JP2012063681A - 焦点検出装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】連写撮影時において、検出精度が高い第１焦点検出装置と検出時間が短い第２焦点検出装置とを適切に使い分けること。
【解決手段】焦点検出装置は、焦点検出用の画素列を含む撮像兼焦点検出用撮像素子２１２を有し、該撮像素子２１２の焦点検出用の画素列からの信号を用いて、撮影光学系による焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段１０８と、一対の焦点検出用光束によって得られる一対の像の位相差情報に基づいて、焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段１０９と、連写撮影時において、連写コマ速度、主要被写体の輝度またはコントラストを示す情報、前コマ撮影時の焦点検出情報、および第２の焦点検出手段１０９が続けて焦点調節状態を検出した回数、の少なくとも１つに基づいて第１の焦点検出手段１０８および第２の焦点検出手段１０９のいずれか一方に次コマ撮影時の焦点調節状態を検出させる制御手段１０１とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、焦点検出装置およびカメラに関する。

焦点検出用の複数の画素（画素列）を有する撮像兼焦点検出用撮像素子が撮影光学系を通して撮像した出力信号のうち、焦点検出用画素列からの信号を用いて演算した一対の像の位相差（いわゆる像ズレ）に基づいて、上記撮影光学系による焦点調節状態を検出する第１の焦点検出装置と、第１の焦点検出装置と別に、上記撮影光学系の異なる領域を通過した一対の焦点検出用光束によって得られる一対の像の位相差に基づいて、上記撮影光学系による焦点調節状態を検出する第２の焦点検出装置と、を備えるカメラが知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−２３３０３２号公報

一般に、第１の焦点検出装置は第２の焦点検出装置に比べて検出精度が高いものの、第１の焦点検出装置は第２の焦点検出装置に比べて検出処理の負担が大きい。従来は、検出精度が高い第１焦点検出装置と検出時間が短い第２焦点検出装置との使い分けが適切でないという問題があった。

本発明による焦点検出装置は、焦点検出用の画素列を含む撮像兼焦点検出用撮像素子を有し、該撮像素子が撮影光学系を通して撮像した出力信号であって焦点検出用の画素列からの信号を用いて一対の像の位相差情報を演算し、該位相差情報に基づいて撮影光学系による焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段と、第１の焦点検出手段とは別に設けられており、撮影光学系を介した一対の焦点検出用光束によって得られる一対の像の位相差情報に基づいて、撮影光学系による焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段と、連写撮影時において、連写コマ速度、主要被写体の輝度またはコントラストを示す情報、前コマ撮影時の焦点検出情報、および第２の焦点検出手段が続けて焦点調節状態を検出した回数、の少なくとも１つに基づいて第１の焦点検出手段および第２の焦点検出手段のいずれか一方に次コマ撮影時の焦点調節状態を検出させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によるカメラは、請求項１〜６のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、入射された光束を折り曲げる光学部材と、撮影光学系を通過した光束の光路上の第１位置と光路外の第２位置との間で光学部材を移動させる光学部材移動機構と、第１の焦点検出手段が焦点調節状態を検出する場合および撮影時は光学部材を第２位置外へ移動させて光束を第１の焦点検出手段へ導き、第２の焦点検出手段が焦点調節状態を検出する場合は光学部材を第１位置へ移動させて光束を第２の焦点検出手段へ導くように光学部材移動機構を制御する駆動制御手段と、第１の焦点検出手段または第２の焦点検出手段によって検出された焦点調節状態に基づいて、撮影光学系を合焦させるための光学系駆動信号を発する合焦制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、連写撮影時において、検出精度が高い第１焦点検出装置と検出時間が短い第２焦点検出装置とを適切に使い分けることができる。

本発明の第一の実施形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフ電子カメラの要部構成を説明する図である。 本発明の第一の実施形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフ電子カメラの要部構成を説明する図である。 電子カメラの外観を例示する図である。 電子カメラの構成を説明するブロック図である。 撮像素子の詳細な構成を示す正面図である。 撮像用画素のみを拡大した断面図である。 焦点検出用画素のみを拡大した断面図である。 撮像素子ＡＦによる瞳分割型位相差検出方法を説明する図である。 専用ＡＦ素子を用いて焦点検出する際の測距エリアを示す図である。 撮像素子を用いて焦点検出する際の測距エリアを示す図である。 マイクロコンピュータが実行するメインシーケンス処理の流れを説明するフローチャートである。 撮影処理の流れを説明するフローチャートである。 ＡＦ切り替え処理の流れを説明するフローチャートである。 連写撮影時に撮像素子ＡＦ処理を繰り返す場合の動作タイミングを例示する図である。 連写撮影時に専用素子ＡＦ処理を繰り返す場合の動作タイミングを例示する図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１および図２は、本発明の一実施の形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフ電子カメラの要部構成を説明する図である。図１および図２において、カメラ本体２０１に対して着脱可能に構成される撮影レンズ鏡筒２０２が装着されている。

被写体からの光は、撮影レンズ鏡筒２０２の撮影光学系２１０および絞り２１１を介してカメラ本体２０１へ入射される。カメラ本体２０１に入射した被写体光は、レリーズ前は図１に例示したミラーダウン状態にある半透過のクイックリターンミラー（以下メインミラーと呼ぶ）２０３で上方のファインダー部へ向けて折り曲げられ、拡散スクリーン２０６に結像する。また、メインミラー２０３を透過した被写体光の一部はサブミラー２０４で下方へ反射され、焦点検出用光束として専用ＡＦ（オートフォーカス）素子２０７へ入射される。専用ＡＦ素子２０７は、撮影光学系２１０による焦点調節状態を検出する焦点検出処理（公知の瞳分割方式のＡＦ処理）において用いられるものである。

拡散スクリーン２０６に結像した被写体光はさらに、ペンタプリズム２０８へ入射される。ペンタプリズム２０８は、入射された被写体光を接眼光学系２０９へ導く。撮影者は、ファインダー接眼窓４１（図３）から接眼光学系２０９を通してファインダーによる被写体像を観察する。

レリーズ後は、図２に例示したミラーアップ位置へメインミラー２０３が回動し、被写体光はメカニカルシャッター２０５を介して撮像素子２１２へ導かれ、その撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子２１２は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子２１２は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を出力する。なお、撮像素子２１２の撮像面側に光学ローパスフィルター２１３が設けられている。

