(57)【要約】【課題】好適な焦点調節制御が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】ズーム動作を検出するズーム動作検出部２１と、複数の焦点検出位置において光学系の焦点状態を検出可能な焦点検出部２１と、複数の焦点検出位置のうち焦点調節を行うための焦点検出位置を第１対象位置として設定する対象位置設定部２１と、第１対象位置における光学系の焦点状態に基づいて駆動部３２２に焦点調節レンズ３２を駆動させる焦点調節部２１とを備えた撮像装置であって、対象位置設定部２１は、ズーム動作開始時における第１対象位置が光軸を含む所定の中央領域の外側に設定されている場合には、所定の中央領域内に設定された焦点検出位置の中から第２対象位置を選択し、焦点調節部２１は、第２対象位置における光学系の焦点状態に基づいて、ズーム動作時における光学系の焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。【選択図】  図１
2014235211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズが光軸方向に駆動するズーム動作を検出するズーム動作検出部と、
光学系の像面内の複数の位置に設定された複数の焦点検出位置のそれぞれにおいて前記光学系の焦点状態を検出可能な焦点検出部と、
前記複数の焦点検出位置のうち焦点調節を行うための焦点検出位置を、第１対象位置として設定する対象位置設定部と、
前記第１対象位置における前記光学系の焦点状態に基づいて駆動部に焦点調節レンズを駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、を備えた撮像装置であって、
前記対象位置設定部は、前記ズーム動作開始時における前記第１対象位置が、撮影画面内の領域のうち光軸を含む所定の中央領域の外側に設定されている場合には、前記所定の中央領域内に設定された焦点検出位置の中から、前記ズーム動作時に焦点調節を行うための焦点検出位置を第２対象位置として選択し、
前記焦点調節部は、前記ズーム動作時に前記第２対象位置が選択された場合には、前記第２対象位置における前記光学系の焦点状態に基づいて、前記ズーム動作時における前記光学系の焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記対象位置設定部は、前記第２対象位置を選択する際に、前記中央領域内に設定された焦点検出位置であって、該焦点検出位置における被写体の像面の位置が、前記第１対象位置における被写体の像面の位置に対して、前記光学系の焦点深度の３倍の範囲内となる焦点検出位置を、前記第２対象位置として選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
前記対象位置設定部は、前記ズーム動作時に前記焦点調節を行うための焦点検出位置を、前記第１対象位置から前記第２対象位置に変更した場合において前記ズーム動作が終了した際には、前記焦点調節を行うための焦点検出位置を、前記ズーム動作開始時の前記第１対象位置に戻すことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置において、
複数の撮像画素と複数の焦点検出画素とを有し、前記光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部をさらに備え、
前記焦点検出部は、前記焦点検出画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、位相差検出方式による焦点検出を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部から独立した部材であり、前記光学系の瞳の異なる領域を通過する一対の光束を受光して一対の受光信号を出力する受光部と、をさらに備え、
前記焦点検出部は、前記受光部から出力された一対の受光信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、位相差検出方式による焦点検出を行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ズーム動作時に被写体にピントの合った画像を撮影するために、ズームレンズの移動に合わせてフォーカスレンズを移動させる撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２８９１３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、従来技術は、所定の設計値で設計されたズームレンズとフォーカスレンズとに合わせて、このようなズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との関係を示すズームトラッキング用のテーブルを予め記憶しておき、記憶されたズームトラッキング用のテーブルに基づいて、フォーカスレンズを駆動させるものであるため、ズームレンズまたはフォーカスレンズの実測値とレンズ設計値との間に誤差が生じている場合に、ズーム動作時において、被写体にピントの合った画像を撮影できない場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、好適な焦点調節制御が可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１]本発明に係る撮像装置は、ズームレンズが光軸方向に駆動するズーム動作を検出するズーム動作検出部と、光学系の像面内の複数の位置に設定された複数の焦点検出位置のそれぞれにおいて前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記複数の焦点検出位置のうち焦点調節を行うための焦点検出位置を、第１対象位置として設定する対象位置設定部と、前記第１対象位置における前記光学系の焦点状態に基づいて駆動部に焦点調節レンズの駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、を備えた撮像装置であって、前記対象位置設定部は、前記ズーム開始時における前記第１対象位置が、撮影画面内の領域のうち光軸を含む所定の中央領域の外側に設定されている場合には、前記所定の中央領域内に設定された焦点検出位置の中から、前記ズーム動作時に焦点調節を行うための焦点検出位置を第２対象位置として選択し、前記焦点調節部は、前記ズーム動作時に前記第２対象位置が選択された場合には、前記第２対象位置における前記光学系の焦点状態に基づいて、前記ズーム動作時における前記光学系の焦点調節を行うことを特徴とする。
【０００８】
[２]上記撮像装置に係る発明において、前記対象位置設定部は、前記第２対象位置を選択する際に、前記中央領域内に設定された焦点検出位置であって、該焦点検出位置における被写体の像面の位置が、前記第１対象位置における被写体の像面の位置に対して、前記光学系の焦点深度の３倍の範囲内となる焦点検出位置を、前記第２対象位置として選択するように構成することができる。
【０００９】
[３]上記撮像装置に係る発明において、前記対象位置設定部は、前記ズーム動作時に前記焦点調節を行うための焦点検出位置を、前記第１対象位置から前記第２対象位置に変更した場合において前記ズーム動作が終了した際には、前記焦点調節を行うための焦点検出位置を、前記ズーム動作開始時の前記第１対象位置に戻すように構成することができる。
【００１０】
