(57)【要約】【課題】撮像面位相差ＡＦの開始から記録用撮像が可能となるまでの時間を短くする。【解決手段】撮像装置１２０は、撮像素子１２２から得られた撮像信号を用いてファインダ用画像および記録用画像を生成する画像生成手段１２４と、撮像素子から得られた焦点検出信号を用いて光学系のデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段１２９と、デフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるようにフォーカス制御を行い、フォーカス制御の後に記録用画像の撮像処理を行う制御手段１２５とを有する。制御手段は、フォーカス制御中において、デフォーカス量が第１の所定値よりも大きい第２の所定値より大きいときは、順次生成されるファインダ用画像を表示手段１２６に更新しながら表示し、デフォーカス量が第２の所定値以下となることに応じて、ファインダ用画像の表示更新を停止させ、かつデフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるフォーカス制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子から得られた撮像信号を用いてファインダ用画像および記録用画像を生成する画像生成手段と、
前記撮像素子から得られた焦点検出信号を用いて前記光学系のデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、
前記ファインダ用画像の表示手段への表示を制御するとともに、前記デフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるようにフォーカス制御を行い、該フォーカス制御の後に前記記録用画像を取得するための撮像処理を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記フォーカス制御中において、
前記デフォーカス量が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値より大きいときは、前記画像生成手段により周期的に順次生成される前記ファインダ用画像を前記表示手段に更新しながら表示し、
前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下となることに応じて、前記表示手段における前記ファインダ用画像の表示の更新を停止させ、かつ前記第１の所定値より大きい前記デフォーカス量を前記第１の所定値以下に減少させるための前記フォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下となることに応じて、前記表示手段における前記ファインダ用画像の表示の更新を停止させた後に、前記第１の所定値より大きい前記デフォーカス量を前記第１の所定値以下に減少させるための前記フォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下になることに応じて前記表示の更新を停止させるタイミングを設定し、前記デフォーカス量が前記第１の所定値以下になる前における前記タイミングにて前記表示の更新を停止させることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記表示の更新を停止するとともに、前記表示手段に合焦表示を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記フォーカス制御において、前記デフォーカス量の検出と該デフォーカス量を用いたフォーカス素子の駆動とを繰り返し行い、
前記第２の所定値は、該第２の所定値以下の前記デフォーカス量が検出された後に検出される前記デフォーカス量を用いた前記フォーカス素子の駆動を所定回数行うことによって前記デフォーカス量が前記第１の所定値以下に減少するように設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記所定回数の前記フォーカス素子の駆動を行った後、前記デフォーカス量が前記第１の所定値以下に減少したことを判定することなく前記フォーカス制御を終了することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、前記撮像信号および前記焦点検出信号を得るための電荷の蓄積と出力とを繰り返し行い、
前記制御手段は、前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下となった後、前記第１の所定値以下になる前に前記撮像素子に蓄積された電荷から得られた前記撮像信号を用いて、前記表示の更新が停止された以降に前記表示手段に表示させる前記ファインダ用画像を生成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像素子を、前記ファインダ用画像の生成および前記デフォーカス量の検出のうち少なくとも一方を可能とするために第１の駆動状態で駆動し、前記記録用画像の生成を可能とするために前記第１の駆動状態とは異なる第２の駆動状態で駆動する駆動手段を有し、
前記制御手段は、前記フォーカス制御中において、
前記デフォーカス量が前記第２の所定値より大きいときは、前記駆動手段に前記第１の駆動状態で前記撮像素子を駆動させ、
前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下となることに応じて、前記駆動手段による前記第２の駆動状態での前記撮像素子の駆動を許容することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子は、前記光学系の射出瞳のうち互いに異なる複数の部分領域からの光を光電変換して前記焦点検出信号の生成に用いられる信号を出力する焦点検出画素群と、前記射出瞳のうち前記複数の部分領域を包含する領域からの光を光電変換して前記撮像信号の生成に用いられる信号を出力する撮像画素群とを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子を有し、該撮像素子から得られた撮像信号を用いたファインダ用画像および記録用画像の生成が可能であり、前記撮像素子から得られた焦点検出信号を用いて前記光学系のデフォーカス量の検出が可能な撮像装置に、
前記ファインダ用画像の表示手段への表示を制御させるとともに、前記デフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるようにフォーカス制御を行わせ、該フォーカス制御の後に前記記録用画像を生成するための撮像処理を行わせる撮像制御方法であって、
前記撮像装置に、前記フォーカス制御中において、
前記デフォーカス量が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値より大きいときは、周期的に順次生成される前記ファインダ用画像を表示手段に更新しながら表示させ、
前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下となることに応じて、前記表示手段における前記ファインダ用画像の表示の更新を停止させ、かつ前記第１の所定値より大きい前記デフォーカス量を前記第１の所定値以下に減少させるための前記フォーカス制御を行わせることを特徴とする撮像制御方法。
【請求項１１】
光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子を有し、該撮像素子から得られた撮像信号を用いたファインダ用画像および記録用画像の生成が可能であり、前記撮像素子から得られた焦点検出信号を用いて前記光学系のデフォーカス量の検出が可能な撮像装置のコンピュータに、
前記ファインダ用画像の表示手段への表示を制御させるとともに、前記デフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるようにフォーカス制御を行わせ、該フォーカス制御の後に前記記録用画像を生成するための撮像処理を行わせるコンピュータプログラムとしての撮像制御プログラムであって、
前記コンピュータに、前記フォーカス制御中において、
前記デフォーカス量が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値より大きいときは、周期的に順次生成される前記ファインダ用画像を表示手段に更新しながら表示させ、
前記デフォーカス量が前記第２の所定値以下となることに応じて、前記表示手段における前記ファインダ用画像の表示の更新を停止させ、かつ前記第１の所定値より大きい前記デフォーカス量を前記第１の所定値以下に減少させるための前記フォーカス制御を行わせることを特徴とする撮像制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を用いた撮影光学系の焦点状態、すなわちデフォーカス量の検出が可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像専用の撮像装置や、携帯電話、ゲーム機およびパーソナルコンピュータ等に搭載される撮像装置には、オートフォーカス（ＡＦ）機能が備わっていることが多い。
【０００３】
特許文献１には、撮影画像を生成するための複数の撮像画素とは別に複数の焦点検出画素を有する撮像素子が開示されている。各焦点検出画素には、マイクロレンズの光軸に対して偏心した開口部を有する光電変換部が設けられている。開口部の偏心方向が互いに異なる一対の焦点検出画素（群）を用いることで一対の焦点検出信号が得られ、これら焦点検出信号の位相差から光学系のデフォーカス量を得ることができる。また、特許文献２にて開示されているように、１つの焦点検出画素に１つのマイクロレンズと該マイクロレンズの光軸に対してそれぞれ偏心した一対の光電変換部とが設けられた撮像素子を用いても、同様の原理で光学系のデフォーカス量を得ることができる。
【０００４】
このように、撮影画像を生成するための撮像素子とは別の焦点検出センサを用いずに、該撮像素子から得られる信号を用いた位相差検出方式でのＡＦを、本明細書では撮像面位相差ＡＦという。
【０００５】
このような撮像面位相差ＡＦは、撮像レンズによるケラレの影響を受けやすい。撮像レンズによるケラレが発生すると、一対の焦点検出信号の形状の差が生じて、これらの位相差の検出精度、ひいてはデフォーカス量の検出精度が低下する。また、ケラレによる位相差検出精度への影響は、デフォーカス量が大きいほど大きくなる。これは、デフォーカス量が大きくなるにつれて焦点検出画素上に形成される被写体像のコントラストが低下し、この結果、ケラレの影響による焦点検出信号の形状変化も大きくなるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１７６７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８６２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
