(57)【要約】  簡易な構成にて目標被写体に合焦させ続けることを可能にする合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、撮像装置を提供する。デジタルカメラは、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を含む撮像素子５と、第一の範囲に設定されるフォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御部１１ｂと、上記の複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、移動許可範囲制御部１１ｂにより制御された移動許可範囲内でフォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御部１１ｃと、を備える。
2017057104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部と、
前記第一の範囲に設定される前記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御部と、
前記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、前記移動許可範囲制御部により制御された移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御部と、を備える合焦制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記複数の信号検出部は、前記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、
前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出部を更に備え、
前記レンズ駆動制御部は、前記位相差量に基づいて前記移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させ、
前記移動許可範囲制御部は、前記位相差量に基づいてフォーカスレンズが移動される前の前記フォーカスレンズの第一の位置と、前記位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分が大きいほど、前記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の合焦制御装置であって、
前記移動許可範囲制御部は、前記第一の位置を起点とする光軸方向の前後の範囲を前記移動許可範囲として設定し、更に、前記目標合焦位置が前記第一の位置よりも前記撮像光学系の光軸方向の一方の方向側にある状態が閾値回以上連続する場合には、前記移動許可範囲のうち前記第一の位置よりも前記一方の方向側の範囲を、前記第一の位置よりも前記光軸方向の他方の方向側の範囲よりも大きくする合焦制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記撮像光学系の被写界深度の情報を取得する被写界深度情報取得部を更に備え、
前記移動許可範囲制御部は、前記情報に基づく被写界深度が浅いほど、前記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の合焦制御装置であって、
前記撮像光学系は絞りを含み、
前記被写界深度情報取得部は、前記絞りの絞り値を前記被写界深度の情報として取得する合焦制御装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の合焦制御装置であって、
前記撮像光学系は焦点距離を変更するためのズームレンズを含み、
前記被写界深度情報取得部は、前記撮像光学系の焦点距離を前記被写界深度の情報として取得する合焦制御装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項記載の合焦制御装置であって、
前記複数の信号検出部は、前記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、
前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出部を更に備え、
前記レンズ駆動制御部は、前記位相差量に基づいて前記移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させ、
前記被写界深度情報取得部は、前記位相差量に基づいて被写体距離を算出し、算出した被写体距離を前記被写界深度の情報として取得する合焦制御装置。
【請求項８】
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、前記撮像画像データに基づいて、前記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、前記目標被写体のみが認識された場合よりも前記移動許可範囲を狭くする合焦制御装置。
【請求項９】
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記撮像光学系による撮像範囲の変化を検出する撮像範囲変化検出部を更に備え、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像範囲変化検出部により検出された撮像範囲の変化の状態に基づいて、前記移動許可範囲を制御する合焦制御装置。
【請求項１０】
請求項９記載の合焦制御装置であって、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像範囲変化検出部により検出された撮像範囲の変化量が範囲閾値以上の場合に、前記撮像範囲の変化量が前記範囲閾値未満の場合よりも前記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の合焦制御装置であって、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像範囲の変化量が前記範囲閾値以上の場合には、前記移動許可範囲を前記第一の範囲にする合焦制御装置。
【請求項１２】
請求項９記載の合焦制御装置であって、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像範囲変化検出部により検出された撮像範囲の変化速度が速度閾値以上の場合に、前記撮像範囲の変化速度が前記速度閾値未満の場合よりも前記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の合焦制御装置であって、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像範囲の変化速度が前記速度閾値以上の場合には、前記移動許可範囲を前記第一の範囲にする合焦制御装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項記載の合焦制御装置と、
前記複数の信号検出部に光を入射するためのフォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるレンズ装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項記載の合焦制御装置を備える撮像装置。
【請求項１６】
第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて前記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、
前記第一の範囲に設定される前記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、
前記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、前記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備える合焦制御方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の合焦制御方法であって、
前記複数の信号検出部は、前記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、
前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出ステップを更に備え、
前記レンズ駆動制御ステップは、前記位相差量に基づいて前記移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させ、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記位相差量に基づいてフォーカスレンズが移動される前の前記フォーカスレンズの第一の位置と、前記位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分が大きいほど、前記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の合焦制御方法であって、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記第一の位置を起点とする光軸方向の前後の範囲を前記移動許可範囲として設定し、更に、前記目標合焦位置が前記第一の位置よりも前記撮像光学系の光軸方向の一方の方向側にある状態が閾値回以上連続する場合には、前記移動許可範囲のうち前記第一の位置よりも前記一方の方向側の範囲を、前記第一の位置よりも前記光軸方向の他方の方向側の範囲よりも大きくする合焦制御方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の合焦制御方法であって、
前記撮像光学系の被写界深度の情報を取得する被写界深度情報取得ステップを更に備え、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記情報に基づく被写界深度が浅いほど、前記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の合焦制御方法であって、
前記撮像光学系は絞りを含み、
前記被写界深度情報取得ステップは、前記絞りの絞り値を前記被写界深度の情報として取得する合焦制御方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の合焦制御方法であって、
前記撮像光学系は焦点距離を変更するためのズームレンズを含み、
前記被写界深度情報取得ステップは、前記撮像光学系の焦点距離を前記被写界深度の情報として取得する合焦制御方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか１項記載の合焦制御方法であって、
前記複数の信号検出部は、前記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、前記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、
前記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、前記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出ステップと、
前記位相差量に基づいて被写体距離を算出する被写体距離算出ステップと、を更に備え、
前記レンズ駆動制御ステップは、前記位相差量に基づいて前記移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させ、
前記被写界深度情報取得ステップは、前記被写体距離算出ステップにより算出された被写体距離を前記被写界深度の情報として取得する合焦制御方法。
【請求項２３】
請求項１６記載の合焦制御方法であって、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、前記撮像画像データに基づいて、前記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、前記目標被写体のみが認識された場合よりも前記移動許可範囲を狭くする合焦制御方法。
【請求項２４】
請求項１６記載の合焦制御方法であって、
前記撮像光学系による撮像範囲の変化を検出する撮像範囲変化検出ステップを更に備え、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像範囲変化検出ステップにより検出された撮像範囲の変化の状態に基づいて、前記移動許可範囲を制御する合焦制御方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の合焦制御方法であって、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像範囲変化検出ステップにより検出された撮像範囲の変化量が範囲閾値以上の場合に、前記撮像範囲の変化量が前記範囲閾値未満の場合よりも前記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の合焦制御方法であって、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像範囲の変化量が前記範囲閾値以上の場合には、前記移動許可範囲を前記第一の範囲にする合焦制御方法。
【請求項２７】