レンズ駆動機構２１４は、撮影光学系２１０を構成するフォーカス調節レンズを光軸方向に進退駆動する。フォーカス調節レンズの駆動方向および駆動量は、カメラ本体２０１側から指示される。なお、図を簡単にするため、撮影光学系２１０を単レンズとして表している。

本実施形態の一眼レフ電子カメラは、拡散スクリーン２０６のペンタプリズム２０８側に電子ビューファインダー（以下EVFと呼ぶ）を構成するファインダー表示素子２１６が設けられている。ファインダー表示素子２１６は、特開２００８−６０８１１号公報に記載されるように、ドットマトリックスカラー表示仕様の有機ＥＬ素子によって構成される。当該ファインダー表示素子２１６は薄い透明基板で構成され、駆動用電極も光を透過する透明電極を有する。

したがって、図１のミラーダウン状態においてファインダー表示素子２１６が非駆動状態の場合は、拡散スクリーン２０６に結像した光束はファインダー表示素子２１６を透過してペンタプリズム２０８へ導かれるので、撮影者によってファインダー接眼窓４１（図３）から観察可能になる。

また、図２のミラーアップダウン状態では、ファインダーによる被写体像が暗黒状態になって観察不能になる。このとき、ファインダーに代わって自発光素子であるファインダー表示素子２１６に撮像素子２１２で取得された画像データに基づく再生画像を表示させる。これにより、図２のミラーアップ状態においてファインダー表示素子２１６が駆動される場合は、ファインダー表示素子２１６が表示する再生画像が撮影者によってファインダー接眼窓４１（図３）から観察可能になる。

図１のミラーダウン状態は、拡散スクリーン２０６に結像した被写体像を撮影者が接眼光学系２０９を介して観察できるようにする撮影準備状態である。この状態で焦点検出を行う場合、電子カメラは専用ＡＦ素子２０７を用いて焦点検出を行う（専用素子ＡＦと呼ぶ）。

図２のミラーアップ状態は、撮影時と同様に被写体光が全て撮像素子２１２へ導かれる。ファインダー表示素子２１６が表示する再生画像は、撮影者が接眼光学系２０９を介して観察できる。この状態で焦点検出を行う場合、電子カメラは撮像素子２１２からの出力信号に基づいて焦点検出を行う（撮像素子ＡＦと呼ぶ）。

図３は、電子カメラの外観を例示する図である。図３において、電子カメラの上面に、メインスイッチＳＷ１と、レリーズボタンＳＷ２と、白黒液晶モニター３１とを有する。電子カメラの背面に、左選択スイッチＳＷ５と、右選択スイッチＳＷ６と、上選択スイッチＳＷ７と、下選択スイッチＳＷ８と、確定スイッチＳＷ９と、コマンドダイアル４５と、レリーズモード切替スイッチＳＷ１０と、カラー液晶モニター６１と、ファインダー接眼窓４１とを有する。

図４は、上述した電子カメラの構成を説明するブロック図である。電子カメラは、マイクロコンピュータ１０１によって制御される。メインスイッチＳＷ１は、電子カメラの電源オン／オフをそれぞれ指示する操作信号を出力する。レリーズスイッチは、レリーズボタンＳＷ２の押下操作に連動して撮影開始を指示する信号を出力する。

取消しスイッチＳＷ３は、操作取消しを示す操作信号を出力する。モードスイッチＳＷ４は、電子カメラの動作モード、すなわち、撮影動作を行うモードおよび再生動作を行うモード等を切替えるための操作信号をそれぞれ出力する。

左選択スイッチＳＷ５、右選択スイッチＳＷ６、上選択スイッチＳＷ７、および下選択スイッチＳＷ８は、それぞれ選択方向を示す操作信号を出力する。確定スイッチＳＷ９は、操作確定を示す操作信号を出力する。レリーズモード切替スイッチＳＷ１０は、操作位置に応じてレリーズモードを示す操作信号を出力する。レリーズモードは、たとえば、「単写」モード、「低速連写」モード、「高速連写」モード、「セルフタイマー」モードが切替可能に構成されている。

「単写」モードは、レリーズボタンＳＷ２の押下操作に応じて１コマの撮影を行うモードである。「低速連写」モードは、レリーズボタンＳＷ２が押し続けられている間に低速（たとえば５コマ／毎秒未満のコマ速度）連続撮影を行うモードである。「高速連写」モードは、レリーズボタンＳＷ２が押し続けられている間に高速（たとえば５コマ／毎秒以上のコマ速度）連続撮影を行うモードである。「セルフタイマー」モードは、レリーズボタンＳＷ２の押下操作を起点にセルフタイマー撮影を行うモードである。スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２は、コマンドダイアル４５の回転操作に応じて操作信号を出力する。

レンズ鏡筒２０２はレンズ鏡筒内ＣＰＵを含み、マイクロコンピュータ１０１との間で通信を行う。レンズ鏡筒内ＣＰＵは、マイクロコンピュータ１０１からの指示に応じてレンズ駆動機構２１４（図１、図２）を駆動制御し、上記フォーカス調節レンズ（２１０）を進退移動させる。

撮像処理回路１０７は、撮像素子２１２から出力される画像データに対して所定の画像処理を行う。画像処理は、γ変換処理やホワイトバランス調整処理などを含む。

撮像素子ＡＦ回路１０８は、撮像素子２１２の所定画素からの出力信号に基づいて像ズレ検出演算処理（相関処理、位相差検出処理）を施すことにより、いわゆる瞳分割型位相差検出方式（マイクロレンズ方式）で一対の像の像ズレ量を検出する。さらに、像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることにより、予定焦点面に対する現在の結像面の偏差（デフォーカス量）を算出する。そして、該デフォーカス量に応じて上記フォーカス調節レンズの移動方向および移動量を演算する。像ズレ検出演算処理の詳細については後述する。

専用素子ＡＦ回路１０９は、専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいて像ズレ検出演算処理（相関処理、位相差検出処理）を施すことにより、撮影光学系２１０の異なる領域を通過した一対の焦点検出用光束によって得られる一対の像の像ズレ量を検出する。さらに、像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることにより、予定焦点面に対する現在の結像面の偏差（デフォーカス量）を算出する。そして、該デフォーカス量に応じて上記フォーカス調節レンズの移動方向および移動量を演算する。像ズレ検出演算処理の詳細については後述する。

