JP6282240B2 - 撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、コンティニュアスＡＦおよびワンショットＡＦを実行可能な撮像装置に関する。

従来から、撮像素子を用いた焦点状態を検出する方式として、コントラストＡＦおよび撮像面位相差ＡＦが知られている。コントラストＡＦは、レンズを駆動しながら、像信号から得られるコントラスト情報に基づいて焦点調節を行う方式であり、より高精度な焦点調節動作が可能である。一方、撮像面位相差ＡＦは、レンズの射出瞳を通過した光束を分割して得られた分割光束を複数の焦点検出画素により受光し、その受光量に応じて出力される信号のずれ量に基づいて合焦に必要なレンズの駆動量を求める。撮像面位相差ＡＦによれば、高速かつ滑らかな焦点調節動作が可能である。しかし、撮像面位相差ＡＦは、レンズの光学特性や環境によって、コントラストＡＦに比べて合焦精度が劣る場合がある。このため、高精度な合焦精度を確保するには、コントラストＡＦにより焦点調節を行うことが望ましい。

一方、動画撮影や、焦点調節時の補助機能として、連続的に焦点調節を行い、常に合焦状態に制御する焦点調節方式（コンティニュアスＡＦ）が知られている。動画撮影時には滑らかな合焦動作が要求され、焦点調節の補助機能時には素早い焦点調節が求められる。このため、コンティニュアスＡＦを行う場合、撮像面位相差ＡＦを用いることが望ましい。

特許文献１には、撮像面位相差ＡＦとコントラストＡＦのハイブリッドＡＦにおいて、レンズの絞りを絞った場合、ウォブリング対応レンズに対してのみコントラストＡＦでウォブリングを行い、焦点調節動作を行う撮像装置が開示されている。また特許文献２には、主被写体の焦点検出位置を予測し、撮像面位相差ＡＦとコントラストＡＦとを切り替えて実行するカメラが開示されている。

特開２０１２−１１８１５４号公報 特開２０１３−３５０１号公報

しかしながら、特許文献１、２のいずれにおいても、コンティニュアスＡＦおよびワンショットＡＦを実行可能な撮像装置において、コンティニュアスＡＦの品位の保持、および、ワンショットＡＦにおける合焦精度の向上を図ることは困難である。

そこで本発明は、コンティニュアスＡＦの品位を保持しつつ、高い合焦精度の静止画撮影が可能な撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、交換レンズが着脱可能な撮像装置であって、光学像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、コントラスト方式による焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、焦点調節を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続的に焦点調節を行いながら前記交換レンズを駆動するモードである第１のモードにおいては、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、焦点調節後に前記交換レンズを合焦位置に停止させるモードである第２のモードにおいては、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行う。

本発明の他の側面としての撮像システムは、交換レンズと、前記撮像装置とを有する。

本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、撮像素子から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第１の焦点検出手段、および、コントラスト方式による焦点検出を行う第２の焦点検出手段を用いた交換レンズが着脱可能な撮像装置の制御方法であって、焦点調節を制御する制御ステップを有し、前記制御ステップでは、連続的に焦点調節を行いながら前記交換レンズを駆動するモードである第１のモードにおいては、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、焦点調節後に前記交換レンズを合焦位置に停止させるモードである第２のモードにおいては、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うように制御する。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるように構成されている。

本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、コンティニュアスＡＦの品位を保持しつつ、高い合焦精度の静止画撮影が可能な撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

実施形態１における焦点調節動作（撮像装置の制御方法）のフローチャートである。 各実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 各実施形態における撮像素子（撮像用画素）の構造を示す図である。 各実施形態における撮像素子の瞳分割機能の説明図である。 実施形態２における焦点調節動作のフローチャートである。 実施形態３における焦点調節動作のフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図２を参照して、本発明の実施例における撮像装置（撮像システム）について説明する。図２は、本実施例における撮像装置（撮像システム１００）の構成を示すブロック図である。本実施例の撮像システム１００は、撮像装置（カメラ本体）と撮像装置に着脱可能なレンズ装置（交換レンズ）とを備えたデジタルカメラシステムである。また本実施例の撮像装置（撮像システム１００）は、後述のように、撮像面位相差ＡＦ方法およびコントラストＡＦ方法による焦点調節が可能である。なお図２において、被写体側（交換レンズ側）を撮像装置（カメラ本体）の前方と定義し、各部の位置関係を説明する。

