焦点調節装置および撮像装置
【課題】光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる焦点調節装置を提供すること。
【解決手段】光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１と、焦点調節レンズ３２が駆動可能なレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割して得られる複数の区分のうち、焦点調節レンズ３２が現在位置する区分を取得する取得部２１と、焦点調節レンズ３２が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分であるか否か、および、無限遠端から所定距離内に位置する区分であるか否かを判定し、該判定結果と、焦点検出部２１により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、駆動部３６に焦点調節レンズ３２の駆動を行わせながら、焦点検出部２１に光学系の焦点状態の検出を行わせる際における制御方法を決定する制御部２１と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【解決手段】光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１と、焦点調節レンズ３２が駆動可能なレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割して得られる複数の区分のうち、焦点調節レンズ３２が現在位置する区分を取得する取得部２１と、焦点調節レンズ３２が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分であるか否か、および、無限遠端から所定距離内に位置する区分であるか否かを判定し、該判定結果と、焦点検出部２１により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、駆動部３６に焦点調節レンズ３２の駆動を行わせながら、焦点検出部２１に光学系の焦点状態の検出を行わせる際における制御方法を決定する制御部２１と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系の焦点状態を検出できない場合に、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系の焦点状態の検出を行う技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系の焦点状態の検出を行う際に、焦点調節レンズを予め定めた所定方向に駆動させるものであるため、焦点調節レンズを駆動させた方向に合焦位置が存在しない場合には、光学系の焦点状態を検出するために時間がかかってしまう場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる焦点調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１]本発明の第一の観点に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズ（３２）を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズが駆動可能なレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割して得られる複数の区分のうち、前記焦点調節レンズが現在位置する区分を取得する取得部（２１）と、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分であるか否か、および、無限遠端から所定距離内に位置する区分であるか否かを判定し、該判定結果と、前記焦点検出部により検出した前記光学系の焦点状態とに基づいて、駆動部（３６）に前記焦点調節レンズの駆動を行わせながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における制御方法を決定する制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
[２] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記焦点検出部（２１）は、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式による焦点検出が可能であり、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値未満である場合に、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【０００９】
[３] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値以上である場合には、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズの現在位置に近い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部（２１）に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【００１０】
[４] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記焦点検出部（２１）は、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式による焦点検出が可能であり、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量を検出できない場合に、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【００１１】
[５] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量が検出できた場合には、前記位相差検出方式により検出された前記ずれ量に基づいて、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズを駆動させるように構成することができる。
【００１２】
[６] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、複数の撮像用画素（２２１）と複数の焦点検出用画素（２２２ａ，２２２ｂ）とを有し、前記光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部（２２）をさらに備え、前記焦点検出部（２１）は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記位相差検出方式による焦点検出を行うとともに、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記コントラスト検出方式による焦点検出を行うように構成することができる。
【００１３】
[７] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズ（３２）を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズが光軸方向に駆動可能なレンズ駆動範囲を所定数の区分に分割して得られる複数の区分の数と、前記複数の区分のうち前記焦点調節レンズが現在位置する区分とを取得する取得部（２１）と、前記複数の区分の数と、前記焦点調節レンズが現在位置する区分とに基づいて、前記焦点調節レンズが至近端又は無限遠端の近傍にあるか否かを判定し、前記判定の結果に応じて、前記焦点調節レンズの制御を異ならせる制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
[８] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置において、前記複数の区分のそれぞれは、前記焦点調節レンズ（３２）の位置を検出するエンコーダ（３５）の検出パターンの位置に対応して定められているように構成することができる。
【００１５】
[９]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学系の焦点状態に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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】図２は、フォーカスレンズが駆動可能な駆動範囲と、エンコーダにより検出可能なフォーカスレンズの位置（区分位置）との関係を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図４】図４は、図３のIV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５】図５は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。
【図６】図６（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図６（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７】図７は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図８（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９】図９は、図４のIX-IX線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
≪第１実施形態≫
図１は、第１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ここで、図２は、フォーカスレンズ３２が駆動可能な駆動範囲と、エンコーダ３５により検出可能なフォーカスレンズ３２の位置（区分位置）との関係を示す図である。本実施形態では、図２に示すように、フォーカスレンズ３２の駆動範囲が、１２の区分に分割されており、各区分が、至近側から無限遠側に向かって順に、第１の区分Ｄ１〜第１２の区分Ｄ１２として、それぞれ設定されている。そして、本実施形態において、エンコーダ３５は、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置を検出し、検出した区分の位置情報を、レンズ制御部３７を介して、カメラ制御部２１に送信する。たとえば、図２の示す例において、エンコーダ３５は、１２の区分のうち、フォーカスレンズ３２が現在位置する第３の区分Ｄ３（至近端から３番目の区分）の位置情報を、カメラ制御部２１に送信する。なお、区分の大きさは、特に限定されず、たとえば、百数十から数百パルス分のフォーカスレンズ３２の駆動量に相当する大きさとすることができる。また、本実施形態では、フォーカスレンズ３２の駆動範囲を、１２の区分に分割する構成を例示しているが、区分の数は特に限定されず、フォーカスレンズ３２の駆動範囲を、１１以下の区分に分割する構成としてもよいし、１３以上の区分に分割する構成としてもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。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。
【００３２】
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。
【００３３】
操作部２８は、シャッターレリーズ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。
【００３４】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３５】
図３は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図４は、図３のIV部分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。
【００３６】
本実施形態の撮像素子２２は、図４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。
【００３７】
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。
【００３８】
図５は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図７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７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。
【００３９】
また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図４に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００４０】
なお、図３に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。
【００４１】