測光装置１０２は、撮影光学系２１０を通過した被写体光を受光して測光演算を行う。ドライバ回路１０３は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じてメカニカルシャッター２０５を駆動する。ドライバ回路１０４は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じて絞り機構２１４を駆動する。絞り機構２１４が不図示の絞り駆動レバーを動かすと、レンズ鏡筒２０２側の絞り２１１の口径が変化する。ドライバ回路１０５は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じてミラー機構２１５を駆動する。ミラー機構２１５は、メインミラー２０３およびサブミラー２０４をアップ駆動またはダウン駆動する。

外部インタフェース１１３は、電子カメラ内のデータをパソコンや別の電子カメラなどの外部機器へ出力（送信）したり、外部機器からのデータを入力（受信）したりするインターフェース回路である。外部インタフェース１１３の例として、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、IEEE1394などがある。

表示制御部１１０は、マイクロコンピュータ１０１からの指令によりカラー液晶モニター６１に対する駆動信号を生成する。カラー液晶モニター６１は、画像や操作メニューなどを表示する。表示制御部１１１は、マイクロコンピュータ１０１からの指令により白黒液晶モニター３１に対する駆動信号を生成する。白黒液晶モニター３１は、コマ数や撮影条件などの撮影情報を表示する。表示制御部１１２は、マイクロコンピュータ１０１からの指令によりファインダー表示素子２１６に対する駆動信号を生成する。ファインダー表示素子２１６は、画像などを表示する。

メモリカード１１９は、カードコネクター１１７を介して電子カメラに着脱される記録媒体である。メモリカード１１９には画像データや音声データが記録される。ドライバ回路１０６は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じて測距エリア照射装置１１５を駆動制御する。測距エリア照射装置１１５は、専用素子ＡＦ時および撮像素子ＡＦ時における必要な場合に、測距補助光を発して被写体を照明する。

画像記憶メモリ１２１は、上述した画像処理、後述する圧縮処理および伸長処理の際に一時的に画像データを格納する。圧縮／伸長回路１２３は、たとえば、ＪＰＥＧなど所定の方式で画像データを圧縮処理したり、圧縮された画像データを伸長処理したりする。メモリ１２５は、マイクロコンピュータ１０１の作業領域として利用される。タイマー１２７は、マイクロコンピュータ１０１によって指定された時間を計時し、タイムアップ信号を出力する。電池１２９は、電子カメラ内の各部に電力を供給する。

＜撮像素子ＡＦ処理＞
撮像素子ＡＦ回路１０８で行うＡＦ（自動焦点調節）処理について詳細に説明する。本実施形態の撮像素子２１２は、フォーカス検出用の画素（焦点検出用画素と呼ぶ）を有する。この撮像素子２１２は、特開２００７−２７９３１２号公報に記載されている撮像素子と同様のものである。撮像素子ＡＦ回路１０８は、焦点検出用画素からの画素出力データを用いて位相差検出演算を行うことにより、焦点検出処理を行う。

図５は、撮像素子２１２の詳細な構成を示す正面図である。撮像素子２１２には、撮像用画素３１０が二次元状に配列されている。そして、後述する測距エリアに対応する部分に焦点検出用画素３１１が配列されている。図５の例では、撮像面の略中央に焦点検出用画素列が水平方向に並ぶ。図６は、撮像用画素のみを拡大した断面図であり、図７は、焦点検出用画素のみを拡大した断面図である。

図６において、撮像用画素３１０は、マイクロレンズ１０と撮像用の光電変換部１１を備える。マイクロレンズ１０は光電変換部１１の前方（図６において左側）に配置され、光電変換部１１は撮像素子２１２内の半導体回路基板（不図示）上に形成される。

図７において、焦点検出用画素３１１は、マイクロレンズ１０と焦点検出用の一対の光電変換部１２および光電変換部１３を備える。両光電変換部１２、１３は、それぞれがマイクロレンズ１０の中央に対して対称に配置される。マイクロレンズ１０は光電変換部１２、１３ の前方（図７において左側）に配置され、光電変換部１２、１３は撮像用画素３１０の光電変換部１１と同一の半導体回路基板上に形成される。なお、上記マイクロレンズ１０は、撮影光学系２１０の焦点面近傍に配置される。

図８は、撮像素子ＡＦによる瞳分割型位相差検出方法を説明する図であり、焦点検出用画素３１１の一部（マイクロレンズ５０、６０ と二対の光電変換部５２・５３、６２・６３）を図示したものである。射出瞳９０は、撮影光学系２１０の焦点面位置に配置されたマイクロレンズ５０、６０から前方（図８において左側）の距離ｄ４に投影される射出瞳である。距離ｄ４は、マイクロレンズ１０（５０、６０）の曲率、屈折率、およびマイクロレンズ１０（５０、６０）と光電変換部１２、１３との間の距離などに応じて決まる距離であり、測距瞳距離と呼ぶ。

光軸９１は、撮影光学系２１０の光軸である。測距瞳９２は、マイクロレンズ５０、６０および光電変換部５２、６２ に対応する測距瞳であり、測距瞳９３は、マイクロレンズ５０、６０および光電変換部５３、６３に対応する測距瞳である。一対の測距瞳領域９２、９３を通過した二対の焦点検出用被写体光束７２・７３、８２・８３は、それぞれマイクロレンズ５０、６０を介して二対の光電変換部５２・５３、６２・６３に到達する。図８では、光軸９１上にある焦点検出用画素３１１(マイクロレンズ５０と一対の光電変換部５２・５３）と、光軸９１外にある焦点検出用画素３１１（マイクロレンズ６０と一対の光電変換部６２・６３）を模式的に例示しているが、その他の焦点検出用画素３１１においても一対の測距瞳から各マイクロレンズに到来する焦点検出用光束を一対の光電変換部でそれぞれ受光する。なお、焦点検出用画素３１１の配列方向（図５において水平方向）は、一対の測距瞳の分割方向（図８において上下方向）と一致させる。

上述した構成を有することにより、焦点検出用画素は、特開２００７−２７９３１２号公報に記載されるように、それぞれ瞳分割された光束が入射されることになる。具体的には、光電変換部１２、１３には、それぞれマイクロレンズ１０の片半面を通過した光束のみが受光される。たとえば、光電変換部５２、６２には、測距瞳９２からの光束（Ａ成分と呼ぶ）のみが入射される。一方、光電変換部５３、６３には、測距瞳９３からの光束（Ｂ成分と呼ぶ）のみが入射される。

