JP2013050691A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の焦点検出を適切に行なうことができる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮影光学系３１，３２，３３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、メカニカルシャッタ２３と、電子シャッタと、撮影光学系３１，３２，３３を通過する一対の光束により形成される一対の像信号を生成する複数の焦点検出用画素を備える焦点検出用受光部と、複数の焦点検出用画素により生成された像信号を加算する加算部と、加算された像信号に基づいて撮影光学系３１，３２，３３の焦点状態の検出を行う焦点検出部と、撮影に用いるシャッタを、メカニカルシャッタ２３と、電子シャッタとで切り替える制御部とを備え、加算部は、メカニカルシャッタ２３を用いて撮像部２２により連続的に撮影する場合における像信号の加算数を、電子シャッタを用いて撮像部２２により連続的に撮影する場合における像信号の加算数よりも少なく設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

従来より、撮影光学系を通過する一対の光束が形成する一対の像に対応した一対の像信号を生成する複数個の焦点検出画素の配列を、撮像画素の配列中に混在させた撮像素子を備え、撮像画素の出力により画像信号を生成するとともに、焦点検出画素が生成する一対の像信号のズレ量に基づいて、撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる瞳分割位相差検出方式の焦点検出機能を備えた撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００９−７５４０７号公報

ここで、従来技術においては、焦点検出画素が撮像素子に配列されているため、メカニカルシャッタを用いて連続的に撮影を行なった場合には、焦点検出に用いる一対の像信号の生成間隔が比較的長くなってしまうという特性を備えている。そして、このような従来技術において、メカニカルシャッタを用いて連続的に撮影を行なった場合に、焦点検出に用いる一対の像信号を、電子シャッタを用いて連続的に撮影を行なった場合と同様に加算してしまうと、次のような問題があった。すなわち、メカニカルシャッタを用いて連続的に撮影を行なった場合には、焦点検出に用いる一対の像信号の生成間隔が比較的長く、そのため、時間の経過により、加算した像信号間における一致度が低くなってしまうとい、結果として焦点検出精度が低下してしまうという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点検出を適切に行なうことができる撮像装置を提供することにある。

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、この符号は本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]本発明の撮像装置は、撮影光学系（３１，３２，３３）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、前記撮像部への入射光路を機械的に開閉するメカニカルシャッタ（２３）と、前記撮像部による露光を電子的に制御する電子シャッタと、前記撮影光学系を通過する一対の光束が形成する一対の像に対応した一対の像信号を生成する複数の焦点検出用画素を備える焦点検出用受光部（２２２ａ，２２２ｂ）と、前記複数の焦点検出用画素により生成された前記像信号を、前記複数の焦点検出用画素ごとに加算する加算部（２１）と、前記加算部により加算された像信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態の検出を行う焦点検出部（２１）と、前記撮影光学系による像の撮影に用いるシャッタを、前記メカニカルシャッタと、前記電子シャッタとで切り替える制御部（２１）と、を備え、前記加算部は、前記メカニカルシャッタを用いて前記撮像部により連続的に撮影する場合における前記像信号の加算数を、前記電子シャッタを用いて前記撮像部により連続的に撮影する場合における前記像信号の加算数よりも少なく設定することを特徴とする。

[２]本発明の撮像装置において、前記加算部（２１）は、前記焦点検出部（２１）により焦点検出を行う際に、前記焦点検出用画素（２２２ａ，２２２ｂ）により所定時間内に生成される前記像信号の数に基づいて、前記メカニカルシャッタ（２３）を用いた場合における前記像信号の加算数、および、前記電子シャッタを用いた場合における前記像信号の加算数を設定するように構成することができる。

[３]本発明の撮像装置において、前記焦点検出用受光部（２２２ａ，２２２ｂ）が、前記撮像部（２２）の受光面に備えられているように構成することができる。

[４]本発明の撮像装置において、前記メカニカルシャッタ（２３）を用いて、連写撮影が可能であり、前記電子シャッタを用いて、スルー画像の撮影、動画像の撮影および連写撮影が可能であるように構成することができる。