図６（Ｄ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図８（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図６（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図８（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６（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８（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６（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８（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４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３に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００４２】
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。
【００４３】
また、図６（Ａ）、図６（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。
【００４４】
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。
【００４５】
図９は、図４のIX-IX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９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９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。
【００４６】
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。
【００４７】
なお、図９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。
【００４８】
また、図９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。
【００４９】
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。
【００５０】
図９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。
【００５１】
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。
【００５２】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図４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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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することでも求めることができる。
【００５６】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に駆動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。
【００５７】
次いで、図１０を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図１０は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。
【００５８】
ステップＳ１０１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、これを積算することにより行われる。また、撮影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して、焦点評価値を算出するような構成としてもよい。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。
【００５９】
ステップＳ１０２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Ｓ１０３に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ１０２で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、焦点評価値の算出が繰り返し行われる。
【００６０】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報の取得が行われる。本実施形態では、図２に示すように、フォーカスレンズ３２の駆動範囲が、所定数の区分（図２では、１２の区分）に分割されており、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７から、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報を取得することができる。たとえば、図２に示す例では、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報として、第３の区分Ｄ３（至近端から３番目の区分）の位置情報を取得する。
【００６１】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０３で取得した、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離以内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離以内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かの判定が行われる。
【００６２】
ここで、図１１は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の一例を示す図である。なお、図１１に示す例では、第１の区分Ｄ１〜第３の区分Ｄ３が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域として設定されており、第１０の区分Ｄ１０〜第１２の区分Ｄ１２が、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域として設定されている。たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分が第１の区分Ｄ１〜第３の区分Ｄ３である場合、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２は至近端領域に位置するものと判定することができる。また、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分が、たとえば、第１０の区分Ｄ１０〜第１２の区分Ｄ１２である場合、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２は無限遠端領域に位置すると判定することができる。一方、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が、たとえば、第４の区分Ｄ４〜第９の区分Ｄ９である場合には、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２は、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないものと判定することができる。
【００６３】
そして、ステップＳ１０４において、フォーカスレンズ３２が、至近端領域または無限遠端領域に位置すると判定された場合は、ステップＳ１０５に進み、一方、フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないと判定された場合には、ステップＳ１０８に進む。
【００６４】
ステップ１０５では、カメラ制御部２１により、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が、所定値ｓ以上であるか否かの判断が行われる。算出された焦点評価値が所定値ｓ以上である場合には、ステップＳ１０６に進み、後述するスキャン動作において、フォーカスレンズ３２を駆動させるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置に近い方の端部が存在する方向に設定される。一方、ステップＳ１０５で、算出された焦点評価値が所定値ｓ未満であると判断された場合には、ステップＳ１０７に進み、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向に設定される。
【００６５】
たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分が第３の区分Ｄ３である場合は、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が至近端領域に位置すると判定され（ステップＳ１０４＝Ｙｅｓ）、焦点評価値が所定値ｓ未満の値で算出されるため（ステップＳ１０５＝Ｎｏ）、スキャン動作におけるスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端が存在する方向に設定される（ステップＳ１０７）。また、たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が第１０の区分Ｄ１０である場合は、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が無限遠端領域に位置すると判定され（ステップＳ１０４＝Ｙｅｓ）、焦点評価値が所定値ｓ以上の値で算出されるため（ステップＳ１０５＝Ｙｅｓ）、フォーカスレンズ３２のスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端が存在する方向に設定される（ステップＳ１０６）。
【００６６】
また、ステップＳ１０４で、フォーカスレンズ３２が至近端領域および無限遠端領域のいずれの領域にも位置していないと判断された場合は、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、カメラ制御部２１により、スキャン動作におけるスキャン方向が、予め定められた所定の方向に設定される。たとえば、図１１に示す例では、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が第４の区分Ｄ４〜第９の区分Ｄ９である場合は、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれの領域にも位置していないと判定される。この場合、カメラ制御部２１は、たとえば、風景を撮影する風景撮影シーンが選択されている場合には、スキャン動作におけるスキャン方向を、風景撮影シーンに応じて予め決められた無限遠端が存在する方向に設定することができ、また、接写撮影シーンが選択されている場合には、スキャン動作におけるスキャン方向を、接写撮影シーンに応じて予め決められた至近端が存在する方向に設定することができる。
【００６７】
そして、ステップＳ１０９では、カメラ制御部２１により、スキャン動作が開始される。ここで、第１実施形態におけるスキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出を所定の間隔で行うことで、コントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作である。
【００６８】
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。また、本実施形態において、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８で設定したスキャン方向に、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように制御を行う。
【００６９】
そして、カメラ制御部２１は、設定したスキャン方向に、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の撮像画素２２１から画素出力の読み出しを行い、読み出した画素出力に基づいて、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。
【００７０】
たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が、至近端領域内の第３の区分Ｄ３に位置する場合、所定値ｓ未満の焦点評価値が算出されるため、スキャン動作におけるスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端に向かう方向に設定される（ステップＳ１０７）。そのため、この場合、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、現在のレンズ位置から無限遠端に向かってスキャン駆動させながら、コントラスト検出方式により焦点検出を行うスキャン動作を実行する。
【００７１】
また、たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が、無限遠端領域内の第１０の区分Ｄ１０に位置する場合、所定値ｓ以上の焦点評価値が算出されるため、スキャン動作におけるスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置に近い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端に向かう方向に設定される（ステップＳ１０６）。そのため、この場合も、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、現在のレンズ位置から無限遠端に向かってスキャン駆動させながら、コントラスト検出方式による焦点検出を行うスキャン動作を実行する。