撮像面位相差ＡＦを含む位相差検出方式によるＡＦでは、デフォーカス量の検出と該デフォーカス量が減少する方向へのフォーカスレンズ等のフォーカス素子の駆動とを繰り返し行う。そして、合焦状態近くまで減少したデフォーカス量を用いてさらにフォーカス素子の駆動を行うことで、最終的な合焦状態を得る。また、合焦状態が得られるまでは、撮像素子（撮像画素）からの信号を用いて生成された動画としてのファインダ用画像がモニタに表示され、撮影者が合焦状態を視認できるようになっている。その後、記録用画像の取得（記録用撮像）に適した撮像素子の駆動を行えるようにするために、それまでモニタに表示していたファインダ用画像を停止（フリーズ）させる等の記録用撮像に対する準備処理が行われる。
【０００８】
しかしながら、このように合焦状態が得られるまで記録用撮像に対する準備処理が行われないのでは、ＡＦの開始から記録用撮像が可能となるまでの時間が長くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、撮像面位相差ＡＦを行う場合に、ＡＦの開始から記録用撮像が可能となるまでの時間を短くすることができるようにした撮像装置およびその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての撮像装置は、光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子から得られた撮像信号を用いてファインダ用画像および記録用画像を生成する画像生成手段と、該撮像素子から得られた焦点検出信号を用いて光学系のデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、ファインダ用画像の表示手段への表示を制御するとともに、デフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるようにフォーカス制御を行い、該フォーカス制御の後に記録用画像を取得するための撮像処理を行う制御手段とを有する。そして、制御手段は、フォーカス制御中において、デフォーカス量が第１の所定値よりも大きい第２の所定値より大きいときは、画像生成手段により周期的に順次生成されるファインダ用画像を表示手段に更新しながら表示し、デフォーカス量が第２の所定値以下となることに応じて、表示手段におけるファインダ用画像の表示の更新を停止させ、かつ第１の所定値より大きいデフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるためのフォーカス制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の一側面としての撮像制御方法は、光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子を有し、該撮像素子から得られた撮像信号を用いたファインダ用画像および記録用画像の生成が可能であり、該撮像素子から得られた焦点検出信号を用いて光学系のデフォーカス量の検出が可能な撮像装置に、ファインダ用画像の表示手段への表示を制御させるとともに、デフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるようにフォーカス制御を行わせ、該フォーカス制御の後に記録用画像を取得するための撮像処理を行わせる。該撮像制御方法は、撮像装置に、フォーカス制御中において、デフォーカス量が第１の所定値よりも大きい第２の所定値より大きいときは、周期的に順次生成されるファインダ用画像を表示手段に更新しながら表示させ、デフォーカス量が第２の所定値以下となることに応じて、表示手段におけるファインダ用画像の表示の更新を停止させ、かつ第１の所定値より大きいデフォーカス量を第１の所定値以下に減少させるためのフォーカス制御を行わせることを特徴とする。
【００１２】
なお、上記撮像制御方法を撮像装置のコンピュータに行わせるコンピュータプログラムとしての撮像制御プログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像面位相差ＡＦを行う撮像装置であって、ＡＦの開始から記録用画像を生成するための撮像処理が可能となるまでの時間が短い撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１であるカメラおよびこれに装着される交換レンズの構成を示すブロック図。
【図２】上記カメラが有する撮像素子の画素配列を示す図。
【図３】上記撮像素子の撮影画素の構造を示す図。
【図４】上記撮像素子の焦点検出画素の構造を示す図。
【図５】位相差検出方式で用いられる一対の像信号を示す図。
【図６】上記カメラにおける撮像画面内の焦点検出領域と被写体を示す図。
【図７】上記カメラのライブビュー画像の取得から記録用画像の取得までの動作の流れを示すフローチャート。
【図８】上記カメラの記録用撮像サブルーチンを示すフローチャート。
【図９】上記カメラのＡＦとライブビュー表示の流れを示すタイミングチャート。
【図１０】本発明の実施例１であるカメラのライブビュー撮像から記録用撮像までの動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１には、本発明の実施例１である撮像装置としてのレンズ交換型の一眼レフデジタルカメラ（以下、単にカメラという）１２０の構成を示しめている。図１には、カメラ１２０に取り外し可能に装着される交換レンズ装置としてのレンズユニット１００の構成も示している。レンズユニット１００は、図中に点線で示すマウントＭを介してカメラ１２０と機械的および電気的に接続される。
【００１７】
レンズユニット１００は、被写体側（図の左側）から順に配置された第１レンズ群１０１、絞りシャッタ１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ群（以下、単にフォーカスレンズという）１０４により構成される撮像光学系を有する。撮像光学系は、被写体からの光束に光学像としての被写体像を形成させる結像光学系である。また、レンズユニット１００は、第１レンズ群１０１、絞りシャッタ１０２、第２レンズ群１０３およびフォーカスレンズ１０４を駆動および制御するレンズ駆動／制御系を有する。
【００１８】
第１レンズ群１０１は、撮像光学系の光軸ＯＡに沿った方向（以下、光軸方向という）に移動可能に保持されている。絞りシャッタ１０２は、その開口径を変化させることで光量調節を行うとともに、静止画撮像時に露光時間を制御するシャッタとしても機能する。第１レンズ群１０１の光軸方向への移動に伴って絞りシャッタ１０２と第２レンズ群１０３が一体で光軸方向に移動する。これにより、変倍（ズーム）が行われる。フォーカスレンズ１０４は光軸方向に移動可能であり、その移動によって焦点調節が行われる。
【００１９】
レンズ駆動／制御系は、ズームアクチュエータ１１１、絞りシャッタアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動回路１１４、絞りシャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１７を有する。また、レンズメモリ１１８も有する。
【００２０】
ズーム駆動回路１１４は、レンズコントローラ（コンピュータ）としてのレンズＭＰＵ１１７による制御に従ってズームアクチュエータ１１１を駆動し、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０３（および絞りシャッタ１０２）を光軸方向に移動させる。絞りシャッタ駆動回路１１５は、レンズＭＰＵ１１７による制御に従って絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動して絞りシャッタ１０２の開口径やシャッタとしての動作を制御する。
【００２１】
フォーカス駆動回路１１６は、レンズＭＰＵ１１７による制御に従ってフォーカスアクチュエータ１１３を駆動し、フォーカス素子としてのフォーカスレンズ１０４を光軸方向に移動させる。フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスレンズ１０４の位置（以下、フォーカスレンズ位置ともいう）を検出する機能を有する。
【００２２】
レンズＭＰＵ１１７は、その記憶部に格納されたコンピュータプログラムを実行することで、マウントＭ内の信号線を介して接続されたカメラＭＰＵ１２５とコマンドやデータをやりとりしながら又は単独でレンズユニット１００内の構成要素を制御または管理する。レンズＭＰＵ１１７は、フォーカス駆動回路１１６を通じて取得したフォーカスレンズ位置や、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０３の位置に基づく焦点距離（画角）（以下、ズーム位置という）等のレンズ情報を、カメラＭＰＵ１２５に供給する。レンズメモリ１１８は、レンズＭＰＵ１１７によるオートフォーカス（ＡＦ）の制御に必要な光学情報を記憶している。
【００２３】
カメラ１２０は、光学ローパスフィルタ１２１、撮像素子１２２およびカメラ駆動／制御系を有する。
【００２４】
光学ローパスフィルタ１２１は、撮像光学系により形成される被写体像のうち偽色やモアレの原因となる空間周波数が高い成分を低減する。
【００２５】
撮像素子１２２は、ｍ画素×ｎ画素からなる複数の画素を有するＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子とその周辺回路により構成され、光学ローパスフィルタ１２１により高空間周波数成分が低減された被写体像を画素ごとに光電変換して電荷を蓄積する。撮像素子１２２の全ての画素はそれぞれ独立して電荷の出力（読み出し）が可能に構成されている。この撮像素子１２２は、後述するファインダ用画像や記録用画像を生成するための複数の撮像画素を有するとともに、撮像面位相差ＡＦを可能とするため（つまりは位相差検出方式での焦点検出を可能とするため）の複数の焦点検出画素を有する。複数の焦点検出画素のうち一部の焦点検出画素群およびこれと対をなす他の焦点検出画素群は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに異なる複数の部分領域（以下、射出瞳領域という）からの光束を受光する。撮像画素は、撮像光学系の射出瞳のうち上記複数の射出瞳領域を包含する領域（例えば、全域）からの光束を受光する。
【００２６】
なお、撮像画素と焦点検出画素は本実施例のように互いに別々に設けられていてもよいが、撮像画素と焦点検出画素とが一体の画素として構成されていてもよい。本実施例にて用いる撮像素子１２２の詳しい構成については後述する。
【００２７】