本発明によれば、光学系の焦点検出を適切に行なうことができる。

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を示す正面図である。 図３は、図２の焦点検出画素列２２ａ付近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を示すフローチャートある。 図１０は、図１０（Ａ）は、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおける、撮影動作タイミングの一例を示す図、図１０（Ｂ）は、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける、撮像素子２２の蓄積タイミングの一例を示す図、図１０（Ｃ）は、スルー画像表示中における撮像素子２２の蓄積タイミングの一例を示す図である。

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。

レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１とマウント部４に設けられた電気信号接点部４１により電気的に接続され、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ３２の駆動、絞り３４による開口径の調節などを行なうとともに、フォーカスレンズ３２の位置、絞り３４の開口径などのレンズ情報をカメラ制御部２１に送信する。

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、その前面にメカニカルシャッタ２３が設けられている。メカニカルシャッタ２３としては、たとえば、先幕および後幕を備えるものなどが挙げられ、これら先幕および後幕により、撮像素子２２に到達する撮影光束を遮蔽可能となっており、その一方で、撮像素子２２の露光時には、先幕および後幕がスリットを形成して所定の時間差で走行することにより、撮像素子２２へ撮影光束を導くことが可能となっている。

また、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、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。なお、カメラメモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリのいずれをも用いることができる。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やカメラメモリ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。

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。

操作部２８は、シャッターレリーズボタンや、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ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、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、オード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。また、操作部２８は、これらに加えて撮影モードの切換、具体的には、静止画撮影モード／動画撮影モードの切換や、静止画撮影モードの中でも、静止画単写撮影モード／静止画連写撮影モードの切換が行えるようになっている。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。

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の焦点検出画素列２２ａ付近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。

また、撮像素子２２の撮像面には、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５つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅ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〜２２ｅ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、三箇所、あるいは四箇所とすることもでき、また、六箇所以上の位置に配置することもできる。また、図３においては、１６個の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにより、焦点検出画素列を構成する例を示しているが、焦点検出画素列を構成する焦点検出画素の数は、この例に限定されるものではない。

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３５０の測距瞳３５１，３５２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３５１，３５２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３５０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３５１，３５２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３５１，３５２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３５０上に投影され、その投影形状は測距瞳３５１，３５２を形成する。

すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３５０上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３５１，３５２）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３５１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３５１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３５２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３５２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３５１と測距瞳３５２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３５１と測距瞳３５２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、本実施形態では、得られた強度分布データについて、時系列に沿って、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂごとに加算する処理を行ない、加算強度分布データを得る。そして、得られた加算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エリア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、本実施形態では、上述したように、得られた強度分布データを、時系列に沿って加算する処理を行なうことにより、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂで得られた信号の強度を増幅させることができる。そのため、強度分布データを、時系列に沿って加算して得られた加算強度分布データを用いて、像ズレ検出演算処理を行なうことにより、位相差検出方式による像ズレ量の検出精度、さらにはデフォーカス量の算出精度を向上させることができる。

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、本実施形態におけるカメラ１の動作例を、図９に示すフローチャートに沿って説明する。以下においては、操作部２８を介して、静止画撮影モードのうち、静止画連写撮影モードが選択されている場合における動作例を説明する。なお、以下における動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。

まず、ステップＳ１では、撮像素子２２による蓄積を開始する処理が行なわれる。本実施形態では、撮像素子２２に備えられた電子シャッタ機能を用いて、所定のフレームレートｆ１にて繰り返し蓄積を行い、これにより撮像画素２２１により得られた画像データ、および、５つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにより得られた一対の像に対応した一対の像データが、フレームレートｆ１にて繰り返しカメラ制御部２１に出力される。

