JP2014085503A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 位相差検出用の画素を備えた撮像素子を有する撮像装置において、指定された合焦位置に位相差検出用の画素が配置されていない場合でも、位相差検出方式による合焦位置検出を行うことができる撮像装置および撮像方法を提供する。
【解決手段】 合焦検出に用いる信号を出力する合焦用画素と、被写体像に基づく画像信号を出力する撮像用画素と、を撮像面に備えた撮像素子と、撮像素子に被写体像を結像させる撮影光学系と、撮像素子が撮像した被写体像における撮影光学系が合焦する位置を指定する合焦位置指定手段と、撮像面を含む撮影平面上における撮像素子の位置を制御する制御部と、を有し、制御部は、合焦位置指定手段により指定された合焦位置に対応する撮影平面上の位置に合焦用画素を配置すべく、撮像素子を移動させる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、合焦位置の検出用の画素を備えた撮像素子を有する撮像装置および撮像方法に関するものである。

近年、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の自動化が進み、自動露出調整機構や自動焦点調節機構を備えた撮像装置が広く実用化されている。これら撮像装置の多機能化の一環として、装置全体の振れに起因する像振れを補正する技術や、位相差検出方式とコントラスト方式を併用して自動的に合焦する技術も実用化されている。

像振れを補正するために、撮像装置の振れを相殺する方向に撮像素子を移動させて撮像する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の撮像装置は、撮影光軸の直交方向に撮像素子を移動可能な可動部、この可動部を駆動する駆動部、撮像素子の位置を検出する位置検出部、撮像素子が基準位置にあることを示す基準位置情報を位置検出部の出力に基づいて記憶する記憶部、を備える。

特許文献１の撮像装置は、手振れによる撮像装置本体の振れ量を検出し、その振れ量に基づく像移動量を目標値として設定する。また、特許文献１の撮像装置は、撮像素子の位置を検出して、撮像素子の位置（検出値）と目標値との差がなくなるように（相殺するように）駆動部による可動部の移動量および方向に係るフィードバック制御を行う。

また、位相差検出方式とコントラスト方式を併用して自動的に合焦検出を行う撮像装置として、位相差検出方式用の画像信号を出力する撮像素子と、コントラスト方式用の画像信号を出力する撮像素子と、を一体化した撮像素子を有するものが知られている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２の撮像装置は、測距専用モジュールを用いることなく、撮影用の光路を介して取得される位相差検出方式用の画像信号に基づいて、位相差検出方式による合焦処理を行う。特許文献２の撮像装置は、この位相差検出方式による合焦処理の結果に基づいて、フォーカスレンズの駆動範囲を狭く限定し、コントラスト方式による合焦処理を行う。

ここで、特許文献２の撮像装置は、撮像素子に位相差検出用の画素も含まれているので、測距専用モジュールを用いることなく、自動合焦処理（いわゆる「ＡＦ処理」）の高速化を図ることができる。

しかし、特許文献２の撮像装置には、位相差検出方式による合焦処理を行える範囲と撮影画像の画質との関係において課題がある。すなわち、撮像素子の撮像面には、撮像用画素と並んで位相差検出用の画素も配置される。この位相差検出用の画素から出力される画像信号は、撮影画像には用いられない。よって、位相差検出用の画素がある部分の画像信号は欠落することになり、該当部分の撮影画像は欠落することになる。そこで、撮影画像の欠落を補うために、位相差検出用の画素が配置されている部分に相当する画像を、その他の撮像用画素から出力される画像信号によって補完した画像を用いる。

補完処理を行う画素数が多くなると、撮影画像の画質が低下する。よって、位相差検出用の画素を、撮像素子の撮像面全体に配置することはできない。つまり、位相差検出用の画素は、一定の領域に配置される。一般的に被写体への焦点合わせは撮影画像の中央付近で行われることが多いから、位相差検出用の画素は、撮像素子の撮像面の中央付近の領域に配置されることになる。

位相差検出用の画素が、撮像素子の撮像面の中央付近にしか配置されないと、ユーザが撮像面上の中央付近ではない周辺の領域に合焦させたいとき、位相差検出方式による合焦処理を行うことができない。この場合、コントラスト方式の合焦処理のみを行うことになる。そうすると、フォーカスレンズを全駆動範囲において駆動させながらコントラストＡＦ処理を行うことになるので、ＡＦ処理に時間を要する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、指定された合焦させたい領域が、位相差検出用の画素が配置されている領域とは異なる領域であっても、位相差検出方式による合焦位置検出を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は撮像装置に関するものであって、合焦検出に用いる信号を出力する合焦用画素と、被写体像に基づく画像信号を出力する撮像用画素と、を撮像面に備えた撮像素子と、撮像素子に被写体像を結像させる撮影光学系と、撮像素子が撮像した被写体像における撮影光学系が合焦する位置を指定する合焦位置指定手段と、撮像面を含む撮影平面上における撮像素子の位置を制御する制御部と、を有し、制御部は、合焦位置指定手段により指定された合焦位置に対応する撮影平面上の位置に、合焦用画素を配置すべく、撮像素子を移動させる、ことを主な特徴とする。

本発明によれば、指定された合焦させたい領域が、位相差検出用の画素が配置されている領域とは異なる領域であっても、位相差検出方式による合焦位置検出を行うことができる。

本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラの実施の形態を示す、（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）背面図である。 上記デジタルカメラの内部構成を示す機能ブロック図である。 上記デジタルカメラの動作の概要を示すフローチャートである。 上記デジタルカメラが備える撮像素子の画素配置の例を示す正面図である。 上記撮像素子の撮像面の拡大平面図である。 上記撮像素子を構成する画素と、上記デジタルカメラが備える撮像光学系の関係の例を示す図であって、（ａ）画素配置の一部拡大図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 上記デジタルカメラが備える撮像光学系と水平方向の合焦用画素との関係を説明する図であって、（ａ）画素配置の一部拡大平面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 上記デジタルカメラが備える撮像光学系と垂直方向の合焦用画素との関係を説明する図であって、（ａ）画素配置の一部拡大平面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 上記デジタルカメラのレンズ鏡胴の固定筒を示す正面図である。 上記デジタルカメラが備えるＣＭＯＳステージの分解斜視図である。 上記撮像素子の移動可能範囲と合焦用画素の移動可能範囲の例を示す図である。 上記デジタルカメラにおいて、ユーザが合焦位置を指定したときに設定される合焦位置と、合焦用画素の配置領域の関係の例を示す図である。 上記デジタルカメラにおいて、ユーザが合焦位置を指定したときに設定される合焦位置と、合焦用画素の配置領域の関係の別の例を示す図である。 上記デジタルカメラが備えるＬＣＤモニタの表示面と、ユーザに指定される合焦領域の関係の例を示す図である。 上記デジタルカメラにおいて、ユーザが合焦位置を指定する操作を行った状態の例を示す図である。 上記デジタルカメラにおいて、ユーザが合焦位置を指定する操作を行った状態の別の例を示す図である。 上記デジタルカメラにおける指定合焦位置の設定処理と撮像処理の関係を示すタイミングチャートである。

