(57)【要約】【課題】偽合焦を有効に防止することができる焦点調節装置を提供する。【解決手段】焦点調節レンズ３２を駆動することで光学系の焦点状態を変化させる駆動部３６と、焦点調節レンズ３２を光軸方向に駆動させながら、異なる複数のレンズ位置における光学系による像のコントラストに関する評価値を、所定間隔で検出するコントラスト検出処理を行うコントラスト検出処理部２１と、評価値のピーク位置を検出する焦点検出部２１と、コントラスト検出処理を行なった結果、実際に検出された評価値の検出間隔のうち所定間隔より大きい間隔となっている箇所である特定箇所の検出を行う特定箇所検出部２１と、特定箇所がピーク位置近傍に存在するか否かを判定し、特定箇所が、評価値のピーク位置近傍に存在すると判定された場合に、駆動部により、焦点調節レンズ３２をピーク位置に駆動させるとともに、非合焦状態であると判定する制御部２１とを備えることを特徴とする。【選択図】  図１
2012255919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節レンズを駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部と、
前記駆動部により前記焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、異なる複数のレンズ位置における前記光学系による像のコントラストに関する評価値を、所定間隔で検出するコントラスト検出処理を行うコントラスト検出処理部と、
前記評価値のピーク位置を検出する焦点検出部と、
前記コントラスト検出処理を行なった結果、実際に検出された前記評価値の検出間隔のうち、前記所定間隔より大きい間隔となっている箇所である特定箇所の検出を行う特定箇所検出部と、
前記特定箇所が前記ピーク位置近傍に存在するか否かを判定し、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍に存在すると判定された場合に、前記駆動部により、前記焦点調節レンズを、前記ピーク位置に駆動させるとともに、非合焦状態であると判定する制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
焦点調節レンズを駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部と、
前記駆動部により前記焦点調節レンズを所定の第１駆動速度で駆動させながら、異なる複数のレンズ位置における前記光学系による像のコントラストに関する評価値を、第１サーチ範囲において所定間隔で検出するコントラスト検出処理を行うコントラスト検出処理部と、
前記評価値のピーク位置を検出する焦点検出部と、
前記コントラスト検出処理を行なった結果、実際に検出された前記評価値の検出間隔のうち、前記所定間隔より大きい間隔となっている箇所である特定箇所の検出を行う特定箇所検出部と、
前記特定箇所が前記ピーク位置近傍に存在するか否かを判定し、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍に存在すると判定された場合には、前記コントラスト検出処理部に、前記評価値の再検出を行わせ、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍以外の位置に存在すると判定された場合には、前記駆動部により、前記焦点調節レンズを、前記ピーク位置に駆動させる制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点調節装置であって、
前記制御部は、前記評価値の再検出を行う場合には、前記コントラスト検出処理部に、前記第１サーチ範囲よりも狭い第２サーチ範囲において、前記評価値を検出させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項２に記載の焦点調節装置であって、
前記制御部は、前記評価値の再検出を行う場合には、前記駆動部に、前記焦点調節レンズを、前記第１駆動速度よりも遅い第２駆動速度で駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
被写体の輝度を検出する輝度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記コントラスト検出処理を行っている際に、前記被写体の輝度が変化した場合には、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍以外の位置に存在すると判定された場合でも、前記焦点調節レンズを前記ピーク位置に駆動させる処理を行なわないことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置であって、
動画撮影モードおよび連写撮影モードを設定可能なモード設定部を備え、
