(57)【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、
前記光学系の異なる領域を通過する光束に基づく一対の像信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記撮像部により出力された前記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を検出するコントラスト検出部と、
前記像信号の位相差に基づいて、前記光学系による像の合焦位置からのずれ量を検出するずれ量検出部と、
前記光学系による像が合焦していることを、撮影者に報知する報知部と、
前記像信号の位相差または前記像のコントラストに基づいて、前記ずれ量の信頼性を評価する信頼性評価部と、
前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動することで、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節部と、
前記報知部および前記焦点調節部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ずれ量の信頼性が、第１の閾値以上である場合には、前記ずれ量に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系を駆動させ、前記ずれ量の信頼性が、前記第１の閾値未満である場合には、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系のスキャン駆動を行なわせるとともに、
前記制御部は、前記ずれ量の信頼性が、前記第１の閾値以上であり、かつ、前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上である場合には、前記光学系の焦点状態が合焦状態となった場合に、前記報知部に合焦状態にあることの報知を行なわせ、前記ずれ量の信頼性が、前記第１の閾値未満であり、かつ、前記第１の閾値よりも低い第３の閾値以上である場合には、前記ずれ量が小さくなる方向を、前記スキャン駆動の駆動方向として決定す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、
前記制御部は、前記焦点調節光学系のスキャン駆動中に算出された前記ずれ量の信頼性が、低下する傾向にあると判断した場合に、前記スキャン駆動の駆動方向を反転させ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、
前記制御部は、信頼性が前記第１の閾値以上であるずれ量が検出された場合には、前記焦点調節光学系のスキャン駆動を禁止す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、位相差を用いて光学系による像面のずれ量を検出し、検出したずれ量の信頼性が所定値以下である場合に、焦点調節光学系のスキャン駆動を行う技術が知られている。（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１０２２１４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、焦点調節光学系のスキャン駆動を決められた駆動方向に向かって行うものであるため、スキャン駆動の駆動方向が合焦位置と逆方向である場合には、スキャン動作に要する時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、焦点検出に要する時間を短縮することが可能な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）と、前記光学系の異なる領域を通過する光束に基づく一対の像信号の位相差を検出する位相差検出部（２１）と、前記撮像部により出力された前記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を検出するコントラスト検出部（２１）と、前記像信号の位相差に基づいて、前記光学系による像の合焦位置からのずれ量を検出するずれ量検出部と、前記光学系による像が合焦していることを、撮影者に報知する報知部（２６）と、前記像信号の位相差または前記像のコントラストに基づいて、前記ずれ量の信頼性を評価する信頼性評価部（２１）と、前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動することで、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節部（３６）と、前記報知部および前記焦点調節部を制御する制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記ずれ量の信頼性が、第１の閾値以上である場合には、前記ずれ量に基づいて、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系を駆動させ、前記ずれ量の信頼性が、前記第１の閾値未満である場合には、前記焦点調節部に前記焦点調節光学系のスキャン駆動を行なわせるとともに、前記制御部は、前記ずれ量の信頼性が、前記第１の閾値以上であり、かつ、前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上である場合には、前記光学系の焦点状態が合焦状態となった場合に、前記報知部に合焦状態にあることの報知を行なわせ、前記ずれ量の信頼性が、前記第１の閾値未満であり、かつ、前記第１の閾値よりも低い第３の閾値以上である場合には、前記ずれ量が小さくなる方向を、前記スキャン駆動の駆動方向として決定す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、前記焦点調節光学系（３２）のスキャン駆動中に算出された前記ずれ量の信頼性が、低下する傾向にあると判断した場合に、前記スキャン駆動の駆動方向を反転させるように構成することができる。
【００１０】
［３］上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部（２１）は、信頼性が前記第１の閾値以上であるずれ量が検出された場合には、前記焦点調節光学系（３２）のスキャン駆動を禁止するように構成することができる。
【００１１】
［４］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】
【００１２】
本発明によれば、焦点検出に要する時間を短縮することができる。
【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における焦点検出位置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は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。
【図５】図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図である。
【図６】図６は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図７（Ｂ）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８】図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係るカメラの動作例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、ステップＳ１０８の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、および絞り３４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、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。
【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。