以下、本発明に係る撮像装置と撮像方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係る撮像装置の実施の形態について、図を用いながら説明する。

●撮像装置の全体構成
図１は、本実施の形態に係る撮像装置の例であるデジタルカメラ１００の外観を示す、（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）背面図である。

図１（ａ）に示すように、デジタルカメラ１００の上面には、レリーズスイッチＳＷ１、モードダイヤルスイッチＳＷ２、サブＬＣＤ１、が配設されている。

図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１００の正面には、撮影レンズを含む鏡胴ユニット７、光学ファインダ４、ストロボ発光部３、リモコン受光部６、が配設されている。

図１（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１００の背面には、電源スイッチＳＷ１３、ＬＣＤモニタ１３０、タッチパネル１２８、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、が配設されている。また、デジタルカメラ１００の背面には、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定・削除するセルフタイマスイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動・ストロボセットスイッチＳＷ７、が配設されている。また、デジタルカメラ１００の背面には、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動・マクロスイッチＳＷ１０、左移動・画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、手振れ補正スイッチＳＷ１４、が配設されている。また、デジタルカメラ１００の側面には、メモリカード／電池装填室の蓋２が配設されている。

●撮像装置の機能ブロック
次に、デジタルカメラ１００の内部構成について説明する。図２は、デジタルカメラ１００の内部構成を示す機能ブロック図である。プロセッサ１０４は、デジタルカメラ１００の全体を制御する制御部である。プロセッサ１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０４１１、第１ＣＭＯＳ信号処理ブロック１０４１、第２ＣＭＯＳ信号処理ブロック１０４２、ＣＰＵブロック１０４３、ローカルＳＲＡＭ１０４４、を有する。また、プロセッサ１０４は、ＵＳＢブロック１０４５、シリアルブロック１０４６、撮影画像に対してＪＰＥＧ圧縮処理およびＪＰＥＧ伸長処理を行うＪＰＥＧ・ＣＯＤＥＣブロック１０４７、を有する。また、プロセッサ１０４は、画像データのサイズを補間処理により拡大または縮小するＲＥＳＩＺＥブロック１０４８、画像データを液晶モニタやＴＶなどの外部表示機器に表示させるためのビデオ信号に変換するＴＶ信号表示ブロック１０４９、を有する。また、プロセッサ１０４は、撮影画像データを記録するメモリカードの制御を行うメモリカードコントローラブロック１０４１０、を有する。これら各ブロックは、相互にバスラインで接続されている。

また、プロセッサ１０４の外部には、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データ、ＪＰＥＧ画像データを保存するＳＤＲＡＭ１０３、が配置されている。なお、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データは、ホワイトバランス設定や、γ設定が行われた状態の画像データである。ＹＵＶ画像データは、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データに対し輝度データ変換と色差データ変換を行った状態の画像データである。ＪＰＥＧ画像データは、ＪＰＥＧ圧縮された状態の画像データである。ＳＤＲＡＭ１０３は、メモリコントローラ（不図示）、バスラインを介してプロセッサ１０４に接続されている。

さらに、プロセッサ１０４の外部には、ＲＡＭ１０７、メモリカードスロットにメモリカードが装着されていない場合でも撮影画像データを記憶するための内蔵メモリ１２０、制御プログラムやパラメータなどを格納するＲＯＭ１０８、が配置されている。これらもバスラインによってプロセッサ１０４に接続されている。

ＲＯＭ１０８に格納される制御プログラムは、デジタルカメラ１００の電源スイッチＳＷ１３が投入されたとき、プロセッサ１０４のメインメモリ（不図示）にロードされる。プロセッサ１０４は、ロードされた制御プログラムに従って各部の動作制御を行うと共に、制御データやパラメータ等をＲＡＭ１０７等に一時的に保存させる。

鏡胴ユニット７は、ズームレンズ７１ａを有するズーム光学系７１、フォーカスレンズ７２ａを有するフォーカス光学系７２、絞り７３ａを有する絞りユニット７３、メカシャッタ７４ａを有するメカシャッタユニット７４、からなるレンズ鏡筒を備えている。なお、ズームレンズ７１ａ、フォーカスレンズ７２ａおよび絞り７３ａは撮影光学系を構成している。なお、以下の説明において、撮影光学系の光軸をＺ軸とし、このＺ軸に直交する平面をＸ-Ｙ平面とする。

ズーム光学系７１、フォーカス光学系７２、絞りユニット７３、メカシャッタユニット７４は、ズームモータ７１ｂ、フォーカスモータ７２ｂ、絞りモータ７３ｂ、メカシャッタモータ７４ｂによってそれぞれ駆動されるようになっている。各モータは、モータドライバ７５によって駆動される。モータドライバ７５は、ＣＰＵブロック１０４３によって制御される。

鏡胴ユニット７の各レンズ系により撮像素子であるＣＭＯＳ１０１の撮像面に被写体像が結像される。ＣＭＯＳ１０１は被写体像を画像信号に変換して出力する撮像素子である。なお、ＣＭＯＳ１０１の詳細については、後述する。

ＣＰＵブロック１０４３は、音声記録回路１１５１による音声記録動作を制御する。音声記録回路１１５１は、マイクＡＭＰ１１５２に接続されている。マイクＡＭＰ１１５２にはマイク１１５３が接続されている。マイクＡＭＰ１１５２はマイク１１５３により変換された音声信号を増幅する。音声記録回路１１５１は、増幅された信号をＣＰＵブロック１０４３の指令に応じて記録する。

ＣＰＵブロック１０４３は、音声再生回路１１６１の動作も制御する。音声再生回路１１６１は、指令により適宜メモリに記憶されている音声信号を再生してオーディオＡＭＰ１１６２に出力する。これにより、スピーカ１１６３から音声が発せられる。ＣＰＵブロック１０４３は、さらに、ストロボ回路１１４を制御する。これにより、ストロボ発光部３が発光制御される。

また、ＣＰＵブロック１０４３は、サブＣＰＵ１０９に接続されている。サブＣＰＵ１０９は、サブＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１の表示制御を行う。サブＣＰＵ１０９は、さらに、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、リモコン受光部６、操作キーユニット（ＳＷ１〜ＳＷ１４）、およびブザー１１３に接続されている。