前記制御部は、前記動画撮影モードまたは前記連写撮影モードが選択されている場合には、前記特定箇所の存在に拘わらず、前記駆動部により、前記焦点調節レンズを、前記ピーク位置に駆動させることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、焦点調節レンズを駆動させながら、光学系によるコントラストに関する評価値を所定間隔で検出することで、検出した評価値に基づいて、焦点調節レンズの合焦位置を検出する焦点調節装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６１４８４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、カメラの処理負荷が大きい場合などに、評価値の検出を所定間隔で行うと、一部の評価値が検出できずに欠落してしまい、その結果、合焦位置を適切に検出することができずに、偽合焦が生じる場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、偽合焦を有効に防止することができる焦点調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１] 本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズ（３２）を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部（３６）と、前記駆動部により前記焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、異なる複数のレンズ位置における前記光学系による像のコントラストに関する評価値を、所定間隔で検出するコントラスト検出処理を行うコントラスト検出処理部（２１）と、前記評価値のピーク位置を検出する焦点検出部（２１）と、前記コントラスト検出処理を行なった結果、実際に検出された前記評価値の検出間隔のうち、前記所定間隔より大きい間隔となっている箇所である特定箇所の検出を行う特定箇所検出部（２１）と、前記特定箇所が前記ピーク位置近傍に存在するか否かを判定し、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍に存在すると判定された場合に、前記駆動部により、前記焦点調節レンズを、前記ピーク位置に駆動させるとともに、非合焦状態であると判定する制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
[２] 本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズ（３２）を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部（３６）と、前記駆動部により前記焦点調節レンズを所定の第１駆動速度で駆動させながら、異なる複数のレンズ位置における前記光学系による像のコントラストに関する評価値を、第１サーチ範囲において所定間隔で検出するコントラスト検出処理を行うコントラスト検出処理部（２１）と、前記評価値のピーク位置を検出する焦点検出部（２１）と、前記コントラスト検出処理を行なった結果、実際に検出された前記評価値の検出間隔のうち、前記所定間隔より大きい間隔となっている箇所である特定箇所の検出を行う特定箇所検出部（２１）と、前記特定箇所が前記ピーク位置近傍に存在するか否かを判定し、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍に存在すると判定された場合には、前記コントラスト検出処理部に、前記評価値の再検出を行わせ、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍以外の位置に存在すると判定された場合には、前記駆動部により、前記焦点調節レンズを、前記ピーク位置に駆動させる制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
［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、前記評価値の再検出を行う場合には、前記コントラスト検出処理部（２１）に、前記第１サーチ範囲よりも狭い第２サーチ範囲において、前記評価値を検出させるように構成することができる。
【００１０】
［４］上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部（２１）は、前記評価値の再検出を行う場合には、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズ（３２）を、前記第１駆動速度よりも遅い第２駆動速度で駆動させるように構成することができる。
【００１１】
［５］上記焦点調節装置に係る発明において、被写体の輝度を検出する輝度検出部（２１）をさらに備え、前記制御部（２１）は、前記コントラスト検出処理を行っている際に、前記被写体の輝度が変化した場合には、前記特定箇所が、前記評価値のピーク位置近傍以外の位置に存在すると判定された場合でも、前記焦点調節レンズ（３２）を前記ピーク位置に駆動させる処理を行なわないように構成することができる。
【００１２】
[６] 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。
【００１３】
[７］上記撮像装置に係る発明において、動画撮影モードおよび連写撮影モードを設定可能なモード設定部（２８）を備え、前記制御部（２１）は、前記動画撮影モードまたは前記連写撮影モードが選択されている場合には、前記特定箇所の存在に拘わらず、前記駆動部（３６）により、前記焦点調節レンズ（３２）を、前記ピーク位置に駆動させるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、偽合焦を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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エリア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、第１実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、焦点評価値の算出方法の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の他の例を示す図である。