【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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、記録媒体であるメモリ２４に記録される。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。なお、撮像素子２２の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
操作部２８は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ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や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカスレンズ３２の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードである。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ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。
【００２８】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図６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６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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、焦点検出位置として選択することもできる。
【００３５】
図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図５（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ａと、半円形状の光電変換部２２２２ａとから構成され、図７（Ａ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ａが形成されている。また、焦点検出画素２２２ｂは、図５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ｂと、光電変換部２２２２ｂとから構成され、図７（Ｂ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ｂが形成されている。そして、これら焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、図３に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００３６】
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。
【００３７】
また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
【００３８】
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。
【００３９】
図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３４の測距瞳３４１，３４２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−２，ＡＢ２−２をそれぞれ受光していることを示している。なお、図８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８に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３４１，３４２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
【００４０】
ここで、射出瞳３４とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３４１，３４２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。
【００４１】
なお、図８において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３４１，３４２の並び方向と一致している。
【００４２】
また、図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３４上に投影され、その投影形状は測距瞳３４１，３４２を形成する。
【００４３】
すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３４上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３４１，３４２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
【００４４】
図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１ａ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ａ−２の光電変換部２２２２ａ−２は測距瞳３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ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。
【００４５】
また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズ２２２１ｂ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ｂ−２の光電変換部２２２２ｂ−２は測距瞳３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４６】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３４１と測距瞳３４２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３４１と測距瞳３４２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
【００４７】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。
【００４８】
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。
【００４９】
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し、これを積算して焦点電圧を検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し、それぞれを積算して焦点電圧を検出することでも求めることができる。
【００５０】
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。
【００５１】
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９は、本実施形態に係るカメラ１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。また、以下においては、ワンショットモード、すなわち、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が選択されている場面を例示して説明を行なう。