請求項２４記載の合焦制御方法であって、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像範囲変化検出ステップにより検出された撮像範囲の変化速度が速度閾値以上の場合に、前記撮像範囲の変化速度が前記速度閾値未満の場合よりも前記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の合焦制御方法であって、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像範囲の変化速度が前記速度閾値以上の場合には、前記移動許可範囲を前記第一の範囲にする合焦制御方法。
【請求項２９】
第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて前記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、
前記合焦制御方法は、前記第一の範囲に設定される前記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、前記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、前記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備える合焦制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、スマートフォン等の携帯電話機等の撮像機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。【０００３】
これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、コントラストＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）方式又は位相差ＡＦ方式が採用されている。位相差ＡＦ方式は、高速処理が可能なため、撮像素子により被写体を連続して撮像する動画撮像時には特に有効な方式である。【０００４】
撮像装置において、スポーツのように被写体の動きが激しいシーンを撮像する場合には、被写体の動きに追従させて合焦制御を継続的に行う必要がある。【０００５】
特許文献１には、合焦制御を継続的に行うモードにおいて、任意の時点で求めたデフォーカス量と、この時点の直前に求めたデフォーカス量との差が大きい場合には、フォーカスレンズを駆動しないことで、焦点を合わせたい目標被写体以外の被写体に合焦してしまうのを防ぐ撮像装置が記載されている。【０００６】
特許文献２には、合焦位置を決めるために用いるＡＦ評価値の算出対象となるエリアを被写体に自動追尾させるモードと、このエリアを被写体に自動追尾させないモードとを手動で切り替えることのできるシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特開平７−１８１３６７号公報
【特許文献２】日本国特開２０１１−１０９３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術によれば、目標被写体以外の被写体に対して合焦してしまうのを避けることができる。しかし、例えば目標被写体が高速で近づく又は遠ざかる等した場合にはデフォーカス量の変化が大きくなって、目標被写体に対して合焦されなくなり、意図した撮像を行うことができない。【０００９】
特許文献２に記載のシステムは、ＡＦ評価値の算出対象となるエリアを被写体に自動追尾させるモードを搭載しているが、このモードにおける上述した課題については考慮されていない。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成にて目標被写体に合焦させ続けることを可能にする合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、及び撮像装置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】
【００１１】
本発明の合焦制御装置は、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部と、上記第一の範囲に設定される上記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御部と、上記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、上記移動許可範囲制御部により制御された移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御部と、を備えるものである。【００１２】
本発明の合焦制御方法は、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、上記第一の範囲に設定される上記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、上記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、上記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備えるものである。【００１３】
本発明の合焦制御プログラムは、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、上記合焦制御方法は、上記第一の範囲に設定される上記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、上記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、上記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備えるものである。【００１４】
本発明のレンズ装置は、上記合焦制御装置と、上記複数の信号検出部に光を入射するためのフォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるものである。【００１５】
本発明の撮像装置は、上記合焦制御装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成にて目標被写体に合焦させ続けることを可能にする合焦制御装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム、レンズ装置、及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための撮像装置としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。
【図３】図２に示す１つの焦点検出エリア５３の部分拡大図である。
【図４】図３に示す位相差検出用画素５２のみを示した図である。
【図５】位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。
【図６】撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。
【図７】図１に示すシステム制御部１１が合焦制御プログラムを実行することで形成される機能ブロックを示す図である。
【図８】図１に示すシステム制御部１１によるフォーカスレンズの移動許可範囲の制御方法を説明する模式図である。
【図９】図１に示すシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１に示すシステム制御部１１の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すフローチャートで示されるフォーカスレンズの移動許可範囲の制御方法を説明する模式図である。
【図１２】図１に示すシステム制御部１１の変形例であるシステム制御部１１Ａの機能ブロックを示す図である。
【図１３】図１２に示すシステム制御部１１Ａの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１２に示すシステム制御部１１Ａの動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１２に示すシステム制御部１１Ａの動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１に示すシステム制御部１１の変形例であるシステム制御部１１Ｂの機能ブロックを示す図である。
【図１７】図１６に示すシステム制御部１１Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１に示すシステム制御部１１の変形例であるシステム制御部１１Ｃの機能ブロックを示す図である。
【図１９】図１８に示すシステム制御部１１Ｃの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】システム制御部１１Ｃの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図２１】本発明の一実施形態を説明するためのカメラシステムの概略構成を示す図である。
【図２２】本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。
【図２３】図２２に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すデジタルカメラは、焦点調節のためのフォーカスレンズ及びズーム倍率変更のためのズームレンズ等を含む撮像レンズ１と、絞り２と、レンズ制御部４と、レンズ駆動部８と、絞り駆動部９と、を有するレンズ装置４０を備える。
【００２１】
本実施形態において、レンズ装置４０はデジタルカメラ本体に着脱可能なものとして説明するが、デジタルカメラ本体に固定されるものであってもよい。
【００２２】
撮像レンズ１と絞り２は撮像光学系を構成し、撮像光学系はフォーカスレンズを少なくとも含む。このフォーカスレンズは、撮像光学系の焦点を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。
【００２３】
フォーカスレンズが、ＭＯＤ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）端からＩＮＦ（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）端の範囲（すなわち、機械的な駆動限界）で撮像光学系の光軸方向に移動することで焦点調節が行われる。フォーカスレンズが駆動されるＭＯＤ端（撮像光学系に近い側）からＩＮＦ端（撮像光学系から遠い側）の範囲は第一の範囲を構成する。
【００２４】
レンズ装置４０のレンズ制御部４は、デジタルカメラ本体のシステム制御部１１と有線又は無線によって通信可能に構成される。レンズ制御部４は、システム制御部１１からの指令にしたがい、レンズ駆動部８を介して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズやズームレンズを駆動したり、絞り駆動部９を介して絞り２を駆動したりする。
【００２５】
デジタルカメラ本体は、撮像光学系を通して被写体を撮像するＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型イメージセンサ等の撮像素子５と、撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、アナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路７とを備える。アナログ信号処理部６及びアナログデジタル変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。アナログ信号処理部６及びアナログデジタル変換回路７は撮像素子５に内蔵されることもある。
【００２６】
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して撮像素子５を駆動し、レンズ装置４０を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００２７】
システム制御部１１は、プロセッサとＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリとにより構成される。システム制御部１１は、このＲＯＭに記憶された合焦制御プログラムを実行することで、後述する各機能を実現する。
【００２８】
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、アナログデジタル変換回路７から出力される撮像画像信号に対し、補間演算、ガンマ補正演算、及びＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って撮像画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備える。
【００２９】
メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。
【００３０】
図２は、図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の全体構成を示す平面模式図である。
【００３１】
