JP2012255920A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像を良好に撮像することが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】光学系による像のずれ量に基づいて焦点状態を検出する位相差検出部２１と、光学系による像のコントラストに関する評価値に基づいて焦点状態を検出するコントラスト検出部２１と、スキャン駆動の結果、位相差検出部により焦点状態を検出できなかった場合に、位相差検出部による焦点検出ができなかったと判定する第１判定部２１と、スキャン駆動の結果、コントラスト検出部により焦点状態を検出できなかった場合に、コントラスト検出部による焦点検出ができなかったと判定する第２判定部２１と、スキャン駆動中は、レリーズ動作を禁止し、第１判定部および第２判定部によって、位相差検出部およびコントラスト検出部により焦点状態の検出ができなかったと判定された場合に、該判定が行われた後に、レリーズ動作を許可するレリーズ制御部２１とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

従来より、ユーザによりレリーズボタンが全押しされた場合に、光学系の焦点状態が検出されていない場合でも、画像の本撮影を行うレリーズ優先モードと、光学系の焦点状態を検出し、焦点調節レンズの合焦位置への駆動が完了した後に、画像の本撮影を行うフォーカス優先モードとを選択可能な撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００９−１５９３９３号公報

しかしながら、従来技術では、レリーズ優先モードを選択した場合には、光学系の焦点状態が検出できない場合でも画像の本撮影が行われるため、ピントのボケた画像が撮影されてしまう場合があった。また、フォーカス優先モードを選択した場合には、光学系の焦点状態を検出できない場合に、ユーザがレリーズボタンを全押したにも拘らず、画像の本撮影が行えない場合があった。

本発明が解決しようとする課題は、画像を良好に撮像することが可能な撮像装置を提供することである。

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。

［１］本発明に係る撮像装置は、光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部（２２）と、前記光学系の瞳の異なる領域からの光による像のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出部（２１）と、前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部（２１）と、焦点調節レンズ（３２）を光軸方向に駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部（３６）と、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に焦点状態の検出を実行させるスキャン駆動を制御するスキャン駆動制御部（２１）と、前記スキャン駆動を、所定のレンズ駆動範囲について行った結果、前記位相差検出部により、前記光学系の焦点状態が検出できなかった場合に、前記位相差検出部による焦点状態の検出ができなかったと判定する第１判定部（２１）と、前記スキャン駆動を、所定のレンズ駆動範囲について行った結果、前記コントラスト検出部により、前記光学系の焦点状態が検出できなかった場合に、前記コントラスト検出部による焦点状態の検出ができなかったと判定する第２判定部（２１）と、レリーズ動作を制御するレリーズ制御部（２１）と、を備え、前記レリーズ制御部は、前記スキャン駆動中は、前記レリーズ動作を禁止し、前記第１判定部および前記第２判定部によって、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部により前記光学系の焦点状態の検出ができなかったと判定された場合に、該判定が行われた後に、前記レリーズ動作を許可することを特徴とする。

［２］上記撮像装置に係る発明において、ユーザによりレリーズボタンが押下された場合に、前記レリーズ動作を実行するためのレリーズ信号を前記レリーズ制御部（２１）に送信するレリーズ信号送信部（２８）と、前記レリーズ制御部が前記レリーズ信号を受信してから画像の本撮影が開始されるまでに要する遅れ時間を記憶している記憶部（２１）と、前記位相差検出部（２１）または前記コントラスト検出部（２１）により前記光学系の焦点状態の検出ができた場合に、前記焦点調節レンズ（３２）を合焦位置まで駆動させる合焦駆動制御部（２１）と、をさらに備え、前記レリーズ制御部は、前記位相差検出部または前記コントラスト検出部により前記光学系の焦点状態の検出ができた場合に、前記焦点調節レンズの合焦位置への駆動が完了するタイミングよりも、前記遅れ時間に基づく時間だけ早いタイミングで、前記レリーズ動作を許可するように構成することができる。

