(57)【要約】【課題】連写撮影中に好適な焦点調節制御をすることができる焦点調節装置を提供する。【解決手段】焦点調節光学系３２を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１と、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記光学系の焦点状態が所定の合焦範囲内にあるか否かを判定する合焦判定部２１と、連写撮影が行われている場合に、前記合焦判定部により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定されたか否かに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御部２１と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。【選択図】  図１
2014074853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節光学系を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記光学系の焦点状態が所定の合焦範囲内にあるか否かを判定する合焦判定部と、
連写撮影が行われている場合に、前記合焦判定部により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定されたか否かに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
単写撮影モードと連写撮影モードとを切り換え可能なモード設定部を有し、
前記制御部は、前記単写撮影モードによる単写撮影が行われている場合に、前記合焦判定部により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定された場合には、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節光学系を駆動させることを禁止することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点調節装置において、
被写体が動体であるか静止体であるかを判定する判定部をさらに備え、
前記制御部は、連写撮影が行われている場合には、前記被写体が動体であるか静止体であるかに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、連写撮影が行われている場合において、前記焦点検出部の検出結果の信頼性が所定値以上である場合にのみ、該検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置において、
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、前記位相差検出方式による焦点検出を行うとともに、前記撮像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のコントラストに関する評価値を算出することで、前記コントラスト検出方式による焦点検出を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系を駆動させ、一度、前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内になった後に、前記光学系の焦点状態が変化した場合には、前記光学系の焦点状態に応じて、前記焦点調節光学系を駆動させる第１の焦点調節モードを設定可能な第１の焦点調節モード設定部をさらに備え、
前記制御部は、連写撮影が行われている場合であって、前記第１の焦点調節モードが設定されている場合に、前記合焦判定部により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定されたか否かに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系を駆動させ、一度、前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内になった後は、前記焦点調節光学系の駆動を禁止する第２の焦点調節モードを設定可能な第２の焦点調節モード設定部をさらに備え、
前記制御部は、連写撮影が行われている場合であって、前記第２の焦点調節モードが設定されている場合には、前記焦点検出部の検出結果に基づく前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御を禁止することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の焦点調節装置を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連写撮影が可能な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２００９−４２５５６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、従来技術では、連写撮影時に、光学系による像面のずれ量を検出し、検出した像面のずれ量が所定の合焦範囲内である場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定し、焦点調節光学系の駆動を行わないため、このような被写体が移動し続けた結果、被写体からピントが外れ、被写体の像がぼけてしまう場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、連写撮影中に好適な焦点調節制御をすることができる焦点調節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]本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系（３２）を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記光学系の焦点状態が所定の合焦範囲内にあるか否かを判定する合焦判定部（２１）と、連写撮影が行われている場合に、前記合焦判定部により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定されたか否かに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
