撮像装置
【課題】好適な撮影モードの選択を可能とする撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置１００は、被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子１０と、前記撮像素子１０と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部２０と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群７２と、前記フォーカスレンズ７２の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部５０と、を備える。
【解決手段】撮像装置１００は、被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子１０と、前記撮像素子１０と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部２０と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群７２と、前記フォーカスレンズ７２の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部５０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を用いて、被写体像を電気信号に変換し、この電気信号をデジタル化して記録するデジタルカメラが普及している。
【０００３】
デジタル一眼レフカメラは、被写体像の位相差を検出する位相差検出部を有し、これによりオートフォーカス（以下、単にＡＦともいう）を行う位相差検出方式ＡＦ機能を備えている。位相差検出方式ＡＦ機能によれば、デフォーカス方向及びデフォーカス量を検出できるため、フォーカスレンズの移動時間を短縮でき、迅速にフォーカスできるという利点を有する（例えば、特許文献１）。従来のデジタル一眼レフカメラでは、位相差検出部に被写体からの光を導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に進出／退避可能に構成された可動ミラーを設けている。
【０００４】
また、いわゆるコンパクトデジタルカメラは、撮像素子を用いたビデオＡＦによるオートフォーカス機能を採用している（例えば、特許文献２）。こうして、コンパクトデジタルカメラでは、被写体からの光を位相差検出部へ導くためのミラーをなくすことにより小型化を実現している。このようなコンパクトデジタルカメラでは、撮像素子へ光を入射させた状態でオートフォーカスを行うことができる。すなわち、オートフォーカスを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理、例えば、撮像素子上に結像する被写体像から画像信号を取得して、カメラの背面に設けた画像表示部へ表示したり、記録部へ記録したりすることができる。このビデオＡＦによるオートフォーカス機能は、一般的に位相差検出方式ＡＦに比べて精度が高いという利点がある。
【特許文献１】特開２００７−１６３５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に係るデジタルカメラのようにビデオＡＦではデフォーカス方向を瞬時に検出することができない。例えば、コントラスト検出方式ＡＦによれば、コントラストピークを検出することで焦点を検出するが、フォーカスレンズを現在の位置から前後に移動させる等しないと、コントラストピークの方向、即ち、デフォーカス方向を検出することができない。そのため、焦点検出に時間がかかってしまう。
【０００６】
一方、焦点検出に要する時間を短縮する観点からは位相差検出方式ＡＦの方が有利であるが、特許文献１に係るデジタル一眼レフカメラのように位相差検出方式ＡＦを採用している撮像装置においては、被写体からの光を位相差検出部へ導くべく、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に可動ミラーを進出させる必要があるため、位相差検出方式ＡＦを行いながら、撮像素子を露光することができない。
【０００７】
発明者は、かかる点に鑑みて、撮像素子を露光しつつ、位相差検出方式ＡＦを行うことができる撮像装置を発明した。本出願は、当該撮像装置を応用し、好適な撮影モードの選択を可能とすることを第１の目的。また、本出願は、動画像の撮影時の位相差検出方式によるＡＦをスムーズに行うことを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の目的は、次の撮像装置によって達成される。
【０００９】
当該撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、を備える。
【００１０】
上記第２の目的は、次の撮像装置によって達成される。
【００１１】
当該撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる。
【発明の効果】
【００１２】
本願の撮像装置によれば、好適な撮影モードの選択が可能である。また、動画像の撮影時の位相差検出方式によるＡＦをスムーズに行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。
【００１５】
実施形態１に係るカメラ１００は、図１に示すように、交換レンズ式の一眼レフデジタルカメラであり、主に、カメラシステムの主要な機能を有するカメラ本体４と、カメラ本体４に取り外し可能に装着された交換レンズ７とから構成されている。交換レンズ７は、カメラ本体４の前面に設けられたボディマウント４１に装着されている。ボディマウント４１には電気切片４１ａが設けられている。
【００１６】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体４は、被写体像を撮影画像として取得する撮像ユニット１と、撮像ユニット１の露光状態を調節するシャッタユニット４２と、撮像ユニット１に入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのＩＲカット兼ＯＬＰＦ（Optical Low Pass Filter）４３と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示す
る画像表示部４４と、ボディ制御部５とを有している。このカメラ本体４が撮像装置本体を構成する。
【００１７】
また、カメラ本体４には、カメラシステムの電源の入切を操作する電源スイッチ４０ａと、撮影者がフォーカシング時およびレリーズ時に操作するレリーズボタン４０ｂと、種々の撮影モード及び機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替える設定スイッチ４０ｃ〜４０ｆとが設けられている。
【００１８】
電源スイッチ４０ａにより電源がＯＮ状態になると、カメラ本体４および交換レンズ７の各部に電源が供給される。
【００１９】
レリーズボタン４０ｂは、２段式であって、半押しすることで後述するオートフォーカスやＡＥ等を行う一方、全押しすることでレリーズが行われる。
【００２０】
ＡＦ設定スイッチ４０ｃは、後述する静止画撮影時の４つのオートフォーカス機能を切り替えるためのスイッチである。カメラ本体４は、このＡＦ設定スイッチ４０ｃが切り替えられることによって、静止画撮影時のオートフォーカス機能を４つのうちの何れかに設定するように構成されている。
【００２１】
動画撮影モード選択スイッチ４０ｄは、後述する動画撮影モードの設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、この動画撮影モード選択スイッチ４０ｄが操作されることによって、静止画撮影モードと動画撮影モードとを切替可能に構成されている。
【００２２】
ＲＥＣボタン４０ｅは、後述する動画撮影モードにおける動画像の記録開始操作および記録終了操作を受け付けるための操作部材である。ＲＥＣボタン４０ｅが押される操作をされることにより、カメラ１００は動画像の記録を開始する。動画像の記録中にＲＥＣボタン４０ｅが押される操作をされることにより、カメラ１００は動画像の記録を終了する。
【００２３】
おまかせｉＡ設定スイッチ４０ｆは、後述するおまかせｉＡ機能の設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、このおまかせｉＡ設定スイッチ４０ｆが操作されることによって、おまかせｉＡ機能のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成されている。
【００２４】
また、これらの設定スイッチ４０ｃ〜４０ｆは、カメラ撮影機能を種々選択するメニュー内の選択項目であってもよいことは言うまでもない。
【００２５】
さらにまた、マクロ設定スイッチ４０ｆは、交換レンズ７に設けてもよい。
【００２６】
撮像ユニット１は、詳しくは後述するが、光電変換により被写体像を電気信号に変換するものである。この撮像ユニット１は、ブレ補正ユニット４５によって光軸Ｘに直交する平面内で移動可能に構成されている。
【００２７】
ボディ制御部５は、ボディマイコン５０と、不揮発性メモリ５０ａと、シャッタユニット４２の駆動を制御するシャッタ制御部５１と、撮像ユニット１の動作を制御すると共に撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する撮像ユニット制御部５２と、例えばカード型記録媒体や内部メモリである画像格納部５８からの画像データの読み出し及び該画像格納部５８への画像データの記録を行う画像読み出し/記
録部５３と、画像読み出し/記録部５３を制御する画像記録制御部５４と、画像表示部４
４の表示を制御する画像表示制御部５５と、カメラ本体４のブレにより生じる像ブレ量を検出するブレ検出部５６と、ブレ補正ユニット４５を制御する補正ユニット制御部５７とを含む。このボディ制御部５が制御部を構成する。
【００２８】
ボディマイコン５０は、カメラ本体４の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスの制御を行う。ボディマイコン５０には、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭが搭載されている。そして、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディマイコン５０は様々な機能を実現することができる。
【００２９】
このボディマイコン５０は、電源スイッチ４０ａ、レリーズボタン４０ｂ及び各設定スイッチ４０ｃ〜４０ｆからの入力信号が入力されると共に、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等に対し制御信号を出力するように構成されており、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット
制御部５７等にそれぞれの制御を実行させる。また、ボディマイコン５０は、後述するレンズマイコン８０とマイコン間通信を行う。
【００３０】
例えば、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマ
イコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信すると共に、画像記録制御部
５４に画像の記録及び表示の指示を行って、画像格納部５８への画像信号の保存と画像表示制御部５５への画像信号の送信を行わせる。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を表示させる。
【００３１】
また、ボディマイコン５０は、詳しくは後述するが、レンズマイコン８０を介して被写体までの物点距離を検出するように構成されている。
【００３２】
不揮発性メモリ５０ａには、カメラ本体４に関する各種情報（本体情報）が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体４のメーカー名、製造年月日、型番、ボディマイコン５０にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体４を特定するための型式に関する情報（本体特定情報）、カメラ本体４がブレ補正ユニット４５及びブレ検出部５６等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、ブレ検出部５６の型番および感度などの検出性能に関する情報、エラー履歴なども含まれている。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ５０ａの代わりにボディマイコン５０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【００３３】
ブレ検出部５６は、手ブレなどに起因するカメラ本体４の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、カメラ本体４が静止している状態での出力を基準としてカメラ本体４が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてボディマイコン５０に与えられる。
【００３４】
−交換レンズの構成−
交換レンズ７は、カメラ本体４内の撮像ユニット１に被写体像を結ぶための撮像光学系を構成しており、主に、フォーカシングを行うフォーカス調節部７Ａと、絞りを調節する絞り調節部７Ｂと、光路を調節することで像ブレを補正するレンズ用像ブレ補正部７Ｃと、交換レンズ７の動作を制御するレンズ制御部８とを有している。
【００３５】
交換レンズ７は、レンズマウント７１を介して、カメラ本体４のボディマウント４１に取り付けられている。また、レンズマウント７１には、交換レンズ７がカメラ本体４に取り付けられてときにボディマウント４１の電気切片４１ａと電気的に接続される電気切片７１ａが設けられている。
【００３６】
フォーカス調節部７Ａは、フォーカスを調節するフォーカスレンズ群７２で構成されている。フォーカスレンズ群７２は、交換レンズ７の規格として定められた最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間で光軸Ｘ方向に移動可能である。また、フォーカスレンズ群７２は、後述するコントラスト検出方式による合焦位置検出の場合、合焦位置を挟んで光軸Ｘ方向前後に移動可能である必要があるため、上述の最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間よりもさらに光軸Ｘ方向前後に移動可能なレンズシフト余裕区間を有している。なお、フォーカスレンズ群７２は、必ずしも複数のレンズで構成される必要はなく、１枚のレンズで構成されていてもよい。
【００３７】
絞り調節部７Ｂは、絞りまたは開放を調節する絞り部７３で構成されている。この絞り部７３が光量調節部を構成する。
【００３８】
レンズ用像ブレ補正部７Ｃは、ブレ補正レンズ７４と、ブレ補正レンズ７４を光軸Ｘに直行する平面内で移動させるブレ補正レンズ駆動部７４ａとを有している。
【００３９】
レンズ制御部８は、レンズマイコン８０と、不揮発性メモリ８０ａと、フォーカスレンズ群７２の動作を制御するフォーカスレンズ群制御部８１と、フォーカスレンズ群制御部８１の制御信号を受けてフォーカスレンズ群７２を駆動するフォーカス駆動部８２と、絞り部７３の動作を制御する絞り制御部８３と、交換レンズ７のブレを検出するブレ検出部８４と、ブレ補正レンズ駆動部７４ａを制御するブレ補正レンズユニット制御部８５とを有する。
【００４０】
レンズマイコン８０は、交換レンズ７の中枢を司る制御装置であり、交換レンズ７に搭載された各部に接続されている。具体的には、レンズマイコン８０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。例えば、レンズマイコン８０は、ボディマイコン５０からの信号に基づいてレンズ用像ブレ補正装置（ブレ補正レンズ駆動部７４ａ等）を補正可能状態または補正不能状態に設定する機能を有している。また、レンズマウント７１に設けられた電気切片７１ａとボディマウント４１に設けられた電気切片４１ａとの接触により，ボディマイコン５０およびレンズマイコン８０は電気的に接続されており、互いに情報の送受信が可能となっている。
【００４１】
また、不揮発性メモリ８０ａには、交換レンズ７に関する各種情報（レンズ情報）が格納されている。このレンズ情報には、例えば、交換レンズ７のメーカー名、製造年月日、型番、レンズマイコン８０にインストールされているソフトのバージョンおよびファームアップに関する情報などの交換レンズ７を特定するための型式に関する情報（レンズ特定情報）、交換レンズ７がブレ補正レンズ駆動部７４ａ及びブレ検出部８４等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、像ブレを補正するための手段を搭載している場合は、ブレ検出部８４の型番および感度などの検出性能に関する情報、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの型番および最大補正可能角度などの補正性能に関する情報（レンズ側補正性能情報）、像ブレ補正を行うためのソフトのバージョンなどが含まれている。さらに、レンズ情報には、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動に必要な消費電力に関する情報（レンズ側消費電力情報）およびブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動方式に関する情報（レンズ側駆動方式情報）も含まれている。尚、不揮発性メモリ８０ａは、ボディマイコン５０から送信された情報を格納可能である。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ８０ａの代わりに、レンズマイコン８０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【００４２】
フォーカスレンズ群制御部８１は、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出部８１ａと、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出部８１ｂとを有している。絶対位置検出部８１ａは、交換レンズ７の筐体におけるフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出するものである。絶対位置検出部８１ａは、例えば、数ｂｉｔの接触型エンコーダ基板とブラシとによって構成され、絶対位置を検出可能に構成されている。相対位置検出部８１ｂは、それのみではフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出することができないが、フォーカスレンズ群７２の移動方向は検出可能であり、例えば二相エンコーダを用いている。二相エンコーダは回転パルスエンコーダや、ＭＲ素子、ホール素子など、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の位置に応じて等しいピッチで２値の信号を交互に出力するものが２つ設けられており、これらのピッチの位相をずらすように設置されている。レンズマイコン８０は、相対位置検出部８１ｂの出力からフォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を算出する。絶対位置検出部８１ａおよび相対位置検出部８１ｂは、フォーカスレンズ位置検出部の一例である。
【００４３】
ブレ検出部８４は、手ブレなどに起因する交換レンズ７の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、交換レンズ７が静止している状態での出力を基準として交換レンズ７が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデ
ジタル信号に変換されてレンズマイコン８０に与えられる。
【００４４】
ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部（図示せず）を備える。移動量検出部は、ブレ補正レンズ７４の実際の移動量を検出する検出部である。ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部からの出力に基づいて、ブレ補正レンズ７４を帰還制御している。
【００４５】
尚、カメラ本体４及び交換レンズ７の両方にブレ検出部５６，８４とブレ補正装置４５，７４ａを搭載した例を示したが、カメラ本体４及び交換レンズ７の何れかにブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていてもよく、何れにもブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていない場合であってもよい（その場合は、上述のブレ補正に関するシーケンスを排除すればよい）。
【００４６】
−撮像ユニットの構成−
撮像ユニット１は、図２に示すように、被写体像を電気信号に変換するための撮像素子１０と、撮像素子１０を保持するためのパッケージ３１と、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差検出ユニット２０とを有している。
【００４７】
撮像素子１０は、インターライン型ＣＣＤイメージセンサであって、図３に示すように、半導体材料で構成された光電変換部１１と、垂直レジスタ１２と、転送路１３と、マスク１４と、カラーフィルタ１５と、マイクロレンズ１６とを有している。
【００４８】
光電変換部１１は、基板１１ａと、基板１１ａ上に配列された複数の受光部（画素ともいう）１１ｂ，１１ｂ，…とを有している。
【００４９】
基板１１ａは、Ｓｉ（シリコン）ベースで構成されている。詳しくは、基板１１ａは、Ｓｉ単結晶基板又はＳＯＩ（Silicon On Insulator wafer）で構成されている。特に、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ薄膜とＳｉＯ２薄膜のサンドイッチ構造をなし、エッチングの処理などにおいてＳｉＯ２層で反応をとめることが可能であり、安定した基板加工を行う上で有利である。
【００５０】