［３］上記撮像装置に係る発明において、前記レリーズ制御部（２１）は、前記第１判定部（２１）および前記第２判定部（２１）によって、前記位相差検出部（２１）および前記コントラスト検出部（２１）により前記光学系の焦点状態の検出ができなかったと判定された場合には、該判定が行われ、かつ、前記焦点調節レンズ（３２）が所定のレンズ位置へ駆動された後に、前記レリーズ動作を許可するように構成することができる。

［４］上記撮像装置に係る発明において、前記撮像部（２２）は、複数の撮像用画素（２２１）と複数の焦点検出用画素（２２２ａ，２２２ｂ）とを備え、前記位相差検出部（２１）は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出し、前記コントラスト検出部（２１）は、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記評価値に基づいて、前記光学系の焦点状態を検出するように構成することができる。

本発明によれば、画像を適切に撮像することができる。

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は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。 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は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。 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は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。 図９は、本実施形態に係るカメラの動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＣＭＯＳやＣＣＤ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。

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。

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。特に、本実施形態において、カメラ制御部２１は、撮影者によりシャッターレリーズボタンが全押しされた場合には、シャッターレリーズボタンから、レリーズ動作を実行するためのレリーズ信号を受信し、レリーズ動作を実行して、画像の本撮影を行う。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。

また、カメラ制御部２１に備えるメモリには、レリーズ動作を実行するためのレリーズ信号を受信してから、画像の本撮像が開始されるまでに要する時間（タイムラグ）が記憶されている。このタイムラグは、たとえば、レリーズ動作において、絞り３４を本撮影用の絞り値に変えるために要する時間や、撮影素子２２を本撮影のための撮影モード（たとえば、画素データを間引かずに取得する撮影モード）に切り替えるために要する時間、さらには、防振レンズのセンタリング動作に要する時間などに起因するものである。

さらに、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。

操作部２８は、シャッターレリーズボタンやユーザがカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカスレンズ３２の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードである。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。なお、上述したように、シャッターレリーズボタンが全押し（第２スイッチＳＷ２がオン）されると、シャッターレリーズボタンから、レリーズ動作を実行するためのレリーズ信号が、カメラ制御部２１に送信され、カメラ制御部２１により、画像の本撮影を行うためのレリーズ動作が実行される。

次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。

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。

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。

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。

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。

図２に戻り、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに左右対称位置の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。

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、または二箇所とすることもでき、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して焦点電圧を検出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算して焦点電圧を検出することでも求めることができる。

そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に制御信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ３２を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、２回上昇した後、さらに、２回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。

次いで、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９は、本実施形態に係るカメラ１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、たとえば、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。また、以下においては、ワンショットモード、すなわち、一度調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードが選択されている場合を例示して説明を行なう。

まず、ステップＳ１では、カメラ制御部２１による、スルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ２６による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子２２により露光動作が行なわれ、カメラ制御部２１により、撮像画素２２１の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部２１は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路２５に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ２６に表示される。そして、これにより、接眼レンズ２７を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ２では、カメラ制御部２１により、レリーズ動作を禁止するレリーズ動作禁止処理が行われる。これにより、本実施形態では、後述するステップＳ１３，Ｓ１７，Ｓ２１でレリーズ動作が許可されるまで、レリーズ動作が禁止されることとなる。

ステップＳ３では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部２１は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出エリアにおける像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部２１は、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて行なわれる。そして、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ４では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子２２の撮像画素２２１の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して焦点電圧を検出することにより行われる。焦点評価値の算出は、使用者の手動操作により、あるいは、被写体認識モードなどにより、特定の焦点検出位置が選択されているときには、選択された焦点検出位置に対応する撮像画素２２１の画素出力のみを読み出すような構成としてもよい。なお、焦点評価値の算出処理も、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ５では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたかどうかの判断が行なわれる。第１スイッチＳＷ１がオンした場合はステップＳ６に進む。一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ５を繰り返す。すなわち、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、スルー画像の生成・表示、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理、および焦点評価値の算出処理が繰り返し実行される。