この結果、Ａ成分の光束が入射される光電変換部５２、６２、…から得られる画素出力（Ａ成分のデータ列）は、撮影光学系２１０の測距瞳９２から入射された光束による像を表し、Ｂ成分の光束が入射される光電変換部５３、６３、…から得られる画素出力（Ｂ成分のデータ列）は、測距瞳９３から入射された光束による像を表す。

Ａ成分による被写体像、およびＢ成分による被写体像からなる一対の被写体像は、撮影光学系２１０が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦状態には、上記一対の像が相対的に一致する。したがって、一対の像の相対位置ズレ量を求めることにより、撮影光学系２１０のフォーカス調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。

撮像素子ＡＦ回路１０８は、Ａ成分のデータ列およびＢ成分のデータ列の相対的な位置関係をずらしながら、２つのデータ列間の像ズレ量（シフト量と呼ぶ）と、Ａ成分のデータ列とＢ成分のデータ列との相関度を演算する。相関値が最小となる（相関値が小さいほど２つのデータ列の相関度が高い）シフト量を求める演算は、公知の位相差検出演算による。

撮像素子ＡＦ回路１０８は、相関値を最小にするシフト量に所定係数を掛けることにより、デフォーカス量を求める。なお、デフォーカス量は測距エリアごとに異なる。また、デフォーカス量の検出精度は、像ズレ量の検出ピッチおよびマイクロレンズ１０の配列ピッチに依存する。撮像素子ＡＦ回路１０８は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズ（２１０）の移動方向および移動量を演算する。

＜専用素子ＡＦ処理＞
専用素子ＡＦ回路１０９で行うＡＦ（自動焦点調節）処理について説明する。本実施形態の専用ＡＦ素子２０７は、特開２００７−２３３０３２号公報に記載されている撮像素子と同様のものである。専用ＡＦ素子２０７は、撮像用画素と焦点検出用画素とが混在する撮像素子２１２と異なり、焦点検出専用のイメージセンサ（ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）を有する。専用ＡＦ素子２０７は、上記イメージセンサ上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を専用素子ＡＦ回路１０９へ出力する。専用ＡＦ素子２０７が有する画素（光電変換素子）のサイズは、撮像素子２１２が有する焦点検出用画素３１１のサイズに比べて大きく構成されている。このため、撮像素子２１２に比べて大きな画素出力が得られる。

専用ＡＦ素子２０７では、たとえば、上記測距瞳９２に相当する測距瞳からの光束をＡ列のセンサ列に導くように公知の絞り開口が設けられるとともに、上記測距瞳９３に相当する測距瞳からの光束をＢ列のセンサ列に導くように公知の絞り開口が設けられる。

これにより、上記それぞれの絞り開口を介して撮影光学系２１０の異なる領域を通して入射された一対のデフォーカス量検出用光束による像が、焦点検出専用のイメージセンサ上の異なる位置で撮像されることとなる。

専用素子ＡＦ回路１０９は、Ａ成分の出力信号およびＢ成分の出力信号の相対的な位置関係をずらしながら、２つの出力信号間の像ズレ量（シフト量と呼ぶ）と、Ａ成分の出力信号とＢ成分の出力信号との相関度を演算する。相関値が最小となるシフト量を求めるのは、撮像素子ＡＦ回路１０８の場合と同様である。

専用素子ＡＦ回路１０９は、相関値を最小にするシフト量に所定係数を掛けることにより、デフォーカス量を求める。デフォーカス量が測距エリアごとに異なる点、デフォーカス量の検出精度が焦点検出専用のイメージセンサによる検出ピッチに依存する点は、撮像素子ＡＦの場合と同様である。専用素子ＡＦ回路１０９は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズ（２１０）の移動方向および移動量を演算する。

＜測距エリアの配置＞
撮影光学系２１０の焦点面に設定する測距エリア（焦点検出位置）について、図９および図１０を参照して説明する。図９は、専用ＡＦ素子２０７を用いて焦点検出する際の測距エリア（専用ＡＦ素子２０７に含まれるイメージセンサが像をサンプリングする領域）を示す図であり、測距エリアに対応する位置を撮影画面１００上に表したものである。

図９において、１９個の測距エリアが示されている。専用素子ＡＦ回路１０９は、１９個の測距エリアのそれぞれについてデフォーカス量を算出し得る。各測距エリアの長さ、幅とサンプリングピッチは、イメージセンサを構成する光電変換部のサイズ・配列長・配列ピッチ、および不図示の再結像レンズ（専用ＡＦ素子２０７内の上記絞り開口を通過した光束をイメージセンサ上に投影する光学系）の投影倍率によって決まる。

図１０は、撮像素子２１２を用いて焦点検出する際の測距エリア（撮像面内で焦点検出用画素３１１が像をサンプリングする領域）を示す図である。図１０において、１９個の測距エリアが示されている。撮像素子ＡＦ回路１０８は、１９個の測距エリアのそれぞれについてデフォーカス量を算出し得る。各測距エリアの長さ・幅およびサンプリングピッチは、マイクロレンズ１０のサイズ・配列長・配列ピッチによって決まる。

上記電子カメラのマイクロコンピュータ１０１は、連写時（「低速連写」モード、「高速連写」モード）において専用素子ＡＦを行うか、あるいは撮像素子ＡＦを行うかを後述するように自動決定する。マイクロコンピュータ１０１は、専用素子ＡＦ処理をミラーダウン時に行わせる。この場合の撮影者は、光学ファインダーを通して被写体像を観察しながらフレーミングを行う。

一方、マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ処理をミラーアップ時に行わせる。この場合の撮影者は、ファインダー表示素子２１６に映し出されるEVF画像を観察しながらフレーミングを行う。

本実施形態は、連写時（「低速連写」モード、「高速連写」モード）においてＡＦ方式を自動決定する点に特徴を有するので、以下の説明はレリーズモード切替スイッチＳＷ１０によって「低速連写」モードまたは「高速連写」モードに設定されている場合を中心に説明する。

