(57)【要約】焦点合わせの際に撮影者を適切にサポートできる撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法を提供する。イメージセンサ（２１０）を光軸（Ｌ）に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部（２２０）を備え、イメージセンサ（２１０）を可動範囲内で移動させて、被写体を追尾する。また、被写体に対するフォーカシング動作を検出するフォーカシング動作検出部（２５０ｂ）と、イメージセンサ（２１０）の可動範囲を切り替える可動範囲切替部（２０５ｃ）と、を備える。可動範囲切替部（２５０ｃ）は、フォーカシング動作検出部（２５０ｂ）でフォーカシング動作が検出されると、イメージセンサ（２１０）の可動範囲を拡大する。
2019058974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節機能を備えた撮像レンズと、
イメージセンサと、
前記イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、
デフォーカス量を検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部で検出される前記デフォーカス量に基づいて、前記イメージセンサの移動を可動範囲内で制御し、被写体を追尾する追尾制御部と、
前記被写体に対する前記撮像レンズのフォーカシング動作を前記焦点検出部で検出した前記デフォーカス量の変化に基づき検出するフォーカシング動作検出部と、
前記フォーカシング動作検出部で前記フォーカシング動作が検出されると、前記イメージセンサの可動範囲を拡大する可動範囲切替部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記可動範囲切替部は、前記イメージセンサの可動範囲を拡大した後、前記被写体の追尾が不能になると、前記イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記可動範囲切替部は、前記イメージセンサの可動範囲を拡大した後、前記被写体の結像点の位置が前記イメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、前記イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記可動範囲切替部は、前記フォーカシング動作検出部で前記フォーカシング動作が検出されると、前記イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記フォーカシング動作検出部は、前記被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内で前記デフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、前記フォーカシング動作を検出する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記追尾制御部は、前記被写体に合焦すると、前記被写体の追尾を開始する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記追尾制御部は、前記デフォーカス量が、一定時間継続して閾値以下になると、前記被写体の追尾を開始する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記追尾制御部は、前記デフォーカス量の変動速度が、前記被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内で閾値以下になると、前記被写体の追尾を開始する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記追尾制御部は、前記イメージセンサが可動範囲の端部に到達して、前記被写体の追尾が不能になると、前記イメージセンサを基準位置に復帰させる、
請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記追尾制御部は、前記デフォーカス量の変化に応じた移動速度で前記イメージセンサを移動させて、前記イメージセンサを前記基準位置に復帰させる、
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
追尾範囲拡大モードのオン、オフを切り替えるモード切替部を更に備え、
前記追尾範囲拡大モードがオンの場合、前記可動範囲切替部は、前記イメージセンサの可動範囲を一度拡大すると、以後の切り替え動作を停止する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
追尾範囲拡大モードのオン、オフを切り替えるモード切替部を更に備え、
前記追尾範囲拡大モードがオンの場合、前記可動範囲切替部は、前記イメージセンサの可動範囲を一度拡大すると、以後の切り替え動作を停止し、
前記追尾制御部は、前記イメージセンサの可動範囲が拡大された場合において、前記イメージセンサが前記可動範囲の端部に到達して、前記被写体の追尾が不能になると、前記被写体に再度合焦するまで前記イメージセンサを可動範囲の端部で待機させる、
請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記イメージセンサの可動範囲の中央に基準位置が設定され、かつ、前記撮像レンズで規定されるフランジバックの位置に前記基準位置が設定される、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記焦点検出部は、前記イメージセンサの撮像面に備えられた複数の位相差検出画素の出力に基づいて前記デフォーカス量を検出する、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記イメージセンサで撮像された画像がリアルタイムに表示されるモニタ又は電子ビューファインダを更に備え、
前記モニタ及び前記電子ビューファインダが前記イメージセンサよりも低い解像度を有する、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
焦点調節機能を備えた撮像レンズが着脱自在に装着されるマウントと、
イメージセンサと、
前記イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、
デフォーカス量を検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部で検出される前記デフォーカス量に基づいて、前記イメージセンサの移動を可動範囲内で制御し、被写体を追尾する追尾制御部と、
前記被写体に対する前記撮像レンズのフォーカシング動作を前記焦点検出部で検出した前記デフォーカス量の変化に基づき検出するフォーカシング動作検出部と、
前記フォーカシング動作検出部で前記フォーカシング動作が検出されると、前記イメージセンサの可動範囲を拡大する可動範囲切替部と、
を備えた撮像装置本体。
【請求項１７】
前記可動範囲切替部は、前記イメージセンサの可動範囲を拡大した後、前記被写体の追尾が不能になると、前記イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、
請求項１６に記載の撮像装置本体。
【請求項１８】
前記可動範囲切替部は、前記イメージセンサの可動範囲を拡大した後、前記被写体の結像点の位置が前記イメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、前記イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、
請求項１６に記載の撮像装置本体。
【請求項１９】
前記可動範囲切替部は、前記フォーカシング動作検出部で前記フォーカシング動作が検出されると、前記イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、
請求項１６から１８のいずれか１項に記載の撮像装置本体。
【請求項２０】
前記フォーカシング動作検出部は、前記被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内で前記デフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、前記フォーカシング動作を検出する、
請求項１６から１９のいずれか１項に記載の撮像装置本体。
【請求項２１】
焦点調節機能を備えた撮像レンズと、イメージセンサと、前記イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、デフォーカス量を検出する焦点検出部と、前記焦点検出部で検出される前記デフォーカス量に基づいて、前記イメージセンサの移動を可動範囲内で制御し、被写体を追尾する追尾制御部と、を備えた撮像装置の合焦制御方法であって、
前記焦点検出部で検出した前記デフォーカス量の変化に基づき前記被写体に対する前記撮像レンズのフォーカシング動作を検出するステップと、
前記フォーカシング動作が検出された場合に、前記イメージセンサの可動範囲を拡大するステップと、
を含む撮像装置の合焦制御方法。
【請求項２２】
前記イメージセンサの可動範囲を拡大した後、前記被写体の追尾が不能になった場合に、前記イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小するステップを更に含む、
請求項２１に記載の撮像装置の合焦制御方法。
【請求項２３】
前記イメージセンサの可動範囲を拡大した後、前記被写体の結像点の位置が前記イメージセンサの可動範囲から一定以上離れた場合に、前記イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小するステップを更に含む、
請求項２１に記載の撮像装置の合焦制御方法。
【請求項２４】
前記フォーカシング動作が検出された場合に、前記イメージセンサの可動範囲を拡大するステップは、前記イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置の合焦制御方法。
【請求項２５】
前記フォーカシング動作を検出するステップでは、前記被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内で前記デフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、前記フォーカシング動作を検出する、
請求項２１から２４のいずれか１項に記載の撮像装置の合焦制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法に係り、特に、イメージセンサを移動させて焦点調節する機能を備えた撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＦ（Auto Focus／オートフォーカス）機能のない撮像装置では、マニュアルで焦点調節が行われる。また、ＡＦ機能を備えた撮像装置であっても、ＡＦ機能をオフして、撮像者がマニュアルで焦点調節する場合がある。【０００３】
特許文献１には、マニュアルでの焦点調節をサポートする機能として、撮影者がマニュアルで焦点調節した後、ＡＦボタンを押すと、イメージセンサが前後移動してコントラストＡＦを行う機能を備えた撮像装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2016-148832号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の撮像装置では、被写体が動いている場合、ＡＦを作動させても、適切に焦点合わせすることができないという欠点がある。【０００６】
これを解消するためには、合焦近傍で自動的にＡＦを作動させ、合焦状態を維持するように、イメージセンサの移動を制御する必要がある。しかし、マニュアルで焦点調節する場合、撮影者は、必ずしも焦点を合わせるためだけにフォーカスレンズを動かすのではなく、ボケの状態を確認等するためにフォーカスレンズを動かす場合がある。この場合に自動的にＡＦを作動させると、撮影者の意図に反した制御が行われる問題がある。【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、焦点合わせの際に撮影者を適切にサポートできる撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。【０００９】
（１）焦点調節機能を備えた撮像レンズと、イメージセンサと、イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、デフォーカス量を検出する焦点検出部と、焦点検出部で検出されるデフォーカス量に基づいて、イメージセンサの移動を可動範囲内で制御し、被写体を追尾する追尾制御部と、被写体に対する撮像レンズのフォーカシング動作を焦点検出部で検出したデフォーカス量の変化に基づき検出するフォーカシング動作検出部と、フォーカシング動作検出部でフォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を拡大する可動範囲切替部と、を備えた撮像装置。【００１０】
本態様によれば、イメージセンサを移動させることで、被写体を追尾できる。ここで、追尾とは、被写体に合焦させ続けること、すなわち、合焦状態を維持することを意味する。イメージセンサは、その可動範囲内で被写体を追尾できる。したがって、イメージセンサの可動範囲が追尾可能範囲となる。イメージセンサの可動範囲は、フォーカシング動作の有無によって、自動的に切り替えられる。切り替えは、可動範囲切替部によって行われる。可動範囲切替部は、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を拡大する。フォーカシング動作とは、焦点調節機能を備えた撮像レンズの焦点を調節することで被写体に焦点を合わせ込む動作のことである。このため、フォーカシング動作は、デフォーカスの変化量に基づいて検出される。フォーカシング動作を行うのは、撮影者が撮像レンズの焦点を調節し被写体に焦点を合わせようとしている場合である。したがって、この場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大させることにより、撮影者による焦点合わせの操作を適切にサポートできる。一方、撮影者が撮像レンズを操作した場合であっても、その操作が被写体に焦点を合わせ込もうとする操作ではない場合は、可動範囲は変更されず、一定に維持される。フォーカシング動作ではない場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大すると、撮影者の意図に沿わない結果となる。すなわち、たとえば、撮影者が、ボケの状態を確認するために撮像レンズを操作した場合、広い範囲で被写体を追尾すると、本来の目的であるボケの状態を確認できなくなる。したがって、フォーカシング動作ではない場合は、可動範囲を変えずに維持することにより、撮影者の意図に沿った動作ができる。【００１１】