撮像素子５は、一方向である行方向Ｘと行方向Ｘに直交する列方向Ｙに二次元状に配列された多数の画素が配置される受光面５０を有する。この受光面５０には、焦点を合わせる対象となるエリアである焦点検出エリア５３が図２の例では９つ設けられている。
【００３２】
焦点検出エリア５３は、画素として撮像用画素と位相差検出用画素とを含むエリアである。
【００３３】
受光面５０のうち焦点検出エリア５３を除く部分には、撮像用画素だけが配置される。なお、焦点検出エリア５３は、受光面５０に隙間無く設けてあってもよい。
【００３４】
図３は、図２に示す１つの焦点検出エリア５３の部分拡大図である。
【００３５】
焦点検出エリア５３には、画素５１が二次元状に配列されている。各画素５１は、フォトダイオード等の光電変換部と、この光電変換部上方に形成されたカラーフィルタとを含む。
【００３６】
図３では、赤色光を透過するカラーフィルタ（Ｒフィルタ）を含む画素５１（Ｒ画素５１ともいう）には“Ｒ”の文字を付し、緑色光を透過するカラーフィルタ（Ｇフィルタ）を含む画素５１（Ｇ画素５１ともいう）には“Ｇ”の文字を付し、青色光を透過するカラーフィルタ（Ｂフィルタ）を含む画素５１（Ｂ画素５１ともいう）には“Ｂ”の文字を付している。カラーフィルタの配列は受光面５０全体でベイヤ配列となっている。
【００３７】
焦点検出エリア５３では、Ｇ画素５１の一部（図３中の網掛けを付した画素５１）が位相差検出用画素５２となっている。図３の例では、Ｒ画素５１とＧ画素５１を含む画素行のうちの任意の画素行における各Ｇ画素５１と、この各Ｇ画素５１に対して列方向Ｙに最も近い同色のＧ画素５１とが、位相差検出用画素５２となっている。
【００３８】
図４は、図３に示す位相差検出用画素５２のみを示した図である。
【００３９】
図４に示すように、位相差検出用画素５２は、位相差検出用画素５２Ａと位相差検出用画素５２Ｂの２種類の画素を含む。
【００４０】
位相差検出用画素５２Ａは、撮像レンズ１の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部である。
【００４１】
位相差検出用画素５２Ｂは、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部である。
【００４２】
なお、焦点検出エリア５３において、位相差検出用画素５２Ａ，５２Ｂ以外の複数の画素５１は撮像用画素であり、撮像用画素は、撮像レンズ１を通過した上記一対の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する。
【００４３】
各画素５１の光電変換部上方には遮光膜が設けられ、この遮光膜には、光電変換部の受光面積を規定する開口が形成されている。
【００４４】
撮像用画素５１の開口の中心は、撮像用画素５１の光電変換部の中心と一致している。これに対し、位相差検出用画素５２Ａの開口（図４の白抜き部分）の中心は、位相差検出用画素５２Ａの光電変換部の中心に対し右側に偏心している。また、位相差検出用画素５２Ｂの開口（図４の白抜き部分）の中心は、位相差検出用画素５２Ｂの光電変換部の中心に対して左側に偏心している。ここでいう右方向は、図３で示す行方向Ｘの一方の方向であり、左方向は行方向Ｘのもう一方の方向である。
【００４５】
図５は、位相差検出用画素５２Ａの断面構成を示す図である。図５に示すように、位相差検出用画素５２Ａは、開口ｃが光電変換部（ＰＤ）に対して右に偏心している。図５に示すように、光電変換部の片側を遮光膜によって覆うことにより、遮光膜で覆った方向と逆の方向から入射した光を選択的に遮光することができる。
【００４６】
この構成により、任意の行にある位相差検出用画素５２Ａからなる画素群と、この画素群の各位相差検出用画素５２Ａに対して一方向に同一距離で配置された位相差検出用画素５２Ｂからなる画素群とによって、これら２つの画素群の各々によって撮像される像における行方向Ｘの位相差量を検出することができる。
【００４７】
なお、撮像素子５は、撮像レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部とのペアを複数有する構成であればよく、図２〜図５に示した構成に限らない。
【００４８】
例えば、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割して、一方の分割エリアを位相差検出用画素５２Ａとし、他方の分割エリアを位相差検出用画素５２Ｂとした構成であってもよい。
【００４９】
図６は、撮像素子５に含まれる全ての画素を撮像用画素５１とし、各撮像用画素５１を２つに分割した構成を示す図である。
【００５０】
図６の構成では、撮像素子５においてＲフィルタを搭載する撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素Ｒ１と位相差検出用画素Ｒ２としている。また、撮像素子５においてＧフィルタを搭載する撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素Ｇ１と位相差検出用画素Ｇ２としている。更に、撮像素子５においてＢフィルタを搭載する撮像用画素５１を２つに分割し、分割した２つをそれぞれ位相差検出用画素Ｂ１と位相差検出用画素Ｂ２としている。
【００５１】
この構成では、位相差検出用画素Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１がそれぞれ第一の信号検出部となり、位相差検出用画素Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２がそれぞれ第二の信号検出部となる。
【００５２】
第一の信号検出部と第二の信号検出部からは独立に信号を読み出すことができる。そして、第一の信号検出部と第二の信号検出部の信号を加算すると、位相差量のない通常の撮像用信号を得られる。つまり、図６の構成では、全ての画素を、位相差検出用画素と撮像用画素との両方として用いることができる。
【００５３】
図７は、図１に示すシステム制御部１１が合焦制御プログラムを実行することで形成される機能ブロックを示す図である。システム制御部１１は、ＲＯＭに記憶されている合焦制御プログラムを実行することで、位相差検出部１１ａと、移動許可範囲制御部１１ｂと、レンズ駆動制御部１１ｃと、して機能する。
【００５４】
位相差検出部１１ａは、９つの焦点検出エリア５３の中からユーザ操作等により選択された１つの焦点検出エリア５３にある複数の位相差検出用画素５２Ａから出力された第一の信号群と、この位相差検出用画素５２Ａとペアを組む位相差検出用画素５２Ｂから出力された第二の信号群とを用いて上記一対の光束によって形成される２つの像の相対的な位置ずれ量である位相差量を検出する。
【００５５】
具体的には、複数の位相差検出用画素５２Ａから出力される第一の信号群のデータをＡ［１］…Ａ［ｋ］とし、この位相差検出用画素５２Ａとペアを構成する位相差検出用画素５２Ｂから出力される第二の信号群のデータをＢ［１］…Ｂ［ｋ］とし、これら２つのデータを“ｄ”ずらしたときの以下の式（１）によって求まる２つのデータ波形によって囲まれる面積Ｓ［ｄ］を求める。
【００５６】
【数１】
2017057104.tif 000003
【００５７】
位相差検出部１１ａは、面積Ｓ［ｄ］の値が最小となるときのｄの値を、第一の信号群と第二の信号群との位相差量として検出する。
【００５８】
移動許可範囲制御部１１ｂは、ＭＯＤ端からＩＮＦ端の第一の範囲に設定されるフォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する。
【００５９】
移動許可範囲制御部１１ｂは、フォーカスレンズが移動される前のフォーカスレンズの第一の位置と、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分が大きいほど、移動許可範囲を広くする。
【００６０】
図８は、図１に示すシステム制御部１１によるフォーカスレンズの移動許可範囲の制御方法を説明する模式図である。図８において、横軸は時間を示し、縦軸はフォーカス位置（フォーカスレンズの位置）を示す。
【００６１】
図８には、目標合焦位置ｘ（１）〜ｘ（１０）と、目標被写体とは別の被写体のフォーカスレンズ位置に換算した位置の軌跡と、目標合焦位置ｘ（１）〜ｘ（１０）が決定された時刻において設定される移動許可範囲（双方向矢印で示す）と、が図示されている。
【００６２】
移動許可範囲制御部１１ｂは、フォーカスレンズが目標合焦位置ｘ（１）に移動された状態で、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量に基づいて、フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲Ｍ１を設定する。
【００６３】
具体的には、移動許可範囲制御部１１ｂは、フォーカスレンズが移動される前の現在のフォーカスレンズの位置（目標合焦位置ｘ（１））と、算出した位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置ｘ（２）との差分から、フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲Ｍ１を設定する。
【００６４】
この移動許可範囲Ｍ１は、現在のフォーカス位置を起点にしてＭＯＤ端側（撮像光学系に近い側）とＩＮＦ端側（撮像光学系から遠い側）に均等の幅で設定される。
【００６５】
フォーカスレンズが移動される前のフォーカスレンズの位置と、位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分に対する移動許可範囲を示す情報は、デジタルカメラの製造時に予め求められており、システム制御部１１のＲＯＭに記憶されている。
【００６６】
移動許可範囲制御部１１ｂは、この差分に対応する移動許可範囲を示す情報をＲＯＭから読み出し、読み出した移動許可範囲を示す情報を、レンズ駆動部８に伝達することで、上記の差分に基づいて移動許可範囲を設定する。
【００６７】
移動許可範囲は、フォーカスレンズが移動される前のフォーカスレンズの位置と、この位置にフォーカスレンズがある状態で検出された位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分が大きいほど、広い範囲に設定される。
【００６８】
現在のフォーカスレンズの位置と目標合焦位置との差分が大きいということは、合焦させようとしている目標被写体が短時間で撮像光学系の光軸方向に大きく移動している（目標被写体の光軸方向への移動速度が速い）ことを意味する。
【００６９】
したがって、目標被写体が光軸方向に速く移動している場合には、この目標被写体に合焦させることを可能にするため、移動許可範囲が広く設定される。一方、目標被写体が光軸方向にゆっくり移動している場合又は目標被写体が停止している場合には、この目標被写体以外の他の被写体に合焦されるのを防ぐために、移動許可範囲が狭く設定される。
【００７０】
図８では、例えば、フォーカスレンズが目標合焦位置ｘ（３）にある状態で決定された目標合焦位置ｘ（４）と、フォーカスレンズの現在位置（目標合焦位置ｘ（３））との差は、フォーカスレンズが目標合焦位置ｘ（２）にある状態で決定された目標合焦位置ｘ（３）と目標合焦位置ｘ（２）との差よりも大きくなっている。
【００７１】
このため、目標合焦位置ｘ（３）が決定された時刻において設定される移動許可範囲は、目標合焦位置ｘ（２）が決定された時刻において設定される移動許可範囲よりも広くなっている。
【００７２】
このように移動許可範囲が設定されることで、例えば図８の時刻ｔａにおいて、別の被写体位置が目標合焦位置として誤検出されてしまっても、移動許可範囲内でしかフォーカスレンズが移動できないため、合焦位置が目標被写体から大きく外れるのを防ぐことができる。また、目標被写体が別の被写体に高速で近づいている場合には移動許可範囲が広く設定されることで、目標被写体に合焦させることができる。
【００７３】
図７の説明に戻る。レンズ駆動制御部１１ｃは、レンズ制御部４を介してレンズ駆動部８に指令を送り、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量に基づいて、移動許可範囲制御部１１ｂにより制御された移動許可範囲内でフォーカスレンズを駆動させる。
【００７４】
レンズ駆動制御部１１ｃは、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量に基づく目標合焦位置が、移動許可範囲制御部１１ｂにより制御された移動許可範囲内にある場合は、この目標合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００７５】
レンズ駆動制御部１１ｃは、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量に基づく目標合焦位置が、移動許可範囲制御部１１ｂにより制御された移動許可範囲外にある場合は、移動許可範囲におけるこの目標合焦位置に近い側の端にフォーカスレンズを移動させる。
【００７６】
図９は、図１に示すシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。図９の動作は、例えば動画撮像中に位相差ＡＦ方式による合焦制御を継続して行う例を示している。
【００７７】
動画撮像モードに設定されると、位相差検出部１１ａは、時刻ｔ（ｎ）（ｎの初期値は０）において撮像素子５の選択された焦点検出エリア５３から出力された第一の信号群と第二の信号群とを用いて、時刻ｔ（ｎ）における位相差量ｐ（ｎ）を算出する（ステップＳ１）。ステップＳ１は、位相差検出ステップを構成する。
【００７８】