カメラ駆動／制御系は、撮像素子駆動回路（駆動手段）１２３、画像処理回路（画像生成手段）１２４、カメラＭＰＵ（制御手段）１２５、表示器（表示手段）１２６、操作スイッチ部１２７およびカメラメモリ１２８を有する。また、位相差焦点検出部（デフォーカス量検出手段）１２９およびＴＶＡＦ焦点検出部１３０も有する。
【００２８】
撮像素子駆動回路１２３は、制御手段であるカメラコントローラ（コンピュータ）としてのカメラＭＰＵ１２５による制御に従い、撮像素子１２２を駆動する。具体的には、ファインダ用画像の生成や撮像面位相差ＡＦを行う際には、撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２を、カメラＭＰＵ１２５から指定された駆動フレームレート（周波数）で周期的に電荷の蓄積と出力（読み出し）とを行わせるように駆動する。また、記録用画像の生成を行う際には、撮像素子１２２を、絞りシャッタ１０２のシャッタ動作によって電荷蓄積の時間（露光時間）が制御されて、この間に蓄積された電荷の出力を行わせるように駆動する。電荷出力は、アナログ信号の出力として行われる。
【００２９】
さらに、撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換することでデジタル撮像信号を生成し、該デジタル撮像信号をカメラＭＰＵ１２５および画像処理回路１２４に出力する。
【００３０】
画像処理回路１２４は、カメラＭＰＵ１２５による制御に従って撮像素子駆動回路１２３（撮像素子１２２）から得られた撮像信号に対して、ガンマ補正処理、デモザイク（色補間）処理、圧縮符号化処理等の画像処理を行って画像データ（映像信号）を生成する。この際、後述するように撮像画面内にて選択された焦点検出領域の像高が高く、撮像光学系のケラレが焦点検出の信頼度に与える影響が大きい場合には、画像処理回路１２４にて画像データにおけるケラレの影響を低減するための補正処理を行ってもよい。また、画像処理回路１２４は、カメラメモリ１２８から読み出した画像データの復号等も行う。
【００３１】
カメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納されたコンピュータプログラムとしての撮像制御プログラムを実行する。これにより、前述した撮像素子駆動回路１２３や画像処理回路１２４の制御のほか、カメラ１２０とレンズユニット１００からなるカメラシステム全体の動作を制御および管理する。特に、カメラＭＰＵ１２５は、上述した撮像面位相差ＡＦの制御（フォーカス制御）と、後述するＴＶＡＦの制御と、後述する記録用画像を取得するための記録用撮像処理とを行う。カメラＭＰＵ１２５には、例えばプログラム実行時のワークエリアとして用いるためのＲＡＭ１２５ｂや、各種設定値等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃも設けられている。
【００３２】
カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭ内の信号線を介して接続されたレンズＭＰＵ１１７とのコマンドやデータの通信を行う。これにより、レンズユニット１００の動作を制御したり、撮像光学系の光学情報、焦点距離（画角）、フォーカスレンズ位置および絞りシャッタ１０２の開口径（絞り値）等の情報を取得したりする。上述した画像データにおける撮像光学系のケラレの影響を低減するための補正処理を、画像処理回路１２４に代わってカメラＭＰＵ１２５が行ってもよい。
【００３３】
表示器１２６は、ＬＣＤ等の表示素子を用いて構成され、撮像モードに関する情報、後述するライブビュー画像、記録用撮像前のプレビュー画像、記録用撮像後の確認用画像、ＡＦ時の合焦表示用マーク等を表示する。操作スイッチ部１２７は、電源スイッチ（メインスイッチ）、レリーズ（撮像トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮像モード選択スイッチその他の各種選択スイッチ等を含む。
【００３４】
カメラメモリ１２８は、記録用画像の撮像（以下、記録用撮像という）により生成された記録用画像を記録するための記録媒体であり、カメラ１２０に対して着脱可能な不揮発性メモリカードやカメラ１２０に内蔵されたメモリであってもよい。また、光学記録媒体や磁気記録媒体であってもよい。
【００３５】
位相差焦点検出部１２９は、撮像素子１２２の焦点検出画素から得られる一対の焦点検出信号（以下、ＡＦ像信号という）の位相差を用いる位相差検出方式により撮像光学系の焦点状態、すなわちデフォーカス量を検出（算出）する。より具体的には、位相差焦点検出部１２９は、撮像画面内にて選択された焦点検出領域に含まれる複数の焦点検出画素がそれぞれ有する一対の光電変換部からの出力により得られる一対のＡＦ像信号に対して相関演算を行い、これらＡＦ像信号の位相差を算出する。そして、該位相差からデフォーカス量とデフォーカス方向を算出する。以下の説明において、デフォーカス量およびデフォーカス方向を算出することを、これらを検出するという。
【００３６】
本実施例で行う撮像面位相差ＡＦでの焦点検出の方法については、後に詳細に説明する。また、本実施例では、一対のＡＦ像信号の生成をカメラＭＰＵ１２５が行い、該一対のＡＦ像信号の位相差とその位相差からのデフォーカス量およびデフォーカス方向の検出を位相差焦点検出部１２９が行う。
【００３７】
ＴＶＡＦ焦点検出部１３０は、画像処理回路１２４にて得られた画像データの高周波成分に基づくコントラスト評価値（ＡＦ評価値）がピークとなるフォーカスレンズ１０４の位置（合焦位置）を探索するコントラスト検出方式によるＡＦ（ＴＶＡＦ）を行う。
【００３８】
このように、本実施例のカメラ１２０では、撮像面位相差ＡＦとＴＶＡＦの両方を行うこが可能であり、カメラＭＰＵ１２５が、撮像状況に応じて、これらを選択的に行わせたり組み合わせて行わせたりする。
【００３９】
次に、撮像面位相差ＡＦについて詳細に説明する。図２には、撮像光学系側から見た撮像素子１２２における画素配列を示す。撮像素子１２２の画素領域４００には、水平方向にｍ個および垂直方向にｎ個の画素４０１が配列されている。水平方向は撮像素子１２２の長辺に沿った方向であり、垂直方向は撮像素子１２２の短辺に沿った方向である。ここでは、画素領域４００の全体と撮像範囲とが一致するものとして説明する。なお、図２においては、左上の１０画素×１０画素のみを示し、他の画素は図示を省略している。
【００４０】
画素領域４００には、２×２画素を単位周期（単位配列）とする原色ベイヤー配列のカラーフィルタがオンチップで設けられている。つまり、各画素４０１には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のいずれか１色のカラーフィルタが設けられている。以下の説明では、Ｘ色（ＸはＲ，Ｇ，Ｂのいずれか）のカラーフィルタが設けられた画素を、Ｘ画素という。
【００４１】
上述したように撮像素子１２２は、画素４０１として、複数の撮像画素（撮像画素群）と複数の焦点検出画素（焦点検出画素群）とを有する。撮像画素は、撮像光学系の射出瞳の全域からの光束を受光するように構成され、その受光量に応じたレベルの画素信号を出力する。また、焦点検出画素は、撮像光学系の射出瞳のうち部分領域からの光束を受光するように構成され、その受光量に応じた画素信号を出力する。なお、複数の焦点検出画素は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに異なる少なくとも一対の部分領域からの光束を受光するように構成された少なくとも一対の焦点検出画素群を含んでいる。そして、一対の焦点検出画素群の出力から、位相差検出用の一対のＡＦ像信号が生成される。以下の説明では、位相差検出用の一対のＡＦ像信号のうち一方をＡ像信号といい、他方をＢ像信号という。
【００４２】
２×２画素を単位配列とする原色ベイヤー配列において焦点検出画素を設ける場合には、該単位配列のうち対角に位置する一対のＧ画素が撮像画素として用いられ、本来他の対角に位置するＲ画素とＢ画素に相当する画素が焦点検出画素として用いられる。焦点検出画素にはカラーフィルタが設けられないか無色のフィルタを設ける。これは、焦点検出画素は撮像画素よりも受光量が少ないため、カラーフィルタによる減衰を抑制するためである。なお、撮像画素としてのＲ画素とＢ画素が焦点検出画素に置き換えられた部分の画素出力は、その近傍のＲ画素とＢ画素の出力を用いて補間される。焦点検出画素は、この補間に影響がないように画素領域４００内に離散的に配置される。
【００４３】
図３（ａ），（ｂ）には、撮像画素の構造を模式的に示している。図３（ａ）には、撮像光学系ＯＳ側から見た２×２画素を示している。図３（ａ）では、ベイヤー配列の単位配列である２×２画素のうち対角２画素はＧの分光感度を有する撮像画素（Ｇ画素）であり、他の対角２画素はそれぞれＲとＢの分光感度を有する撮像画素（Ｒ画素とＢ画素）である。
【００４４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面と撮像光学系ＯＳの射出瞳ＥＰからの光路を示している。なお、図３（ｂ）では、図示の便宜上、撮像光学系ＯＳを１枚のレンズとして示している。
【００４５】
図３（ｂ）において、ＭＬは各画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズであり、ＣＦＲはＲのカラーフィルタであり、ＣＦＧはＧのカラーフィルタである。ＰＤ（Photo Diode）は、各画素の光電変換部を模式的に示したものである。ＣＬ（Contact Layer）は、撮像素子１２２内の各種信号を伝達する信号線を形成する配線層である。ＯＡは撮像光学系ＯＳの光軸である。なお、図３（ｂ）には、撮像素子１２２の中心付近、すなわち撮像素子１２２のうち撮像光学系ＯＳの光軸ＯＡとの交点付近に位置する画素に対する光路を示している。
【００４６】
撮像画素のマイクロレンズＭＬと光電変換素子ＰＤは、射出瞳ＥＰを通過した光束のうち可能な限り多くを有効に取り込むように構成されている。換言すれば、射出瞳ＥＰと光電変換素子ＰＤは、マイクロレンズＭＬにより共役関係にあり、かつ光電変換部ＰＤの有効面積が大きく設計される。図３（ｂ）では、射出瞳４１１の全域からの光束４１０が光電変換素子ＰＤに入射する。なお、図３（ｂ）ではＲ画素について説明したが、Ｇ画素およびＢ画素についても同様である。また、マイクロレンズＭＬ、カラーフィルタ（ＣＦＲ，ＣＦＧ）、光電変換部ＰＤおよび配線層ＣＬは、理解を容易にするために拡大してあるが、実際の大きさはミクロンオーダーである。
【００４７】