電子カメラのマイクロコンピュータ１０１が実行する処理（専用素子ＡＦと撮像素子ＡＦとを切替える処理）の流れについて、図１１〜図１３に例示するフローチャートを参照して説明する。マイクロコンピュータ１０１は、電池１２９（図４）が装填されると、図１１によるメインシーケンス処理を起動する。

＜メインシーケンス処理＞
図１１のステップＳ１において、マイクロコンピュータ１０１は、電源ＯＮ状態か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、電源オン処理済みの場合はステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進み、電源オン処理済みでない場合にはステップＳ１を否定判定してステップＳ６へ進む。

ステップＳ２において、マイクロコンピュータ１０１は、電子カメラが電源ＯＮ→ＯＦＦ操作されたか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、メインスイッチＳＷ１から電子カメラの電源オフを指示する操作信号が入力された場合にステップＳ２を肯定判定してステップＳ５へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、メインスイッチＳＷ１から電子カメラの電源オフを指示する操作信号が入力されない場合には、ステップＳ２を否定判定してステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において、マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２が半押し操作されたか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから半押し操作信号が入力されると、ステップＳ３を肯定判定してステップＳ４へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから半押し操作信号が入力されない場合は、ステップＳ３を否定判定してステップＳ１へ戻る。

ステップＳ４において、マイクロコンピュータ１０１は、撮影処理を行ってステップＳ１へ戻る。撮影処理の詳細については後述する。上述したステップＳ２を肯定判定して進むステップＳ５において、マイクロコンピュータ１０１は、電源オフ処理を行ってステップＳ１へ戻る。電源オフ処理では、カメラ内各部への電源供給を遮断する。

上述したステップＳ１を否定判定して進むステップＳ６において、マイクロコンピュータ１０１は、電子カメラが電源ＯＦＦ→ＯＮ操作されたか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、メインスイッチＳＷ１から電子カメラの電源オンを指示する操作信号が入力された場合にステップＳ６を肯定判定してステップＳ７へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、メインスイッチＳＷ１から電子カメラの電源オンを指示する操作信号が入力されない場合には、ステップＳ６を否定判定してステップＳ１へ戻る。

ステップＳ７において、マイクロコンピュータ１０１は、所定の初期化処理を行ってステップＳ８へ進む。初期化処理では、たとえば必要なプログラムを不図示の不揮発性メモリから読み出して、パラメータ類を初期値にセットする。ステップＳ８において、マイクロコンピュータ１０１は、電源オン処理を行ってステップＳ２へ進む。電源オン処理では、カメラ内各部への電源供給を開始する。

＜撮影処理＞
撮影処理の詳細について、図１２に例示するフローチャートを参照して説明する。図１２のステップＳ１１において、マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２が半押し操作されたか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから半押し操作信号が入力されると、ステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１２へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから半押し操作信号が入力されない場合はステップＳ１１を否定判定し、図１２による処理を終了して図１１のステップＳ１へ戻る。

ステップＳ１２において、マイクロコンピュータ１０１は、専用素子ＡＦ処理で得られるデフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズ（２１０）を移動して合焦させ、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３において、マイクロコンピュータ１０１は、レリーズＯＮ操作（シャッターボタンＳＷ２が全押し操作）されたか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから全押し操作信号が入力されると、ステップＳ１３を肯定判定してステップＳ１４へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから全押し操作信号が入力されない場合はステップＳ１３を否定判定し、ステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１４において、マイクロコンピュータ１０１はドライバ回路１０４およびドライバ回路１０５へ指令を送り、ミラーアップおよび絞り制御（制御絞り値にする）を行ってステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、マイクロコンピュータ１０１は撮像処理回路１０７へ指令を送り、本撮影処理を行ってステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６において、マイクロコンピュータ１０１は、レリーズＯＮ操作（シャッターボタンＳＷ２の全押し操作）が継続されているか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから全押し操作信号が継続入力されている場合、ステップＳ１６を肯定判定してステップＳ１９へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、シャッターボタンＳＷ２に連動するレリーズスイッチから全押し操作信号が入力されていない場合には、ステップＳ１６を否定判定してステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７において、マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ処理によって焦点検出を行った回数の計数値をクリアしてステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８において、マイクロコンピュータ１０１はドライバ回路１０４およびドライバ回路１０５へ指令を送り、ミラーダウンおよび絞り制御（開放絞りへ復帰させる）を行って図１２による処理を終了する。

上記ステップＳ１６を肯定判定して進むステップＳ１９において、マイクロコンピュータ１０１は、専用素子ＡＦと撮像素子ＡＦとを切替えるＡＦ切り替え処理を行ってステップＳ１４へ戻る。次に、ＡＦ切り替え処理の詳細について図１３に例示するフローチャートを参照して説明する。

＜ＡＦ切り替え処理＞
ＡＦ切り替え処理の詳細について、図１３に例示するフローチャートを参照して説明する。図１３のステップＳ２１において、マイクロコンピュータ１０１は、「高速連写」モード（コマ速度が５コマ／毎秒以上）か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、レリーズモード切替スイッチＳＷ１０によって「高速連写」モードに設定されている場合、ステップＳ２１を肯定判定してステップＳ２９へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、レリーズモード切替スイッチＳＷ１０によって「低速連写」モードに設定されている場合、ステップＳ２１を否定判定してステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２において、マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ処理によって焦点検出を行った回数が３以上か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、後述する計数値が３の場合にステップＳ２２を肯定判定してステップＳ２９へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、計数値が３でない場合にはステップＳ２２を否定判定し、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３において、マイクロコンピュータ１０１は、ステップＳ１５（図１２）で取得した本撮影画像のデータに基づいて被写体情報を取得し、ステップＳ２４へ進む。被写体情報は、被写体輝度、公知の顔検出処理を行った場合の顔情報（特徴量データ、画像における位置データなど）、または被写体追尾処理を行った場合の追尾情報（テンプレート情報の有無など）を用いる。ここで、被写体追尾処理とは、被写体の動き（光軸方向の動き、および左右上下方向の動きを含む）に連動して焦点調節対象を追跡し、ＡＦ処理を連続して行う公知の追尾制御をいう。