ここで、ｔ（ｎ）の意味は、演算するときの時系列の順番が“ｎ”であり、ｔ（ｎ）はｎ番目の時間を表すものとする。例えば、ある時間をｔ（０）＝０として、次に位相差量の算出を行なう信号を取得したときの時間が０．５秒後であるなら、ｔ（１）＝０．５となる。
【００７９】
移動許可範囲制御部１１ｂは、位相差検出部１１ａによって算出された位相差量ｐ（ｎ）に基づいて目標合焦位置を決定し、決定した目標合焦位置と、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置との差分を算出する。移動許可範囲制御部１１ｂは、算出した差分に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出し、読み出した移動許可範囲を設定する（ステップＳ２）。ステップＳ２は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【００８０】
次に、レンズ駆動制御部１１ｃは、移動許可範囲制御部１１ｂによって決定された目標合焦位置に基づいて、ステップＳ２で設定された移動許可範囲内で、フォーカスレンズを移動させる（ステップＳ３）。ステップＳ３は、レンズ駆動制御ステップを構成する。
【００８１】
時刻ｔ（ｎ＋１）になると、位相差検出部１１ａは、撮像素子５の選択された焦点検出エリア５３から出力された第一の信号群と第二の信号群とを用いて、時刻ｔ（ｎ＋１）における位相差量ｐ（ｎ＋１）を算出する（ステップＳ４）。ステップＳ４は、位相差検出ステップを構成する。
【００８２】
ステップＳ４で位相差量ｐ（ｎ＋１）が算出されると、ｎが（ｎ＋１）に更新され（ステップＳ５）、その後、ステップＳ２以降の処理が再び行われる。
【００８３】
以上のように、図１に示すデジタルカメラによれば、図９で説明した動作により、現在のフォーカスレンズの位置と位相差量に基づく目標合焦位置との差分に応じて、フォーカスレンズの移動を許可する範囲を制御することができる。
【００８４】
これにより、高速で動く目標被写体に精度よく合焦させることができると共に、目標被写体以外の別の被写体に合焦してしまうことを防止することができる。
【００８５】
以上の説明では、移動許可範囲制御部１１ｂが、移動許可範囲として、現在のフォーカスレンズの位置を起点として光軸方向の前後に均等の幅となる範囲を設定するものとした。
【００８６】
この変形例として、移動許可範囲制御部１１ｂは、移動許可範囲のうち、現在のフォーカスレンズの位置よりも前の範囲と後ろの範囲との広さを個別に制御してもよい。
【００８７】
図１０は、図１に示すシステム制御部１１の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図１０において図９に示した処理と同じものには同一符号を付して説明を省略する。
【００８８】
以下では、フォーカスレンズの移動範囲において、ＭＯＤ端側からＩＮＦ端側に向かう方向をプラス方向と定義し、ＩＮＦ端側からＭＯＤ端側に向かう方向をマイナス方向と定義する。
【００８９】
ＭＯＤ端側からＩＮＦ端側に向かう方向は、撮像光学系の光軸方向の一方の方向であり、ＩＮＦ端側からＭＯＤ端側に向かう方向は、撮像光学系の光軸方向の他方の方向である。
【００９０】
ステップＳ１の後、移動許可範囲制御部１１ｂは、ステップＳ１で算出された位相差量ｐ（ｎ）に基づいて目標合焦位置Ｇ（ｎ）を算出する（ステップＳ２０１）。
【００９１】
次に、移動許可範囲制御部１１ｂは、目標合焦位置Ｇ（ｎ）が時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもプラス方向側（ＩＮＦ端側）にあるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００９２】
移動許可範囲制御部１１ｂは、目標合焦位置Ｇ（ｎ）が時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもプラス方向側にあると判定した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）は、マイナス方向カウント値をリセットし（ステップＳ２０３）、目標合焦位置が時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもプラス方向側にある状態を示すプラス方向カウント値を１つ増やす（ステップＳ２０４）。
【００９３】
移動許可範囲制御部１１ｂは、目標合焦位置Ｇ（ｎ）が時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもマイナス方向側にあると判定した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）は、プラス方向カウント値をリセットし（ステップＳ２０５）、目標合焦位置が時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもマイナス方向側にある状態を示すマイナス方向カウント値を１つ増やす（ステップＳ２０６）。
【００９４】
ステップＳ２０４又はステップＳ２０６の後、移動許可範囲制御部１１ｂは、プラス方向カウント値が閾値ｔｈ１を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。閾値ｔｈ１は２以上の自然数の任意の値に設定される。
【００９５】
ステップＳ２０７の判定がＹＥＳの場合、移動許可範囲制御部１１ｂは、目標合焦位置Ｇ（ｎ）と、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置との差分を算出し、算出した差分に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出す。
【００９６】
更に、移動許可範囲制御部１１ｂは、読み出した移動許可範囲において、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもプラス方向側の範囲と、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもマイナス方向側の範囲との比率を、１：１から、プラス方向側の範囲を相対的に大きくした比率に変更し、変更後の移動許可範囲を設定する（ステップＳ２０８）。
【００９７】
ステップＳ２０７の判定がＮＯの場合、移動許可範囲制御部１１ｂは、マイナス方向カウント値が閾値ｔｈ１を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
【００９８】
ステップＳ２０９の判定がＹＥＳの場合、目標合焦位置Ｇ（ｎ）と、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置との差分を算出し、算出した差分に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出す。
【００９９】
更に、移動許可範囲制御部１１ｂは、読み出した移動許可範囲において、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもプラス方向側の範囲と、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置よりもマイナス方向側の範囲との比率を、１：１から、マイナス方向側の範囲を相対的に大きくした比率に変更し、変更後の移動許可範囲を設定する（ステップＳ２１０）。
【０１００】
ステップＳ２０９の判定がＮＯの場合、移動許可範囲制御部１１ｂは、目標合焦位置Ｇ（ｎ）と、時刻ｔ（ｎ）におけるフォーカスレンズの位置との差分を算出し、算出した差分に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出し、読み出した移動許可範囲を設定する（ステップＳ２１１）。
【０１０１】
ステップＳ２０８、ステップＳ２１０、又はステップＳ２１１の後は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が行われ、ステップＳ５の後はステップＳ２０１に処理が戻る。ステップＳ２０１〜ステップＳ２１１は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１０２】
図１１は、図１０に示すフローチャートで示されるフォーカスレンズの移動許可範囲の制御方法を説明する模式図である。図１１において、横軸は時間を示し、縦軸はフォーカス位置を示す。
【０１０３】
図１１には、目標合焦位置ｘ（１）〜ｘ（１０）と、目標合焦位置ｘ（１）〜ｘ（１０）が決定された時刻において設定される移動許可範囲（双方向矢印で示す）と、が図示されている。
【０１０４】
図１１に示す例では、フォーカスレンズが目標合焦位置ｘ（３）にある状態で目標合焦位置ｘ（４）が決定されると、プラス方向カウント値が“３”となる。
【０１０５】
図１１の例では、閾値ｔｈが“２”に設定されており、目標合焦位置ｘ（４）が決定された時点では、移動許可範囲は、プラス方向側の範囲がマイナス方向側の範囲よりも広く設定される。
【０１０６】
また、フォーカスレンズが目標合焦位置ｘ（７）にある状態で目標合焦位置ｘ（８）が決定されると、マイナス方向カウント値が“３”となる。このため、目標合焦位置ｘ（８）が決定された時点では、移動許可範囲は、マイナス方向側の範囲がプラス方向側の範囲よりも広く設定される。
【０１０７】
また、フォーカスレンズが目標合焦位置ｘ（５）にある状態で目標合焦位置ｘ（６）が決定されると、プラス方向カウント値がリセットされてマイナス方向カウント値が“１”となる。このため、目標合焦位置ｘ（５）が決定された時点では、移動許可範囲は、マイナス方向側の範囲とプラス方向側の範囲とが同じ比率となるよう設定される。
【０１０８】
なお、各時刻で設定される移動許可範囲の大きさは、前述してきたように、フォーカスレンズの現在位置と目標合焦位置との差分によって決められる。
【０１０９】
以上のように、目標被写体が一定方向に移動していると判断される場合には、この移動方向側の範囲を広くした移動許可範囲を設定することで、移動している目標被写体への追従性を向上させることができ、合焦精度を向上させることができる。
【０１１０】
図１２は、図１に示すシステム制御部１１の変形例であるシステム制御部１１Ａの機能ブロックを示す図である。
【０１１１】
図１２に示すシステム制御部１１Ａは、移動許可範囲制御部１１ｂが移動許可範囲制御部１１ｂＡに変更され、被写界深度情報取得部１１ｄが追加された点を除いては、図７と同じ構成である。
【０１１２】
移動許可範囲制御部１１ｂＡと被写界深度情報取得部１１ｄは、ＲＯＭに記憶された合焦制御プログラムをプロセッサが実行することで形成される機能ブロックである。
【０１１３】
図１２に示すシステム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄは、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量に基づいて、撮像素子５の受光面から目標被写体までの距離である被写体距離を算出する。
【０１１４】
被写体距離は、被写界深度を決定するパラメータの１つである。被写体距離が近いと被写界深度は浅くなり、被写体距離が遠いと被写界深度は深くなる。
【０１１５】
このように、被写体距離は被写界深度と相関のある情報であるため、被写界深度の情報ということができる。被写界深度情報取得部１１ｄは、被写体距離を算出することで、撮像光学系の被写界深度の情報を取得する。
【０１１６】
システム制御部１１Ａの移動許可範囲制御部１１ｂＡは、被写界深度情報取得部１１ｄにより取得された被写体距離が近いほど、つまり、被写体距離に基づく被写界深度が浅いほど、移動許可範囲を広くする。
【０１１７】
被写体距離と移動許可範囲とを対応付けたデータは、デジタルカメラの製造時に予め求められており、システム制御部１１のＲＯＭに記憶されている。
【０１１８】
システム制御部１１Ａの移動許可範囲制御部１１ｂＡは、被写界深度情報取得部１１ｄにより取得された被写体距離に対応する移動許可範囲を示す情報をＲＯＭから読み出し、読み出した移動許可範囲を設定する。
【０１１９】
図１３は、図１２に示すシステム制御部１１Ａの動作を説明するためのフローチャートである。図１３において図９と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
ステップＳ１の後、システム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄが、ステップＳ１で算出された位相差量ｐ（ｎ）に基づいて被写体距離を算出する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１は、被写界深度情報取得ステップを構成する。
【０１２１】
次に、移動許可範囲制御部１１ｂＡは、被写界深度情報取得部１１ｄによって取得された被写体距離に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出して設定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１２２】
ステップＳ１２の後は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が行われ、ステップＳ５の後はステップＳ１１以降の処理が再び行われる。
【０１２３】