図４（ａ），（ｂ）には、撮像画素および焦点検出画素の構造を模式的に示している。図４（ａ）には、撮像光学系ＯＳ側から見た２×２画素を示している。図４（ａ）では、ベイヤー配列の単位配列である２×２画素のうち対角２画素は撮像画素としてのＧ画素）であり、他の対角位置の２画素は、図３（ａ）に示したＲ画素とＢ画素に代えて配置された焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢである。Ｒ画素とＢ画素に代えて焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢを配置するのは、輝度情報に敏感で色情報に鈍感な人間の視覚特性上、輝度情報の主成分として用いるＧ画素の情報を補完によらず取得することが良好な画質を得る上で望ましいからである。
【００４８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面と撮像光学系ＯＳの射出瞳ＥＰからの光路を示している。なお、図４（ｂ）でも、図示の便宜上、撮像光学系ＯＳを１枚のレンズとして示している。
【００４９】
Ｇ画素の構造は、図３（ｂ）に示したＲ画素の構造と同じである。なお、図４（ｂ）においても、撮像素子１２２のうち撮像光学系ＯＳの光軸ＯＡとの交点付近に位置する画素に対する光路を示している。
【００５０】
一方、焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢでは、その出力信号は画像生成に用いられないため、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜ＣＦＷが配置される。また、射出瞳ＥＰを分割する（射出瞳ＥＰのうち一対の射出瞳領域からの光束を受光する）ため、配線層ＣＬが遮光膜として機能するように配置され、かつ配線層ＣＬの開口部がマイクロレンズＭＬの中心からずれた位置に設けられている。
【００５１】
より具体的には、焦点検出画素ＳＨＡに設けられた配線層ＣＬの開口部ＯＰＨＡは、マイクロレンズＭＬの中心線に対して右側に偏心量４２１ＨＡだけ偏心している。このため、焦点検出画素ＳＨＡは、撮像光学系ＯＳの光軸ＯＡを挟んで左側の射出瞳領域４２２ＨＡを通過した光束４２０ＨＡを受光する。同様に、焦点検出画素ＳＨＢに設けられた配線層ＣＬの開口部ＯＰＨＢは、マイクロレンズＭＬの中心線に対して左側に偏心量４２１ＨＢだけ偏心している。このため、焦点検出画素ＳＨＢは、撮像光学系ＯＳの光軸ＯＡを挟んで右側の射出瞳領域４２２ＨＢを通過した光束４２０ＨＢを受光する。偏心量４２１ＨＡは偏心量４２１ＨＢに等しい。
【００５２】
このように、マイクロレンズＭＬの中心線（光軸）を挟んで互いに反対側に偏心した開口部ＯＰＨＡ，ＯＰＨＢを有する配線層ＣＬを一対の光電変換部ＰＤの前に設ける。これにより、撮像光学系ＯＳの射出瞳ＥＰのうち互いに異なる一対の射出瞳領域４２２ＨＡ，４２２ＨＢを通過した光束４２０ＨＡ，４２０ＨＢをそれぞれ、一対の焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢに入射させること、すなわち瞳分割が実現できる。
【００５３】
焦点検出画素ＳＨＡを水平方向に複数配列して第１の焦点検出画素群を構成し、この第１の焦点検出画素群から取得されるＡＦ像信号をＡ像信号とする。また、焦点検出画素ＳＨＢを水平方向に複数配列して第２の焦点検出画素群を構成し、この第２の焦点検出画素群から取得されるＡＦ像信号をＢ像信号とする。そして、Ａ像信号とＢ像信号の位相差を相関演算によって算出することで、水平方向に輝度分布を有する被写体像に対する撮像光学系のデフォーカス量を検出することができる。
【００５４】
なお、図４（ｂ）では撮像素子１２２の中央付近の像高が低い領域に配置された焦点検出画素についての構成を示した。これに対し、像高が高い領域では、マイクロレンズＭＬと配線層ＣＬの開口部ＯＰＨＡ，ＯＰＨＢとを図４（ｂ）とは異なる状態に偏心させることにより瞳分割を行うことができる。例えば、開口部ＯＰＨＡの中心と射出瞳ＥＰの中心とを結ぶ線上に球状のマイクロレンズＭＬの球芯が存在するように両者を配置する。これにより、像高が大きな撮像素子１２２の周辺部においても、図４（ｂ）に示した撮像素子１２２の中央付近の焦点検出画素とほぼ同等の瞳分割を行うことができる。開口部ＯＰＨＢについても同様である。
【００５５】
ところで、水平方向に瞳分割を行う図４（ａ）に示す焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢを用いる場合、水平方向に輝度分布を有する縦線のような被写体に対しては焦点検出可能であるが、垂直方向に輝度分布を有する横線のような被写体に対しては焦点検出不能である。垂直方向に輝度分布を有する被写体の焦点検出を行うためには、垂直方向に瞳分割を行う焦点検出画素を撮像素子１２２に設ければよい。本実施例では、後述するように水平および垂直の両方向で焦点検出ができるように焦点検出画素を配置している。
【００５６】
また、先にも触れたように、焦点検出画素からの出力信号はＲ画素およびＢ画素からの出力信号としては用いることができない。このため、焦点検出画素をいわゆる欠陥画素と同様に扱い、周辺に存在する撮像画素からの出力信号を用いて補間演算することにより、焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢの位置のＲ画素およびＢ画素の信号を生成する。したがって、この補間演算の精度が低下しないように、焦点検出画素は連続的ではなく離散的に配置される。
【００５７】
なお、焦点検出画素ＳＨＡ，ＳＨＢを別々の画素として設けず、特許文献２にて開示されているように１つの画素に複数の光電変換部を設け、１つの光電変換部を焦点検出画素ＳＨＡとして扱い、別の１つを焦点検出画素ＳＨＢとして扱ってもよい。
【００５８】
図５には、第１の焦点検出画素群（ＳＨＡ）と第２の焦点検出画素群（ＳＨＢ）からの出力を用いてカメラＭＰＵ１２５により生成され、位相差焦点検出部１２９に送られるＡ像信号４３０ａとＢ像信号４３０ｂの例を示す。図５において、横軸は各焦点検出画素群における複数の焦点検出画素の並び方向を示し、縦軸は各ＡＦ像信号の強度を示す。撮像光学系ＯＳが被写体に対してデフォーカスした状態では、Ａ像信号４３０ａとＢ像信号４３０ｂは互いに左右にずれている。位相差焦点検出部１２９は、このＡ像信号４３０ａとＢ像信号４３０ｂのずれ量である位相差を相関演算によって算出し、さらに該位相差からデフォーカス量およびデフォーカス方向を検出する。
【００５９】
カメラＭＰＵ１２５は、位相差焦点検出部１２９から得られたデフォーカス量およびデフォーカス方向から、撮像光学系ＯＳを被写体に対して合焦させるためのフォーカスレンズ１０４の駆動量と駆動方向を求める。カメラＭＰＵ１２５は、これら駆動量と駆動方向をレンズＭＰＵ１１７に送信する。カメラＭＰＵ１２５は、駆動量と駆動方向およびレンズＭＰＵ１１７から送信されたフォーカスレンズ位置の情報とから、フォーカスレンズ１０４を移動させる位置（合焦位置）を算出してレンズＭＰＵ１１７に送信してもよい。レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５から受信した駆動量と駆動方向または合焦位置に応じて、フォーカス駆動回路１１６およびフォーカスアクチュエータ１１３を通じてフォーカスレンズ１０４を合焦位置に移動させる。
【００６０】
なお、撮像面位相差ＡＦで検出できるデフォーカス量の大きさが撮像光学系ＯＳの最大デフォーカス量よりも小さい場合には、フォーカスレンズ１０４を合焦位置に移動させるために複数回デフォーカス量の検出とフォーカスレンズ１０４の駆動とを行う。
【００６１】
図６（ａ）には、撮像範囲２１７に設定された焦点検出領域を示す。図２を用いて前述したように、撮像範囲２１７は撮像素子１２２の画素領域４００の全体に一致する。撮像素子１２２上の全画素のうち焦点検出領域２１８ａｈ〜２１８ｃｈ，２１８ａｖ〜２１８ｃｖに含まれる焦点検出画素から得られる信号に基づいて撮像面位相差ＡＦが行われる。また、焦点検出領域２１９ａ，２１９ｂ，２１９ｃに含まれる撮像画素から得られる信号に基づいてＴＶＡＦが行われる。図６（ａ）には、図４（ｂ）に示した水平方向に瞳分割を行う焦点検出画素を含む水平焦点検出領域に加えて、垂直方向に瞳分割を行う焦点検出画素を含む垂直焦点検出領域も示している。
【００６２】
水平焦点検出領域２１８ａｈ，２１８ｂｈ，２１８ｃｈと垂直焦点検出領域２１８ａｖ，２１８ｂｖ，２１８ｃｖは撮像範囲２１７の中央とその左右の３箇所で互いに交差するように、すなわちクロス型の焦点検出領域を形成するように配置されている。そして、ＴＶＡＦ用の焦点検出領域２１９ａ，２１９ｂ，２１９ｃはそれぞれ、これらクロス型の撮像面位相差ＡＦ用の焦点検出領域を包含するように設定されている。ＴＶＡＦ用の焦点検出領域では、水平方向の高周波成分を用いたコントラスト評価値が生成される。
【００６３】
なお、図６（ａ）に示した３つの焦点検出領域およびその位置は例にすぎず、他の数の焦点検出領域を他の位置に設けてもよい。
【００６４】
図７のフローチャートには、カメラＭＰＵ１２５が上述した撮像制御プログラム（撮像制御方法）に従って制御するファインダ用画像（以下、ライブビュー画像という）の生成および表示から記録用画像の生成までの動作の流れを示している。以下の説明において、Ｓはステップを意味する。
【００６５】
Ｓ１では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子駆動回路１２３に、撮像素子１２２を駆動させる。ここでは、撮像素子駆動回路１２３に、動画としてのライブビュー画像を生成および表示するための撮像素子１２２の駆動を行わせる。すなわち、ライブビュー画像の表示フレームレートに応じた駆動フレームレートに対応する時間周期で電荷蓄積と電荷読み出しとを行う、いわゆる電子シャッタを用いた撮像を行わせるよう撮像素子１２２を駆動させる。ライブビュー画像の表示は、撮影者が撮像範囲や撮像条件の確認を行うためのものである。ライブビュー画像を生成するための撮像素子１２２の駆動フレームレートは、例えば３０フレーム／秒（撮像間隔３３．３ｍｓ）や６０フレーム／秒（撮像間隔１６．６ｍｓ）である。このように電子シャッタを用いてライブビュー画像の生成を可能とするために上記駆動フレームレートで撮像素子１２２を駆動する駆動モード（駆動状態）を、ライブビュー表示モードという。
【００６６】
次にＳ２では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１で駆動された撮像素子１２２のうち図６（ａ）に示した３つの焦点検出領域に含まれる焦点検出画素からの出力を用いてＡＦ像信号を生成する。また、カメラＭＰＵ１２５は、画像処理回路１２４にＳ１で得られた撮像信号に対する色補間処理や焦点検出画素の位置の画素信号の補完処理等を行わせてライブビュー（ＬＶ）画像を生成させる。このように、１回のライブビュー画像用の撮像によって１フレームのライブビュー画像とＡＦ像信号とを取得することができる。
【００６７】
なお、１画素に複数の光電変換部を設ける構成では、画像処理回路１２４での焦点検出画素の補完処理が不要となるが、一方で各画素の信号を得るために複数の光電変換部の信号を加算する必要がある。