【００７２】
そして、ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップ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Ｓ１１１に進む。
【００７３】
ステップＳ１１１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Ｓ１１０に戻り、ステップＳ１１０，Ｓ１１１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、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Ｓ１１２に進む。
【００７４】
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１１０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、ステップＳ１１３に進み、カメラ制御部２１により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。
【００７５】
一方、ステップＳ１１１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Ｓ１１２に進む。ステップＳ１１２では、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た後に、合焦不能表示が行なわれる。なお、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。
【００７６】
以上のように、第１実施形態に係るカメラ１では、フォーカスレンズ３２の駆動範囲を、図２に示すように、所定数の区分に分割し、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報を取得する。そして、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かを判定し、該判定結果と、コントラスト検出方式により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、スキャン動作における制御方法を決定する。具体的には、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置し、コントラスト検出方式により算出した焦点評価値が所定値ｓ未満である場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在していないものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が至近端領域内の第３の区分Ｄ３に位置する場合には、所定値ｓ未満の焦点評価値が算出されるため、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部、すなわち、無限遠端に向かってスキャン駆動させる。これにより、本実施形態では、スキャン動作において、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向（図１１に示す例では、無限遠端が存在する方向）に駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる。
【００７７】
また、第１実施形態では、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置し、コントラスト検出方式により算出した焦点評価値が所定値ｓ以上である場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在しているものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が無限遠端領域内の第１０の区分Ｄ１０に位置する場合には、所定値ｓ以上の焦点評価値が算出されるため、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部、すなわち、無限遠端に向かってスキャン駆動させる。これにより、本実施形態では、合焦位置近傍において、フォーカスレンズ３２を適切にスキャン駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間をより短縮することができる。
【００７８】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態では、図１に示すカメラ１において、図１２に示すように、カメラ１が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１２を参照して、第２実施形態に係るカメラ１の動作について説明する。なお、図１２は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、ステップＳ２０１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が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。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、カメラ制御部２１は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出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。
【００８０】
ステップＳ２０２では、第１実施形態のステップＳ１０２と同様に、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、第１スイッチＳＷ１がオンした場合は、ステップＳ２０３に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ２０２で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、デフォーカス量の算出が繰り返し行われる。
【００８１】
ステップ２０３では、第１実施形態のステップＳ１０３と同様に、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報の取得が行われる。そして、ステップＳ２０４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、ステップＳ２１２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、ステップＳ２０５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は、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ２１２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。
【００８２】
ステップＳ２０５では、第１実施形態のステップＳ１０４と同様に、ステップＳ２０３で取得したフォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離以内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離以内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かの判定が行われる。フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないと判定された場合には、ステップＳ２０７に進み、第１実施形態のステップＳ１０８と同様に、スキャン動作におけるスキャン方向が、予め定められた所定の方向に設定される。一方、フォーカスレンズ３２が、至近端領域または無限遠端領域に位置すると判定された場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００８３】
ステップＳ２０６では、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置しているが、デフォーカス量を算出できなかった場合であり、この場合、カメラ制御部２１により、合焦位置がフォーカスレンズ３２の現在位置近傍に存在していないと判断され、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向に設定される。
【００８４】
そして、ステップＳ２０８では、カメラ制御部２１により、スキャン動作が開始される。ここで、第２実施形態におけるスキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、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を読み出し、読み出した一対の像データに基づいて、位相差検出方式によるデフォーカス量を、所定の間隔で算出することで、位相差検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作である。なお、第２実施形態において、カメラ制御部２１は、スキャン動作を行う際に、ステップＳ２０６，Ｓ２０７で設定されたスキャン方向に、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように制御を行う。
【００８５】
そして、ステップＳ２０９では、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Ｓ２１２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Ｓ２１０に進む。なお、ステップＳ２０９でも、ステップＳ２０４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、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ２１０に進む。
【００８６】
ステップＳ２１０では、第１実施形態のステップＳ１１１と同様に、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Ｓ２０９に戻り、ステップＳ２０９，Ｓ２１０を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、設定したスキャン方向に、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合焦位置の検出を、所定の間隔で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Ｓ２１１に進み、第１実施形態のステップＳ１１２と同様に、スキャン動作の終了処理が行なわれた後に、合焦不能表示が行なわれる。
【００８７】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ２０９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は、ステップＳ２１２に進み、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。また、ステップＳ２０４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も、ステップＳ２１２に進み、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行われる。
【００８８】
以上のように、第２実施形態に係るカメラ１では、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かを判定し、該判定結果と、位相差検出式により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、スキャン動作における制御方法を決定する。具体的には、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置する場合に、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できない場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在していないものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。このように、第２実施形態では、デフォーカス量を算出できない場合に、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向に駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる。
【００８９】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。第３実施形態では、図１に示すカメラ１において、図１３に示すように、カメラ１が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１３を参照して、第３実施形態に係るカメラ１の動作について説明する。なお、図１３は、第３実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【００９０】