ステップＳ２４において、マイクロコンピュータ１０１は上記被写体情報に基づき、所定輝度より低輝度、または所定コントラストより低コントラストか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、低輝度または低コントラストに該当する場合にステップＳ２４を肯定判定してステップＳ２９へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、低輝度にも低コントラストにも該当しない場合には、ステップＳ２４を否定判定してステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５において、マイクロコンピュータ１０１は、前回のＡＦ処理時の位相差検出情報を取得してステップＳ２６へ進む。位相差検出情報は、たとえば、撮影画面において焦点検出対象を追跡するために用いたテンプレート情報である。マイクロコンピュータ１０１は、直近の所定数回（たとえば４回）のテンプレート情報をメモリ１２５内に記録するように構成される。ステップＳ２６において、マイクロコンピュータ１０１は被写体捕捉中か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、上記位相差検出情報を取得できた場合（すなわち、テンプレート情報が存在する場合）にステップＳ２６を肯定判定してステップＳ２７へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、上記位相差検出情報を取得できない場合（すなわち、テンプレート情報が存在しない場合）には、ステップＳ２６を否定判定してステップＳ２９へ進む。

ステップＳ２７において、マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ処理で得られるデフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズ（２１０）を移動して合焦させ、ステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８において、マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ処理によって焦点検出を行った回数を計数して図１３による処理を終了し、ステップＳ１４（図１２）へ戻る。

ステップＳ２９へ進む場合は専用素子ＡＦを行う。ステップＳ２９において、マイクロコンピュータ１０１はドライバ回路１０５へ指令を送り、ミラーダウンを指示してステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０において、マイクロコンピュータ１０１は、専用素子ＡＦ処理で得られるデフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズ（２１０）を移動して合焦させ、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ３１において、マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ処理によって焦点検出を行った回数の計数値をクリアして図１３による処理を終了し、ステップＳ１４（図１２）へ戻る。

＜タイミング１＞
図１４は、上述した連写撮影時に撮像素子ＡＦ処理を繰り返す場合の動作タイミングを例示する図である。マイクロコンピュータ１０１は、「低速連写」モードの場合、かつ撮像素子ＡＦ処理による焦点検出を３回続けていない場合、かつ低輝度でも低コントラストでもない場合、かつ被写体追跡処理のためのテンプレート情報が存在する場合に、撮像素子ＡＦ処理を繰り返す。

図１４において、マイクロコンピュータ１０１は、レリーズボタンＳＷ２の半押し操作（ステップＳ１１）に応じて専用素子ＡＦ処理を行わせる。これにより、専用ＡＦ素子２０７のイメージセンサが蓄積処理をし、専用素子ＡＦ回路１０９が専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいてデフォーカス量を演算する。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

マイクロコンピュータ１０１は、レリーズＯＮ操作（シャッターボタンＳＷ２の全押し操作：ステップＳ１３）に応じてメインミラー２０３をアップさせて１コマ目の本撮影を行う（ステップＳ１４、ステップＳ１５）。

本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t1）で撮像素子２１２に１コマ目の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは、記録用に用いられるとともに、EVF表示としてファインダー表示素子２１６による再生表示用に用いられる。本実施形態では、１コマ相当遅れてEVF表示する。

ステップＳ１６を肯定判定した場合は、撮像素子ＡＦ回路１０８が撮像素子２１２の焦点検出用画素からの出力信号に基づいて１回目のデフォーカス量を演算する（ステップＳ２７）。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

２コマ目以降の本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t2…）で撮像素子２１２に２コマ目以降の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは、記録用およびEVF表示用に用いられる。

ステップＳ１６を肯定判定した場合は、撮像素子ＡＦ回路１０８が撮像素子２１２の焦点検出用画素からの出力信号に基づいて２回目以降のデフォーカス量を演算する（ステップＳ２７）。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

撮像素子ＡＦ回路１０８が３回目のデフォーカス量を演算（ステップＳ２７）すると、撮像素子ＡＦ処理による焦点検出回数の計数値が３になるので（ステップＳ２８）、次のタイミング(t4)における４コマ目の本撮影処理（ステップＳ１５）後にステップＳ１６を肯定判定した場合に進むＡＦ切り替え処理（ステップＳ１９）において、専用素子ＡＦ回路１０９が専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいてデフォーカス量を演算する（ステップＳ２９、ステップＳ３０）。

なお、マイクロコンピュータ１０１がステップＳ２９においてミラーダウン（ステップＳ２９）とともにファインダー表示素子２１６の再生表示を終了させると、光学ファインダーによる被写体像が観察可能になる。

マイクロコンピュータ１０１は、光学ファインダーの観察可能な所定時間（たとえば１コマ相当の撮影間隔）が経過すると、メインミラー２０３をアップさせて５コマ目の本撮影を行う（ステップＳ１４、ステップＳ１５）。

本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t5）で撮像素子２１２に５コマ目の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは、上述したように記録用およびEVF表示用に用いられる。

ステップＳ１６を肯定判定した場合は、撮像素子ＡＦ回路１０８が撮像素子２１２の焦点検出用画素からの出力信号に基づいて５回目のデフォーカス量を演算する（ステップＳ２７）。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

６コマ目以降の本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t6…）で撮像素子２１２に６コマ目以降の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは、記録用およびEVF表示用に用いられる。

以降は、ステップＳ１６を肯定判定する限り上記１〜４コマ目までと同様の処理を繰り返す。図１４の場合は、６コマ目の本撮影（蓄積）後にレリーズＯＮ操作が解除（ステップＳ１６）されたので、メインミラー２０３をダウンさせて６コマ目で連写を終了する（ステップＳ１８）。

＜タイミング２＞
図１５は、上述した連写撮影時に専用素子ＡＦ処理を繰り返す場合の動作タイミングを例示する図である。マイクロコンピュータ１０１は、「高速連写」モードの場合、低輝度または低コントラストに該当する場合、被写体追跡処理のためのテンプレート情報が存在しない場合には、専用素子ＡＦ処理を繰り返す。

図１５において、マイクロコンピュータ１０１は、レリーズボタンＳＷ２の半押し操作（ステップＳ１１）に応じて専用素子ＡＦ処理を行わせる。これにより、専用ＡＦ素子２０７のイメージセンサが蓄積処理をし、専用素子ＡＦ回路１０９が専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいてデフォーカス量を演算する。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

マイクロコンピュータ１０１は、レリーズＯＮ操作（シャッターボタンＳＷ２の全押し操作：ステップＳ１３）に応じてメインミラー２０３をアップさせて１コマ目の本撮影を行う（ステップＳ１４、ステップＳ１５）。