[２]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部（２１）は、前記単写撮影モードによる単写撮影が行われている場合に、前記合焦判定部（２１）により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定された場合には、前記焦点検出部（２１）の検出結果に基づいて、前記駆動部（３６）に前記焦点調節光学系（３２）を駆動させることを禁止するように構成することができる。
【０００９】
[３]上記焦点調節装置に係る発明において、単写撮影モードと連写撮影モードとを切り換え可能なモード設定部（２１）を有し、被写体が動体であるか静止体であるかを判定する判定部（２１）をさらに備え、前記制御部（２１）は、連写撮影が行われている場合には、前記被写体が動体であるか静止体であるかに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させるように構成することができる。
【００１０】
[４]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部（２１）は、連写撮影が行われている場合において、前記焦点検出部（２１）の検出結果の信頼性が所定値以上である場合にのみ、該検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させるように構成することができる。
【００１１】
[５]上記焦点調節装置に係る発明において、複数の撮像用画素（２２１）と複数の焦点検出用画素（２２２ａ，２２２ｂ）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（２２）をさらに備え、前記焦点検出部（２１）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、前記位相差検出方式による焦点検出を行うとともに、前記撮像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のコントラストに関する評価値を算出することで、前記コントラスト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。
【００１２】
[６]上記焦点調節装置に係る発明において、前記焦点検出部（２１）の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系（３２）を駆動させ、一度、前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内になった後に、前記光学系の焦点状態が変化した場合には、前記光学系の焦点状態に応じて、前記焦点調節光学系を駆動させる第１の焦点調節モードを設定可能な第１の焦点調節モード設定部（２８）をさらに備え、前記制御部（２１）は、連写撮影が行われている場合であって、前記第１の焦点調節モードが設定されている場合に、前記合焦判定部により前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内にあると判定されたか否かに拘わらず、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御を行うように構成することができる。
【００１３】
[７]上記焦点調節装置に係る発明において、前記焦点検出部（２１）の検出結果に基づいて前記焦点調節光学系（３２）を駆動させ、一度、前記光学系の焦点状態が前記合焦範囲内になった後は、前記焦点調節光学系の駆動を禁止する第２の焦点調節モードを設定可能な第２の焦点調節モード設定部（２８）をさらに備え、前記制御部（２１）は、連写撮影が行われている場合であって、前記第２の焦点調節モードが設定されている場合には、前記焦点検出部の検出結果に基づく前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させる制御を禁止するように構成することができる。
【００１４】
[８]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、連写撮影中に好適な焦点調節制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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、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７】図７は、連写撮影モードおよびＡＦ−Ｃモードが設定されている場面における、本実施形態のカメラ１の動作例を説明するための図である。
【図８】図８は、連写撮影モードおよびＡＦ−Ｃモードが設定されている場面における、従来のカメラ１の動作例を説明するための図である。
【図９】図９は、被写体が動体であるか静止体であるかの判定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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フォーカスレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。
【００２１】
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。
【００２２】