次いで、ステップＳ２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、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の撮像画素２２１の画素データの読み出しが行なわれ、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する。そして、カメラ制御部２１により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、撮像素子２２による蓄積動作と同期して、所定のフレームレートｆ１で繰り返し実行される。

ステップＳ３では、カメラ制御部２１による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、撮像素子２２の５つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにより得られた一対の像に対応した一対の像データが、カメラ制御部２１により読み出される。なお、この場合、使用者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、本実施形態では、得られた一対の像データに基づいて、一対の像の強度分布データを生成し、生成した強度分布データを、時系列に沿って、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂごとに加算する処理を行ない、加算強度分布データを得る。そして、カメラ制御部２１は、得られた加算強度分布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、５つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅに対応する焦点検出位置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。

なお、加算強度分布データを得る際における、強度分布データの加算数は、特に限定されず、たとえば、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから所定時間内に得られる強度分布データの数を、加算数として設定することができる。なお、この場合、上記所定時間は、特に限定されないが、たとえば、該所定時間内で加算した強度分布データに基づいてデフォーカス量を検出した際に、デフォーカス量の検出誤差が所定値以下となるような時間とすることができる。また、強度分布データの加算数は、フレームレートｆ１に応じて適宜決定してもよく、加算する強度分布データ間における一致度が比較的高いと判断できるような数（すなわち、加算する強度分布データが、同じ被写体に基づくものと判断できるような数）に設定することもできる。

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。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、撮像素子２２による蓄積動作と同期して、所定のフレームレートｆ１で繰り返し実行される。

ステップＳ４では、カメラ制御部２１による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は、撮像素子２２による蓄積動作と同期して、所定のフレームレートｆ１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、撮像素子２２による蓄積、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Ｓ１３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Ｓ１３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Ｓ１３に進み、位相差検出方式により検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、ステップＳ１３では、位相差検出方式により検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行なわれる。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検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を合焦位置まで駆動させる。

なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ３６を駆動させ、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、カメラ制御部２１は、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が検出された場合には、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を駆動させる。

また、ステップＳ１３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完了すると、ステップＳ１５に進む。

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、所定の駆動速度で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、フレームレートｆ１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、フレームレートｆ１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、無限端から至近端に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端から無限端に向かって行なってもよい。

そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を所定の駆動速度で駆動させながら、フレームレートｆ１にて、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、デフォーカス量の検出を行うとともに、フォーカスレンズ３２を所定の駆動速度で駆動させながら、フレームレートｆ１にて、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Ｓ１３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（焦点評価値のピーク位置）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Ｓ１４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、フレームレートｆ１にて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Ｓ１１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Ｓ１３に進み、上記と同様にして、位相差検出方式により検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。そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１５に進む。

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Ｓ１４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、合焦動作が行なわれる。すなわち、ステップＳ１４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（焦点評価値のピーク位置）まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。

そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１５に進む。

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、所定の駆動速度で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検出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出をフレームレートｆ１にて同時に実行する。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。

そのため、本実施形態によれば、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合（たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場合や、低輝度被写体を撮影する場合）や、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合（たとえば、輝度が低い被写体を撮影する場合）のいずれの場合でも、撮影光学系の焦点検出を適切に行なうことができる。また、本実施形態によれば、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を同時に実行し、先に焦点検出ができた方式により、撮影光学系の焦点調節を行なうため、たとえば、位相差検出方式により合焦位置近傍までフォーカスレンズ３２を駆動し、次いで、合焦位置近でコントラスト検出方式による合焦位置の検出を行う方法と比較して、撮影光学系の焦点調節を短い時間で行なうことができる。