【００５２】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１による、スルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ２６による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子２２により露光動作が行なわれ、カメラ制御部２１により、撮像画素２２１の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部２１は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路２５に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ２６に表示される。そして、これにより、接眼レンズ２７を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５３】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたかどうかの判断が行なわれる。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に進む。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、シャッターレリーズボタンの半押しされるまで、ステップＳ１０２を繰り返す。すなわち、シャッターレリーズボタンが半押しされるまで、スルー画像の生成・表示が繰り返し実行される。
【００５４】
ステップＳ１０３では、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処理が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行われる。すなわち、まず、撮像素子２２により、撮影光学系からの光束の受光が行われ、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素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が行われる。この場合、撮影者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部２１は、読み出され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、３つの焦点検出画素列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。
【００５５】
また、ステップＳ１０３において、カメラ制御部２１は、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。本実施形態において、カメラ制御部２１は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて、デフォーカス量の信頼性を「高」、「中」、「低」、および「測距不能」の４段階で評価する。具体的には、カメラ制御部２１は、以下に説明するように、デフォーカス量の信頼性を評価することができる。
【００５６】
すなわち、カメラ制御部２１は、一対の像データの一致度が高く、デフォーカス量の信頼性が、第１の判定値以上である場合には、該デフォーカス量は精度が高く、該デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動した場合に、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動することが期待できるものと判断し、デフォーカス量の信頼性を「高」と評価することができる。
【００５７】
また、カメラ制御部２１は、デフォーカス量の信頼性が、第１の判定値未満であり、かつ、第１の判定値よりも小さい第２の判定値以上である場合には、該デフォーカス量の精度は、デフォーカス量の信頼性が「高」である場合よりも高くはないが、該デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動した場合に、フォーカスレンズ３２を合焦位置を含む合焦位置近傍まで駆動することが期待できるものと判断し、デフォーカス量の信頼性を「中」と評価することができる。
【００５８】
さらに、カメラ制御部２１は、デフォーカス量の信頼性が、第２の判定値未満であり、かつ、第２の判定値よりも小さい第３の判定値以上である場合には、該デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動した場合に、フォーカスレンズ３２を合焦位置近傍まで駆動することは期待できないが、該デフォーカス量に基づいて、合焦位置が存在する方向は検出することが期待できるものと判断し、デフォーカス量の信頼性を「低」と評価することができる。
【００５９】
加えて、カメラ制御部２１は、デフォーカス量の信頼性が、第３の判定値未満である場合には、該デフォーカス量に基づいて、合焦位置が位置する方向を検出することも期待できないものと判断して、デフォーカス量の信頼性を「測距不能」と評価することができる。
【００６０】
なお、デフォーカス量を評価する際に用いられる第１の判定値、第２の判定値、および第３の判定値は、デフォーカス量の信頼性について、上述した評価が行えるように、設定されるものである。また、第１の判定値、第２の判定値、および第３の判定値は、予め設定された固有の値としてもよいし、あるいは、デフォーカス量の大きさに応じて異なる値としてもよい。例えば、第１の判定値、第２の判定値、および第３の判定値を、デフォーカス量の大きさに応じて異なる値とする場合には、デフォーカス量の大きさが小さいほど、これら第１の判定値、第２の判定値、および第３の判定値を大きい値にすることができる。
【００６１】
なお、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出およびデフォーカス量の評価は、このカメラ１の動作が行われている間、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００６２】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、デフォーカス量の信頼性が「高」であるか否かの判断が行われる。デフォーカス量の信頼性が「高」であると判断された場合は、ステップＳ１１６に進み、一方、デフォーカス量の信頼性が「高」ではないと判断された場合は、ステップＳ１０５に進む。
【００６３】
ステップＳ１０４で、デフォーカス量の信頼性が「高」であると判断された場合は、ステップＳ１１６に進み、ステップＳ１１６において、カメラ制御部２１により、スキャン動作を禁止する処理が行われる。なお、スキャン動作の詳細については、後述する。
【００６４】
そして、ステップＳ１１７では、カメラ制御部２１により、算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が開始され、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。次いで、ステップＳ１１８において、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、ステップＳ１１７で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の駆動が行われる。なお、デフォーカス量の算出と同様に、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動量の算出も、所定の間隔で繰り返し実行され、フォーカスレンズ３２の駆動中においても、新たに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の駆動が指示される。
【００６５】
このように、本実施形態では、ステップＳ１０３で開始されたデフォーカス量の算出が、所定の間隔で繰り返し行われ、新たに算出されたデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」である場合には、この信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動量が新たに算出され、新たに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が駆動される。一方、デフォーカス量の算出を開始した後に、新たに算出されたデフォーカス量の信頼性が「低」または「測距不可」である場合には、スキャン動作の実行も、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動量の算出も行われず、既に算出されている信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２の駆動が継続される。
【００６６】