プロセッサ１０４のＵＳＢブロック１０４５には、ＵＳＢコネクタ１２２が接続されている。シリアルブロック１０４６には、シリアルドライバ回路１２３１を介してＲＳ-２３２Ｃコネクタ１２３２が接続されている。

ＴＶ信号表示ブロック１０４９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１３０が接続されると共に、ビデオＡＭＰ１１８を介してビデオジャック１１９が接続されている。メモリカードコントローラブロック１０４１０は、メモリカードスロット１２１のカード接点に接続されている。

なお、ビデオＡＭＰ１１８は、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を７５Ωインピーダンスに変換するためのアンプである。また、ビデオジャック１１９は、カメラをＴＶなどの外部表示機器に接続するためのジャック（接続端子）である。

ＬＣＤドライバ１１７は、ＬＣＤモニタ１３０を駆動すると共に、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を、ＬＣＤモニタ１３０に表示可能な信号へ変換する処理を行う。ＬＣＤモニタ１３０は、撮影前の被写体の状態を確認するための画像や、また、撮影された画像やメモリカードおよび内蔵メモリ１２０に記録された画像が表示される液晶ディスプレイである。

ＬＣＤモニタ１３０の表面には、タッチパネル１２８が配設されている。タッチパネル１２８は、撮影前の被写体の画像（ライブビュー画像）が表示されている状態で、ライブビュー画像上のユーザが触れた位置を検出するセンサーである。タッチパネル１２８によって検出された位置は、コントローラ１２７とシリアルブロック１０４６を介してプロセッサ１０４へと入力される。プロセッサ１０４は、このタッチパネル１２８から入力された位置に係る情報に基づいて、ライブビュー画像上でユーザが触れた位置に対応するＣＭＯＳ１０１の撮像面上の位置を「指定合焦位置」として設定する。

タッチパネル１２８、コントローラ１２７、シリアルブロック１０４６、およびプロセッサ１０４において指定合焦位置設定処理を実行するソフトウェアにより合焦位置指定手段が構成される。合焦位置指定手段によって設定される「指定合焦位置」に基づいて、後述するように、撮像素子であるＣＭＯＳ１０１の位置が制御される。

なお、合焦位置指定手段は、タッチパネル１２８に代えて、スイッチＳＷ７、スイッチＳＷ８、スイッチＳＷ１０、スイッチＳＷ１１、により実現してもよい。詳細は後述する。

デジタルカメラ１００の本体には、鏡胴ユニット７の一部を構成する固定筒１０（図９参照）が設けられている。固定筒１０にはＣＭＯＳステージ１２５１が設けられている。このＣＭＯＳステージ１２５１には、撮像素子であるＣＭＯＳ１０１が載置されている。このＣＭＯＳステージ１２５１の位置が制御されて、ＣＭＯＳ１０１がＸ−Ｙ平面内を移動可能に構成されている。固定筒１０およびＣＭＯＳステージ１２５１の詳細な構造については後述する。

ＣＭＯＳステージ１２５１は、アクチュエータ１２５５によって駆動される。アクチュエータ１２５５は、ドライバ１２５４によってＰＷＭ駆動制御されるモータである。ドライバ１２５４は、コイルドライブ第１ＭＤとコイルドライブ第２ＭＤとから構成されている。

固定筒１０には、デジタルカメラ１００の電源スイッチＳＷ１３がオフのとき、ＣＭＯＳステージ１２５１を中央位置（原点位置、通常位置）に強制的に保持する保持機構１２６３が設けられている。保持機構１２６３は、アクチュエータとしてのステッピングモータＳＴＭにより制御される。ステッピングモータＳＴＭは、ドライバ１２６１によって駆動される。ドライバ１２６１は、ＲＯＭ１０８から入力される制御データによって、ステッピングモータＳＴＭの動作を制御する。

ＣＭＯＳステージ１２５１には、位置検出素子１２５２が取り付けられている。この位置検出素子１２５２は、ＣＭＯＳステージ１２５１の位置を検出する位置検出部としての機能を有する。この位置検出素子１２５２からの出力は、アンプ１２５３に入力され、増幅されてＡ／Ｄ変換器１０４１１に入力される。

ＣＭＯＳステージ１２５１と、位置検出素子１２５２と、保持機構１２６３と、ステッピングモータＳＴＭと、ドライバ１２６１と、アクチュエータ１２５５と、ドライバ１２５４と、ＲＯＭ１０８と、ＲＯＭ１０８に記憶されている制御プログラムと、により、撮像素子であるＣＭＯＳ１０１の位置を制御する制御部が構成される。

また、デジタルカメラ１００には、手振れを検出するためのジャイロセンサ１２４１がピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向とヨー（Ｙａｗ）方向との回転を検出可能に設けられている。ジャイロセンサ１２４１の出力は、ローパスフィルタ兼用のＬＰＦ-アンプ１２４２を介してＡ／Ｄ変換器１０４１１に入力される。

●撮像装置の動作
次に、デジタルカメラ１００の動作の例について説明する。図３は、デジタルカメラ１００の動作の概要を示すフローチャートである。図３において、各処理ステップは、Ｓ１、Ｓ２・・・のように表す。デジタルカメラ１００は、撮影モードと再生処理モードの少なくとも２つの動作モードを有する。デジタルカメラ１００は、撮影モードでは、ライブビュー画像の表示中にメニュー呼び出しを行うことができ、各種設定を変更することができる。また、デジタルカメラ１００は、再生処理モードでは、撮影した画像をＬＣＤモニタ１３０に表示させることができる。

まず、デジタルカメラ１００に設定されている動作モードを判断する処理が実行される（Ｓ１)。モードダイヤルスイッチＳＷ２によって、動作モードが撮影モードに設定されている場合は（Ｓ１のＹｅｓ）、ライブビュー動作が実行される（Ｓ２)。ライブビュー動作とは、ＣＭＯＳ１０１が撮像した画像を所定のフレームレート（例えば３０フレーム毎秒）の動画像としてＬＣＤモニタ１３０に表示させる動作をいう。このライブビュー動作によってＬＣＤモニタ１３０に表示される動画像がライブビュー画像である。

次いで、撮影命令の入力有無を判断する処理が実行される(Ｓ３)。撮影命令とは、例えば、レリーズスイッチＳＷ１が押下されることをいう。撮影命令が入力された場合（Ｓ３のＹｅｓ）、位相差検出方式による合焦処理とコントラストＡＦ方式による合焦処理によって、フォーカス光学系７２が所定のレンズ位置に移動し、被写体に合焦した状態で撮影処理が実行される(Ｓ４)。撮影処理（Ｓ４）が終了した後、ライブビュー動作（Ｓ２）に戻る。撮影命令が入力されない場合（Ｓ３のＮｏ）、後述するステップＳ８に進む。