また、受光部１１ｂは、フォトダイオードで構成されていて、光を吸収して電荷を発生する。受光部１１ｂ，１１ｂ，…は、基板１１ａ上において行列状に配列された微小な方形の画素領域内にそれぞれ設けられている（図４参照）。
【００５１】
垂直レジスタ１２は、受光部１１ｂごとに設けられており、受光部１１ｂに蓄積された電荷を一時蓄積する役割を有する。つまり、受光部１１ｂに蓄積された電荷は、垂直レジスタ１２に転送される。垂直レジスタ１２に転送された電荷は、転送路１３を介して水平レジスタ（図示省略）に転送され、増幅器（図示省略）に送られる。増幅器に送られた電荷は、増幅され電気信号として取り出される。
【００５２】
マスク１４は、受光部１１ｂを被写体側に露出させる一方、垂直レジスタ１２及び転送路１３を覆うように設けられていて、垂直レジスタ１２及び転送路１３に光が入射することを防止している。
【００５３】
カラーフィルタ１５及びマイクロレンズ１６は、各受光部１１ｂに対応して前記微小な方形の画素領域ごとに設けられている。カラーフィルタ１５は、特定の色だけを透過させるためのものであり、原色フィルタ又は補色フィルタが用いられる。本実施形態では、図４に示すように、いわゆるベイヤー型の原色フィルタが用いられている。すなわち、撮像素子１０全体としては、２行２列に隣接する４つのカラーフィルタ１５，１５，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、一方の対角方向に２つの緑のカラーフィルタ（即ち、緑色の可視光波長域に対して緑色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｇが配列され、他方の対角方向に赤のカラーフィルタ（即ち、赤色の可視光波長域に対して赤色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｒと青のカラーフィルタ（即ち、青色の可視光波長域に対して青色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｂとが配列されている。全体として緑のカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇ，…が縦横に１つおきに配置されている。
【００５４】
マイクロレンズ１６は、光を集光して受光部１１ｂに入射させるものである。このマイクロレンズ１６によって受光部１１ｂを効率良く照射できる。
【００５５】
このように構成された撮像素子１０においては、マイクロレンズ１６，１６，…によって集光された光は、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂに入射し、各カラーフィルタに応じた色の光だけが該カラーフィルタを透過して、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に照射する。各受光部１１ｂは、光を吸収して電荷を発生する。この各受光部１１ｂで発生した電荷は、垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。つまり、受光部１１ｂ，１１ｂ，…からは、各カラーフィルタに対応した色の受光光量が出力として得られる。
【００５６】
こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体における受光部１１ｂ，１１ｂ，…で光電変換を行うことによって、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。
【００５７】
ここで、基板１１ａには、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が複数形成されている。透過部１７は、基板１１ａにおける受光部１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄く形成されている。さらに詳しくは、透過部１７は、最も薄肉になっている陥没面１７ａと、該陥没面１７ａと裏面１１ｃとを繋ぐ傾斜面１７ｂ，１７ｂとを有している。
【００５８】
この基板１１ａにおける透過部１７を光が透過する程度の厚みに形成することによって、光電変換部１１に照射された光のうち該透過部１７に照射された光の一部は電荷に変換されずに該光電変換部１１を透過する。例えば、透過部１７における基板１１ａの厚みを２〜３μｍに設定することによって、近赤外光より長波長側を約５０％透過させることができる。
【００５９】
また、傾斜面１７ｂ，１７ｂは、透過部１７を透過する際に該傾斜面１７ｂで反射する光が後述する位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ向かわない角度に設定されている。こうすることで、後述するラインセンサ２４ａに実像でない像が形成されることを防止している。
【００６０】
この透過部１７が、撮像素子１０に入射する光を透過、即ち、通過させる薄肉部を構成する。ここで、少なくとも本明細書においては、「通過」は「透過」を含む概念である。
【００６１】
このように構成された撮像素子１０は、パッケージ３１に保持されている（図２参照）。このパッケージ３１が保持部を構成する。
【００６２】
詳しくは、パッケージ３１は、平板状の底板３１ａにフレーム３２が設けられていると共に、四方には立壁３１ｂ，３１ｂ，…が設けられている。撮像素子１０は、立壁３１ｂ，３１ｂ，…により四方を覆われるようにして、フレーム３２にマウントされると共に、フレーム３２に対してボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。
【００６３】
また、パッケージ３１の立壁３１ｂ，３１ｂ，…の先端には、撮像素子１０の撮像面（受光部１１ｂ，１１ｂ，…が設けられている面）を覆うようにカバーガラス３３が取り付けられている。このカバーガラス３３によって、撮像素子１０の撮像面はゴミの付着などから保護されている。
【００６４】
ここで、パッケージ３１の底板３１ａには、撮像素子１０の透過部１７，１７，…に対応する位置に該透過部１７，１７，…と同じ個数だけ開口３１ｃ，３１ｃ，…が貫通形成されている。この開口３１ｃ，３１ｃ，…により、撮像素子１０を透過した光が、後述する位相差検出ユニット２０まで到達する。この開口３１ｃが通過部を構成する。
【００６５】
尚、パッケージ３１の底板３１ａには、必ずしも開口３１ｃが貫通形成される必要はない。すなわち、撮像素子１０を透過した光が位相差検出ユニット２０まで到達する構成であれば、底板３１ａに透明部若しくは半透明部を形成する等の構成であってもよい。
【００６６】
位相差検出ユニット２０は、撮像素子１０の背面側（被写体と反対側）に設けられて、撮像素子１０からの通過光を受光して位相差検出を行う。詳しくは、位相差検出ユニット２０は、受光した通過光を測距のための電気信号に変換する。この位相差検出ユニット２０が位相差検出部を構成する。
【００６７】
この位相差検出ユニット２０は、図２，５に示すように、コンデンサレンズユニット２１と、マスク部材２２と、セパレータレンズユニット２３と、ラインセンサユニット２４と、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４を取り付けるためのモジュール枠２５とを有している。コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、撮像素子１０の厚さ方向に沿って該撮像素子１０側からこの順で並んでいる。
【００６８】
コンデンサレンズユニット２１は、複数のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を一体的にユニット化したものである。コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…は、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各コンデンサレンズ２１ａは、入射する光を集光するためのものであり、撮像素子１０を透過して拡がりつつある光を集光して、セパレータレンズユニット２３の後述するセパレータレンズ２３ａへと導く。各コンデンサレンズ２１ａは、入射面２１ｂが凸状に形成されていると共に、入射面２１ｂ近傍が円柱状に形成されている。
【００６９】
このコンデンサレンズ２１ａを設けることによって、セパレータレンズ２３ａへの入射角度が立つ（入射角が小さくなる）ため、セパレータレンズ２３ａの収差を抑えることができると共に、後述するラインセンサ２４ａ上の被写体像間隔を小さくすることができる。その結果、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを小型化することができる。また、撮像光学系からの被写体像の焦点位置が撮像ユニット１から大きく外れたとき（詳しくは、撮像ユニット１の撮像素子１０から大きく外れたとき）、その像のコントラストが著しく下がるが、本実施形態によれば、コンデンサレンズ２１ａとセパレータレンズ２３ａによる縮小効果によりコントラストの低下を抑え、焦点検出範囲を広くすることもできる。尚、焦点位置近傍における高精度な位相差検出等の場合、セパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａ等の寸法に余裕がある場合等においては、コンデンサレンズユニット２１を設けなくてもよい。
【００７０】
マスク部材２２は、コンデンサレンズユニット２１とセパレータレンズユニット２３との間に配設される。マスク部材２２は、各セパレータレンズ２３ａに対応する位置ごとに２つのマスク開口２２ａ，２２ａが形成されている。つまり、マスク部材２２は、セパレータレンズ２３ａのレンズ面を２つの領域に分割して、該２つの領域だけをコンデンサレンズ２１ａ側に露出させている。すなわち、マスク部材２２は、コンデンサレンズ２１ａにより集光された光を２つの光束に瞳分割して、セパレータレンズ２３ａへ入射させる。このマスク部材２２により隣り合う一方のセパレータレンズ２３ａからの有害光などが他方のセパレータレンズ２３ａに入らないようにすることができる。尚、このマスク部材２２は、設けなくともよい。
【００７１】
セパレータレンズユニット２３は、複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を有し、これら複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を一体的にユニット化したものである。セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各セパレータレンズ２３ａは、マスク部材２２を通過して入射してきた２つの光束を、同一の２つの被写体像としてラインセンサ２４ａ上に結像させる。
【００７２】
ラインセンサユニット２４は、複数のラインセンサ２４ａ，２４ａ，…と該ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…を設置する設置部２４ｂとを有する。ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各ラインセンサ２４ａは、撮像面上に結像する像を受光して電気信号に変換する。つまり、ラインセンサ２４ａの出力から、２つの被写体像の間隔を検出することができ、その間隔によって撮像素子１０に結像する被写体像の焦点のずれ量（即ち、デフォーカス量（Ｄｆ量））及び焦点がどちらの方向にずれているか（即ち、デフォーカス方向）を求めることができる（以下、これらＤｆ量及びデフォーカス方向等をデフォーカス情報ともいう）。
【００７３】
このように構成されたコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、モジュール枠２５に配設されている。
【００７４】
モジュール枠２５は、枠状に形成された部材であって、その内周には、内側に向かって突出する取付部２５ａが設けられている。取付部２５ａの撮像素子１０側には、階段状に第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃが形成されている。また、取付部２５ａの撮像素子１０と反対側には、第３取付部２５ｄが形成されている。
【００７５】
そして、撮像素子１０側から、モジュール枠２５の第２取付部２５ｃにマスク部材２２が取り付けられ、第１取付部２５ｂにコンデンサレンズユニット２１が取り付けられている。これらコンデンサレンズユニット２１及びマスク部材２２は、それぞれ第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃに取り付けられる際に、図２，５に示すように、周縁部がモジュール枠２５に嵌り込むように形成されており、それによりモジュール枠２５に対して位置決めされる。
【００７６】
一方、撮像素子１０の反対側から、モジュール枠２５の第３取付部２５ｄにセパレータレンズユニット２３が取り付けられている。第３取付部２５ｄには、コンデンサレンズユニット２１と反対側に突出する位置決めピン２５ｅと方向基準ピン２５ｆとが設けられている。一方、セパレータレンズユニット２３には、これら位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆにそれぞれ対応する位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃが形成されている。位置決めピン２５ｅと位置決め孔２３ｂとは嵌合するようにそれぞれの径が設定されている。一方、方向基準ピン２５ｆと方向基準孔２３ｃとは緩やかに嵌るようにそれぞれの径が設定されている。すなわち、セパレータレンズユニット２３は、位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃをそれぞれ第３取付部２５ｄの位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆに挿通させることによって、第３取付部２５ｄに取り付ける際の方向等の姿勢が規定されると共に、位置決め孔２３ｂと位置決めピン２５ｅとの嵌合によって第３取付部２５ｄに対して位置決めされる。こうして、セパレータレンズユニット２３が姿勢及び位置を決めて取り付けられたとき、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…の各レンズ面は、コンデンサレンズユニット２１の側を向くと共に、マスク開口２２ａ，２２ａと対向した状態になる。
【００７７】
こうして、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５に対して位置決めされた状態で取り付けられる。すなわち、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５を介して、互いの位置関係が位置決めされる。
【００７８】
そして、ラインセンサユニット２４が、セパレータレンズユニット２３の背面側（コンデンサレンズユニット２１と反対側）からモジュール枠２５に対して取り付けられる。このとき、ラインセンサユニット２４は、各セパレータレンズ２３ａを透過した光がラインセンサ２４ａに入射するように位置決めされた状態でモジュール枠２５に取り付けられる。
【００７９】
したがって、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４をモジュール枠２５に取り付けることによって、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…に入射した光が、該コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を透過して、マスク部材２２を介してセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…に入射し、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を透過した光がラインセンサ２４ａ，２４ａ，…上に結像するように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、マスク部材２２、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…がそれぞれ位置決めされた状態で配列される。
【００８０】
このように構成された撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とは、互いに接合される。詳しくは、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃと位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａとが、互いに嵌合するように構成されている。つまり、位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌め込んだ状態で、モジュール枠２５をパッケージ３１に接着する。こうすることで撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを互いに位置決めした状態で接合することができる。このように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、一体的にユニット化されると共に、ユニット化された状態でパッケージ３１に取り付けられる。
【００８１】
このとき、全ての開口３１ｃ，３１ｃ，…と全てのコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とを互いに嵌合するように構成してもよい。あるいは、そのうちのいくつかの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…だけを嵌合状態とし、残りの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とは緩やかに嵌るように構成してもよい。後者の場合には、最も撮像面中央に近いコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面内における位置決めを行い、さらに、撮像面中央から最も離れたコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面中央のコンデンサレンズ２１ａ及び開口３１ｃ回り（即ち、回転角度）の位置決めを行うことが好ましい。
【００８２】
こうして、撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを接合した結果、基板１１ａの背面側には、各透過部１７ごとに、コンデンサレンズ２１ａ、マスク部材２２の一対のマスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが配置される。
【００８３】
このように、光を透過させるように構成した撮像素子１０に対して、撮像素子１０を収容するパッケージ３１の底板３１ａに開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側まで容易に到達させることができると共に、パッケージ３１の背面側に位相差検出ユニット２０を配設することによって、撮像素子１０を透過した光を位相差検出ユニット２０で受光する構成を容易に実現することができる。
【００８４】
また、パッケージ３１の底板３１ａに形成される開口３１ｃ，３１ｃ，…は撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側に通過させる構成であれば任意の構成を採用することができるが、貫通孔である開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光を減衰させることなくパッケージ３１の背面側まで到達させることができる。
【００８５】
また、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させることによって、開口３１ｃ，３１ｃ，…を利用して、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。尚、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を設けない場合は、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させるように構成すれば、同様に、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。
【００８６】
それと共に、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…にパッケージ３１の底板３１ａを貫かせて、基板１１ａに接近させて配設することができるため、撮像ユニット１をコンパクトに構成することができる。
【００８７】
このように構成された撮像ユニット１の動作について、以下に説明する。
【００８８】
撮像ユニット１に被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し撮像素子１０に入射する。該光は、撮像素子１０のマイクロレンズ１６により集光された後、カラーフィルタ１５を透過することにより特定の色の光だけが受光部１１ｂに到達する。受光部１１ｂは光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体において各受光部１１ｂが光を電気信号に変換することによって、撮像面に形成された被写体像を、画像信号を作成するための電気信号に変換する。
【００８９】
一方、透過部１７，１７，…では、撮像素子１０に照射された光の一部が撮像素子１０を透過する。撮像素子１０を透過した光は、パッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合されたコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ入射する。各コンデンサレンズ２１ａを透過することにより集光された光は、マスク部材２２に形成された各対のマスク開口２２ａ，２２ａを通過する際に２つの光束に分割されて各セパレータレンズ２３ａに入射する。こうして瞳分割された光は、セパレータレンズ２３ａを透過して、ラインセンサ２４ａ上の２つの位置に同一の被写体像として結像する。ラインセンサ２４ａは、光電変換により被写体像から電気信号を作成し出力する。