【００６８】
次にＳ３では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２で得られたライブビュー画像を表示器１２６に表示させる。この際、カメラＭＰＵ１２５は、ライブビュー画像を表示器１２６の解像度に対応する解像度を有する縮小画像とする縮小処理を行う。ただし、Ｓ２で画像処理回路１２４にライブビュー画像を生成させる際に画像処理回路１２４に縮小処理を行わせてもよい。
【００６９】
カメラＭＰＵ１２５は、ライブビュー画像を表示するライブビュー表示状態では、ライブビュー表示モードでの駆動フレームレートに対応する時間周期で撮像素子１２２を駆動させ、ライブビュー画像の生成と該ライブビュー画像の表示の更新とを繰り返し行わせる。つまり、画像処理回路１２４にて順次生成されるライブビュー画像のフレームを、表示器１２６上にて順次更新しながら表示させる。撮影者は、この更新表示されるライブビュー画像を見ながら撮像構図を決めたり露出条件を調整したりすることができる。
【００７０】
次にＳ４では、カメラＭＰＵ１２５は、位相差焦点検出部１２９に、Ｓ２で焦点検出領域ごとに生成したＡＦ像信号を出力して該ＡＦ像信号の位相差を算出させ、さらに該位相差から焦点検出領域ごとのデフォーカス量およびデフォーカス方向を検出させる。
【００７１】
次にＳ５では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像準備の開始を指示するスイッチであるＳｗ１のオン／オフを検出する。操作スイッチ部１２７に設けられたレリーズ（撮像トリガ）ボタンは半押し操作と全押し操作の２段階の操作が可能であり、該レリーズボタンの半押し操作によってＳｗ１がオンする。Ｓ５でＳｗ１のオンが検出されない（またはオフが検出された）場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ２１に進み、操作スイッチ部１２７に含まれるメインスイッチがオフされたか否かを判別する。
【００７２】
一方、Ｓ５でＳｗ１のオンが検出されると、カメラＭＰＵ１２５はＳ６に進み、撮像光学系を合焦させる被写体が含まれる焦点検出領域（以下、合焦目標領域という）を設定（選択）する。合焦目標領域は、撮影者が操作スイッチ部１２７に設けられた選択ボタンの操作を通じて選択した焦点検出領域を設定してもよい。また、カメラＭＰＵ１２５が、Ｓ４で得た焦点検出領域ごとのデフォーカス量や各焦点検出領域の撮像範囲の中心からの距離等に基づいて自動的に選択してもよい。
【００７３】
一般に、図６（ｂ）に示すように、撮影者が撮像を望む主被写体（図では、人物）２２０は、撮影距離が短い位置に存在する確率が高く、また撮像範囲の中央付近に存在する確率が高い。このため、カメラＭＰＵ１２５は、例えば撮像範囲内に複数の被写体２２０，２２１が存在する場合には、これらの条件から主被写体と判定される被写体を含む焦点検出領域を合焦目標領域として選択する。また、カメラＭＰＵ１２５は、例えば被写体が１つで他は背景と判断した場合には、該被写体（主被写体）が含まれる焦点検出領域を合焦目標領域として選択する。
【００７４】
次にＳ７では、カメラＭＰＵ１２５は、設定した焦点検出領域（合焦目標領域）で検出されたデフォーカス量の絶対値が第１の所定値としての合焦許容値以下（つまり第１の所定値以下）であるか否か、言い換えれば、合焦状態が得られているか否かを判定する。合焦状態が得られている場合は、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１６に進む。
【００７５】
Ｓ１６では、カメラＭＰＵ１２５は、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示更新を停止するとともに、合焦状態であることを表すマーク等を表示器１２６に表示する合焦表示を行う。そして、Ｓ１７に進む。
【００７６】
一方、Ｓ７において、設定した焦点検出領域で検出されたデフォーカス量の絶対値が合焦許容値より大きく、合焦状態ではないと判定した場合は、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ８に進む。
【００７７】
Ｓ８では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の駆動モードを、ＡＦ像信号の生成（デフォーカス量の検出）を可能とするためのＡＦモードに切り替える。デフォーカス量の検出とこれに基づくフォーカスレンズ１０４の駆動を含むＡＦはできるだけ高速で行うことが望ましい。このため、カメラＭＰＵ１２５は、ＡＦモードでは撮像素子１２２の駆動フレームレートをライブビュー表示モードでの駆動フレームレートより高い駆動フレームレートに切り替える。このＡＦモードと前述したライブビュー表示モードは、撮像素子１２２の第１の駆動状態に相当する。
【００７８】
なお、表示器１２６でのライブビュー画像の表示のフレームレートも、ＡＦモードでの駆動フレームレートに合わせて変更（高く）してもよいが、表示フレームレートは必ずしも変更しなくてもよい。表示フレームレートを変更しない場合は、それよりも高い駆動フレームレートで順次生成されるライブビュー画像を間引いて表示したり、複数のフレームのライブビュー画像を合成して１フレームのライブビュー画像として表示したりすればよい。
【００７９】
Ｓ８でＡＦモードへの駆動モード切替えを行ったカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ９に進み、Ｓ４にて検出されたデフォーカス量およびデフォーカス方向をフォーカスレンズ１０４の駆動量および駆動方向に変換する。なお、フォーカスレンズ１０４の駆動量の符号により駆動方向を示してもよい。カメラＭＰＵ１２５はフォーカスレンズ１０４の駆動量および駆動方向をレンズＭＰＵ１１７に送信し、フォーカスレンズ１０４の駆動を行わせる。この際、前述したように、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７からフォーカスレンズ位置を取得し、該フォーカスレンズ位置と上記駆動量および駆動方向からフォーカスレンズ１０４の合焦位置を求めてレンズＭＰＵ１１７に送信してもよい。
【００８０】
フォーカスレンズ１０４が停止した状態からＳ９の処理が行われることにより、フォーカスレンズ１０４の駆動が開始される。また、Ｓ９〜Ｓ１２のループ処理によるフォーカスレンズ１０４の駆動中にＳ９の処理が行われる場合は、前回のループで取得したデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０４の駆動量および駆動方向を更新する。
【００８１】
Ｓ９でのフォーカスレンズ１０４の駆動が終わると、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１０においてＳ４と同様にデフォーカス量を取得する。そして、Ｓ１１において、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ７と同様に合焦状態が得られたか（デフォーカス量が合焦許容値以下に減少した）か否かを判定する。まだ合焦状態ではない（デフォーカス量が合焦許容値より大きい）と判定したカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１２に進む。
【００８２】
Ｓ１２において、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１０にて得られたデフォーカス量が合焦精度の保証が可能な大きさか否かを判定する。上述したようにデフォーカス量が大きいほど、該デフォーカス量の検出結果としての信頼性は低くなる。このため、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１２において、Ｓ１０で得られたデフォーカス量が第２の所定値としての保証閾値以下（つまり第２の所定値以下）か否かを判定する。保証閾値は、該保証閾値以下のデフォーカス量が検出された後に検出されるデフォーカス量を用いたフォーカスレンズ１０４の駆動を所定回数行う（望ましくは１回だが、複数回行ってもよい）ことによりデフォーカス量が合焦許容量以下に減少する値に設定される。
【００８３】
デフォーカス量が保証閾値より大きい場合には、まだ合焦精度を保証できないとして、ＡＦを継続するためにＳ９に戻る。合焦精度を保証できるか否かは、デフォーカス量を用いる方法以外に様々な方法で判定することができる。例えば、隣接する撮像画素からの出力信号の差分の絶対値和や該差分の二乗和等の値をコントラスト情報として用い、ある所定値以上のコントラスト情報（保証閾値以下のデフォーカス量に相当する）が得られれば合焦精度を保証できるとしてもよい。また、デフォーカス量とコントラスト情報の両方を用いて合焦精度を保証できるか否かを判定してもよい。
【００８４】
Ｓ１２において合焦精度を保証可能と判定したカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１３において、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示の更新を停止するタイミングを設定する。この表示更新の停止は、これ以後に撮像素子駆動回路１２３での撮像素子１２２の駆動モードを後述する記録用撮像モードに切り替えるために行う。表示更新の停止タイミングの設定方法については、後に詳述する。
【００８５】
そして、Ｓ１３１では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１３で設定したタイミングが到来したか否かを判定する。設定タイミングが到来したときは、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１３２に進む。一方、まだ設定タイミングが到来していない場合はＳ１３１での判定を繰り返す。
【００８６】
Ｓ１３２では、カメラＭＰＵ１２５は、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示更新を停止する。このように、カメラＭＰＵ１２５は、デフォーカス量が保証閾値以下になることに応じてライブビュー画像の表示更新を停止させるタイミングを設定し、この後デフォーカス量が合焦許容値以下となる前の該タイミングにてライブビュー画像の表示更新を停止させる。さらに、Ｓ１３２では、カメラＭＰＵ１２５は、表示器１２６に前述した合焦表示を行う。この後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０とＳ１４に進んで並列処理を行う。
【００８７】