第１レンズ群１０１は、撮影レンズ（撮像光学系）を構成する複数のレンズ群のうち最も前端（被写体側）に位置し、光軸ＯＡの方向（光軸方向）に進退可能な状態でレンズ鏡筒に保持される。絞り兼用シャッタ１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うとともに、静止画撮影時には露光調節用シャッタとして機能する。第２レンズ群１０３は、絞り兼用シャッタ１０２と一体的に光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作と連動して変倍動作を行うズーム機能を有する。第３レンズ群１０５は、光軸方向に進退することにより焦点調節を行うフォーカスレンズ群である。光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。

撮像素子１０７は、被写体像（光学像）の光電変換を行い、例えばＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサ、および、その周辺回路により構成される。撮像素子１０７としては、例えば、横方向にｍ個の画素、縦方向にｎ個の画素を有する受光ピクセル上にベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタをオンチップで形成した２次元単板カラーセンサが用いられる。

レンズＲＯＭ１１０（読み出し専用メモリ）は、カメラ本体に着脱可能な交換レンズ毎に固有のデータ（レンズＩＤなどのレンズ情報）を記憶している。レンズＲＯＭ１１０に記憶されたレンズ情報は、焦点検出などを行う際に必要となるため、通信により、後述のＣＰＵ１２１（中央演算処理装置）に提供される。

ズームアクチュエータ１１１は、不図示のカム筒を回動（駆動）することで第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０３を光軸方向に沿って移動させることにより、変倍動作を行う。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して光量（撮影光量）を調節するとともに、静止画撮影時の露光時間を制御する。フォーカスアクチュエータ１１４は、第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。

電子フラッシュ１１５は、被写体を照明するために用いられる照明装置である。電子フラッシュ１１５としては、キセノン管を備えた閃光照明装置または連続発光するＬＥＤ（発光ダイオード）を備えた照明装置が用いられる。ＡＦ補助光部１１６は、所定の開口パターンを有するマスクの像を、投光レンズを介して、被写界に投影する。これにより、暗い被写体や低コントラストの被写体に対する焦点検出能力を向上させることができる。

ＣＰＵ１２１は、撮像装置（カメラ本体）の種々の制御を司る制御手段である。ＣＰＵ１２１は、演算部、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、および、通信インターフェイス回路などを有する。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムを読み出して実行することにより各部を駆動し、焦点検出、撮影、画像処理、または、記録などの一連の動作を制御する。

またＣＰＵ１２１は、第１の焦点検出手段１２１ａおよび第２の焦点検出手段１２１ｂを備えている。第１の焦点検出手段１２１ａは、撮像素子１０７の焦点検出画素から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出（撮像面位相差ＡＦ）を行う。第２の焦点検出手段１２１ｂは、コントラスト方式による焦点検出（コントラストＡＦ）を行う。ＣＰＵ１２１は、後述のように、第１の焦点検出手段１２１ａまたは第２の焦点検出手段１２１ｂのいずれかを選択して焦点調節を行う。

電子フラッシュ制御回路１２２は、撮影動作に同期して電子フラッシュ１１５の点灯制御を行う。補助光駆動回路１２３は、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光部１１６の点灯制御を行う。撮像素子駆動回路１２４は、撮像素子１０７の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。画像処理回路１２５は、撮像素子１０７から取得した画像データのγ（ガンマ）変換、カラー補間、または、ＪＰＥＧ圧縮などの処理を行う。ＪＰＥＧは“Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ”の略号である。

フォーカス駆動回路１２６およびフォーカスアクチュエータ１１４は、フォーカス手段を構成する。フォーカス駆動回路１２６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動し、第３レンズ群１０５を光軸方向に沿って移動させることにより、焦点ずれ量（デフォーカス量）を調節する。絞りシャッタ駆動回路１２８は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動して、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御する。ズーム駆動回路１２９は、撮影者のズーム操作に応じて、ズームアクチュエータ１１１を駆動する。フォーカス駆動回路１２６、絞りシャッタ駆動回路１２８、および、ズーム駆動回路１２９は、それぞれ、端子１３０（通信部）を介して、撮像装置（カメラ本体）内のＣＰＵ１２１と接続される。