なお、拡大する前のイメージセンサの可動範囲には零が含まれる。この場合、可動範囲が拡大された場合にのみ被写体が追尾される。【００１２】
また、拡大する範囲は、イメージセンサ移動駆動部がイメージセンサを物理的に移動させることができる範囲内で任意に設定できる。この範囲を広くとるほど、追尾可能な範囲を広くとれる。【００１３】
（２）可動範囲切替部は、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、上記（１）の撮像装置。【００１４】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。イメージセンサが可動範囲の端部まで移動すると、以後追尾は不能となる。この場合、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。すなわち、拡大前の可動範囲に戻される。【００１５】
（３）可動範囲切替部は、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、上記（１）の撮像装置。【００１６】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。被写体の結像点の位置とは、被写体の像が形成される位置のことである。追尾は、結像点の移動に追従するように、イメージセンサを移動させることにより行われる。したがって、結像点の位置が、イメージセンサの可動範囲を超えると、追尾不能になる。本態様では、結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れた場合にイメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。【００１７】
（４）可動範囲切替部は、フォーカシング動作検出部でフォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、上記（１）から（３）のいずれか一の撮像装置。【００１８】
本態様によれば、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲が、零から一定の範囲に拡大される。すなわち、フォーカシング動作が検出されると、初めてイメージセンサの可動範囲が設定される。したがって、この場合、イメージセンサは、フォーカシング動作が検出されると、初めて移動が可能になる。なお、ここでの零には、ほぼ零とみなせる範囲が含まれる。【００１９】
（５）フォーカシング動作検出部は、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する、上記（１）から（４）のいずれか一の撮像装置。【００２０】
本態様によれば、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になった場合に、フォーカシング動作が行われたと判定される。すなわち、合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められた場合にフォーカシング動作が行われたと認定する。一般に被写体に焦点を合わせ込む場合、撮影者は、合焦近傍で速度を緩めて微調整する。合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められたことを検出することにより、適切にフォーカシング動作を検出できる。【００２１】
（６）追尾制御部は、被写体に合焦すると、被写体の追尾を開始する、上記（１）から（５）のいずれか一の撮像装置。【００２２】
本態様によれば、被写体に合焦すると、自動的に被写体の追尾が開始される。すなわち、合焦状態を維持するように、イメージセンサの移動が制御される。【００２３】
（７）追尾制御部は、デフォーカス量が、一定時間継続して閾値以下になると、被写体の追尾を開始する、上記（１）から（５）のいずれか一の撮像装置。【００２４】
本態様によれば、デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下になると、被写体の追尾が自動的に開始される。すなわち、合焦に近い状態が一定時間保たれると、自動的に被写体の追尾が開始される。【００２５】
（８）追尾制御部は、デフォーカス量の変動速度が、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内で閾値以下になると、被写体の追尾を開始する、上記（１）から（５）のいずれか一の撮像装置。【００２６】
本態様によれば、デフォーカス量の変動速度が、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内で閾値以下になると、自動的に被写体の追尾が開始される。すなわち、合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められると、自動的に追尾が開始される。したがって、被写体に焦点を合わせ込む動作を行うと、自動的に追尾が開始される。【００２７】
（９）追尾制御部は、イメージセンサが可動範囲の端部に到達して、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサを基準位置に復帰させる、上記（１）から（８）のいずれか一の撮像装置。【００２８】
本態様によれば、イメージセンサが可動範囲の端部に到達して、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサが基準位置に復帰する。基準位置に復帰させることにより、追尾を再開する際の追従性を向上させることができる。【００２９】
（１０）追尾制御部は、デフォーカス量の変化に応じた移動速度でイメージセンサを移動させて、イメージセンサを基準位置に復帰させる、上記（９）の撮像装置。【００３０】
本態様によれば、イメージセンサが基準位置に復帰する際、デフォーカス量の変化に応じた移動速度でイメージセンサが移動して、基準位置に復帰する。イメージセンサを基準位置に復帰させると、焦点状態が変化するので、不自然な画像になるおそれがある。しかし、本態様のようにイメージセンサを移動させることにより、画像に違和感を与えることなく、イメージセンサを基準位置に戻すことができる。【００３１】
（１１）追尾範囲拡大モードのオン、オフを切り替えるモード切替部を更に備え、追尾範囲拡大モードがオンの場合、可動範囲切替部は、イメージセンサの可動範囲を一度拡大すると、以後の切り替え動作を停止する、上記（１）から（１０）のいずれか一の撮像装置。【００３２】
本態様によれば、追尾範囲拡大モードをオン、オフするモード切替部が更に備えられる。追尾範囲拡大モードがオンの場合、イメージセンサの可動範囲が拡大されると、以後の切り替え動作が停止される。すなわち、一度イメージセンサの可動範囲が拡大されると、以後継続して拡大された状態が維持される。これにより、撮影者の意図を適切に制御に反映できる。【００３３】
（１２）追尾範囲拡大モードのオン、オフを切り替えるモード切替部を更に備え、追尾範囲拡大モードがオンの場合、可動範囲切替部は、イメージセンサの可動範囲を一度拡大すると、以後の切り替え動作を停止し、追尾制御部は、イメージセンサの可動範囲が拡大された場合において、イメージセンサが可動範囲の端部に到達して、被写体の追尾が不能になると、被写体に再度合焦するまでイメージセンサを可動範囲の端部で待機させる、上記（１）から（８）のいずれか一の撮像装置。【００３４】
本態様によれば、追尾範囲拡大モードをオン、オフするモード切替部が更に備えられる。追尾範囲拡大モードがオンの場合、イメージセンサの可動範囲が拡大されると、以後の切り替え動作が停止される。すなわち、一度イメージセンサの可動範囲が拡大されると、以後継続して拡大された状態が維持される。これにより、撮影者の意図を適切に制御に反映できる。また、イメージセンサの可動範囲が拡大された場合において、イメージセンサが可動範囲の端部に到達して、被写体の追尾が不能になると、被写体に再度合焦するまで、イメージセンサが可動範囲の端部で待機する。これにより、早期に合焦状態に復帰させることができる。【００３５】
（１３）イメージセンサの可動範囲の中央に基準位置が設定され、かつ、撮像レンズで規定されるフランジバックの位置に基準位置が設定される、上記（１）から（１２）のいずれか一の撮像装置。【００３６】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲の中央に基準位置が設定される。これにより、追尾の追従性を向上させることができる。なお、ここでの中央には、その近傍の範囲が含まれる。すなわち、ほぼ中央とみなせる範囲が含まれる。また、フランジバックの位置に基準位置が設定される。一般に撮像レンズは、フランジバックの位置で性能が最高になるように設計される。したがって、フランジバックの位置に基準位置を設定することにより、高品質な画像を撮像できる。なお、ここでのフランジバックの位置には、その近傍の範囲が含まれる。すなわち、ほぼフランジバックとみなせる範囲が含まれる。【００３７】
（１４）焦点検出部は、イメージセンサの撮像面に備えられた複数の位相差検出画素の出力に基づいてデフォーカス量を検出する、上記（１）から（１３）のいずれか一の撮像装置。【００３８】
本態様によれば、イメージセンサの撮像面に備えられた複数の位相差検出画素の出力に基づいてデフォーカス量が検出される。これにより、被写体に合焦させるためのイメージセンサの移動量を簡単に求めることができる。また、これにより、高精度に被写体を追尾できる。【００３９】
（１５）イメージセンサで撮像された画像がリアルタイムに表示されるモニタ又は電子ビューファインダを更に備え、モニタ及び電子ビューファインダがイメージセンサよりも低い解像度を有する、上記（１）から（１４）のいずれか一の撮像装置。【００４０】
本態様によれば、モニタ又は電子ビューファインダが備えられる。モニタ及び電子ビューファインダには、イメージセンサで撮像された画像がリアルタイムに表示される。モニタ及び電子ビューファインダの解像度が、イメージセンサの解像度よりも低い場合、モニタ及び電子ビューファインダの表示を確認しながら、マニュアルで高精度に焦点合わせするのは困難である。したがって、このような場合は、イメージセンサの移動によるＡＦのサポートが特に有効に作用する。【００４１】
なお、ここでの解像度は画素密度と同義であり、たとえば、ｐｐｉ（pixel per inch）で表現される。ｐｐｉは、画像を表現する格子の細かさであり、一般に１インチあたりのピクセルの数を表す。【００４２】
（１６）焦点調節機能を備えた撮像レンズが着脱自在に装着されるマウントと、イメージセンサと、イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、デフォーカス量を検出する焦点検出部と、焦点検出部で検出されるデフォーカス量に基づいて、イメージセンサの移動を可動範囲内で制御し、被写体を追尾する追尾制御部と、被写体に対する撮像レンズのフォーカシング動作を焦点検出部で検出したデフォーカス量の変化に基づき検出するフォーカシング動作検出部と、フォーカシング動作検出部でフォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を拡大する可動範囲切替部と、を備えた撮像装置本体。【００４３】
本態様によれば、イメージセンサを移動させることで、被写体を追尾できる。イメージセンサの可動範囲は、フォーカシング動作の有無によって、自動的に切り替えられる。切り替えは、可動範囲切替部によって行われる。可動範囲切替部は、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を拡大する。フォーカシング動作を行うのは、撮影者が被写体に焦点を合わせようとしている場合である。したがって、この場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大させることにより、撮影者による焦点合わせの操作を適切にサポートできる。一方、撮影者が撮像レンズを操作した場合であっても、その操作が被写体に焦点を合わせ込もうとする操作ではない場合、可動範囲は変更されず、一定に維持される。フォーカシング動作ではない場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大すると、撮影者の意図に沿わない結果となる。したがって、フォーカシング動作ではない場合は、可動範囲を変えずに維持することにより、撮影者の意図に沿った動作ができる。【００４４】
（１７）可動範囲切替部は、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、上記（１６）の撮像装置本体。【００４５】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。イメージセンサが可動範囲の端部まで移動すると、以後追尾は不能となる。この場合、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。すなわち、拡大前の可動範囲に戻される。【００４６】
（１８）可動範囲切替部は、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小する、上記（１６）の撮像装置本体。【００４７】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。追尾は、結像点の移動に追従するように、イメージセンサを移動させることにより行われる。したがって、結像点の位置が、イメージセンサの可動範囲を超えると、追尾不能になる。本態様では、結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れた場合にイメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。【００４８】
（１９）可動範囲切替部は、フォーカシング動作検出部でフォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、上記（１６）から（１８）のいずれか一の撮像装置本体。【００４９】
本態様によれば、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲が、零から一定の範囲に拡大される。すなわち、フォーカシング動作が検出されると、初めてイメージセンサの可動範囲が設定される。したがって、この場合、イメージセンサは、フォーカシング動作が検出されると、初めて移動が可能になる。【００５０】