【００９０】
ここで、撮像素子１０から出力される電気信号は、撮像ユニット制御部５２を介してボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、各受光部１１ｂの位置情報と該受光部１１ｂの受光光量に対応した出力データを撮像素子１０の撮像面全体から得ることによって、撮像面に形成された被写体像を、電気信号として取得する。
【００９１】
ここで、受光部１１ｂ，１１ｂ，…では同じ光量の光を受光しても光の波長が異なると蓄積電荷量が異なるため、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力はそれぞれに設けられているカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂの種類に応じて補正される。例えば、赤のカラーフィルタ１５ｒが設けられたＲ画素１１ｂ、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられたＧ画素１１ｂ及び青のカラーフィルタ１５ｂが設けられたＢ画素１１ｂがそれぞれのカラーフィルタに対応する色の光を同じ光量だけ受光したときに、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ、Ｂ画素１１ｂからの出力が同じレベルとなるように各画素の補正量が設定される。
【００９２】
ただし、本実施形態では基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、透過部１７，１７，…における光電変換効率が、それ以外の部分に比べて低くなる。つまり、同じ光量の光を受光しても、蓄積電荷量は、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の方がそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…よりも少なくなってしまう。その結果、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データにそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データと同様の画像処理を施したのでは、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が適切に撮影されない（例えば、暗く撮影されてしまう）可能性がある。そこで、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を、透過部１７，１７，…の影響がなくなるように補正（例えば、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を増幅する等）される。
【００９３】
また、この出力の低下は、光の波長により異なる。すなわち、波長が長いほど基板１１ａの透過率が高くなる。そのため、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂの種類により、基板１１ａを透過する光量に差が生じる。そこで、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての透過部１７の影響をなくす補正は、該各画素１１ｂが受光する光の波長に応じて補正量を異ならせている。つまり、透過部１７に対応する各画素１１ｂについて、該各画素１１ｂが受光する光の波長が長いほど補正量を大きくしている。
【００９４】
ここで、各画素１１ｂでは、前述の如く、受光する色の種類による蓄積電荷量の差をなくすための補正量が設定されており、この色の種類による蓄積電荷量の差をなくす補正に加えて、透過部１７の影響をなくす補正がなされる。すなわち、透過部１７の影響をなくす補正の補正量は、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての補正量と、透過部１７以外の位置に対応する画素１１ｂであって且つ同じ色を受光する画素１１ｂについての補正量との差となる。本実施形態では、以下に示す関係で色ごとに補正量を異ならせている。こうすることで安定した画像出力を得ることができる。
【００９５】
Ｒｋ＞Ｇｋ＞Ｂｋ ・・・（１）
ここで、
Ｒｋ：透過部１７のＲ画素補正量−透過部１７以外のＲ画素補正量
Ｇｋ：透過部１７のＧ画素補正量−透過部１７以外のＧ画素補正量
Ｂｋ：透過部１７のＢ画素補正量−透過部１７以外のＢ画素補正量
とする。
【００９６】
すなわち、赤、緑、青の３色のうち長波長である赤が最も透過率が高いため、赤の画素での補正量の差が最も大きい。また、該３色のうち短波長である青が最も透過率が低いため、青の画素での補正量の差が最も小さい。
【００９７】
つまり、撮像素子１０の各画素１１ｂの出力の補正量は、各画素１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各画素１１ｂに対応するカラーフィルタ１５の色の種類に基づいて決定される。各補正量は、例えば、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像のホワイトバランス及び／又は輝度が等しくなるように決定される。
【００９８】
ボディマイコン５０は、受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力データをこのように補正した後、該出力データに基づいて、各受光部、即ち、画素１１ｂにおける位置情報、色情報及び輝度情報とを含む画像信号を作成する。こうして、撮像素子１０の撮像面上に結像された被写体像の画像信号が得られる。
【００９９】
このように撮像素子１０からの出力を補正することによって、透過部１７，１７，…が設けられた撮像素子１０であっても、被写体像を適切に撮影することができる。
【０１００】
一方、ラインセンサユニット２４から出力される電気信号も、ボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、ラインセンサユニット２４からの出力に基づいて、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を求め、求めた間隔から、撮像素子１０に結像する被写体像の焦点状態を検出することができる。例えば、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像は、撮像レンズを透過して撮像素子１０に結像する被写体像が正確に結像しているとき（合焦）には、所定の基準間隔を開けて所定の基準位置に位置する。それに対し、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向手前側に結像しているとき（前ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも狭くなる。一方、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向奥側に結像しているとき（後ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも広くなる。つまり、ラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを知ることができる。
【０１０１】
尚、本実施形態では、透過部１７は基板１１ａにおいて周辺部よりも薄肉状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基板１１ａに照射される光が基板１１ａを透過して基板１１ａ背面側の位相差検出ユニット２０に十分到達するように、基板１１ａ全体の厚さを設定してもよい。この場合、基板１１ａ全体が透過部となる。
【０１０２】
また、本実施形態では、基板１１ａに３つの透過部１７，１７，１７が形成されると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが透過部１７，１７，１７に対応して３セット設けられているが、これに限られるものではない。これらの個数は３つに限定されるものではなく、任意の個数に設定し得る。例えば、図６に示すように、基板１１ａに９つの透過部１７，１７，…を形成すると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを９セット設けるようにしてもよい。
【０１０３】
さらに、撮像素子１０は、ＣＣＤイメージセンサに限られるものではなく、図７に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。
【０１０４】
撮像素子２１０は、ＣＭＯＳイメージセンサであって、半導体材料で構成された光電変換部２１１と、トランジスタ２１２と、信号線２１３と、マスク２１４と、カラーフィルタ２１５と、マイクロレンズ２１６とを有している。
【０１０５】
光電変換部２１１は、基板２１１ａと、フォトダイオードで構成された受光部２１１ｂ，２１１ｂ，…とを有している。各受光部２１１ｂごとに、トランジスタ２１２が設けられている。受光部２１１ｂで蓄積された電荷は、トランジスタ２１２で増幅され、信号線２１３を介して外部へ出力される。マスク２１４、カラーフィルタ２１５及びマイクロレンズ２１６は、前記マスク１４、カラーフィルタ１５及びマイクロレンズ１６と同様の構
成である。
【０１０６】
そして、基板２１１ａには、ＣＣＤイメージセンサと同様に、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が形成されている。透過部１７は、基板２１１ａにおける受光部２１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）２１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄肉に形成されている。
【０１０７】
また、ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、トランジスタ２１２の増幅率を受光部２１１ｂごとに設定することができるため、各トランジスタ２１２の増幅率を各受光部１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各受光部１１ｂに対応するカラーフィルタ１５の色の種類に基づいて設定することによって、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が、適切に撮影されないことを防止することができる。
【０１０８】
また、光が通過する撮像素子の構成としては、前述の如く、透過部１７，１７，…を設ける構成に限られるものではない。光が撮像素子を通過（前述の如く、透過も含む）する構成であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、図８に示すように、基板３１１ａに複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…が形成された通過部３１８を有する撮像素子３１０であってもよい。
【０１０９】
貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…は、基板３１１ａを厚さ方向に貫通して形成されている。詳しくは、基板３１１ａ上の行列状の画素領域において、２行２列に隣接する４つの画素領域を１単位としたときに、そのうちの３つの画素領域に受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂが配設され、残りの１つの画素領域に貫通孔３１８ａが形成されている。
【０１１０】
そして、該４つの画素領域中の受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂが配設された３つの画素領域には、３つの受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂそれぞれに対応する３色のカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設されている。詳しくは、貫通孔３１８ａに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ１５ｇが配設され、貫通孔３１８ａと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ１５ｒが配設され、貫通孔３１８ａと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ１５ｂが配設されている。そして、貫通孔３１８ａに対応する画素領域には、カラーフィルタが設けられていない。
【０１１１】
この撮像素子１０においては、貫通孔３１８ａに対応する画素を、該貫通孔３１８ａに隣接する受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力を用いて補間する。具体的には、貫通孔３１８ａと画素領域の対角方向に隣接する、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられた４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力の平均値を用いて貫通孔３１８ａに対応する画素の信号を補間（標準補間）する。または、貫通孔３１８ａと画素領域の対角方向に隣接する、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられた４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…において別々の対角方向に隣接する２組の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力の変化を比較し、変化の大きい方の組の対角方向に隣接する受光部１１ｂ，１１ｂの出力の平均値、若しくは変化の小さい方の組の対角方向に隣接する受光部１１ｂ，１１ｂの出力の平均値を用いて貫通孔３１８ａに対応する画素の信号を補間（傾斜補間）する。補間したい画素が合焦被写体のエッジである場合、変化の大きい方の受光部１１ｂ，１１ｂを用いると、エッジをだらしてしまい好ましくない結果となる。したがって、所定の閾値以上の変化がある場合は変化の小さい方を用い、所定の閾値未満の場合は変化の大きい方を用いて、できるだけ滑らかな傾斜を採用する。
【０１１２】
こうして、貫通孔３１８ａに対応する受光部１１ｂの出力データを補間した後、受光部１１ｂ，１１ｂ，…のそれぞれの出力データを用いて、各受光部１１ｂに対応する画素の輝度情報及び色情報を求めて、さらには所定の画像処理や合成を行って画像信号を作成する。
【０１１３】
こうすることによって、通過部３１８，３１８，…における画像が暗く撮影されてしまうことを防止することができる。
【０１１４】
このように構成された撮像素子３１０は、入射してきた光を複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…を介して通過させることができる。
【０１１５】
このように、基板３１１ａに、透過部１７ではなく、複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…で構成される通過部３１８を設けることによっても、光が通過する撮像素子３１０を構成することができる。また、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットに対して複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…からの光が入射するように構成することによって、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさが画素の大きさに限定されないという点で好ましい。すなわち、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさは、画素の狭小化による撮像素子３１０の高画素化を阻害しない点で好ましい。
【０１１６】
尚、この通過部３１８は、位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａに対応する位置だけに設けてもよいし、基板３１１ａ全体に設けてもよい。
【０１１７】
さらにまた、位相差検出ユニット２０は、前述の構成に限られるものではない。例えば、撮像素子１０の透過部１７に対してコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａが位置決めされる構成であれば、コンデンサレンズ２１ａとパッケージ３１の開口３１ｃとの嵌合は必ずしも必要ない。また、コンデンサレンズを有さない構成でもよい。あるいは、コンデンサレンズ及びセパレータレンズが一体的に形成されたものであってもよい。
【０１１８】
さらに、別の例としては、図９，１０に示すように、撮像素子１０の背面側において、コンデンサレンズユニット４２１と、マスク部材４２２と、セパレータレンズユニット４２３と、ラインセンサユニット４２４とが撮像素子１０の撮像面と平行な方向に並んで配置される位相差検出ユニット４２０であってもよい。
【０１１９】
詳しくは、コンデンサレンズユニット４２１は、複数のコンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…を一体的にユニット化していると共に、入射面４２１ｂと反射面４２１ｃと出射面４２１ｄとを有している。すなわち、コンデンサレンズユニット４２１は、コンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…によって集光された光を反射面４２１ｃにより略９０°の角度で反射させ、出射面４２１ｄから出射させる。その結果、撮像素子１０を透過してコンデンサレンズユニット４２１へ入射した光は、反射面４２１ｃによってその光路が略垂直に曲げられて、出射面４２１ｄから出射してセパレータレンズユニット４２３のセパレータレンズ４２３ａへ向かう。セパレータレンズ４２３ａへ入射した光は、該セパレータレンズ４２３ａを透過して、ラインセンサ４２４ａに結像する。
【０１２０】
このように構成されたコンデンサレンズユニット４２１、マスク部材４２２、セパレータレンズユニット４２３及びラインセンサユニット４２４は、モジュール枠４２５に配設されている。
【０１２１】
モジュール枠４２５は、箱状に形成されており、その内部には、コンデンサレンズユニット４２１を取り付けるための段差部４２５ａが形成されている。コンデンサレンズユニット４２１は、コンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…がモジュール枠４２５の外方を向くようにして該段差部４２５ａに取り付けられている。
【０１２２】
また、モジュール枠４２５には、コンデンサレンズユニット４２１の出射面４２１ｄと対向する位置に、マスク部材４２２及びセパレータレンズユニット４２３を取り付けるための取付壁部４２５ｂが立設されている。この取付壁部４２５ｂには、開口４２５ｃが形成されている。
【０１２３】
マスク部材４２２は、取付壁部４２５ｂに対してコンデンサレンズユニット４２１の側から取り付けられている。一方、セパレータレンズユニット４２３は、取付壁部４２５ｂに対してコンデンサレンズユニット４２１と反対側から取り付けられている。
【０１２４】
こうして、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を通過した光の光路を折り曲げることによって、コンデンサレンズユニット４２１、マスク部材４２２、セパレータレンズユニット４２３及びラインセンサユニット４２４等を、撮像素子１０の厚さ方向に並べるのではなく、撮像素子１０の撮像面に平行な方向に並べることができるため、撮像ユニット４０１の、撮像素子１０の厚さ方向の寸法を小さくすることができる。つまり、撮像ユニット４０１をコンパクトに形成することができる。
【０１２５】
このように、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を通過した光を受けて位相差検出を行うことができる構成であれば、任意の構成の位相差検出ユニットを採用することができる。
【０１２６】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ１００は、種々の撮影モード及び機能を備えている。以下、カメラ１００の種々の撮影モード及び機能と共にそのときの動作を説明する。
【０１２７】
−静止画撮影時のＡＦ機能−
カメラ１００は、静止画撮影モードにおいて、レリーズボタン４０ｂが半押しされると、ＡＦにより焦点を合わせるが、このＡＦとして、位相差検出方式ＡＦと、コントラスト検出方式ＡＦと、ハイブリッド方式ＡＦと、被写体検出ＡＦとの４つのオートフォーカス機能を有している。これら４つのオートフォーカス機能は、カメラ本体４に設けられたＡＦ設定スイッチ４０ｃを操作することによって、撮影者が選択可能となっている。
【０１２８】
以下に、各オートフォーカス機能によるカメラシステムの撮影動作を通常撮影モードを前提に説明する。ここで、通常撮影モードとは、通常の撮影を行うためのカメラ１００の最も基本的な静止画撮影のための撮影モードである。
【０１２９】
（位相差検出方式ＡＦ）
まず、位相差検出方式ＡＦ方式によるカメラシステムの撮影動作について、図１１，１２を参照して説明する。
【０１３０】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳａ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われる（ステップＳａ２）。詳しくは、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニットに電力が供給され、ボディマイコン５０が起動する。同時に、電気切片４１ａ，７１ａを介して、交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットに電極が供給され、レンズマイコン８０が起動する。ボディマイコン５０及びレンズマイコン８０は、起動時に互いに情報を送受信するようプログラミングされており、例えばレンズマイコン８０のメモリ部からボディマイコン５０へ交換レンズ７に関するレンズ情報が送信され、このレンズ情報はボディマイコン５０のメモリ部に格納される。