[４]上記撮像装置に係る発明において、複数の撮像用画素と複数の焦点検出用画素とを有し、前記光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部をさらに備え、前記焦点検出部は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、位相差検出方式による焦点検出を行うように構成することができる。
【００１１】
[５] 上記撮像装置に係る発明において、前記光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、前記撮像部から独立した部材であり、前記光学系の瞳の異なる領域を通過する一対の光束を受光して一対の受光信号を出力する受光部と、をさらに備え、前記焦点検出部は、前記受光部から出力された一対の受光信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、位相差検出方式による焦点検出を行うように構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、好適な焦点調節制御が可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図３】図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【図４】図４（Ａ）は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図４（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｃ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｄ）は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図、図４（Ｅ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図４（Ｆ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、図３のV-V線に沿う断面図である。
【図６】図６は、撮影光学系の撮影画面５０内に設定された焦点検出エリアの配置例を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）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。
【００１６】
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３１，３２，３３，３４、および絞り３５を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００１７】
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、フォーカスレンズ用エンコーダ３２１によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３２２によってその位置が調節される。
【００１８】
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、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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。
【００１９】
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フォーカスレンズ駆動モータ３２２がレンズ鏡筒３に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ３２２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、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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。
【００２０】
フォーカスレンズ３２の位置はフォーカスレンズ用エンコーダ３２１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。
【００２１】
本実施形態のフォーカスレンズ用エンコーダ３２１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。
【００２２】
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、フォーカスレンズ用エンコーダ３２１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３６を介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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３６を介して送出されることにより駆動する。
【００２３】
ズームレンズ３３は、レンズ鏡筒２の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、ズームレンズ用エンコーダ３３１によってその位置が検出されつつ、ズームレンズ駆動モータ３３２によってその位置が調節される。ズームレンズ３３の位置は、例えば、撮影者によりレンズ鏡筒２のズーム環（不図示）が回されることによって変化し、それに応じて光学系の焦点距離が変わることとなる。そして、ズームレンズ用エンコーダ３３１で検出されたズームレンズ３３の位置情報は、レンズ制御部３６へ送信される。なお、ズームレンズ３３の移動機構は、上述のフォーカスレンズ３２の移動機構と同様とすればよく、さらに、ズームレンズ用エンコーダ３３１も、上述のフォーカスレンズ用エンコーダ３２１と同様のものを用いることができる。
【００２４】
絞り３５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３５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３６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３６に入力される。絞り３５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３６で現在の開口径が認識される。
【００２５】
また、レンズ制御部３６は、ズームレンズ用エンコーダ３３２によって検出されるズームレンズ３３の位置を検出し、ズームレンズ３３が駆動した場合には、ズームレンズ３３の移動量に応じて、フォーカスレンズ３２を駆動させて、フォーカスを微調整するズームトラッキング制御を行う。
【００２６】
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やＣＭＯＳ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、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。なお、カメラメモリ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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３６と電気的に接続され、このレンズ制御部３６からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３６へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。なお、レンズ制御部３６から送信されるレンズ情報には、フォーカスレンズ３２及びズームレンズ３３の位置情報や、ズームレンズ３３の駆動が行われていることを示すズーム動作信号などが含まれる。