（２０）フォーカシング動作検出部は、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する、上記（１６）から（１９）のいずれか一の撮像装置本体。【００５１】
本態様によれば、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になった場合に、フォーカシング動作が行われたと判定される。すなわち、合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められた場合にフォーカシング動作が行われたと認定する。合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められたことを検出することにより、適切にフォーカシング動作を検出できる。【００５２】
（２１）焦点調節機能を備えた撮像レンズと、イメージセンサと、イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、デフォーカス量を検出する焦点検出部と、焦点検出部で検出されるデフォーカス量に基づいて、イメージセンサの移動を可動範囲内で制御し、被写体を追尾する追尾制御部と、を備えた撮像装置の合焦制御方法であって、焦点検出部で検出したデフォーカス量の変化に基づき被写体に対する撮像レンズのフォーカシング動作を検出するステップと、フォーカシング動作が検出された場合に、イメージセンサの可動範囲を拡大するステップと、を含む撮像装置の合焦制御方法。【００５３】
本態様によれば、イメージセンサを移動させて、被写体を追尾する場合において、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲が拡大される。フォーカシング動作を行うのは、撮影者が被写体に焦点を合わせようとしている場合である。したがって、この場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大させることにより、撮影者による焦点合わせの操作を適切にサポートできる。一方、撮影者が撮像レンズを操作した場合であっても、その操作が被写体に焦点を合わせ込もうとする操作ではない場合、可動範囲は変更されず、一定に維持される。フォーカシング動作ではない場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大すると、撮影者の意図に沿わない結果となる。したがって、フォーカシング動作ではない場合は、可動範囲を変えずに維持することにより、撮影者の意図に沿った動作ができる。【００５４】
（２２）イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の追尾が不能になった場合に、イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小するステップを更に含む、上記（２１）の撮像装置の合焦制御方法。【００５５】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の追尾が不能になると、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。イメージセンサが可動範囲の端部まで移動すると、以後追尾は不能となる。この場合、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。すなわち、拡大前の可動範囲に戻される。【００５６】
（２３）イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れた場合に、イメージセンサの可動範囲を元の範囲に縮小するステップを更に含む、上記（２１）の撮像装置の合焦制御方法。【００５７】
本態様によれば、イメージセンサの可動範囲を拡大した後、被写体の結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れると、イメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。追尾は、結像点の移動に追従するように、イメージセンサを移動させることにより行われる。したがって、結像点の位置が、イメージセンサの可動範囲を超えると、追尾不能になる。本態様では、結像点の位置がイメージセンサの可動範囲から一定以上離れた場合にイメージセンサの可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。【００５８】
（２４）フォーカシング動作が検出された場合に、イメージセンサの可動範囲を拡大するステップは、イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、上記（１）から（３）のいずれか一の撮像装置の合焦制御方法。【００５９】
本態様によれば、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲が、零から一定の範囲に拡大される。すなわち、フォーカシング動作が検出されると、初めてイメージセンサの可動範囲が設定される。したがって、この場合、イメージセンサは、フォーカシング動作が検出されると、初めて移動が可能になる。【００６０】
（２５）フォーカシング動作を検出するステップでは、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する、上記（２１）から（２４）のいずれか一の撮像装置の合焦制御方法。【００６１】
本態様によれば、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になった場合に、フォーカシング動作が行われたと判定される。すなわち、合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められた場合にフォーカシング動作が行われたと認定する。合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められたことを検出することにより、適切にフォーカシング動作を検出できる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によれば、焦点合わせの際に撮影者を適切にサポートできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】デジタルカメラの一実施形態を示す正面斜視図
【図２】デジタルカメラの一実施形態を示す背面斜視図
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図
【図４】イメージセンサの概略構成を示す図
【図５】撮像面の一部を拡大した図
【図６】撮像面に備えられる各画素の概略構成を示す図
【図７】カメラ制御部及びレンズ制御部が実現する機能のブロック図
【図８】イメージセンサの移動による焦点合わせの概念図
【図９】イメージセンサの移動による追尾制御の概念図
【図１０】経時的な追尾制御の概念図
【図１１】可動範囲の切り替えの概念図
【図１２】追尾機能がオンされた場合の追尾制御の処理手順を示すフローチャート
【図１３】イメージセンサの可動範囲の切替制御の処理手順を示すフローチャート
【図１４】結像点の位置が可動範囲から一定以上離れた場合に可動範囲を切り替える場合の時系列での処理の手順を示す概念図
【図１５】追尾範囲拡大モードが選択された場合の時系列での処理の手順を示す概念図
【図１６】フォーカシング動作が検出された場合にのみ可動範囲が設定される場合の時系列での切り替えの処理の手順を示す概念図
【図１７】デジタルカメラにおける経時的な追尾制御の概念図
【図１８】追尾制御の処理手順を示すフローチャート
【図１９】追尾範囲拡大モードが選択された場合の時系列での処理の手順を示す概念図
【図２０】デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下の場合に合焦したとみなして追尾する場合の経時的な処理の概念図
【図２１】フォーカシング動作がされた場合に追尾を開始する場合の経時的な処理の概念図
【図２２】３板式のデジタルカメラに本発明適用する場合の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。
【００６５】
［外観構成］
図１、図２は、それぞれ本発明が適用されたデジタルカメラの一実施形態を示す正面斜視図、背面斜視図である。
【００６６】
図１及び図２に示すデジタルカメラ１は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、交換レンズ１０及びカメラ本体１００を備える。デジタルカメラ１は、撮像装置の一例である。
【００６７】
《交換レンズ》
交換レンズ１０は、撮像レンズの一例であり、複数のレンズを組み合わせて構成される。交換レンズ１０は、焦点調節機能を備え、一部のレンズ群又は全てのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより焦点調節される。本例では、一部のレンズ群で構成されるフォーカスレンズを光軸に沿って移動させることにより焦点調節される。
【００６８】
交換レンズ１０は、レンズ操作部１４として、フォーカスリング１６及び絞りリング１８を備える。
【００６９】
フォーカスリング１６は、焦点調節用の操作部材である。フォーカスリング１６は、鏡筒１２の周りを回転自在に設けられる。フォーカスリング１６を回転操作すると、その操作方向及び操作量に応じて、焦点調節機構が作動する。すなわち、その操作方向及び操作量に応じて、フォーカスレンズが移動し、焦点調節が行われる。
【００７０】
絞りリング１８は、絞り調節用の操作部材である。絞りリング１８は、鏡筒１２の周りを回転自在に設けられる。絞りリング１８は、その外周に設定可能な絞り値が一定の間隔で印字される（不図示）。絞りの設定は、絞りリング１８を回転操作し、鏡筒１２に備えられた指標（不図示）の位置に設定を希望する絞り値を合わせることにより行われる。
【００７１】
《カメラ本体》
カメラ本体１００は、撮像装置本体の一例である。カメラ本体１００は、マウント１０２、メインモニタ１０４、サブモニタ１０６、電子ビューファインダ１０８、カメラ操作部１１０等を備える。
【００７２】
マウント１０２は、交換レンズ１０の装着部であり、カメラ本体１００の正面に備えられる。交換レンズ１０は、このマウント１０２に着脱自在に装着される。
【００７３】
メインモニタ１０４は、カメラ本体１００の背面に備えられる。メインモニタ１０４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display／液晶ディスプレイ）で構成される。メインモニタ１０４は、各種設定を行う際のＧＵＩ（Graphical User Interface）として利用されるほか、撮像済み画像の再生用モニタとして利用される。また、撮像時には、必要に応じてライブビューが表示され、イメージセンサで撮像された画像がリアルタイムに表示される。
【００７４】
サブモニタ１０６は、カメラ本体１００の上面に備えられる。サブモニタ１０６は、ＬＣＤで構成される。サブモニタ１０６には、シャッタースピード、絞り値、感度、露出補正などの主要な撮像情報が表示される。
【００７５】
電子ビューファインダ（ＥＶＦ：Electronic View Finder）１０８は、カメラ本体１００の上部に備えられる。電子ビューファインダ１０８には、ライブビューが表示され、イメージセンサで撮像された画像がリアルタイムに表示される。電子ビューファインダ１０８は、必要に応じてオン、オフでき、メインモニタ１０４への表示に切り替えられる。
【００７６】
カメラ操作部１１０は、デジタルカメラ１の操作部材として、感度ダイヤル１１１、消去ボタン１１２、電源レバー１１３、シャッターボタン１１４、ドライブボタン１１５、サブモニタ照明ボタン１１６、シャッタースピードダイヤル１１７、再生ボタン１１８、フロントコマンドダイヤル１１９、リアコマンドダイヤル１２０、フォーカスレバー１２１、クイックメニューボタン１２２、メニュー／ＯＫボタン１２３、セレクターボタン１２４、表示／ＢＡＣＫボタン１２５、第１ファンクションボタン１２６、第２ファンクションボタン１２７、第３ファンクションボタン１２８、第４ファンクションボタン１２９、第５ファンクションボタン１３０等を備える。
【００７７】
感度ダイヤル１１１は、感度を設定するダイヤルである。消去ボタン１１２は、撮像済みの画像を消去するボタンである。画像再生中に当該ボタンを押すと、再生中の画像が消去される。電源レバー１１３は、デジタルカメラ１の電源をオン、オフするレバーである。シャッターボタン１１４は、画像の記録を指示するボタンである。シャッターボタン１１４は、半押し及び全押しが可能な二段ストローク式のボタンで構成される。シャッターボタン１１４を半押しするとＳ１ＯＮ信号が出力され、全押しするとＳ２ＯＮ信号が出力される。静止画を撮像する場合、シャッターボタン１１４の半押しで撮像準備が行われ、全押しで画像の記録が行われる。動画を撮像する場合、最初のシャッターボタン１１４の全押しで撮像が開始され、２回目のシャッターボタン１１４を全押しで撮像が終了する。ドライブボタン１１５は、ドライブモードの選択画面を呼び出すボタンである。ドライブボタン１１５が押されると、メインモニタ１０４にドライブモードの選択画面が表示される。ドライブモードの選択画面でドライブモードが選択され、１コマ撮像、連写、ブラケット撮像、多重露光、動画撮像等が選択される。サブモニタ照明ボタン１１６は、サブモニタ１０６の照明をオン、オフするボタンである。シャッタースピードダイヤル１１７は、シャッタースピードを設定するダイヤルである。再生ボタン１１８は、再生モードへの切り替えを指示するボタンである。デジタルカメラ１は、撮像モードで起動し、再生ボタン１１８を押すと、再生モードに切り替わる。なお、再生モードの状態でシャッターボタン１１４を押すと、撮像モードに切り替わる。フロントコマンドダイヤル１１９及びリアコマンドダイヤル１２０には、デジタルカメラ１の状態に応じた機能が割り当てられる。フォーカスレバー１２１は、ＡＦエリアを選択するレバーである。クイックメニューボタン１２２は、クイックメニューを呼び出すボタンである。クイックメニューボタン１２２を押すと、メインモニタ１０４にクイックメニューが表示される。クイックメニューには、デジタルカメラ１で設定可能な項目のうちユーザーが登録した項目が表示される。メニュー／ＯＫボタン１２３は、メニュー画面を呼び出すボタンである。メニュー／ＯＫボタン１２３を押すと、メインモニタ１０４にメニュー画面が表示される。また、メニュー／ＯＫボタン１２３は、選択事項等を確定するボタンとしても機能する。セレクターボタン１２４は、いわゆる十字ボタンであり、４方向の指示が可能なボタンである。各種設定等を行う場合は、このセレクターボタン１２４で項目の選択等を行う。表示／ＢＡＣＫボタン１２５は、メインモニタ１０４の表示内容を切り替えるボタンである。また、表示／ＢＡＣＫボタン１２５は、選択事項等をキャンセルするボタン、すなわち、一つ前の状態に戻すボタンとしても機能する。第１ファンクションボタン１２６、第２ファンクションボタン１２７、第３ファンクションボタン１２８、第４ファンクションボタン１２９及び第５ファンクションボタン１３０には、あらかじめ用意された機能のうちユーザーが選択した機能が割り当てられる。たとえば、追尾機能のオン、オフを切り替える機能が割り当てられる。