ステップＳ１１９では、カメラ制御部２１により、デフォーカス量の絶対値が、所定値以下であるか否かの判断が行われる。ここで、この所定値は、デフォーカス量の絶対値が該所定値以下であれば、合焦位置が合焦範囲内にあるものと判断することができる値であり、絞り値などに応じて設定される値である。デフォーカス量の絶対値が所定値よりも大きいと判断された場合は、合焦位置が合焦範囲内にないものと判断し、ステップＳ１１９に戻り、デフォーカス量の絶対値が所定値以下となるまで、デフォーカス量の算出と、算出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ３２の駆動が繰り返し行われる。一方、デフォーカス量の絶対値が所定値以下であると判断された場合は、合焦位置が合焦範囲内にあるものと判断し、ステップＳ１２０に進む。
【００６７】
フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、光学系の焦点状態が合焦状態となったものと判断され、ステップＳ１２０において、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップＳ１２１に進み、合焦ロック（フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する処理）が行なわれる。なお、ステップＳ１２０における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ２６により行われる。また、合焦表示を行なう際には、位相差検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
【００６８】
このように、デフォーカス量の信頼性が「高」と判断された場合には、スキャン動作が禁止された後に、デフォーカス量の絶対値が所定値以下となるまで、デフォーカス量の算出と、算出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ３２の駆動が繰り返し行われる。そして、デフォーカス量の絶対値が所定値以下となった場合には（ステップＳ１１９＝Ｙｅｓ）、信頼性が「高」であるデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２が合焦位置まで駆動され、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了した後に、合焦表示が行われる。
【００６９】
また、ステップＳ１０４でデフォーカス量の信頼性が「高」ではないと判断された場合には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、デフォーカス量の信頼性が「中」であるか否かの判断が行われる。デフォーカス量の信頼性が「中」であると判断された場合は、ステップＳ１１０に進み、一方、デフォーカス量の信頼性が「中」ではないと判断された場合は、ステップＳ１０６に進む。
【００７０】
ステップＳ１１０〜Ｓ１１３では、ステップＳ１１６〜１１９と同様に処理が行われる。すなわち、スキャン動作の禁止処理が行われた後（ステップＳ１１０）、デフォーカス量が所定値以下となるまで、ステップＳ１０３で開始されたデフォーカス量の算出が繰り返し行われ、算出されたデフォーカス量に基づくレンズ駆動量の演算（ステップＳ１１１）と、算出されたレンズ駆動量に基づくレンズ駆動(ステップＳ１１２)とが繰り返し行われる。そして、デフォーカス量が所定値以下であると判断された場合（ステップＳ１１３＝Ｙｅｓ）に、ステップＳ１１４に進む。
【００７１】
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の駆動を停止する処理が行われ、次いで、ステップＳ１１５では、カメラ制御部２１により、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出されたか否かの判断が行われる。信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出された場合は、ステップＳ１２０に進み、合焦表示が行なわれたのち、合焦ロック（フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する処理）が行なわれる。一方、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出されていない場合は、ステップＳ１１５を繰り返し、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出されるまで、デフォーカス量の算出処理が繰り返し行われる。
【００７２】
このように、デフォーカス量の信頼性が「中」と判断された場合には、デフォーカス量が所定値以下となるまで、デフォーカス量の算出と、算出されたデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ３２の駆動とが繰り返し行われ、デフォーカス量が所定値以下（ステップＳ１１３＝Ｙｅｓ）となった場合には、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出されるまで、合焦表示を行うことなく、フォーカスレンズ３２の駆動が停止される。そして、信頼性が「高」であるデフォーカス量が検出された場合に、合焦表示が行われ、信頼性が「高」であるデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２が合焦位置まで駆動される。
【００７３】
また、ステップＳ１０５において、デフォーカス量の信頼性が「中」ではないと判断された場合は、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、デフォーカス量の信頼性が「低」であるか否かの判断が行われる。デフォーカス量の信頼性が「低」であると判断された場合は、ステップＳ１０７に進み、一方、デフォーカス量の信頼性が「低」ではないと判断された場合は、ステップＳ１０８に進む。
【００７４】
ステップＳ１０７では、カメラ制御部２１により、スキャン動作における、フォーカスレンズ３２の駆動方向を決定する処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、デフォーカス量の信頼性が「低」である場合には、該デフォーカス量が小さくなる方向に合焦位置が存在するものと判断し、デフォーカス量が小さくなる方向を、スキャン動作におけるスキャン駆動の駆動方向として決定する。
【００７５】
ステップＳ１０８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３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。以下においては、図１０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１０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。
【００７６】
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３７にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を光軸Ｌ１に沿ってスキャン駆動させる。なお、デフォーカス量の信頼性が「低」であると判断され、上述したステップＳ１０７において、スキャン駆動の駆動方向が決定されている場合は、決定された方向に、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動を行う。一方、ステップＳ１０７においてスキャン駆動の駆動方向が決定されていない場合は、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動を、予め設定された方向、たとえば、無限端から至近端に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端から無限端に向かって行なってもよい。なお、ステップＳ１０７においてスキャン駆動の駆動方向が決定されない場合のスキャン駆動の駆動方向は、たとえば、カメラ制御部２１のメモリに記憶しておいてもよいし、レンズ制御部３７のメモリに記憶しておいてもよい。