まず、ステップＳ３０１，Ｓ３０２では、第２実施形態のステップＳ２０１、第１実施形態のステップＳ１０１と同様に、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出（ステップＳ３０１）と、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出（ステップＳ３０２）が開始される。そして、ステップＳ３０３では、第１実施形態のステップＳ１０２と同様に、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、第１スイッチＳＷ１がオンした場合は、ステップＳ３０４に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ３０３で待機する。
【００９１】
ステップＳ３０４では、第１実施形態のステップＳ１０３と同様に、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報の取得が行われる。そして、ステップＳ３０５では、第２実施形態のステップＳ２０４と同様に、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、ステップＳ３１５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、ステップＳ３０６に進む。なお、本実施形態においても、第２実施形態のステップＳ２０４，Ｓ２０９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、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ３１５に進む。
【００９２】
ステップＳ３０６では、第１実施形態のステップＳ１０４と同様に、ステップＳ３０４で取得したフォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離以内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離以内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かの判定が行われる。フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないと判定された場合には、ステップＳ３１０に進み、第１実施形態のステップＳ１０８と同様に、スキャン動作におけるスキャン方向が、予め定められた所定の方向に設定される。一方、フォーカスレンズ３２が、至近端領域または無限遠端領域に位置すると判断された場合は、ステップＳ３０７に進む。
【００９３】
ステップ３０７では、第１実施形態のステップＳ１０５と同様に、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が所定値ｓ以上であるか否かの判断が行われる。算出された焦点評価値が所定値ｓ以上である場合には、ステップＳ３０８に進み、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置に近い方の端部が存在する方向に設定される。一方、算出された焦点評価値が所定値ｓ未満であると判断された場合には、ステップＳ３０９に進み、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向に設定される。
【００９４】
そして、ステップＳ３１１では、カメラ制御部２１により、スキャン動作が開始される。ここで、第３実施形態におけるスキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による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、同時に並行して実行する動作である。また、第３実施形態において、カメラ制御部２１は、スキャン動作を行う際に、ステップＳ３０８〜Ｓ３１０で設定したスキャン方向に、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように制御を行う。
【００９５】
そして、ステップＳ３１２では、第２実施形態のステップＳ２０９と同様に、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われ、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Ｓ３１５に進み、第２実施形態のステップＳ２１２と同様に、算出されたデフォーカス量に基づいて、合焦駆動が行われる。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Ｓ３１３に進む。なお、ステップＳ３０５で、デフォーカス量が算出されたと判断された場合も、ステップＳ３１５に進み、デフォーカス量に基づく合焦駆動が行われる。
【００９６】
ステップＳ３１３では、第１実施形態のステップＳ１１０と同様に、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定が行なわれ、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Ｓ３１６に進み、第１実施形態のステップＳ１１３と同様に、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ３１４に進む。
【００９７】
ステップＳ３１４では、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、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Ｓ３１２に戻り、ステップＳ３１２〜Ｓ３１４を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ３１７に進み、スキャン動作の終了処理が行なわれた後に、合焦不能表示が行なわれる。
【００９８】
以上のように、第３実施形態に係るカメラ１では、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かを判定し、該判定結果と、位相差検出式およびコントラスト検出方式により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、スキャン動作における制御方法を決定する。具体的には、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置する場合であって、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が所定値ｓ未満であり、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できない場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在していないものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。また、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置する場合に、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には、該デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置に向かってスキャン駆動させるとともに、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が所定値ｓ以上であれば、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在しているものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させる。このように、第３実施形態では、コントラスト検出方式および位相差検出方式のいずれか一方の方式で焦点検出ができない場合でも、他方の方式における焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向に駆動させることができるとともに、コントラスト検出方式および位相差検出方式のいずれによっても焦点検出ができない場合でも、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向に駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間をより短縮することができる。
【００９９】
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。
【０１００】
たとえば、上述した実施形態では、図２に示すように、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割することで、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が、至近端または無限遠端の近傍にあるか否かを判定する構成を例示しているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動範囲を、エンコーダ３５の検出パターンの位置に対応して定められた所定数の区分に分割し、分割された所定数の区分数と、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分とを取得することで、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が、至近端または無限遠端の近傍にあるか否かを判定する構成としてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、焦点評価値と所定値ｓとを比較してスキャン方向を決定する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、通常、被写体輝度が低い場合、焦点評価値は低くなることから、スキャン方向の判断（図１０のＳ１０５、図１３のＳ３０７）を「焦点評価値が所定値以上、かつ被写体輝度が所定値以上」とする構成としてもよい。
【０１０２】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
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…フォーカスレンズ
３５…エンコーダ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系の焦点状態を検出できない場合に、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系の焦点状態の検出を行う技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系の焦点状態の検出を行う際に、焦点調節レンズを予め定めた所定方向に駆動させるものであるため、焦点調節レンズを駆動させた方向に合焦位置が存在しない場合には、光学系の焦点状態を検出するために時間がかかってしまう場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる焦点調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１]本発明の第一の観点に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズ（３２）を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズが駆動可能なレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割して得られる複数の区分のうち、前記焦点調節レンズが現在位置する区分を取得する取得部（２１）と、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分であるか否か、および、無限遠端から所定距離内に位置する区分であるか否かを判定し、該判定結果と、前記焦点検出部により検出した前記光学系の焦点状態とに基づいて、駆動部（３６）に前記焦点調節レンズの駆動を行わせながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における制御方法を決定する制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
[２] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記焦点検出部（２１）は、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式による焦点検出が可能であり、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値未満である場合に、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【０００９】
[３] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値以上である場合には、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズの現在位置に近い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部（２１）に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【００１０】
[４] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記焦点検出部（２１）は、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式による焦点検出が可能であり、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量を検出できない場合に、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【００１１】