【００２９】
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１全体の制御を司る。
【００３０】
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、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。
【００３１】
操作部２８は、シャッターレリーズボタンや、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ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が行えるようになっている。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。
【００３２】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３３】
図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部分を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【００３４】
本実施形態の撮像素子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（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）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２２３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。
【００３５】
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。
【００３６】
図４（Ａ）は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図４（Ｄ）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４（Ｄ）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。
【００３７】
また、撮像素子２２には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された複数の焦点検出画素列２２０が設けられている。そして、一つの焦点検出画素列２２０は、図３に示すように、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。
【００３８】
図４（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｅ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図４（Ｃ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｆ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図４（Ｂ）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４（Ｅ）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４（Ｃ）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４（Ｆ）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に示す焦点検出画素列２２０を構成する。
【００３９】
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。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。
【００４０】
また、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）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。
【００４１】
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。
【００４２】
図５は、図３のＶ-Ｖ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３５０の測距瞳３５１，３５２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５においては、複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのうち、撮影光軸Ｌ１近傍に位置するもののみを例示して示したが、図５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３５１，３５２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。
【００４３】
ここで、射出瞳３５０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３５１，３５２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。
【００４４】
なお、図５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３５１，３５２の並び方向と一致している。
【００４５】
また、図５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３５０上に投影され、その投影形状は測距瞳３５１，３５２を形成する。
【００４６】
すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３５０上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３５１，３５２）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。
【００４７】
図５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３５１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３５１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。
【００４８】
また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３５２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３５２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。
【００４９】
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３５１と測距瞳３５２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３５１と測距瞳３５２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。