【図１３】図１３は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の他の例を示す図である。
【図１４】図１４は、焦点評価値のピーク位置を検出する方法を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
≪第１実施形態≫
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ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。
【００２７】
カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
【００２８】
カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部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。
【００２９】
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。
【００３０】
操作部２８は、シャッターレリーズボタン、動画撮影ボタン、および撮影者がカメラ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、静止画撮影モード／動画撮影モードの切換や、連写撮影モードへの切換が行えるようになっている。また、操作部２８は、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっており、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。
【００３１】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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，２２ｂ，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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
【００４０】
また、図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。
【００４１】
ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
【００４２】
図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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳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。
【００５０】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出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。
【００５１】
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。
【００５２】
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評価値を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評価値を求めることもできる。
【００５３】
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を駆動させながら、所定のサンプリング間隔で、異なる複数のレンズ位置における焦点評価値を求め、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。なお、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出方法の詳細については、後述する。
【００５４】
次に、図９を参照して、第１実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、オートフォーカスモードのうちワンショットモードが選択されている場面における、カメラ１の動作について説明する。また、以下に説明するカメラ１の動作は、シャッターレリーズボタンが半押しされることで開始される。
【００５５】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の算出が開始される。ここで、図１０は、焦点評価値の算出方法を説明するための図である。カメラ制御部２１は、ハイパスフィルタ特性またはバンドパスフィルタ特性を有する検波フィルタを用いて、焦点検出を行うための焦点検出エリアにおいて、被写体の高周波成分（エッジ成分）の抽出を行う。例えば、撮像素子２２を構成する複数の画素のうち、図１０に示すように、横方向に連続する３つの画素（画素列の配列方向ｘ−１，ｘ，ｘ＋１番目の画素）から出力された画素信号を、それぞれ、Ｐ（ｘ−１），Ｐ（ｘ），Ｐ（ｘ＋１）とした場合、カメラ制御部２１は、これら画素信号を検波フィルタでフィルタ処理することで、下記式（１）に示すような、被写体の高周波成分（エッジ成分）の評価関数ｆ（ｘ）を、各画素ごとに取得する。
ｆ（ｘ）＝｜Ｃ０・Ｐ（ｘ−１）＋Ｃ１・Ｐ（ｘ）＋Ｃ２・Ｐ（ｘ＋１）｜  ・・・（１）