【０１３１】
続いて、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に位置させる（ステップＳａ３）と共に、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ４）。その後、ステップＳａ５へ進み、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１３２】
こうすることで、交換レンズ７を透過して、カメラ本体４内に入射した光は、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施した後、画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。
【０１３３】
また、撮像ユニット１へ入射した光の一部は、撮像素子１０の透過部１７，１７，…を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。
【０１３４】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳａ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを求める（ステップＳａ６）。
【０１３５】
その後、ボディマイコン５０は、ステップＳａ６で取得したＤｆ量分だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させる（ステップＳａ７）。
【０１３６】
このとき、本実施形態に係る位相差検出ユニット２０は、コンデンサレンズ２１ａ、マスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットを３セット、即ち、位相差検出を行う測距ポイント を３つ有している。そして、位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦにおける位相差検出では、撮影者が任意に選択した測距ポイントに対応したセットのラインセンサ２４ａの出力に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させる。
【０１３７】
あるいは、複数の測距ポイントのうち最もカメラに近接した測距ポイントを選択してフォーカスレンズ群７２の駆動を行うように、ボディマイコン５０に自動最適化アルゴリズムを設定しておいてもよい。この場合、中抜け写真などが発生する確率を低減することができる。
【０１３８】
尚、この測距ポイントの選択は、位相差検出方式ＡＦに限られるものではなく、位相差検出ユニット２を用いてフォーカスレンズ群７２を駆動させる構成であれば、任意の方式のＡＦに採用できる。
【０１３９】
そして、合焦したか否かを判定する（ステップＳａ８）。詳しくは、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値以下であるときには合焦した（ＹＥＳ）と判定してステップＳａ１１へ進む一方、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値より大きいときには合焦していない（ＮＯ）と判定してステップＳａ６へ戻り、ステップＳａ６〜Ｓａ８を繰り返す。
【０１４０】
こうして焦点状態の検出とフォーカスレンズ群７２の駆動を繰り返し、Ｄｆ量が所定量以下になったときに合焦と判断され、フォーカスレンズ群７２の駆動が停止される。
【０１４１】
また、ステップＳａ６〜Ｓａ８における位相差検出方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳａ９）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳａ１０）。
【０１４２】
すなわち、ステップＳａ９においては、撮像素子１０によって該撮像素子１０に入射してくる光の光量が測定される。つまり、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差検出方式ＡＦを行っているため、該位相差検出方式ＡＦと並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。
【０１４３】
詳しくは、ボディマイコン５０が、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を取り込み、該電気信号に基づいて被写体光の強度を測定することによって測光を行う。そして、ボディマイコン５０は、測光の結果から、撮影モードに応じた露光時におけるシャッタスピードと絞り値を所定のアルゴリズムに従って決定する。
【０１４４】
そして、ステップＳａ９において測光が終了すると、ステップＳａ１０において像ブレ検出を開始する。尚、ステップＳａ９とステップＳａ１０とは並行して行ってもよい。
【０１４５】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４には、撮影画像と共に撮影に係る各種情報表示が表示され、撮影者は画像表示部４４を介して各種情報を確認することができる。
【０１４６】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされる（即ち、Ｓ２スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで待機する。撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を一旦、閉状態にする（ステップＳａ１２）。こうして、シャッタユニット４２を閉状態にしている間に、後述する露光に備えて、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積されている電荷を転送してしまう。
【０１４７】
その後、ボディマイコン５０は、カメラ本体４と交換レンズ７との交信情報、又は撮影者の任意の指定情報を基に像ブレの補正を開始する（ステップＳａ１３）。具体的には、カメラ本体４内のブレ検出部５６の情報を基に交換レンズ７内のブレ補正レンズ駆動部７４ａを駆動する。また、撮影者の意図に応じて、（ｉ）交換レンズ７内のブレ検出部８４とブレ補正レンズ駆動部７４ａを用いる、（ii）カメラ本体４内のブレ検出部５６とブレ補正ユニット４５を用いる、（iii）交換レンズ７内のブレ検出部８４とカメラ本体４内のブレ補正ユニット４５を用いる、の何れかが選択可能である。
【０１４８】
尚、像ブレ補正手段の駆動開始は、レリーズボタン４０ｂ半押し時点から開始することで、合焦させたい被写体の動きが軽減され、位相差検出方式ＡＦをより正確に行うことが可能となる。
【０１４９】
また、ボディマイコン５０は、像ブレの補正開始と並行して、ステップＳａ９における測光の結果から求められた絞り値となるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を絞り込む（ステップＳａ１４）。
【０１５０】
こうして、像ブレの補正が開始されると共に、絞り込みが完了すると、ボディマイコン５０は、ステップＳａ９における測光の結果から求められたシャッタスピードに基づいてシャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ１５）。こうして、シャッタユニット４２を開状態にすることで、被写体からの光が撮像素子１０に入射するようになり、撮像素子１０では所定時間だけ電荷の蓄積を行う（ステップＳａ１６）。
【０１５１】
そして、ボディマイコン５０は、該シャッタスピードに基づいて、シャッタユニット４２を閉状態にして、露光を終了する（ステップＳａ１７）。露光完了後、ボディマイコン５０では、撮像ユニット制御部５２を介して撮像ユニット１から画像データを読み出し、所定の画像処理後、画像読み出し/記録部５３を介して画像表示制御部５５へ画像データを出力する。これにより、画像表示部４４へ撮影画像が表示される。また、ボディマイコン５０は、必要に応じて、画像記録制御部５４を介して画像格納部５８に画像データを格納する。
【０１５２】
その後、ボディマイコン５０は、像ブレ補正を終了する（ステップＳａ１８）と共に、絞り部７３を開放する（ステップＳａ１９）。そして、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を開状態とする（ステップＳａ２０）。
【０１５３】
レンズマイコン８０は、リセットが完了すると、ボディマイコン５０にリセット完了を伝える。ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からのリセット完了情報と露光後の一連の処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン４０ｂの状態が、押し込みされていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。その後、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１５４】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳａ２１）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳａ２２）と共に、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳａ２３）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０１５５】
このように、位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、位相差検出ユニット２０に基づいたオートフォーカスと並行して、撮像素子１０により測光が行われる。すなわち、位相差検出ユニット２０は撮像素子１０を透過した光を受けてデフォーカス情報を取得するため、デフォーカス情報を取得する際には必ず、被写体からの光が撮像素子１０に照射されている。そこで、オートフォーカス時に撮像素子１０を透過する光を用いて測光を行う。こうすることで、測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズボタン４０ｂが全押しされてから露光が完了するまでの時間（以下、レリーズタイムラグともいう）を短縮することができる。
【０１５６】
また、レリーズボタン４０ｂの全押し前に測光を行う構成であっても、測光をオートフォーカスと並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。その際、被写体からの光を測光用センサや位相差検出ユニットへ導くためのミラーを設ける必要がない。
【０１５７】
また、従来は、被写体から撮像装置に導かれる光の一部をミラー等で、撮像装置外に設けられた位相差検出ユニットへ導いていたのに対し、撮像ユニット１に導かれた光をそのまま用いて位相差検出ユニット２０によって焦点状態を検出することができるため、焦点状態を非常に高精度に能力することができる。
【０１５８】
（コントラスト検出方式ＡＦ）
次に、コントラスト検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１３を参照して説明する。
【０１５９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳｂ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われ（ステップＳｂ２）、フォーカスレンズ群７２を所定の基準位置に位置させ（ステップＳｂ３）、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にし（ステップＳｂ４）、レリーズボタン４０ｂが半押しされるのを待機する（ステップＳｂ５）ところまでは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１６０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｂ５）、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を駆動させる（ステップＳｂ６）。詳しくは、被写体像の焦点が光軸方向の所定の方向（例えば、被写体側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１６１】
そして、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して取り込んだ撮像素子１０からの出力に基づいて被写体像のコントラスト値を求め、該コントラスト値が低く変化したか否かを判定する（ステップＳｂ７）。その結果、コントラスト値が低くなった（ＹＥＳ）ときにはステップＳｂ８へ進む一方、コントラスト値が高くなった（ＮＯ）ときにはステップＳｂ９へ進む。
【０１６２】
コントラスト値が低くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向とは反対方向に駆動したということであるため、被写体像の焦点が光軸方向の前記所定の方向とは反対方向（例えば、被写体と反対側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を反転駆動する（ステップＳｂ８）。その後、コントラストピークを検出したか否かを判定し（ステップＳｂ１０）、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の反転駆動（ステップＳｂ８）を繰り返す。そして、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の反転駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１６３】
一方、ステップＳｂ６でフォーカスレンズ群７２を駆動させて、コントラスト値が高くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向に駆動させているため、そのままフォーカスレンズ群７２の駆動を継続して（ステップＳｂ９）、コントラスト値のピークを検出したか否かを判定する（ステップＳｂ１０）。その結果、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｂ９）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１６４】
このように、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみて（ステップＳｂ６）、コントラスト値が低く変化したときにはフォーカスレンズ群７２を反転駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ８，Ｓｂ１０）一方、コントラスト値が高く変化したときにはフォーカスレンズ群７２をそのまま駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ９，Ｓｂ１０）。なお、コントラスト値の算出は、撮像素子１０で撮像した被写体像全体を対象にしてもよく、その一部を対象にしてもよい。具体的には、ボディマイコン５０は、撮像素子１０の一部のエリアの画素からの出力に基づいてコントラスト値を算出してもよい。例えば、ボディマイコン５０は、後述する被写体検出ＡＦによって決定されたコントラストＡＦエリアの画像信号に基づいてコントラスト値を算出してもよい。
【０１６５】
また、このコントラスト検出方式ＡＦ（ステップＳｂ６〜Ｓｂ１０）と並行して、測光を行う（ステップＳｂ１１）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｂ１２）。これらステップＳｂ１１，Ｓｂ１２は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０１６６】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１６７】
このコントラスト検出方式ＡＦでは、ダイレクトにコントラストピークを捕らえることが可能となり、位相差検出方式ＡＦと異なり、開放バック補正（絞りの開口度合いによるピントズレ）などの様々な補正演算が必要ないため高精度なピント性能を得ることができる。ただし、コントラスト値のピークを検出するためには、コントラスト値のピークを一旦超えるまでフォーカスレンズ群７２を駆動する必要がある。こうして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値のピークを一旦越えるところまで移動させた後、検出されたコントラスト値のピークの位置まで戻す必要があるため、フォーカスレンズ群７２の往復駆動動作によりフォーカスレンズ群駆動系に生じるバックラッシュ分を取り除く必要がある。
【０１６８】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
続いて、ハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１４を参照して説明する。
【０１６９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｃ１〜Ｓｃ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１７０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｃ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算して、合焦か非合焦かを検出する（ステップＳｃ６）。さらに、ボディマイコン５０は、前ピンか後ピンか、デフォーカス量はどの位かを求め、デフォーカス情報を取得する（ステップＳｃ７）。その後、ステップＳｃ１０へ進む。このとき、複数の測距ポイントのすべてを用いてもよく、選択した一部を用いてもよい。
【０１７１】
一方、ステップＳｃ６，Ｓｃ７と並行して、測光を行う（ステップＳｃ８）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｃ９）。これらステップＳｃ６，Ｓｃ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳｃ１０へ進む。尚、ステップＳｃ９の後は、ステップＳｃ１０ではなく、ステップＳａ１１へ進んでもよい。
【０１７２】
このように、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差に基づく焦点検出を行っているため、該焦点検出と並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。
【０１７３】
ステップＳｃ１０では、ボディマイコン５０は、ステップＳｃ７で取得したデフォーカス情報に基づいて、フォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１７４】
そして、ボディマイコン５０は、コントラストピークが検出されたか否かを判定する（ステップＳｃ１１）。コントラストピークが検出されていない（ＮＯ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｃ１０）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止して、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させた後、ステップＳａ１１へ進む。
【０１７５】
具体的には、ステップＳｃ１０，Ｓｃ１１において、ステップＳｃ７で算出したデフォーカス方向及びデフォーカス量に基づき、フォーカスレンズ群７２を高速に移動させた後、フォーカスレンズ群７２を前述の速度よりも低速で移動させてコントラストピークを検出することが好ましい。
【０１７６】
このとき、算出したデフォーカス量に基づいて移動させるフォーカスレンズ群７２の移動量（どこまで移動させるか）を位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７と異ならせることが好ましい。詳しくは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置までフォーカスレンズ群７２を移動させるのに対し、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ１０では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置よりも前後に離れた位置までフォーカスレンズ群７２を駆動する。ハイブリッド方式ＡＦでは、その後、合焦位置と予測される位置に向かってフォーカスレンズ群７２を駆動しながらコントラストピークを検出する。
【０１７７】
なお、コントラスト値の算出は、撮像素子１０で撮像した被写体像全体を対象にしてもよく、その一部を対象にしてもよい。具体的には、ボディマイコン５０は、撮像素子１０の一部のエリアの画素からの出力に基づいてコントラスト値を算出してもよい。例えば、ボディマイコン５０は、後述する被写体検出ＡＦによって決定されたＡＦエリアの画像信号に基づいてコントラスト値を算出してもよい。
【０１７８】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１７９】
このように、ハイブリッド方式ＡＦでは、まず、位相差検出ユニット２０によってデフォーカス情報を取得し、これらのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する。そして、撮像素子１０からの出力に基づいて算出されるコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ群７２の位置を検出し、フォーカスレンズ群７２を該位置に位置させる。こうすることで、フォーカスレンズ群７２の駆動前にデフォーカス情報を検出することができるため、コントラスト検出方式ＡＦのようにフォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみるというステップが必要ないため、オートフォーカスの処理時間を短縮することができる。また、最終的にはコントラスト検出方式ＡＦによって焦点を合わすため、特に繰り返しパターンのある被写体やコントラストが極端に低い被写体などに対して、位相差検出方式ＡＦよりも精度良く焦点を合わせることができる。