[５] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記制御部（２１）は、前記焦点調節レンズ（３２）が現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量が検出できた場合には、前記位相差検出方式により検出された前記ずれ量に基づいて、前記駆動部（３６）に、前記焦点調節レンズを駆動させるように構成することができる。
【００１２】
[６] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、複数の撮像用画素（２２１）と複数の焦点検出用画素（２２２ａ，２２２ｂ）とを有し、前記光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部（２２）をさらに備え、前記焦点検出部（２１）は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記位相差検出方式による焦点検出を行うとともに、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記コントラスト検出方式による焦点検出を行うように構成することができる。
【００１３】
[７] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置は、焦点調節レンズ（３２）を有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズが光軸方向に駆動可能なレンズ駆動範囲を所定数の区分に分割して得られる複数の区分の数と、前記複数の区分のうち前記焦点調節レンズが現在位置する区分とを取得する取得部（２１）と、前記複数の区分の数と、前記焦点調節レンズが現在位置する区分とに基づいて、前記焦点調節レンズが至近端又は無限遠端の近傍にあるか否かを判定し、前記判定の結果に応じて、前記焦点調節レンズの制御を異ならせる制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
[８] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置において、前記複数の区分のそれぞれは、前記焦点調節レンズ（３２）の位置を検出するエンコーダ（３５）の検出パターンの位置に対応して定められているように構成することができる。
【００１５】
[９]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学系の焦点状態に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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】図２は、フォーカスレンズが駆動可能な駆動範囲と、エンコーダにより検出可能なフォーカスレンズの位置（区分位置）との関係を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図４】図４は、図３のIV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５】図５は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。
【図６】図６（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図６（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７】図７は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図８（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９】図９は、図４のIX-IX線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
≪第１実施形態≫
図１は、第１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ここで、図２は、フォーカスレンズ３２が駆動可能な駆動範囲と、エンコーダ３５により検出可能なフォーカスレンズ３２の位置（区分位置）との関係を示す図である。本実施形態では、図２に示すように、フォーカスレンズ３２の駆動範囲が、１２の区分に分割されており、各区分が、至近側から無限遠側に向かって順に、第１の区分Ｄ１〜第１２の区分Ｄ１２として、それぞれ設定されている。そして、本実施形態において、エンコーダ３５は、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置を検出し、検出した区分の位置情報を、レンズ制御部３７を介して、カメラ制御部２１に送信する。たとえば、図２の示す例において、エンコーダ３５は、１２の区分のうち、フォーカスレンズ３２が現在位置する第３の区分Ｄ３（至近端から３番目の区分）の位置情報を、カメラ制御部２１に送信する。なお、区分の大きさは、特に限定されず、たとえば、百数十から数百パルス分のフォーカスレンズ３２の駆動量に相当する大きさとすることができる。また、本実施形態では、フォーカスレンズ３２の駆動範囲を、１２の区分に分割する構成を例示しているが、区分の数は特に限定されず、フォーカスレンズ３２の駆動範囲を、１１以下の区分に分割する構成としてもよいし、１３以上の区分に分割する構成としてもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。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。
【００３２】
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。
【００３３】
操作部２８は、シャッターレリーズ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。
【００３４】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３５】
図３は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図４は、図３のIV部分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。
【００３６】
本実施形態の撮像素子２２は、図４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。
【００３７】
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。
【００３８】
図５は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図７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７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。
【００３９】
また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図４に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００４０】
なお、図３に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。
【００４１】
図６（Ｄ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図８（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図６（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図８（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６（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８（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６（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８（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４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３に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００４２】
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。
【００４３】
また、図６（Ａ）、図６（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。
【００４４】
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。
【００４５】
図９は、図４のIX-IX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９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９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。
【００４６】
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。
【００４７】
なお、図９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。
【００４８】
また、図９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。
【００４９】
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。
【００５０】
図９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。
【００５１】
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。
【００５２】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図４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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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することでも求めることができる。
【００５６】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に駆動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。
【００５７】
次いで、図１０を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図１０は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。
【００５８】
ステップＳ１０１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、これを積算することにより行われる。また、撮影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して、焦点評価値を算出するような構成としてもよい。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。
【００５９】
ステップＳ１０２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Ｓ１０３に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ１０２で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、焦点評価値の算出が繰り返し行われる。
【００６０】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報の取得が行われる。本実施形態では、図２に示すように、フォーカスレンズ３２の駆動範囲が、所定数の区分（図２では、１２の区分）に分割されており、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７から、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報を取得することができる。たとえば、図２に示す例では、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報として、第３の区分Ｄ３（至近端から３番目の区分）の位置情報を取得する。
【００６１】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０３で取得した、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離以内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離以内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かの判定が行われる。