以上のように、システム制御部１１Ａは、被写体距離に応じて移動許可範囲を制御する。この構成によれば、被写体距離が近く、被写界深度が浅くなる状況では、移動許可範囲が広くなって、目標被写体への追従性を向上させることができる。このため、目標被写体に対して高い精度で合焦させることができる。
【０１２４】
また、この構成によれば、被写体距離が遠く、被写界深度が深くなる状況では、移動許可範囲が狭くなって、目標被写体への追従性が低下するものの、被写体深度が深くなっていることから、目標被写体におおよそ合焦した撮像画像を得ることができる。
【０１２５】
このように、システム制御部１１Ａによれば、デジタルカメラとの距離が変化する目標被写体に精度よく合焦させることができると共に、目標被写体以外の別の被写体に合焦してしまうことを防止することができる。
【０１２６】
システム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄは、被写体距離の代わりに、撮像光学系に含まれる絞り２の絞り値の情報を被写体深度の情報として取得してもよい。
【０１２７】
絞り値は、被写界深度を決定するパラメータの１つである。絞り値が小さいと被写界深度は浅くなり、絞り値が大きいと被写界深度は深くなる。このように、絞り値は被写界深度と相関のある情報であるため、被写界深度の情報として扱うことができる。
【０１２８】
図１４は、図１２に示すシステム制御部１１Ａの動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。図１４において図９と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
ステップＳ１の後、システム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄが、レンズ装置４０のレンズ制御部４から絞り値の情報を取得する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３は、被写界深度情報取得ステップを構成する。
【０１３０】
次に、移動許可範囲制御部１１ｂＡは、被写界深度情報取得部１１ｄによって取得された絞り値に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出して設定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１３１】
ステップＳ１４の後は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が行われ、ステップＳ５の後はステップＳ１３以降の処理が再び行われる。
【０１３２】
以上のように、この第一の変形例では、絞り値に応じて移動許可範囲が制御される。この構成によれば、絞り値が小さく、被写界深度が浅くなる状況では、移動許可範囲が広くなって、目標被写体への追従性を向上させることができる。このため、目標被写体に対して高い精度で合焦させることができる。
【０１３３】
また、この構成によれば、絞り値が小さく、被写界深度が深くなる状況では、移動許可範囲が狭くなって、目標被写体への追従性が低下するものの、被写体深度が深くなっていることから、目標被写体におおよそ合焦した撮像画像を得ることができる。
【０１３４】
このように、第一の変形例によれば、デジタルカメラとの距離が変化する目標被写体に精度よく合焦させることができると共に、目標被写体以外の別の被写体に合焦してしまうことを防止することができる。
【０１３５】
システム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄは、被写体距離又は絞り値の代わりに、撮像光学系に含まれるズームレンズの位置で決まる撮像光学系の焦点距離の情報を被写体深度の情報として取得してもよい。
【０１３６】
焦点距離は、被写界深度を決定するパラメータの１つである。焦点距離が短いと被写界深度は浅くなり、焦点距離が長いと被写界深度は深くなる。このように、焦点距離は被写界深度と相関のある情報であるため、被写界深度の情報として扱うことができる。
【０１３７】
図１５は、図１２に示すシステム制御部１１Ａの動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。図１５において図９と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３８】
ステップＳ１の後、システム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄが、レンズ装置４０のレンズ制御部４から、撮像光学系の焦点距離の情報を取得する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５は、被写界深度情報取得ステップを構成する。
【０１３９】
次に、移動許可範囲制御部１１ｂＡは、被写界深度情報取得部１１ｄによって取得された焦点距離に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出して設定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１４０】
ステップＳ１６の後は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が行われ、ステップＳ５の後はステップＳ１５以降の処理が再び行われる。
【０１４１】
以上のように、この第二の変形例では、焦点距離に応じて移動許可範囲が制御される。この構成によれば、焦点距離が短く、被写界深度が浅くなる状況では、移動許可範囲が広くなって、目標被写体への追従性を向上させることができる。このため、目標被写体に対して高い精度で合焦させることができる。
【０１４２】
また、この構成によれば、焦点距離が長く、被写界深度が深くなる状況では、移動許可範囲が狭くなって、目標被写体への追従性が低下するものの、被写体深度が深くなっていることから、目標被写体におおよそ合焦した撮像画像を得ることができる。
【０１４３】
このように、第二の変形例によれば、デジタルカメラに近づいてくる目標被写体に精度よく合焦させることができると共に、目標被写体以外の別の被写体に合焦してしまうことを防止することができる。
【０１４４】
なお、システム制御部１１Ａの被写界深度情報取得部１１ｄは、被写体距離、絞り値、及び、焦点距離のうちの２つ以上を被写界深度の情報として取得してもよい。
【０１４５】
この場合、システム制御部１１Ａの移動許可範囲制御部１１ｂＡは、取得した全ての情報に基づいて被写界深度を算出する。システム制御部１１ＡのＲＯＭには、被写界深度と移動許可範囲とを対応付けたデータを記憶しておく。そして、システム制御部１１Ａの移動許可範囲制御部１１ｂＡは、算出した被写界深度に対応する移動許可範囲を読み出して設定すればよい。
【０１４６】
図１６は、図１に示すシステム制御部１１の変形例であるシステム制御部１１Ｂの機能ブロックを示す図である。
【０１４７】
図１２に示すシステム制御部１１Ｂは、移動許可範囲制御部１１ｂが移動許可範囲制御部１１ｂＢに変更された点を除いては、図７と同じ構成である。移動許可範囲制御部１１ｂＢは、ＲＯＭに記憶された合焦制御プログラムをプロセッサが実行することで形成される機能ブロックである。
【０１４８】
システム制御部１１Ｂの移動許可範囲制御部１１ｂＢは、撮像素子５で撮像して得られる撮像画像データから、焦点検出エリア５３により撮像されている被写体の認識を行う。
【０１４９】
具体的には、移動許可範囲制御部１１ｂＢは、デジタルカメラの起動後に最初に合焦させた被写体の画像を目標被写体の画像としてＲＯＭに記憶し、以降は、焦点検出エリア５３により撮像されている被写体から目標被写体を認識する処理を繰り返し行う。また、移動許可範囲制御部１１ｂＢは、焦点検出エリア５３により撮像されている被写体から目標被写体以外の動体を認識する処理も行う。
【０１５０】
システム制御部１１Ｂの移動許可範囲制御部１１ｂＢは、被写体認識結果に基づいて、フォーカスレンズの移動許可範囲を制御する。移動許可範囲制御部１１ｂＢは、目標被写体とは別の被写体（動体）を認識した場合には、目標被写体のみが認識された場合よりも、移動許可範囲を狭くする。
【０１５１】
目標被写体とは別の被写体が認識されたときの移動許可範囲と、目標被写体のみが認識されたときの移動許可範囲とを示す情報は、デジタルカメラの製造時に予め求められており、システム制御部１１ＢのＲＯＭに記憶されている。
【０１５２】
システム制御部１１Ｂの移動許可範囲制御部１１ｂＢは、被写体認識結果に対応する移動許可範囲を示す情報をＲＯＭから読み出し、読み出した移動許可範囲を設定する。
【０１５３】
図１７は、図１６に示すシステム制御部１１Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。図１７において図９と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１５４】
ステップＳ１の後、移動許可範囲制御部１１ｂＢは、撮像素子５から撮像画像データを取得し、焦点検出エリア５３により撮像されている被写体を認識する（ステップＳ２１）。
【０１５５】
次に、移動許可範囲制御部１１ｂＢは、被写体認識結果に対応する移動許可範囲をＲＯＭから読み出して設定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１とステップＳ２２は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１５６】
ステップＳ２２の後は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が行われ、ステップＳ５の後はステップＳ２１以降の処理が再び行われる。
【０１５７】
以上のように、システム制御部１１Ｂによれば、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、目標被写体のみが認識された場合よりも移動許可範囲を狭く制御する。このため、フォーカスレンズの移動できる範囲が狭くなることにより、目標被写体以外の別の被写体に合焦するのを防止することができる。この結果、目標被写体に対し高精度で合焦させることができる。
【０１５８】
例えば、目標被写体として人物を撮影している状況で、人物の前又は後ろを車が横切るなどして意図しない物体が入り込むと、移動許可範囲が狭くなる。
【０１５９】
意図しない物体は、目標被写体の後方又は前方にある場合が多いが、このような場合には、移動許可範囲が狭くなるため、この物体に合焦される可能性は低くなる。一方、目標被写体のみが認識されている状況では移動許可範囲が広くなるため、目標被写体の動きに追従して合焦させることができる。
【０１６０】
このように、焦点検出エリア５３により撮像している被写体に基づいて移動許可範囲を制御することで、目標被写体に精度よく合焦させることができると共に、目標被写体以外の別の被写体に合焦してしまうことを防止することができる。
【０１６１】
図１８は、図１に示すシステム制御部１１の変形例であるシステム制御部１１Ｃの機能ブロックを示す図である。
【０１６２】
図１８に示すシステム制御部１１Ｃは、移動許可範囲制御部１１ｂが移動許可範囲制御部１１ｂＣに変更され、撮像範囲変化検出部１１ｇが追加された点を除いては、図７と同じ構成である。
【０１６３】
移動許可範囲制御部１１ｂＣと撮像範囲変化検出部１１ｇは、ＲＯＭに記憶された合焦制御プログラムをプロセッサが実行することで形成される機能ブロックである。
【０１６４】
システム制御部１１Ｃの撮像範囲変化検出部１１ｇは、撮像素子５で撮像された時系列で並ぶ２つの撮像画像データを比較することで、撮像範囲の変化（撮像範囲の変化量又は撮像範囲の変化速度）を検出する。
【０１６５】
撮像範囲とは、レンズ装置４０を通して撮像素子５により撮像されている空間の範囲を示す。撮像範囲の変化量と撮像範囲の変化速度は、撮像範囲の変化の状態を示す情報である。
【０１６６】
撮像範囲変化検出部１１ｇは、画像処理によって撮像範囲の変化を検出する代わりに、加速度センサをデジタルカメラに搭載しておき、加速度センサからの加速度情報に基づいて、撮像範囲の変化を検出するようにしてもよい。
【０１６７】
移動許可範囲制御部１１ｂＢは、撮像範囲変化検出部１１ｇにより検出された撮像範囲の変化を示す情報に基づいて、移動許可範囲を制御する。
【０１６８】
具体的には、移動許可範囲制御部１１ｂＢは、撮像範囲の変化量が予め決められた範囲閾値以上の場合には第一の移動許可範囲を設定し、撮像範囲の変化量が上記の範囲閾値未満の場合には第二の移動許可範囲を設定する。第一の移動許可範囲は、第二の移動許可範囲よりも広い範囲である。
【０１６９】
図１９は、図１８に示すシステム制御部１１Ｃの動作を説明するためのフローチャートである。図１９において図９と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１７０】
ステップＳ１の後、撮像範囲変化検出部１１ｇは、撮像範囲の変化量を検出する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１は、撮像範囲変化検出ステップを構成する。
【０１７１】
次に、移動許可範囲制御部１１ｂＣは、撮像範囲変化検出部１１ｇにより検出された撮像範囲の変化量が範囲閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ３２）、撮像範囲の変化量が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）は、移動許可範囲を第一の移動許可範囲に制御する（ステップＳ３３）。
【０１７２】