【０１８０】
そして、ハイブリッド方式ＡＦは位相差検出を含んでいるにもかかわらず、撮像素子１０を透過した光を用いて位相差検出ユニット２０によりデフォーカス情報を取得しているため、撮像素子１０による測光と位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得とを並行して行うことができる。その結果、位相差検出用に、被写体からの光の一部を分割させるミラーを設ける必要がなく、また、測光用のセンサを別途設ける必要もなく、さらに、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズタイムラグを短縮することができる。そして、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行う構成において、測光をデフォーカス情報の取得と並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。
【０１８１】
（被写体検出ＡＦ）
続いて、被写体を検出し特定の被写体に対してAFを行う被写体検出ＡＦについて説明する。図１５は、被写体検出ＡＦによる撮影動作における、ＡＦ方式決定まで間での流れを示すフローチャートである。
【０１８２】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてから特徴点検出（ステップＳｄ５）直前までの動作（ステップＳｄ１〜Ｓｄ４）は、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ４と同じである。
【０１８３】
交換レンズ７を透過して、カメラ本体４内に入射した光は、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施した後、画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。
【０１８４】
ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体の特徴点を検出する（ステップＳｄ５）。具体的には、ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体中にあらかじめ設定された特徴点があるかどうか、ある場合はその位置、範囲を検出する。特徴点は、例えば、被写体の色、形状等である。例えば、特徴点として、被写体の顔が検出される。例えば、あらかじめ設定された特徴点は、一般的な顔の形状または色である。また、例えば、撮影者が画像表示部４４に表示されたライブビュー画像から選択した被写体の一部の形状または色が特徴点としてあらかじめ設定される。特徴点は、これらの例に限られない。このようにして、ボディマイコン５０は特定の被写体を検出する被写体検出部として機能する。
【０１８５】
特徴点検出（ステップＳｄ５）は、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで連続して行われる。そして、ボディマイコン５０は、画像表示制御部５５を制御して、検出した特徴点の位置および範囲を例えば表示枠等の表示形態により画像表示部４４に表示させる。
【０１８６】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳｄ６）、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアを決定する（ステップＳｄ７）。具体的には、ボディマイコン５０は、直前に検出した特徴点の位置および範囲で決定されるエリアをＡＦエリアとする。
【０１８７】
次に、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと測距ポイントが重複するかどうかを判断する（ステップＳｄ８）。上述の通り、撮像ユニット１は、撮像素子１０の露光と、位相差検出ユニット２０の露光とを同時に行うことができる。そして、位相差検出ユニット２０は、複数の測距ポイントを有している。そして、不揮発性メモリ５０ａには、複数の測距ポイントとそれぞれ対応する撮像素子１０の撮像面における位置および範囲（エリア）が記憶されている。より具体的には、不揮発性メモリ５０ａには、複数の測距ポイントの位置および範囲とそれぞれ対応する撮像素子１０の画素が記憶されている。すなわち、測距ポイントと当該測距ポイントと対応する撮像面のエリア（対応画素の集合）とは、同じ被写体光を受光する。具体的には、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアが、測距ポイントに対応するエリアと重複するかどうかを判定する。
【０１８８】
ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと測距ポイントとは重複しないと判断すると（ステップＳｄ８でＮＯ）、コントラスト検出方式ＡＦを行うためのコントラストＡＦエリアを決定する（ステップＳｄ９）。具体的には、例えば、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアをコントラストＡＦエリアとする。そして、図１３に示すコントラスト検出方式ＡＦのＳ１スイッチＯＮ後の動作（ステップＳｄ６からＳｄ１２）を行う。このとき、ボディマイコン５０は、画像信号のうち、コントラストＡＦエリアに相当する部分の信号に基づき、コントラスト値を求める。
【０１８９】
ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと測距ポイントとは重複すると判断すると（ステップＳｄ８でＹＥＳ）、使用する測距ポイントを選択する。具体的には、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと重複している測距ポイントを選択する。そして、図１１に示す位相差検出方式ＡＦのＳ１スイッチＯＮ後の動作（ステップＳa６からＳａ１０）を行う。このとき、ボディマイコン５０は、選択した測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行う。
【０１９０】
また、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと重複している測距ポイントを選択後、図１４に示すハイブリッド方式ＡＦのＳ１スイッチＯＮ後の動作（ステップＳa６からＳａ１０）を行うようにしてもよい。このとき、ボディマイコン５０は、選択した測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行い、ＡＦエリアに相当する部分の信号に基づき、コントラスト値を求める。
【０１９１】
図１６を用いて被写体検出ＡＦの具体例を説明する。図１６の被写体範囲枠１６０１は、撮像素子１０において撮像される被写体の範囲を示す。被写体範囲枠１６０１の内部が被写体に相当する。破線で示した測距ポイント枠１６０２，１６０３，１６０４は、測距ポイントの位置を示す。測距ポイント枠１６０２，１６０３，１６０４の内部に含まれる被写体については、位相差焦点検出が可能である。被写体の特徴点として、顔を検出する例を用いて説明する。
【０１９２】
図１６（Ａ）に示す例では、ボディマイコン５０は、画像信号に基づいて、特徴点として顔を検出する。顔枠１６０５は、検出した顔のエリアを示している。そして、ボディマイコン５０は、顔枠１６０５のエリアをＡＦエリアと設定する。この例では、ＡＦエリア１６０５と測距ポイント枠１６０３に対応する測距ポイントとは重複している。ボディマイコン５０は、測距ポイント枠１６０３に対応する測距ポイントを用いた位相差検出方式ＡＦを行う。または、ボディマイコン５０は、測距ポイント枠１６０３に対応する測距ポイントを用いた位相差焦点検出とＡＦエリア１６０５の画像信号に基づくコントラスト値を用いたハイブリッド方式ＡＦを行う。これにより、検出した特徴点（顔）に対し、迅速にＡＦを行うことができる。
【０１９３】
図１６（Ｂ）に示す例では、ボディマイコン５０は、画像信号に基づいて、特徴点として顔を検出する。顔枠１６０６，１６０７は、検出した顔のエリアを示している。そして、ボディマイコン５０は、顔枠１６０６，１６０７をＡＦエリアと設定する。この例では、ＡＦエリア１６０６，１６０７と測距ポイント枠１６０２，１６０３，１６０４に対応する測距ポイントとは重複していない。よって、ボディマイコン５０は、顔枠１６０６，１６０７をＡＦエリアと設定し、さらに、顔枠１６０６，１６０７をコントラストＡＦエリアと設定する。そして、コントラストＡＦエリア１６０６，１６０７のコントラスト値に基づくコントラスト検出方式ＡＦを行う。
【０１９４】
なお、被写体検出ＡＦの変形例として、例えば図１６（ｂ）に示すように、特徴点として被写体の顔を検出し、顔のエリアに基づいて決定したＡＦエリア１６０６，１６０７よりも被写体の鉛直方向下側に位置する測距ポイント１６０２，１６０３，１６０４が、当該ＡＦエリアと被写体の水平方向の位置が重複する場合、当該重複する測距ポイント１６０２，１６０４を用いた位相差検出方式ＡＦを行うようにしてもよい。また、当該重複する測距ポイント１６０２，１６０４を用いた位相差焦点検出とＡＦエリア１６０６，１６０７の画像信号に基づくコントラスト値を用いたハイブリッド方式ＡＦを行うようにしてもよい。顔の鉛直方向下側には、通常、体があるため、測距ポイントが被写体の体と重複している可能性が高いからである。なお、被写体の鉛直方向、水平方向を検知するために、カメラの姿勢を検知する例えば加速度センサ等の姿勢検知部を設けてもよい。
【０１９５】
−動画撮影モード−
次に、カメラ１００の動画撮影時の機能について説明する。動画撮影モード選択スイッチ４０ｄによって動作撮影モードが選択されると、カメラ制御部５は、動画撮影のための動作を行うようにカメラ１００を制御する。
【０１９６】
動画撮影モードには、撮影動作が異なる複数の撮影モードが含まれる。複数の撮影モードには、マクロモード、風景モード、スポットライト認識モード、ローライト認識モードおよびノーマルモードが含まれる。
【０１９７】
（動画撮影モードの開始）
図１７は、動画撮影モードにおけるフローチャートである。
【０１９８】
カメラ１００の電源がＯＮの状態で動画撮影モード設定スイッチ４０ｄが操作され動画撮影モードが設定されると、動画撮影モードが開始される（ステップＳｅ１）。また、動画撮影モード設定スイッチ４０ｄが操作され動画撮影モードが設定された状態でカメラ１００の電源が投入されると、動画撮影モードが開始される（ステップSe1）。動画撮影モードが開始されると、ズームレンズ群/フォーカスレンズ群の初期位置設定やホワイトバランスの取得、ライブビュー画像の表示の開始、測光などを行う。
【０１９９】
（動画記録の開始／終了指示）
撮影者によりRECボタン４０ｅの操作がなされると、動画像の記録が開始される。具体的には、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ周期的に出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理およびフレーム内圧縮またはフレーム間圧縮処理等を行い、動画データを生成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に動画データを送信し、画像格納部５８への画像信号の保存を開始させる。
【０２００】
また、ボディマイコンは、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信し、画像記録制御部５４に画像の表示の指示を行う。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を逐次表示させ、動画を表示する。
【０２０１】
動画像の記録中に再度RECボタン４０ｅの操作がなされると、ボディマイコン５０は、動画像の記録を終了する。
【０２０２】
この動画像の記録の開始／終了のシーケンスは、動画撮影モードのシーケンスの途中のどの位置にでも割り込むことが可能である。
【０２０３】
なお、撮影準備段階で静止画撮影のトリガーであるレリーズボタン４０ｂが操作されることにより、静止画撮影を行うようにしてもよい。
【０２０４】
（撮影モードの自動選択機能）
図１７は、撮影モードの自動選択のフローチャートである。以下、説明の便宜のため、撮影モードの自動選択機能を「おまかせｉＡ」と呼ぶ。
【０２０５】
動画撮影モードの開始（ステップＳｅ１）後、あるいは、後述する各ＡＦの実行により（Ｄ）への移行後、ボディマイコン５０は、「おまかせｉＡ」がONに設定されているかを判定する（ステップＳｅ２）。おまかせｉＡがＯＦＦであれば、ノーマルモード（Ｅ）へ移行する。
【０２０６】
おまかせｉＡがONであれば、フォーカスレンズ群７２の現在位置とデフォーカス情報とに基づいて被写体のおおよその距離を測定する（ステップＳｅ３）。より具体的には、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２の現在位置に基づいて、現在合焦している被写体の距離、すなわち、物点距離を算出可能である。そして、ボディマイコン５０は、デフォーカス情報に基づいて、デフォーカス情報を取得した被写体に合焦するにはフォーカスレンズ群７２をどこに移動すればよいか算出可能である。よって、ボディマイコン５０は、当該フォーカスレンズ群７２の移動すべき位置（目標位置）に対応する物点距離をデフォーカス情報を取得した被写体の距離として算出する。なお、本実施形態では、動画撮影モードの期間中常に合焦をさせているため、物点位置が被写体の距離とほぼ等しい状態となっている。そのため、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２の位置に基づいて物点距離を算出し、当該物点距離を被写体距離として算出してもよい。
【０２０７】
ステップＳｅ３において、測定した被写体距離が所定の第１距離よりも近いと判定した場合、マクロモード（Ｆ）へ移行する。
【０２０８】
また、ステップＳｅ３において、測定した被写体距離が第１距離よりも大きい所定の第２距離よりも遠いと判定した場合、風景モード（Ｇ）へ移行する。
【０２０９】
測定した距離が第１距離と第２距離の間である場合は、撮像素子１０からの画像信号に基づいて順次、モード判定を行う。例えば、本実施形態では、撮像素子１０の撮像面に投影された被写体像の測光分布を画像信号に基づいて認識し、撮像面の中央付近の輝度が周辺に比べて所定値以上の差があると確認出来た場合、結婚式やステージのようにスポットライトがあると認識する（ステップＳｅ４）。スポットライトがあると認識すると、スポットライトモード（Ｈ）に移行する。スポットライトなどの照明が当っていると、周辺の光量が極端に少ないため、露光として平均化されるとスポット光の照射された部分が、必要以上に露光オーバーとなり、人物などが白飛びしてしまう結果となる。スポットライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン５０は、露光を抑える制御を行う。
【０２１０】
ステップＳｅ４にてボディマイコン５０がスポットライトがないと判断した場合、ステップＳｅ５に移行し、撮像素子１０に投影された被写体像の測光データより、光量の少ないローライト状態であるかどうかを判定する。ローライト状態であると判定されると、ローライトモード（Ｊ）に移行する。ローライト状態とは、例えば日中室内での撮影等、窓や電灯の光など局所的に強い光が被写体像に含まれる状態が該当する。このような照明環境化では、窓や電灯の光など局所的に強い光に露光が平均化されてしまい、主被写体が暗く撮影されることがある。ローライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン５０は、測光分布に応じて露光を多く与えるよう制御する。
【０２１１】
図１７では、ローライトモードの選択までを明示しているが、そのほかにもスポーツモードなど、画像信号またはデフォーカス情報等に基づいて類推可能な他の撮影モードへの移行を採用してもよい。
【０２１２】
上記様々な撮影モードへの移行判定によっていずれの撮影モードにも該当しないと判断した場合、ノーマルモード（Ｅ）へ移行する。
【０２１３】
（ノーマルモードＡＦ）
図１８は、ノーマルモードのＡＦのフローチャートである。まず、ボディマイコン５０は、撮像素子１０からの出力に基づき、被写体の特徴点として顔の位置または範囲を抽出する（ステップＳｅ６）。ここで、ボディマイコン５０が画像信号に基づき、被写体の顔があると検出した場合、フラグを０に設定し（ステップＳｅ７）、認識した顔の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがあるか否かを判定する（ステップＳｅ８）。測距ポイントが存在した場合、位相差焦点検出（ステップＳｅ９）へ進む。なお、顔認識（ステップＳｅ６）および測距ポイント重複判断（ステップＳｅ８）の各動作は、上述の被写体検出ＡＦ（図１５）のステップＳｄ５およびＳｄ８と同様に行う。
【０２１４】
ステップＳｅ９では、ボディマイコン５０は、位相差焦点検出を行う（ステップＳｅ９）。具体的には、ボディマイコン５０は、検出した顔と対応する位置に配置された測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行う。静止画撮影モードでの位相差焦点検出（ステップＳａ６，Ｓｃ６）においては、ボディマイコン５０は、できるだけ早く焦点検出を行えるよう、測光情報をもとに、位相差検出ユニット２０のS/Nを維持できる範囲において感度調整と電荷蓄積時間を最適な状態に制御する。具体的には、ボディマイコン５０は後述する動画撮影モードでの位相差焦点検出（ステップＳｅ９）における電荷蓄積時間よりも短い電荷蓄積時間を設定する。一方で、動画撮影モードの位相差焦点検出（ステップＳｅ９）では、動画撮影において最適な焦点検出を行うため比較的時間をかけて測距を行うように、前記測光情報をもとに、位相差検出ユニット２０のS/Nを維持できる範囲における感度調整と電荷蓄積時間を最適な状態で検出制御する。具体的には、ボディマイコン５０は上述の静止画撮影モードでの位相差焦点検出（ステップＳａ６，Ｓｃ６）における電荷蓄積時間よりも長い電荷蓄積時間を設定する。感度は、電荷蓄積時間に応じて最適となるように制御される。また、電荷蓄積時間を長くすることにより、検出頻度を下げ、被写体の小刻みな動きによりフォーカスレンズ７２の位置が小刻みに変動することがないように配慮している。
【０２１５】
位相差焦点検出が可能であった場合、ボディマイコン５０は、ステップＳｅ９で取得したＤｆ量分が所定量αよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳｅ１０）。Ｄｆ量分が所定量αよりも小さいと判断した場合は、図１７の（Ｄ）に戻り、おまかせｉＡの判断（ステップＳｅ２）を行う。Ｄｆ量分が第１所定量α以上であると判断した場合、取得したＤｆ量だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させ（ステップＳｅ１１）、その後、図１７の（Ｄ）に戻り、おまかせｉＡの判断（ステップＳｅ２）を行う。
【０２１６】
ステップＳｅ１１におけるフォーカスレンズ群７２の合焦位置への駆動中も、ボディマイコン５０は、デフォーカス情報の取得と並行してコントラスト値も算出を行っている。ステップＳｅ28において、位相差焦点検出部が語検出を起こしやすいような被写体、例えば繰り返しパターン等によって、前記コントラスト値が小さくなってしまった場合には、位相差焦点検出が不適切と判断する。より具体的には、Ｄｆ量が所定値よりも小さいのに対して、コントラスト値が小さく変化していく場合に、位相差焦点検出が不適切と判定する。
【０２１７】
ステップＳｅ９において、被写体像がローコントラスト、または、低輝度であるなどの理由で位相差焦点検出が不可能、または、不適切と判断した場合は、ステップＳｅ１２へ移行する。具体的には、ボディマイコン５０は、デフォーカス情報の取得データのＳ/Ｎが悪い場合や、出力値が低い場合に位相差焦点検出が不可能、または、不適切と判断する。
【０２１８】
ステップＳｅ８に戻って、ボディマイコン５０がステップＳｅ６で認識した顔の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがないと判断した場合も、ステップＳｅ１２へ進む。
【０２１９】
ステップＳｅ１２では、ボディマイコン５０は、その後のステップＳｅ１４からステップＳｅ１６までに行うコントラスト値の算出に用いる被写体像のエリア、すなわち、ＡＦエリアを、検出した顔のエリアに設定する（ステップＳｅ１２）。
【０２２０】
次に、ボディマイコン５０は、ウォブリング方式によるコントラスト値算出を行う（ステップＳｅ１３）。具体的には、フォーカスレンズ群を現在の位置よりも物点距離が前後に移動するように移動し、物点位置が異なる位置でコントラスト値の算出を行う。ボディマイコン５０は、算出した各コントラスト値とフォーカスレンズ群の位置に基づき、コントラスト値のピーク位置が確認できたかどうかを判断する（ステップＳｅ１４）。なお、ここでいうピーク位置とは、物点距離の増加に基づいてコントラスト値が極大値となるフォーカスレンズ群７２の位置である。
【０２２１】
ボディマイコン５０がピーク位置を確認できれば、後述するステップＳｅ１６へ進む。ボディマイコン５０がピーク位置を確認できないときは、ステップＳｅ１５へ移行し、ボディマイコン５０は、更に大きな振幅のウォブリング方式によるコントラスト値算出、もしくはスキャン駆動を行い、コントラスト値のピークを検出する（ステップＳｅ１５）。なお、スキャン駆動とは、静止画撮影のコントラスト検出方式ＡＦのステップＳｂ６からステップＳｂ１０のＹＥＳに進むまでの動作と同様の動作である。
【０２２２】
次に、ボディマイコン５０は、検出したピーク位置にフォーカスレンズ群７２を駆動するように制御するステップＳｅ１６。その後、図１７の（Ｄ）に戻り、おまかせｉＡの判断（ステップＳｅ２）を行う。
【０２２３】
ウォブリング方式あるいはスキャン駆動では、フォーカスレンズ群７２の反転駆動があるため、ＡＦ速度が遅い。そのため、ＡＦ速度が速く、合焦位置へのフォーカスレンズの駆動方向が同時に判定できる位相差検出方式を優先するためステップＳｅ８の判断を行っている。
【０２２４】
