JP5966262B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関する。

レンズ鏡筒に、ズームレンズの移動に応じた焦点調節レンズの移動量を示すズームトラッキングデータを保存しておき、ズームレンズの駆動時に、ズームトラッキングデータに基づいて、焦点調節レンズを駆動させることで、ズーム倍率が変化することにより変化した焦点位置を補正するズームトラッキング技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平３−２２８０３６号公報

しかしながら、従来技術では、焦点調節レンズの駆動状況に応じて、ズームトラッキングを実施するものではないため、焦点調節レンズがハンチング現象を起こしてしまう場合があるという問題や、使用感に劣ってしまうという問題などがあった。

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点調節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]本発明に係る撮像装置は、焦点調節レンズを光軸方向に駆動して、光学系の焦点状態を調節する焦点調節部と、ズームレンズを光軸方向に駆動して、ズーム倍率を変更するズーム倍率変更部と、前記焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、異なる焦点状態における焦点評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態の検出を行う第１焦点検出部と、前記ズームレンズの移動に応じて、前記焦点調節部に前記焦点調節レンズの移動を行わせるズームトラッキングを制御するズームトラッキング部と、前記光学系の焦点状態を検出するために前記焦点調節レンズの駆動が行われている場合に、ズームトラッキングを禁止する制御部と、位相差を用いて前記光学系の焦点状態を検出する第２焦点検出部と、シャッターレリーズボタンの半押し操作が行われた場合に、前記第１焦点検出部または前記第２焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させ、その後、前記シャッターレリーズボタンの半押し操作がされている間は、焦点検出結果に基づく前記焦点調節レンズの駆動を禁止する第１モードを設定する第１モード設定部と、を備え、前記制御部は、前記第１モードに設定されている場合であり、かつ、前記第１焦点検出部または前記第２焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させる合焦駆動動作が行なわれた後、焦点検出結果に基づく前記焦点調節レンズの駆動が禁止されている場合には、ズームトラッキングを許可する。

本発明の撮像装置によれば、光学系の焦点調節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、ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置との関係を示すズームトラッキング用のテーブルを示す図である。 図１０は、ＡＦ−Ｆモードが選択されている場合における動作を示すフローチャートである。 図１１は、ＡＦ−Ｆモードが選択されている場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。 図１２は、ＡＦ−Ｆモードが選択されている場合における、フォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。 図１３は、ＡＦ−ＳモードまたはＡＦ−Ａモードが選択されている場合における動作を示すフローチャートである。 図１４は、ＡＦ−Ｓモードが選択されている場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。 図１５は、ＡＦ−Ｓモードが選択されている場合における、フォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。

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３１，３２，３３，３４、および絞り３５を含む撮影光学系が内蔵されている。

レンズ３３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３３は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズ用エンコーダ３３２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３３１によってその位置が調節される。

このフォーカスレンズ３３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３３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３３１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３３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３３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３３１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３３１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３３１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３３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３３１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３３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３３の位置はフォーカスレンズ用エンコーダ３３２によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ３３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。

本実施形態のフォーカスレンズ用エンコーダ３３２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３３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、フォーカスレンズ用エンコーダ３３２で検出されたフォーカスレンズ３３の現在位置情報は、レンズ制御部３６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３３１は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３３の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６を介して送出されることにより駆動する。

また、レンズ３２は、ズームレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の撮影倍率を調節可能となっている。ズームレンズ３２も、上述したフォーカスレンズ３３と同様に、ズームレンズ用エンコーダ３２２によってその位置が検出されつつズームレンズ駆動モータ３２１によってその位置が調節される。ズームレンズ３２の位置は、操作部２８に設けられたズームボタンを操作することにより、あるいは、カメラ鏡筒３に設けられたズーム環（不図示）を操作することにより、調節される。なお、ズームレンズ３２の光軸Ｌ１に沿う移動機構は、上述したフォーカスレンズ３１の移動機構と同様とすることができる。また、ズームレンズ用エンコーダ３２２およびズームレンズ駆動モータ３２１の構成も、上述したフォーカスレンズ用エンコーダ３３２およびフォーカスレンズ駆動モータ３３１と同様とすることができる。

絞り３５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３５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３６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３６に入力される。絞り３５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３６で現在の開口径が認識される。