一方、移動許可範囲制御部１１ｂＣは、撮像範囲の変化量が範囲閾値未満であると判定した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、移動許可範囲を第二の移動許可範囲に制御する（ステップＳ３４）。
【０１７３】
ステップＳ３２、ステップＳ３３、及び、ステップＳ３４は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１７４】
ステップＳ３４の後は、ステップＳ３〜ステップＳ５が行われ、ステップＳ５の後はステップＳ３１以降の処理が繰り返される。
【０１７５】
以上のように、システム制御部１１Ｃは、撮像範囲の変化量が範囲閾値以上の場合には、移動許可範囲を広くする。撮像範囲が大きく変わっている場合には、目標被写体の位置が大きく変わっている可能性が高い。このため、この場合には移動許可範囲が広くなることで、目標被写体への追従性を高めて合焦精度を上げることができる。
【０１７６】
なお、上記の第一の移動許可範囲は、フォーカスレンズの移動可能な範囲である第一の範囲と同じに設定しておくのがよい。
【０１７７】
このようにすることで、撮像範囲が大きく変化したときには、フォーカスレンズが最大限に移動可能な状態となるため、目標被写体への追従性を向上させることができる。
【０１７８】
また、図１９では、撮像範囲の変化量に応じて２段階で移動許可範囲の広さを変更するものとしたが、移動許可範囲を３段階以上で変化させるようにしてもよい。
【０１７９】
また、図１９のステップＳ３３において移動許可範囲が広く制御された後、一定時間経過後に、移動許可範囲を第二の移動許可範囲に戻してもよい。
【０１８０】
撮像範囲の大きな変化は頻繁には起こらないため、大きな変化があった後は一定時間後に移動許可範囲を元に戻すことで、目標被写体以外の被写体に合焦してしまう可能性を低くすることができる。
【０１８１】
図２０は、システム制御部１１Ｃの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図２０において図１９と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【０１８２】
この変形例では、撮像範囲変化検出部１１ｇが、撮像範囲の変化速度を検出する。撮像範囲の変化速度は、撮像範囲の変化の状態を示す情報である。
【０１８３】
ステップＳ３１の後、移動許可範囲制御部１１ｂＣは、撮像範囲変化検出部１１ｇにより検出された撮像範囲の変化速度が予め決められた速度閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ３２Ａ）、撮像範囲の変化速度が速度閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３２Ａ：ＹＥＳ）は、ステップＳ３３の処理を行う。
【０１８４】
一方、移動許可範囲制御部１１ｂＣは、撮像範囲の変化速度が速度閾値未満であると判定した場合（ステップＳ３２Ａ：ＮＯ）、ステップＳ３４の処理を行う。
【０１８５】
ステップＳ３２Ａ、ステップＳ３３、及び、ステップＳ３４は、移動許可範囲制御ステップを構成する。
【０１８６】
以上のように、この変形例のシステム制御部１１Ｃは、撮像範囲の変化速度が速度閾値以上の場合には、移動許可範囲を広くする。撮像範囲が速く変化している場合には、目標被写体の位置が大きく変わっている可能性が高い。
【０１８７】
このため、この場合には移動許可範囲が広くなることで、目標被写体への追従性を高めて合焦精度を上げることができる。
【０１８８】
なお、この変形例における第一の移動許可範囲は、フォーカスレンズの移動可能な範囲である第一の範囲と同じに設定しておくのがよい。
【０１８９】
このようにすることで、撮像範囲が速く変化したときには、フォーカスレンズが最大限に移動可能な状態となるため、目標被写体への追従性を向上させることができる。
【０１９０】
また、図２０では、撮像範囲の変化速度に応じて２段階で移動許可範囲の広さを変更するものとしたが、移動許可範囲を３段階以上で変化させるようにしてもよい。
【０１９１】
また、図２０のステップＳ３３において移動許可範囲が広く制御された後、一定時間経過後に、移動許可範囲を第二の移動許可範囲に戻してもよい。撮像範囲の速い変化は頻繁には起こらないため、このような変化があった後は一定時間後に移動許可範囲を元に戻すことで、目標被写体以外の被写体に合焦してしまう可能性を低くすることができる。
【０１９２】
なお、図１２〜図２０で説明した動作は、ＡＦ方式としてコントラストＡＦ方式を用いた場合にも適用可能である。この場合は、位相差検出部１１ａの代わりに、コントラスト評価値を算出する機能ブロックを設け、レンズ駆動制御部１ｃが、コントラスト評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させる構成とすればよい。
【０１９３】
また以上の説明では、レンズ駆動制御部１１ｃが、制御された移動許可範囲内でフォーカスレンズを駆動させるようにした。ここで、移動許可範囲は、デフォーカス量の数値範囲と対応する。そして、デフォーカス量は位相差量に基づいて決定される。したがって、移動許可範囲は、位相差量の範囲として規定してもよい。
【０１９４】
つまり、レンズ駆動制御部１１ｃは、位相差検出部１１ａにより検出された位相差量と、移動許可範囲制御部１１ｂ，１１ｂＡ，１１ｂＢ，１１ｂＣにより制御された移動許可範囲（位相差量の範囲）とに基づいて、位相差量が移動許可範囲内であれば、この位相差量に基づくデフォーカス量にしたがってフォーカスレンズを移動させ、位相差量が移動許可範囲外であれば、この移動許可範囲の上限又は下限に基づくデフォーカス量にしたがってフォーカスレンズを移動させるようにしてもよい。
【０１９５】
このように、位相差量によってフォーカスレンズの移動を許可する範囲を制御することで、フォーカスレンズを駆動するまでの反応を速くすることができ、ＡＦ動作を高速に行うことができる。
【０１９６】
以上説明したデジタルカメラにおいて、システム制御部１１、システム制御部１１Ａ、システム制御部１１Ｂ、及びシステム制御部１１Ｃが、合焦制御装置として機能する。ここまではデジタルカメラを例にしたが、例えば放送用のカメラシステムにおいても本発明を適用可能である。
【０１９７】
図２１は、本発明の一実施形態を説明するためのカメラシステムの概略構成を示す図である。このカメラシステムは、放送用又は映画用等の業務用のカメラシステムに好適である。
【０１９８】
図２１に示すカメラシステムは、レンズ装置１００と、レンズ装置１００が装着される撮像装置としてのカメラ装置３００とを備える。
【０１９９】
レンズ装置１００は、フォーカスレンズ１１１と、ズームレンズ１１２，１１３と、絞り１１４と、マスターレンズ群１１５と、を備え、これらが被写体側から順に並べて配置されている。
【０２００】
フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２，１１３、絞り１１４、及びマスターレンズ群１１５は、撮像光学系を構成する。撮像光学系は、少なくともフォーカスレンズ１１１を含む。
【０２０１】
レンズ装置１００は、更に、反射面１１６ａを含むビームスプリッタ１１６と、ミラー１１７と、集光レンズ１１８、セパレータレンズ１１９、及び撮像素子１２０を含むＡＦユニット１２１と、を備える。撮像素子１２０は、二次元状に配置された複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサ又はＣＭＯＳ型イメージセンサ等のイメージセンサである。
【０２０２】
ビームスプリッタ１１６は、光軸Ｋ上で絞り１１４とマスターレンズ群１１５との間に配置されている。ビームスプリッタ１１６は、撮像光学系に入射し絞り１１４を通過した被写体光の一部（例えば被写体光の８０％）をそのまま透過させ、この被写体光の一部を除いた残り（例えば被写体光の２０％）を光軸Ｋに対して直交する方向に反射面１１６ａにて反射させる。ビームスプリッタ１１６の位置は図１９に示したものに限らず、光軸Ｋ上で撮像光学系の最も被写体側にあるレンズよりも後ろに配置されていればよい。
【０２０３】
ミラー１１７は、ビームスプリッタ１１６の反射面１１６ａで反射された光の光路上に配置されており、この光を反射させてＡＦユニット１２１の集光レンズ１１８に入射させる。
【０２０４】
集光レンズ１１８は、ミラー１１７で反射した光を集光する。
【０２０５】
セパレータレンズ１１９は、図２１中の破線内に拡大正面図を示すように、撮像光学系の光軸を挟んで一方向（図２１の例では水平方向）に並べた配置された２つのレンズ１９Ｒ及びレンズ１９Ｌから構成される。
【０２０６】
集光レンズ１１８によって集光された被写体光は、これら２つのレンズ１９Ｒ，１９Ｌの各々を通過して、撮像素子１２０の受光面（複数の画素が配置された面）の異なる位置に結像する。つまり、撮像素子１２０の受光面には、一方向にずれた一対の被写体光像と、一方向に直交する方向にずれた一対の被写体光像とが結像する。
【０２０７】
ビームスプリッタ１１６、ミラー１１７、集光レンズ１１８、及びセパレータレンズ１９は、撮像光学系を通して被写体光像を撮像するカメラ装置３００の撮像素子３１０に、撮像光学系に入射する被写体光の一部を入射させ、この被写体光の一部を除いた残りを撮像素子１２０に入射させる光学素子として機能する。なお、ミラー１１７を削除し、ビームスプリッタ１１６で反射された光を集光レンズ１１８に直接入射させる構成であってもよい。
【０２０８】
撮像素子１２０は、受光面に複数の画素が二次元状に配置されたエリアセンサであり、受光面に結像した２つの被写体光像の各々に応じた画像信号を出力する。つまり、撮像素子１２０は、撮像光学系によって結像される１つの被写体光像に対し、水平方向にずれた一対の画像信号を出力する。撮像素子１２０としてエリアセンサを使うことで、ラインセンサを用いる構成と比較して、ラインセンサ同士の位置を精密に合わせる難しさを回避することができる。
【０２０９】
撮像素子１２０に含まれる画素のうち、水平方向にずれた一対の画像信号の一方を出力する各画素は、撮像光学系の瞳領域の水平方向に並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束のうち一方の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第一の信号検出部を構成している。
【０２１０】
撮像素子１２０に含まれる画素のうち、水平方向にずれた一対の画像信号の他方を出力する各画素は、撮像光学系の瞳領域の水平方向に並ぶ異なる２つの部分を通過した一対の光束のうち他方の光束を受光し受光量に応じた信号を検出する第二の信号検出部を構成している。
【０２１１】
ここでは撮像素子１２０をエリアセンサとしているが、撮像素子１２０の代わりに、第一の信号検出部を構成する画素が水平方向に複数配列されたラインセンサをレンズ１９Ｒと対向する位置に配置し、第二の信号検出部を構成する画素が水平方向に複数配列されたラインセンサをレンズ１９Ｌと対向する位置に配置した構成であってもよい。
【０２１２】
カメラ装置３００は、レンズ装置１００の光軸Ｋ上に配置されたＣＣＤ型イメージセンサ又はＣＭＯＳ型イメージセンサ等の撮像素子３１０と、撮像素子３１０により被写体光像を撮像して得られる画像信号を処理して撮像画像データを生成する画像処理部３２０と、を備える。
【０２１３】
レンズ装置１００のブロック構成は、図１のレンズ装置と同様であり、フォーカスレンズを駆動する駆動部と、この駆動部を制御する制御部と、を備える。そして、この制御部が、システム制御部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのいずれかとして機能する。
【０２１４】
ただし、この制御部に入力される第一の信号群と第二の信号群は、撮像素子１２０の第一の信号検出部及び第二の信号検出部から出力される信号である。このカメラシステムでは、レンズ装置１００の制御部が合焦制御装置として機能する。
【０２１５】
業務用のカメラシステムは、動画撮像が基本の使い方となる。このため、図１〜図２０で説明したデジタルカメラのシステム制御部１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによる合焦制御が特に有効となる。
【０２１６】
ここまではデジタルカメラの放送用のカメラシステムを例にしたが、以下では、撮像装置としてカメラ付のスマートフォンの実施形態について説明する。
【０２１７】
図２２は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。図２２に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。
【０２１８】
なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造又はスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
【０２１９】
図２３は、図２２に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。図２３に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
【０２２０】
無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信又は、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