また、ステップＳ１において、動作モードが撮影モードに設定されていない場合（Ｓ１のＮｏ）、デジタルカメラ１００の動作モードが再生モードに設定されているか否かの判断処理が実行される(Ｓ５)。モードダイヤルスイッチＳＷ２によって、再生モードに設定されている場合（Ｓ５のＹｅｓ）、撮影画像をＬＣＤモニタ１３０に表示させる再生処理が実行される(Ｓ６)。モードダイヤルスイッチＳＷ２によって、動作モードが再生モードに設定されていない場合（Ｓ５のＮｏ）、撮影・再生以外の処理が実行される(Ｓ７)。

処理Ｓ３、処理Ｓ６、処理Ｓ７の後、電源スイッチＳＷ１３が押下されたか否かの判断処理が実行される(Ｓ８)。電源スイッチＳＷ１３が押下された場合（Ｓ８のＹｅｓ）、一連の処理を終了する。電源スイッチＳＷ１３が押下されていない場合（Ｓ８のＮｏ）、処理Ｓ１に戻る。

本発明に係る撮像方法は、ライブビュー動作（Ｓ２）の実行から、撮影命令の入力まで（Ｓ３のＹＥＳ）の間に、繰り返し実行される。

まず、ＬＣＤモニタ１３０にライブビュー画像が表示されているとき、例えば、ユーザが触れた位置をタッチパネル１２８によって検出する処理が実行される。次いで、タッチパネル１２８により検出された位置を、指定合焦位置として設定する処理が実行される。指定合焦位置は、撮影画像に対してユーザが任意に合焦させたい位置である。次いで、設定された指定合焦位置と、ＣＭＯＳ１０１が備える合焦用画素の配置位置との関係を判定する判定処理が実行される。次いで、判定結果に基づいて、ＣＭＯＳ１０１の位置移動処理が実行される。この判定処理および位置移動処理の詳細については、後述する。

ＣＭＯＳ１０１の位置移動処理が実行された後に、位相差検出方式の合焦処理が実行される。位相差検出方式の合焦処理が実行された後、ＣＭＯＳ１０１を通常位置に移動させる処理が実行されて、その後、コントラスト方式の合焦処理が実行される。

●撮像素子の構造
次に、撮像素子であるＣＭＯＳ１０１について説明する。図４は、ＣＭＯＳ１０１の画素配置の例を示す正面図である。ＣＭＯＳ１０１は、撮影画像用の信号を出力する撮像用画素１５０と、位相差検出方式の合焦位置検出に用いる信号を出力する合焦用画素１５１と、を撮像面に備えている。

ＣＭＯＳ１０１は、画素が２次元的に複数配列されてなる。そして、２行×２列の４画素のうち、対角位置にＧ（緑色）の分光感度を有する画素を２つ配置し、Ｒ（赤色）とＢ（青色）の分光感度を有する画素を各１個配置した、ベイヤー配列を採用している。

さらに、８行×８列＝６４画素を１ブロックとし、水平方向の位相差検出をするために１組のスリットＳ_ＨＡおよびＳ_ＨＢが形成されている合焦用画素１５１と、垂直方向の位相差検出をするために１組のスリットＳ_ＶＣおよびＳ_ＶＤが形成されている合焦用画素１５１と、を各ブロックに配置している。図４は、合焦用画素１５１が配置されている領域の一部を拡大した図である。本実施の形態において、合焦用画素１５１が配置されている領域内における、ＣＭＯＳ１０１の各ブロック内の合焦用画素１５１の配置は共通である。

図５は、ＣＭＯＳ１０１の撮像面の拡大平面図である。図５において、被写体像光を電気信号に変換する光電変換部１５２は黒の矩形で示している。この光電変換部１５２は各画素の最下層に設けられており、すべての画素でほぼ正方形状を有する。図５において、光電変換部１５２の全体が見えている画素が撮像用画素１５０である。また、図５に示すように、光電変換部１５２の上層には電極群１５４が配置されている。この電極群１５４によって、光電変換部１５２から出力される電気信号がＦ／Ｅ-ＩＣ１０２に入力される。

電極群１５４の一部は、光電変換部１５２を覆うように延伸され、この延伸部分の一部にスリットＳ_ＨＡおよびＳ_ＨＢ、スリットＳ_ＶＣおよびＳ_ＶＤが形成されている。すなわち、スリットＳ_ＨＡおよびＳ_ＨＢ、スリットＳ_ＶＣおよびＳ_ＶＤが形成されている合焦用画素１５１には、被写体からの像光の一部のみが入射する。これによって、視差が生じるので、スリットＳ_ＨＡおよびＳ_ＨＢ、スリットＳ_ＶＣおよびＳ_ＶＤを介して合焦用画素１５１に入射された被写体像光から生じる画像信号を用いることで、位相差検出方式の合焦位置検出が可能となる。

次に、撮影光学系と各画素の関係について説明する。図６は、撮像光学系と、ＣＭＯＳ１０１を構成する各画素の関係を示す図である。図６（ａ）は、画素配置の一部拡大平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図６（ａ）に示すように、撮像用画素１５０と合焦用画素１５１は隣接して配置されている。

図６（ｂ）に示すように、光電変換部１５２の上面にはマイクロレンズ１６２とカラーフィルタ１６０が配置されている。撮影光学系の射出瞳ＴＬ全域を通過した光束は、撮像用画素１５０に効率的に取り込まれるように構成されている。よって、撮像用画素１５０の光電変換部１５２が投影された瞳ＥＰ_ＮＲＭは、撮影光学系の射出瞳ＴＬをほぼカバーする。

図７は、水平方向（Ｘ方向）の位相差検出用画素（合焦用画素１５１）と撮影光学系との関係を説明する図である。図７（ａ）は、画素配置の一部拡大平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

図７（ｂ）に示すように、スリットＳ_ＨＡは、マイクロレンズ１６２を介して、撮影光学系の射出瞳ＴＬに、瞳ＥＰ_ＨＡとして投影される。同様に、スリットＳ_ＨＢは、撮影光学系の射出瞳ＴＬに、瞳ＥＰ_ＨＢとして投影される。すなわち、撮影光学系の射出瞳ＴＬは焦点検出用の一対の瞳ＥＰ_ＨＡおよびＥＰ_ＨＢに分割され、分割された瞳ＥＰ_ＨＡと瞳ＯＰ_ＨＢを通過した光束は、スリットＳ_ＨＡを有する合焦用画素１５１とスリットＳ_ＨＢを有する合焦用画素１５１において、受光される。