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Ｓ１１に進む。ステップＳ１１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、スキャン動作の終了処理が行なわれ、次いで、ステップＳ１２に進み、合焦不能表示が行なわれる。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、ステップＳ１３、Ｓ１４において位相差検出方式またはコントラスト検出方式による結果に基づいて合焦位置までフォーカスレンズ３２の駆動を行った場合には、フォーカスレンズ３２の駆動が完了した後、ステップＳ１５に進み、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたか否かの判定が行われる。シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされていない場合には、ステップＳ１６に進み、一方、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされた場合には、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１６では、カメラ制御部２１により、合焦位置までフォーカスレンズ３２の駆動を行った後、現在のレンズ位置において、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出ができたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量の算出ができた場合には、ステップＳ１７に進み、一方、デフォーカス量の算出ができなかった場合には、ステップＳ７に戻り、再び、スキャン動作が実行される（ステップＳ７〜Ｓ１０）。なお、ステップＳ１６においては、上述したステップＳ６と同様に、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ってもよいし、さらには、上述したステップＳ６と同様に、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いてもよいし、あるいは、直近数回のデフォーカス量算出処理の結果を用いてもよい。

ステップＳ１７では、光学系の焦点状態が変化したか否かの判断が行なわれる。具体的には、位相差検出方式によるデフォーカス量の値が所定値以上であった場合（たとえば、デフォーカス量の値が被写界深度を超えた値となった場合）に、光学系の焦点状態が変化したと判断することができる。そして、ステップＳ１７において、光学系の焦点状態が変化したと判断された場合には、ステップＳ１３に戻り、検出された最新のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動する処理が行われる。一方、光学系の焦点状態が変化していないと判断された場合には、ステップＳ１５に戻り、再度、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされるまで、あるいは、デフォーカス量が算出できないと判断されるまで、ステップＳ１５〜Ｓ１７の処理を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１５において、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたと判定された場合には、ステップＳ１８に進み、ステップＳ１８では、連写撮影が開始される。そして、連写撮影が開始されると、シャッターレリーズボタンの全押しがされている間（第２スイッチＳＷ２がオンとなっている間）は、連写撮影が継続して行なわれ（ステップＳ１９＝Ｎｏ）、一方、シャッターレリーズボタンの全押しが解除（第２スイッチＳＷ１のオフ）されると（ステップＳ１９＝Ｙｅｓ）、ステップＳ２０に進み、連写撮影を終了し、本処理を終了する。

なお、本実施形態においては、連写撮影を行なう際において、たとえば、連写撮影のフレームレートに応じて、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードと、撮像素子２２に備えられた電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードとの切り替えが可能となっている。すなわち、たとえば、連写撮影のフレームレートが比較的低い場合（１秒当たりの撮影コマ数が比較的少ない場合）には、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードとすることができ、一方、連写撮影のフレームレートが比較的高い場合（１秒当たりの撮影コマ数が比較的多い場合）には、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードとすることができる。

そして、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおいては、たとえば、図１０（Ｂ）に示すように、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされると、撮像素子２２に備えられた電子シャッタ機能を用いて、設定されたフレームレートｆ３にて、撮像素子２２による連写撮影、および撮像素子２２に備えられた各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂによる一対の像データの取得が繰り返し実行される。すなわち、撮像素子２２により、連写撮影および焦点検出用の蓄積（図１０（Ｂ）中、撮影・ＡＦ用蓄積）が、設定されたフレームレートｆ３にて、繰り返し実行される。