表示器１３１は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）を備えて構成される。表示器１３１は、撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、または、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作部１３２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、および、撮影モード選択スイッチなどを備えて構成される。レリーズスイッチは、半押し状態（ＳＷ１＿ＯＮ）、および、全押し状態（ＳＷ２＿ＯＮ）の２段階のスイッチを有する。記録媒体１３３は、例えば撮像装置に着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影画像（画像データ）を記録する。

続いて、図３を参照して、本実施例における撮像素子１０７の構造について説明する。図３は撮像素子１０７の構造を示す図である。図３（Ａ）は撮像素子１０７の画素配列の説明図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）中の画素部２１０Ｇの拡大図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）中の線ａ−ａの断面図をそれぞれ示している。

図３（Ａ）は、撮像素子１０７（２次元ＣＭＯＳセンサ）の画素配列を、４行×４列の画素範囲で示している。画素部２１０の配列は、２行×２列であり、ベイヤー配列が採用されている。対角方向の２画素として、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素部２１０Ｇが配置されている。また、他の２画素として、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素部２１０Ｒ、および、Ｂ（青）の分光感度を有する画素部２１０Ｂがそれぞれ配置されている。画素部２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、それぞれ、瞳分割用の２つの副画素２０１ａ、２０１ｂを有する。副画素２０１ａは、撮像光学系の第１瞳領域を通過した光束を受光する第１画素である。また、副画素２０１ｂは、撮像光学系の第２瞳領域を通過した光束を受光する第２画素である。各画素を構成する検出素子（検出部）は、撮像用素子（撮像用画素）と焦点検出素子（焦点検出用画素）を兼用する。

図３（Ｂ）中のｘ、ｙ、ｚで示される座標軸に関し、ｘ−ｙ平面は図３（Ｂ）の紙面内に位置し、ｚ軸は紙面に対して垂直な軸である。副画素２０１ａ、２０１ｂは、ｘ軸に平行な方向に沿って配置されている。

図３（Ｃ）中のｘ，ｙ，ｚで示される座標軸に関し、ｘ−ｚ平面は図３（Ｃ）の紙面内に位置し、ｙ軸は紙面に対して垂直な軸である。検出部は、ｐ型層２００およびｎ型層から構成されるフォトダイオードを有する。マイクロレンズ２０２は、受光面からｚ軸方向（光軸ＯＡの方向）に所定の距離だけ離れた位置に配置されている。マイクロレンズ２０２は、配線層２０３上に形成されている。

本実施例において、撮像素子１０７の全ての画素部２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂに、瞳分割用の副画素２０１ａ、２０１ｂが設けられている。副画素２０１ａ、２０１ｂは、焦点検出用画素（検出素子）として用いられる。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、瞳分割可能な焦点検出用画素（検出素子）が全画素のうちの一部の画素にのみ設けられている構成であってもよい。

続いて、図４を参照して、撮像素子１０７の瞳分割機能について説明する。図４は、撮像素子１０７の瞳分割機能の説明図であり、１つの画素部における瞳分割の様子を示している。図４中の下方に示される検出部（画素部）の座標軸（ｘ、ｙ、ｚ）に関し、ｘ−ｚ平面は図４の紙面内に位置し、ｙ軸は紙面に対して垂直な軸である。検出部は、ｐ型層３００、および、ｎ型層３０１ａ、３０１ｂを備えている。ｐ型層３００およびｎ型層３０１ａは、副画素２０１ａに相当する検出素子を構成する。また、ｐ型層３００およびｎ型層３０１ｂは、副画素２０１ｂに相当する検出素子を構成する。マイクロレンズ３０３は、ｚ軸上に配置されている。

また、図４の上方には、射出瞳３０２、および、枠３０４（例えば、絞り枠やレンズ枠）がそれぞれ示されている。図４の上方に示される座標軸（ｘ、ｙ、ｚ）に関し、ｘ−ｙ平面は図４の紙面内に位置し、ｚ軸は紙面に対して垂直な軸である。