また、レンズ制御部３６は、ズームレンズ用エンコーダ３２２によって検出されるズームレンズ３２の位置を検出し、ズームレンズ３２が駆動した場合には、ズームレンズ３２の移動量に応じて、フォーカスレンズ３３を駆動させて、フォーカスを微調整するズームトラッキング制御を行う。

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何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３６と電気的に接続され、このレンズ制御部３６からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３６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、動画撮影開始ボタン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、ＡＦ−Ｓモード／ＡＦ−Ａモード／ＡＦ−Ｆ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。

ここで、ＡＦ−Ｓモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ３３を駆動することで合焦駆動を行ない、一度調節したフォーカスレンズ３３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。なお、ＡＦ−Ｓモードは、静止画撮影に適したモードであり、通常、静止画撮影を行なう際に選択される。また、ＡＦ−Ａモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ３３を駆動することで合焦駆動を行ない、その後、シャッターレリーズボタンの半押し操作が継続されている間は、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、フォーカスレンズ３３のスキャン駆動を行なうモードである。なお、ＡＦ−Ａモードは、静止画撮影に適したモードであり、通常、静止画撮影を行なう際に選択される。さらに、ＡＦ−Ｆモードとは、シャッターレリーズボタンの操作の有無に関係なく、焦点検出結果に基づきフォーカスレンズ３３を駆動することで合焦駆動を行ない、その後、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、フォーカスレンズ３３のスキャン駆動を行なうモードである。なお、ＡＦ−Ｆモードは、動画撮影に適したモードであり、通常、動画撮影を行なう際に選択される。

また、本実施形態においては、オードフォーカスモードを切換えるためのスイッチとして、ワンショットモード／コンティニュアスモードを切換えるためのスイッチを備えているような構成としてもよい。そして、この場合においては、撮影者によりワンショットモードが選択された場合には、ＡＦ−Ｓモードに設定され、また、撮影者によりコンティニュアスモードが選択された場合には、撮影モードが静止画撮影モードであるときには、ＡＦ−Ａモードに設定され、撮影モードが動画撮影モードであるときには、ＡＦ−Ｆモードに設定されるような構成とすることができる。

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。

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が配列された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅが設けられている。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〜２２ｅ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、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、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３６に制御信号を送出してフォーカスレンズ３３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３３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３３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。

ここで、図２には、撮影画面内の第１領域と第２領域とを、撮像素子２２に対応させて表示している（なお、図２に示す一点鎖線で囲まれた領域が、第１領域であり、この第１領域の周囲に位置する外側の領域が第２領域である）。撮影画面内の第１領域は、撮像素子２２のうちの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅを含む領域に対応しており、これにより、光学系の焦点状態を、位相差検出方式およびコントラスト検出方式により検出することが可能な領域である。また、撮影画面内の第２領域は、図２に示すように、撮影画面内の第１領域の周囲に位置し、撮像素子２２のうちの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｅを含まない領域であり、光学系の焦点状態を、コントラスト検出方式のみにより検出することが可能な領域である。そのため、本実施形態においては、カメラ制御部２１は、図２に示すように、焦点検出を行うための焦点検出エリアＡＦＰが、撮影画面内の第１領域に存在する場合には、位相差検出方式およびコントラスト検出方式により焦点状態の検出を行うことができ、一方、焦点検出エリアＡＦＰが、撮影画面の第２領域に存在する場合には、コントラスト検出方式により焦点状態の検出を行うことができる。

さらに、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６に、ズームトラッキング制御を禁止するためのズームトラッキング禁止信号、およびズームトラッキング制御を許可するためのズームトラッキング許可信号を送出することで、レンズ制御部３６により実行されるズームトラッキング制御の許可／禁止を制御する。すなわち、レンズ制御部３６は、ズームトラッキング許可信号を受信した際においては、ズームレンズ用エンコーダ３２２によって検出されるズームレンズ３２の位置を検出し、ズームレンズ３２が駆動した場合に、ズームレンズ３２の移動量に応じて、フォーカスレンズ３３を駆動させて、フォーカスを微調整するズームトラッキング制御を行う。具体的には、レンズ制御部３６は、ズームレンズ３２の駆動を検出した場合に、撮影距離ごとの、ズームレンズ３２の位置とフォーカスレンズ３３の位置との関係を示すズームトラッキング用のテーブルを用いて、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３の駆動量を算出する。そして、算出したフォーカスレンズ３３の駆動量を、フォーカスレンズ駆動モータ３３１に送ることで、フォーカスレンズ３３を駆動させることにより、フォーカスを微調整するズームトラッキング制御が行われる。