【００５０】
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エリア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。
【００５１】
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算および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。
【００５２】
また、本実施形態では、図２に示すように、５１個の焦点検出画素列２２０が設けられており、図６に示すように、これら焦点検出画素列２２０のそれぞれの位置に対応して、撮影画面５０上に、ＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１で示す５１点の焦点検出エリアＡＦＰが設定されている。カメラ制御部２１は、これらの焦点検出エリアＡＦＰに対応する焦点検出画素列２２０の出力に基づいて、それぞれの焦点検出エリアＡＦＰにおけるデフォーカス量を算出する。なお、図６は、撮影光学系の撮影画面５０内に設定された焦点検出エリアの配置の一例を示す図であり、焦点検出エリアＡＦＰの個数および配置は、図６に示す態様に限定されるものではない。
【００５３】
また、カメラ制御部２１は、これら複数の焦点検出エリアＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１のうち、焦点調節を行うための焦点検出エリアを第１対象エリアとして設定し、第１対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動させることで、光学系の焦点状態の調節を行う。たとえば、カメラ制御部２１は、操作部２８を介して撮影者がこれら複数の焦点検出エリアＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１のうち焦点調節を行うための焦点検出エリアを選択した場合に、撮影者に選択された焦点検出エリアＡＦＰを第１対象エリアとして設定することができる。また、カメラ制御部２１は、たとえば、最も至近側にある焦点検出エリアや撮影画面５０内において中央部分に位置する焦点検出エリアを自動で、第１対象エリアとして設定してもよい。
【００５４】
さらに、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。
【００５５】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６に制御信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ３２を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、２回上昇した後、さらに、２回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
【００５６】
次いで、本実施形態に係るカメラ１の動作の一例を説明する。図７は、本実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。以下においては、図７を参照して、動画撮影時の焦点調節方法について説明する。なお、以下に説明する焦点調節処理では、撮影画面５０内に設定された複数の焦点検出エリアＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１のうち、焦点調節を行うための焦点検出エリアが第１対象エリアとして既に設定されている場面を例示して説明する。また、以下に説明する焦点調節処理は、たとえば操作部２８に設けた動画撮影開始スイッチがオンされることで開始される。
【００５７】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、撮影画面５０内に設定された複数の焦点検出エリアＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１において、デフォーカス量の算出が開始される。具体的には、カメラ制御部２１は、焦点検出エリアＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１にそれぞれ対応する焦点検出画素列２２０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を読み出す。そして、カメラ制御部２１は、読み出した一対の像データに基づいて、像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行して像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換することで、焦点検出エリアＡＦＰ１〜ＡＦＰ５１におけるデフォーカス量をそれぞれ算出する。また、カメラ制御部２１は、ステップＳ１１１で動画撮影が終了したと判断されるまで、所定の周期で上記デフォーカス量の算出を繰り返し実行する。
【００５８】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、ズーム動作が開始されたか否かの判断が行われる。たとえば本実施形態では、ズームレンズ用エンコーダ３３１によりズームレンズ３３の移動が検知された場合に、ズーム動作が行われていることを示す信号が、レンズ制御部３６を介してカメラ制御部２１に出力され、これにより、カメラ制御部２１は、ズーム動作が開始されたか否かを判断することができる。ズーム動作が開始されていないと判断された場合には、ステップＳ１１２に進み、一方、ズーム動作が開始されたと判断された場合には、ステップＳ１０３に進む。
【００５９】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、ズーム動作開始時に焦点調節を行うための焦点検出エリアとして設定されている第１対象エリアが、撮影画面５０の中央領域よりも外側に設定されているか否かの判断が行われる。図６に示すように、本実施形態に係る焦点検出エリアＡＦＰ１は光軸上に位置するように設計されており、この光軸を含む所定の大きさの領域が中央領域として設定されている。なお、中央領域は、図６に示す範囲に限定されず、適宜設定することができる。たとえば、ズーム動作により撮像画像を一定の倍率で変化させた（撮像画像を一定の画角だけ変化させた）場合でも、撮像画像の倍率の変化前および変化後において、人物の顔などの同一の被写体を補足していることができる焦点検出エリアが存在する領域を、中央領域として設定することができる。このような中央領域の一例としては、光軸を含む領域であり、撮影画面５０の１／４程度の面積の大きさの領域であり、かつ、撮影画面５０と相似する形状の領域を、中央領域として設定することができる。そして、第１対象エリアが撮影画面５０の中央領域内に設定されていると判断された場合には、ステップＳ１０６に進み、一方、第１焦点対象エリアが撮影画面５０の中央領域の外側に設定されていると判断された場合には、ステップＳ１０４に進む。
【００６０】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、ズーム動作開始時に焦点調節を行うための焦点検出エリアとして設定されている第１対象エリアが、カメラ制御部２１が備えるメモリに記憶される。たとえば、図６に示す例において、顔検出モードが設定されており、撮影画面５０の中央領域の外側に位置する焦点検出エリアＡＦＰ３９に人物の顔が存在し、焦点検出エリアＡＦＰ３９が焦点調節を行うための第１対象エリアとして設定されている場合に、カメラ制御部２１は、焦点検出エリアＡＦＰ３９を、ズーム動作開始時の第１対象エリアとして記憶する。なお、メモリに記憶された第１対象エリアは、後述するステップＳ１１０で利用される。