１つの画素部には、ｐ型層３００に埋め込まれたｎ型層３０１ａ、３０１ｂが設けられていることにより、２つの副画素が形成されている。２つの副画素は、ｘ方向に沿って規則的に配置されている。また２つの副画素は、＋ｘ方向および−ｘ方向にそれぞれ偏芯しているため、１つのマイクロレンズ３０３を用いて瞳分割を行うことが可能である。図４において、射出瞳３０２として、像信号Ａの瞳３０２ａ、および、像信号Ｂの瞳３０２ｂが示されている。像信号Ａは、−ｘ方向に偏芯したｎ型層３０１ａに対応する副画素で取得される第１の像信号である。また、像信号Ｂは、＋ｘ方向に偏芯したｎ型層３０１ｂに対応する副画素で取得される第２の像信号である。ＣＰＵ１２１は、像信号Ａと像信号Ｂとの相対的な像ずれ量を検出し、相関演算を用いて焦点ずれ量（デフォーカス量）を算出することにより、撮影レンズの焦点状態を検出する（焦点検出を行う）ことができる。またＣＰＵ１２１は、フォーカス手段（フォーカス駆動回路１２６およびフォーカスアクチュエータ１１４）を用いて、焦点状態の検出結果に基づいて、撮影レンズの焦点ずれ量を調節する処理を行う。

なお、図４に示される例では、ｘ方向に輝度分布を有する被写体に対応した構成について説明している。同様の構成は、ｙ方向についても適用可能であるため、ｙ方向に輝度分布を有する被写体にも対応することができる。また本実施例では、瞳分割を行うため、１画素中に偏芯させた複数の副画素を１次元方向（ｘ方向）に配置した例について説明している。ただし、複数の副画素の配置（瞳分割方法）はこれに限定されるものではなく、ｘ方向およびｙ方向の２次元平面にて瞳分割用の複数の副画素を配置してもよい。また本実施例では、瞳分割を行う１つのマイクロレンズ当たり、複数の副画素を配置した例について説明している。ただし、複数の副画素の配置（瞳分割方法）はこれに限定されるものではなく、１つマイクロレンズ当たり、偏芯させた画素を１つ配置し、偏芯量の異なる複数の画素を用いて焦点検出を行ってもよい。

撮像素子１０７を用いた焦点状態を検出する方式として、コントラストを用いた焦点調節方式（コントラストＡＦ）がある。コントラストＡＦは、撮影レンズを動かしながら、撮像素子１０７からの信号（画素信号）のコントラスト情報に基づいて焦点調節を行う方法である。コントラストＡＦは、より高精度な焦点調節動作が可能である。コントラストＡＦは、ＣＰＵ１２１（第２の焦点検出手段）により実行される。

また、コントラストＡＦとは異なる焦点状態を検出する方式として、位相差検出方式（ずれ方式）がある。位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、２分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光する。そして、その受光量に応じて出力される信号のずれ量、すなわち、光束の分割方向の相対的な位置ずれ量を検出することにより、合焦させるために必要な撮影レンズの駆動量を直接求める。位相差検出方式によれば、焦点検出用画素（焦点検出用センサ）により一度蓄積動作を行うことにより、焦点ずれ量および合焦方向が得られるため、高速な焦点調節動作が可能である。また、焦点ずれ量および合焦方向を取得しながら撮影レンズを駆動させることにより、被写体に対する合焦位置を通り過ぎることのない滑らかな焦点調節が可能となる。また、位相差検出方式を利用する構成として、撮像素子１０７に焦点検出用画素を配置して位相差検出方式による焦点検出を行う焦点調節方式（撮像面位相差ＡＦ）がある。撮像面位相差ＡＦは、ＣＰＵ１２１（第１の焦点検出手段）により実行される。

撮像装置（撮像システム１００）は、静止画撮影時において、焦点調節を行ってから撮影を行う。撮影時には、第３レンズ群１０５が合焦位置に停止していることが望ましい。このため、静止画撮影時の焦点調節を行う際に、合焦後（焦点調節後）に第３レンズ群１０５を合焦位置に停止させるようにフォーカスアクチュエータ１１４を制御するモード（ワンショットＡＦ、第２のモード）がある。ワンショットＡＦは、高い合焦精度が要求されるため、高精度の焦点調節を行う必要がある。

一方、撮像面位相差ＡＦは、撮影レンズの光学特性や環境により、コントラストＡＦに比べて合焦精度が劣る場合がある。このため、高い合焦精度を必要とするワンショットＡＦの場合、焦点調節方式をコントラストＡＦに切り替えるように制御する必要がある。