なお、上記式（１）において、Ｃ０〜Ｃ２は、検波フィルタのフィルタ特性係数を表す。例えば、カメラ制御部２１は、検波フィルタを、Ｃ０およびＣ２が−０．５、Ｃ１が＋１となるように設定することで、横方向に連続する３つの画素内に高周波成分（エッジ成分）が存在する場合に得られる評価関数ｆ（ｘ）の値を高くすることができる。
【００５６】
そして、カメラ制御部２１は、焦点検出エリア内の各画素に対応する評価関数ｆ（ｘ）を積算することで、当該焦点検出エリアにおける焦点評価値を算出する。具体的には、カメラ制御部２１は、下記式（２）に示すように、焦点検出エリアごとに、焦点検出エリア内の各画素に対応する評価関数ｆ（ｘ）を積算することで、各焦点検出エリアにおける焦点評価値ＡＦＶを算出する。
ＡＦＶ＝Σｆ（ｘ）  ・・・（２）  
【００５７】
また、カメラ制御部２１は、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に駆動信号を送出することで、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定のサーチ範囲において、焦点評価値の検出を、所定のサンプリング間隔で行う。これにより、異なる複数のレンズ位置において焦点評価値が検出され、これら複数のレンズ位置で検出された焦点評価値が、該焦点評価値が検出されたフォーカスレンズ３２のレンズ位置に関連付けられて、カメラ制御部２１に備えるメモリに記憶される。なお、焦点評価値のサンプリング間隔は、小さすぎると、合焦位置の検出に時間が掛かってしまうこととなり、また、大きすぎると、合焦位置を高い精度で検出することができないため、本実施形態においては、焦点深度の数倍程度の大きさとなるように予め設定される。また、焦点評価値のサンプリング間隔は、たとえば１０パルス間隔のように、駆動パルス信号に応じてフォーカスレンズ３２が実際に移動する移動量の大きさに基づいて設定することもできるが、フォーカスレンズ３２の駆動に伴う光学系の像面移動量の大きさに基づいて設定することが好適である。
【００５８】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、所定のサーチ範囲全域で、焦点評価値の検出が行われたか否かの判断が行われる。所定のサーチ範囲全域において、焦点評価値の検出が行われた場合には、ステップＳ１０３に進み、一方、所定のサーチ範囲全域において、焦点評価値の検出が行われていない場合には、サーチ範囲全域において焦点評価値の検出が行われるまで、ステップＳ１０２で待機する。
【００５９】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、特定箇所の検出が行われる。ここで、特定箇所とは、焦点評価値の検出を所定のサンプリング間隔で行った結果、実際に焦点評価値が検出された検出間隔が、所定のサンプリング間隔よりも大きい間隔となっている箇所をいう。たとえば、カメラ１の処理負荷が大きい状態で、焦点評価値の検出を所定のサンプリング間隔で行った場合に、フォーカスレンズ３２のレンズ位置をカメラ制御部３７から取得できない場合や、サンプリング間隔に合わせて焦点評価値を算出できない場合など、一部の焦点評価値が検出できずに欠落してしまう場合がある。このように、一部の焦点評価値が検出できずに欠落することで、実際に焦点評価値が検出された検出間隔が、所定のサンプリング間隔よりも大きい間隔となってしまう特定箇所が検出されることがある。
【００６０】
たとえば、図１１に示す例では、フォーカスレンズ３２を、レンズ位置Ｐ１からレンズ位置Ｐ８まで駆動させながら、焦点評価値の検出を所定のサンプリング間隔で行い、その結果、レンズ位置Ｐ１〜Ｐ８の８点において、焦点評価値が検出された場面を例示している。このように図１１に示す例では、レンズ位置Ｐ１〜Ｐ８の８点全てにおいて、焦点評価値が、所定のサンプリング間隔ごとに検出されているため、実際に焦点評価値が検出された検出間隔が、所定のサンプリング間隔と同じ間隔となり、特定箇所は検出されない。
【００６１】
一方、図１２に示す例では、図１１に示す例と同様に、フォーカスレンズ３２を、レンズ位置Ｐ１からレンズ位置Ｐ８まで駆動させながら、焦点評価値の検出を所定のサンプリング間隔で行い、その結果、レンズ位置Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ６〜Ｐ８の７点で焦点評価値が検出されたが、レンズ位置Ｐ５では焦点評価値が検出できなかった場面を例示している。この場合、実際に焦点評価値が検出されたレンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ６までの検出間隔が、所定のサンプリング間隔よりも大きい間隔となっている特定箇所として検出される。また、図１３に示す例も、図１１に示す例と同様に、フォーカスレンズ３２を、レンズ位置Ｐ１からレンズ位置Ｐ８まで駆動させながら、焦点評価値の検出を所定のサンプリング間隔で行い、その結果、レンズ位置Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ８の７点で焦点評価値が検出されたが、レンズ位置Ｐ２では焦点評価値が検出できなかった場面を例示している。この場合、実際に焦点評価値が検出されたレンズ位置Ｐ１からレンズ位置Ｐ３までの検出間隔が、所定のサンプリング間隔よりも大きい間隔となっている特定箇所として検出される。なお、図１１〜図１３は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の一例を示す図であり、図１１〜図１３においては、同じ被写体について、焦点評価値の検出を行っている場面を示している。