【００６１】
ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、ズーム動作時に焦点調節を行うための第２対象エリアの選択が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、撮影画面５０の中央領域内に設定された複数の焦点検出エリアの中から、ズーム動作時において焦点調節を行うために用いる焦点検出エリアを、第２対象エリアとして選択する。たとえば、カメラ制御部２１は、撮影画面５０の中央領域内に設定された焦点検出エリアであり、かつ、該焦点検出エリアＡＦＰにおけるデフォーカス量が、第１対象エリアにおけるデフォーカス量に対して、光学系の焦点深度の３倍の範囲内となる焦点検出エリアを、第２対象エリアとして設定することができる。すなわち、カメラ制御部２１は、撮影画面５０の中央領域内に設定された焦点検出エリアにおけるデフォーカス量と第１対象エリアにおけるデフォーカス量との差が示す光軸方向における像面のずれ量が、光学系の焦点深度の３倍の範囲を超えない焦点検出エリアを、第２対象エリアとして設定することができる。あるいは、カメラ制御部２１は、中央領域内に設定された複数の焦点検出エリアのうち光軸に対応する焦点検出エリアＡＦＰ１を第２対象エリアとして選択してもよいし、また、中央領域内に設定された複数の焦点検出エリアのうち第１対象エリアの真下に位置し、かつ、第１対象エリアから最も近い焦点検出エリアを、第２対象エリアとして選択してもよい。
【００６２】
ここで、ズーム動作時に、撮影画面５０の外側に位置する第１対象エリアの焦点状態に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動させる場合には、ズーム動作により撮像画像の倍率が変化した（撮像画像の画角が変化した）場合に、第１対象エリアにおいて補足していた被写体が、撮像画像の倍率の変化に伴って移動してしまい、第１対象エリアから外れてしまう場合がある。その結果、第１対象エリアにおける被写体が変わってしまい、第１対象エリアにおけるデフォーカス量が大きく変化することがあり、これにより、大きく変化したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２の駆動が行われるため、ズーム動作時に被写体にピントの合った画像を撮影できなくなってしまう場合があった。これに対して、本実施形態では、ズーム動作開始時に撮影画面５０の中央領域の外側に設定されていた第１対象エリアを、ズーム動作時に、撮影画面５０の中央領域内の第２対象エリアに変更することで、ズーム動作により撮像画像の倍率が変化した（撮像画像の画角が変化した）場合でも、第２対象エリアにおけるデフォーカス量の変化を抑えることができるため、ズーム動作時において被写体にピントの合った画像を撮影することができる。
【００６３】
そして、ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０５で設定された第２対象エリアにおいてデフォーカス量が算出できたか否かの判断が行われる。第２対象エリアにおいて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、ステップＳ１０７に進み、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２の駆動が行われる。そして、ステップＳ１０８において、カメラ制御部２１により、ズーム動作が終了したか否かの判断が行われ、ズーム動作が終了していると判断された場合には、ステップＳ１１０に進み、一方、ズーム動作が行われていると判断された場合には、ステップＳ１０６に戻り、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて、光学系の焦点調節が繰り返し実行される。
【００６４】
また、ステップＳ１０６において、第２対象エリアにおいてデフォーカス量が算出できなかった場合には、ステップＳ１０９に進み、ズームトラッキングによるフォーカスレンズ３２の駆動が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、撮影距離ごとの、ズームレンズ３３の位置とフォーカスレンズ３２の位置との関係を示すズームトラッキング用のテーブルを用いて、ズームレンズ３３の移動量に応じたフォーカスレンズ３２の駆動量を算出する。そして、算出したフォーカスレンズ３２の駆動量を、フォーカスレンズ駆動モータ３２２に送信して、フォーカスレンズ３２を駆動させることにより、フォーカスを微調整するズームトラッキング制御が行われる。そして、ステップＳ１０８に進み、ズーム動作が行われている場合には、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて、焦点調節が繰り返し実行される。
【００６５】
そして、ステップＳ１１０では、ズーム動作が終了しているため、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０５において記憶されたズーム動作開始時の第１対象エリアが、ズーム動作終了後において焦点調節を行うための焦点検出エリアとして設定される。すなわち、本実施形態では、ズーム動作時に、焦点調節を行うための焦点検出エリアが、第１対象エリアから第２対象エリアに変更された場合には、ズーム動作終了後に、焦点調節を行うための焦点検出エリアが、第２対象エリアから第１対象エリアに戻されることとなる。
【００６６】
また、ステップＳ１０３で第１対象エリアが中央領域内に設定されている場合には、ステップＳ１０６に進み、第１対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて、光学系の焦点調節が行われることとなる。この場合、ステップＳ１１０の処理は省略される。
【００６７】
ステップＳ１１１では、カメラ制御部２１により、動画撮影が終了したか否かの判断が行われる。動画撮影が終了した場合には、図７に示すカメラ１の動作を終了し、一方、動画撮影が終了していない場合には、ステップＳ１０２に戻り、上述したカメラ１の動作が繰り返される。
【００６８】
また、ステップＳ１０２でズーム動作が開始されていないと判断された場合、ステップＳ１１２に進み、カメラ制御部２１により、第１対象エリアにおいてデフォーカス量が算出できたか否かの判断が行われる。第１対象エリアにおいて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Ｓ１１３に進み、第１対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２の合焦駆動が行われる。一方、第１対象エリアにおいてデフォーカス量が算出できなかった場合は、ステップＳ１１４に進む。
【００６９】
ステップＳ１１４では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２を現在位置近傍において微小駆動させるウォブリング動作が行われる。カメラ制御部２１は、ウォブリング動作中に、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出を行うことで、算出された焦点評価値に基づいて、後述するスキャン動作を行なう際におけるフォーカスレンズ３２の駆動方向を決定する。なお、ウォブリング動作中に、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出を行うとともに、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を行い、算出した焦点評価値およびデフォーカス量に基づいて、スキャン動作を行なう際におけるフォーカスレンズ３２の駆動方向を決定する構成としてもよい。