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３６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、フォーカスレンズ駆動モータ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、フォーカスレンズ駆動モータ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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、フォーカスレンズ駆動モータ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、動画撮影開始ボタン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、動画撮影／静止画撮影の切り替えや、静止画撮影の中でも単写撮影／連写撮影の切換え、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、オートフォーカスモードの中でも、ＡＦ−Ｓモード／ＡＦ−Ｃ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】
ここで、ＡＦ−Ｓモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ３２を駆動することで合焦駆動を行ない、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。なお、ＡＦ−Ｓモードは、合焦精度を重視したモードであり、たとえば、静止している被写体を撮影する際に選択される。また、ＡＦ−Ｃモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ３２を駆動することで合焦駆動を行ない、その後、シャッターレリーズボタンの半押し操作が継続されている間は、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、変化した焦点状態に応じて、フォーカスレンズ３２を駆動するモードである。なお、ＡＦ−Ｃモードは、被写体への追従性を重視したモードであり、たとえば、動体である被写体を撮影する際に選択される。
【００３３】
また、本実施形態においては、オートフォーカスモードを切換えるためのスイッチとして、ワンショットモード／コンティニュアスモードを切換えるスイッチを備えた構成としてもよい。そして、この場合においては、撮影者によりワンショットモードが選択された場合には、ＡＦ−Ｓモードに設定され、また、撮影者によりコンティニュアスモードが選択された場合には、ＡＦ−Ｃモードに設定されるような構成とすることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、動画撮影時にシャッターレリーズボタンを全押しすることで、動画撮影を行いながら静止画撮影を行うことができる。なお、動画撮影中の静止画撮影の動作については、後述する。
【００３５】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、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画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図３に示すように、一つ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（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）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。
【００４１】
なお、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四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画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。
【００４２】
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２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
また、本実施形態では、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を合焦位置まで駆動させる合焦駆動が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、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を駆動させながら、デフォーカス量の算出を繰り返し、新たにデフォーカス量が算出された場合には、新たに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を駆動させる。そして、新たに算出されたデフォーカス量（すなわち、光学系の像面位置と被写体の像面位置とのずれ量）が所定の合焦範囲内となり、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判断された場合に、フォーカスレンズ３２が合焦位置まで駆動したものと判断し、フォーカスレンズ３２の駆動を終了する。
【００５７】
なお、合焦範囲は、絞り３４の開口径に応じて設定され、絞り３４の開口径が小さく、被写界深度が深くなるほど、合焦範囲は広く設定されることとなる。また、合焦範囲は、動画撮影／静止画撮影に応じて異なり、動画撮影時よりも静止画撮影時の合焦範囲は狭く設定される。静止画撮影時においては動画撮影時よりも高品質の画像が望まれるため、合焦範囲を狭く設定することで、合焦精度を高めることができ、高画質の画像を撮像することができるためである。さらに、本実施形態では、動画撮影中にシャッターレリーズボタンの操作を行うことで、動画撮影中に静止画像の撮影を行うことができる。動画撮影中に静止画像の撮影を行う場合には、高品質の静止画像を撮像するために、動画撮影のみを行う場合よりも、合焦範囲は狭く設定される。
【００５８】
また、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。