ステップＳ６では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１に進む。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ７に進む。なお、本実施形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合にも、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ７に進むこととする。本実施形態においては、たとえば、被写体のコントラストが低い場合、被写体が超低輝度被写体である場合、あるいは被写体が超高輝度被写体である場合などにおいて、デフォーカス量の信頼性が低いと判断される。

なお、ステップＳ６においては、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いて、上記判定を行なってもよいが、直近数回のデフォーカス量算出処理において、連続して、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、連続して、デフォーカス量の信頼性が低かった場合に、測距不能と判断して、ステップＳ７に進み、逆に、直近数回のデフォーカス量算出処理において、一度でもデフォーカス量が算出された場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１に進むような構成としてもよい。

ステップＳ６において、デフォーカス量が算出できたと判定され、測距可能と判断された場合には、ステップＳ１１に進み、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が開始される。具体的には、ステップＳ１１では、ステップＳ３において位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理が開始される。具体的には、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部３７を介して、レンズ駆動モータ３６に送出される。そして、レンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動を開始する。

なお、ステップＳ１１においては、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理とともに、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止指令が、レンズ制御部３７に送出され、スキャン動作が禁止状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。

そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が開始されると、ステップＳ１２に進み、カメラ制御部２１により、算出されたデフォーカス量の絶対値が、所定値以下であるか否かの判定が行われる。ここで、本実施形態においては、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間においても、レンズ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が繰り返し行われる。そして、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、カメラ制御部２１は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２の駆動が行われる。ステップＳ１２では、ステップＳ３で算出されデフォーカス量、および、フォーカスレンズ３２を駆動させながら新たに算出されたデフォーカス量について、デフォーカス量の絶対値が所定値以下であるか否かの判定が行われる。

また、ステップＳ１２の判定に用いられる所定値は、カメラ制御部２１に備えるメモリに記憶されているタイムラグ、すなわち、カメラ制御部２１がレリーズ信号を受信してから、画像の本撮影が開始されるまでのタイムラグに基づいて設定することができる。具体的には、上記所定値を、カメラ制御部２１がレリーズ信号を受信してから、画像の本撮影が開始されるまでのタイムラグの間に、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させることができるレンズ位置に対応するデフォーカス量の値とすることができる。このように所定値を設定することで、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以下である場合には、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了していない場合であっても、レリーズ信号を受信してから画像の本撮影が行われるまでのタイムラグの間に、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させることができ、被写体にピントの合った画像を撮影することができる。そこで、ステップＳ１２でデフォーカス量の絶対値が所定値以下であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、カメラ制御部２１により、レリーズ動作を許可するレリーズ動作許可処理が行われる。このように、本実施形態において、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するタイミングよりも、タイムラグに応じた時間だけ早いタイミングで、レリーズ動作を許可する。一方、デフォーカス量の絶対値が所定値よりも大きいと判定された場合は、デフォーカス量の絶対値が所定値以下となるまで、ステップＳ１２で待機する。

そして、レリーズ動作が許可された後は、ステップＳ１４に進み、たとえば電子ビューファインダ２６により、合焦表示が行われる。なお、合焦表示を行なう際には、位相差検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。また、合焦表示が行われた後に、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する合焦ロックも行なわれる。

一方、ステップＳ６において、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合、または、算出されたデフォーカス量の信頼性が低いと判定された場合には、ステップＳ７に進み、ステップＳ７では、カメラ制御部２１により、スキャン動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のスキャン動作は、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。

具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を光軸Ｌ１に沿ってスキャン駆動させる。なお、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動は、無限遠端位置から至近端位置に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端位置から無限遠端位置に向かって行なってもよい。なお、無限遠端位置は、レンズ鏡筒３の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、至近側となる所定の位置（無限遠側ソフトリミット位置）に設定される。また、同様に、至近端位置も、レンズ鏡筒３の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、無限遠側となる所定の位置（至近側ソフトリミット位置）に設定される。

そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の撮像画素２２１から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。

ステップＳ８では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ９に進む。なお、ステップＳ８においては、上述したステップＳ６と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ９に進むこととする。

ステップＳ９では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップＳ１５に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップＳ８に戻り、ステップＳ８〜Ｓ１０を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ１９に進む。

なお、コントラスト検出方式による焦点検出では、焦点評価値がピークとなる位置を合焦位置として検出するため、たとえば無限遠端にレンズ位置が合焦位置である場合には、フォーカスレンズ３２を、無限遠端に対応するレンズ位置を超えて駆動させる必要がある（至近端でも同様。）。そのため、本実施形態では、フォーカスレンズ３２が駆動可能な無限遠端位置（無限遠側ソフトリミット位置）から至近端位置（至近側ソフトリミット位置）までのフォーカスレンズ３２の駆動可能範囲が、スキャン動作において実際に焦点状態が検出されるスキャン範囲よりも広く設定される。そのため、フォーカスレンズ３２のスキャン動作では、まず、スキャン範囲全域でのスキャン駆動が完了した時点において、位相差検出方式により焦点検出ができなかった場合に、位相差検出方式による焦点検出ができなかったと判定され、その後、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲全域（スキャン範囲よりも広い、無限遠側ソフトリミット位置から至近側ソフトリミット位置までの範囲）でスキャン駆動が完了し、コントラスト検出方式により焦点検出ができなかった場合に、コントラスト検出方式による焦点検出ができなかったと判定されて、ステップＳ１９に進む。

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ８において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、Ｓ１１〜Ｓ１４において、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。

すなわち、上記と同様にして、ステップＳ１１で、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が開始される。そして、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が繰り返し行い、算出されたデフォーカス量の絶対値が、所定値以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１２）。デフォーカス量の絶対値が所定値以下であると判定された場合は、レリーズ動作が許可され（ステップＳ１３）、合焦表示が行われる（ステップＳ１４）。

また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ９において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、スキャン動作を停止し、ステップＳ１５に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、合焦駆動が開始される。すなわち、ステップＳ１５では、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が開始される。

そして、ステップＳ１６では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が、合焦位置近傍の所定のレンズ位置まで到達したか否かの判断が行われる。ここで、ステップＳ１６の判定における合焦位置近傍の所定のレンズ位置とは、カメラ制御部２１に備えるメモリに記憶されているタイムラグ、すなわち、カメラ制御部２１がレリーズ信号を受信してから、画像の本撮影が開始されるまでのタイムラグに基づくレンズ駆動範囲内のレンズ位置とすることができる。具体的には、撮影者によりシャッターレリーズボタンが全押しされ、カメラ制御部２１がレリーズ信号を受信してから、画像の本撮影が開始されるまでのタイムラグの間に、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させることができるレンズ駆動範囲内のレンズ位置を、合焦位置近傍の所定のレンズ位置として設定することができる。そして、フォーカスレンズ３２が合焦位置近傍の所定のレンズ位置まで到達した場合には、ステップＳ１７に進み、カメラ制御部２１により、レリーズ動作を許可するレリーズ動作許可処理が行われる。これにより、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するタイミングよりも、タイムラグに応じた時間だけ早いタイミングで、レリーズ動作を許可することができる。一方、フォーカスレンズ３２が合焦位置近傍の所定のレンズ位置まで到達していない場合には、ステップＳ１６で待機する。

そして、フォーカスレンズ３２が合焦位置近傍の所定のレンズ位置まで到達すると、ステップＳ１８に進み、たとえば、電子ビューファインダ２６により、合焦表示が行われる。なお、合焦表示を行なう際には、コントラスト検出方式により合焦動作が行われた旨をユーザに報知するための表示を併せて行なってもよい。また、合焦表示が行われた後に、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する合焦ロックが行なわれる。