【００７７】
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。
【００７８】
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Ｓ２０７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「低」または「測距不能」と評価された場合には、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。
【００７９】
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Ｓ２１４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。
【００８０】
ステップＳ２０４では、カメラ制御部２１により、スキャン動作において算出されたデフォーカス量の信頼性が低下傾向にあるか否かの判断が行われる。たとえば、カメラ制御部２１は、スキャン動作の開始後に算出された所定数のデフォーカス量の信頼性が、連続して低下している場合には、スキャン動作が開始されてから算出されたデフォーカス量の信頼性が、低下傾向にあるものと判断することができる。デフォーカス量の信頼性が低下傾向であると判断された場合は、ステップＳ２０５に進み、一方、デフォーカス量の信頼性が低下傾向ではないと判断された場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００８１】
ステップＳ２０５では、カメラ制御部２１により、スキャン駆動の駆動方向を逆方向に反転させるための指令が、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。これにより、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２の駆動方向が逆方向に反転され、今までの駆動方向とは逆方向に向かって、フォーカスレンズ３２の駆動が行われる。
【００８２】
ステップＳ２０６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〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ２１８に進む。
【００８３】
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Ｓ２０７に進み、ステップＳ２０７〜Ｓ２１３において、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。
【００８４】
すなわち、まず、ステップＳ２０７において、カメラ制御部２１により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ２０８に進み、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。
【００８５】
そして、ステップＳ２０９では、ステップＳ２０２において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、レンズ駆動モータ３６に送出される。そして、レンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。
【００８６】
なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間においても、制御部２１は、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、制御部２１は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動させる。
【００８７】
ステップＳ２１０では、ステップＳ１１９と同様に、デフォーカス量の絶対値が所定値以下であるか否かの判断が行われ、デフォーカス量の絶対値が所定値以下である場合は、ステップＳ２１１に進み、一方、デフォーカス量の絶対値が所定値よりも大きい場合は、ステップＳ２１０を繰り返す。そして、続くステップＳ２１１では、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出されたか否かの判断が行われ、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出された場合は、信頼性が「高」であるデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２が合焦位置まで駆動され、ステップＳ２１２に進む。一方、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出されていないと判断された場合は、信頼性が「高」であるデフォーカス量が算出されるまで、ステップＳ２１１を繰り返す。
【００８８】
そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ２１２において、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップＳ２１３に進み、合焦ロック（フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する処理）が行なわれる。なお、ステップＳ２１２における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ２６により行われる。また、合焦表示を行なう際には、位相差検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
【００８９】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ２０６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Ｓ２１４に進み、ステップＳ２１４〜Ｓ２１７において、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、フォーカスレンズ３２の駆動動作が行なわれる。
【００９０】
すなわち、まず、ステップＳ２１４において、カメラ制御部２１により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ２１５に進み、上述したステップＳ２０９と同様に、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。
【００９１】
そして、ステップＳ２１６に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる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なう際には、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止することが好適である。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。
【００９２】
そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ２１７に進み、合焦表示が行なわれ、次いで、ステップＳ２１３に進み、合焦ロック（フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する処理）が行なわれる。なお、ステップＳ２１７における合焦表示は、たとえば、電子ビューファインダ２６により行われる。また、合焦表示を行なう際には、コントラスト検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。
【００９３】
なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップＳ２０２〜Ｓ２０６を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップＳ２０２〜Ｓ２０６を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かを判断した（ステップＳ２０２）後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う（ステップＳ２０３）ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。