また、動画撮影や、焦点調節時の補助機能として、連続的に焦点調節を行い、第３レンズ群１０５の合焦状態を継続的に維持する焦点調節方式のモード（コンティニュアスＡＦ、第１のモード）がある。動画撮影時には、滑らかな合焦動作が求められ、焦点調節の補助機能時には素早い焦点調節が求められる。このため、コンティニュアスＡＦを行う際には、撮像面位相差ＡＦを用いることが望ましい。

［実施形態１］
次に、図１を参照して、本発明の実施形態１における撮像装置の制御方法（焦点調節動作）について説明する。図１は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスＡＦ制御がＯＮである場合（コンティニュアスＡＦ制御を行う場合）について示している。図１に示される各ステップは、主に、ＣＰＵ１２１の指令に基づいて実行される。

まず、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１２１は、撮像面位相差ＡＦにより（第１の焦点検出手段１２１ａを選択して）コンティニュアスＡＦを開始する。続いてステップＳ１０２において、ＣＰＵ１２１は、操作部１３２のレリーズスイッチが半押し状態（ＳＷ１＿ＯＮ）であるか否かを判定する。レリーズスイッチが半押し状態（ＳＷ１＿ＯＮ）でない場合、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。この間、撮像面位相差ＡＦによるコンティニュアスＡＦが継続している。一方、レリーズスイッチが半押し状態（ＳＷ１＿ＯＮ）である場合、ステップＳ１０３に進む。これにより、ＣＰＵ１２１は、コンティニュアスＡＦからワンショットＡＦへ切り替えるための制御を開始する。すなわちＣＰＵ１２１は、レリーズスイッチが半押し状態になった場合、コンティニュアスＡＦモードからワンショットＡＦモードに変更する。

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１２１は、撮像装置（カメラ本体）に装着された交換レンズが撮像面位相差ＡＦに対応しているレンズ（撮像面位相差ＡＦ対応レンズ）であるか否かを判定する。この判定は、レンズＲＯＭ１１０のレンズ情報に含まれるレンズＩＤに基づいて行われる。撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差ＡＦ対応レンズである場合、ステップＳ１０４に進む。一方、交換レンズが撮像面位相差ＡＦ対応レンズでない場合、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１２１は、撮像面位相差ＡＦにより（第１の焦点検出手段１２１ａを選択して）焦点調節（ワンショットＡＦ）を行う。一方、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１２１は、コントラストＡＦにより（第２の焦点検出手段１２１ｂを選択して）焦点調節（ワンショットＡＦ）を行う。このように本実施例において、ＣＰＵ１２１は、撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差ＡＦ対応レンズであるか否かに応じて、ワンショットＡＦの方式（撮像面位相差ＡＦまたはコントラストＡＦ）を変更する。

続いてステップＳ１０６において、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４またはステップＳ１０５のそれぞれの焦点調節動作により合焦したか否か（合焦状態にあるか否か）を判定する。合焦状態でない場合、ステップＳ１０６の判定を繰り返す。一方、合焦状態である場合、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１２１は、レリーズスイッチが全押し状態（ＳＷ２＿ＯＮ）であるか否かを判定する。レリーズスイッチが全押し状態（ＳＷ２＿ＯＮ）でない場合、ステップＳ１０７の判定を繰り返す。一方、レリーズスイッチが全押し状態（ＳＷ２＿ＯＮ）である場合、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１２１は撮影動作を行い、撮像素子１０７から撮影画像（画像データ）が得られる。

このようにＣＰＵ１２１（制御手段）は、連続的に焦点調節を行いながら第３レンズ群１０５を駆動する第１のモード（コンティニュアスＡＦモード）において、第１の焦点検出手段１２１ａを用いて焦点調節を行う。またＣＰＵ１２１は、焦点調節後に第３レンズ群１０５を合焦位置に停止させる第２のモード（ワンショットＡＦモード）において、レンズ情報に応じて選択された第１の焦点検出手段１２１ａまたは第２の焦点検出手段１２１ｂを用いて焦点調節を行う。レンズ情報は、例えばレンズＩＤであるが、これに限定されるものではなく、例えばレンズＲＯＭ１１０に記憶された焦点検出に関する情報であってもよい。