本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t1）で撮像素子２１２に１コマ目の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは記録用に用いられる。本実施形態では、専用素子ＡＦ処理を繰り返す場合はEVF表示しない。

ステップＳ１６を肯定判定した場合は、メインミラー２０３のダウン後に（ステップＳ２９）、専用素子ＡＦ回路１０９が専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいてデフォーカス量を演算する（ステップＳ３０）。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

ミラーアップ後（ステップＳ１４）に行う２コマ目の本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t2）で撮像素子２１２に２コマ目の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは記録用に用いられる。

ステップＳ１６を肯定判定した場合は、メインミラー２０３のダウン後に（ステップＳ２９）、専用素子ＡＦ回路１０９が専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいてデフォーカス量を演算する（ステップＳ３０）。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

ミラーアップ後（ステップＳ１４）に行う３コマ目以降の本撮影処理（ステップＳ１５）では、メカニカルシャッター２０５が開いたタイミング（t3…）で撮像素子２１２に３コマ目以降の蓄積処理をさせる。撮像処理回路１０７が撮像素子２１２から出力される画像データに所定の画像処理を行う。画像処理されたデータは記録用に用いられる。

ステップＳ１６を肯定判定した場合は、メインミラー２０３のダウン後に（ステップＳ２９）、専用素子ＡＦ回路１０９が専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいてデフォーカス量を演算する（ステップＳ３０）。マイクロコンピュータ１０１は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズを駆動させる。

以降は、ステップＳ１６を肯定判定する限り上記２コマ目以降と同様の処理を繰り返す。図１５の場合は、６コマ目の本撮影（蓄積）後にレリーズＯＮ操作が解除（ステップＳ１６）されたので、メインミラー２０３をダウンさせて６コマ目で連写を終了する（ステップＳ１８）。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子カメラの焦点検出装置は、焦点検出用の画素列３１１を含む撮像兼焦点検出用撮像素子２１２を有し、該撮像素子２１２が撮影光学系２１０を通して撮像した出力信号であって焦点検出用の画素列３１１からの信号を用いて一対の像の位相差情報を演算し、該位相差情報に基づいて撮影光学系２１０による焦点調節状態を検出する撮像素子ＡＦ回路１０８と、撮像素子ＡＦ回路１０８とは別に設けられており、撮影光学系２１０を介した一対の焦点検出用光束によって得られる一対の像の位相差情報に基づいて、撮影光学系２１０による焦点調節状態を検出する専用素子ＡＦ回路１０９と、連写撮影時において、連写コマ速度、主要被写体の輝度またはコントラストを示す情報、前コマ撮影時の焦点検出情報、および専用素子ＡＦ回路１０９が続けて焦点調節状態を検出した回数、の少なくとも１つに基づいて撮像素子ＡＦ回路１０８および専用素子ＡＦ回路１０９のいずれか一方に次コマ撮影時の焦点調節状態を検出させるマイクロコンピュータ１０１とを備えるようにした。これにより、連写撮影時において、焦点調節状態の検出精度が高い撮像素子ＡＦ回路１０８と、焦点調節状態の検出時間が短い専用素子ＡＦ回路１０９とを適切に使い分けることができる。

（２）上記マイクロコンピュータ１０１は、連写コマ速度が所定速度以上の場合に専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させ、連写コマ速度が所定速度未満の場合に撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させるようにした。たとえば、連写撮影時のコマ速度が撮像素子ＡＦ回路１０８が要する検出時間に比べて速い場合には、検出所要時間が短い専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させ、連写撮影時のコマ速度が撮像素子ＡＦ回路１０８が要する検出時間より遅い場合は撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させることで、連写時において遅滞なく焦点調節状態を検出できるようになる。

（３）上記マイクロコンピュータ１０１は、輝度が所定輝度以下またはコントラストが所定値以下の場合に専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させ、輝度が所定輝度を超え、かつコントラストが所定値を超える場合に撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させるようにした。一般に、専用ＡＦ素子２０７が有する画素の出力は撮像素子２１２が有する焦点検出用画素３１１の出力に比べて大きい。画素出力が低下しやすい状況（低輝度、ローコントラスト）ではより大きな画素出力が得られる専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させることにより、撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させる場合に比べて焦点調節状態の検出精度を高めることができる。

（４）上記マイクロコンピュータ１０１は、前コマ撮影時の焦点調節状態またはデフォーカス情報が検出不能であった場合に専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させ、前コマ撮影時に焦点調節状態およびデフォーカス情報が検出されている場合に撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させるようにした。一般に、連写時の像ズレ検出演算では、前コマにおいて像ズレ検出演算に用いた画素位置の情報がない場合は、専用ＡＦ素子２０７が有する全画素から被写体に対応する画素出力を探したり、撮像素子２１２の焦点検出用画素３１１の全てから被写体に対応する画素出力を探したりする必要が生じる。このため、画素数が多いほど像ズレ演算時の負担が重くなる。そこで、専用ＡＦ素子２０７が有する画素数が撮像素子２１２が有する焦点検出用画素３１１の数より少ない場合には、前コマにおいて像ズレ検出演算に用いた画素位置の情報がない状況（前コマ撮影時の焦点調節状態またはデフォーカス情報が検出不能）で、専用ＡＦ素子２０７からの画素出力に基づく専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させることにより、撮像素子２１２からの画素出力に基づく撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させる場合に比べて、演算負担を軽減して焦点検出処理時間を短くすることができる。

（５）マイクロコンピュータ１０１はさらに、前コマ撮影時に撮影画面における主要被写体の位置を特定不能であった場合にも、専用ＡＦ素子２０７からの画素出力に基づく専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させる。たとえば、前コマ撮影時に画面内の複数の位置で焦点調節状態やデフォーカス情報が検出されている場合には、画面内のどの位置が主要被写体に相当するかを探す必要が生じる。この場合にも、専用ＡＦ素子２０７からの画素出力に基づく専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させることにより、撮像素子２１２からの画素出力に基づく撮像素子ＡＦ回路１０８に焦点調節状態を検出させる場合に比べて、演算負担を軽減して焦点検出処理時間を短くすることができる。