一方、レンズ制御部３６は、ズームトラッキング禁止信号を受信した際においては、ズームレンズ用エンコーダ３２２によってズームレンズ３２の駆動を検出した場合でも、このようなズームトラッキング制御を実行せず、その後、ズームトラッキング許可信号を受信した場合に、ズームトラッキング制御を行う。

次いで、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。まず、本実施形態では、動画撮影に適したモードであるＡＦ−Ｆ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。図１０は、ＡＦ−Ｆモードが選択されている場合における動作を示すフローチャートである。なお、ＡＦ−Ｆモードは、通常、動画撮影を行なう際に選択されるモードであるため、以下においては、動画撮影時においてＡＦ−Ｆモード選択されている場面を特に例示して説明する。また、以下の動作は、たとえば、カメラ１の電源がオンされ、動画撮影開始ボタンがオンされることにより開始される。

まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、ズームトラッキングを許可する処理が行なわれる。具体的には、ズームトラッキング許可信号が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が許可とされる。そして、ズームトラッキング制御が許可とされることにより、レンズ制御部３６により、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合に、ズームトラッキング制御が行われることとなる。すなわち、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合には、レンズ制御部３６は、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３の駆動量を、図９に示すズームトラッキング用のテーブルに基づいて算出し、算出した駆動量を、フォーカスレンズ駆動モータ３３１に送出することで、フォーカスレンズ３３を駆動させ、これによりフォーカスの微調整が行なわれることとなる。

次いで、ステップＳ１０２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、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。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Ｓ１０３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。なお、焦点評価値の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。

次いで、ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、被写体を追尾するための追尾演算処理が開始される。本実施形態では、まず、使用者の手動操作により、あるいは、カメラ制御部２１による被写体認識処理により指定された追尾対象となる特定被写体に対応するテンプレート画像の生成が行なわれる。そして、生成されたテンプレート画像との一致度が所定以上であるエリアの探索を行い、一致度が所定以上であるエリアを逐次抽出し、抽出したエリアを、焦点検出エリアＡＦＰ（たとえば、図２参照）として設定することにより行われる。なお、追尾演算処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により、追尾演算処理に基づいて設定された焦点検出エリアＡＦＰにおける、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。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１１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Ｓ１０６に進む。なお、本実施形態においては、追尾演算処理に基づいて設定された焦点検出エリアＡＦＰにおける、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Ｓ１０６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。また、追尾演算処理に基づいて設定された焦点検出エリアＡＦＰが、図２に示す第１領域内に位置する場合には、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出が可能である一方で、焦点検出エリアＡＦＰが、図２に示す第２領域内に位置する場合には、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出ができないため、この場合には、デフォーカス量が算出できなかったものとして、ステップＳ１０６に進む。

なお、ステップＳ１０５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、上記判定を行なうが、直近の所定回数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Ｓ１０６に進み、逆に、直近の所定回数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Ｓ１１１に進むような構成としてもよい。

ステップＳ１０５において、焦点検出エリアＡＦＰにおける、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Ｓ１１１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駆動（ステップＳ１１２）を行なうために、ズームトラッキング禁止信号が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が禁止される。すなわち、本実施形態では、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駆動中においては、ズームトラッキングを禁止し、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合でも、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されないこととなる。

次いで、ステップＳ１１１に続くステップＳ１１２では、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駆動が行なわれる。具体的には、ステップＳ１１２では、ステップＳ１０２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３３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算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ３３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３６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３３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３３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算出を繰り返し行い、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３３を駆動させる。

そして、フォーカスレンズ３３が合焦位置まで駆動すると、ステップＳ１１５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駆動が終了したため、カメラ制御部２１により、ズームトラッキングの禁止を解除するために、ズームトラッキング許可信号がレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が許可とされる。なお、この場合において、ズームトラッキングの禁止中に、ズームレンズ３２の駆動が行われた場合には、ズームトラッキング制御が許可とされた後、ズームトラッキングの禁止中におけるズームレンズ３２の駆動量に応じて、フォーカスレンズ３３の駆動が行なわれる。