合焦用画素１５１は、水平方向に規則的に配列されている。スリットＳ_ＨＡを備える複数の合焦用画素１５１の出力を連ねて生成した第１の像信号と、スリットＳ_ＨＢを備える複数の合焦用画素１５１の出力を連ねて生成した第２の像信号との像ずれ量を検出することで位相差を検出することができる。これによって、位相差検出方式による被写体像への合焦処理を行うことができる。

図８は、垂直方向（Ｙ方向）の位相差検出用画素（合焦用画素１５１）と撮像光学系との関係を説明する図である。図８（ａ）は、画素配置の一部拡大平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

図７（ｂ）と同様に、図８（ｂ）においても、スリットＳ_ＶＣは、撮影光学系の射出瞳ＴＬ上に、瞳ＥＰ_ＶＣとして投影される。また、スリットＳ_ＶＤは、撮影光学系の射出瞳ＴＬ上に、瞳ＥＰ_ＶＤとして投影される。すなわち、撮影光学系の射出瞳ＴＬは焦点検出用の一対の瞳ＥＰ_ＶＣおよびＥＰ_ＶＤに分割され、分割された瞳ＥＰ_ＶＣを通過した光束は、スリットＳ_ＶＣを有する合焦用画素１５１と、スリットＳ_ＶＤを有する合焦用画素１５１において、受光される。

合焦用画素１５１は、垂直方向に規則的に配列されている。スリットＳ_ＶＣを備える複数の合焦用画素１５１の出力を連ねて生成した第３の像信号と、スリットＳ_ＶＤを備える複数の合焦用画素１５１の出力を連ねて生成した第４の像信号との像ずれ量を検出することで位相差を検出することができる。これによって、位相差検出方式による被写体像への合焦処理を行うことができる。

以上のように、ＣＭＯＳ１０１は、合焦用画素１５１から出力される信号に基づいて、位相差検出方式の合焦を行うことができる。

●撮像素子の移動機構
次に、撮像素子であるＣＭＯＳ１０１の位置を制御する制御部について説明する。なお、保持機構１２６３は鏡胴ユニット７の繰り出しに連動してＣＭＯＳステージ１２５１の解放動作を行い、鏡胴ユニット７の収納に連動してＣＭＯＳステージ１２５１の保持動作を行う。

図９は、鏡胴ユニット７の一部を構成する固定筒１０の正面図である。図１０は、ＣＭＯＳステージ１２５１の分解斜視図である。

図９において、固定筒１０は箱形形状で、その内側が鏡胴ユニット７の受入用の収納空間になっている。固定筒１０の背面には、全体的に略矩形状の板状のベース部材（不図示）が取り付けられている。固定筒１０の内周壁には、鏡胴ユニット７を繰り出し・繰り入れるためのヘリコイド（不図示）が形成されている。固定筒１０は少なくとも２つの角部１０ａと角部１０ｂが切り欠かれている。一方の角部１０ａは後述するステッピングモータＳＴＭの取り付け部とされている。他方の角部１０ｂは後述するフレキシブルプリント基板２０の折り曲げ箇所とされている。

図１０に示すようにＣＭＯＳステージ１２５１は、環枠形状のＸ方向ステージ１３と、矩形状のＹ方向ステージ１４と、載置ステージ１５と、を有してなる。

Ｘ方向ステージ１３は、ベース部材に固定されている。このＸ方向ステージ１３には、Ｘ方向に延びる一対のガイド軸１３ａとガイド軸１３ｂが、Ｙ方向に間隔を開けて設けられている。Ｘ方向ステージ１３には直方体形状の４個の永久磁石１６ａ〜１６ｄが配置されている。

この４個の永久磁石１６ａ〜１６ｄは対向して配置される２個を一対とする。一対の永久磁石１６ａと永久磁石１６ｂは、Ｘ−Ｙ平面内のＹ方向において、間隔を開けて平行に配置されている。一対の永久磁石１６ｃと永久磁石１６ｄは、Ｘ−Ｙ平面内のＸ方向において、間隔を開けて平行に配置されている。一対のガイド軸１３ａとガイド軸１３ｂは、一対の永久磁石１６ａと永久磁石１６ｂを貫通している。なお、ＣＭＯＳステージ１２５１のＸ方向ステージ１３の構成は、これに限るものではなく、一対のガイド軸１３ａとガイド軸１３ｂと、一対の永久磁石１６ａと永久磁石１６ｂは、併設して設けられていても良い。

Ｙ方向ステージ１４は、Ｙ方向に延びる一対のガイド軸１４ｃとガイド軸１４ｄが、Ｘ方向に間隔を開けて設けられている。Ｙ方向ステージ１４には、Ｘ方向に間隔を開けて対向する２個一対の被支承部１７ａと被支承部１７ａ’、および被支承部１７ｂと被支承部１７ｂ’がＹ方向に間隔を開けて形成されている。各一対の被支承部１７ａと被支承部１７ａ’、被支承部１７ｂと被支承部１７ｂ’は、Ｘ方向ステージ１３の一対のガイド軸１３ａとガイド軸１３ｂにそれぞれ可動可能に支承され、これによりＹ方向ステージ１４がＸ方向に可動可能になっている。

ＣＭＯＳ１０１は、載置ステージ１５に固定されている。載置ステージ１５は、Ｘ方向に張り出した一対のコイル取付板部１５ｃおよびコイル取付板部１５ｄと、Ｙ方向に張り出した一対のコイル取付板部１５ａおよびコイル取付板部１５ｂと、を有する。ＣＭＯＳ１０１は、その載置ステージ１５の中央に固定されている。

載置ステージ１５には、ＣＭＯＳ１０１の撮像面と同じ側にＹ方向に間隔を開けて対向する２個一対の被支承部（符号を略す）がＸ方向に間隔を開けて形成されている。各一対の被支承部はＹ方向ステージ１４の一対のガイド軸１４ｃとガイド軸１４ｄに可動可能に支承されている。これにより、載置ステージ１５は全体としてＸ−Ｙ方向に可動可能になっている。ＣＭＯＳ１０１には撮像面と反対側の面に保護板１９が貼り付けられている。保護板１９には、その中央にテーパ形状の凹所１９ａが形成されている。

一対のコイル取付板部１５ｃとコイル取付板部１５ｄには、それぞれ偏平かつ渦巻き状のコイル体ＣＯＬ１、コイル体ＣＯＬ１’が貼り付けられている。コイル体ＣＯＬ１とコイル体ＣＯＬ１’は、直列に接続されている。また、一対のコイル取付板部１５ａとコイル取付板部１５ｂには、それぞれ偏平かつ渦巻き状のコイル体ＣＯＬ２とコイル体ＣＯＬ２’が貼り付けられている。コイル体ＣＯＬ２とコイル体ＣＯＬ２’も直列に接続されている。