【００７８】
［電気的構成］
図３は、デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【００７９】
カメラ本体１００に装着された交換レンズ１０は、マウント１０２に備えられた接点（不図示）を介してカメラ本体１００と電気的に接続される。
【００８０】
《交換レンズ》
交換レンズ１０は、焦点調節機構として、フォーカスレンズ２０、フォーカスレンズ駆動部２２及びフォーカスレンズ位置検出部２４を備える。
【００８１】
フォーカスレンズ２０は、交換レンズ１０を構成する複数のレンズの一部のレンズである。交換レンズ１０は、フォーカスレンズ２０を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【００８２】
フォーカスレンズ駆動部２２は、フォーカスレンズ２０を光軸Ｌに沿って前後移動させる。フォーカスレンズ駆動部２２は、たとえば、リニアモータ等のアクチュエータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。
【００８３】
フォーカスレンズ位置検出部２４は、フォーカスレンズ２０の位置を検出する。フォーカスレンズ位置検出部２４は、たとえば、フォトインタラプタ及びＭＲセンサ（ＭＲセンサ：Magneto Resistive Sensor／磁気抵抗効果素子）で構成される。フォトインタラプタは、フォーカスレンズ２０が、あらかじめ定められた原点位置に位置したことを検出する。ＭＲセンサは、フォーカスレンズ２０の移動量を検出する。フォトインタラプタによってフォーカスレンズ２０が原点位置に位置したことを検出し、ＭＲセンサによって原点位置からのフォーカスレンズ２０の移動量を検出することにより、原点位置に対するフォーカスレンズ２０の位置を検出できる。
【００８４】
交換レンズ１０は、光量調節機構として、絞り２６及び絞り駆動部２８を備える。絞り２６は、たとえば、虹彩絞りで構成される。絞り駆動部２８は、絞り２６の絞り羽根を駆動するモータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。
【００８５】
交換レンズ１０は、交換レンズ１０の全体の動作を統括制御するレンズ制御部３０を備える。レンズ制御部３０は、たとえば、マイクロコンピュータで構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、フォーカスレンズ駆動制御部３０ａ、絞り駆動制御部３０ｂ等として機能する（図７参照）。
【００８６】
フォーカスレンズ駆動制御部３０ａは、レンズ操作部１４からの操作信号に基づいて、フォーカスレンズ駆動部２２を制御し、フォーカスレンズ２０の移動を制御する。具体的には、フォーカスリング１６の操作方向及び操作量に対応した方向及び移動量でフォーカスレンズ２０が移動するように、フォーカスレンズ駆動部２２を制御する。レンズ操作部１４は、フォーカスリング１６が操作されると、その操作方向及び操作量に応じた操作信号をレンズ制御部３０に出力する。
【００８７】
絞り駆動制御部３０ｂは、レンズ操作部１４からの操作信号に基づいて、絞り駆動部２８を制御し、絞り２６を制御する。具体的には、絞りリング１８で設定された絞り値になるように、絞り駆動部２８を制御する。レンズ操作部１４は、絞りリング１８が操作されると、設定された絞り値に対応した操作信号をレンズ制御部３０に出力する。
【００８８】
レンズ制御部３０は、交換レンズ１０がカメラ本体１００に装着されると、カメラ本体１００のカメラ制御部２５０と通信可能に接続される。
【００８９】
《カメラ本体》
カメラ本体１００は、イメージセンサ２１０、イメージセンサ移動駆動部２２０、イメージセンサ位置検出部２２２、イメージセンサ駆動部２２４、アナログ信号処理部２２６、ＡＤＣ（Analog-to-digital converter／アナログデジタル変換器）２２８、デジタル信号処理部２３０、位相差ＡＦ処理部２３２、メモリカードインタフェース２３４、メモリカード２３６、メインモニタ１０４、サブモニタ１０６、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）１０８、カメラ操作部１１０及びカメラ制御部２５０を備える。
【００９０】
〈イメージセンサ〉
イメージセンサ２１０は、交換レンズ１０を通る光を受光して被写体を撮像する。イメージセンサ２１０は、たとえば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子で構成される。イメージセンサ２１０は、その撮像面に複数の位相差検出画素を有する。
【００９１】
図４は、イメージセンサの概略構成を示す図である。
【００９２】
イメージセンサ２１０は、多数の画素がｘ方向（行方向）及びｙ方向（列方向）に二次元的に配列された撮像面２１２を有する。撮像面２１２は、複数のＡＦ（autofocus）エリア２１４を有する。ＡＦエリア２１４は、焦点合わせが可能な領域として撮像面２１２に設定された領域である。図４に示す例では、画面中央部分に９つのＡＦエリア２１４を設定している。
【００９３】
図５は、撮像面の一部を拡大した図である。
【００９４】
撮像面２１２には、多数の画素が規則的に配置される。各画素は光電変換部を備え、受光量に応じた信号を出力する。また、各画素は、Ｒ（Red／赤）、Ｇ（Green／緑）、Ｂ（Blue／青）のいずれかの色のカラーフィルタを有する。カラーフィルタは、所定の配列となるように、各画素に割り当てられる。図５は、ベイヤ配列の例を示している。なお、同図では、Ｒのカラーフィルタを有する画素（Ｒ画素）にＲの文字を付し、Ｇのカラーフィルタを有する画素（Ｇ画素）にＧの文字を付し、Ｂのカラーフィルタを有する画素（Ｂ画素）にＢの文字を付している。
【００９５】
ＡＦエリアには、通常画素２１６及び位相差検出画素２１８が配置される。通常画素２１６とは、通常の撮像用の画素のことである。位相差検出画素２１８とは、位相差を検出する画素のことである。位相差検出画素以外は、通常画素を構成する。ＡＦエリア以外の領域には、通常画素のみが配置される。
【００９６】
図５では、位相差検出画素２１８を斜線で示している。同図に示すように、位相差検出画素２１８は、撮像面２１２に規則的に配置される。
【００９７】
位相差検出画素２１８は、第１位相差検出画素２１８Ａ及び第２位相差検出画素２１８Ｂで構成される。第１位相差検出画素２１８Ａ及び第２位相差検出画素２１８Ｂは、互いに近接して配置される。図５に示す例では、互いに近接する同じ配列の２つの行の一方に一定の間隔で第１位相差検出画素２１８Ａを配置し、他方に一定の間隔で第２位相差検出画素２１８Ｂを配置した例を示している。特に、Ｒ画素及びＧ画素が配列された特定の行の特定のＧ画素を位相差検出画素として利用した場合の例を示している。
【００９８】
図６は、撮像面に備えられる各画素の概略構成を示す図である。
【００９９】
各画素は、所定の開口部を備えた遮光膜を有する。図６は、各画素に備えられる遮光膜の開口部を白抜きで示している。
【０１００】
通常画素２１６は、開口部が、光電変換部の中心と一致した遮光膜を有する。通常画素２１６は、交換レンズ１０の瞳領域のほぼ全ての部分を通過した光束を受光する。
【０１０１】
第１位相差検出画素２１８Ａは、開口部が光電変換部の中心に対して右側に偏心した遮光膜を有する。この結果、第１位相差検出画素２１８Ａは、交換レンズ１０の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束のうち一方の光束が受光される。
【０１０２】
第２位相差検出画素２１８Ｂは、開口部が光電変換部の中心に対して左側に偏芯した遮光膜を有する。この結果、第２位相差検出画素２１８Ｂでは、交換レンズ１０の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束のうち他方の光束が受光される。
【０１０３】
以上の構成により、第１位相差検出画素２１８Ａ及び第２位相差検出画素２１８Ｂの信号を取得し、両者を比較することにより、位相差量の検出が可能となる。
【０１０４】
〈イメージセンサ移動駆動部〉
イメージセンサ移動駆動部２２０は、イメージセンサ２１０を光軸Ｌに沿って前後に移動させる。イメージセンサ移動駆動部２２０は、たとえば、ピエゾアクチュエータ等のアクチュエータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。
【０１０５】
イメージセンサ２１０は、可動範囲内で移動する。可動範囲は、イメージセンサ移動駆動部２２０によってイメージセンサ２１０を物理的に移動させることができる範囲内で設定される。後述するように、可動範囲は、可動範囲切替部２５０ｃによって切り替えられる（図７参照）。
【０１０６】
可動範囲の中央に基準位置が設定される。基準位置は、交換レンズ１０で規定されるフランジバックの位置に設定される。一般に交換レンズ１０は、フランジバックの位置を基準に光学設計が行われる。したがって、イメージセンサ２１０を基準位置に位置させることにより、交換レンズ１０の光学性能を最大限に発揮させることができる。
【０１０７】
たとえば、Ｃマウントを採用する交換レンズのフランジバックは、１７．５２６ｍｍである。また、ＣＳマウントを採用する交換レンズのフランジバックは、１２．５ｍｍである。
【０１０８】
〈イメージセンサ位置検出部〉
イメージセンサ位置検出部２２２は、基準位置に対するイメージセンサ２１０の位置を検出する。イメージセンサ位置検出部２２２は、たとえば、渦電流センサ等の変位センサで構成される。
【０１０９】
〈イメージセンサ駆動部〉
イメージセンサ駆動部２２４は、カメラ制御部２５０による制御の下、イメージセンサ２１０を駆動する。イメージセンサ２１０は、イメージセンサ駆動部２２４に駆動されて、画像を撮像する。
【０１１０】
〈アナログ信号処理部〉
アナログ信号処理部２２６は、イメージセンサ２１０から出力される画素ごとのアナログの画像信号を取り込み、所定の信号処理（たとえば、相関二重サンプリング処理、増幅処理等）を施す。
【０１１１】
〈ＡＤＣ〉
ＡＤＣ２２８は、アナログ信号処理部２２６から出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して出力する。
【０１１２】
〈デジタル信号処理部〉
デジタル信号処理部２３０は、デジタルの画像信号を取り込み、所定の信号処理（たとえば、階調変換処理、ホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、同時化処理、ＹＣ変換処理等）を施して、画像データを生成する。
【０１１３】
〈位相差ＡＦ処理部〉
位相差ＡＦ（autofocus）処理部２３２は、焦点検出部の一例である。位相差ＡＦ処理部２３２は、指定されたＡＦエリア２１４から第１位相差検出画素２１８Ａ及び第２位相差検出画素２１８Ｂの信号を取得し、取得した信号に対して相関演算処理を行って位相差量を算出する。そして、算出した位相差量に基づいて、デフォーカスの方向及び量を算出する。ＡＦエリアは、ユーザーによって選択される。あるいは、自動で決定される。ユーザーによる選択は、フォーカスレバー１２１の操作によって行われる。自動で決定する場合は、たとえば、被写体を自動で認識し、被写体の存在するＡＦエリアを選択する。あるいは、動体を認識し、動体の存在するＡＦエリアを選択する。
【０１１４】
〈メモリカードインタフェース及びメモリカード〉
メモリカードインタフェース２３４は、カメラ制御部２５０による制御の下、カードスロットに装着されたメモリカード２３６に対して、データの読み書きを行う。
【０１１５】
〈メインモニタ〉
メインモニタ１０４は、ＬＣＤで構成される。メインモニタ１０４の表示は、カメラ制御部２５０で制御される。カメラ制御部２５０は、ＬＣＤドライバ１０４ａを介してメインモニタ１０４の表示を制御する。
【０１１６】
〈サブモニタ〉
サブモニタ１０６は、ＬＣＤで構成される。サブモニタ１０６の表示は、カメラ制御部２５０で制御される。カメラ制御部２５０は、ＬＣＤドライバ１０６ａを介してサブモニタ１０６の表示を制御する。
【０１１７】
〈電子ビューファインダ〉
電子ビューファインダ（ＥＶＦ）１０８は、その表示部がＬＣＤで構成される。電子ビューファインダ１０８の表示は、カメラ制御部２５０で制御される。カメラ制御部２５０は、ＬＣＤドライバ１０８ａを介して電子ビューファインダ１０８の表示を制御する。
【０１１８】
〈カメラ操作部〉
カメラ操作部１１０は、各操作部材の操作に応じた信号をカメラ制御部２５０に出力する。
【０１１９】
〈カメラ制御部〉
カメラ制御部２５０は、デジタルカメラ１の全体の動作を統括制御する制御部である。カメラ制御部２５０は、たとえば、マイクロコンピュータで構成され、所定のプログラムを実行することにより、各種機能を提供する。
【０１２０】
図７は、カメラ制御部及びレンズ制御部が実現する機能のブロック図である。
【０１２１】
図７に示すように、カメラ制御部２５０は、所定のプログラムを実行することにより、追尾制御部２５０ａ、フォーカシング動作検出部２５０ｂ及び可動範囲切替部２５０ｃとして機能する。
【０１２２】
〔追尾制御部〕
追尾制御部２５０ａは、位相差ＡＦ処理部２３２で検出されるデフォーカス量に基づいて、イメージセンサ２１０の移動を制御し、被写体を追尾する。追尾は、合焦状態を維持するように、イメージセンサ２１０の移動を制御することにより行われる。
【０１２３】
ここで、イメージセンサ２１０の移動による焦点合わせについて説明する。
【０１２４】
図８は、イメージセンサの移動による焦点合わせの概念図である。同図（Ａ）は焦点がずれた状態を示しており、同図（Ｂ）は、合焦状態を示している。
【０１２５】
図８（Ａ）に示すように、イメージセンサ２１０が基準位置Ｒ０に位置しており、位置Ｐ１の被写体Ａの像が位置Ｒ１に形成されているとする。図８（Ａ）に示すように、位置Ｒ１が基準位置Ｒ０よりも後方（像面側）にあるとする。この場合、図８（Ｂ）に示すように、イメージセンサ２１０を後方に移動させて、位置Ｒ１に位置させる。これにより、被写体Ａの像が撮像面上に形成され、合焦する。
【０１２６】