【０２２１】
表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像及び動画像）又は文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。
【０２２２】
表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。
【０２２３】
操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指又は尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指又は尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。
【０２２４】
図２２に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。
【０２２５】
係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
【０２２６】
なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
【０２２７】
通話部２１１は、スピーカ２０５又はマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。また、図２２に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。
【０２２８】
操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図２２に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
【０２２９】
記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラム又は制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称又は電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータ又はダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。
【０２３０】
なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ  ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃａｒｄ  ｍｉｃｒｏ  ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。
【０２３１】
外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、トゥース（ｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
【０２３２】
スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）又はＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。
【０２３３】
外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
【０２３４】
ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０又は外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
【０２３５】
モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向又は加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。
【０２３６】
電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
【０２３７】
主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラム又は制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信又はデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
【０２３８】
アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。
【０２３９】
また、主制御部２２０は、受信データ又はダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像又は動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。
【０２４０】
更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコン又は、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
【０２４１】
また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作又は、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
【０２４２】
更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域又は、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
【０２４３】
また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
【０２４４】
カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。
【０２４５】
カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３又は無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。
【０２４６】
図２２に示すスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。
【０２４７】
また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。
【０２４８】
また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
【０２４９】
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３又は無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。
【０２５０】
以上のような構成のスマートフォン２００においても、レンズ装置４０を装着可能なアクセサリを提供し、カメラ部２０８の撮像素子として撮像素子５を用い、図９、図１０、図１３、図１４、図１５、図１７、図１９、又は、図２０に例示した処理を行うことで、高精度な合焦制御を行うことができる。
【０２５１】
以上説明したように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【０２５２】
開示された合焦制御装置は、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部と、上記第一の範囲に設定される上記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御部と、上記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、上記移動許可範囲制御部により制御された移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御部と、を備える合焦制御装置。
【０２５３】
開示された合焦制御装置は、上記複数の信号検出部は、上記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出部を更に備え、上記レンズ駆動制御部は、上記位相差量に基づいて上記移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させ、上記移動許可範囲制御部は、上記位相差量に基づいてフォーカスレンズが移動される前の上記フォーカスレンズの第一の位置と、上記位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分が大きいほど、上記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【０２５４】
開示された合焦制御装置は、上記移動許可範囲制御部は、上記第一の位置を起点とする光軸方向の前後の範囲を上記移動許可範囲として設定し、更に、上記目標合焦位置が上記第一の位置よりも上記撮像光学系の光軸方向の一方の方向側にある状態が閾値回以上連続する場合には、上記移動許可範囲のうち上記第一の位置よりも上記一方の方向側の範囲を、上記第一の位置よりも上記光軸方向の他方の方向側の範囲よりも大きくする合焦制御装置。
【０２５５】
開示された合焦制御装置は、上記撮像光学系の被写界深度の情報を取得する被写界深度情報取得部を更に備え、上記移動許可範囲制御部は、上記情報に基づく被写界深度が浅いほど、上記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【０２５６】
開示された合焦制御装置は、上記撮像光学系は絞りを含み、上記被写界深度情報取得部は、上記絞りの絞り値を上記被写界深度の情報として取得する合焦制御装置。
【０２５７】
開示された合焦制御装置は、上記撮像光学系は焦点距離を変更するためのズームレンズを含み、上記被写界深度情報取得部は、上記撮像光学系の焦点距離を上記被写界深度の情報として取得する合焦制御装置。
【０２５８】
開示された合焦制御装置は、上記複数の信号検出部は、上記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出部を更に備え、上記レンズ駆動制御部は、上記位相差量に基づいて上記移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させ、上記被写界深度情報取得部は、上記位相差量に基づいて被写体距離を算出し、算出した被写体距離を上記被写界深度の情報として取得する合焦制御装置。
【０２５９】
開示された合焦制御装置は、上記移動許可範囲制御部は、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、上記撮像画像データに基づいて、上記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、上記目標被写体のみが認識された場合よりも上記移動許可範囲を狭くする合焦制御装置。
【０２６０】
開示された合焦制御装置は、上記撮像光学系による撮像範囲の変化を検出する撮像範囲変化検出部を更に備え、上記移動許可範囲制御部は、上記撮像範囲変化検出部により検出された撮像範囲の変化の状態に基づいて、上記移動許可範囲を制御する合焦制御装置。
【０２６１】
開示された合焦制御装置は、上記移動許可範囲制御部は、上記撮像範囲変化検出部により検出された撮像範囲の変化量が範囲閾値以上の場合に、上記撮像範囲の変化量が上記範囲閾値未満の場合よりも上記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【０２６２】
開示された合焦制御装置は、上記移動許可範囲制御部は、上記撮像範囲の変化量が上記範囲閾値以上の場合には、上記移動許可範囲を上記第一の範囲にする合焦制御装置。
【０２６３】
開示された合焦制御装置は、上記移動許可範囲制御部は、上記撮像範囲変化検出部により検出された撮像範囲の変化速度が速度閾値以上の場合に、上記撮像範囲の変化速度が上記速度閾値未満の場合よりも上記移動許可範囲を広くする合焦制御装置。
【０２６４】
開示された合焦制御装置は、上記移動許可範囲制御部は、上記撮像範囲の変化速度が上記速度閾値以上の場合には、上記移動許可範囲を上記第一の範囲にする合焦制御装置。
【０２６５】
開示されたレンズ装置は、上記合焦制御装置と、上記複数の信号検出部に光を入射するためのフォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるレンズ装置。
【０２６６】
開示された撮像装置は、上記合焦制御装置を備える撮像装置。
【０２６７】
開示された合焦制御方法は、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、上記第一の範囲に設定される上記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、上記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、上記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備える合焦制御方法。
【０２６８】