なお、本実施形態においては、ステップＳ９において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定され、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する。すなわち、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された後においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できた場合でも、位相差検出方式の結果に基づいたフォーカスレンズ３２の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ３２のハンチング現象を抑制することができる。

なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップＳ８〜Ｓ１０を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップＳ８〜Ｓ１０を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かを判断した（ステップＳ８）後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う（ステップＳ９）ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。

一方、ステップＳ１０において、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップＳ１９に進み、スキャン動作の終了処理が行なわれる。

そして、続くステップＳ２０では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が、所定のレンズ位置まで駆動される。そして、続くステップＳ２１では、カメラ制御部２１により、レリーズ動作を許可する処理が行われる。このように本実施形態では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても焦点検出を行うことができない場合でも、レリーズ動作が許可される。そして、ステップＳ２２に進み、たとえば電子ビューファインダ２６により、合焦不能表示が行なわれる。

そして、ステップＳ２３に進み、カメラ制御部２１により、シャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされた状態が継続しているか否かの判定が行なわれる。第１スイッチＳＷ１がオンしている場合はステップＳ２４に進み、第１スイッチＳＷ１がオフとされた場合は、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２３において、第１スイッチＳＷ１がオンしていると判定された場合には、ステップＳ２４に進み、上述したステップＳ６と同様に、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。その結果、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、ステップＳ２５に進み、レリーズ動作を禁止する処理が行われる。そして、続くステップＳ２６で、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれた後、ステップＳ１１に進み、ステップＳ１１〜Ｓ１４において、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させながら（ステップＳ１１）、デフォーカス量の絶対値が所定値以下となったタイミングで（ステップＳ１２＝Ｙｅｓ）、レリーズ動作が許可される（ステップＳ１３）。一方、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合には、ステップＳ２３に戻り、第１スイッチＳＷ１がオンとされている状態が継続している間、ステップＳ２３、Ｓ２４を繰り返し実行する。なお、この場合においては、フォーカスレンズ３２は、停止した状態であるため、コントラスト検出方式による焦点検出は実行されず、位相差検出方式による焦点検出のみが行われることとなる。

一方、ステップＳ２３において、第１スイッチＳＷ１がオフとされたと判定された場合には、ステップＳ２７に進み、レリーズ動作を禁止する処理が行われ、続くステップＳ２８で、合焦不能表示をオフとする処理が行なわれた後、ステップＳ５に戻る。

本実施形態のカメラ１は、以上のように動作する。

本実施形態に係るカメラ１は、スキャン駆動中は、画像を本撮影するためのレリーズ動作を禁止し、所定のレンズ駆動範囲においてスキャン駆動を行った結果、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できずに測距不能と判定され、かつ、コントラスト検出方式により合焦位置を検出することができないと判定された場合に、フォーカスレンズ３２を所定のレンズ位置まで駆動して、画像を本撮影するためのレリーズ動作を許可する。これにより、本実施形態によれば、光学系の焦点状態を検出ができない場合であっても、撮影者によるシャッターレリーズボタンの押下に応じて、画像の本撮影を適切に行うことができる。

また、本実施形態では、スキャン駆動中は、画像を本撮影するためのレリーズ動作を禁止し、所定のレンズ駆動範囲においてスキャン駆動を行った結果、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出でき測距可能と判定された場合、または、コントラスト検出方式により合焦位置を検出できたと判定された場合に、この判定後に、画像を本撮影するためのレリーズ動作を許可する。これにより、本実施形態によれば、焦点状態が検出できた場合には、被写体にピントを合わせた状態で画像の本撮影が行うことができるため、被写体にピントの合った画像を良好に撮影することができる。特に、本実施形態においては、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するタイミングよりも、カメラ制御部２１がレリーズ信号を受信してから画像の本撮影が開始されるまでのタイムラグに応じた時間だけ早いタイミングで、レリーズ動作を許可することで、撮影者によりシャッターレリーズボタンが全押しされてから、画像の本撮影が行われるまでの時間を短縮することができ、応答性の向上を図ることができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した実施形態では、コントラスト検出方式により合焦位置を検出できた場合に、ステップＳ１６で、レリーズ動作を許可するために、フォーカスレンズ３２が合焦位置近傍に到達したか否かを判断する構成を例示したが、この構成に限定されずに、たとえば、フォーカスレンズ３２が合焦位置に到達したか否かを判断する構成としてもよい。この場合にも、被写体にピントの合った画像を良好に撮影することができる。