本実施形態では、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおいては、図１０（Ｂ）に示すように、第２スイッチＳＷ２がオンされる前、すなわち、スルー画像表示中における、撮像素子２２の蓄積（図１０（Ｂ）中、スルー画・ＡＦ用蓄積）と同じ条件（すなわち、同じ蓄積時間、撮影絞り、および撮影モード）で、しかも、同様に比較的高いフレームレートで、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂによる一対の像データの取得（焦点検出用の蓄積）を行うことができる。そのため、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおいては、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出するに際して、加算強度分布データを得る際における、強度分布データの加算数を、第２スイッチＳＷ２がオンされる前、すなわち、スルー画像表示中と同程度とすることができる。なお、電子シャッタを用いて連写撮影を行う際における加算数は、特に限定されないが、たとえば、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数を、電子シャッタを用いて連写撮影を行なう際に、所定時間ｔ内に得られる強度分布データの数に基づいて設定することができる。ここで、所定時間ｔとは、該所定時間ｔ内で得られた強度分布データを加算した加算強度分布データに基づいて、デフォーカス量を検出した際に、デフォーカス量の検出誤差が所定値以下となるような時間であり、そのため、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数を、電子シャッタを用いて連写撮影を行なう際に、所定時間ｔ内に得られる強度分布データの数に基づいて設定することで、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおいて、デフォーカス量を適切に算出することができる。たとえば、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおいて、所定時間ｔ内に、強度分布データが７つ得られる場合には、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数を７に設定することができる。また、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数は、被写体の輝度に応じて、所定時間ｔ内に得られる強度分布データの数よりも少なくする構成としてもよい。なお、図１０（Ｃ）に、スルー画像表示中における、撮像素子２２の蓄積タイミングの一例を示す。

そして、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおいては、連写撮影中において、このような加算強度分布データを用いて、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が実行され、算出されたデフォーカス量の値が所定値以上であった場合（たとえば、デフォーカス量の値が被写界深度を超えた値となった場合）には、検出された最新のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２の駆動が行なわれることとなる。

一方、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおいては、図１０（Ａ）に示すように、第２スイッチＳＷ２がオンされると、連写撮影を行なうための撮影準備動作、撮影動作、および撮影終了動作を行なった後に、焦点検出用の蓄積（撮像素子２２に備えられた各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂによる一対の像データの取得）が行なわれ、これをフレームレートｆ２にて、繰り返すことにより、連写撮影が実行される。

なお、撮影準備動作としては、絞り３４を本撮影用の絞り値に変更する動作や、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）に変更する動作、さらには、防振レンズ（不図示）の位置を調整する動作などが挙げられる。また、撮影動作としては、撮像素子２２による露光を行ないながら、メカニカルシャッタ２３を開いて、撮像素子２２へ撮影光束を導き、次いで、所定の露光時間経過後、メカニカルシャッタ２３を閉じて、撮像素子２２に到達する撮影光束を遮蔽するとともに、撮像素子２２による露光を終了する動作などが挙げられる。さらに、撮影終了動作としては、絞り３４を焦点検出用の絞り値に戻す動作、撮影素子２２を焦点検出用の撮影モード（たとえば、第２スイッチＳＷ２がオンされる前と同様の撮影モード）に変更する動作などが挙げられる。

そして、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおいては、図１０（Ａ）に示すように、第２スイッチＳＷ２がオンされた後の連写撮影中においては、撮像素子２２による焦点検出用の蓄積（図１０（Ａ）中、ＡＦ用蓄積）の時間間隔が大きくなってしまう。そのため、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおいて、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出するに際して、加算強度分布データを得る際における、強度分布データの加算数を、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数や、第２スイッチＳＷ２がオンされる前、すなわち、スルー画像表示中における加算数と同様とすると、手ブレや被写体の移動により、加算する強度分布データ間における一致度が著しく低下してしまい、結果として、得られる加算強度分布データの精度が低下してし、デフォーカス量の算出精度が低下してしまうこととなる。

そのため、本実施形態では、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおいて、加算強度分布データを得る際における、強度分布データの加算数を、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数、および、第２スイッチＳＷ２がオンされる前、すなわち、スルー画像表示中における加算数よりも少なく設定する。すなわち、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数をＮ２とし、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数をＮ３とし、スルー画像表示中における加算数をＮ１とした場合に、Ｎ２＜Ｎ３、Ｎ２＜Ｎ１となるように設定する。なお、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数であるＮ２は、Ｎ２＜Ｎ３、Ｎ２＜Ｎ１の関係となるように設定すればよく、特に限定されないが、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数Ｎ２を、電子シャッタを用いて連写撮影を行う場合と同様に、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なう際に、所定時間ｔ内に得られる強度分布データの数に基づいて設定することができる。また、加算数Ｎ２を、連写撮影時のフレームレートｆ２に応じて設定することもできる。たとえば、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおいて、所定時間ｔ内に、強度分布データを２つ得られる場合には、加算数Ｎ２＝２に設定することができる。すなわち、直近の焦点検出用の蓄積により得られた強度分布データと、直近の連写撮影の直前に行なわれた焦点検出用の蓄積により得られた強度分布データとの２つのみを加算するような構成とすることができる。