開示された合焦制御方法は、上記複数の信号検出部は、上記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出ステップを更に備え、上記レンズ駆動制御ステップは、上記位相差量に基づいて上記移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させ、上記移動許可範囲制御ステップは、上記位相差量に基づいてフォーカスレンズが移動される前の上記フォーカスレンズの第一の位置と、上記位相差量に基づくフォーカスレンズの目標合焦位置との差分が大きいほど、上記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【０２６９】
開示された合焦制御方法は、上記移動許可範囲制御ステップは、上記第一の位置を起点とする光軸方向の前後の範囲を上記移動許可範囲として設定し、更に、上記目標合焦位置が上記第一の位置よりも上記撮像光学系の光軸方向の一方の方向側にある状態が閾値回以上連続する場合には、上記移動許可範囲のうち上記第一の位置よりも上記一方の方向側の範囲を、上記第一の位置よりも上記光軸方向の他方の方向側の範囲よりも大きくする合焦制御方法。
【０２７０】
開示された合焦制御方法は、上記撮像光学系の被写界深度の情報を取得する被写界深度情報取得ステップを更に備え、上記移動許可範囲制御ステップは、上記情報に基づく被写界深度が浅いほど、上記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【０２７１】
開示された合焦制御方法は、上記撮像光学系は絞りを含み、上記被写界深度情報取得ステップは、上記絞りの絞り値を上記被写界深度の情報として取得する合焦制御方法。
【０２７２】
開示された合焦制御方法は、上記撮像光学系は焦点距離を変更するためのズームレンズを含み、上記被写界深度情報取得ステップは、上記撮像光学系の焦点距離を上記被写界深度の情報として取得する合焦制御方法。
【０２７３】
開示された合焦制御方法は、上記複数の信号検出部は、上記撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第一の信号検出部と、上記一対の光束の他方を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の第二の信号検出部と、を含み、上記複数の第一の信号検出部から出力された第一の信号群と、上記複数の第二の信号検出部から出力された第二の信号群との位相差量を検出する位相差検出ステップと、上記位相差量に基づいて被写体距離を算出する被写体距離算出ステップと、を更に備え、上記レンズ駆動制御ステップは、上記位相差量に基づいて上記移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させ、上記被写界深度情報取得ステップは、上記被写体距離算出ステップにより算出された被写体距離を上記被写界深度の情報として取得する合焦制御方法。
【０２７４】
開示された合焦制御方法は、上記移動許可範囲制御ステップは、上記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、上記撮像画像データに基づいて、上記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、上記目標被写体のみが認識された場合よりも上記移動許可範囲を狭くする合焦制御方法。
【０２７５】
開示された合焦制御方法は、上記撮像光学系による撮像範囲の変化を検出する撮像範囲変化検出ステップを更に備え、上記移動許可範囲制御ステップは、上記撮像範囲変化検出ステップにより検出された撮像範囲の変化の状態に基づいて、上記移動許可範囲を制御する合焦制御方法。
【０２７６】
開示された合焦制御方法は、上記移動許可範囲制御ステップは、上記撮像範囲変化検出ステップにより検出された撮像範囲の変化量が範囲閾値以上の場合に、上記撮像範囲の変化量が上記範囲閾値未満の場合よりも上記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【０２７７】
開示された合焦制御方法は、上記移動許可範囲制御ステップは、上記撮像範囲の変化量が上記範囲閾値以上の場合には、上記移動許可範囲を上記第一の範囲にする合焦制御方法。
【０２７８】
開示された合焦制御方法は、上記移動許可範囲制御ステップは、上記撮像範囲変化検出ステップにより検出された撮像範囲の変化速度が速度閾値以上の場合に、上記撮像範囲の変化速度が上記速度閾値未満の場合よりも上記移動許可範囲を広くする合焦制御方法。
【０２７９】
開示された合焦制御方法は、上記移動許可範囲制御ステップは、上記撮像範囲の変化速度が上記速度閾値以上の場合には、上記移動許可範囲を上記第一の範囲にする合焦制御方法。
【０２８０】
開示された合焦制御プログラムは、第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて上記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、上記合焦制御方法は、上記第一の範囲に設定される上記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、上記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、上記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で上記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備える合焦制御プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明は、放送用のテレビカメラ又はデジタルカメラ等に適用して利便性が高く、有効である。【０２８２】
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１５年９月３０日出願の日本特許出願（特願２０１５−１９４２３８）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
【符号の説明】
【０２８３】
１  撮像レンズ
２  絞り
４  レンズ制御部
４０  レンズ装置
５  撮像素子
５０  受光面
５１  画素
５２，５２Ａ，５２Ｂ  位相差検出用画素
５３  ＡＦエリア
ｃ  開口
Ｘ  行方向
Ｙ  列方向
６  アナログ信号処理部
７  アナログデジタル変換回路
８  レンズ駆動部
９  絞り駆動部
１０  撮像素子駆動部
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  システム制御部
１１ａ  位相差検出部
１１ｂ、１１ｂＡ、１１ｂＢ、１１ｂＣ  移動許可範囲制御部
１１ｃ  レンズ駆動制御部
１１ｄ  被写界深度情報取得部
１１ｇ  撮像範囲変化検出部
１４  操作部
１５  メモリ制御部
１６  メインメモリ
１７  デジタル信号処理部
１８  圧縮伸長処理部
２０  外部メモリ制御部
２１  記録媒体
２２  表示制御部
２３  表示部
２４  制御バス
２５  データバス
ｘ（１）〜ｘ（１０）  目標合焦位置
１００  レンズ装置
１１１  フォーカスレンズ
１１２、１１３  ズームレンズ
１１４  絞り
１１５  マスターレンズ群
１１６  ビームスプリッタ
１１６ａ  反射面
１１７  ミラー
１１８  集光レンズ
１１９  セパレータレンズ
１９Ｌ，１９Ｒ  レンズ
１２０  撮像素子
１２１  ユニット
３００  カメラ装置
３１０  撮像素子
３２０  画像処理部
Ｋ  光軸
２００  スマートフォン
２０１  筐体
２０２  表示パネル
２０３  操作パネル
２０４  表示入力部
２０５  スピーカ
２０６  マイクロホン
２０７  操作部
２０８  カメラ部
２１０  無線通信部
２１１  通話部
２１２  記憶部
２１３  外部入出力部
２１４  ＧＰＳ受信部
２１５  モーションセンサ部
２１６  電源部
２１７  内部記憶部
２１８  外部記憶部
２２０  主制御部
ＳＴ１〜ＳＴｎ  ＧＰＳ衛星
【図１】
2017057104.tif 000004
【図２】
2017057104.tif 000005
【図３】
2017057104.tif 000006
【図４】
2017057104.tif 000007
【図５】
2017057104.tif 000008
【図６】
2017057104.tif 000009
【図７】
2017057104.tif 000010
【図８】
2017057104.tif 000011
【図９】
2017057104.tif 000012
【図１０】
2017057104.tif 000013
【図１１】
2017057104.tif 000014
【図１２】
2017057104.tif 000015
【図１３】
2017057104.tif 000016
【図１４】
2017057104.tif 000017
【図１５】
2017057104.tif 000018
【図１６】
2017057104.tif 000019
【図１７】
2017057104.tif 000020
【図１８】
2017057104.tif 000021
【図１９】
2017057104.tif 000022
【図２０】
2017057104.tif 000023
【図２１】
2017057104.tif 000024
【図２２】
2017057104.tif 000025
【図２３】
2017057104.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月3日(2017.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部と、
前記第一の範囲に設定される前記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御部と、
前記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、前記移動許可範囲制御部により制御された移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御部と、を備え、
前記移動許可範囲制御部は、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、前記撮像画像データに基づいて、前記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、前記目標被写体のみが認識された場合よりも前記移動許可範囲を狭くする合焦制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の合焦制御装置と、
前記複数の信号検出部に光を入射するためのフォーカスレンズを含む撮像光学系と、を備えるレンズ装置。
【請求項３】
請求項１記載の合焦制御装置を備える撮像装置。
【請求項４】
第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて前記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法であって、
前記第一の範囲に設定される前記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、
前記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、前記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備え、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、前記撮像画像データに基づいて、前記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、前記目標被写体のみが認識された場合よりも前記移動許可範囲を狭くする合焦制御方法。
【請求項５】
第一の範囲で光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む撮像光学系を通過した光束を受光し受光量に応じた信号を検出する複数の信号検出部を用いて前記フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御方法をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、
前記合焦制御方法は、前記第一の範囲に設定される前記フォーカスレンズの移動を許可する移動許可範囲を制御する移動許可範囲制御ステップと、前記複数の信号検出部から出力された信号群に基づいて、前記移動許可範囲制御ステップにより制御された移動許可範囲内で前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御ステップと、を備え、
前記移動許可範囲制御ステップは、前記撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子により撮像して得られる撮像画像データを取得し、前記撮像画像データに基づいて、前記複数の信号検出部により撮像されている被写体の認識を行い、目標被写体とは別の被写体が認識された場合には、前記目標被写体のみが認識された場合よりも前記移動許可範囲を狭くする合焦制御プログラム。
【国際調査報告】
2017057104.tif 000027
2017057104.tif 000028
2017057104.tif 000029
2017057104.tif 000030