ステップＳｅ６に戻って、ボディマイコン５０が被写体の顔が認識できないと判断した場合、ボディマイコン５０は、フラグが１かどうかを確認する（ステップＳｅ１７）。フラグは、後述するステップＳｅ２５において、撮影者に最も近い被写体の被写体像の位置に重複する位置に対応する測距ポイントがあるかどうかを示すものである。
【０２２５】
フラグが１の場合は、撮影者に最も近い被写体の被写体像の位置に重複する位置に対応する測距ポイントがあると判断された後である。そして、ボディマイコン５０は、当該対応する測距ポイントにて位相差焦点検出を行い、Ｄｆ量が第２所定量βよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳｅ１８）。第２所定量βは、第１所定量αよりも大きい値である。ステップＳｅ１８では、ボディマイコン５０は、Ｄｆ量を算出した測距ポイントにまだ被写体像があるかどうかを判定する。被写体像がまだある場合は、後述のステップＳｅ２４での合焦時点から次にステップＳｅ１８に来るまでのわずかの時間に当該重複する測距ポイントでの合焦状態の変化が小さいと推測できるため、Ｄｆ量の変化、すなわち、Ｄｆ量が小さい（Ｄｆ量＜β）とボディマイコン５０が判断すると、ステップＳｅ９に移行し、当該測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行う。
【０２２６】
後述のステップＳｅ２４での合焦時点から次にステップＳｅ１８に来るまでのわずかの時間に当該重複する測距ポイントから被写体像が移動した場合、当該測距ポイントは使用すべきでない。このような場合には、当該測距ポイントのＤｆ量の変化、すなわち、Ｄｆ量が大きい（Ｄｆ量>β）とボディマイコン５０が判断し、ステップＳｅ２１に移行する。
【０２２７】
ステップＳｅ１７にて、ボディマイコン５０が、フラグが１でない、すなわち、フラグが０であると判断した場合、Ｓｅ１９においてウォブリング方式によるコントラスト値算出を行う（ステップＳｅ１９）。この動作は、ステップＳｅ１３と同様の動作であり、コントラスト値の算出は、被写体像の中央、複数のエリア、被写体像全体など、どのように行ってもよい。そして、ボディマイコン５０は、ピーク位置が検出できたかどうかを判定する（ステップＳｅ１９）。ピーク位置が検出できた場合にはステップＳｅ２４に移行し、検出できなかった場合はステップＳｅ２０に移行する。
【０２２８】
ステップＳｅ２１以降の動作は、主被写体は撮影者に最も近いものであるだろうという想定のもと、撮影者に最も近い被写体に合焦させる動作である。まず、複数の測距ポイントのうち相対的に最も距離が近接である被写体像を受光している測距ポイントを選択し、当該測距ポイントからデフォーカス情報を取得する（ステップＳｅ２１）。そして、当該でフォーカス情報のうち、デフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２を駆動開始する（ステップＳｅ２２）。このステップでは、合焦したい被写体の方向を予測している。その後、ボディマイコン５０は、スキャン駆動を行う（ステップＳｅ２３）。なお、スキャン駆動とは、静止画撮影のコントラスト検出方式ＡＦのステップＳｂ６からステップＳｂ１０のＹＥＳに進むまでの動作と同様の動作である。ステップＳｅ２３では、コントラスト値の算出は、被写体像の複数のエリアについてそれぞれ行い、最も距離が近接である位置にピーク位置を有するエリアでのピーク位置を算出する。
【０２２９】
ステップＳｅ２４では、ボディマイコン５０は、ピーク位置にフォーカスレンズ群７２を駆動するように制御する（ステップＳｅ２４）。その後、ボディマイコン５０は、ピーク位置を算出した被写体像のエリアと重複する位置に対応する測距ポイントがあるかどうかを判断する（ステップＳｅ２５）。当該対応する測距ポイントがある場合は、ボディマイコン５０は、どの測距ポイントが対応するかを記憶するとともに、フラグを１に設定し（ステップＳｅ２６）、図１７の（ｄ）に戻る。当該対応する測距ポイントがない場合は、ボディマイコン５０は、フラグを０に設定し（ステップＳｅ２６）、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２３０】
（マクロモードＡＦ）
図１９は、マクロモードのＡＦのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、マクロモードのＡＦのフローチャート（図１９）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
【０２３１】
マクロモードでは、カメラ１００に近接した被写体に合焦させる。そこで、ステップＳｆ１５のスキャン駆動、および、ステップＳｆ２３のスキャン駆動では、ノーマルモードのステップＳｅ１５またはステップＳｅ２３のときよりも、物点距離がより近づく範囲までピーク位置の検出を行う。
【０２３２】
その他は、ノーマルモードのＡＦと同様の動作である。マクロモードのＡＦが終わると、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２３３】
（風景モードＡＦ）
図２０は、風景モードのＡＦのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、風景モードのＡＦのフローチャート（図２０）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
【０２３４】
風景モードでは、カメラ１００にから離れた被写体に合焦させる。そこで、ステップＳｇ２１では、複数の測距ポイントのうち相対的に最も距離が遠方である被写体像を受光している測距ポイントを選択し、当該測距ポイントからデフォーカス情報を取得する（ステップＳｇ２１）。また、ステップＳｇ２３では、コントラスト値の算出は、被写体像の複数のエリアについてそれぞれ行い、最も距離が遠方である位置にピーク位置を有するエリアでのピーク位置を算出する。ステップＳｅ２５でピークを算出したエリアと重複する位置に対応する測距ポイントがある場合には、ステップＳｇ２６にてフラグが２に設定される。そして、ステップＳｇ１７では、直前に最も遠方の被写体像と重複する位置に対応していた測距エリアがあったかどうかを、フラグが２であるかの判断にて行う。
【０２３５】
その他は、ノーマルモードのＡＦと同様の動作である。風景モードのＡＦが終わると、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２３６】
（スポットライトモードＡＦ）
図２１は、スポットライトモードのＡＦのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、スポットライトモードのＡＦのフローチャート（図２１）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
【０２３７】
後述のＡＦ動作と並行して、スポットライトモードにおいては、被写体がスポットライトで照射されているため、露光を最適化する必要がある。そのため、ボディマイコン５０は、スポットライトが照射されているエリアにおいて露光が最適となるように露光制御を行う。
【０２３８】
ステップＳｈ６では、ボディマイコン５０は、スポットライトが照射されている被写体像のエリア内で顔の認識を行う。
【０２３９】
スポットライトモードでは、ノーマルモードのステップＳｅ２１およびステップＳｅ２２に相当するステップがない。そして、ステップＳｈ１８ではステップＳｅ１８と同様の判断を行うが、ここでＮＯと判断した場合は、ステップＳｅ１９に移行する。また、ステップＳｈ２０では、ステップＳｅ２０と同様の判断を行い、ＮＯと判断した場合には、ステップＳｈ２３に移行する。ステップＳｈ２３では、ステップＳｅ２３と同様にスキャン駆動を行うが、ボディマイコン５０はコントラスト値の算出をスポットライトが照射されている被写体像に相当する部分の画像信号に基づいて行う。
【０２４０】
ステップＳｅ２５でピークを算出したエリアと重複する位置に対応する測距ポイントがある場合には、ステップＳｇ２６にてフラグが３に設定される。そして、ステップＳｈ１７では、直前にスポットライトと重複する位置に対応していた測距エリアがあったかどうかを、フラグが３であるかの判断にて行う。
【０２４１】
その他は、ノーマルモードのＡＦと同様の動作である。風景モードのＡＦが終わると、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２４２】
（ローライトモードＡＦ）
上述のローライト状態が検出されるとローライトモードに移行する。例えば日中室内での撮影等、窓や電灯の光など局所的に強い光が被写体像に含まれる状態が検出されるとローライトモードに移行する。このような照明環境化では、窓や電灯の光など局所的に強い光に露光が平均化されてしまい、主被写体が暗く撮影されることがある。ローライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン５０は、測光分布に応じて輝度が少ないエリアを明るく撮影するよう制御する。
【０２４３】
図２２は、ローライトモードのＡＦのフローチャートである。ローライトモードでは、ノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。
【０２４４】
（自動追尾ＡＦ）
カメラ１００は、自動追尾ＡＦモードも有している。図２３は、自動追尾ＡＦモードのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、自動追尾ＡＦモードのフローチャート（図２３）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。なお、自動追尾ＡＦモードのどの段階においても上述の「動画記録の開始／終了指示」を受け付けることが可能である。
【０２４５】
ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体の特徴点を検出する（ステップＳｋ６）。具体的には、ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体中にあらかじめ設定された特徴点があるかどうか、ある場合はその位置、範囲を検出する。特徴点は、例えば、被写体の色、形状等である。例えば、特徴点として、被写体の顔が検出される。例えば、あらかじめ設定された特徴点は、一般的な顔の形状または色である。また、例えば、撮影者が画像表示部４４に表示されたライブビュー画像から選択した被写体の一部の形状または色が特徴点としてあらかじめ設定される。特徴点は、これらの例に限られない。
【０２４６】
特徴点は、撮影者によっても設定可能である。例えば、撮影者は、画像表示部４４に表示されたライブビュー画像から選択した被写体を特徴点（すなわち追尾のターゲット）として設定可能である。具体的には、例えば、画像表示部４４の画面の任意の領域を指示可能なタッチパネルとし、撮影者に指示された部分に表示されている被写体を特徴点として設定可能である。あるいは、画像表示部４４の画面の所定の位置に表示されている被写体を特徴点として設定可能である。
【０２４７】
ステップＳｋ６で特徴点を認識できなかったときは、図１８のステップＳｅ１７からステップＳｅ２７と同様の動作を行い、図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。
【０２４８】
ステップＳｋ６で特徴点を認識できたときは、図１８のステップＳｅ８と同様に、認識した特徴点の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがあるか否かを判定する（ステップＳｋ８）。測距ポイントが存在した場合、位相差焦点検出（ステップＳｅ９）へ進み、図１８のステップＳｅ９からステップＳｅ１１までと同様の動作を行い、図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。
【０２４９】
ステップＳｋ８にて対応する測距ポイントがない場合は、ステップＳｋ２８に進み、特徴点の動きを検出したうえで、その移動予測先を算出する。そして、ボディマイコン５０は、当該移動予測先と重複する位置に対応する測距ポイントが存在するか否かを判定する（ステップＳｋ２８）。ここで、対応する測距ポイントが存在する場合は、合焦駆動をしばらく待機するため、フォーカスレンズ群７２を駆動せずに図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。その後、特徴点が測距ポイントに入った場合にはステップＳｋ８でＹＥＳに進み位相差方式のＡＦが行われることになる。なお、特徴点の動きの検出は、公知の動きベクトルの検出方式によって実現可能である。また、「移動予測先」を、現在の位置からどの程度まで離れている位置とするかは、適宜設定可能である。
【０２５０】
ステップＳｋ２８で、特徴点の移動先に対応する測距ポイントがないと判定した場合は、ステップｋ１２に進み、ボディマイコン５０は、その後のステップＳｅ１４からステップＳｅ１６までに行うコントラスト値の算出に用いる被写体像のエリア、すなわち、ＡＦエリアを、検出した特徴点のエリアに設定する（ステップＳｋ１２）。その後、図１８のステップＳｅ１３からステップＳｅ１６と同様の動作を行い、図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。
【０２５１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０２５２】
（１）
「撮影モードの自動選択機能」を動画撮影モードに適用した例について説明したが、静止画撮影モードに適用してもよい。例えば、静止画撮影モードにてＳ１がＯＮされる前のライブビュー表示段階では、図１７に示すステップＳｅ１からステップＳｅ５を用いて撮影モードの選択を行い、各撮影モード（Ｅ〜Ｊ）に移行した後、各撮影モードに応じた露光制御、ホワイトバランス制御等を行い、合焦動作をさせずに図１７の（Ｄ）に戻るようにする。静止画撮影前のライブビュー表示段階では、被写体に合焦させる必要がなく、フォーカスレンズ群７２を駆動するための電力の消費を抑えることができる。また、ライブビュー表示段階で被写体に合焦させなくても、ステップＳｅ３では、フォーカスレンズ群７２の現在位置とデフォーカス情報とに基づいて被写体距離が測定可能である。
【０２５３】
（２）
また、静止画撮影モードにおいて、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチがＯＮされる）とＡＦが開始される構成ついて説明したが、レリーズボタン４０ｂは半押しされる前からＡＦを行ってもよい。また、合焦と判断するとＡＦを終了する構成について説明したが、合焦判定後もＡＦを継続するようにしてもよく、合焦判定をせずに継続してＡＦを行ってもよい。以下に具体例を説明する。図１１，１２において、ステップＳａ４でシャッタユニット４２が開かれた後、ステップＳａ６の位相差焦点検出とステップＳａ７のフォーカスレンズ駆動とを繰り返して行うようにする。これと並行して、ステップＳａ５の判定、ステップＳａ９の測光、ステップＳａ１０の像ブレ検出開始、ステップＳａ１１の判定を行う。これにより、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる前から合焦状態にすることができる。例えば、ライブビュー画像の表示と併用することにより、合焦状態でのライブビュー画像の表示が可能となる。また、位相差検出方式ＡＦを用いれば、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを併用さることができる。このような動作を「常時ＡＦモード」としてカメラに備えるようにしてもよく、「常時ＡＦモード」のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成してもよい。
【０２５４】
（３）
ボディマイコン５０は、動画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する速度が、静止画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する速度よりも遅くなるように制御してもよい。
【０２５５】
（４）
ボディマイコン５０は、動画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する速度を、デフォーカス量に応じて変更するようにしてもよい。例えば、図２０から図２３のステップＳｅ１１において、デフォーカス量に応じて所定の時間で合焦位置にフォーカスレンズ群７２が移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する速度を制御してもよい。例えば、図２３のＳｅ１１においては、撮影者がターゲットを変更した場合に、変更後のターゲットに対してフォーカスが所定の速度で、例えば、ゆっくりと合うような動画像を撮影することができ、撮影者の利便性が向上する。
【０２５６】
（５）
前記実施形態１，２では、撮像ユニット１をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。撮像ユニット１を搭載したカメラは、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができるカメラの一例である。これに限られず、例えば撮像素子への光を分離する光分離素子（例えばプリズム、半透過ミラー等）により被写体光を撮像素子と位相差検出ユニットの両方に導くカメラであってもよい。また、撮像素子のマイクロレンズの一部をセパレータレンズとし、瞳分割された被写体光をそれぞれ受光部にて受光できるように配列したカメラであってもよい。
【０２５７】
（６）
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【０２５８】
《実施形態の特徴》
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は以下に限定されるものではない。
【０２５９】
〔Ａ１〕
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う複数の測距ポイントを有する位相差検出部と、
前記撮像素子からの出力に基づいて被写体の特徴点の位置または範囲を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点の位置または範囲に基づいて前記複数の測距ポイントから少なくとも１つの測距ポイントを選択し、当該選択した測距ポイントからの信号を用いてオートフォーカスを制御する制御部と、を備える。
【０２６０】
これにより、好適な測距ポイントの選択が可能である。
【０２６１】
〔Ａ２〕
Ａ１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
【０２６２】
〔Ａ３〕
Ａ１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体よりも当該被写体の鉛直方向下側であって当該被写体の水平方向に重複する範囲の被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
【０２６３】
これにより、好適な測距ポイントの選択が可能である。
【０２６４】
〔Ａ４〕
Ａ１から３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記撮像素子からの出力のうち、前記特徴点の位置または範囲に対応する出力をさらに用いてオートフォーカスを制御する。
【０２６５】
これにより、さらに高精度なＡＦが可能となる。
【０２６６】
〔Ａ５〕
Ａ１から４のいずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている。
【０２６７】
〔Ｂ１〕
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、を備える。
【０２６８】
これにより、好適な撮影モードの選択が可能である。また、フォーカスレンズ群が合焦位置にない場合でも、好適な撮影モードの選択が可能である。
【０２６９】
〔Ｂ２〕
Ｂ１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、所定の第１距離よりも近いとき、第１撮影モードを選択する。
【０２７０】
〔Ｂ３〕
Ｂ２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、前記第１距離よりも大きい所定の第２距離よりも遠いとき、第２撮影モードを選択する。
【０２７１】
〔Ｂ４〕
Ｂ３に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定する光測定部と、
前記制御部は、算出した被写体距離が第１距離と第２距離の間であるとき、前記撮像素子からの出力に基づいて前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定し、当該光量と分布とに基づいて第３撮影モードを選択する。
【０２７２】
〔Ｂ５〕
Ｂ１からＢ４いずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている。
【０２７３】
〔Ｂ６〕
Ｂ１からＢ５のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果に基づいてデフォーカス方向にフォーカスレンズ群を駆動したときに前記撮像素子からの出力に基づくコントラスト値が減少した場合、位相差検出によるフォーカス駆動を停止する。
【０２７４】
〔Ｂ７〕
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる。
【０２７５】
〔Ｂ８〕
Ｂ７に記載の撮像装置において、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間よりも、動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間を長く設定する。
【産業上の利用可能性】
【０２７６】
以上説明したように、本発明は、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができる撮像装置について特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２７７】
【図１】本発明の実施形態１に係るカメラのブロック図
【図２】撮像ユニットの断面図
