移動量決定部６１は、先の合焦被写体に対応するピークの位相差量に所定の係数を乗じることでズームレンズ１４の移動量を求めている。この際に、例えば第３実施形態と同様に、位相差量とズームレンズ１４の移動量と対応づけたデータテーブル等を参照することでズームレンズ１４の移動量を決定してもよい。また、逆に第３〜第４実施形態のズーム倍率決定部８４が、位相差検出部５４が検出した位相差量に所定の係数を乗じることでズーム倍率を求めてもよい。
【０１３０】
上記各実施形態のイメージセンサ２０では、遮光膜４５に第１〜第２偏心開口４５ａ，４５ｂを形成することで、第１画素３５が入射光５４Ｒに対して感度が高くなり、かつ第２画素３６が入射光５４Ｌに対して感度が高くなる。このように遮光膜４５に第１〜第２偏心開口４５ａ，４５ｂを形成する代わりに、マイクロレンズ４９をその下方のＰＤ４３の中心に対してずれた位置に形成してもよい（例えば特許２９５９１４２号参照）。
【０１３１】
上記各実施形態では、フォーカスレンズ１５がＡレンズ位置とＢレンズ位置の一方から他方に移動した場合に光学ズームまたは電子ズームのズーム倍率を変倍させているが、被写体とは無関係に光学ズームまたは電子ズームのズーム倍率を変倍させてもよい。具体的には、フォーカスレンズ１５が第１フォーカスレンズ位置から第２フォーカスレンズ位置に移動した場合に、第１フォーカスレンズ位置及びその時点のズーム倍率と、第２フォーカスレンズ位置とからズーム倍率を決定し、この結果に基づきズーム倍率を変倍させてもよい。この際にも、フォーカスレンズ１５が無限遠位置側に移動した場合にはズーム倍率を増加させ、逆にフォーカスレンズ１５が至近位置側に移動した場合にはズーム倍率を減少させる。
【０１３２】
上記各実施形態ではＡＦ処理に伴い光学ズームまたは電子ズームのズーム倍率が変倍されるが、手動でフォーカス調整を行った場合にも同様にしてズーム倍率を変倍させるようにしてもよい。
【０１３３】
上記各実施形態では、位相差ＡＦ機能を有するデジタルカメラについて説明したが、周知のコントラスト検出方式による合焦検出、及び焦点調整を行うデジタルカメラにも本発明を適用することができる。
【０１３４】
例えば図１７に示すように、デジタルカメラ１００は、コントラスト検出方式の合焦検出を行うためのＡＦ用レンズ移動制御部（以下、単にレンズ移動制御部という）１０１と、合焦検出部（第２合焦検出手段）１０２とを備えている。なお、デジタルカメラ１００は、コントラスト検出方式の合焦検出を行う点を除けば上記第１実施形態のデジタルカメラ１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１３５】
レンズ移動制御部１０１は、合焦検出時にフォーカスレンズ１５を無限遠位置及び至近位置の一方から他方側に向けて移動させる。合焦検出部１０２は、フォーカスレンズ１５が移動される際に、その各レンズ位置において第１画素３５及び第２画素３６の少なくともいずれか一方より出力される出力信号から被写体像のＡＦコントラスト値（ＡＦ評価値ともいう）を算出する。そして、合焦検出部１０２は、コントラストが最も高くなる位置（ピーク位置）を合焦レンズ位置と判断し、その結果を合焦制御部５５に送る。合焦制御部５５は、レンズドライバ２１を介しフォーカス機構１８を駆動して、フォーカスレンズ１５を合焦レンズ位置にセットする。なお、コントラスト検出方式の合焦検出を行うＡＦ制御については、例えば特開２００８−２６２００１号などに詳細に説明されているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１３６】
デジタルカメラ１００においても、第１実施形態と同様にＡＦ処理に伴いズーム倍率が変倍される自動ズーム制御が行われるので、第１実施形態と同様の効果が得られる。この際に、自動ズーム制御は、例えばフォーカスレンズ１５の移動後に行う。また、ＡＦ処理と自動ズーム制御とを交互に繰り返し実行してもよい。
【０１３７】
なお、上記第２〜第４実施形態についても、位相差方式の合焦検出の代わりにコントラスト検出方式の合焦検出を行ってもよい。また、位相差方式の合焦検出とコントラスト検出方式の合焦検出とを組み合せて行うハイブリッド方式の合焦検出を行ってもよい（例えば特許４６４６７０９号参照）。
【０１３８】
上記各実施形態では、撮像面２０ａ上に第１〜第２画素３５，３６の計２種類の位相差画素が配列されているが、例えば右・左斜め上とは異なる方向からの入射光に対して感度が高くなる位相差画素を含む２種類以上の位相差画素が配列されていてもよい。この場合には２視点以上の視点画像が得られる。
【０１３９】
上記各実施形態では、ライブビュー画像表示時や動画撮影時になどに撮影される同一の撮影シーン内に２つの被写体Ａ，Ｂが含まれる場合について説明したが、３以上の被写体が含まれる場合にも本発明を適用することができる。
【０１４０】
上記各実施形態では、信号出力検出部５３や位相差検出部５４が画像処理回路２２に設けられているが、これらがイメージセンサ２０やＣＰＵなどの画像処理回路２２以外に設けられていてもよい。
【０１４１】
上記各実施形態のイメージセンサ２０の画素配列パターンは、図２に示したパターンに限定されるものではなく、例えばハニカム配列パターンなどの各種配列パターンで配列されていてもよい。
【０１４２】
上記各実施形態では、ＣＭＯＳ型のイメージセンサを備えるデジタルカメラについて説明したが、ＣＣＤ型のイメージセンサをデジタルカメラにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０，７０，８０，９０，１００  デジタルカメラ
１４  ズームレンズ
１５  フォーカスレンズ
１７  ズーム機構
１８  フォーカス機構
２０  イメージセンサ
２２  画像処理回路
３５  第１位相差画素
３６  第２位相差画素
５３  信号出力検出部
５４  位相差検出部
５６  被写体位置座標検出部
５８，７２  ズーム制御部
６０  判定部
６１  レンズ移動量決定部
６２，８５，９１  自動ズーム制御部
７３  レンズ位置戻し判定部
７４  レンズ位置戻し制御部
８２  変倍回路
８４  ズーム倍率決定部
８６  データテーブル
９２  ズーム倍率戻し判定部
９３  ズーム倍率戻し制御部
【図１】
2014238425.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】
2014238425.tif 000009
【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】
2014238425.tif 000018
【図１７】
2014238425.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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