【００５９】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７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。
【００６０】
次いで、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図６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。なお、以下の処理は、カメラ１の電源がＯＮされることにより開始される。
【００６１】
ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、動画撮影モードが設定されているか否かの判断が行なわれる。動画撮影モードが設定されている場合には、ステップＳ１１８に進み、一方、静止画撮影モードが設定されている場合には、ステップＳ１０２に進む。
【００６２】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、シャッターレリーズボタンが半押し（第１スイッチＳＷ１がオン）されたか否かの判断が行われる。シャッターレリーズボタンが半押しされた場合は、ステップＳ１０３に進み、一方、シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合は、ステップＳ１０２で待機する。
【００６３】
ステップＳ１０３では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理が開始される。具体的には、まず、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにより、撮影光学系からの光束が受光され、受光された光束に応じた電荷の蓄積が行われるとともに、蓄積された電荷に応じた画素信号がカメラ制御部２１に転送される。これにより、カメラ制御部２１は、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の画素信号の読み出すことができ、読み出した一対の画素信号に基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行することで、焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部２１は、一対の画素信号の一致度やコントラストなどに基づいて、算出したデフォーカス量の信頼性の評価も行う。なお、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０３以降において、デフォーカス量の算出およびデフォーカス量の信頼性の評価を、所定の間隔で繰り返し実行する。
【００６４】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、オートフォーカスモードとして、焦点状態の変化に応じてフォーカスレンズ３２を駆動するＡＦ−Ｃモードが設定されているか、一度焦点調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定するＡＦ−Ｓモードが設定されているかの判断が行われる。オートフォーカスモードとして、ＡＦ−Ｃモードが設定されている場合には、ステップＳ１０５に進み、一方、オートフォーカスモードとして、ＡＦ−Ｓモードが設定されている場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００６５】
ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、合焦判定が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０３で算出された光学系の像面位置と被写体の像面位置とのずれ量（デフォーカス量）が所定の合焦範囲内となる場合には、光学系の焦点状態は合焦状態にあると判定して、ステップＳ１０６に進み、一方、デフォーカス量が所定の合焦範囲を超える場合には、光学系の焦点状態は合焦状態ではないと判定し、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２を駆動させるために、ステップＳ１０７に進む。
【００６６】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、連写撮影モードが設定されているか否かの判断が行われる。連写撮影モードが設定されている場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にある場合でも、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２を駆動させるために、ステップＳ１０７に進む。一方、単写撮影モードが設定されている場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にある場合には、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止するために、ステップＳ１０９に進む。
【００６７】
ステップＳ１０７では、カメラ制御部２１により、デフォーカス量の信頼性が所定値以上であるか否かの判断が行われる。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、デフォーカス量が低いと判断される。デフォーカス量の信頼性が所定値以上である場合には、このデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦駆動させるために、ステップＳ１０８に進む。一方、デフォーカス量の信頼性が所定値未満である場合には、測距不能と判断して、フォーカスレンズ３２を駆動させることなく、ステップＳ１０９に進む。
【００６８】