このように、被写体の像が形成される位置、すなわち、結像点の位置にイメージセンサ２１０を移動させることにより、被写体に合焦させることができる。合焦状態を維持するためには、結像点の移動に追従するように、イメージセンサ２１０を移動させればよい。したがって、追尾は、結像点の移動に追従するように、イメージセンサ２１０を移動させることにより行われる。結像点の位置と撮像面の位置とのずれ量は、デフォーカス量として検出される。したがって、追尾制御部２５０ａは、デフォーカス量に基づいて、イメージセンサ２１０の移動を制御し、合焦状態を維持する。
【０１２７】
図９は、イメージセンサの移動による追尾制御の概念図である。
【０１２８】
図９（Ａ）は、被写体Ａが位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動して、結像点の位置Ｒ２がイメージセンサ２１０の可動範囲Ｗの端部に到達した場合を示している。追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達するまで、追尾を実施する。すなわち、デフォーカス量に基づいて、イメージセンサ２１０の移動を制御し、合焦状態を維持させる。
【０１２９】
図９（Ｂ）は、被写体Ａが位置Ｐ２から更に位置Ｐ３に移動して、結像点の位置Ｒ３がイメージセンサ２１０の可動範囲Ｗの端部を超えて移動した場合を示している。イメージセンサ２１０が、可動範囲Ｗの端部に到達すると、以後は、追尾不能となる。追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達すると、追尾を終了する。追尾を終了すると、追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる。
【０１３０】
イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる際、追尾制御部２５０ａは、デフォーカス量の変化に応じた移動速度でイメージセンサ２１０を移動させる。イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させると、焦点状態が変化するので、不自然な画像になるおそれがある。しかし、デフォーカス量の変化に応じた移動速度でイメージセンサ２１０を移動させることにより、画像に違和感を与えることなくイメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に戻すことができる。ここでは、デフォーカス量が変化する速度とほぼ同じ速度（同じ速度ないし実質的に同じ速度）でイメージセンサ２１０を移動させて、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる。すなわち、結像点の移動速度と同じ速度でイメージセンサ２１０を移動させて、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる。
【０１３１】
以下、追尾制御の経時的な処理について説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするため、イメージセンサ２１０の可動範囲が一定の場合を例に説明する。
【０１３２】
図１０は、経時的な追尾制御の概念図である。
【０１３３】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。
【０１３４】
同図に示すように、合焦すると、追尾が開始される。すなわち、基準位置Ｒ０に位置するイメージセンサ２１０の撮像面上に結像点が位置すると、追尾が開始される。イメージセンサ２１０の撮像面上に結像点が位置すると、デフォーカス量は零となる。したがって、デフォーカス量が零となった段階で追尾が開始される。
【０１３５】
図１０に示す例では、時刻ｔ０で初めて合焦している。したがって、時刻ｔ０から追尾が開始される。図１０に示すように、時刻ｔ０で合焦後、イメージセンサ２１０の移動が開始する。イメージセンサ２１０は、結像点の移動に追従して移動する。これにより、合焦状態が維持される。
【０１３６】
イメージセンサ２１０は、可動範囲内で移動する。図１０に示す例では、時刻ｔ０で合焦後、時刻ｔ１でイメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達した場合を示している。この場合、追尾は、一旦終了する。追尾が終了すると、イメージセンサ２１０は、基準位置Ｒ０に復帰する。この際、結像点の移動速度とほぼ同じ速度で移動して、基準位置Ｒ０に復帰する。
【０１３７】
基準位置Ｒ０に復帰すると、イメージセンサ２１０は、再度合焦するまで基準位置Ｒ０で待機する。図１０に示す例では、時刻ｔ２で再度合焦した場合を示している。この場合、時刻ｔ２から追尾が再開される。図１０に示す例では、更に、時刻ｔ３でイメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達し、時刻ｔ４で再度合焦後、時刻ｔ５でイメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達した場合を示している。同図に示すように、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達するたびに、追尾が終了する。追尾が終了すると、イメージセンサ２１０が基準位置Ｒ０に復帰する。イメージセンサ２１０が基準位置Ｒ０に復帰すると、再度合焦するまで待機し、合焦すると、追尾が再開される。
【０１３８】
このように、追尾制御部２５０ａは、合焦すると、追尾を開始し、可動範囲内でイメージセンサ２１０を移動させて、合焦状態を維持させる。一方、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達すると、追尾を終了し、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させて、再度合焦するまで待機させる。
【０１３９】
〔フォーカシング動作検出部〕
フォーカシング動作検出部２５０ｂは、被写体に対するフォーカシング動作を検出する。フォーカシング動作とは、焦点調節機能を備えた撮像レンズの焦点を調節することで被写体に焦点を合わせ込む動作のことである。フォーカシング動作検出部２５０ｂは、位相差ＡＦ処理部２３２で検出されるデフォーカス量に基づいて、フォーカシング動作を検出する。本実施の形態では、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する。すなわち、合焦近傍の位置で撮像レンズのフォーカスレンズによる焦点調節の速度が緩められた場合にフォーカシング動作が行われたと認定し、これを検出する。一般に被写体に焦点を合わせ込む場合、撮影者は、合焦近傍で速度を緩めて微調整する。合焦近傍の位置で焦点調節の速度が緩められたことを検出することにより、適切にフォーカシング動作を検出できる。したがって、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲は、合焦する位置の近傍の範囲に設定される。
【０１４０】
〔可動範囲切替部〕
可動範囲切替部２５０ｃは、フォーカシング動作検出部２５０ｂの検出結果に基づいて、イメージセンサ２１０の可動範囲を切り替える。切り替えは、第１の可動範囲と第２の可動範囲との間で行われる。第１の可動範囲は、狭い可動範囲であり、第２の可動範囲は、広い可動範囲である。したがって、第１の可動範囲から第２の可動範囲に切り替えることにより、イメージセンサ２１０の可動範囲は拡大される。一方、第２の可動範囲から第１の可動範囲に切り替えることにより、イメージセンサ２１０の可動範囲は縮小される。第２の可動範囲は、たとえば、イメージセンサ移動駆動部２２０によって移動できる最大の範囲に設定される。一方、第１の可動範囲は、第２の可動範囲よりも狭い範囲に設定される。
【０１４１】
追尾の機能がオンされると、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ２１０の可動範囲を第１の可動範囲に設定する。その後、フォーカシング動作検出部２５０ｂでフォーカシング動作が検出されると、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサの可動範囲を第１の可動範囲から第２の可動範囲に切り替える。これにより、可動範囲が拡大される。
【０１４２】
イメージセンサ２１０の可動範囲が拡大された後、すなわち、第２の可動範囲に切り替えられた後、被写体の追尾が不能になると、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ２１０の可動範囲を第１の可動範囲に切り替える。これにより、拡大前の元の状態に戻される。
【０１４３】
図１１は、可動範囲の切り替えの概念図である。
【０１４４】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。また、符号Ｗ１は、第１の可動範囲を示し、符号Ｗ２は、第２の可動範囲を示している。同図に示すように、第２の可動範囲Ｗ２は、第１の可動範囲Ｗ１よりも広く設定されている。
【０１４５】
上記のように、フォーカシング動作検出部２５０ｂでフォーカシング動作が検出されると、第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替えられる。フォーカシング動作検出部２５０ｂは、被写体に合焦する位置の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する。デフォーカス量の変動速度は、結像点の移動速度と同義である。したがって、図１１では、結像点の移動軌跡Ｌ１の傾きが、デフォーカス量の変動速度となる。被写体に合焦する位置は、イメージセンサ２１０の位置（より正確には撮像面の位置）である。したがって、イメージセンサ２１０の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する。前後一定の範囲は、イメージセンサ２１０の近傍の範囲である。図１１に示す例では、第１の可動範囲Ｗ１と同じ範囲に設定している。したがって、図１１に示す例では、第１の可動範囲Ｗ１でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になると、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替わる。閾値は、焦点を微調整する際の速度を考慮して設定される。
【０１４６】
図１１に示す例では、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ４において、被写体に合焦している。
【０１４７】
１回目及び２回目の合焦（時刻ｔ１及びｔ２での合焦）では、フォーカシング動作が検出されていないため、イメージセンサ２１０の可動範囲が、第１の可動範囲Ｗ１に維持されている。すなわち、合焦近傍でのデフォーカス量の変動速度が閾値を超えているため、フォーカシング動作とは認められず、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１に維持されている。
【０１４８】
３回目の合焦（時刻ｔ４での合焦）では、フォーカシング動作が検出されたため、イメージセンサ２１０の可動範囲が、第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に拡大されている。すなわち、合焦近傍でのデフォーカス量の変動速度が閾値以下となっているため、フォーカシング動作が行われたと認識されて、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に拡大されている。図１１に示す例では、時刻ｔ３の段階でフォーカシング動作と認識され、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に拡大されている。
【０１４９】
図１１に示すように、可動範囲を拡大した後は、拡大された可動範囲内でイメージセンサ２１０が移動して、被写体が追尾される。
【０１５０】
図１１に示す例では、時刻ｔ５で追尾が不能になっている。すなわち、イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達し、以後の追尾が不能になっている。
【０１５１】
図１１に示すように、追尾が不能になると、拡大した可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。すなわち、第１の可動範囲Ｗ１に戻される。
【０１５２】
なお、追尾が不能になると、イメージセンサ２１０は基準位置Ｒ０に復帰するので、基準位置Ｒ０に復帰後、可動範囲を第１の可動範囲Ｗ１に切り替える構成としてもよい。
【０１５３】
このように、イメージセンサ２１０の可動範囲は、フォーカシング動作が検出されると拡大され、拡大後、追尾が不能になると縮小される。
【０１５４】
［作用］
次に、上記のように構成される本実施の形態のデジタルカメラ１の作用（合焦制御方法）について説明する。
【０１５５】
《追尾》
イメージセンサ２１０を移動させて行う被写体の追尾は、追尾機能がオンされた場合に実施される。上記のように、追尾機能をオン、オフする機能は、ファンクションボタンの一つに割り当てることができる。この他、メニュー画面で追尾機能をオン、オフすることができる。
【０１５６】
図１２は、追尾機能がオンされた場合の追尾制御の処理手順を示すフローチャートである。
【０１５７】
撮影者は、フォーカスリング１６を操作して、マニュアルで焦点調節を行う。追尾制御部２５０ａは、位相差ＡＦ処理部２３２の出力に基づいて、合焦したか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０１５８】
追尾制御部２５０ａは、合焦したと判定すると、追尾を開始する（ステップＳ１２）。すなわち、位相差ＡＦ処理部２３２で検出されるデフォーカス量に基づいて、イメージセンサ２１０の移動を制御し、合焦状態を維持させる。
【０１５９】
追尾制御は、イメージセンサ２１０の可動範囲内で実施される。イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達すると、追尾は終了する。追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ位置検出部２２２の検出結果に基づいて、イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【０１６０】
イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達していないと判定すると、追尾制御部２５０ａは、追尾終了の指示の有無を判定する（ステップＳ１７）。追尾は、追尾機能がオフされると、終了が指示される。また、デジタルカメラ１の電源がオフされた場合も同様に終了が指示される。終了が指示されると、処理を終了する。終了が指示されない限り、追尾を継続する。