【００６２】
そして、ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０３で特定箇所の検出を行った結果、特定箇所が存在するか否かの判定が行われる。特定箇所が存在すると判定された場合は、ステップＳ１０７に進み、一方、特定箇所が存在しないと判定された場合は、ステップＳ１０５に進む。
【００６３】
ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ３２のレンズ位置（以下、焦点評価値のピーク位置という。）の検出が行われる。
【００６４】
ここで、図１４は、焦点評価値のピーク位置の検出方法を説明するための図であり、３点内挿法によるピーク位置の検出方法を示している。また、図１４に示す丸印は焦点評価値のサンプリング点を示し、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の検出を行うことで、Ｐ１１〜Ｐ１４の４箇所において、焦点評価値が検出されたものとする。また、図１４に示す例では、破線で示す曲線は焦点評価値のプロファイルを示し、レンズ位置ＰＸにピークを有する。
【００６５】
取得された４個の焦点評価値では、レンズ位置Ｐ１２で検出された焦点評価値Ｐ１２が最大となっているが、３点内挿法では、最大の焦点評価値Ｐ１２と、その前後に位置する焦点評価値Ｐ１１，Ｐ１３とを用いて、焦点評価値のピーク位置Ｐｘを算出する。まず、最大の点Ｐ１２と、３点のうち最小の点Ｐ１１とを通る直線Ｌ１を算出する。この直線Ｌ１の傾きをＫとしたとき、傾きが−Ｋで、残りの点Ｐ１３を通る直線Ｌ２を算出する。そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点のレンズ位置座標を求める。この交点のレンズ位置座標が焦点評価値のピーク位置Ｐｘとして求められる。
【００６６】
なお、焦点評価値のピーク位置の検出方法は、上述した方法に限定されず、たとえば、最大の焦点評価値Ｐ１２とその前後に位置する数個の焦点評価値とを用いて、スプライン補間演算を行うことで、焦点評価値のピーク位置を求める構成としてもよい。また、焦点評価値のピーク位置を検出する際には、ノイズ成分の影響による偽合焦を防止するために、ピーク位置における焦点評価値が所定値未満であるか否かを判断し、ピーク位置における焦点評価値が所定値未満である場合には、焦点評価値のピーク位置として検出しない構成としてもよい。
【００６７】
そして、ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０５で検出された焦点評価値のピーク位置が合焦位置と判断され、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動する合焦駆動が行われる。具体的には、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部３７を介して、フォーカスレンズ駆動モータ３６に送出される。そして、フォーカスレンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。
【００６８】
一方、ステップＳ１０４で、特定箇所が存在していると判断された場合には、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、カメラ制御部２１により、実際に検出された焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピーク位置の検出が行われる。たとえば、図１２に示す例では、レンズ位置Ｐ５において焦点評価値が検出されていないため、レンズ位置Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ６〜Ｐ８において検出された焦点評価値のみに基づいて、焦点評価値のピーク位置の検出が行われる。そのため、図１２に示す例において、カメラ制御部２１は、最大の焦点評価値Ｐ６とその前後に位置する焦点評価値Ｐ４，Ｐ７とを用いて、３点内挿法により、焦点評価値のピーク位置を算出する。
【００６９】
ステップＳ１０８では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０３で検出された特定箇所が、ステップＳ１０７で検出された焦点評価値のピーク位置近傍に存在するか否かの判断が行われる。たとえば、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０７で検出された焦点評価値のピーク位置を中心として、所定の数の焦点評価値を検出できる範囲に、特定箇所が存在する場合に、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在すると判断することができる。本実施形態においては、ステップＳ１０７で検出された焦点評価値のピーク位置近傍に合焦位置が存在するものと判断し、ステップＳ１０７で検出された焦点評価値のピーク位置を中心として、３点内挿法により焦点評価値のピーク位置近傍の合焦位置を検出する際に用いられる可能性の高い、４個の焦点評価値を検出できる範囲に、特定箇所が存在するか否かを判断する。
【００７０】