ステップＳ１０８では、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ための処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１により、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、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部３７を介して、フォーカスレンズ駆動モータ３６に送出される。そして、フォーカスレンズ駆動モータ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。
【００６９】
このように、本実施形態では、オートフォーカスモードがＡＦ−Ｃモードに設定されており、かつ、連写撮影が行われている場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定された場合でも、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。一方、オートフォーカスモードがＡＦ−Ｃモードに設定されている場合でも、単写撮影が行われている場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にある場合に、フォーカスレンズ３２の駆動は行われない。
【００７０】
ステップＳ１０９では、シャッターレリーズボタンが全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）されたか否かの判断が行われる。シャッターレリーズボタンが全押しされた場合は、ステップＳ１１０に進み、撮像素子２２により、静止画像の撮影が行われる。続くステップＳ１１１では、連写撮影中であるか否の判断が行われ、連写撮影中である場合には、ステップＳ１０４〜Ｓ１１１の処理が繰り返される。このように、オートフォーカスモードがＡＦ−Ｃモードに設定されており、かつ、連写撮影が行われている場合には（ステップＳ１１１＝Ｙｅｓ）、光学系の焦点状態が合焦状態にあるか否かに拘わらず、最新のデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２を駆動させながら、静止画像を繰り返し撮像する連写撮影が行われる。
【００７１】
一方、単写撮影の場合は、シャッターレリーズボタンが全押しされると（ステップＳ１０９＝Ｙｅｓ）、静止画像の撮影が行われ（ステップＳ１１０）、連写撮影中ではないと判断され（ステップＳ１１１＝Ｎｏ）、この処理を終了する。なお、シャッターレリーズボタンが全押しされていない場合には（ステップＳ１０９＝Ｎｏ）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理が繰り返し実行される。
【００７２】
また、ステップＳ１０４で、オートフォーカスモードとして、一度焦点調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定するＡＦ−Ｓモードが設定されている場合には、ステップ１１２に進み、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た後、ステップＳ１１３で、合焦ロック（フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する処理）が行われる。これにより、オートフォーカスモードとしてＡＦ−Ｓモードが設定されている場合には、たとえ連写撮影が行われている場合でも、フォーカスレンズ３２の駆動が禁止され、フォーカスレンズ３２のレンズ位置が固定されることとなる。
【００７３】
そして、ステップＳ１１４では、シャッターレリーズボタンが全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）されたか否かの判断が行われる。シャッターレリーズボタンが全押しされた場合は、ステップＳ１１６に進み、撮像素子２２により、静止画像の撮影が行われる。そして、連写撮影中である場合（ステップＳ１１７＝Ｙｅｓ）には、フォーカスレンズ３２のレンズ位置を固定したまま、静止画像を繰り返し撮影する連写撮影が行われる。一方、単写撮影が行われた場合や連写撮影が終了した場合（ステップＳ１１７＝Ｎｏ）には、このカメラ１の動作を終了する。このように、オートフォーカスモードがＡＦ−Ｓモードに設定されている場合には、一度、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させた後は、連写撮影が行われる場合でも、フォーカスレンズ３２の駆動は禁止される。
【００７４】
なお、シャッターレリーズボタンが全押しされていない場合（ステップＳ１１４＝Ｎｏ）は、シャッターレリーズボタンが半押しが解除されているか否かの判断が行われ（ステップＳ１１５）、シャッターレリーズボタンの半押しが解除されている場合（ステップＳ１１５＝Ｙｅｓ）には、このカメラ１の動作を終了する。一方、シャッターレリーズボタンが半押しされている場合（ステップＳ１１５＝Ｎｏ）は、フォーカスレンズ３２を駆動させずに、シャッターレリーズボタンが全押しされるまで待機する。
【００７５】
また、ステップＳ１０１で、動画撮影モードが設定されている場合は、ステップＳ１１８に進み、動画撮影が開始される。本実施形態では、動画撮影時においても、デフォーカス量が繰り返し算出され、算出されたデフォーカス量に基づいて合焦駆動が行われる。また、動画撮影中に、光学系の像面位置と被写体の像面位置とのずれ量（デフォーカス量）が所定の合焦範囲内となる場合には、光学系の焦点状態は合焦状態にあると判定されるが、動画撮影時の合焦範囲は、静止画撮影時と比べて広く設定される。
【００７６】
ステップＳ１１９では、カメラ制御部２１により、動画撮影中に、シャッターレリーズボタンが半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）されたか否かの判断が行われる。シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合には、ステップＳ１２４に進み、一方、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合には、ステップＳ１２０に進み、ステップＳ１２０〜Ｓ１２３において、動画撮影中に静止画像を撮像するための処理が行われる。