【図３】撮像素子の断面図
【図４】撮像素子の平面図
【図５】位相検出ユニットの平面図
【図６】変形例に係る撮像ユニットの斜視図
【図７】変形例に係る撮像素子の断面図
【図８】別の変形例に係る撮像素子の断面図
【図９】別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面の断面図
【図１０】別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面と直交する断面の断面図
【図１１】位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート
【図１２】位相差検出方式ＡＦを始めとする各撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の基本的な流れを示すフローチャート
【図１３】コントラスト検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート
【図１４】ハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート
【図１５】被写体検出ＡＦによる撮影動作における、ＡＦ方式決定まで間での流れを示すフローチャート
【図１６】被写体検出ＡＦの具体例を説明するための図
【図１７】撮影モードの自動選択のフローチャート
【図１８】ノーマルモードのＡＦのフローチャート
【図１９】マクロモードのＡＦのフローチャート
【図２０】風景モードのＡＦのフローチャート
【図２１】スポットライトモードのＡＦのフローチャート
【図２２】ローライトモードのＡＦのフローチャート
【図２３】自動追尾ＡＦモードのフローチャート
【符号の説明】
【０２７８】
１，４０１ 撮像ユニット
１０，２１０，３１０ 撮像素子
２０，４２０ 位相差検出ユニット（位相差検出部）
４０ｅ 露光中ＡＦ設定スイッチ（設定スイッチ）
５ ボディ制御部（制御部、距離検出部）
７２ フォーカスレンズ群（フォーカスレンズ）
１００，２００ カメラ（撮像装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を用いて、被写体像を電気信号に変換し、この電気信号をデジタル化して記録するデジタルカメラが普及している。
【０００３】
デジタル一眼レフカメラは、被写体像の位相差を検出する位相差検出部を有し、これによりオートフォーカス（以下、単にＡＦともいう）を行う位相差検出方式ＡＦ機能を備えている。位相差検出方式ＡＦ機能によれば、デフォーカス方向及びデフォーカス量を検出できるため、フォーカスレンズの移動時間を短縮でき、迅速にフォーカスできるという利点を有する（例えば、特許文献１）。従来のデジタル一眼レフカメラでは、位相差検出部に被写体からの光を導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に進出／退避可能に構成された可動ミラーを設けている。
【０００４】
また、いわゆるコンパクトデジタルカメラは、撮像素子を用いたビデオＡＦによるオートフォーカス機能を採用している（例えば、特許文献２）。こうして、コンパクトデジタルカメラでは、被写体からの光を位相差検出部へ導くためのミラーをなくすことにより小型化を実現している。このようなコンパクトデジタルカメラでは、撮像素子へ光を入射させた状態でオートフォーカスを行うことができる。すなわち、オートフォーカスを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理、例えば、撮像素子上に結像する被写体像から画像信号を取得して、カメラの背面に設けた画像表示部へ表示したり、記録部へ記録したりすることができる。このビデオＡＦによるオートフォーカス機能は、一般的に位相差検出方式ＡＦに比べて精度が高いという利点がある。
【特許文献１】特開２００７−１６３５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に係るデジタルカメラのようにビデオＡＦではデフォーカス方向を瞬時に検出することができない。例えば、コントラスト検出方式ＡＦによれば、コントラストピークを検出することで焦点を検出するが、フォーカスレンズを現在の位置から前後に移動させる等しないと、コントラストピークの方向、即ち、デフォーカス方向を検出することができない。そのため、焦点検出に時間がかかってしまう。
【０００６】
一方、焦点検出に要する時間を短縮する観点からは位相差検出方式ＡＦの方が有利であるが、特許文献１に係るデジタル一眼レフカメラのように位相差検出方式ＡＦを採用している撮像装置においては、被写体からの光を位相差検出部へ導くべく、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に可動ミラーを進出させる必要があるため、位相差検出方式ＡＦを行いながら、撮像素子を露光することができない。
【０００７】
発明者は、かかる点に鑑みて、撮像素子を露光しつつ、位相差検出方式ＡＦを行うことができる撮像装置を発明した。本出願は、当該撮像装置を応用し、好適な撮影モードの選択を可能とすることを第１の目的。また、本出願は、動画像の撮影時の位相差検出方式によるＡＦをスムーズに行うことを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の目的は、次の撮像装置によって達成される。
【０００９】
当該撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、を備える。
【００１０】
上記第２の目的は、次の撮像装置によって達成される。
【００１１】
当該撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる。
【発明の効果】
【００１２】
本願の撮像装置によれば、好適な撮影モードの選択が可能である。また、動画像の撮影時の位相差検出方式によるＡＦをスムーズに行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。
【００１５】
実施形態１に係るカメラ１００は、図１に示すように、交換レンズ式の一眼レフデジタルカメラであり、主に、カメラシステムの主要な機能を有するカメラ本体４と、カメラ本体４に取り外し可能に装着された交換レンズ７とから構成されている。交換レンズ７は、カメラ本体４の前面に設けられたボディマウント４１に装着されている。ボディマウント４１には電気切片４１ａが設けられている。
【００１６】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体４は、被写体像を撮影画像として取得する撮像ユニット１と、撮像ユニット１の露光状態を調節するシャッタユニット４２と、撮像ユニット１に入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのＩＲカット兼ＯＬＰＦ（Optical Low Pass Filter）４３と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示す
る画像表示部４４と、ボディ制御部５とを有している。このカメラ本体４が撮像装置本体を構成する。
【００１７】
また、カメラ本体４には、カメラシステムの電源の入切を操作する電源スイッチ４０ａと、撮影者がフォーカシング時およびレリーズ時に操作するレリーズボタン４０ｂと、種々の撮影モード及び機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替える設定スイッチ４０ｃ〜４０ｆとが設けられている。
【００１８】
電源スイッチ４０ａにより電源がＯＮ状態になると、カメラ本体４および交換レンズ７の各部に電源が供給される。
【００１９】
レリーズボタン４０ｂは、２段式であって、半押しすることで後述するオートフォーカスやＡＥ等を行う一方、全押しすることでレリーズが行われる。
【００２０】
ＡＦ設定スイッチ４０ｃは、後述する静止画撮影時の４つのオートフォーカス機能を切り替えるためのスイッチである。カメラ本体４は、このＡＦ設定スイッチ４０ｃが切り替えられることによって、静止画撮影時のオートフォーカス機能を４つのうちの何れかに設定するように構成されている。
【００２１】
動画撮影モード選択スイッチ４０ｄは、後述する動画撮影モードの設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、この動画撮影モード選択スイッチ４０ｄが操作されることによって、静止画撮影モードと動画撮影モードとを切替可能に構成されている。
【００２２】
ＲＥＣボタン４０ｅは、後述する動画撮影モードにおける動画像の記録開始操作および記録終了操作を受け付けるための操作部材である。ＲＥＣボタン４０ｅが押される操作をされることにより、カメラ１００は動画像の記録を開始する。動画像の記録中にＲＥＣボタン４０ｅが押される操作をされることにより、カメラ１００は動画像の記録を終了する。
【００２３】
おまかせｉＡ設定スイッチ４０ｆは、後述するおまかせｉＡ機能の設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、このおまかせｉＡ設定スイッチ４０ｆが操作されることによって、おまかせｉＡ機能のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成されている。
【００２４】
また、これらの設定スイッチ４０ｃ〜４０ｆは、カメラ撮影機能を種々選択するメニュー内の選択項目であってもよいことは言うまでもない。
【００２５】
さらにまた、マクロ設定スイッチ４０ｆは、交換レンズ７に設けてもよい。
【００２６】
撮像ユニット１は、詳しくは後述するが、光電変換により被写体像を電気信号に変換するものである。この撮像ユニット１は、ブレ補正ユニット４５によって光軸Ｘに直交する平面内で移動可能に構成されている。
【００２７】
ボディ制御部５は、ボディマイコン５０と、不揮発性メモリ５０ａと、シャッタユニット４２の駆動を制御するシャッタ制御部５１と、撮像ユニット１の動作を制御すると共に撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する撮像ユニット制御部５２と、例えばカード型記録媒体や内部メモリである画像格納部５８からの画像データの読み出し及び該画像格納部５８への画像データの記録を行う画像読み出し/記
録部５３と、画像読み出し/記録部５３を制御する画像記録制御部５４と、画像表示部４
４の表示を制御する画像表示制御部５５と、カメラ本体４のブレにより生じる像ブレ量を検出するブレ検出部５６と、ブレ補正ユニット４５を制御する補正ユニット制御部５７とを含む。このボディ制御部５が制御部を構成する。
【００２８】
ボディマイコン５０は、カメラ本体４の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスの制御を行う。ボディマイコン５０には、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭが搭載されている。そして、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディマイコン５０は様々な機能を実現することができる。
【００２９】
このボディマイコン５０は、電源スイッチ４０ａ、レリーズボタン４０ｂ及び各設定スイッチ４０ｃ〜４０ｆからの入力信号が入力されると共に、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等に対し制御信号を出力するように構成されており、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット
制御部５７等にそれぞれの制御を実行させる。また、ボディマイコン５０は、後述するレンズマイコン８０とマイコン間通信を行う。
【００３０】
例えば、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマ
イコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信すると共に、画像記録制御部
５４に画像の記録及び表示の指示を行って、画像格納部５８への画像信号の保存と画像表示制御部５５への画像信号の送信を行わせる。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を表示させる。
【００３１】
また、ボディマイコン５０は、詳しくは後述するが、レンズマイコン８０を介して被写体までの物点距離を検出するように構成されている。
【００３２】
不揮発性メモリ５０ａには、カメラ本体４に関する各種情報（本体情報）が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体４のメーカー名、製造年月日、型番、ボディマイコン５０にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体４を特定するための型式に関する情報（本体特定情報）、カメラ本体４がブレ補正ユニット４５及びブレ検出部５６等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、ブレ検出部５６の型番および感度などの検出性能に関する情報、エラー履歴なども含まれている。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ５０ａの代わりにボディマイコン５０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【００３３】
ブレ検出部５６は、手ブレなどに起因するカメラ本体４の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、カメラ本体４が静止している状態での出力を基準としてカメラ本体４が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてボディマイコン５０に与えられる。
【００３４】
−交換レンズの構成−
交換レンズ７は、カメラ本体４内の撮像ユニット１に被写体像を結ぶための撮像光学系を構成しており、主に、フォーカシングを行うフォーカス調節部７Ａと、絞りを調節する絞り調節部７Ｂと、光路を調節することで像ブレを補正するレンズ用像ブレ補正部７Ｃと、交換レンズ７の動作を制御するレンズ制御部８とを有している。
【００３５】
交換レンズ７は、レンズマウント７１を介して、カメラ本体４のボディマウント４１に取り付けられている。また、レンズマウント７１には、交換レンズ７がカメラ本体４に取り付けられてときにボディマウント４１の電気切片４１ａと電気的に接続される電気切片７１ａが設けられている。
【００３６】
フォーカス調節部７Ａは、フォーカスを調節するフォーカスレンズ群７２で構成されている。フォーカスレンズ群７２は、交換レンズ７の規格として定められた最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間で光軸Ｘ方向に移動可能である。また、フォーカスレンズ群７２は、後述するコントラスト検出方式による合焦位置検出の場合、合焦位置を挟んで光軸Ｘ方向前後に移動可能である必要があるため、上述の最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間よりもさらに光軸Ｘ方向前後に移動可能なレンズシフト余裕区間を有している。なお、フォーカスレンズ群７２は、必ずしも複数のレンズで構成される必要はなく、１枚のレンズで構成されていてもよい。
【００３７】
絞り調節部７Ｂは、絞りまたは開放を調節する絞り部７３で構成されている。この絞り部７３が光量調節部を構成する。
【００３８】
レンズ用像ブレ補正部７Ｃは、ブレ補正レンズ７４と、ブレ補正レンズ７４を光軸Ｘに直行する平面内で移動させるブレ補正レンズ駆動部７４ａとを有している。
【００３９】
レンズ制御部８は、レンズマイコン８０と、不揮発性メモリ８０ａと、フォーカスレンズ群７２の動作を制御するフォーカスレンズ群制御部８１と、フォーカスレンズ群制御部８１の制御信号を受けてフォーカスレンズ群７２を駆動するフォーカス駆動部８２と、絞り部７３の動作を制御する絞り制御部８３と、交換レンズ７のブレを検出するブレ検出部８４と、ブレ補正レンズ駆動部７４ａを制御するブレ補正レンズユニット制御部８５とを有する。
【００４０】
レンズマイコン８０は、交換レンズ７の中枢を司る制御装置であり、交換レンズ７に搭載された各部に接続されている。具体的には、レンズマイコン８０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。例えば、レンズマイコン８０は、ボディマイコン５０からの信号に基づいてレンズ用像ブレ補正装置（ブレ補正レンズ駆動部７４ａ等）を補正可能状態または補正不能状態に設定する機能を有している。また、レンズマウント７１に設けられた電気切片７１ａとボディマウント４１に設けられた電気切片４１ａとの接触により，ボディマイコン５０およびレンズマイコン８０は電気的に接続されており、互いに情報の送受信が可能となっている。
【００４１】
また、不揮発性メモリ８０ａには、交換レンズ７に関する各種情報（レンズ情報）が格納されている。このレンズ情報には、例えば、交換レンズ７のメーカー名、製造年月日、型番、レンズマイコン８０にインストールされているソフトのバージョンおよびファームアップに関する情報などの交換レンズ７を特定するための型式に関する情報（レンズ特定情報）、交換レンズ７がブレ補正レンズ駆動部７４ａ及びブレ検出部８４等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、像ブレを補正するための手段を搭載している場合は、ブレ検出部８４の型番および感度などの検出性能に関する情報、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの型番および最大補正可能角度などの補正性能に関する情報（レンズ側補正性能情報）、像ブレ補正を行うためのソフトのバージョンなどが含まれている。さらに、レンズ情報には、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動に必要な消費電力に関する情報（レンズ側消費電力情報）およびブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動方式に関する情報（レンズ側駆動方式情報）も含まれている。尚、不揮発性メモリ８０ａは、ボディマイコン５０から送信された情報を格納可能である。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ８０ａの代わりに、レンズマイコン８０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【００４２】
フォーカスレンズ群制御部８１は、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出部８１ａと、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出部８１ｂとを有している。絶対位置検出部８１ａは、交換レンズ７の筐体におけるフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出するものである。絶対位置検出部８１ａは、例えば、数ｂｉｔの接触型エンコーダ基板とブラシとによって構成され、絶対位置を検出可能に構成されている。相対位置検出部８１ｂは、それのみではフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出することができないが、フォーカスレンズ群７２の移動方向は検出可能であり、例えば二相エンコーダを用いている。二相エンコーダは回転パルスエンコーダや、ＭＲ素子、ホール素子など、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の位置に応じて等しいピッチで２値の信号を交互に出力するものが２つ設けられており、これらのピッチの位相をずらすように設置されている。レンズマイコン８０は、相対位置検出部８１ｂの出力からフォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を算出する。絶対位置検出部８１ａおよび相対位置検出部８１ｂは、フォーカスレンズ位置検出部の一例である。
【００４３】
ブレ検出部８４は、手ブレなどに起因する交換レンズ７の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、交換レンズ７が静止している状態での出力を基準として交換レンズ７が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデ
ジタル信号に変換されてレンズマイコン８０に与えられる。
【００４４】
ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部（図示せず）を備える。移動量検出部は、ブレ補正レンズ７４の実際の移動量を検出する検出部である。ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部からの出力に基づいて、ブレ補正レンズ７４を帰還制御している。
【００４５】
尚、カメラ本体４及び交換レンズ７の両方にブレ検出部５６，８４とブレ補正装置４５，７４ａを搭載した例を示したが、カメラ本体４及び交換レンズ７の何れかにブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていてもよく、何れにもブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていない場合であってもよい（その場合は、上述のブレ補正に関するシーケンスを排除すればよい）。
【００４６】
−撮像ユニットの構成−
撮像ユニット１は、図２に示すように、被写体像を電気信号に変換するための撮像素子１０と、撮像素子１０を保持するためのパッケージ３１と、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差検出ユニット２０とを有している。
【００４７】
撮像素子１０は、インターライン型ＣＣＤイメージセンサであって、図３に示すように、半導体材料で構成された光電変換部１１と、垂直レジスタ１２と、転送路１３と、マスク１４と、カラーフィルタ１５と、マイクロレンズ１６とを有している。