たとえば、図１２に示す例において、レンズ位置Ｐ５とレンズ位置Ｐ６との間に焦点評価値のピーク位置が検出された場合には、該ピーク位置を中心としたレンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ７までの範囲に、レンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ６までの特定箇所が存在するか否かの判断が行われる。図１２に示す例では、レンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ６までの特定箇所が、レンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ７までの範囲に存在するため、特定箇所が、焦点評価値のピーク位置近傍に存在すると判断される。一方、図１３に示す例において、レンズ位置Ｐ５とレンズ位置Ｐ６との間に焦点評価値のピーク位置が検出された場合には、図１２に示す例と同様に、レンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ７までの範囲に、レンズ位置Ｐ１からレンズ位置Ｐ３までの特定箇所が存在するか否かの判断が行われる。図１３に示す例では、レンズ位置Ｐ１からレンズ位置Ｐ３までの特定箇所が、レンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ７の範囲に存在しないため、特定箇所が、焦点評価値のピーク位置近傍に存在しないと判断される。
【００７１】
ステップＳ１０８において、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在すると判断された場合は、ステップＳ１１０に進み、一方、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在しないと判断された場合は、ステップＳ１０９に進む。
【００７２】
ステップＳ１０９では、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在していないと判断されているため、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０７で検出した焦点評価値のピーク位置が合焦位置と判断され、フォーカスレンズ３２を合焦位置に駆動させる合焦駆動が行われる。たとえば、図１３に示すように、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在しない場合には、たとえ一部の焦点評価値が検出できずに欠落している場合であっても、欠落してしまった焦点評価値が、本来、焦点評価値のピーク位置を検出するために用いられるものではないため、検出された焦点評価値のピーク位置を合焦位置と判断することができる。そこで、本実施形態では、ステップＳ１０７で検出した焦点評価値のピーク位置を合焦位置と判断し、合焦位置と判断された焦点評価値のピーク位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる。
【００７３】
一方、ステップＳ１０８において、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在すると判断された場合は、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ１０７で検出された焦点評価値のピーク位置に駆動させる駆動処理が行われ、続くステップＳ１１１において、合焦不能表示が行われる。すなわち、図１２に示す例のように、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在する場合には、本来、焦点評価値のピーク位置の検出に用いられる焦点評価値が検出できずに欠落しているため、検出された焦点評価値のピーク位置が合焦位置である信頼性が低いものと判断できる。そのため、本実施形態では、ステップＳ１０７で検出した焦点評価値のピーク位置に、フォーカスレンズ３２を駆動させるが、フォーカスレンズ３２の焦点評価値のピーク位置への駆動が完了した後も、非合焦状態であると判断し、合焦不能表示を行う。なお、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。また、本実施形態では、ステップＳ１１１において、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ１０７で検出した焦点評価値のピーク位置まで駆動させているが、たとえば、フォーカスレンズ３２を、焦点評価値のピーク位置とは異なる所定のレンズ位置に駆動させる構成としてもよいし、焦点評価値の検出を開始する前のレンズ位置まで駆動させる構成としてもよい。あるいは、フォーカスレンズ３２のレンズ位置を、焦点評価値の検出を終了したときのレンズ位置のまま駆動させない構成としてもよい。
【００７４】
以上のように、第１実施形態では、図１２に示すように、特定箇所が、焦点評価値のピーク位置近傍に存在する場合には、フォーカスレンズ３２を、焦点評価値のピーク位置に駆動させるとともに、光学系の焦点状態が非合焦状態であると判断して、合焦不能表示を行う。このように、第１実施形態では、焦点評価値のピーク位置近傍で、焦点評価値が検出できずに欠落している場合には、検出された焦点評価値のピーク位置が合焦位置である信頼性が低いものと判断し、フォーカスレンズ３２を焦点評価値のピーク位置まで駆動させた場合でも、光学系の焦点状態は非合焦状態であると判断することで、偽合焦を有効に防止することができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、図１３に示すように、特定箇所が存在する場合であっても、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在しない場合には、検出された焦点評価値のピーク位置を合焦位置と判断し、合焦位置と判断された焦点評価値のピーク位置に、フォーカスレンズ３２を駆動する。このように、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍以外に存在する場合には、欠落してしまった焦点評価値は、本来、焦点評価値のピーク位置の検出に用いられるものではなく、検出された焦点評価値のピーク位置を合焦位置と判断することで、合焦位置を適切に検出することができる。