【００７７】
具体的には、まず、静止画像を高画質で撮影するために、動画撮影のみを行っている場合と比べて、合焦判定の判定基準となる合焦範囲が狭い範囲に設定される（ステップＳ１２０）。次いで、被写体の像面位置と光学系の像面位置とのずれ量（デフォーカス量）がステップＳ１２０で設定された合焦範囲内となるように、フォーカスレンズ３２の合焦駆動が行われ（ステップＳ１２１）、その後、シャッターレリーズボタンが全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）されると（ステップＳ１２２＝Ｙｅｓ）、静止画像の撮影が行われる（ステップＳ１２３）。このように、本実施形態では、動画撮影中に静止画撮影を行う際には、動画撮影のみを行う場合と比べて、合焦範囲を狭い範囲に変更することで、合焦精度を高めることができ、高品質の静止画像を撮影することができる。
【００７８】
ステップＳ１２４では、動画撮影が終了した否かの判断が行われ、動画撮影が終了するまでは（ステップＳ１２４＝Ｎｏ）、動画像の撮影が繰り返され、動画撮影が終了した場合（ステップＳ１２４＝Ｙｅｓ）は、このカメラ１の動作を終了する。
【００７９】
次に、図７に基づいて、連写撮影が行われており、かつ、オートフォーカスモードとしてＡＦ−Ｃモードが設定されている場面における、本実施形態のカメラ１の動作例を説明する。図７は、連写撮影モードおよびＡＦ−Ｃモードが設定されている場面における、本実施形態のカメラ１の動作例を説明するための図である。
【００８０】
図７に示す場面例では、時刻ｔ１において、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにより、光学系を通過した光束に応じた電荷の蓄積が開始され、時刻ｔ３から、電荷の蓄積と並行して、時刻ｔ１から蓄積された電荷の量に応じた画像信号の転送が開始される。そして、時刻ｔ６では、時刻ｔ３で開始された画像信号の転送が終了し、この画像信号に基づいて、デフォーカス量の算出が開始される。そして、時刻ｔ８において、デフォーカス量の算出が終了すると、算出したデフォーカス量に基づいて、光学系の焦点状態が合焦状態にあるか否かの判定が行われる。
【００８１】
ここで、図７に示すように、時刻ｔ８からの合焦判定では、時刻ｔ１で開始された電荷蓄積時間の中心の時刻ｔ２における被写体の像面位置と、合焦判定時（時刻ｔ８）におけるフォーカスレンズ３２のレンズ位置における光学系の像面位置とのずれ量Δｄ１（デフォーカス量）が、合焦判定時（時刻ｔ８）における合焦範囲Ｒ１内である場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定し、一方、ずれ量Δｄ１（デフォーカス量）が合焦範囲Ｒ１を超える場合には、光学系の焦点状態は合焦状態ではないと判定する。図７に示す場面例では、時刻ｔ２における被写体の像面位置と合焦判定時（時刻ｔ８）における光学系の像面位置とのずれ量Δｄ１（デフォーカス量）が合焦範囲Ｒ１内にあるため、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定される。この場合も、本実施形態では、合焦判定終了後の時刻ｔ９において、フォーカスレンズ３２の駆動指示が行われ、時刻ｔ２における被写体の像面位置と光学系の像面位置とが合致するように、フォーカスレンズ３２が駆動される。
【００８２】
また、電荷の蓄積、画像信号の転送、デフォーカス量の算出、および合焦判定は一定の周期で繰り返し実行される。たとえば、図７に示すように、時刻ｔ１で１周期目の電荷の蓄積が行われた後、時刻ｔ４において２周期目の電荷の蓄積が行われる。そして、２周期目においても、１周期目と同様に、時刻ｔ６から２周期目で蓄積された電荷に応じた画像信号の転送が開始され、時刻ｔ８から画像信号に基づくデフォーカス量の算出が開始され、時刻ｔ１０からデフォーカス量に基づく合焦判定が行われる。ここで、２周期目において時刻ｔ１０から開始される合焦判定では、２周期目の時刻ｔ４から開始した電荷蓄積時間の中心の時刻ｔ５における被写体の像面位置と、合焦判定時（時刻ｔ１０）におけるフォーカスレンズ３２のレンズ位置における光学系の像面位置とのずれ量Δｄ２（デフォーカス量）が、合焦判定時（時刻ｔ１０）における合焦範囲Ｒ２内にある場合には、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定され、ずれ量Δｄ２（デフォーカス量）が合焦範囲Ｒ２を超える場合に、光学系の焦点状態は合焦状態ではないと判定される。図７に示す場面例では、ずれ量Δｄ２（デフォーカス量）は合焦範囲Ｒ２内にあるため、光学系の焦点状態は合焦状態であると判定されるが、本実施形態では、合焦判定終了後の時刻ｔ１２において、デフォーカス量に基づいて、時刻ｔ５における被写体の像面位置と光学系の像面位置とが合致するように、フォーカスレンズ３２が駆動される。同様に、３周期目以降においても、合焦判定とフォーカスレンズ３２の駆動が繰り返されることとなる。
【００８３】
また、図７に示す場面例では、連写撮影が行われており、一定周期で静止画像の撮像が繰り返される。たとえば、図７に示す場面例では、電荷の蓄積が４回行われる毎に、静止画像の撮像が行われる。たとえば、１周期目の時刻ｔ１で蓄積した電荷に応じた画像信号に基づいて静止画像を撮像した後、次に、５周期目の時刻ｔ１１で蓄積した電荷に応じた画像信号に基づいて静止画像を撮像する。ここで、図７に示すように、時刻ｔ１１において静止画像の撮像が行われた場合、時刻ｔ１１における被写体の像面位置と光学系の像面位置とのずれ量Δｄ３が、連写撮影における画像撮影時のピンぼけ量となる。本実施形態では、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定されている場合でも、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２を駆動することで、時刻ｔ１１の画像撮影時におけるピンぼけ量Δｄ３を小さくすることができる。これにより、本実施形態では、図７に示すように、連写撮影による画像撮影時におけるピンぼけ量Δｄ３を、画像撮影時（時刻ｔ１１）における合焦範囲Ｒ３内にすることができ、連写撮影時に、被写体にピントを合った画像を適切に撮影することができる。