【００６２】
ここで、図１１は、焦点評価値とフォーカスレンズ位置との関係の一例を示す図である。なお、図１１に示す例では、第１の区分Ｄ１〜第３の区分Ｄ３が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域として設定されており、第１０の区分Ｄ１０〜第１２の区分Ｄ１２が、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域として設定されている。たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分が第１の区分Ｄ１〜第３の区分Ｄ３である場合、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２は至近端領域に位置するものと判定することができる。また、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分が、たとえば、第１０の区分Ｄ１０〜第１２の区分Ｄ１２である場合、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２は無限遠端領域に位置すると判定することができる。一方、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が、たとえば、第４の区分Ｄ４〜第９の区分Ｄ９である場合には、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２は、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないものと判定することができる。
【００６３】
そして、ステップＳ１０４において、フォーカスレンズ３２が、至近端領域または無限遠端領域に位置すると判定された場合は、ステップＳ１０５に進み、一方、フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないと判定された場合には、ステップＳ１０８に進む。
【００６４】
ステップ１０５では、カメラ制御部２１により、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が、所定値ｓ以上であるか否かの判断が行われる。算出された焦点評価値が所定値ｓ以上である場合には、ステップＳ１０６に進み、後述するスキャン動作において、フォーカスレンズ３２を駆動させるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置に近い方の端部が存在する方向に設定される。一方、ステップＳ１０５で、算出された焦点評価値が所定値ｓ未満であると判断された場合には、ステップＳ１０７に進み、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向に設定される。
【００６５】
たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分が第３の区分Ｄ３である場合は、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が至近端領域に位置すると判定され（ステップＳ１０４＝Ｙｅｓ）、焦点評価値が所定値ｓ未満の値で算出されるため（ステップＳ１０５＝Ｎｏ）、スキャン動作におけるスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端が存在する方向に設定される（ステップＳ１０７）。また、たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が第１０の区分Ｄ１０である場合は、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が無限遠端領域に位置すると判定され（ステップＳ１０４＝Ｙｅｓ）、焦点評価値が所定値ｓ以上の値で算出されるため（ステップＳ１０５＝Ｙｅｓ）、フォーカスレンズ３２のスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端が存在する方向に設定される（ステップＳ１０６）。
【００６６】
また、ステップＳ１０４で、フォーカスレンズ３２が至近端領域および無限遠端領域のいずれの領域にも位置していないと判断された場合は、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、カメラ制御部２１により、スキャン動作におけるスキャン方向が、予め定められた所定の方向に設定される。たとえば、図１１に示す例では、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が第４の区分Ｄ４〜第９の区分Ｄ９である場合は、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれの領域にも位置していないと判定される。この場合、カメラ制御部２１は、たとえば、風景を撮影する風景撮影シーンが選択されている場合には、スキャン動作におけるスキャン方向を、風景撮影シーンに応じて予め決められた無限遠端が存在する方向に設定することができ、また、接写撮影シーンが選択されている場合には、スキャン動作におけるスキャン方向を、接写撮影シーンに応じて予め決められた至近端が存在する方向に設定することができる。
【００６７】
そして、ステップＳ１０９では、カメラ制御部２１により、スキャン動作が開始される。ここで、第１実施形態におけるスキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出を所定の間隔で行うことで、コントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作である。
【００６８】
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。また、本実施形態において、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８で設定したスキャン方向に、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように制御を行う。
【００６９】
そして、カメラ制御部２１は、設定したスキャン方向に、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の撮像画素２２１から画素出力の読み出しを行い、読み出した画素出力に基づいて、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。
【００７０】
たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が、至近端領域内の第３の区分Ｄ３に位置する場合、所定値ｓ未満の焦点評価値が算出されるため、スキャン動作におけるスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端に向かう方向に設定される（ステップＳ１０７）。そのため、この場合、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、現在のレンズ位置から無限遠端に向かってスキャン駆動させながら、コントラスト検出方式により焦点検出を行うスキャン動作を実行する。
【００７１】
また、たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が、無限遠端領域内の第１０の区分Ｄ１０に位置する場合、所定値ｓ以上の焦点評価値が算出されるため、スキャン動作におけるスキャン方向は、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置に近い方の端部が存在する方向、すなわち、無限遠端に向かう方向に設定される（ステップＳ１０６）。そのため、この場合も、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、現在のレンズ位置から無限遠端に向かってスキャン駆動させながら、コントラスト検出方式による焦点検出を行うスキャン動作を実行する。
【００７２】
そして、ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップ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Ｓ１１１に進む。
【００７３】
ステップＳ１１１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Ｓ１１０に戻り、ステップＳ１１０，Ｓ１１１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、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Ｓ１１２に進む。
【００７４】
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１１０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、ステップＳ１１３に進み、カメラ制御部２１により、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。
【００７５】
一方、ステップＳ１１１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Ｓ１１２に進む。ステップＳ１１２では、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た後に、合焦不能表示が行なわれる。なお、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。
【００７６】
以上のように、第１実施形態に係るカメラ１では、フォーカスレンズ３２の駆動範囲を、図２に示すように、所定数の区分に分割し、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報を取得する。そして、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かを判定し、該判定結果と、コントラスト検出方式により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、スキャン動作における制御方法を決定する。具体的には、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置し、コントラスト検出方式により算出した焦点評価値が所定値ｓ未満である場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在していないものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が至近端領域内の第３の区分Ｄ３に位置する場合には、所定値ｓ未満の焦点評価値が算出されるため、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部、すなわち、無限遠端に向かってスキャン駆動させる。これにより、本実施形態では、スキャン動作において、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向（図１１に示す例では、無限遠端が存在する方向）に駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる。
【００７７】
また、第１実施形態では、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置し、コントラスト検出方式により算出した焦点評価値が所定値ｓ以上である場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在しているものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。たとえば、図１１に示す例において、フォーカスレンズ３２が無限遠端領域内の第１０の区分Ｄ１０に位置する場合には、所定値ｓ以上の焦点評価値が算出されるため、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部、すなわち、無限遠端に向かってスキャン駆動させる。これにより、本実施形態では、合焦位置近傍において、フォーカスレンズ３２を適切にスキャン駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間をより短縮することができる。
【００７８】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態では、図１に示すカメラ１において、図１２に示すように、カメラ１が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１２を参照して、第２実施形態に係るカメラ１の動作について説明する。なお、図１２は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、ステップＳ２０１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が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。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、カメラ制御部２１は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出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。