コイル体ＣＯＬ１と永久磁石１６ｃ、コイル体ＣＯＬ１’と永久磁石１６ｄは、対向位置に配置される。同様に、コイル体ＣＯＬ２と永久磁石１６ａ、コイル体ＣＯＬ２’と、永久磁石１６ｂは、対向位置に配置される。永久磁石１６ａ・１６ｂおよび永久磁石１６ｃ・１６ｄと、コイル体ＣＯＬ１・ＣＯＬ１’およびコイル体ＣＯＬ２・ＣＯＬ２’は、撮像素子であるＣＭＯＳ１０１をＸ方向とＹ方向に移動させるボイスコイルモータであるアクチュエータ１２５５を構成している。

また、位置検出素子１２５２として、ホール素子が用いられている。一対のコイル取付板部１５ｃ・１５ｄの一方のコイル取付板部１５ｄに、位置検出素子１２５２としてのホール素子１２５２ａが設けられている。同様に一対のコイル取付板部１５ａ、１５ｂの一方のコイル取付板部１５ｂに、位置検出素子１２５２としてのホール素子１２５２ｂが設けられている。

ＣＭＯＳ１０１は、フレキシブルプリント基板２０を介してＦ／Ｅ-ＩＣ１０２に電気的に接続されている（図２参照）。ホール素子１２５２ａ、１２５２ｂはフレキシブルプリント基板２０を介してオペレーションアンプ１２５３に電気的に接続されている。各コイル体ＣＯＬ１・ＣＯＬ１’・ＣＯＬ２・ＣＯＬ２’は、ドライバ１２５４（図２参照）に電気的に接続されている。

以上の構成によりＣＭＯＳ１０１は、プロセッサ１０４によって、撮像光学系の光軸に直交する撮像面を含む平面（撮影平面）において、位置が制御される。このＣＭＯＳ１０１の位置制御によって、合焦用画素１５１の撮影平面上の位置も、プロセッサ１０４により制御される。

●撮像方法
次に、本発明に係る撮像方法の実施の形態について説明する。図１１は、ＣＭＯＳ１０１の移動可能な範囲と、ＣＭＯＳ１０１の移動によって合焦用画素１５１が移動可能な範囲の例を示す図である。図１１において、符号１０１０は、ＣＭＯＳ１０１の撮像面を示している。また、符号１０１１は、撮像面１０１０を含む平面である撮影平面上において、ＣＭＯＳ１０１が移動可能な範囲（撮像素子移動範囲）を示している。

また、符号１５１０は、ＣＭＯＳ１０１の撮像面１０１０において合焦用画素１５１が配置されている領域（合焦用画素配置領域）を示している。また、符号１５１１は、撮像面１０１０を含む平面である撮影平面上において、合焦用画素配置領域１５１０が移動可能な範囲（合焦領域移動範囲）を示している。

本実施の形態において、撮像面１０１０の中心（ＣＭＯＳ１０１の中心）と撮影レンズ（不図示）の光軸は一致しているものとする。言い換えると、撮像面１０１０が撮像素子移動範囲１０１１の中央に位置しているものとする。

また、合焦用画素配置領域１５１０は、撮像面１０１０の中央付近に配置されている。合焦用画素配置領域１５１０の大きさは、例えば撮像面１０１０の縦方向と横方向それぞれの長さを５等分して２５分割（縦５分割、横５分割）した１つの領域の大きさに相当する大きさとする。

また、撮像素子移動範囲１０１１の大きさは、例えば撮像面１０１０を均等な面積で２５分割した１つ領域の大きさに相当する分だけ、上下左右の各方向に広げた大きさに相当する大きさとする。

また、合焦領域移動範囲１５１１は、ＣＭＯＳ１０１が撮像素子移動範囲１０１１一杯に移動した場合に、合焦用画素１５１が移動し得る最大範囲を示している。例えば、合焦領域移動範囲１５１１の大きさは、図１１に示すように、撮像面１０１０を均等な面積で２５分割した領域のうち９つ分の領域に相当する大きさである。

なお、本発明において、合焦用画素配置領域１５１０、合焦領域移動範囲１５１１、撮像素子移動範囲１０１１の大きさは、上記の例に限ることはない。

図１２および図１３は、ユーザによって合焦位置が指定されたときに設定される指定合焦位置と、合焦用画素配置領域１５１０の関係について説明する図である。ここで指定される「合焦位置」とは、合焦状態における光軸上における撮影レンズの位置ではなく、撮像面１０１０上においてユーザが合焦させたい位置をいう。

図１２は、ユーザに指定された合焦位置が、合焦領域移動範囲１５１１の右上の角に相当する位置である場合の例である。また、図１３は、ユーザに指定された合焦位置が、合焦領域移動範囲１５１１の左下の角に相当する位置である場合の例である。なお、図１２および図１３において、ユーザに指定された合焦位置（指定合焦位置）を符号１５１２として示している。

図１２（ａ）に示すように、指定合焦位置１５１２は所定の面積を持つ領域として、デジタルカメラ１００のプロセッサ１０４に認識される。図１２（ａ）に示す指定合焦位置１５１２は、合焦用画素配置領域１５１０を含む位置ではなく、かつ、合焦領域移動範囲１５１１の中に含まれる位置である。この場合は、前述したとおりＣＭＯＳ１０１の移動を制御する制御部によって、ＣＭＯＳ１０１を図中の右上方向に移動させる処理が実行される。ＣＭＯＳ１０１が移動すると、図１２（ｂ）に示すように、合焦用画素配置領域１５１０も右上方向に移動する。所定の移動を完了すると、図１２（ｃ）に示すように、指定合焦位置１５１２に合焦用画素配置領域１５１０が移動している。これによって、ユーザが指定した合焦位置で位相差方式の合焦処理が行われる。

一方、図１３（ａ）に示すように、指定合焦位置１５１２が、合焦領域移動範囲１５１１の左下に相当する位置に設定されたときは、ＣＭＯＳ１０１を図中の左下方向に移動させる処理が実行される。このＣＭＯＳ１０１の移動によって、図１３（ｂ）に示すように、合焦用画素配置領域１５１０も左下方向に移動する。所定の移動が完了すると、図１３（ｃ）に示すように、指定合焦位置１５１２に合焦用画素配置領域１５１０が移動している。これによって、ユーザが指定した合焦位置で位相差方式の合焦処理が行われる。

ここで、図１２および図１３に示した例は、説明を簡素化するために、指定合焦位置１５１２として認識される領域の大きさと、合焦用画素配置領域１５１０の大きさとを同じ大きさにしている。

ただし、本発明においては、例えば、指定合焦位置１５１２として認識される領域の大きさが、合焦用画素配置領域１５１０の大きさよりも大きくても、小さくてもよい。どちらの場合であっても、合焦用画素配置領域１５１０の中心が、指定合焦位置１５１２として認識される領域の中心位置にできるだけ近づくように、ＣＭＯＳ１０１を移動制御すればよい。