【００７０】
そして、ステップＳ１１５では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を実行するためのスキャン動作実行処理が行なわれる。ここで、スキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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、およびコントラスト検出方式による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。以下においては、図８を参照して、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を説明する。なお、図８は、本実施形態に係るスキャン動作実行処理を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、ステップＳ２０１では、カメラ制御部２１により、スキャン動作の開始処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３６は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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、カメラ制御部２１は、ステップＳ１１４のウォブリング動作で決定したフォーカスレンズ３２の駆動方向に、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動を行う。
【００７２】
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。
【００７３】
ステップＳ２０２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、ステップＳ２０５に進み、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Ｓ２０３に進む。なお、ステップＳ２０２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所定値以下である場合には、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Ｓ２０３に進むこととする。
【００７４】
ステップＳ２０３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Ｓ２０６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Ｓ２０４に進む。
【００７５】
ステップＳ２０４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Ｓ２０２に戻り、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４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Ｓ２０７に進む。
【００７６】
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ２０２において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップＳ２０５に進み、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。
【００７７】
すなわち、カメラ制御部２１により、まず、スキャン動作の停止処理が行われ、位相差検出方式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る。算出されたレンズ駆動量は、レンズ制御部３６を介して、フォーカスレンズ駆動モータ３２２に送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３２２は、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。
【００７８】
なお、本実施形態において、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ駆動モータ３２２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、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、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。
【００７９】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ２０３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Ｓ２０６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く、フォーカスレンズ３２の駆動動作が行なわれる。
【００８０】
すなわち、まず、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、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レンズ駆動処理が行なわれる。なお、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の駆動を禁止することが好適である。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。
【００８１】
一方、ステップＳ２０４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Ｓ２０７に進む。ステップＳ２０７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、このスキャン動作実行処理が行われる。
【００８２】
このように、ステップＳ１１５のスキャン動作実行処理が行われ、ステップＳ１１５のスキャン動作実行処理が終了した後は、このカメラ１の動作も終了する。
【００８３】
以上のように、本実施形態におけるカメラ１は動作する。
【００８４】