【００７６】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態では、図１に示すカメラ１において、図１５に示すように、カメラ１が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１５を参照して、第２実施形態に係るカメラ１の動作について説明する。なお、図１５は第２実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【００７７】
すなわち、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６では、第１実施形態に係るステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様に、焦点評価値の算出が開始され（ステップＳ２０１）、所定の第１サーチ範囲全域で焦点評価値を検出した後に（ステップＳ２０２＝Ｙｅｓ）、特定箇所の検出が行われる（ステップＳ２０３）。特定箇所が存在しない場合には（ステップＳ２０４＝Ｎｏ）、焦点評価値のピーク位置の検出が行われ（ステップＳ２０５）、検出された焦点評価値のピーク位置が合焦位置として判断されて、合焦位置にフォーカスレンズ３２を駆動する合焦駆動が行われる（ステップＳ２０６）。なお、第２実施形態における第１サーチ範囲は、第１実施形態において、焦点評価値の検出を行うサーチ範囲と同様の範囲とすることができる。
【００７８】
また、ステップＳ２０４において、特定箇所が存在すると判断された場合には、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７〜Ｓ２０９においても、第１実施形態のステップＳ１０７〜Ｓ１０９と同様に、実際に検出された焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピーク位置の検出が行われ（ステップＳ２０７）、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在するか否かの判断が行われる（ステップＳ２０８）。特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在しないと判断された場合には（ステップＳ２０８＝Ｎｏ）、検出された焦点評価値のピーク位置が合焦位置と判断され、合焦位置にフォーカスレンズ３２を駆動する合焦駆動が行われる（ステップＳ２０９）。
【００７９】
また、ステップＳ２０８において、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在すると判断された場合には、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、カメラ制御部２１により、後述する焦点評価値の再検出が、所定回数行われたか否かの判断が行われる。焦点評価値の再検出が所定回数行われたと判断された場合には、焦点調節に要する時間が増大してしまうことを防止するために、ステップＳ２１６に進み、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ２０７で検出された焦点評価値のピーク位置に駆動させるとともに、続くステップＳ２１７で、非合焦状態であると判断して、合焦不能表示を行う。一方、焦点評価値の再検出が所定回数行われていないと判断された場合には、ステップＳ２１１に進む。
【００８０】
ステップＳ２１１では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の再検出が行われる。具体的には、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、第２サーチ範囲において、焦点評価値の検出を、所定のサンプリング間隔で行う。ここで、第２サーチ範囲は、ステップＳ２０１，Ｓ２０２で焦点評価値の検出を行った第１サーチ範囲よりも狭いサーチ範囲であり、たとえば、ステップＳ２０７で検出された焦点評価値のピーク位置を中心として、所定の数の焦点評価値を検出できるサーチ範囲とすることができる。
【００８１】
本実施形態においては、カメラ制御部２１は、ステップＳ２０７で検出された焦点評価値のピーク位置近傍に合焦位置が存在するものと判断し、たとえば３点内挿法により焦点評価値のピーク位置近傍の合焦位置を検出するために、ステップＳ２０７で検出された焦点評価値のピーク位置を中心として、４個の焦点評価値を検出できる範囲を、第２サーチ範囲として設定し、焦点評価値の再検出を行う。たとえば、図１２に示す例において、レンズ位置Ｐ５とレンズ位置Ｐ６との間に焦点評価値のピーク位置が存在する場合には、該ピーク位置近傍の合焦位置を検出するために、該ピーク位置を中心として、レンズ位置Ｐ４からレンズ位置Ｐ７までの範囲を第２サーチ範囲に設定し、焦点評価値の再検出を行う。
【００８２】
また、本実施形態において、カメラ制御部２１は、焦点評価値の再検出を行う際に、焦点評価値の検出精度を高めるために、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ２０１，Ｓ２０２で焦点評価値の検出を行った際の駆動速度よりも遅い速度で駆動させて、焦点評価値の再検出を行う。
【００８３】