好ましくは、ＣＰＵ１２１は、第２のモードにおいて、レンズ情報が第１の情報である場合、第１の焦点検出手段１２１ａを用いて焦点調節を行う。一方、ＣＰＵ１２１は、レンズ情報が第２の情報である場合、第２の焦点検出手段１２１ｂを用いて焦点調節を行う。

より好ましくは、第１の情報は、第３レンズ群１０５が位相差方式による焦点検出（撮像面位相差ＡＦ）に対応していることを示す情報、すなわち第３レンズ群１０５が位相差方式による焦点検出において所定の合焦精度を有することを示す情報である。また、第２の情報は、第３レンズ群１０５が位相差方式による焦点検出に対応していないことを示す情報、すなわち第３レンズ群１０５が位相差方式による焦点検出において所定の合焦精度を有しないことを示す情報である。

本実施形態において、滑らかな焦点調節動作が要求されるコンティニュアスＡＦを行う際には、撮像面位相差ＡＦにより焦点調節（ＡＦ制御）を行う。一方、高い合焦精度が要求されるワンショットＡＦを行う際には、交換レンズに応じて撮像面位相差ＡＦまたはコントラストＡＦのいずれか一方により焦点調節を行う。このため本実施形態によれば、コントラストＡＦに比べて撮像面位相差ＡＦによる合焦精度が劣る交換レンズがカメラ本体に装着された場合でも、静止画撮影時の合焦精度を保ちつつ、コンティニュアスＡＦの品位を向上させることができる。

［実施形態２］
次に、図５を参照して、本発明の実施形態２における撮像装置の制御方法（焦点調節動作）について説明する。

撮像面位相差ＡＦの合焦精度は、交換レンズに応じて、像高が高くなるとコントラストＡＦに比べて劣る場合がある。本実施形態は、像高が高くなると撮像面位相差ＡＦの合焦精度が劣化する場合があることを考慮して、像高に応じてワンショットＡＦにおける焦点調節動作の方式を変更する。すなわち本実施形態では、撮像面位相差ＡＦ対応レンズがカメラ本体に装着された場合でも、撮像面の領域（像高）に応じて、焦点調節動作を変更する。撮像面位相差ＡＦにより所望の合焦精度を満たすことができる領域、例えば像高の低い中央領域に関しては、撮像面位相差ＡＦによる焦点調節を行う。一方、中央領域以外の領域、例えば像高の高い周辺領域に関しては、コントラストＡＦによる焦点調節を行う。

図５は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスＡＦ制御がＯＮである場合（コンティニュアスＡＦ制御を行う場合）について示している。図５に示される各ステップは、主に、ＣＰＵ１２１の指令に基づいて実行される。なお、図５のステップＳ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ２０５〜Ｓ２０９は、図１のステップＳ１０１〜Ｓ１０８とそれぞれ同様であるため、これらの説明は省略する。

ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１２１は、撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差ＡＦ対応レンズであると判定した場合、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０２にてレリーズスイッチが半押し状態（ＳＷ１＿ＯＮ）になった時点の焦点検出領域（測距領域）が、撮像面位相差ＡＦ対応領域内（所定の領域内）であるか否かを判定する。撮像面位相差ＡＦ対応領域とは、撮像面位相差ＡＦによりワンショットＡＦを行った場合に所望の合焦精度が得られる領域である。撮像面位相差ＡＦ対応領域は、ＣＰＵ１２１のＲＯＭやその他の記憶手段に予め記憶されている。また撮像面位相差ＡＦ対応領域は、撮像装置に装着された交換レンズ（レンズＩＤなどのレンズ情報）に応じて変更可能である。また、焦点検出領域が撮像面位相差ＡＦ対応領域内であるとは、焦点検出領域の全てが撮像面位相差ＡＦ対応領域内である場合または焦点検出領域の少なくとも一部（または所定の割合以上の領域）が撮像面位相差ＡＦ対応領域内である場合のいずれであってもよい。

ステップＳ２０４において、焦点検出領域が撮像面位相差ＡＦ対応領域内である場合、ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１２１は、撮像面位相差ＡＦにより焦点調節（ワンショットＡＦ）を行う。一方、焦点検出領域が撮像面位相差ＡＦ対応領域内でない場合、ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１２１は、コントラストＡＦにより焦点調節（ワンショットＡＦ）を行う。