【００８０】
ステップＳ２０２では、第１実施形態のステップＳ１０２と同様に、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、第１スイッチＳＷ１がオンした場合は、ステップＳ２０３に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ２０２で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、デフォーカス量の算出が繰り返し行われる。
【００８１】
ステップ２０３では、第１実施形態のステップＳ１０３と同様に、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報の取得が行われる。そして、ステップＳ２０４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、ステップＳ２１２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、ステップＳ２０５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は、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ２１２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。
【００８２】
ステップＳ２０５では、第１実施形態のステップＳ１０４と同様に、ステップＳ２０３で取得したフォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離以内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離以内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かの判定が行われる。フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないと判定された場合には、ステップＳ２０７に進み、第１実施形態のステップＳ１０８と同様に、スキャン動作におけるスキャン方向が、予め定められた所定の方向に設定される。一方、フォーカスレンズ３２が、至近端領域または無限遠端領域に位置すると判定された場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００８３】
ステップＳ２０６では、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置しているが、デフォーカス量を算出できなかった場合であり、この場合、カメラ制御部２１により、合焦位置がフォーカスレンズ３２の現在位置近傍に存在していないと判断され、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向に設定される。
【００８４】
そして、ステップＳ２０８では、カメラ制御部２１により、スキャン動作が開始される。ここで、第２実施形態におけるスキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、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を読み出し、読み出した一対の像データに基づいて、位相差検出方式によるデフォーカス量を、所定の間隔で算出することで、位相差検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作である。なお、第２実施形態において、カメラ制御部２１は、スキャン動作を行う際に、ステップＳ２０６，Ｓ２０７で設定されたスキャン方向に、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように制御を行う。
【００８５】
そして、ステップＳ２０９では、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Ｓ２１２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Ｓ２１０に進む。なお、ステップＳ２０９でも、ステップＳ２０４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、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ２１０に進む。
【００８６】
ステップＳ２１０では、第１実施形態のステップＳ１１１と同様に、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Ｓ２０９に戻り、ステップＳ２０９，Ｓ２１０を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、設定したスキャン方向に、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合焦位置の検出を、所定の間隔で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Ｓ２１１に進み、第１実施形態のステップＳ１１２と同様に、スキャン動作の終了処理が行なわれた後に、合焦不能表示が行なわれる。
【００８７】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ２０９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は、ステップＳ２１２に進み、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。また、ステップＳ２０４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も、ステップＳ２１２に進み、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行われる。
【００８８】
以上のように、第２実施形態に係るカメラ１では、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かを判定し、該判定結果と、位相差検出式により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、スキャン動作における制御方法を決定する。具体的には、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置する場合に、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できない場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在していないものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。このように、第２実施形態では、デフォーカス量を算出できない場合に、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向に駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間を短縮することができる。
【００８９】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。第３実施形態では、図１に示すカメラ１において、図１３に示すように、カメラ１が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１３を参照して、第３実施形態に係るカメラ１の動作について説明する。なお、図１３は、第３実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【００９０】
まず、ステップＳ３０１，Ｓ３０２では、第２実施形態のステップＳ２０１、第１実施形態のステップＳ１０１と同様に、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出（ステップＳ３０１）と、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出（ステップＳ３０２）が開始される。そして、ステップＳ３０３では、第１実施形態のステップＳ１０２と同様に、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、第１スイッチＳＷ１がオンした場合は、ステップＳ３０４に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ３０３で待機する。
【００９１】
ステップＳ３０４では、第１実施形態のステップＳ１０３と同様に、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報の取得が行われる。そして、ステップＳ３０５では、第２実施形態のステップＳ２０４と同様に、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、ステップＳ３１５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、ステップＳ３０６に進む。なお、本実施形態においても、第２実施形態のステップＳ２０４，Ｓ２０９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、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ３１５に進む。
【００９２】
ステップＳ３０６では、第１実施形態のステップＳ１０４と同様に、ステップＳ３０４で取得したフォーカスレンズ３２が現在位置する区分の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離以内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離以内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かの判定が行われる。フォーカスレンズ３２が、至近端領域および無限遠端領域のいずれにも位置していないと判定された場合には、ステップＳ３１０に進み、第１実施形態のステップＳ１０８と同様に、スキャン動作におけるスキャン方向が、予め定められた所定の方向に設定される。一方、フォーカスレンズ３２が、至近端領域または無限遠端領域に位置すると判断された場合は、ステップＳ３０７に進む。
【００９３】
ステップ３０７では、第１実施形態のステップＳ１０５と同様に、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が所定値ｓ以上であるか否かの判断が行われる。算出された焦点評価値が所定値ｓ以上である場合には、ステップＳ３０８に進み、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置に近い方の端部が存在する方向に設定される。一方、算出された焦点評価値が所定値ｓ未満であると判断された場合には、ステップＳ３０９に進み、スキャン動作におけるスキャン方向が、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部が存在する方向に設定される。
【００９４】
そして、ステップＳ３１１では、カメラ制御部２１により、スキャン動作が開始される。ここで、第３実施形態におけるスキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による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、同時に並行して実行する動作である。また、第３実施形態において、カメラ制御部２１は、スキャン動作を行う際に、ステップＳ３０８〜Ｓ３１０で設定したスキャン方向に、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように制御を行う。
【００９５】
そして、ステップＳ３１２では、第２実施形態のステップＳ２０９と同様に、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われ、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Ｓ３１５に進み、第２実施形態のステップＳ２１２と同様に、算出されたデフォーカス量に基づいて、合焦駆動が行われる。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Ｓ３１３に進む。なお、ステップＳ３０５で、デフォーカス量が算出されたと判断された場合も、ステップＳ３１５に進み、デフォーカス量に基づく合焦駆動が行われる。
【００９６】
ステップＳ３１３では、第１実施形態のステップＳ１１０と同様に、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定が行なわれ、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Ｓ３１６に進み、第１実施形態のステップＳ１１３と同様に、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ３１４に進む。
【００９７】
ステップＳ３１４では、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、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Ｓ３１２に戻り、ステップＳ３１２〜Ｓ３１４を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ３１７に進み、スキャン動作の終了処理が行なわれた後に、合焦不能表示が行なわれる。