このように、本実施形態に係るカメラ１は、ズーム動作時に、焦点検出エリアＡＦＰにおいて位相差検出方式によるデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２を駆動させることで、光学系の実際の焦点状態に基づいて、光学系の焦点調節を行うことができる。これにより、本実施形態では、所定の設計値で設計されたズームレンズ３３とフォーカスレンズ３２とに基づいて、予め定められたズームトラッキング用のテーブルを用いてズームトラッキング制御を行う場合と比べて、ズームレンズ３３またはフォーカスレンズ３２の実際の特性値と、これらレンズの設計値との間に誤差が生じた場合でも、光学系の実際の焦点状態に基づいて光学系の焦点調節を行うことができるため、ズーム動作時に被写体にピントの合った画像を撮影することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、ズーム動作開始時に焦点調節を行うための第１対象エリアが、撮影画面５０の中央領域の外側に位置する場合には、撮影画面５０の中央領域内に設定されている焦点検出エリアＡＦＰを、ズーム動作時に焦点調節を行うための第２対象エリアとして選択し、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて光学系の焦点調節を行う。ここで、たとえば図６に示す例において、撮影画面５０の中央領域の外側に位置する焦点検出エリアＡＦＰ３９が、ズーム動作開始時の第１対象エリアとして設定されている場合に、このまま、ズーム動作により撮像画像の倍率を変化させた（撮像画像の画角を変化させた）場合には、第１対象エリアＡＦＰ３９で補足していた被写体が、ズーム動作による撮像画像の倍率の変化に伴って移動してしまい、ズーム動作中に、第１対象エリアＡＦＰ３９に対応する被写体が変わってしまう場合がある。このような場合、第１対象エリアＡＦＰ３９におけるデフォーカス量が大きく変化してしまい、変化したデフォーカス量に応じてフォーカスレンズ３２の駆動が行われるため、ズーム動作中に被写体にピントの合った画像を撮影できない場合があった。これに対して、本実施形態では、ズーム動作時に焦点調節を行うための焦点検出エリアを、ズーム動作開始時に撮影画面５０の中央領域の外側に設定されていた第１対象エリアから、撮影画面５０の中央領域内に設定された第２対象エリアに変更することで、ズーム動作により撮像画像の倍率が変化した（撮像画像の画角が変化した）場合でも、第２対象エリアにおいて被写体が大きく変化してしまうことを抑制することができるため、ズーム動作時においても被写体にピントの合った画像を撮影することができる。特に、ズーム動作により撮像画像の倍率を大きくした場合（撮像画像の画角を小さくした場合）には、光学系の被写界深度は狭くなり、また、被写体が撮影画面５０から外れ易くなるため、より大きな効果を奏することができる。
【００８６】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００８７】
たとえば、上述した実施形態では、動画撮影時における焦点調節処理について説明したが、これに限定されず、たとえば、スルー画像撮影時における焦点調節処理においても同様の処理を行うことができる。
【００８８】
また、上述した実施形態では、ズーム動作の終了後に、焦点調節を行うための焦点検出エリアを、ズーム動作開始時の第１対象エリアに戻す構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、ズーム動作の終了時において、ズーム動作開始時の第１対象エリア周辺の焦点検出エリアであって、ズーム動作開始時に第１対象エリアで捕捉されていた被写体の被写体距離に近い距離に存在する被写体を補足している焦点検出エリアを、焦点調節を行うための焦点検出エリアとして設定する構成としてもよい。これにより、ズーム動作後も、ズーム動作開始時に第１対象エリアで補足されていた被写体を補足し易くなる。
【００８９】
さらに、上述した実施形態では、第２対象エリアにおいて位相差検出方式による焦点検出を行い、位相差検出方式による焦点検出結果に基づいて光学系の焦点調節を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、第２対象エリアにおいてコントラスト検出方式による焦点検出を行い、コントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて光学系の焦点調節を行う構成としてもよい。
【００９０】
加えて、上述した実施形態では、レンズ制御部３６からカメラ制御部２１にズーム動作が開始されたことを示す信号が出力されることで、ズーム動作が開始したか否かを判断する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、操作部２８に備えるズーム作動スイッチが押された場合に、操作部２８からズーム動作が開始されたことを示す信号が出力されることで、ズーム動作が開始したか否かを判断する構成としてもよい。
【００９１】
また、上述した実施形態では、ズーム動作開始時に第１対象エリアが撮影画面５０の中央領域の外側に位置する場合には、ズーム動作時に、中央領域内の焦点検出エリアを第２対象エリアとして選択し、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて焦点調節を行う構成を例示したが、たとえば、撮像画像の倍率が大きくなるように（撮像画像の画角が狭くなるように）ズーム動作を行った場合には、上記実施形態と同様に、中央領域内の焦点検出エリアを第２対象エリアとして選択し、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて焦点調節を行い、一方、撮像画像の倍率が小さくなるように（撮像画像の画角が広くなるように）ズーム動作を行った場合には、ズームトラッキングにより焦点調節を行う構成としてもよい。
【００９２】
さらに、上述した実施形態では、撮影画面５０内に設定された複数の焦点検出エリアＡＦＰにおいてデフォーカス量を算出し、これらデフォーカス量のうち、第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて焦点調節を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、第２対象エリアのみにおいてデフォーカス量を算出し、算出した第２対象エリアにおけるデフォーカス量に基づいて焦点調節を行う構成としてもよい。また、撮像素子２２に設置された複数の焦点検出画素列２２０のうち、第２対象エリアに対応する焦点検出画素列２２０のみからデータを読み出す構成としてもよい。
【００９３】
また、上述した実施形態では、撮像素子２２に複数の撮像画素２２１と複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂとを有し、動画撮影時にズーム動作が行われた場合に、撮像素子２２に備える焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから出力された画像信号に基づいて位相差検出方式によるデフォーカス量を算出することで、動画像を撮影しながら焦点調節を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、撮像素子２２から独立した部材であり、瞳分割した一対の光束を受光して一対の像データを出力する受光センサを備え、光学系から入射される光束をハーフミラーにより分岐することで、一部の光束を受光センサに導くとともに、他の光束を撮像素子２２に導くことで、撮像素子２２により画像の撮影を行いながら、受光センサにより位相差検出方式による焦点調節を行う構成とすることができる。
【００９４】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２２１…撮像画素
２２２ａ，２２２ｂ…焦点検出画素
３…レンズ鏡筒
３２…フォーカスレンズ
３２２…フォーカスレンズ駆動モータ
３３…ズームレンズ
３７…レンズ制御部
【図１】
2014235211.tif 000003
【図２】
2014235211.tif 000004
【図３】
2014235211.tif 000005
【図４】
2014235211.tif 000006
【図５】
2014235211.tif 000007
【図６】
2014235211.tif 000008
【図７】
2014235211.tif 000009
【図８】
2014235211.tif 000010