そして、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なうモードにおいては、連写撮影中において、このような加算数Ｎ２（Ｎ２＜Ｎ３、Ｎ２＜Ｎ１）で加算された加算強度分布データを用いて、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が実行され、算出されたデフォーカス量の値が所定値以上であった場合（たとえば、デフォーカス量の値が被写界深度を超えた値となった場合）には、検出された最新のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２の駆動が行なわれることとなる。

以上のように、本実施形態に係るカメラ１は動作する。

なお、上述した動作例では、撮像素子２２に備えられた電子シャッタを用いて撮影を行なう場面例として、スルー画像表示中および連写撮影中を例示して説明したが、動画撮影中においても、電子シャッタを用いて撮影を行なうことが可能である。なお、この場合においても、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出するに際して、加算強度分布データを得る際における、強度分布データの加算数は上記と同様とすることができる。

本実施形態においては、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なう場合には、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出するための加算強度分布データを得る際における、強度分布データの加算数を、電子シャッタを用いて連写撮影を行なうモードにおける加算数や、第２スイッチＳＷ２がオンされる前、すなわち、スルー画像表示中における加算数よりも少ない数に設定する。そのため、本実施形態によれば、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影中において、撮像素子２２による焦点検出用の蓄積の時間間隔が大きくなってしまうことにより、加算強度分布データを得る際における、加算する強度分布データ間における一致度が著しく低下してしまうことを防止することができ、これにより、得られる加算強度分布データの精度を良好なものとすることができる。そして、その結果として、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なっている際におけるデフォーカス量の算出精度を良好なものとすることができ、これにより、メカニカルシャッタ２３を用いて連写撮影を行なう際における、撮影光学系の焦点検出を適切に行うことが可能となる。

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。

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
２３…メカニカルシャッタ
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. 撮影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、
   前記撮像部への入射光路を機械的に開閉するメカニカルシャッタと、
   前記撮像部による露光を電子的に制御する電子シャッタと、
   前記撮影光学系を通過する一対の光束が形成する一対の像に対応した一対の像信号を生成する複数の焦点検出用画素を備える焦点検出用受光部と、
   前記複数の焦点検出用画素により生成された前記像信号を、前記複数の焦点検出用画素ごとに加算する加算部と、
   前記加算部により加算された像信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態の検出を行う焦点検出部と、
   前記撮影光学系による像の撮影に用いるシャッタを、前記メカニカルシャッタと、前記電子シャッタとで切り替える制御部と、を備え、
   前記加算部は、前記メカニカルシャッタを用いて前記撮像部により連続的に撮影する場合における前記像信号の加算数を、前記電子シャッタを用いて前記撮像部により連続的に撮影する場合における前記像信号の加算数よりも少なく設定することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記加算部は、前記焦点検出部により焦点検出を行う際に、前記焦点検出用画素により所定時間内に生成される前記像信号の数に基づいて、前記メカニカルシャッタを用いた場合における前記像信号の加算数、および、前記電子シャッタを用いた場合における前記像信号の加算数を設定することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置において、
   前記焦点検出用受光部が、前記撮像部の受光面に備えられてい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において、
   前記メカニカルシャッタを用いて、連写撮影が可能であり、前記電子シャッタを用いて、スルー画像の撮影、動画像の撮影および連写撮影が可能であることを特徴とする撮像装置。

Images