【００９４】
一方、ステップＳ２０６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Ｓ２１８に進む。ステップＳ２１８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、次いで、ステップＳ２１９に進み、合焦不能表示が行なわれる。合焦不能表示は、たとえば、電子ビューファインダ２６により行われる。
【００９５】
そして、ステップＳ２２０に進み、カメラ制御部２１により、シャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされた状態が継続しているか否かの判定が行なわれる。シャッターレリーズボタンが半押しされている場合はステップＳ２２１に進み、シャッターレリーズボタンの半押しされていない場合は、ステップＳ２２３に進む。
【００９６】
ステップＳ２２０において、シャッターレリーズボタンが半押しされていると判定された場合には、ステップＳ２２１に進み、上述したステップＳ２０３と同様に、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。その結果、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Ｓ２２２に進み、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれた後、ステップＳ２０９に進み、ステップＳ２０９〜Ｓ２１３において、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。一方、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合には、ステップＳ２２０に戻り、シャッターレリーズボタンが半押しされている状態が継続している間、ステップＳ２２０、Ｓ２２１を繰り返し実行する。なお、この場合においては、フォーカスレンズ３２は、停止した状態であるため、コントラスト検出方式による焦点検出は実行されず、位相差検出方式による焦点検出のみが行われることとなる。
【００９７】
一方、ステップＳ２２０において、シャッターレリーズボタンが半押しされていないと判定された場合には、ステップＳ２２３に進み、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれる。
【００９８】
このように、デフォーカス量の信頼性が「低」と判断された場合は、該デフォーカス量に基づいて、スキャン駆動の駆動方向が決定され、決定された駆動方向にフォーカスレンズ３２のスキャン駆動が行われる。そして、スキャン動作の結果、位相差検出方式により、信頼性が「高」または「中」であるデフォーカス量が算出された場合には、スキャン駆動を停止し、信頼性が「高」または「中」であ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。また、スキャン動作の結果、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出された場合には、スキャン駆動を停止し、検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ３２が駆動される。また、デフォーカス量の信頼性が「測距不能」と判断された場合は、予め設定された所定の方向にスキャン駆動が行われ、スキャン動作が行われる。
【００９９】
以上のように、本実施形態では、デフォーカス量の信頼性が「低」であると判断された場合には、信頼性が「低」であるデフォーカス量が小さくなる方向を、スキャン駆動の駆動方向として決定し、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動を行う。これにより、たとえば、被写体が至近側に存在する場合に、無限遠側にスキャン駆動を行わせることなく、至近側にスキャン駆動を行わせることができるため、スキャン動作に要する時間を短縮することができ、その結果、焦点検出に要する時間を短縮することができる。また、本実施形態では、合焦位置が存在する方向に向かって、スキャン駆動を行わせることで、スキャン動作による撮影画像のぼけを低減することができ、使用感を向上させることができる。さらに、本実施形態では、デフォーカス量の信頼性が低い場合でも、デフォーカス量の信頼性が「低」である場合には、デフォーカス量に基づいて、スキャン駆動の駆動方向を決定することができるため、スキャン駆動の駆動方向を決定するためのウォブリング動作を省くことができ、スキャン動作に要する時間をより短縮することができる。
【０１００】
また、本実施形態では、スキャン動作中に、デフォーカス量の信頼性が低下する傾向にあるか否かを判断し、デフォーカス量の信頼性が低下する傾向にあると判断した場合には、被写体が存在する方向と反対方向にスキャン駆動が行われているものと判断し、スキャン駆動の駆動方向を逆方向に反転させる。これにより、本実施形態では、たとえば、被写体が至近側に存在する場合に、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動が無限遠側に向かって行われている場合には、フォーカスレンズ３２の駆動方向を逆方向に反転させ、被写体が存在する至近側に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させることができるため、スキャン動作に要する時間をより短縮することができる。
【０１０１】
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。
【０１０２】
例えば、上述した実施形態では、シャッターレリーズボタンが半押しされた後に算出されたデフォーカス量の信頼性を判断する構成を例示したが、シャッターレリーズボタンが半押しされる前に算出されたデフォーカス量の信頼性を判断する構成としてもよい。この場合、たとえば、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出された所定回数分のデフォーカス量、または、シャッターレリーズボタンが半押しされる所定時間前に算出されたデフォーカス量を読み出して、読み出されたデフォーカス量の信頼性を、過去に遡って判断する構成としてもよい。また、シャッターレリーズボタンの半押し前に算出された所定数（所定時間前）のデフォーカス量を読み出し、読み出されたデフォーカス量のうち、信頼性が最も高いデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動量を算出する構成としてもよい。さらに、シャッターレリーズボタンの半押し前に、レンズ駆動量も算出する構成としてもよい。
【０１０３】
また、上述した実施形態では、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにおいて、位相差検出方式による焦点状態の検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、位相差検出方式による焦点状態の検出を行う焦点検出モジュールを、撮像素子２２とは独立して設ける構成としてもよい。
【０１０４】
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、一眼レフデジタルカメラ、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】
【０１０５】
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
２４…メモリ
２８…操作部
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】
0005776210.tif 000002
【図２】
0005776210.tif 000003
【図３】
0005776210.tif 000004
【図４】
0005776210.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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