【００９８】
以上のように、第３実施形態に係るカメラ１では、フォーカスレンズ３２が、至近端から所定距離内の範囲である至近端領域に位置するか否か、および、無限遠端から所定距離内の範囲である無限遠端領域に位置するか否かを判定し、該判定結果と、位相差検出式およびコントラスト検出方式により検出した光学系の焦点状態とに基づいて、スキャン動作における制御方法を決定する。具体的には、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置する場合であって、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が所定値ｓ未満であり、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できない場合には、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在していないものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から遠い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させるように、スキャン動作を制御する。また、フォーカスレンズ３２が至近端領域または無限遠端領域に位置する場合に、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には、該デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置に向かってスキャン駆動させるとともに、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値が所定値ｓ以上であれば、合焦位置が、フォーカスレンズ３２の現在位置の近傍に存在しているものと判断して、至近端および無限遠端のうち、フォーカスレンズ３２の現在位置から近い方の端部に向かって、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させる。このように、第３実施形態では、コントラスト検出方式および位相差検出方式のいずれか一方の方式で焦点検出ができない場合でも、他方の方式における焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向に駆動させることができるとともに、コントラスト検出方式および位相差検出方式のいずれによっても焦点検出ができない場合でも、フォーカスレンズ３２を合焦位置が存在する方向に駆動させることができるため、光学系の焦点状態の検出に要する時間をより短縮することができる。
【００９９】
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。
【０１００】
たとえば、上述した実施形態では、図２に示すように、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割することで、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が、至近端または無限遠端の近傍にあるか否かを判定する構成を例示しているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動範囲を、エンコーダ３５の検出パターンの位置に対応して定められた所定数の区分に分割し、分割された所定数の区分数と、フォーカスレンズ３２の現在位置する区分とを取得することで、フォーカスレンズ３２が現在位置する区分が、至近端または無限遠端の近傍にあるか否かを判定する構成としてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、焦点評価値と所定値ｓとを比較してスキャン方向を決定する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、通常、被写体輝度が低い場合、焦点評価値は低くなることから、スキャン方向の判断（図１０のＳ１０５、図１３のＳ３０７）を「焦点評価値が所定値以上、かつ被写体輝度が所定値以上」とする構成としてもよい。
【０１０２】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
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…フォーカスレンズ
３５…エンコーダ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節レンズを有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズが駆動可能なレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割して得られる複数の区分のうち、前記焦点調節レンズが現在位置する区分を取得する取得部と、
前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分であるか否か、および、無限遠端から所定距離内に位置する区分であるか否かを判定し、該判定結果と、前記焦点検出部により検出した前記光学系の焦点状態とに基づいて、駆動部に前記焦点調節レンズの駆動を行わせながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における制御方法を決定する制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部は、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式による焦点検出が可能であり、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値未満である場合に、前記駆動部に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値以上である場合には、前記駆動部に、前記焦点調節レンズの現在位置に近い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部は、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式による焦点検出が可能であり、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量を検出できない場合に、前記駆動部に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項４に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量が検出できた場合には、前記位相差検出方式により検出された前記ずれ量に基づいて、前記駆動部に、前記焦点調節レンズを駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
複数の撮像用画素と複数の焦点検出用画素とを有し、前記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をさらに備え、
前記焦点検出部は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記位相差検出方式による焦点検出を行うとともに、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記コントラスト検出方式による焦点検出を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
焦点調節レンズを有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズが光軸方向に駆動可能なレンズ駆動範囲を所定数の区分に分割して得られる複数の区分の数と、前記複数の区分のうち前記焦点調節レンズが現在位置する区分とを取得する取得部と、
前記複数の区分の数と、前記焦点調節レンズが現在位置する区分とに基づいて、前記焦点調節レンズが至近端又は無限遠端の近傍にあるか否かを判定し、前記判定の結果に応じて、前記焦点調節レンズの制御を異ならせる制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項８】
請求項７に記載の焦点調節装置において、前記複数の区分のそれぞれは、前記焦点調節レンズの位置を検出するエンコーダの検出パターンの位置に対応して定められていることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の焦点調節装置を備えた撮像装置。
【請求項１】
焦点調節レンズを有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズが駆動可能なレンズ駆動範囲を至近端から無限遠端に向かって順に所定数の区分に分割して得られる複数の区分のうち、前記焦点調節レンズが現在位置する区分を取得する取得部と、
前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分であるか否か、および、無限遠端から所定距離内に位置する区分であるか否かを判定し、該判定結果と、前記焦点検出部により検出した前記光学系の焦点状態とに基づいて、駆動部に前記焦点調節レンズの駆動を行わせながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における制御方法を決定する制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部は、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式による焦点検出が可能であり、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値未満である場合に、前記駆動部に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記コントラスト検出方式により算出された前記評価値が所定値以上である場合には、前記駆動部に、前記焦点調節レンズの現在位置に近い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置において、
前記焦点検出部は、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式による焦点検出が可能であり、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量を検出できない場合に、前記駆動部に、前記焦点調節レンズの現在位置から遠い方の端部に向かって、前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項４に記載の焦点調節装置において、
前記制御部は、前記焦点調節レンズが現在位置する区分が、至近端から所定距離内に位置する区分である場合、または、無限遠端から所定距離内に位置する区分である場合であり、前記位相差検出方式により前記ずれ量が検出できた場合には、前記位相差検出方式により検出された前記ずれ量に基づいて、前記駆動部に、前記焦点調節レンズを駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
複数の撮像用画素と複数の焦点検出用画素とを有し、前記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をさらに備え、
前記焦点検出部は、前記焦点検出用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像面のずれ量を検出することで、前記位相差検出方式による焦点検出を行うとともに、前記撮像用画素から出力された画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記コントラスト検出方式による焦点検出を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
焦点調節レンズを有する光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズが光軸方向に駆動可能なレンズ駆動範囲を所定数の区分に分割して得られる複数の区分の数と、前記複数の区分のうち前記焦点調節レンズが現在位置する区分とを取得する取得部と、
前記複数の区分の数と、前記焦点調節レンズが現在位置する区分とに基づいて、前記焦点調節レンズが至近端又は無限遠端の近傍にあるか否かを判定し、前記判定の結果に応じて、前記焦点調節レンズの制御を異ならせる制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項８】
請求項７に記載の焦点調節装置において、前記複数の区分のそれぞれは、前記焦点調節レンズの位置を検出するエンコーダの検出パターンの位置に対応して定められていることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の焦点調節装置を備えた撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１０４９３６（Ｐ２０１３−１０４９３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７０９５（Ｐ２０１１−２４７０９５）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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