次いで、ステップＳ１１６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。たとえば、カメラ制御部２１によって繰り返し算出されている位相差検出方式によるデフォーカス量が所定値以上変化した場合や、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、同じくカメラ制御部２１によって繰り返し算出されている焦点評価値が所定値以上変化した場合に、光学系の焦点状態が変化したと判断することができる。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Ｓ１０５に戻り、再度、フォーカスレンズ３３を合焦位置まで駆動させるための動作が行なわれる。一方、光学系の焦点状態が変化していない場合には、所定の終了動作、たとえば、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する。

一方、ステップＳ１０５において、位相差検出方式により、焦点検出エリアＡＦＰにおける、デフォーカス量の算出ができなかったと判定された場合には、ステップＳ１０６に進み、カメラ制御部２１により、スキャン動作（ステップＳ１０７〜Ｓ１１０）を行なうために、ズームトラッキング禁止信号が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が禁止される。すなわち、本実施形態では、スキャン動作中においては、ズームトラッキングを禁止し、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合でも、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されないこととなる。

ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７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３３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３６にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３６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３３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３３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、あるいは、至近端位置から無限遠端位置に向かって行なう。

そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３３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３３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。なお、本実施形態においては、追尾演算処理に基づいて設定された焦点検出エリアＡＦＰが、図２に示す第１領域内に位置する場合には、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出が可能である一方で、焦点検出エリアＡＦＰが、図２に示す第２領域内に位置する場合には、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出ができない。そのため、焦点検出エリアＡＦＰが、図２に示す第２領域内に位置する場合には、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る合焦位置の検出を行わずに、コントラスト検出方式による合焦位置の検出のみを行うこととする。

ステップＳ１０８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、焦点検出エリアＡＦＰにおける、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Ｓ１１２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Ｓ１０９に進む。なお、ステップＳ１０８においては、上述したステップＳ１０５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Ｓ１０９に進むこととする。なお、焦点検出エリアＡＦＰが、図２に示す第２領域内に位置する場合には、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出ができないため、この場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして、ステップＳ１０９に進むこととする。

ステップＳ１０９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、焦点検出エリアＡＦＰにおける、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、焦点検出エリアＡＦＰにおける、合焦位置の検出ができた場合には、ステップＳ１１３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Ｓ１１０に進む。

ステップＳ１１０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３３の駆動可能範囲の全域、すなわち、無限遠端位置から至近端位置の間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３３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Ｓ１０８に戻り、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０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３３を駆動させながら、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３３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Ｓ１１４に進む。

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１０８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、スキャン動作を停止し、ステップＳ１１２に進み、上記と同様にして、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駆動が行なわれる。なお、この場合においても、ステップＳ１０６において、ズームトラッキングを禁止する処理が行なわれているため、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駆動中においては、ズームトラッキングは禁止され、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合でも、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されないこととなる。そして、フォーカスレンズ３３の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１１５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駆動が終了したため、カメラ制御部２１により、ズームトラッキングの禁止を解除するために、ズームトラッキング許可信号がレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が許可とされる。

また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１０９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Ｓ１１３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行なわれる。すなわち、ステップＳ１１３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３３を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。なお、この場合においても、ステップＳ１０６において、ズームトラッキングを禁止する処理が行なわれているため、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中においては、ズームトラッキングは禁止され、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合でも、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されないこととなる。

ここで、図１１に、スキャン動作の結果、コントラスト検出方式により合焦位置が検出された場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を表す図を示す。なお、図１１においては、フォーカスレンズ３３の位置に対する、焦点評価値の変化を実線で示している。図１１に示すように、スキャン動作開始時（時間ｔ０〜ｔ１）には、フォーカスレンズ３３は、図１１に示すＰ０に位置しており、Ｐ０から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ３３を駆動させながら、焦点評価値の取得を行う（時間ｔ１〜ｔ２）。そして、フォーカスレンズ３３を、図１１に示すＰ１の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置（合焦位置）が検出されると（ステップＳ１０９＝Ｙｅｓ）、スキャン動作を停止し、フォーカスレンズ３３を合焦位置（図１１中、Ｐ２の位置）まで駆動するための合焦駆動（ステップＳ１１３）が行なわれる（時間ｔ２〜ｔ３）。

なお、本実施形態においては、ステップＳ１０９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３３を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ３３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３３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３３の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ３３のハンチング現象を抑制することができる。