次に、合焦位置の指定方法の例について図１４から図１６を用いて説明する。図１４は、デジタルカメラ１００の背面に配設されているＬＣＤモニタ１３０の表示面と、指定合焦位置１５１２の関係を示す例である。図１４は、ＬＣＤモニタ１３０に、合焦用画素配置領域１５１０に対応する位置を示す合焦位置表示枠２００と、合焦領域移動範囲１５１１に対応する位置を示す合焦領域移動枠２０１が、表示されている例である。なお、合焦位置表示枠２００と、合焦領域移動枠２０１は、ライブビュー動作時に、ライブビュー画像に重ねて表示されてもよいが、ユーザが任意に、表示の有無を切り替えられる構成としてもよい。

図１４は合焦位置が指定される前の合焦位置表示枠２００と、合焦領域移動枠２０１の位置を示している。前述したとおり、ＬＣＤモニタ１３０にはタッチパネル１２８が設置されている。ユーザがＬＣＤモニタ１３０の表示面に触れると、タッチパネル１２８がその位置を検出し、指定合焦位置として設定される。

図１５は、ユーザの指ＡがＬＣＤモニタ１３０に触れて合焦位置を指定する操作を行った状態の例を示している。図１５のように、ＬＣＤモニタ１３０に表示されている合焦領域移動枠２０１の左下を指Ａにより指定した場合、この位置が指定合焦位置１５１２となる。この指定合焦位置１５１２に相当する位置に合焦位置表示枠２００が表示される。

図１５に示す合焦位置の指定操作が行われたとき、図１３を用いて説明したとおり、ＣＭＯＳ１０１が図中の左下に移動して、合焦用画素配置領域１５１０が合焦位置表示枠２００の表示されている位置に対応する位置（指定合焦位置１５１２）に移動する。

以上説明をしたとおり、ユーザがライブビュー画像上の任意の位置を指定合焦位置１５１２として指定したとき、その指定合焦位置１５１２が合焦領域移動範囲１５１１に含まれる位置であれば、合焦位置表示枠２００を移動させ、合わせて合焦用画素配置領域１５１０が指定合焦位置１５１２に移動するように、ＣＭＯＳ１０１を移動させる。

ＬＣＤモニタ１３０に、ライブビュー画像と共に合焦位置表示枠２００と合焦領域移動枠２０１とを表示させることで、ユーザに、撮影領域と共に、指定合焦位置１５１２と合焦領域移動範囲１５１１とを把握させることができる、その上で、ユーザに指定された合焦位置に対応する位置に、合焦用画素配置領域１５１０が移動し、指定された合焦位置に対して位相差方式の合焦処理とコントラスト方式の合焦処理を行うことができる。

図１６は、ユーザの指ＢがＬＣＤモニタ１３０に触れて合焦位置を指定する操作を行った状態の別の例を示している。図１６のように、ＬＣＤモニタ１３０に表示されている合焦領域移動枠２０１の枠外を指Ｂにより指定した場合、この位置は、合焦領域移動範囲１５１１に対応する位置ではないので、指定合焦位置１５１２として設定はされず、合焦位置表示枠２００も移動しない。指定合焦位置１５１２が設定されないので、ＣＭＯＳ１０１の移動は行われない。

なお、ユーザがタッチパネル１２８に触れた位置に対応する領域は、合焦領域移動範囲１５１１を均等に分割した領域（例えば縦３分割、横３分割の９分割された領域）のうち、最も近い位置にある領域とすればよい。すなわち、ユーザがタッチパネル１２８に触れた位置に最も近い領域を指定合焦位置１５１２として認識すればよい。

ここで、合焦位置の指定方法は、タッチパネル１２８に限ることはない。例えば、ユーザがＳＷ７からＳＷ１１を操作してＬＣＤモニタ１３０に表示されている合焦位置表示枠２００を上下左右に移動させて、合焦位置表示枠２００が表示されている位置に対応する合焦領域移動範囲１５１１内の領域を、指定合焦位置１５１２として設定してもよい。

また、ユーザがタッチパネル１２８上の特定位置を、指で円を描くように取り囲む操作により指定合焦位置１５１２を設定してもよい。この場合、合焦領域移動範囲１５１１を均等に分割された領域（例えば９分割された領域）のうち、操作によって指定された位置の中に含まれる領域を、指定合焦位置１５１２として認識すればよい。ここでは、例えば、指定合焦位置１５１２として認識される領域の大きさは、合焦用画素配置領域１５１０の大きさよりも大きくなる。

次に、指定合焦位置の設定処理と撮像処理の関係について説明する。図１７は、指定合焦位置の設定処理と撮像処理の関係を示すタイミングチャートである。図１７において「合焦指示」は、レリーズボタンの操作により、ピントを合わせる旨のユーザの指示をいう。ただし、合焦指示がピント合わせの指示のみではなく、撮影指示（撮影命令）であってもよい。

以下、ライブビュー動作（図３のＳ２）が実行されているときに、図１５に示すように、ユーザの指ＡがＬＣＤモニタ１３０に触れた場合を例に説明する。この場合、タッチパネル１２８は、ユーザにより触れられた位置を検出してプロセッサ１０４に通知する。プロセッサ１０４は、通知された位置に対応する撮像面１０１０上の領域を特定し、指定合焦位置１５１２として設定する。続いて、プロセッサ１０４は、設定された指定合焦位置１５１２が、合焦領域移動範囲１５１１に含まれている領域である否かを判定する。

図１５の場合は、指定合焦位置１５１２は、合焦領域移動範囲１５１１に含まれている。続いて、プロセッサ１０４は、この指定合焦位置１５１２の位置が、撮像面１０１０上における合焦用画素配置領域１５１０の位置に当たるか否かを判定する。

図１５の場合、指定合焦位置１５１２の位置は、撮像面１０１０上における合焦用画素配置領域１５１０の位置には当たらない。よって、プロセッサ１０４は、指定合焦位置１５１２の位置に対応する撮像面１０１０上の位置へ、合焦用画素配置領域１５１０が位置するように、ＣＭＯＳステージ１２５１を制御して、ＣＭＯＳ１０１を移動させる（Ｔ１）。

ＣＭＯＳ１０１の位置の移動開始と共に、ＬＣＤモニタ１３０によるライブビュー画像の表示の固定又は停止をする。

ここで、「ライブビュー画像の表示を固定する」とは、ライブビュー画像の更新を止めて最後に表示した画像（最新の画像）を表示し続けることをいう。また、「ライブビュー画像の表示を停止する」とは、ＬＣＤモニタ１３０に画像を表示せずに、ＬＣＤモニタ１３０を消灯する（又は、黒画面を表示する）ことをいう。