このように本実施例において、ＣＰＵ１２１は、レンズ情報が第１の情報である場合、焦点検出領域の像高に応じて選択された第１の焦点検出手段１２１ａまたは第２の焦点検出手段１２１ｂを用いて焦点調節を行う。好ましくは、ＣＰＵ１２１は、レンズ情報が第１の情報である場合、焦点検出領域が所定の領域内であるか否かを判定する。そしてＣＰＵ１２１は、焦点検出領域が所定の領域内である場合、第１の焦点検出手段１２１ａを用いて前記焦点調節を行う。一方、焦点検出領域が所定の領域内でない場合、第２の焦点検出手段１２１ｂを用いて焦点調節を行う。

本実施形態によれば、撮像面位相差ＡＦ対応レンズがカメラ本体に装着された場合でも、像高に応じて撮像面位相差ＡＦまたはコントラストＡＦのいずれか一方を選択して焦点調節を行う。このため本実施形態によれば、コントラストＡＦに比べて撮像面位相差ＡＦによる合焦精度が劣る交換レンズがカメラ本体に装着された場合でも、静止画撮影時の合焦精度を保ちつつ、コンティニュアスＡＦの品位を向上させることができる。

［実施形態３］
次に、図６を参照して、本発明の実施形態３における撮像装置の制御方法（焦点調節動作）について説明する。

撮像面位相差ＡＦの合焦精度は、被写体や環境（撮影シーン）によっては、コントラストＡＦに比べて劣る場合がある。撮像面位相差ＡＦの合焦精度が劣る場合としては、例えば、低輝度環境である場合、低コントラストの被写体や等間隔の縞模様などの繰り返しパターンを撮影する場合がある。本実施形態では、所定の撮影シーンにおいて撮像面位相差ＡＦの合焦精度が劣化する場合があることを考慮して、撮影シーンに応じて撮像面位相差ＡＦの信頼度を判定する。撮像面位相差ＡＦの信頼度は、例えば、一対の像信号の一致度、シャープネス（鮮鋭度）、明暗比、相関変化量、蓄積時間などの撮像面位相差ＡＦの各種パラメータに基づいて判定される。このような信頼度判定により所望の信頼度が得られない場合、撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えて焦点調節を行う。

図６は、本実施形態における焦点調節動作のフローチャートであり、コンティニュアスＡＦ制御がＯＮである場合（コンティニュアスＡＦ制御を行う場合）について示している。図６に示される各ステップは、主に、ＣＰＵ１２１の指令に基づいて実行される。なお、図６のステップＳ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ３０５〜Ｓ３０９は、図１のステップＳ１０１〜Ｓ１０８とそれぞれ同様であるため、これらの説明は省略する。

ステップＳ３０３において、ＣＰＵ１２１は、撮像装置に装着された交換レンズが撮像面位相差ＡＦ対応レンズであると判定した場合、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１２１は、撮像面位相差ＡＦの信頼度を判定する。この信頼度判定により、所望の信頼度が得られないと判定された場合、ステップＳ３０６に進む。一方、所望の信頼度が得られると判定された場合、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０４において、所望の信頼度が得られると判定された場合、ステップＳ３０５において、ＣＰＵ１２１は、撮像面位相差ＡＦにより焦点調節（ワンショットＡＦ）を行う。一方、所望の信頼度が得られないと判定された場合、ステップＳ３０６において、ＣＰＵ１２１は、コントラストＡＦにより焦点調節（ワンショットＡＦ）を行う。

このように本実施例において、ＣＰＵ１２１は、レンズ情報が第１の情報である場合、撮影シーンに応じて選択された第１の焦点検出手段１２１ａまたは第２の焦点検出手段１２１ｂを用いて焦点調節を行う。

好ましくは、ＣＰＵ１２１は、レンズ情報が第１の情報である場合、撮影シーンが位相差方式による焦点検出の際に所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定する。そしてＣＰＵ１２１は、撮影シーンが所定の信頼度が得られるシーンである場合、第１の焦点検出手段１２１ａを用いて焦点調節を行う。一方、撮影シーンが所定の信頼度が得られるシーンでない場合、ＣＰＵ１２１は第２の焦点検出手段１２１ｂを用いて焦点調節を行う。より好ましくは、ＣＰＵ１２１は、一対の像信号の一致度、鮮鋭度、明暗比、相関変化量、および、蓄積時間の少なくとも一つに基づいて、撮影シーンが所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定する。