【０１６１】
一方、イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達したと判定すると、追尾制御部２５０ａは、追尾を終了する（ステップＳ１４）。終了後、追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる（ステップＳ１５）。
【０１６２】
この後、追尾制御部２５０ａは、追尾終了の指示の有無を判定する（ステップＳ１６）。終了が指示されると、処理を終了する。一方、終了指示がないと判定すると、ステップＳ１１に戻り、合焦したか否かを判定する。合焦した場合は、追尾を再開する。
【０１６３】
このように、本実施の形態のデジタルカメラ１では、合焦すると、追尾が開始され、合焦状態を維持するように、イメージセンサ２１０の移動が制御される。これにより、マニュアルでの焦点合わせする際、ユーザーを適切にサポートでき、高精度に焦点合わせできる。特に、動いている被写体に対して高精度に焦点合わせできる。
【０１６４】
また、追尾が不能になった場合は、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる。これにより、追尾を再開する際に追従性を向上させることができる。また、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる際、デフォーカス量の変化に応じた移動速度でイメージセンサ２１０を移動させて、基準位置Ｒ０に復帰させる。これにより、画像に違和感を与えることなくイメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させることができる。
【０１６５】
《可動範囲の切り替え》
図１３は、イメージセンサの可動範囲の切替制御の処理手順を示すフローチャートである。
【０１６６】
追尾機能がオンされると、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ２１０の可動範囲を第１の可動範囲Ｗ１に設定する（ステップＳ２１）。
【０１６７】
その後、可動範囲切替部２５０ｃは、フォーカシング動作検出部２５０ｂの出力に基づいて、フォーカシング動作の有無を判定する（ステップＳ２２）。ここで、フォーカシング動作検出部２５０ｂは、イメージセンサ２１０の前後一定の範囲内でデフォーカス量の変動速度が閾値以下になったことを検出して、フォーカシング動作を検出する。
【０１６８】
フォーカシング動作なし、と判定すると、可動範囲切替部２５０ｃは、追尾終了の指示の有無を判定する（ステップＳ２６）。終了の指示あり、と判定すると、処理を終了する。一方、終了の指示なし、と判定すると、ステップＳ２２に戻り、再度、フォーカシング動作の有無を判定する。
【０１６９】
ステップＳ２２において、フォーカシング動作あり、と判定すると、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ２１０の可動範囲を第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替える（ステップＳ２３）。これにより、イメージセンサ２１０の可動範囲が拡大される。
【０１７０】
この後、可動範囲切替部２５０ｃは、追尾不能か否かを判定する（ステップＳ２４）。被写体の追尾は、イメージセンサ２１０の可動範囲内で実施される。イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部まで移動すると、以後の追尾は不能となる。可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ位置検出部２２２の検出結果に基づいて、イメージセンサ２１０が可動範囲の端部に到達したか否かを判定する。そして、イメージセンサ２１０が可動範囲の端部に到達したと判定すると、追尾不能と判定する。
【０１７１】
ステップＳ２４において、追尾不能ではない、と判定すると、可動範囲切替部２５０ｃは、追尾終了の指示の有無を判定する（ステップＳ２５）。終了の指示あり、と判定すると、処理を終了する。一方、終了の指示なし、と判定すると、ステップＳ２４に戻り、再度、追尾不能か否かを判定する。
【０１７２】
ステップＳ２４において、追尾不能と判定すると、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ２１０の可動範囲を第２の可動範囲Ｗ２から第１の可動範囲Ｗ１に切り替える（ステップＳ２１）。これにより、イメージセンサ２１０の可動範囲が縮小される。この後、再度、フォーカシング動作の有無を判定する（ステップＳ２２）。フォーカシング動作が検出された場合は、イメージセンサ２１０の可動範囲を第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替える。
【０１７３】
このように、本実施の形態のデジタルカメラ１では、フォーカシング動作が行われると、イメージセンサ２１０の可動範囲が自動的に拡大される。フォーカシング動作を行うのは、撮影者が被写体に焦点を合わせようとしている場合である。したがって、この場合にイメージセンサ２１０の可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大させることにより、撮影者による焦点合わせの操作を適切にサポートできる。一方、撮影者が交換レンズ１０を操作した場合であっても、その操作が被写体に焦点を合わせ込もうとする操作ではない場合、可動範囲は変更されず、一定に維持される。フォーカシング動作ではない場合にイメージセンサ２１０の可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大すると、撮影者の意図に沿わない結果となる。すなわち、たとえば、撮影者が、ボケの状態を確認するために交換レンズ１０を操作した場合、広い範囲で被写体を追尾すると、本来の目的であるボケの状態を確認できなくなる。したがって、フォーカシング動作ではない場合は、可動範囲を変えずに維持することにより、撮影者の意図に沿った動作ができる。
【０１７４】
［変形例］
《可動範囲の切り替えの変形例》
〈可動範囲を縮小させる条件の他の例〉
上記実施の形態では、イメージセンサ２１０の可動範囲を拡大した場合において、被写体の追尾が不能になると、縮小して元の可動範囲（第１の可動範囲）に戻す構成としている。イメージセンサ２１０の可動範囲を拡大した場合において、縮小して元の可動範囲に戻す態様は、これに限定されるものではない。この他、被写体の結像点の位置がイメージセンサ２１０の可動範囲から一定以上離れた場合に縮小して元の可動範囲に戻す構成としてもよい。
【０１７５】
図１４は、結像点の位置が可動範囲から一定以上離れた場合に可動範囲を切り替える場合の時系列での処理の手順を示す概念図である。
【０１７６】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。また、符号Ｗ１は、第１の可動範囲を示し、符号Ｗ２は、第２の可動範囲を示している。
【０１７７】
同図に示す例では、時刻ｔ１において、フォーカシング動作が検出され、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替えられている。
【０１７８】
その後、時刻ｔ２において、イメージセンサ２１０が可動範囲（第２の可動範囲Ｗ２）の端部に到達し、追尾不能になっている。本態様では、追尾不能になっても、可動範囲は直ぐには縮小されず、結像点の位置が可動範囲から一定以上離れると縮小される。具体的には、結像点の位置が、可動範囲の端部から距離δ離れると、可動範囲が縮小される。図１４に示す例では、時刻ｔ３において、結像点の位置が、可動範囲の端部から距離δ離れている。このため、時刻ｔ３において、可動範囲が縮小されている。
【０１７９】
このように、被写体の結像点の位置がイメージセンサ２１０の可動範囲から一定以上離れた場合に縮小して元の可動範囲に戻す構成としてもよい。なお、距離δについては、追尾の制御態様等に応じて、適宜設定できる。
【０１８０】
〈可動範囲を拡大した場合に拡大状態を維持する例〉
上記実施の形態では、可動範囲を拡大した場合に一定の条件で元の範囲に戻しているが、撮影者の意志に応じて、拡大した状態を維持するようにしてもよい。たとえば、追尾の動作モードとして、追尾範囲拡大モードを用意する。当該モードが選択された場合、可動範囲切替部２５０ｃは、イメージセンサ２１０の可動範囲を一度拡大すると、以後の切り替え動作を停止する。
【０１８１】
図１５は、追尾範囲拡大モードが選択された場合の時系列での処理の手順を示す概念図である。
【０１８２】
追尾範囲拡大モードをオン、オフする機能は、たとえば、ファンクションボタンの一つに割り当てることができる。この場合、当該機能が割り当てられたファンクションボタンが、モード切替部として機能する。この他、メニュー画面で追尾範囲拡大モードのオン、オフを設定する構成とすることができる。
【０１８３】
同図に示す例では、時刻ｔ１において、フォーカシング動作が検出され、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替えられている。
【０１８４】
その後、時刻ｔ２において、イメージセンサ２１０が可動範囲（第２の可動範囲Ｗ２）の端部に到達し、追尾不能になっている。本態様では、追尾不能になっても、可動範囲は縮小されず、拡大状態が維持されている。
【０１８５】
このように、追尾範囲拡大モードがオンされると、可動範囲が拡大された場合に以後の切り替え動作が停止される。すなわち、一度イメージセンサ２１０の可動範囲が拡大されると、以後継続して拡大された状態が維持される。これにより、撮影者の意図を適切に制御に反映できる。
【０１８６】
《可動範囲の変形例》
拡大する前のイメージセンサ２１０の可動範囲は零とすることもできる。この場合、フォーカシング動作が検出されると、可動範囲が設定される。
【０１８７】
図１６は、フォーカシング動作が検出された場合にのみ可動範囲が設定される場合の時系列での切り替えの処理の手順を示す概念図である。
【０１８８】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。可動範囲は、零とＷとの間で切り替わる。
【０１８９】
図１６に示す例では、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ４において、被写体に合焦している。
【０１９０】
１回目及び２回目の合焦（時刻ｔ１及びｔ２での合焦）では、フォーカシング動作が検出されていないため、イメージセンサ２１０の可動範囲が零に維持されている。
【０１９１】
３回目の合焦（時刻ｔ４での合焦）では、フォーカシング動作が検出されたため、時刻ｔ３の段階で可動範囲が零からＷに切り替えられている。すなわち、可動範囲が拡大されている。
【０１９２】
図１６に示すように、可動範囲を拡大した後は、拡大された可動範囲内でイメージセンサ２１０が移動して、被写体が追尾される。
【０１９３】
図１６に示す例では、時刻ｔ５で追尾が不能になっている。追尾が不能になると、拡大した可動範囲が縮小され、元の範囲に戻される。すなわち、可動範囲が零に戻される。
【０１９４】
なお、追尾が不能になると、イメージセンサ２１０は基準位置Ｒ０に復帰するので、基準位置Ｒ０に復帰後、可動範囲を零に切り替える構成としてもよい。
【０１９５】
このように、フォーカシング動作が検出されると、可動範囲が設定され、追尾できるように構成してもよい。なお、本例での零には、実質的に零とみなせる範囲が含まれる。
【０１９６】
《追尾制御の変形例》
上記実施の形態のデジタルカメラでは、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達すると、追尾を終了し、イメージセンサ２１０を基準位置Ｒ０に復帰させる構成としている。追尾制御の態様は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達すると、追尾を終了し、再度合焦するまでイメージセンサ２１０を端部の位置で待機させる構成としてもよい。この場合、待機中に再度合焦すると、追尾を再開する。
【０１９７】
図１７は、本実施の形態のデジタルカメラにおける経時的な追尾制御の概念図である。ここでは、説明を簡単にするため、イメージセンサ２１０の可動範囲が一定の場合を例に説明する。
【０１９８】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。
【０１９９】
同図に示すように、合焦すると、追尾が開始される。すなわち、基準位置Ｒ０に位置するイメージセンサ２１０の撮像面上に結像点が位置すると、追尾が開始される。
【０２００】
図１７に示す例では、時刻ｔ０で初めて合焦している。したがって、時刻ｔ０から追尾が開始される。図１７に示すように、時刻ｔ０で合焦後、イメージセンサ２１０の移動が開始する。イメージセンサ２１０は、結像点の移動に追従して移動する。これにより、合焦状態が維持される。
【０２０１】
イメージセンサ２１０は、可動範囲内で移動する。図１７に示す例では、時刻ｔ０で合焦後、時刻ｔ１でイメージセンサ２１０が、可動範囲Ｗの一方の端部Ｅ−に到達した場合を示している。この場合、追尾は、一旦終了する。追尾が終了すると、イメージセンサ２１０は、その端部Ｅ−の位置で停止し、再度合焦するまで待機する。
【０２０２】
図１７に示す例では、時刻ｔ２で再度合焦した場合を示している。この場合、時刻ｔ２から追尾が再開される。図１７に示す例では、更に、時刻ｔ３でイメージセンサ２１０が、可動範囲Ｗの一方の端部Ｅ−に到達し、時刻ｔ４で再度合焦後、時刻ｔ５でイメージセンサ２１０が、可動範囲Ｗの他方の端部Ｅ＋に到達した場合を示している。また、時刻ｔ６で再度合焦後、時刻ｔ７でイメージセンサ２１０が、可動範囲Ｗの他方の端部Ｅ＋に到達した場合を示している。同図に示すように、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達するたびに、追尾が終了する。追尾が終了すると、イメージセンサ２１０は、その端部の位置で停止し、再度合焦するまで待機する。そして、再度合焦すると、追尾が再開される。
【０２０３】
このように、追尾制御部２５０ａは、合焦すると、追尾を開始し、可動範囲内でイメージセンサ２１０を移動させて、合焦状態を維持させる。一方、イメージセンサ２１０が可動範囲Ｗの端部に到達すると、追尾を終了し、再度合焦するまで、その端部の位置で待機させる。
【０２０４】
図１８は、追尾制御の処理手順を示すフローチャートである。
【０２０５】
撮影者は、フォーカスリング１６を操作して、マニュアルで焦点調節を行う。追尾制御部２５０ａは、位相差ＡＦ処理部２３２の出力に基づいて、合焦したか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【０２０６】