Ｓ３０では、カメラＭＰＵ１２５は、並列処理の一方として、撮像素子１２２の駆動モードをＡＦモード（第１の駆動状態）から、記録用画像の生成（記録用撮像）が可能な記録用撮像モード（第２の駆動状態）に切り替える。つまり、記録用画像を生成するための撮像素子１２２の駆動を許容する。その後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３１に進む。
【００８８】
また、Ｓ１４では、カメラＭＰＵ１２５は、並列処理の他方として、Ｓ４と同様にＳ１４にてデフォーカス量を検出する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１５において、Ｓ１４にて検出されたデフォーカス量から算出した駆動量および駆動方向をレンズＭＰＵ１１７に送信して、フォーカスレンズ１０４の駆動を行わせる。先のＳ１２にて合焦精度の保証が可能と判定された後で検出されたデフォーカス量を用いたフォーカスレンズ１０４の駆動を少なくとも１回行うため、該駆動によって高精度に合焦状態を得ることができる。この後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３１に進む。
【００８９】
Ｓ３１では、カメラＭＰＵ１２５は、記録用撮像の開始を指示するスイッチであるＳｗ２のオン／オフを検出する。前述したレリーズボタンの全押し操作によってＳｗ２がオンする。Ｓｗ２のオンが検出された場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ３２に進む。また、Ｓｗ２のオンが検出されない（またはオフが検出された）場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ１８に進む。
【００９０】
Ｓ３２では、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の駆動が停止状態であるか否かを判定する。つまり、Ｓ１５でフォーカスレンズ１０４を駆動してＡＦを行った場合は、該ＡＦが終了しているか否かを判定する。フォーカスレンズ１０４の駆動が停止状態にない（まだＡＦ途中）である場合には、Ｓ３２の判定を繰り返す。一方、フォーカスレンズ１０４の駆動が停止状態である場合には、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３００に進む。
【００９１】
また、Ｓ７で合焦状態と判定し、Ｓ１６でライブビュー画像の表示更新の停止と合焦表示とを行ったカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１７にてＳｗ２のオン／オフを検出する。Ｓｗ２のオンが検出された場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ２０に進む。また、Ｓｗ２のオンが検出されない（またはオフが検出された）場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ１８に進む。
【００９２】
Ｓ１８では、カメラＭＰＵ１２５は、現在の撮像素子１２２の駆動モードがライブビュー（ＬＶ）表示モードではない場合には、駆動モードをライブビュー表示モードに切り替える。一方、現在の駆動のモードがライブビュー表示モードである場合には、何も処理を行わない。
【００９３】
そして、Ｓ１９にてＳｗ１のオフが検出されない限り、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１７に戻ってＳｗ２のオンの検出を待つ。Ｓ１９にてＳｗ１のオフが検出された場合は、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２２でメインスイッチがオフされたか否かを判別し、メインスイッチのオフを検出した場合は一連の処理を終了する。メインスイッチのオフが検出されない場合は、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２に戻る。
【００９４】
Ｓ２０では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０と同様に、撮像素子１２２の駆動モードを記録用撮像モードに切り替える。この後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３００に進む。
【００９５】
Ｓ３００では、カメラＭＰＵ１２５は、記録用撮像を行うために記録用撮像サブルーチン（記録用撮像処理）を実行する。記録用撮像サブルーチンについては後述する。
【００９６】
Ｓ３００での記録
用撮像サブルーチンが終了すると、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２２に進み、メインスイッチがオフされたか否かを判定する。メインスイッチがオフされていない場合はＳ２に戻り、オフされた場合には一連の処理を終了する。
【００９７】
次に、図８に示すフローチャートを用いて、図７のＳ３００でカメラＭＰＵ１２５が実行する記録用撮像サブルーチンについて説明する。なお、図７の説明では省略したが、一般的なデジタルカメラと同様に、本実施例のカメラにおいても、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓｗ１のオンを検出すると、ＡＦだけでなく露出決定処理も行い、撮像条件（シャッタ速度、絞り値および撮像感度等）を決定する。この露出決定処理は、画像処理回路１２４により生成された画像データの輝度情報を用いて行うことができる。ただし、露出決定処理を、他の公知の方法で行ってもよい。また、記録用撮像サブルーチンが開始される前のＳ３４において、既に撮像素子１２２の駆動モードが記録用画像を生成するための記録用撮像モードに切り替えられているため、迅速に記録用撮像サブルーチンの処理（つまりは記録用撮像）を開始することができる。
【００９８】
Ｓ３０１において、カメラＭＰＵ１２５は、露出決定処理により決定した絞り値とシャッタ速度をレンズＭＰＵ１１７に送信し、絞りシャッタ１０２の動作を制御する。また、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子駆動回路１２３を通じて、絞りシャッタ１０２を通過した光束により撮像素子１２２が露光される期間、撮像素子１２２に電荷蓄積を行わせる。
【００９９】
露光期間が終了すると、Ｓ３０２において、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子駆動回路１２３を通じて、高画素静止画を生成するために、撮像素子１２２の全ての撮像画素からの電荷読み出し（全画素読み出し）を行い、撮像信号を得る。
【０１００】
そして、Ｓ３０３において、カメラＭＰＵ１２５は、画像処理回路１２４に、撮像信号に対する欠陥画素（焦点検出画素を含む）の補間処理を行わせる。前述したように本実施例では、焦点検出画素の出力は撮像のためのＲＧＢのカラー情報を有していないので、画像生成上に欠陥画素に相当する。このため、その周囲の撮像画素の信号を用いた補間によって焦点検出画素の位置の画像データを生成する。
【０１０１】
次にＳ３０４では、カメラＭＰＵ１２５は、画像処理回路１２４に、上記補間処理後の撮像信号に対してデモザイク処理、ホワイトバランス処理、γ補正処理、色変換処理、エッジ強調処理、圧縮符号化処理等の画像処理を行わせる。これにより、記録用画像（高画素静止画）を生成させる。
【０１０２】
そして、Ｓ３０５において、カメラＭＰＵ１２５は、記録用画像の画像データファイルをメモリ１２８に記録する。
【０１０３】
さらに、Ｓ３０６において、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０５で記録した記録用画像に対応させて、カメラ１２０の特性情報をメモリ１２８とカメラＭＰＵ１２５内のメモリに記録する。ここでカメラ１２０の特性情報としては、例えば以下の情報を含む。
・撮像条件（絞り値、シャッタ速度、撮像感度等）
・画像処理回路１２４が行った画像処理に関する情報
・撮像素子１２２の撮像画素および焦点検出画素の受光感度分布の情報
・カメラ１２０内での撮像光束のケラレに関する情報
・カメラ１２０とレンズユニット１００との取り付け面（マウント面）から撮像素子１２２までの距離の情報
・カメラ１２０の製造誤差情報
なお、撮像素子１２２の撮像画素および焦点検出画素の受光感度分布の情報は、オンチップマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤに依存する情報であるため、これら部材に関する情報を記録してもよい。
【０１０４】
次にＳ３０７において、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０５で記録した記録用画像に対応させて、レンズユニット１００の特性情報をメモリ１２８とカメラＭＰＵ１２５内のメモリに記録する。レンズユニット１００の特性情報としては、射出瞳４１１の情報、枠情報、記録用撮像時の焦点距離やＦナンバーの情報、収差や製造誤差に関する情報等を含む。
【０１０５】
次にＳ３０８において、カメラＭＰＵ１２５は、記録用画像に関する情報（画像関連情報）をメモリ１２８とカメラＭＰＵ１２５内のメモリに記録する。画像関連情報には、記録用撮像前のＡＦ動作に関する情報、被写体の移動に関する情報、ＡＦ精度に関する情報等を含む。
【０１０６】
Ｓ３０８の処理が終わると、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３００の記録用撮像サブルーチンを終了し、メインルーチンのＳ２２に進む。
【０１０７】
次に、図９（ａ），（ｂ）を用いて、図７のＳ１３で行われる表示器１２６におけるライブビュー画像の表示更新の停止タイミングの設定について説明する。図９（ａ）は、図７に示した動作中に行われる撮像素子１２２での電荷蓄積および電荷読み出し、デフォーカス量の検出（焦点検出）およびライブビュー画像の表示のタイミングを示している。図９（ａ）において、横軸は時間である。また、図９（ｂ）は、ＡＦ中のフォーカスレンズ１０４の位置の時間変化を示す。図９（ｂ）において、横軸は時間であり、縦軸はフォーカスレンズ１０４の位置を示す。図９（ａ），（ｂ）では、図７のＳ５にてＳｗ１のオンを検出した時点を時刻Ｔ０としている。ここでは、便宜的に、図９（ｂ）に示すように時刻Ｔ０からフォーカスレンズ１０４の駆動が開始されるものとして説明する。
【０１０８】