本実施形態によれば、撮像面位相差ＡＦ対応レンズがカメラ本体に装着された場合でも、撮影シーンに応じて（撮像面位相差ＡＦ信頼度の判定結果に応じて）撮像面位相差ＡＦまたはコントラストＡＦのいずれか一方を選択して焦点調節を行う。このため本実施形態によれば、コントラストＡＦに比べて撮像面位相差ＡＦによる合焦精度が劣る交換レンズがカメラ本体に装着された場合でも、静止画撮影時の合焦精度を保ちつつ、コンティニュアスＡＦの品位を向上させることができる。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

各実施例によれば、コンティニュアスＡＦの品位を保持しつつ、高い合焦精度の静止画撮影が可能な撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０７ 撮像素子
１２１ ＣＰＵ
１２１ａ 第１の焦点検出手段
１２１ｂ 第２の焦点検出手段

Claims (16)

1. 交換レンズが着脱可能な撮像装置であって、
   光学像を光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
   コントラスト方式による焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、
   焦点調節を行う制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、連続的に焦点調節を行いながら前記交換レンズを駆動するモードである第１のモードにおいては、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、焦点調節後に前記交換レンズを合焦位置に停止させるモードである第２のモードにおいては、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行う、ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて、前記レンズ情報が第１の情報である場合、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記レンズ情報が第２の情報である場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて、前記レンズ情報が第１の情報である場合、焦点検出領域の像高に応じて選択された前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記レンズ情報が第２の情報である場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて、前記レンズ情報が第１の情報である場合、焦点検出領域が所定の領域内である場合、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記焦点検出領域が前記所定の領域内でない場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記レンズ情報が第２の情報である場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて、前記レンズ情報が第１の情報である場合、撮影シーンに応じて選択された前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記レンズ情報が第２の情報である場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて、前記レンズ情報が第１の情報である場合、撮影シーンが前記位相差方式による焦点検出の際に所定の信頼度が得られるシーンである場合、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記撮影シーンが前記所定の信頼度が得られるシーンでない場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記レンズ情報が第２の情報である場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、一対の前記像信号の一致度、鮮鋭度、明暗比、相関変化量、および、蓄積時間の少なくとも一つに基づいて、前記撮影シーンが前記所定の信頼度が得られるシーンであるか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記第１の情報は、前記交換レンズが前記位相差方式による焦点検出に対応していることを示す情報であり、
   前記第２の情報は、前記交換レンズが前記位相差方式による焦点検出に対応していないことを示す情報であり、
   前記制御手段は、前記第１のモードにおいて、前記レンズが前記位相差方式による焦点検出に対応していない場合でも、前記第１の焦点検出手段を用いた焦点調節を行えることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記第１の情報は、前記交換レンズが前記位相差方式による焦点検出において所定の合焦精度を有することを示す情報であり、
   前記第２の情報は、前記交換レンズが前記位相差方式による焦点検出において前記所定の合焦精度を有しないことを示す情報であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記レンズ情報は、前記交換レンズのメモリに格納されていた情報であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記制御手段は、レリーズスイッチが半押し状態になった場合、前記第１のモードから前記第２のモードに変更することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 交換レンズと、
    請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
13. 撮像素子から得られた像信号に基づいて位相差方式による焦点検出を行う第１の焦点検出手段、および、コントラスト方式による焦点検出を行う第２の焦点検出手段を用いた交換レンズが着脱可能な撮像装置の制御方法であって、
    焦点調節を制御する制御ステップを有し、
    前記制御ステップでは、連続的に焦点調節を行いながら前記交換レンズを駆動するモードである第１のモードにおいては、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、焦点調節後に前記交換レンズを合焦位置に停止させるモードである第２のモードにおいては、前記交換レンズのレンズ情報に応じて選択された前記第１の焦点検出手段または前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うように制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 前記第２のモードにおいて、前記レンズ情報が第１の情報である場合、前記第１の焦点検出手段を用いて焦点調節を行い、前記レンズ情報が第２の情報である場合、前記第２の焦点検出手段を用いて焦点調節を行うように制御することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置の制御方法。
15. 請求項１３または１４に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
16. 請求項１５に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。