そして、ステップＳ２１２では、カメラ制御部２１により、ステップＳ２１１で再検出された焦点評価値に基づいて、特定箇所の検出が行われ、続くステップＳ２１３では、特定箇所の検出結果に基づいて、特定箇所が存在するか否かの判断が行われる。特定箇所が存在すると判断された場合には、ステップＳ２１０に戻り、焦点評価値の再検出が所定回数行われるまで、または、特定箇所が検出されなくなるまで、焦点評価値の再検出が繰り返し行われる。一方、特定箇所が存在しないと判断された場合には、ステップＳ２１４に進み、ステップＳ２１１で再検出された焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピーク位置の検出が行われる。そして、ステップＳ２１５では、ステップＳ２１４で検出されたピーク位置が合焦位置と判断され、合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動する合焦駆動が行われる。
【００８４】
以上のように、第２実施形態では、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在する場合には、焦点評価値のピーク位置近傍において、焦点評価値の再検出を行うことで、再検出された焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出する。これにより、第２実施形態では、合焦位置を適切に検出することができ、偽合焦を有効に防止することができる。また、第２実施形態では、焦点評価値の再検出を行うサーチ範囲を、第１サーチ範囲よりも狭い第２サーチ範囲に制限することで、焦点調節に要する時間を短縮することができる。
【００８５】
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。
【００８６】
例えば、上述した実施形態では、静止画像をワンショットモードで撮影する場面を例示したが、たとえば、動画撮影モードまたは連写撮影モードが選択されている場合には、焦点検出精度よりも画像を連続して撮像することを優先して、特定箇所の存在に拘わらず、フォーカスレンズ３２を、検出された焦点評価値のピーク位置に駆動させる構成とすることができる。また、オートフォーカスモードのうちコンティニュアスモードが選択されている場合にも、同様に、特定箇所の存在に拘わらず、フォーカスレンズ３２を、検出された焦点評価値のピーク位置に駆動させる構成とすることができる。
【００８７】
また、上述した実施形態では、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍以外に存在する場合には、検出された焦点評価値のピーク位置を合焦位置として判断して、合焦位置と判断した焦点評価値のピーク位置に、フォーカスレンズ３２を駆動させているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、焦点検出エリアにおける被写体の輝度値を検出し、焦点評価値のピーク位置近傍以外において、被写体の輝度値が所定値以上変化している場合には、検出した焦点評価値のピーク位置を合焦位置とは判断せず、フォーカスレンズ３２を焦点評価値のピーク位置に駆動させる処理を行わないようにしてもよい。また、特定箇所が焦点評価値のピーク位置近傍に存在する場合の他、焦点評価値のピーク位置近傍において、被写体の輝度値が所定値以上変化している場合にも、フォーカスレンズ３２を焦点評価値のピーク位置に駆動させるとともに非合焦状態と判断し、または、焦点評価値の再検出を行う構成としてもよい。これにより、焦点評価値の検出を行っている際に、ネオンサインの点滅や蛍光灯などのフリッカの影響などにより被写体の輝度が変化した場合に、被写体の輝度の変化によって焦点評価値のピーク位置が合焦位置とは全く関係のない位置で検出されてしまい、偽合焦が生じてしまうことを有効に防止することができる。なお、被写体の輝度値を検出する際には、撮像素子２２から取得した画像データを、フィルタ処理を施すことなくそのまま積算し、積算した画像データを、被写体の輝度値として検出することができる。
【００８８】
さらに、上述した実施形態では、所定のサーチ範囲全域において焦点評価値の検出を行った後に、特定箇所の検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、所定のサンプリング間隔で焦点評価値の検出を行う度に、特定箇所の検出を行う構成としてもよい。この場合、特定箇所が検出された場合には、所定のサーチ範囲全域において焦点評価値の検出を行っていない場合でも、非合焦状態と判断し、合焦不能表示を行う構成としてもよい。
【００８９】
なお、本実施形態に係るカメラ１は、特に限定されず、例えば、一眼レフデジタルカメラ、デジタルコンパクトカメラ、デジタルビデオカメラ、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】
【００９０】
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
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】
2012255919.tif 000003
【図２】
2012255919.tif 000004
【図３】
2012255919.tif 000005
【図４】
2012255919.tif 000006
【図５】
2012255919.tif 000007
【図６】
2012255919.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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