ＣＭＯＳ１０１が移動して、指定合焦位置１５１２の位置に対応する撮像面１０１０上の位置に、合焦用画素配置領域１５１０が移動した後（Ｔ２）、位相差検出方式による合焦処理（位相差ＡＦ）が実行される。位相差検出方式による合焦処理が実行された後（Ｔ３）、ＣＭＯＳ１０１を通常位置に戻す処理が実行される。ＣＭＯＳ１０１が通常位置に戻った後（Ｔ４）、ライブビュー画像の表示が再開され、フォーカスレンズ７２ａが駆動されてコントラストＡＦが実行される。これによって、フォーカスレンズの駆動範囲を狭めた後にコントラストＡＦを実行することができる。

以上説明した実施の形態によれば、合焦指示がされた指定合焦位置１５１２と合焦用画素配置領域１５１０との関係に基づいて、ＣＭＯＳ１０１を移動させることができる。

このように、デジタルカメラ１００は、ユーザに指定された合焦させたい位置が、位相差検出用の画素が配置されている位置とは異なる位置であっても、位相差検出方式による合焦位置検出を行うことができる。

また、ＣＭＯＳ１０１を移動させるときには、ライブビュー画像の表示を「固定」又は「停止」させるので、ＣＭＯＳ１０１の移動による乱れたライブビュー画像が表示されることを避けることができる。

また、ＣＭＯＳ１０１の移動は、ライブビュー画像の停止または固定の後に開始してもよい。これによって、乱れたライブビュー画像が表示されることを、確実に避けることができる。

また、ＣＭＯＳ１０１の通常位置への移動と、位相差検出方式により検出された合焦位置へのフォーカスレンズ７２ａの移動は、同時に行なってもよい。これによって、ＡＦ処理に要する時間をより短縮することができる。

なお、図１６の場合は、指定合焦位置１５１２が、合焦領域移動範囲１５１１に含まれていない（合焦領域移動範囲１５１１の範囲外）ので、ＣＭＯＳ１０１を移動させても位相差検出方式による合焦位置検出を行うことができない。この場合は、ＣＭＯＳ１０１を移動させず、位相差検出方式による合焦位置検出を行うことなく、コントラストＡＦ方式による合焦位置検出を行えばよい。

また、以上説明した実施の形態によれば、ライブビュー画像を確認しながら、タッチパネル１２８上の所定の位置に触れるなど、ユーザが任意かつ容易に合焦位置を指定することができる。これによって、デジタルカメラ１００は、より広範囲での位相差検出方式による合焦位置検出と、コントラストＡＦ方式による合焦位置検出を行うことができる。

また、デジタルカメラ１００は、ＣＭＯＳステージ１２５１を用いることで、手振れ補正処理を行うこともできる。すでに説明をした実施の形態においては、ライブビュー動作（Ｓ２）中の手振れ補正処理は行わない。しかし、ライブビュー動作（Ｓ２）中に手振れ補正を行う場合には、ＣＭＯＳステージ１２５１の位置が時々刻々と変化するため、合焦領域移動範囲１５１１の位置も時々刻々と変化する。よって、この場合、デジタルカメラ１００は、合焦位置の指定操作のタイミングで、合焦領域移動範囲１５１１の位置および合焦用画素配置領域１５１０の位置を、ＣＭＯＳステージ１２５１の位置から算出し、算出された位置に基づいて、指定合焦位置との位置関係を判定すればよい。

１００ デジタルカメラ
１０１ ＣＭＯＳ
１０４ プロセッサ
１２８ タッチパネル
１３０ ＬＣＤモニタ
１５０ 撮像用画素
１５１ 合焦用画素

特開２００７−０９４３２０ 特開２００９−２４４８６２

Claims (10)

1. 合焦検出に用いる信号を出力する合焦用画素と、被写体像に基づく画像信号を出力する撮像用画素と、を撮像面に備えた撮像素子と、
   上記撮像素子に被写体像を結像させる撮影光学系と、
   上記撮像素子が撮像した被写体像における上記撮影光学系が合焦する位置を指定する合焦位置指定手段と、
   上記撮像面を含む撮影平面上における上記撮像素子の位置を制御する制御部と、
   を有し、
   上記制御部は、上記合焦位置指定手段により指定された合焦位置に対応する上記撮影平面上の位置に、上記合焦用画素を配置すべく、上記撮像素子を移動させることを特徴とする撮像装置。
2. 上記合焦用画素は、位相差検出方式の合焦位置検出に用いる信号を出力する画素であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 上記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像が表示される表示部を有し、
   上記合焦位置指定手段は、上記表示部に表示される画像に基づいて、上記撮影平面内における上記撮影光学系が合焦する位置を指定することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
4. 上記制御部は、上記撮像素子を移動させるとき、上記表示部に表示される画像の表示を固定し、
   上記画像の表示が固定された後に、上記撮像素子の移動を行うことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 上記制御部は、上記撮像素子を移動させるとき、上記表示部に表示される画像の表示を停止し、
   上記画像の表示が停止された後に、上記撮像素子の移動を行うことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
6. 上記制御部は、上記合焦用画素が出力する信号に基づいて、上記合焦位置指定手段により指定された位置に対応する上記撮影平面上に上記撮影光学系の焦点が合うように上記撮影光学系の撮像レンズを移動させている間に、上記撮像素子を移動前の位置に戻すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 上記合焦位置指定手段は、上記表示部の表面に配設されたタッチセンサを用いて、上記撮影光学系が合焦する位置を指定することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 上記合焦位置指定手段は、上記表示部の一部を特定する枠を表示し、上記枠を移動させる操作部材の入力に応じて、上記撮影光学系が合焦する位置を指定することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
9. 上記制御部は、上記合焦位置指定手段により指定された合焦位置に対応する上記撮影平面上の位置が、上記合焦用画素が移動できる範囲外である場合に、上記撮像素子の移動を行なわないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の撮像装置。
10. 合焦位置検出に用いる信号を出力する合焦用画素と、被写体像に基づく画像信号を出力する撮像用画素と、を撮像面に備えた撮像素子と、上記撮像素子に被写体像を結像させる撮影光学系と、上記撮像面を含む撮影平面上における上記撮像素子の位置を制御する制御部と、を有する撮像装置における撮像方法であって、
    上記撮像素子が撮像した被写体像における上記撮影光学系が合焦する位置を指定する合焦位置指定工程を備え、
    上記制御部は、上記合焦位置指定工程により指定された合焦位置に対応する上記撮影平面上の位置に、上記合焦用画素を配置すべく、上記撮像素子を移動させることを特徴とする撮像装置における撮像方法。

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