時刻Ｔ０の後、時刻Ｔ１にて蓄積を終えた電荷は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の前までに読み出され、該電荷（撮像信号）を用いて生成されたライブビュー画像は時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に表示される。また、時刻Ｔ１に蓄積を終えた電荷から生成されたＡＦ像信号を用いたデフォーカス量の検出（焦点検出）のための演算が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間にて行われ、時刻Ｔ３にてデフォーカス量Ｄ１が得られる。また、時刻Ｔ２に蓄積を終えた電荷から生成されたＡＦ像信号を用いたデフォーカス量の検出のための演算が時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間にて行われ、時刻Ｔ４にてデフォーカス量Ｄ２が得られる。以後、同様に、時刻Ｔ３に終わった電荷蓄積に対して時刻Ｔ５でデフォーカス量Ｄ３が、時刻Ｔ４に終わった電荷蓄積に対して時刻Ｔ６でデフォーカス量Ｄ４がそれぞれ得られる。このように、電荷が蓄積されるタイミングと、その蓄積された電荷を用いて焦点検出結果であるデフォーカス量が得られるタイミングとの間にはタイムラグがある。
【０１０９】
一方、図９（ｂ）において、時刻Ｔ０から駆動が開始されたフォーカスレンズ１０４は、時刻Ｔ１で位置Ｌ１を、時刻Ｔ２で位置Ｌ２を、時刻Ｔ３でフォーカスレンズ位置Ｌ３をそれぞれ通過する。そして、フォーカスレンズ１０４は、時刻Ｔ４で位置Ｌ４に停止した後、時刻Ｔ６で駆動されて位置Ｌ５で停止する。
【０１１０】
図９（ｂ）に示すフォーカスレンズ１０４の駆動の制御の流れと図７に示したフローチャートとの関係を説明する。ライブビュー表示状態において時刻Ｔ０でスイッチＳｗ１のオンが検出されると（Ｓ５）、カメラＭＰＵ１２５は合焦目標領域となる焦点検出領域を設定する（Ｓ６）。そして、設定された合焦目標領域での検出（Ｓ４）により得られたデフォーカス量が合焦許容値より大きく合焦状態ではないとの判定（Ｓ７）の結果、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の駆動モードをＡＦモードに切り替える（Ｓ８）。つまり、ＡＦにおける焦点検出の処理を高速化するために、撮像素子１２２の駆動フレームレートをライブビュー表示状態より高速な駆動フレームレートに切り替える。以上の処理に要する時間は図９（ｂ）では図示を省略している。
【０１１１】
ＡＦモードに入ると、カメラＭＰＵ１２５は、事前（Ｓ４）に得られたデフォーカス量に基づいて時刻Ｔ０からフォーカスレンズ１０４の駆動を開始する（Ｓ９）。そして、カメラＭＰＵ１２５は時刻Ｔ３までフォーカスレンズ１０４の駆動を継続し、時刻Ｔ３でデフォーカス量Ｄ１を得る（Ｓ１０）。デフォーカス量Ｄ１が合焦許容値より大きいとの判定（Ｓ１１）をしたカメラＭＰＵ１２５は、そのデフォーカス量Ｄ１が合焦精度を保証可能な大きさ（保証閾値以下）か否かを判定する（Ｓ１２）。デフォーカス量Ｄ１は合焦精度を保証可能な大きさであるとの判定をしたカメラＭＰＵ１２５は、ライブビュー画像の表示更新の停止タイミングを設定する（Ｓ１３）。
【０１１２】
ライブビュー画像の表示更新の停止タイミングは、時刻Ｔ３の時点でのフォーカスレンズ１０４の残り駆動量（残りデフォーカス量）と駆動速度とを用いて設定する。具体的には、時刻Ｔ３で得られた時刻Ｔ１におけるデフォーカス量Ｄ１と時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までに駆動されたフォーカスレンズ１０４の既駆動量Ｌ３−Ｌ１とから残りデフォーカス量Ｄ１ｄを算出する。仮に時刻Ｔ３までの駆動速度でフォーカスレンズ１０４を駆動すると、時刻Ｔ４にはデフォーカス量Ｄ１ｄ以上の駆動がなされ、フォーカスレンズ１０４は合焦位置Ｌ５を行き過ぎてしまう。このため、時刻Ｔ３において、カメラＭＰＵ１２５は、残りデフォーカス量Ｄ１ｄに基づいて、合焦位置Ｌ５の直前の位置（合焦近傍位置）Ｌ４で停止するようにフォーカスレンズ１０４の駆動を制御する。
【０１１３】
加えて、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４が時刻Ｔ４で合焦近傍位置Ｌ４に到達するため、時刻Ｔ４で読み出される撮像信号から生成されるライブビュー画像が表示される時刻Ｔ５にてライブビュー画像の表示の更新を停止することを決定する。つまり、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示更新の停止タイミングを時刻Ｔ５と設定する。
【０１１４】
時刻Ｔ５で表示更新が停止された以降に表示されるライブビュー画像は、フォーカスレンズ１０４が合焦近傍位置Ｌ４に位置する状態（デフォーカス量が保証閾値以下になった後、合焦許容値以下になる前）に撮像素子１２２での蓄積電荷から生成された画像である。このライブビュー画像は、撮影者にほぼ合焦状態での画像として認識される。このため、カメラＭＰＵ１２５は、表示更新の停止タイミングである時刻Ｔ５にて表示器１２６上でのライブビュー画像の表示更新を停止するとともに合焦表示を行う（Ｓ１３２）。その後、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の駆動モードをＡＦモードから記録用撮像モードに切り替える（Ｓ３０）。
【０１１５】
ＡＦモードから記録用撮像モードへの切り替えに並行して、カメラＭＰＵ１２５は、時刻Ｔ４で蓄積を終えた電荷を用いて時刻Ｔ５から時刻Ｔ６でデフォーカス量の検出を行い（Ｓ１４）、デフォーカス量Ｄ４を得る。そして、このデフォーカス量Ｄ４に基づいてフォーカスレンズ１０４を駆動する（Ｓ１５）。ここで行うフォーカスレンズ駆動により、フォーカスレンズ１０４は合焦近傍位置Ｌ４から合焦位置Ｌ５に移動し、合焦状態が得られる。
【０１１６】
この後、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の合焦位置Ｌ５への駆動が終了したと判定すると（Ｓ３２）、記録用撮像サブルーチンを実行する（Ｓ３００）。
【０１１７】
以上説明した本実施例では、撮像面位相差ＡＦ中（フォーカス制御中）において、ＡＦモードで駆動されている撮像素子１２２を用いて検出されたデフォーカス量が合焦精度を保証できる大きさとなることに応じてライブビュー画像の表示更新を停止させる。そして、この表示更新の停止後に、撮像素子１２２の駆動モードを記録用撮像モードに替えるとともに、ＡＦによる最終的な合焦位置へのフォーカスレンズ１０４の駆動を少なくとも１回の所定回数（図７では１回）行う。このような並列処理を行うことにより、高い合焦精度を確保しつつ、ＡＦの完了を待たずに記録用撮像のための準備処理（撮像素子１２２の記録用撮像モードへの切り替え）を行うことができ、迅速に記録用撮像を開始することができる。
【０１１８】
ライブビュー画像に求められる合焦精度は記録用画像に求められる合焦精度に比べて低くてもよい。このため、本実施例では、まだデフォーカス量が合焦許容量以下まで減少していないが保証閾値以下までは減少した段階で得られたライブビュー画像の表示をもって、ライブビュー画像の表示の更新を停止し、撮像素子１２２の記録用撮像モードでの駆動を開始する。一方、ライブビュー画像の表示更新を停止しても、ＡＦは記録用画像に求められる合焦状態まで行う。これにより、記録用画像を、その画質（ピント状態）を低下させることなく早いタイミングで取得することができる。
【０１１９】
また、本実施例では、最終的に合焦状態が得られる（ＡＦが完了する）前に合焦表示を行う。これにより、撮影者は、より早くＡＦの完了を実感でき、ＡＦ後に行うフレーミング等の調整や操作をスムーズに行うことができる。図７や図９（ａ），（ｂ）を用いて説明した通り、合焦表示を行う時点（Ｓ１３２，時刻Ｔ５）で最終的なＡＦ（Ｓ１４，Ｓ１５）を行うための電荷蓄積は終わっている（時刻Ｔ４）ため、合焦精度を損ねることなく、早めにＡＦの完了を撮影者に認識させることができる。
【０１２０】
なお、図９（ａ）を用いた説明では、時刻Ｔ３において、時刻Ｔ４で蓄積を終える電荷を用いて生成したライブビュー画像を時刻Ｔ５で表示した後に、ライブビュー画像の表示の更新を停止する場合について説明した。しかし、時刻Ｔ３において想定されるデフォーカス量が十分に小さいと場合には、時刻Ｔ３で蓄積を終えた電荷を用いて生成したライブビュー画像を表示した後に表示の更新を停止してもよい。これにより、より早く撮像素子１２２の駆動モードを記録用撮像モードに切り替えて記録用撮像を行うことができる。
【０１２１】
また、時刻Ｔ３で保証閾値より小さいデフォーカス量Ｄ１を得たカメラＭＰＵ１２５は、該デフォーカス量Ｄ１を得るための電荷蓄積が終了した時刻Ｔ１以降のどのタイミングで得たライブビュー画像の表示をもって表示の更新を停止させるかを選択することができる。この際には、保証閾値よりも小さく合焦許容値より大きく設定された中間閾値（第３の所定値）とある時刻に得られると想定されるデフォーカス量とを比較して、想定されるデフォーカス量が中間閾値以下となる時刻を表示更新の停止タイミングに設定すればよい。
【０１２２】
また、本実施例では、ライブビュー画像の表示更新を停止させた（Ｓ１３２）後に、最終的にデフォーカス量を合焦許容値以下に減少させるためのＡＦを行う（Ｓ１４，Ｓ１５）場合について説明した。しかし、ライブビュー画像の表示更新の停止と同時に最終的なＡＦを開始するように並列処理を行ってもよい。
【０１２３】
また、本実施例では、撮像素子１２２の駆動フレームレートを、ライブビュー画像生成用の駆動フレームレートとこれより速いＡＦ用の駆動フレームレートの２種類の間で切り替える場合について説明した。しかし、より多くの種類の駆動フレームレート間で切り替えるようにしてもよい。
【０１２４】
さらに、本実施例ではフォーカスレンズ１０４を光軸方向に移動させて焦点調節を行う場合について説明したが、撮像素子１２２を光軸方向に移動させて焦点調節を行うことも可能である。つまり、フォーカスレンズ１０４に代えて撮像素子１２２を移動させて焦点調節を行ってもよいし、これらの両方を移動させて焦点調節を行ってもよい。この場合、撮像素子１２２も、フォーカスレンズ１０４と同様に、フォーカス素子である。
【実施例２】
【０１２５】
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１では１回（一連）のＡＦが完了すると、その完了状態を保持する場合について説明したが、本実施例では、撮影者がＡＦの実行を指示している間はＡＦを繰り返す場合について説明する。このような動作は、例えば、移動している被写体を撮像するためにＳｗ２がオンされている間に記録用撮像を自動的に繰り返す連写モードにおいて記録用撮像ごとにＡＦを行う場合に行われる。
【０１２６】
本実施例におけるカメラの構成、撮像面位相差ＡＦを行う撮像素子の構成およびその駆動モード（ライブビュー表示、ＡＦおよび記録用撮像モード）、撮像範囲内の焦点検出領域の配置については、実施例１（図１〜図６）と共通であり、本実施例での説明は省略する。また、本実施例において、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。
【０１２７】
図１０のフローチャートには、カメラＭＰＵ１２５がコンピュータプログラムに従って制御する連写モードでの動作の流れを示している。Ｓ１からＳ７までの処理は、実施例１と同じ処理である。