また、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Ｓ１０８〜Ｓ１１０を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ３３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Ｓ１０８〜Ｓ１１０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３３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Ｓ１０８）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Ｓ１０９）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。

そして、フォーカスレンズ３３の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１１５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終了したため、カメラ制御部２１により、ズームトラッキングの禁止を解除するために、ズームトラッキング許可信号がレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が許可とされ、ステップＳ１１６に進む。そして、ステップＳ１１６において、光学系の焦点状態が変化したか否かの判断が行なわれ、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Ｓ１０５に戻り、再度、フォーカスレンズ３３を合焦位置まで駆動させるための動作が行なわれる。一方、光学系の焦点状態が変化していない場合には、所定の終了動作、たとえば、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する。

一方、ステップＳ１１０において、フォーカスレンズ３３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Ｓ１１４に進む。ステップＳ１１４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、スキャン動作を終了し、フォーカスレンズ３３を予め定められた所定位置まで駆動させる処理が行なわれる。

そして、フォーカスレンズ３３が予め定められた所定位置まで駆動すると、ステップＳ１１５に進み、スキャン動作が終了したため、カメラ制御部２１により、カメラ制御部２１により、ズームトラッキングの禁止を解除するために、ズームトラッキング許可信号がレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が許可とされ、ステップＳ１１６に進む。そして、ステップＳ１１６において、光学系の焦点状態が変化したか否かの判断が行なわれ、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Ｓ１０５に戻り、再度、フォーカスレンズ３３を合焦位置まで駆動させるための動作が行なわれる。一方、光学系の焦点状態が変化していない場合には、所定の終了動作、たとえば、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する。

本実施形態においては、動画撮影に適したモードであるＡＦ−Ｆモードが選択されている場合には、以上のように動作する。

すなわち、本実施形態においては、ＡＦ−Ｆモードに設定されている場合においては、図１１に示すように、フォーカスレンズ３３が停止している場合（時間ｔ０〜ｔ１）には、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ１０１）、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されないと判断されると（ステップＳ１０５＝Ｎｏ）、ズームトラッキングが禁止され（ステップＳ１０６）、ズームトラッキングが禁止とされた状態で、スキャン動作（ステップＳ１０７〜Ｓ１１０）が実行される(時間ｔ１〜ｔ２)。そして、コントラスト検出方式により合焦位置（Ｐ２の位置）の検出ができた場合（ステップＳ１０９＝Ｙｅｓ）には、ズームトラッキングが禁止とされた状態のまま合焦駆動が行なわれる（時間ｔ２〜ｔ３）。次いで、合焦駆動が行なわれると、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ１１５）、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する(時間ｔ３〜ｔ４)。そして、この際においては、ズームレンズ３２の駆動が検出されると、レンズ制御部３６により、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されることとなる。

そして、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機している際に、たとえば、図１１に示すように、合焦位置がＰ２からＰ３に変化した場合には（ステップＳ１１６）、再度、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されたか否かの判断が行なわれる（ステップＳ１０５）。その結果、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されないと判断されると（ステップＳ１０５＝Ｎｏ）、ズームトラッキングが禁止され（ステップＳ１０６）、ズームトラッキングが禁止とされた状態で、再度、スキャン動作（ステップＳ１０７〜Ｓ１１０）が実行される(時間ｔ４〜ｔ５)。そして、同様に、コントラスト検出方式により合焦位置（Ｐ３の位置）の検出ができた場合（ステップＳ１０９＝Ｙｅｓ）には、ズームトラッキングが禁止とされた状態のまま合焦駆動が行なわれる（時間ｔ５〜ｔ６）。次いで、合焦駆動が行なわれると、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ１１５）、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機することとなる(時間ｔ６〜ｔ７)。

また、本実施形態においては、ＡＦ−Ｆモードに設定されている場合においては、図１２に示すように、フォーカスレンズ３３が停止している場合（時間ｔ１０〜ｔ１１）には、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ１０１）、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されたと判断されると（ステップＳ１０５＝Ｙｅｓ）、ズームトラッキングが禁止され（ステップＳ１１１）、ズームトラッキングが禁止とされた状態で、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駆動（ステップＳ１１２）が実行される(時間ｔ１１〜ｔ１２)。次いで、合焦駆動の結果、フォーカスレンズ３３が合焦位置（Ｐ１１の位置）まで駆動されると、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ１１５）、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する(時間ｔ１２〜ｔ１３)。そして、この際においては、ズームレンズ３２の駆動が検出されると、レンズ制御部３６により、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されることとなる。