（６）上記マイクロコンピュータ１０１は、撮像素子ＡＦ回路１０８が続けて焦点調節状態を検出した回数が所定回数に達するごとに専用素子ＡＦ回路１０９に焦点調節状態を検出させるようにしたので、連写中において所定の間隔でファインダーによる光学的な被写体像を観察することが可能になる。

（変形例１）
位相差検出方式の像ズレ検出演算では、上述したようにＡ成分およびＢ成分の出力信号間の相対的な像ズレ量（シフト量と呼ぶ）と、Ａ成分およびＢ成分の出力信号の相関度を演算するので、撮像素子２１２の焦点検出用画素からの出力信号レベルが小さくなる低輝度の場合や、出力信号の変化が小さくなる低コントラストの場合には、像ズレ量や相関度演算に適した出力レベルの信号が取得しにくくなり、長い蓄積時間が必要になる。このため、上記ステップＳ２４においては、所定輝度より低輝度、または所定コントラストより低コントラストを判定した場合に、撮像素子２１２の焦点検出用画素に比べて大きな出力信号レベルが得られる専用ＡＦ素子２０７からの出力信号に基づいて像ズレ検出演算する専用素子ＡＦ処理へ切り替えるようにした。

上述した輝度やコントラストに基づく判定の代わりに、あるいは輝度やコントラストに基づく判定に加えて、顔検出処理を行った場合の顔情報（特徴量データ、画像における位置データ）に基づいて専用素子ＡＦへ切り替える決定をしてもよい。一般に、低輝度低コントラストの場合は顔検出も不能となる。そこで、顔情報が存在しない場合は専用素子ＡＦ処理へ切り替える。

（変形例２）
上記ステップＳ２５においては、前回のＡＦ処理時のテンプレート情報に基づいて像ズレ検出演算する専用素子ＡＦ処理へ切り替えるようにした。前回のＡＦ処理時のテンプレート情報に基づく判定の代わりに、あるいはテンプレート情報に基づく判定に加えて、前回のＡＦ処理時の測距エリア情報に基づいて専用素子ＡＦへ切り替える決定をしてもよい。一般に、複数の測距エリアの中から主要被写体に対応する測距エリアを特定する場合、前回のＡＦ処理時の測距エリアをそのまま採用すればよい場合に比べて処理時間が長くなる。そこで、前回のＡＦ処理時の測距エリア情報が存在しない場合は、撮像素子ＡＦに比べて処理時間が短い専用素子ＡＦ処理へ切り替える。

（変形例３）
さらにまた、前回のＡＦ処理時のテンプレート情報に基づく判定の代わりに、あるいはテンプレート情報に基づく判定に加えて、前回のＡＦ処理時に取得したデフォーカス量に基づいて専用素子ＡＦへ切り替える決定をしてもよい。一般に、デフォーカス量が所定値未満の場合は主要被写体を捉えている可能性が高い。反対に、デフォーカス量が所定値を超える場合は主要被写体を外している可能性が高い。そこで、前回のＡＦ処理時のデフォーカス量が所定値を超えている場合は、複数の測距エリアの中から主要被写体に対応する測距エリアを特定する必要があるので、撮像素子ＡＦに比べて処理時間が短い専用素子ＡＦ処理へ切り替える。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１０１…マイクロコンピュータ
１０８…撮像素子ＡＦ回路
１０９…専用素子ＡＦ回路
２０１…カメラ本体
２０２…レンズ鏡筒
２０３…メインミラー
２０４…サブミラー
２０５…メカニカルシャッター
２０７…専用ＡＦ素子
２１０…撮影光学系
２１２…撮像素子

Claims (7)

1. 焦点検出用の画素列を含む撮像兼焦点検出用撮像素子を有し、該撮像素子が撮影光学系を通して撮像した出力信号であって前記焦点検出用の画素列からの信号を用いて一対の像の位相差情報を演算し、該位相差情報に基づいて前記撮影光学系による焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段と、
   前記第１の焦点検出手段とは別に設けられており、前記撮影光学系を介した一対の焦点検出用光束によって得られる一対の像の位相差情報に基づいて、前記撮影光学系による焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段と、
   連写撮影時において、連写コマ速度、主要被写体の輝度またはコントラストを示す情報、前コマ撮影時の焦点検出情報、および前記第２の焦点検出手段が続けて焦点調節状態を検出した回数、の少なくとも１つに基づいて前記第１の焦点検出手段および前記第２の焦点検出手段のいずれか一方に次コマ撮影時の焦点調節状態を検出させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする焦点検出装置。
2. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記制御手段は、前記連写コマ速度が所定速度以上の場合に前記第２の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させ、前記連写コマ速度が前記所定速度未満の場合に前記第１の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させることを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記制御手段は、前記輝度が所定輝度以下または前記コントラストが所定値以下の場合に前記第２の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させ、前記輝度が前記所定輝度を超え、かつ前記コントラストが前記所定値を超える場合に前記第１の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させることを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記制御手段は、前コマ撮影時の焦点調節状態またはデフォーカス情報が検出不能であった場合に前記第２の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させ、前コマ撮影時に焦点調節状態およびデフォーカス情報が検出されている場合に前記第１の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させることを特徴とする焦点検出装置。
5. 請求項４に記載の焦点検出装置において、
   前記制御手段は、前コマ撮影時に撮影画面における主要被写体の位置を特定不能であった場合に前記第２の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させることを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記制御手段は、前記第１の焦点検出手段が続けて焦点調節状態を検出した回数が所定回数に達するごとに前記第２の焦点検出手段に焦点調節状態を検出させることを特徴とする焦点検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、
   入射された光束を折り曲げる光学部材と、
   前記撮影光学系を通過した光束の光路上の第１位置と前記光路外の第２位置との間で前記光学部材を移動させる光学部材移動機構と、
   前記第１の焦点検出手段が焦点調節状態を検出する場合および撮影時は前記光学部材を前記第２位置外へ移動させて前記光束を前記第１の焦点検出手段へ導き、前記第２の焦点検出手段が焦点調節状態を検出する場合は前記光学部材を前記第１位置へ移動させて前記光束を前記第２の焦点検出手段へ導くように前記光学部材移動機構を制御する駆動制御手段と、
   前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段によって検出された焦点調節状態に基づいて、前記撮影光学系を合焦させるための光学系駆動信号を発する合焦制御手段と、
   を備えることを特徴とするカメラ。

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