また、上述した実施形態では、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ついて例示したが、コンティニュアスモードが選択されている場面においても、本発明を適用することができる。コンティニュアスモードが選択されている場面では、たとえば、合焦表示を行った後に（ステップＳ１４，Ｓ１８）、光学系の焦点状態が所定値以上変化したか否かを監視し、光学系の焦点状態が所定値以上変化した場合に、レリーズ動作を禁止して、ステップＳ５に戻るように構成することができる。

なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。

１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２２１…撮像画素
２２２ａ，２２２ｂ…焦点検出画素
２４…メモリ
２８…操作部
３…レンズ鏡筒
３２…フォーカスレンズ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部

Claims (4)

1. 光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
   前記光学系の瞳の異なる領域からの光による像のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出部と、
   前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出部と、
   焦点調節レンズを光軸方向に駆動させることで、前記光学系の焦点調節を行う焦点調節部と、
   前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部に焦点状態の検出を実行させるスキャン駆動を制御するスキャン駆動制御部と、
   前記スキャン駆動を、所定のレンズ駆動範囲について行った結果、前記位相差検出部により、前記光学系の焦点状態が検出できなかった場合に、前記位相差検出部による焦点状態の検出ができなかったと判定する第１判定部と、
   前記スキャン駆動を、所定のレンズ駆動範囲について行った結果、前記コントラスト検出部により、前記光学系の焦点状態が検出できなかった場合に、前記コントラスト検出部による焦点状態の検出ができなかったと判定する第２判定部と、
   レリーズ動作を制御するレリーズ制御部と、を備える撮像装置であって、
   前記レリーズ制御部は、前記スキャン駆動中は、前記レリーズ動作を禁止し、前記第１判定部および前記第２判定部によって、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部により前記光学系の焦点状態の検出ができなかったと判定された場合に、該判定が行われた後に、前記レリーズ動作を許可することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   ユーザによりレリーズボタンが押下された場合に、前記レリーズ動作を実行するためのレリーズ信号を前記レリーズ制御部に送信するレリーズ信号送信部と、
   前記レリーズ制御部が前記レリーズ信号を受信してから画像の本撮影が開始されるまでに要する遅れ時間を記憶している記憶部と、
   前記位相差検出部または前記コントラスト検出部により前記光学系の焦点状態の検出ができた場合に、前記焦点調節レンズを合焦位置まで駆動させる合焦駆動制御部と、をさらに備え、
   前記レリーズ制御部は、前記位相差検出部または前記コントラスト検出部により前記光学系の焦点状態の検出ができた場合に、前記焦点調節レンズの合焦位置への駆動が完了するタイミングよりも、前記遅れ時間に基づく時間だけ早いタイミングで、前記レリーズ動作を許可することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置であって、
   前記レリーズ制御部は、前記第１判定部および前記第２判定部によって、前記位相差検出部および前記コントラスト検出部により前記光学系の焦点状態の検出ができなかったと判定された場合には、該判定が行われ、かつ、前記焦点調節レンズが所定のレンズ位置へ駆動された後に、前記レリーズ動作を許可することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置であって、
   前記撮像部は、複数の撮像用画素と複数の焦点検出用画素とを備え、
   前記位相差検出部は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出し、
   前記コントラスト検出部は、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記評価値に基づいて、前記光学系の焦点状態を検出することを特徴とする撮像装置。

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