そして、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機している際に、たとえば、図１２に示すように、合焦位置がＰ１１からＰ１２に変化した場合には（ステップＳ１１６）、再度、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されたか否かの判断が行なわれる（ステップＳ１０５）。その結果、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されたと判断されると（ステップＳ１０５＝Ｙｅｓ）、ズームトラッキングが禁止され（ステップＳ１１１）、ズームトラッキングが禁止とされた状態で、再度、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駆動（ステップＳ１１２）が実行される(時間ｔ１３〜ｔ１４)。次いで、合焦駆動が行なわれると、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ１１５）、カメラ１の電源オフ動作や動画撮影の終了動作が行なわれるか（ステップＳ１１７）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ１１６）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機することとなる(時間ｔ１４〜ｔ１５)。

次いで、静止画撮影に適したモードであるＡＦ−ＳモードまたはＡＦ−Ａ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。図１３は、ＡＦ−ＳモードまたはＡＦ−Ａモードが選択されている場合における動作を示すフローチャートである。また、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。

まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３では、上述した図１０のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様にして、ズームトラッキングを許可する処理（ステップＳ２０１）、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理（ステップＳ２０２）、焦点評価値の算出処理（ステップＳ２０３）、および被写体を追尾するための追尾演算処理（ステップＳ２０４）を開始させるための処理が行なわれる。

そして、ステップＳ２０５に進み、ステップＳ２０５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）がされたか否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Ｓ２０６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Ｓ２０５を繰り返す。すなわち、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理、焦点評価値の算出処理、および追尾演算処理が繰り返し実行される。

ステップＳ２０６では、上述した図１０のステップ１０５と同様に、位相差検出方式により、追尾演算処理に基づいて設定された焦点検出エリアＡＦＰにおける、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。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ２１２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Ｓ２０７に進む。

ステップＳ２０６において、焦点検出エリアＡＦＰにおける、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Ｓ２１２に進み、上述した図１０のステップＳ１１１と同様にして、ズームトラッキングを禁止する処理が行なわれ、ステップＳ２１３に進み、上述した図１０のステップＳ１１２と同様にして、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駆動が行なわれる。

一方、ステップＳ２０６において、位相差検出方式により、焦点検出エリアＡＦＰにおける、デフォーカス量の算出ができなかったと判定された場合には、ステップＳ２０７に進み、上述した図１０のステップＳ１０６と同様にして、ズームトラッキングを禁止する処理が行なわれ、ステップＳ２０８に進み、上述した図１０のステップＳ１０７〜Ｓ１１０と同様にして、スキャン動作の開始処理が行なわれ、ステップＳ２０９〜Ｓ２１１において、スキャン動作が実行される。

そして、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、焦点検出エリアＡＦＰにおける、デフォーカス量の算出ができた場合（ステップＳ２０９＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ２１３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駆動が行なわれる。また、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、焦点検出エリアＡＦＰにおける、合焦位置が検出できた場合（ステップＳ２１０＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ２１４に進み、上述した図１０のステップＳ１１３と同様にして、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行なわれる。なお、この場合においても、ステップＳ１０６において、ズームトラッキングを禁止する処理が行なわれているため、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駆動中（ステップＳ２１３）、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中（ステップＳ２１４）のいずれの場合においても、ズームトラッキングは禁止され、ズームレンズ３２の駆動が検出された場合でも、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されないこととなる。

一方、ステップＳ２１１において、フォーカスレンズ３３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Ｓ２１５に進む。ステップＳ２１５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、スキャン動作を終了し、フォーカスレンズ３３を予め定められた所定位置まで駆動させる処理が行なわれる。

そして、ステップＳ２１３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３３を合焦位置に駆動させた後、ステップＳ２１４において、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３３を合焦位置に駆動させた後、あるいは、ステップＳ２１５において、フォーカスレンズ３３を予め定められた所定位置まで駆動させる処理が行なわれた後には、ステップＳ２１６に進み、カメラ制御部２１により、ズームトラッキングの禁止を解除するために、ズームトラッキング許可信号がレンズ制御部３６に送信され、これにより、レンズ制御部３６によるズームトラッキング制御が許可とされ、ステップＳ２１７に進む。