【０１２８】
Ｓ７において、カメラＭＰＵ１２５は、設定した焦点検出領域（合焦目標領域）で検出されたデフォーカス量の絶対値が合焦許容値以下であるか否か、言い換えれば、合焦状態が得られているか否かを判定する。合焦状態が得られている場合は、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１６′に進む。
【０１２９】
Ｓ１６′では、カメラＭＰＵ１２５は、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示更新を停止する。本実施例ではＡＦを継続する連写モードで動作するため、合焦状態が得られても合焦表示は行わない。ただし、合焦表示を行ってもよい。この後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１７に進む。
【０１３０】
一方、Ｓ７において合焦状態ではないと判定したカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ９に進む。Ｓ９では、カメラＭＰＵ１２５は、実施例１とは異なり、撮像素子１２２の駆動モードをＡＦモードに切り替えずに、Ｓ４にて検出されたデフォーカス量とデフォーカス方向をフォーカスレンズ１０４の駆動量と駆動方向に変換する。なお、フォーカスレンズ１０４の駆動量の符号により駆動方向を示してもよい。カメラＭＰＵ１２５はフォーカスレンズ１０４の駆動量および駆動方向をレンズＭＰＵ１１７に送信し、フォーカスレンズ１０４の駆動を行わせる。この際、実施例１でも述べたように、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７からフォーカスレンズ位置を取得し、該フォーカスレンズ位置と上記駆動量および駆動方向からフォーカスレンズ１０４の合焦位置を求めてレンズＭＰＵ１１７に送信してもよい。
【０１３１】
フォーカスレンズ１０４が停止した状態からＳ９の処理が行われることにより、フォーカスレンズ１０４の駆動が開始される。また、Ｓ９〜Ｓ１２のループ処理によるフォーカスレンズ１０４の駆動中にＳ９の処理が行われる場合は、前回のループで取得したデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０４の駆動量および駆動方向を更新する。
【０１３２】
本実施例において撮像素子１２２の駆動モードをＡＦモードに切り替えないのは、連写モードでは単写モードよりも多くの電力を消費することから、消費電力を低減するためである。ただし、駆動モードをＡＦモードに切り替えて、撮像素子１２２の駆動フレームレートを高くしてもよい。これにより、消費電力は増えるが、移動する被写体に対してより良好なＡＦ追従を行うことができる。
【０１３３】
この後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１０においてＳ４と同様にデフォーカス量を検出し、Ｓ１１においてＳ７と同様に合焦状態か否かを判定する。合焦状態ではないと判定したカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１２に進み、Ｓ１０にて得られたデフォーカス量が合焦精度の保証が可能な大きさか否かを判定する。すなわち、実施例１と同様に、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１０で得られたデフォーカス量が保証閾値以下か否かを判定する。
【０１３４】
デフォーカス量が保証閾値より大きい場合には、まだ合焦精度を保証できないとして、ＡＦを継続するためにＳ９に戻る。合焦精度を保証できるか否かの判定は、実施例１と同様に様々な方法で判定することができる。
【０１３５】
Ｓ１２において合焦精度を保証可能と判定したカメラＭＰＵ１２５は、実施例１と同様に、Ｓ１３において、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示の更新を停止するタイミングを設定する。表示更新の停止タイミングの設定方法は、実施例１にて説明した通りである。
【０１３６】
次にＳ１３１では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１３で設定したタイミングが到来したか否かを判定する。設定タイミングが到来したときは、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１３２′に進む。一方、まだ設定タイミングが到来していない場合はＳ１３１での判定を繰り返す。
【０１３７】
Ｓ１３２′では、カメラＭＰＵ１２５は、表示器１２６におけるライブビュー画像の表示更新を停止する。ただし、Ｓ１６′と同様に、表示器１２６に合焦表示を行わない。この後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０とＳ１４に進んで並列処理を行う。
【０１３８】
Ｓ３０では、カメラＭＰＵ１２５は、並列処理の一方として、撮像素子１２２の駆動モードをライブビュー表示モード（Ｓ９の前にＡＦモードを設定した場合はＡＦモード：いずれも第１の駆動状態）から記録用撮像モード（第２の駆動状態）に切り替える。その後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３１に進む。
【０１３９】
また、カメラＭＰＵ１２５は、並列処理の他方として、実施例１と同様に、Ｓ１４にてデフォーカス量を検出し、Ｓ１５においてＳ１４にて検出されたデフォーカス量から算出した駆動量および駆動方向をレンズＭＰＵ１１７に送信する。これにより、フォーカスレンズ１０４の駆動を行わせる。本実施例でも、先のＳ１２にて合焦精度の保証が可能と判定された後で検出されたデフォーカス量を用いてフォーカスレンズ１０４の駆動を行うため、該駆動によって高精度に合焦状態を得ることができる。その後、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３１に進む。
【０１４０】
Ｓ３１では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓｗ２のオン／オフを検出する。Ｓｗ２のオンが検出された場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ３２に進む。また、Ｓｗ２のオンが検出されない（またはオフが検出された）場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ４に戻る。
【０１４１】
Ｓ３２において、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の駆動が停止状態であるか否かを判定する。つまり、Ｓ１５でフォーカスレンズ１０４を駆動してＡＦを行った場合は、該ＡＦが終了しているか否かを判定する。フォーカスレンズ１０４の駆動が停止状態にない（まだＡＦ途中）である場合には、Ｓ３２の判定を繰り返す。一方、フォーカスレンズ１０４の駆動が停止状態である場合には、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３００に進み、実施例１にて図８を用いて説明した記録用撮像サブルーチン（記録用撮像処理）を実行する。
【０１４２】
なお、連写では単位時間当たりの撮像回数が安定している方が望ましい場合がある。このような場合には、Ｓ３２でのフォーカスレンズ１０４の停止判定を待たずに（つまりＡＦ途中で）、所定時間が経過したことに応じてＳ３００に進み、記録用撮像サブルーチンを実行してもよい。
【０１４３】
また、Ｓ７で合焦状態と判定し、Ｓ１６′でライブビュー画像の表示更新の停止を行ったカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１７にてＳｗ２のオン／オフを検出する。Ｓｗ２のオンが検出された場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ２０に進む。また、Ｓｗ２のオンが検出されない（またはオフが検出された）場合は、カメラＭＰＵ１２５はＳ４に戻る。
【０１４４】
Ｓ２０では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の駆動モードをライブビュー表示モード（第１の駆動状態）から記録用撮像モード（第２の駆動状態）に切り替える。そして、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３００に進み、記録用撮像サブルーチンを実行する。
【０１４５】
Ｓ３００での記録用撮像サブルーチンが終了すると、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２２に進み、メインスイッチがオフされたか否かを判定する。メインスイッチがオフされていない場合はＳ２に戻り、オフされた場合には一連の処理を終了する。
【０１４６】
本実施例では、撮像面位相差ＡＦ中に、ライブビュー表示モード（またはＡＦモード）で駆動されている撮像素子１２２を用いて検出されたデフォーカス量が合焦精度を保証できる大きさとなることに応じてライブビュー画像の表示更新を停止させる。そして、この表示更新の停止後に、撮像素子１２２の駆動モードを記録用撮像モードに替えるとともに、ＡＦによる最終的な合焦位置へのフォーカスレンズ１０４の駆動を少なくとも１回の所定回数（図１０では１回）行う。このような並列処理を行うことにより、移動する被写体を連写する場合でも、該被写体に対して高い精度の合焦状態を維持しつつ、単位時間当たりの記録用撮像の回数を増加させることができる。
【０１４７】
なお、実施例１，２において図７、図８および図１０を用いて説明した制御をカメラのコンピュータ（ＭＰＵ、ＣＰＵ等）に実行させるコンピュータプログラムは、ネットワークや各種記憶媒体を介して供給されて該コンピュータにインストールされてもよい。
【０１４８】
また、本発明の実施例としての撮像装置には、上記実施例のようなレンズ交換型や一眼レフタイプのカメラに限らず、レンズ一体型やミラーレスタイプのカメラや、携帯電話、ゲーム機、パーソナルコンピュータ等の各種電子機器に搭載される撮像装置も含まれる。
【０１４９】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０４  フォーカスレンズ
１２０  デジタルカメラ
１２２  撮像素子
１２４  画像処理回路
１２５  カメラＭＰＵ
１２９  位相差焦点検出部
【図１】
2016006463.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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