追尾制御部２５０ａは、合焦したと判定すると、追尾を開始する（ステップＳ３２）。すなわち、位相差ＡＦ処理部２３２で検出されるデフォーカス量に基づいて、イメージセンサ２１０の移動を制御し、合焦状態を維持させる。
【０２０７】
追尾は、イメージセンサ２１０の可動範囲内で実施される。イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達すると、追尾は終了する。追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達したか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【０２０８】
イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達していないと判定すると、追尾制御部２５０ａは、追尾終了の指示の有無を判定する（ステップＳ３７）。終了が指示されると、処理を終了する。終了が指示されない限り、追尾を継続する。
【０２０９】
一方、イメージセンサ２１０が、可動範囲の端部に到達したと判定すると、追尾制御部２５０ａは、追尾を終了する（ステップＳ３４）。終了後、追尾制御部２５０ａは、イメージセンサ２１０を端部の位置で待機させる（ステップＳ３５）。
【０２１０】
この後、追尾制御部２５０ａは、追尾終了の指示の有無を判定する（ステップＳ３６）。終了が指示されると、処理を終了する。一方、終了指示がないと判定すると、ステップＳ３１に戻り、合焦したか否かを判定する。合焦した場合は、追尾を再開する。
【０２１１】
このように、本実施の形態のデジタルカメラ１では、合焦すると、追尾が開始され、合焦状態を維持するように、イメージセンサ２１０の移動が制御される。これにより、マニュアルで焦点合わせする際、ユーザーを適切にサポートでき、高精度に焦点合わせできる。特に、動いている被写体を高精度に焦点合わせできる。
【０２１２】
また、追尾が不能になった場合は、イメージセンサ２１０を可動範囲Ｗの端部の位置で停止させて待機させる。これにより、合焦状態を回復しやすくできる。すなわち、合焦状態に戻す距離を短くできるので、早期に合焦状態に回復させることができる。
【０２１３】
なお、上記の例では、説明を簡単にするため、イメージセンサ２１０の可動範囲を一定としているが、可動範囲を拡大した場合において、追尾不能になった場合は、イメージセンサ２１０を基準位置に復帰させる構成とする。あるいは、縮小した可動範囲の端部の位置で待機させる構成とする。
【０２１４】
一方、追尾の動作モードとして、上記の追尾範囲拡大モードを備えている場合において、追尾範囲拡大モードをオンした場合は、可動範囲の端部の位置で待機させる構成とすることが好ましい。これにより、合焦状態に戻す距離を短くできるので、早期に合焦状態に回復させることができる。
【０２１５】
図１９は、追尾範囲拡大モードが選択された場合の時系列での処理の手順を示す概念図である。
【０２１６】
同図に示す例では、時刻ｔ３でフォーカシング動作が検出され、可動範囲が第１の可動範囲Ｗ１から第２の可動範囲Ｗ２に切り替えられている。その後、時刻ｔ４でイメージセンサ２１０が可動範囲（第２の可動範囲Ｗ２）の端部に到達し、追尾不能になっている。しかし、追尾範囲拡大モードがオンであるため、可動範囲は縮小されず、拡大状態が維持されている。
【０２１７】
また、図１９に示す例では、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ４でイメージセンサ２１０が可動範囲の端部に到達し、追尾が不能になっている。イメージセンサ２１０は、可動範囲の端部の位置に到達すると停止し、その位置で待機する。これにより、早期に合焦状態に回復させることができる。
【０２１８】
《追尾開始の条件の変形例》
〈ほぼ合焦したと認められる場合に追尾を開始する例〉
上記実施の形態では、被写体に合焦すると、追尾を開始する構成としているが、追尾を開始する条件は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、ほぼ合焦したと認められる状態に達した場合にも追尾を開始するように構成してもよい。ほぼ合焦したと認められる状態とは、たとえば、デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下の場合である。すなわち、ほぼ合焦に近い状態が一定時間継続して保たれた場合である。このような場合は、合焦したものとみなして、追尾を開始するようにしてもよい。
【０２１９】
メインモニタ１０４又は電子ビューファインダ１０８を使用して焦点調節する場合において、メインモニタ１０４及び電子ビューファインダ１０８の解像度が低い場合、正確に焦点合わせすることは難しい。
【０２２０】
そこで、検出されるデフォーカス量が一定時間継続して閾値以下の場合、合焦したとみなして、追尾を開始する。デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下であれば、合焦に近い状態にあると認められるので、その場合は、合焦したものとみなして、追尾を開始する。
【０２２１】
図２０は、デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下の場合に合焦したとみなして追尾する場合の経時的な処理の概念図である。ここでは、説明を簡単にするため、イメージセンサ２１０の可動範囲が一定の場合を例に説明する。
【０２２２】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。
【０２２３】
デフォーカス量の閾値をεとする。閾値ε以下の状態が時間ΔＴ継続した場合に合焦したとみなして、追尾を開始する。
【０２２４】
図２０に示す例では、最初に時刻ｔ０でデフォーカス量が閾値ε以下となっている。しかし、時間ΔＴを経過する前に時刻ｔ１でデフォーカス量が閾値εを超えている。このため、デフォーカス量が閾値ε以下になっても合焦したとはみなされていない。
【０２２５】
図２０に示す例では、時刻ｔ２で再び閾値ε以下となっている。時刻ｔ２以降は、継続してデフォーカス量が閾値ε以下に保たれている。このため、時間ΔＴが経過した時刻ｔ３の段階で追尾が開始されている。
【０２２６】
追尾が開始されると、イメージセンサ２１０が結像点に向けて移動し、合焦する。合焦後は、可動範囲内でイメージセンサ２１０が移動し、合焦状態が維持される。
【０２２７】
このように、デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下の場合に合焦したとみなして、追尾を開始する。これにより、利便性を向上できる。特に、解像度（分解能）の低いメインモニタ１０４又は電子ビューファインダ１０８を使用して焦点合わせする場合、正確に合焦させることが難しい場合がある。このような場合であっても、合焦近傍に焦点合わせされた場合は、追尾が行われるので、撮影者の意図を適切に制御に反映させることができる。
【０２２８】
この他、上記条件に加えて、デフォーカス量の変化量が一定時間継続して閾値以下の場合に合焦したとみなして、追尾を開始する構成としてもよい。すなわち、デフォーカス量が一定時間継続して第１の閾値以下であり、かつ、デフォーカス量の変化量が一定時間継続して第２の閾値以下の場合に合焦したとみなして、追尾を開始する。デフォーカス量が一定時間継続して一定値以下（第１の閾値以下）、かつ、デフォーカス量の変化量が一定時間継続して一定値以下（第２の閾値以下）の状態とは、合焦付近でフォーカスレンズがほとんど変化しない状態のことである。すなわち、合焦付近で焦点調節がほぼ行われなくなった状態である。この場合、合焦したとみなして、追尾を開始する。これにより、ほぼ合焦に近い状態から追尾を開始させることができる。これにより、利便性を向上できる。
【０２２９】
なお、当該機能をユーザーが任意にオン、オフできる構成としてもよい。すなわち、合焦とみなす機能をユーザーが任意にオン、オフできる機能を備えてもよい。当該機能のオン、オフは、たとえば、メニュー画面で設定する構成とする。
【０２３０】
〈フォーカシング動作が検出された場合に追尾を開始する例〉
フォーカシング動作が検出された場合に追尾開始する構成としてもよい。この場合、イメージセンサ２１０の可動範囲が拡大されると同時（ほぼ同時を含む）に追尾が開始される。
【０２３１】
図２１は、フォーカシング動作がされた場合に追尾を開始する場合の経時的な処理の概念図である。
【０２３２】
同図において、符号Ｌ１は、結像点の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ２１０の移動軌跡を示している。
【０２３３】
図２１には、時刻ｔｘでフォーカシング動作が検出された場合の例が示されている。同図に示すように、可動範囲が縮小された状態において、フォーカシング動作が検出されると、可動範囲が拡大される。これと同時に追尾が開始される。この場合、合焦前に追尾が開始されるので、結像点に向けてイメージセンサ２１０が移動する。すなわち、早期に合焦するように、イメージセンサ２１０が移動する。合焦後は、可動範囲内でイメージセンサ２１０が結像点に追従して移動し、合焦状態が維持される。
【０２３４】
このように、フォーカシング動作が検出された場合に追尾を開始することにより、早期に合焦させることができる。また、フォーカシング動作に連動して、追尾が開始されるので、撮影者の意図に沿った制御を行うことができる。
【０２３５】
《追尾機能を自動でオン、オフする例》
上記実施の形態では、手動で追尾機能のオン、オフを切り替える構成としているが、追尾機能の切り替えを自動化してもよい。たとえば、マニュアルフォーカスが選択された場合に自動で追尾機能をオンする構成としてもよい。この他、カメラ本体１００が、交換レンズ１０と通信できない場合に自動的に追尾機能をオンする構成にしてもよい。カメラ本体１００が交換レンズ１０と通信できない場合とは、カメラ制御部２５０が、レンズ制御部３０と通信できない場合であり、交換レンズ１０にレンズ制御部３０が備えられていない場合などが該当する。カメラ本体１００が交換レンズ１０と通信できない場合、通常、焦点合わせはマニュアルで行われる。したがって、このような場合に自動的に追尾機能をオンすることにより、撮影者の意図に沿って制御を実現できる。
【０２３６】
《イメージセンサの可動範囲》
イメージセンサ２１０の可動範囲は、イメージセンサ移動駆動部２２０の機械的な作動範囲内で任意に設定される。たとえば、イメージセンサ移動駆動部２２０が、ピエゾアクチュエータで構成される場合、そのピエゾアクチュエータの機械的な作動範囲内でイメージセンサ２１０の可動範囲が任意に設定される。可動範囲を広くとるほどＡＦの作動範囲を広くとれる。
【０２３７】
なお、上記実施の形態のデジタルカメラのように、メインモニタ１０４又は電子ビューファインダ１０８を使用して焦点調節する場合、メインモニタ１０４及び電子ビューファインダ１０８の解像度を考慮して、拡大した場合の可動範囲（第２の可動範囲）を設定することが好ましい。メインモニタ１０４及び電子ビューファインダ１０８の解像度が、イメージセンサ２１０の解像度に比べて低い場合、メインモニタ１０４及び電子ビューファインダ１０８で調整可能な精度には限界がある。したがって、メインモニタ１０４及び電子ビューファインダ１０８では、調整できない範囲をイメージセンサ２１０の移動でカバーできるように、その可動範囲を設定することが好ましい。具体的には、メインモニタ１０４及び電子ビューファインダ１０８の画素ピッチ以上の可動範囲を確保することが好ましい。これにより、解像度の低いメインモニタ１０４又は電子ビューファインダ１０８を使用して焦点調節する場合であっても、目的とする被写体に精度よく合焦させることができる。
【０２３８】
《イメージセンサの基準位置》
上記実施の形態では、イメージセンサ２１０の基準位置を可動範囲の中央に設定しているが、基準位置として設定する位置は、これに限定されるものではない。たとえば、可動範囲の中央よりも被写体側（前側）の位置に基準位置を設定してもよいし、また、像面側（後側）の位置に基準位置を設定してもよい。また、ユーザーが、任意に設定できる構成としてもよい。なお、上記のように、可動範囲の中央に基準位置を設定することにより、追従性を向上できる。
【０２３９】
また、上記実施の形態では、フランジバックの位置に基準位置を設定しているが、フランジバックと異なる位置に設定してもよい。なお、上記のように、フランジバックの位置に基準位置を設定することにより、基準位置で合焦した際に交換レンズ１０の光学性能を最大限に発揮させることができる。
【０２４０】
また、基準位置が可変する構成とすることもできる。たとえば、過去の被写体の合焦時のイメージセンサ２１０の位置情報を参照して、基準位置を適宜切り替える構成とすることができる。また、被写体に応じて、基準位置を適宜切り替える構成とすることもできる。たとえば、被写体の移動方向等に応じて、適宜切り替える構成とすることができる。たとえば、一方向に移動する被写体については、結像点の移動方向と反対方向に基準位置を設定する。
【０２４１】
《焦点検出部》
上記実施の形態では、イメージセンサ２１０の撮像面２１２に備えられた位相差検出画素２１８の出力に基づいてデフォーカス量を検出する構成としているが、デフォーカス量を検出する手段は、これに限定されるものではない。パッシブ方式、アクティブ方式等の公知の焦点検出手段を使用できる。
【０２４２】
また、上記実施の形態では、位相差検出画素をｘ方向に沿って一定の間隔で配置しているが、ｙ方向に沿って一定の間隔で配置してもよい。また、ｘ方向及びｙ方向に沿って一定の間隔で配置してもよい。
【０２４３】
また、上記実施の形態では、画面中央に設定されたＡＦエリアにのみ位相差検出画素を配置しているが、位相差検出画素を配置する領域は、これに限定されるものではない。画面全体に配置する構成としてもよい。
【０２４４】
《イメージセンサ移動駆動部》
上記実施の形態では、ピエゾアクチュエータを使用して、イメージセンサ２１０を光軸Ｌに沿って移動させる構成としているが、イメージセンサ移動駆動部の構成は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、リニアモータ、送りネジ機構等の公知の直動式の駆動機構を採用して、イメージセンサ２１０を光軸Ｌに沿って移動させることができる。
【０２４５】
《撮像部》
上記実施の形態では、本発明を単板式のデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明は多板式のカメラにも適用できる。
【０２４６】
図２２は、３板式のデジタルカメラに本発明適用する場合の一例を示す図である。
【０２４７】