【００８４】
一方、図８は、連写撮影モードおよびＡＦ−Ｃモードが設定されている場面における、従来のカメラ１の動作例を説明するための図である。なお、図８においては、図７と同様に被写体が移動している場面を例示している。従来では、たとえば図８に示すように、時刻ｔ２１から蓄積した電荷に応じた画像信号に基づいて、時刻ｔ２５において合焦判定を行う場合、電荷蓄積時間の中心の時刻ｔ２２における被写体の像面位置と、合焦判定時（時刻ｔ２５）における光学系の像面位置とのずれ量Δｄ４が、合焦判定時（時刻ｔ２５）における合焦範囲Ｒ４内にあり、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定された場合でも、合焦判定後の時刻ｔ２６において、フォーカスレンズ３２の駆動が禁止される。同様に、時刻ｔ２７において合焦判定を行う場合も、時刻ｔ２３から開始された電荷蓄積時間の中心の時刻ｔ２４における被写体の像面位置と、合焦判定時（時刻ｔ２７）における光学系の像面位置とのずれ量Δｄ５が、合焦判定時（時刻ｔ２７）における合焦範囲Ｒ５内にあり、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定されるが、合焦判定後の時刻ｔ２８において、フォーカスレンズ３２の駆動が禁止される。
【００８５】
このように、従来では、電荷蓄積時間の中心の時刻における被写体の像面位置と、光学系の像面位置とのずれ量（デフォーカス量）が所定の合焦範囲内である場合には、被写体が移動しているにもかかわず、光学系の像面位置は変わらない。そのため、図８に示す場面例のように、時刻ｔ２９において連写撮影による静止画像の撮像を行う場合に、画像撮影時（時刻ｔ２９）における被写体の像面位置と、画像撮影時（時刻ｔ２９）における光学系の像面位置とのずれ量Δｄ６が大きくなり、画像撮影時（時刻ｔ２９）における合焦範囲Ｒ６を超えてしまうため、連写撮影による画像撮影時に被写体にピントが合った画像を撮像できない場合があった。
【００８６】
これに対して、本実施形態では、図７に示すように、電荷蓄積時間の中心の時刻における被写体の像面位置と、合焦判定時における光学系の像面位置とのずれ量が所定の合焦範囲内である場合も、フォーカスレンズ３２の駆動が行われるため、連写撮影による静止画撮影時における被写体の像面位置と光学系の像面位置とのずれ量（ピンぼけ量）を小さくすることができ、これにより、被写体にピントの合った画像を適切に撮像することが可能となる。
【００８７】
以上のように、本実施形態においては、連写撮影を行っており、かつ、オートフォーカスモードとしてＡＦ−Ｃモードが設定されている場合には、合焦判定において光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定された場合でも、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。これにより、本実施形態では、被写体が移動している場合でも、図７に示すように、連写撮影による静止画像の撮像時における被写体の像面位置と光学系の像面位置とのずれ量（ピンぼけ量）を小さくすることができ、その結果、被写体にピントの合った画像を適切に撮影することができる。
【００８８】
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。
【００８９】
たとえば、上述した実施形態では、連写撮影を行っており、かつ、ＡＦ−Ｃモードが設定されている場合において、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定された場合に、フォーカスレンズ３２をデフォーカス量に基づいて駆動させる構成を例示したが、この構成に加えて、被写体が動体であるか静止体であるか否かを判断し、被写体が静止体であると判定された場合にのみ、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ３２を駆動させる構成としてもよい。たとえば、被写体が動体であると判定された場合には、連写撮影中においても、被写体の動きに追従してフォーカスレンズ３２を駆動させることができるが、被写体が静止体であると判定された場合には、通常、被写体に追従したフォーカスレンズ３２の駆動が行われない。一方、被写体が静止体である場合でも、被写体が一定未満の速度で移動する場合があり、このような場合に、光学系の焦点状態が合焦状態にあると判定された場合でも、フォーカスレンズ３２を駆動させることで、図７に示すように、移動する被写体に適切にピントを合わせることができる。
【００９０】
なお、被写体が静止体であるか動体であるか否かを判定する方法は、特に限定されない。たとえば、カメラ制御部２１は、デフォーカス量を周期的に算出することで、図９に示すように、被写体の像面位置（被写体距離）を周期的に測距し、測距した被写体距離に基づいて、被写体距離の時間変化を表す関数を算出し、算出した関数の傾きを被写体の移動速度として算出する。そして、被写体の移動速度が一定速度以上である場合に、被写体は動体であると判定し、一方、被写体の移動速度が一定速度未満である場合に、被写体は静止体であると判定することができる。なお、図９は、被写体が動体であるか静止体であるかを判定する方法を説明するための図である。
【００９１】
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】
【００９２】
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
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部
【図１】
2014074853.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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