そして、ステップＳ２１７では、オートフォーカスモードがＡＦ−Ｓモードに設定されているか否かの判定が行なわれる。ＡＦ−Ｓモードに設定されている場合には、ステップＳ２１８に進み、ＡＦ−Ｓモードではなく、ＡＦ−Ａモードに設定されている場合には、ステップＳ２２０に進む。

ＡＦ−Ｓモードに設定されている場合には、ステップＳ２１８に進み、ステップＳ２１８では、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に固定する合焦ロックが行なわれる。そして、ステップＳ２１９にて、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断が行なわれ、第２スイッチＳＷ２がオンされると、ステップＳ２２２に進み、被写体像の撮影が行なわれる。一方、第２スイッチＳＷ２がオンされない場合には、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に固定したまま、第２スイッチＳＷ２がオンされるまで、待機する。

一方、ＡＦ−Ａモードに設定されている場合には、ステップＳ２２０に進み、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。たとえば、カメラ制御部２１によって繰り返し算出されている位相差検出方式によるデフォーカス量が所定値以上変化した場合や、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、同じくカメラ制御部２１によって繰り返し算出されている焦点評価値が所定値以上変化した場合に、光学系の焦点状態が変化したと判断することができる。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Ｓ２０６に戻り、第１スイッチＳＷ１がオンされた状態である場合には、上述してステップＳ２０７〜Ｓ２１５の処理を再度行なうことにより、フォーカスレンズ３３を合焦位置まで駆動させるための動作が行なわれる。一方、光学系の焦点状態が変化していない場合には、第２スイッチＳＷ２がオンされるか（ステップＳ２２１）、あるいは、光学系の焦点状態が変化するまで（ステップＳ２２０）、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置に停止させたまま待機する。

本実施形態においては、静止画撮影に適したモードであるＡＦ−ＳモードまたはＡＦ−Ａモードが選択されている場合には、以上のように動作する。

すなわち、本実施形態においては、ＡＦ−Ｓモードに設定されている場合においては、図１４に示すように、フォーカスレンズ３３が停止している場合（時間ｔ２０〜ｔ２１）には、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ２０１）、第１スイッチＳＷ１がオンされ（ステップＳ２０５）、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されないと判断されると（ステップＳ２０６＝Ｎｏ）、ズームトラッキングが禁止され（ステップＳ２０７）、ズームトラッキングが禁止とされた状態で、スキャン動作（ステップＳ２０８〜Ｓ２１１）が実行される(時間ｔ２１〜ｔ２２)。そして、コントラスト検出方式により合焦位置（Ｐ２の位置）の検出ができた場合（ステップＳ２１０＝Ｙｅｓ）には、ズームトラッキングが禁止とされた状態のまま合焦駆動が行なわれる（時間ｔ２２〜ｔ２３）。次いで、合焦駆動が行なわれると、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ２１６）、合焦ロック（Ｓ２１８）とされる。そして、この際においては、時間ｔ２４において、合焦位置がＰ２からＰ３に変化した場合でも、フォーカスレンズ３３の駆動を行われない一方で、ズームレンズ３２の駆動が検出されると、カメラ制御部２１により、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されることとなる。

また、本実施形態においては、ＡＦ−Ｓモードに設定されている場合においては、図１５に示すように、フォーカスレンズ３３が停止している場合（時間ｔ３０〜ｔ３１）には、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ２０１）、第１スイッチＳＷ１がオンされ（ステップＳ２０５）、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出されたと判断されると（ステップＳ２０６＝Ｙｅｓ）、ズームトラッキングが禁止され（ステップＳ２１２）、ズームトラッキングが禁止とされた状態で、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駆動（ステップＳ２１３）が実行される(時間ｔ３１〜ｔ３２)。次いで、合焦駆動の結果、フォーカスレンズ３３が合焦位置（Ｐ１１の位置）まで駆動されると、ズームトラッキングが許可とされ（ステップＳ２１６）、合焦ロック（Ｓ２１８）とされる。そして、この際においては、時間ｔ３３において、合焦位置がＰ１１からＰ１２に変化した場合でも、フォーカスレンズ３３の駆動を行われない一方で、ズームレンズ３２の駆動が検出されると、カメラ制御部２１により、ズームトラッキング制御、すなわち、ズームレンズ３２の移動量に応じたフォーカスレンズ３３を駆動する動作が実行されることとなる。