同図に示すように、３板式のデジタルカメラは、撮像部に色分解プリズム３１０、及び、３つのイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂを備える。
【０２４８】
色分解プリズム３１０は、入射面３１０ａに入射した光をＲ（Red）光、Ｇ（Green）光及びＢ（Blue）光の３色の光に分解する。分解された３色の光は、それぞれＲ光出射面３１０ｒ、Ｇ光出射面３１０ｇ、Ｂ光出射面３１０ｂから出射される。
【０２４９】
３つのイメージセンサは、Ｒ光を受光するイメージセンサ２１０Ｒと、Ｇ光を受光するイメージセンサ２１０Ｇと、Ｂ光を受光するイメージセンサ２１０Ｂと、で構成される。
【０２５０】
Ｒ光を受光するイメージセンサ２１０Ｒは、Ｒ光出射面３１０ｒに対向して配置され、Ｒ光出射面３１０ｒから出射されるＲ光を受光する。
【０２５１】
Ｇ光を受光するイメージセンサ２１０Ｇは、Ｇ光出射面３１０ｇに対向して配置され、Ｇ光出射面３１０ｇから出射されるＧ光を受光する。
【０２５２】
Ｂ光を受光するイメージセンサ２１０Ｂは、Ｂ光出射面３１０ｂに対向して配置され、Ｂ光出射面３１０ｂから出射されるＢ光を受光する。
【０２５３】
３つのイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、それぞれ色分解プリズム３１０の入射面３１０ａからの光路長が同じになる位置に配置される。
【０２５４】
３つのイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、図示しないホルダを介して、色分解プリズム３１０に一体的に取り付けられる。色分解プリズム３１０にイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂが一体化されたユニットを撮像ユニット３３０とする。イメージセンサ移動駆動部２２０ｘは、撮像ユニット３３０を光軸Ｌに沿って前後移動させる。また、イメージセンサ位置検出部２２２ｘは、基準位置に対する撮像ユニット３３０の位置を検出する。
【０２５５】
《撮像レンズ》
上記実施の形態では、フォーカスレンズを光軸に沿って前後移動させて焦点調節しているが、撮像レンズの焦点調節機構は、これに限定されるものではない。この他、液体レンズ、液晶レンズ等をフォーカスレンズとして利用することもできる。液体レンズ及び液晶レンズでは、屈折率変化を利用して、焦点調節する。
【０２５６】
また、上記実施の形態では、フォーカスレンズをリニアモータ等のアクチュエータで駆動する構成としているが、カム機構、ヘリコイドギア等を用いて手動で移動させる構成としてもよい。
【０２５７】
《撮像装置》
上記実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、ビデオカメラ、テレビカメラ、シネマカメラ等にも適用でき、更に、撮像機能を備えた電子機器（たとえば、携帯電話、スマートフォン、タブレットパソコン、ノートパソコン等）にも同様に適用できる。
【０２５８】
また、上記実施の形態では、レンズ交換式のデジタルカメラに本発明を適用した場合を例に説明したが、撮像レンズがカメラ本体に一体的に組み込まれたカメラにも同様に適用できる。
【０２５９】
《その他》
上記実施の形態では、追尾制御部等をマイクロコンピュータで構成しているが、これらの機能を実現するためのハードウェア的な構成は、これに限定されるものではない。各種のプロセッサで構成できる。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理を行う処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ、ＦＰＧＡ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるＰＬＤ（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）、ＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
【０２６０】
一つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの一つで構成されていてもよいし、同種又は異種の二つ以上のプロセッサで構成されていてもよい。たとえば、複数のＦＰＧＡで構成されてもよいし、ＣＰＵ及びＦＰＧＡの組み合わせで構成されてもよい。
【０２６１】
また、複数の処理部を一つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を一つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント、サーバなどのコンピュータに代表されるように、一つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組合せで一つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（ＳｏＣ：System On Chip）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を一つのＩＣチップ（ＩＣ：Integrated Circuit）で実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを一つ以上用いて構成される。
【０２６２】
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路である。
【符号の説明】
【０２６３】
１  デジタルカメラ
１０  交換レンズ
１２  鏡筒
１４  レンズ操作部
１６  フォーカスリング
１８  絞りリング
２０  フォーカスレンズ
２２  フォーカスレンズ駆動部
２４  フォーカスレンズ位置検出部
２６  絞り
２８  絞り駆動部
３０  レンズ制御部
３０ａ  フォーカスレンズ駆動制御部
３０ｂ  絞り駆動制御部
１００  カメラ本体
１０２  マウント
１０４  メインモニタ
１０４ａ  ＬＣＤドライバ
１０６  サブモニタ
１０６ａ  ＬＣＤドライバ
１０８  電子ビューファインダ（ＥＶＦ）
１０８ａ  ＬＣＤドライバ
１１０  カメラ操作部
１１１  感度ダイヤル
１１２  消去ボタン
１１３  電源レバー
１１４  シャッターボタン
１１５  ドライブボタン
１１６  サブモニタ照明ボタン
１１７  シャッタースピードダイヤル
１１８  再生ボタン
１１９  フロントコマンドダイヤル
１２０  リアコマンドダイヤル
１２１  フォーカスレバー
１２２  クイックメニューボタン
１２３  メニュー／ＯＫボタン
１２４  セレクターボタン
１２５  表示／ＢＡＣＫボタン
１２６  第１ファンクションボタン
１２７  第２ファンクションボタン
１２８  第３ファンクションボタン
１２９  第４ファンクションボタン
１３０  第５ファンクションボタン
２１０  イメージセンサ
２１０Ｂ  イメージセンサ
２１０Ｇ  イメージセンサ
２１０Ｒ  イメージセンサ
２１２  撮像面
２１４  ＡＦエリア
２１６  通常画素
２１８  位相差検出画素
２１８Ａ  第１位相差検出画素
２１８Ｂ  第２位相差検出画素
２２０  イメージセンサ移動駆動部
２２０ｘ  イメージセンサ移動駆動部
２２２  イメージセンサ位置検出部
２２２ｘ  イメージセンサ位置検出部
２２４  イメージセンサ駆動部
２２６  アナログ信号処理部
２２８  ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）
２３０  デジタル信号処理部
２３２  位相差ＡＦ処理部
２３４  メモリカードインタフェース
２３６  メモリカード
２５０  カメラ制御部
２５０ａ  追尾制御部
２５０ｂ  フォーカシング動作検出部
２５０ｃ  可動範囲切替部
３１０  色分解プリズム
３１０ａ  入射面
３１０ｂ  Ｂ光出射面
３１０ｇ  Ｇ光出射面
３１０ｒ  Ｒ光出射面
３３０  撮像ユニット
Ａ  被写体
Ｅ  端部
Ｌ  光軸
Ｌ１  結像点の移動軌跡
Ｌ２  イメージセンサの移動軌跡
Ｒ０  イメージセンサの基準位置
Ｗ  イメージセンサの可動範囲
Ｗ１  イメージセンサの第１の可動範囲
Ｗ２  イメージセンサの第２の可動範囲
Ｓ１１〜Ｓ１７  追尾機能がオンされた場合の追尾制御の処理手順
Ｓ２１〜Ｓ２６  イメージセンサの可動範囲の切替制御の処理手順
Ｓ３１〜Ｓ３７  追尾制御の処理手順
【図１】
2019058974.tif 000003
【図２】
2019058974.tif 000004
【図３】
2019058974.tif 000005
【図４】
2019058974.tif 000006
【図５】
2019058974.tif 000007
【図６】
2019058974.tif 000008
【図７】
2019058974.tif 000009
【図８】
2019058974.tif 000010
【図９】
2019058974.tif 000011
【図１０】
2019058974.tif 000012
【図１１】
2019058974.tif 000013
【図１２】
2019058974.tif 000014
【図１３】
2019058974.tif 000015
【図１４】
2019058974.tif 000016
【図１５】
2019058974.tif 000017
【図１６】
2019058974.tif 000018
【図１７】
2019058974.tif 000019
【図１８】
2019058974.tif 000020
【図１９】
2019058974.tif 000021
【図２０】
2019058974.tif 000022
【図２１】
2019058974.tif 000023
【図２２】
2019058974.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月14日(2020.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本態様によれば、イメージセンサを移動させることで、被写体を追尾できる。ここで、追尾とは、被写体に合焦させ続けること、すなわち、合焦状態を維持することを意味する。イメージセンサは、その可動範囲内で被写体を追尾できる。したがって、イメージセンサの可動範囲が追尾可能範囲となる。イメージセンサの可動範囲は、フォーカシング動作の有無によって、自動的に切り替えられる。切り替えは、可動範囲切替部によって行われる。可動範囲切替部は、フォーカシング動作が検出されると、イメージセンサの可動範囲を拡大する。フォーカシング動作とは、焦点調節機能を備えた撮像レンズの焦点を調節することで被写体に焦点を合わせ込む動作のことである。このため、フォーカシング動作は、デフォーカス量の変化に基づいて検出される。フォーカシング動作を行うのは、撮影者が撮像レンズの焦点を調節し被写体に焦点を合わせようとしている場合である。したがって、この場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大させることにより、撮影者による焦点合わせの操作を適切にサポートできる。一方、撮影者が撮像レンズを操作した場合であっても、その操作が被写体に焦点を合わせ込もうとする操作ではない場合は、可動範囲は変更されず、一定に維持される。フォーカシング動作ではない場合にイメージセンサの可動範囲を拡大させて、追尾可能範囲を拡大すると、撮影者の意図に沿わない結果となる。すなわち、たとえば、撮影者が、ボケの状態を確認するために撮像レンズを操作した場合、広い範囲で被写体を追尾すると、本来の目的であるボケの状態を確認できなくなる。したがって、フォーカシング動作ではない場合は、可動範囲を変えずに維持することにより、撮影者の意図に沿った動作ができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
（２４）フォーカシング動作が検出された場合に、イメージセンサの可動範囲を拡大するステップは、イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、上記（２１）から（２３）のいずれか一の撮像装置の合焦制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
【図１】デジタルカメラの一実施形態を示す正面斜視図
【図２】デジタルカメラの一実施形態を示す背面斜視図
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図
【図４】イメージセンサの概略構成を示す図
【図５】撮像面の一部を拡大した図
【図６】撮像面に備えられる各画素の概略構成を示す図
【図７】カメラ制御部及びレンズ制御部が実現する機能のブロック図
【図８】イメージセンサの移動による焦点合わせの概念図
【図９】イメージセンサの移動による追尾制御の概念図
【図１０】経時的な追尾制御の概念図
【図１１】可動範囲の切り替えの概念図
【図１２】追尾機能がオンされた場合の追尾制御の処理手順を示すフローチャート
【図１３】イメージセンサの可動範囲の切替制御の処理手順を示すフローチャート
【図１４】結像点の位置が可動範囲から一定以上離れた場合に可動範囲を切り替える場合の時系列での処理の手順を示す概念図
【図１５】追尾範囲拡大モードが選択された場合の時系列での処理の手順を示す概念図
【図１６】フォーカシング動作が検出された場合にのみ可動範囲が設定される場合の時系列での切り替えの処理の手順を示す概念図
【図１７】デジタルカメラにおける経時的な追尾制御の概念図
【図１８】追尾制御の処理手順を示すフローチャート
【図１９】追尾範囲拡大モードが選択された場合の時系列での処理の手順を示す概念図
【図２０】デフォーカス量が一定時間継続して閾値以下の場合に合焦したとみなして追尾する場合の経時的な処理の概念図
【図２１】フォーカシング動作がされた場合に追尾を開始する場合の経時的な処理の概念図
【図２２】３板式のデジタルカメラに本発明を適用する場合の一例を示す図
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４６】
図２２は、３板式のデジタルカメラに本発明を適用する場合の一例を示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２４】
前記フォーカシング動作が検出された場合に、前記イメージセンサの可動範囲を拡大するステップは、前記イメージセンサの可動範囲を零から一定の範囲に拡大させる、
請求項２１から２３のいずれか１項に記載の撮像装置の合焦制御方法。
【国際調査報告】
2019058974.tif 000025
2019058974.tif 000026
2019058974.tif 000027
2019058974.tif 000028