また、本実施形態においては、ＡＦ−Ａモードに設定されている場合には、上述したＡＦ−Ｆモードと同様に、図１１、図１２に示すように動作することとなる。

本実施形態においては、フォーカスレンズ３３をスキャン駆動させる際、フォーカスレンズ３３を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合焦駆動させる際、および、フォーカスレンズ３３を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合焦駆動させる際において、ズームレンズ３２が駆動した場合に、ズームレンズ３２の移動量に応じて、フォーカスレンズ３３を駆動させて、フォーカスを微調整するズームトラッキング制御を禁止するため、フォーカスレンズ３３がハンチング現象を起こしてしまうという不具合の発生を有効に防止することができ、これにより、使用感の向上および焦点調節精度の向上が可能となる。

加えて、本実施形態では、フォーカスレンズ３３のスキャン駆動が終了した後、および、フォーカスレンズ３３の合焦駆動が終了した後においては、ズームトラッキング制御を許可するため、スキャン駆動中または合焦駆動中において、ズームレンズ３２の駆動が行われた場合でも、スキャン駆動後または合焦駆動後において、ズームトラッキング制御を実行することで、スキャン駆動中または合焦駆動中における、ズームレンズ３２の駆動によるピントズレを適切に解消することができる。

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、上述した実施形態においては、ＡＦ−Ｆモードに設定されている場合において、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駆動、および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を行なった後は、フォーカスレンズ３３を合焦位置に停止させるような構成を例示したが、フォーカスレンズ３３を、合焦位置近傍において、微小に往復駆動させるウォブリング駆動を行なってもよい。そして、この場合においては、フォーカスレンズ３３をウォブリング駆動している際には、ズームトラッキング制御を行っても、フォーカスレンズ３３のハンチング現象の問題が発生しないため、ウォブリング駆動中は、ズームトラッキング制御は許可とすることで、使用感を損なうことなく、ズームレンズ３２の駆動によるピントズレを適切に解消することが可能となる。

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
３…レンズ鏡筒
３２…ズームレンズ
３２１…ズームレンズ駆動モータ
３３…フォーカスレンズ
３３１…フォーカスレンズ駆動モータ
３６…レンズ制御部

Claims (4)

1. 焦点調節レンズを光軸方向に駆動して、光学系の焦点状態を調節する焦点調節部と、
   ズームレンズを光軸方向に駆動して、ズーム倍率を変更するズーム倍率変更部と、
   前記焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、異なる焦点状態における焦点評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態の検出を行う第１焦点検出部と、
   前記ズームレンズの移動に応じて、前記焦点調節部に前記焦点調節レンズの移動を行わせるズームトラッキングを制御するズームトラッキング部と、
   前記光学系の焦点状態を検出するために前記焦点調節レンズの駆動が行われている場合に、ズームトラッキングを禁止する制御部と、
   位相差を用いて前記光学系の焦点状態を検出する第２焦点検出部と、
   シャッターレリーズボタンの半押し操作が行われた場合に、前記第１焦点検出部または前記第２焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させ、その後、前記シャッターレリーズボタンの半押し操作がされている間は、焦点検出結果に基づく前記焦点調節レンズの駆動を禁止する第１モードを設定する第１モード設定部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１モードに設定されている場合であり、かつ、前記第１焦点検出部または前記第２焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させる合焦駆動動作が行なわれた後、焦点検出結果に基づく前記焦点調節レンズの駆動が禁止されている場合には、ズームトラッキングを許可する撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記第１焦点検出部または前記第２焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させた後においても、前記光学系の焦点状態の変化に応じて、前記焦点調節レンズを駆動させる第２モードを設定する第２モード設定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第２モードに設定されている場合であり、かつ、前記第２焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させている場合には、ズームトラッキングを禁止する撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記制御部は、前記第２モードに設定されている場合であり、かつ、前記第１焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記焦点調節部により、前記焦点調節レンズを合焦位置に駆動させる合焦駆動動作が行なわれた後においては、ズームトラッキングを許可する撮像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記制御部は、前記焦点調節レンズのウォブリング駆動が行われている場合には、ズームトラッキングを許可する撮像装置。

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