【００４８】
光電変換部１１は、基板１１ａと、基板１１ａ上に配列された複数の受光部（画素ともいう）１１ｂ，１１ｂ，…とを有している。
【００４９】
基板１１ａは、Ｓｉ（シリコン）ベースで構成されている。詳しくは、基板１１ａは、Ｓｉ単結晶基板又はＳＯＩ（Silicon On Insulator wafer）で構成されている。特に、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ薄膜とＳｉＯ２薄膜のサンドイッチ構造をなし、エッチングの処理などにおいてＳｉＯ２層で反応をとめることが可能であり、安定した基板加工を行う上で有利である。
【００５０】
また、受光部１１ｂは、フォトダイオードで構成されていて、光を吸収して電荷を発生する。受光部１１ｂ，１１ｂ，…は、基板１１ａ上において行列状に配列された微小な方形の画素領域内にそれぞれ設けられている（図４参照）。
【００５１】
垂直レジスタ１２は、受光部１１ｂごとに設けられており、受光部１１ｂに蓄積された電荷を一時蓄積する役割を有する。つまり、受光部１１ｂに蓄積された電荷は、垂直レジスタ１２に転送される。垂直レジスタ１２に転送された電荷は、転送路１３を介して水平レジスタ（図示省略）に転送され、増幅器（図示省略）に送られる。増幅器に送られた電荷は、増幅され電気信号として取り出される。
【００５２】
マスク１４は、受光部１１ｂを被写体側に露出させる一方、垂直レジスタ１２及び転送路１３を覆うように設けられていて、垂直レジスタ１２及び転送路１３に光が入射することを防止している。
【００５３】
カラーフィルタ１５及びマイクロレンズ１６は、各受光部１１ｂに対応して前記微小な方形の画素領域ごとに設けられている。カラーフィルタ１５は、特定の色だけを透過させるためのものであり、原色フィルタ又は補色フィルタが用いられる。本実施形態では、図４に示すように、いわゆるベイヤー型の原色フィルタが用いられている。すなわち、撮像素子１０全体としては、２行２列に隣接する４つのカラーフィルタ１５，１５，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、一方の対角方向に２つの緑のカラーフィルタ（即ち、緑色の可視光波長域に対して緑色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｇが配列され、他方の対角方向に赤のカラーフィルタ（即ち、赤色の可視光波長域に対して赤色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｒと青のカラーフィルタ（即ち、青色の可視光波長域に対して青色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｂとが配列されている。全体として緑のカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇ，…が縦横に１つおきに配置されている。
【００５４】
マイクロレンズ１６は、光を集光して受光部１１ｂに入射させるものである。このマイクロレンズ１６によって受光部１１ｂを効率良く照射できる。
【００５５】
このように構成された撮像素子１０においては、マイクロレンズ１６，１６，…によって集光された光は、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂに入射し、各カラーフィルタに応じた色の光だけが該カラーフィルタを透過して、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に照射する。各受光部１１ｂは、光を吸収して電荷を発生する。この各受光部１１ｂで発生した電荷は、垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。つまり、受光部１１ｂ，１１ｂ，…からは、各カラーフィルタに対応した色の受光光量が出力として得られる。
【００５６】
こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体における受光部１１ｂ，１１ｂ，…で光電変換を行うことによって、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。
【００５７】
ここで、基板１１ａには、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が複数形成されている。透過部１７は、基板１１ａにおける受光部１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄く形成されている。さらに詳しくは、透過部１７は、最も薄肉になっている陥没面１７ａと、該陥没面１７ａと裏面１１ｃとを繋ぐ傾斜面１７ｂ，１７ｂとを有している。
【００５８】
この基板１１ａにおける透過部１７を光が透過する程度の厚みに形成することによって、光電変換部１１に照射された光のうち該透過部１７に照射された光の一部は電荷に変換されずに該光電変換部１１を透過する。例えば、透過部１７における基板１１ａの厚みを２〜３μｍに設定することによって、近赤外光より長波長側を約５０％透過させることができる。
【００５９】
また、傾斜面１７ｂ，１７ｂは、透過部１７を透過する際に該傾斜面１７ｂで反射する光が後述する位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ向かわない角度に設定されている。こうすることで、後述するラインセンサ２４ａに実像でない像が形成されることを防止している。
【００６０】
この透過部１７が、撮像素子１０に入射する光を透過、即ち、通過させる薄肉部を構成する。ここで、少なくとも本明細書においては、「通過」は「透過」を含む概念である。
【００６１】
このように構成された撮像素子１０は、パッケージ３１に保持されている（図２参照）。このパッケージ３１が保持部を構成する。
【００６２】
詳しくは、パッケージ３１は、平板状の底板３１ａにフレーム３２が設けられていると共に、四方には立壁３１ｂ，３１ｂ，…が設けられている。撮像素子１０は、立壁３１ｂ，３１ｂ，…により四方を覆われるようにして、フレーム３２にマウントされると共に、フレーム３２に対してボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。
【００６３】
また、パッケージ３１の立壁３１ｂ，３１ｂ，…の先端には、撮像素子１０の撮像面（受光部１１ｂ，１１ｂ，…が設けられている面）を覆うようにカバーガラス３３が取り付けられている。このカバーガラス３３によって、撮像素子１０の撮像面はゴミの付着などから保護されている。
【００６４】
ここで、パッケージ３１の底板３１ａには、撮像素子１０の透過部１７，１７，…に対応する位置に該透過部１７，１７，…と同じ個数だけ開口３１ｃ，３１ｃ，…が貫通形成されている。この開口３１ｃ，３１ｃ，…により、撮像素子１０を透過した光が、後述する位相差検出ユニット２０まで到達する。この開口３１ｃが通過部を構成する。
【００６５】
尚、パッケージ３１の底板３１ａには、必ずしも開口３１ｃが貫通形成される必要はない。すなわち、撮像素子１０を透過した光が位相差検出ユニット２０まで到達する構成であれば、底板３１ａに透明部若しくは半透明部を形成する等の構成であってもよい。
【００６６】
位相差検出ユニット２０は、撮像素子１０の背面側（被写体と反対側）に設けられて、撮像素子１０からの通過光を受光して位相差検出を行う。詳しくは、位相差検出ユニット２０は、受光した通過光を測距のための電気信号に変換する。この位相差検出ユニット２０が位相差検出部を構成する。
【００６７】
この位相差検出ユニット２０は、図２，５に示すように、コンデンサレンズユニット２１と、マスク部材２２と、セパレータレンズユニット２３と、ラインセンサユニット２４と、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４を取り付けるためのモジュール枠２５とを有している。コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、撮像素子１０の厚さ方向に沿って該撮像素子１０側からこの順で並んでいる。
【００６８】
コンデンサレンズユニット２１は、複数のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を一体的にユニット化したものである。コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…は、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各コンデンサレンズ２１ａは、入射する光を集光するためのものであり、撮像素子１０を透過して拡がりつつある光を集光して、セパレータレンズユニット２３の後述するセパレータレンズ２３ａへと導く。各コンデンサレンズ２１ａは、入射面２１ｂが凸状に形成されていると共に、入射面２１ｂ近傍が円柱状に形成されている。
【００６９】
このコンデンサレンズ２１ａを設けることによって、セパレータレンズ２３ａへの入射角度が立つ（入射角が小さくなる）ため、セパレータレンズ２３ａの収差を抑えることができると共に、後述するラインセンサ２４ａ上の被写体像間隔を小さくすることができる。その結果、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを小型化することができる。また、撮像光学系からの被写体像の焦点位置が撮像ユニット１から大きく外れたとき（詳しくは、撮像ユニット１の撮像素子１０から大きく外れたとき）、その像のコントラストが著しく下がるが、本実施形態によれば、コンデンサレンズ２１ａとセパレータレンズ２３ａによる縮小効果によりコントラストの低下を抑え、焦点検出範囲を広くすることもできる。尚、焦点位置近傍における高精度な位相差検出等の場合、セパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａ等の寸法に余裕がある場合等においては、コンデンサレンズユニット２１を設けなくてもよい。
【００７０】
マスク部材２２は、コンデンサレンズユニット２１とセパレータレンズユニット２３との間に配設される。マスク部材２２は、各セパレータレンズ２３ａに対応する位置ごとに２つのマスク開口２２ａ，２２ａが形成されている。つまり、マスク部材２２は、セパレータレンズ２３ａのレンズ面を２つの領域に分割して、該２つの領域だけをコンデンサレンズ２１ａ側に露出させている。すなわち、マスク部材２２は、コンデンサレンズ２１ａにより集光された光を２つの光束に瞳分割して、セパレータレンズ２３ａへ入射させる。このマスク部材２２により隣り合う一方のセパレータレンズ２３ａからの有害光などが他方のセパレータレンズ２３ａに入らないようにすることができる。尚、このマスク部材２２は、設けなくともよい。
【００７１】
セパレータレンズユニット２３は、複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を有し、これら複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を一体的にユニット化したものである。セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各セパレータレンズ２３ａは、マスク部材２２を通過して入射してきた２つの光束を、同一の２つの被写体像としてラインセンサ２４ａ上に結像させる。
【００７２】
ラインセンサユニット２４は、複数のラインセンサ２４ａ，２４ａ，…と該ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…を設置する設置部２４ｂとを有する。ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各ラインセンサ２４ａは、撮像面上に結像する像を受光して電気信号に変換する。つまり、ラインセンサ２４ａの出力から、２つの被写体像の間隔を検出することができ、その間隔によって撮像素子１０に結像する被写体像の焦点のずれ量（即ち、デフォーカス量（Ｄｆ量））及び焦点がどちらの方向にずれているか（即ち、デフォーカス方向）を求めることができる（以下、これらＤｆ量及びデフォーカス方向等をデフォーカス情報ともいう）。
【００７３】
このように構成されたコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、モジュール枠２５に配設されている。
【００７４】
モジュール枠２５は、枠状に形成された部材であって、その内周には、内側に向かって突出する取付部２５ａが設けられている。取付部２５ａの撮像素子１０側には、階段状に第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃが形成されている。また、取付部２５ａの撮像素子１０と反対側には、第３取付部２５ｄが形成されている。
【００７５】
そして、撮像素子１０側から、モジュール枠２５の第２取付部２５ｃにマスク部材２２が取り付けられ、第１取付部２５ｂにコンデンサレンズユニット２１が取り付けられている。これらコンデンサレンズユニット２１及びマスク部材２２は、それぞれ第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃに取り付けられる際に、図２，５に示すように、周縁部がモジュール枠２５に嵌り込むように形成されており、それによりモジュール枠２５に対して位置決めされる。
【００７６】
一方、撮像素子１０の反対側から、モジュール枠２５の第３取付部２５ｄにセパレータレンズユニット２３が取り付けられている。第３取付部２５ｄには、コンデンサレンズユニット２１と反対側に突出する位置決めピン２５ｅと方向基準ピン２５ｆとが設けられている。一方、セパレータレンズユニット２３には、これら位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆにそれぞれ対応する位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃが形成されている。位置決めピン２５ｅと位置決め孔２３ｂとは嵌合するようにそれぞれの径が設定されている。一方、方向基準ピン２５ｆと方向基準孔２３ｃとは緩やかに嵌るようにそれぞれの径が設定されている。すなわち、セパレータレンズユニット２３は、位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃをそれぞれ第３取付部２５ｄの位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆに挿通させることによって、第３取付部２５ｄに取り付ける際の方向等の姿勢が規定されると共に、位置決め孔２３ｂと位置決めピン２５ｅとの嵌合によって第３取付部２５ｄに対して位置決めされる。こうして、セパレータレンズユニット２３が姿勢及び位置を決めて取り付けられたとき、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…の各レンズ面は、コンデンサレンズユニット２１の側を向くと共に、マスク開口２２ａ，２２ａと対向した状態になる。
【００７７】
こうして、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５に対して位置決めされた状態で取り付けられる。すなわち、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５を介して、互いの位置関係が位置決めされる。
【００７８】
そして、ラインセンサユニット２４が、セパレータレンズユニット２３の背面側（コンデンサレンズユニット２１と反対側）からモジュール枠２５に対して取り付けられる。このとき、ラインセンサユニット２４は、各セパレータレンズ２３ａを透過した光がラインセンサ２４ａに入射するように位置決めされた状態でモジュール枠２５に取り付けられる。
【００７９】
したがって、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４をモジュール枠２５に取り付けることによって、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…に入射した光が、該コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を透過して、マスク部材２２を介してセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…に入射し、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を透過した光がラインセンサ２４ａ，２４ａ，…上に結像するように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、マスク部材２２、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…がそれぞれ位置決めされた状態で配列される。
【００８０】
このように構成された撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とは、互いに接合される。詳しくは、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃと位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａとが、互いに嵌合するように構成されている。つまり、位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌め込んだ状態で、モジュール枠２５をパッケージ３１に接着する。こうすることで撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを互いに位置決めした状態で接合することができる。このように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、一体的にユニット化されると共に、ユニット化された状態でパッケージ３１に取り付けられる。
【００８１】
このとき、全ての開口３１ｃ，３１ｃ，…と全てのコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とを互いに嵌合するように構成してもよい。あるいは、そのうちのいくつかの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…だけを嵌合状態とし、残りの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とは緩やかに嵌るように構成してもよい。後者の場合には、最も撮像面中央に近いコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面内における位置決めを行い、さらに、撮像面中央から最も離れたコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面中央のコンデンサレンズ２１ａ及び開口３１ｃ回り（即ち、回転角度）の位置決めを行うことが好ましい。
【００８２】
こうして、撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを接合した結果、基板１１ａの背面側には、各透過部１７ごとに、コンデンサレンズ２１ａ、マスク部材２２の一対のマスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが配置される。
【００８３】
このように、光を透過させるように構成した撮像素子１０に対して、撮像素子１０を収容するパッケージ３１の底板３１ａに開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側まで容易に到達させることができると共に、パッケージ３１の背面側に位相差検出ユニット２０を配設することによって、撮像素子１０を透過した光を位相差検出ユニット２０で受光する構成を容易に実現することができる。
【００８４】
また、パッケージ３１の底板３１ａに形成される開口３１ｃ，３１ｃ，…は撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側に通過させる構成であれば任意の構成を採用することができるが、貫通孔である開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光を減衰させることなくパッケージ３１の背面側まで到達させることができる。
【００８５】
また、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させることによって、開口３１ｃ，３１ｃ，…を利用して、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。尚、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を設けない場合は、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させるように構成すれば、同様に、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。
【００８６】
それと共に、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…にパッケージ３１の底板３１ａを貫かせて、基板１１ａに接近させて配設することができるため、撮像ユニット１をコンパクトに構成することができる。
【００８７】
このように構成された撮像ユニット１の動作について、以下に説明する。
【００８８】
撮像ユニット１に被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し撮像素子１０に入射する。該光は、撮像素子１０のマイクロレンズ１６により集光された後、カラーフィルタ１５を透過することにより特定の色の光だけが受光部１１ｂに到達する。受光部１１ｂは光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体において各受光部１１ｂが光を電気信号に変換することによって、撮像面に形成された被写体像を、画像信号を作成するための電気信号に変換する。
【００８９】
一方、透過部１７，１７，…では、撮像素子１０に照射された光の一部が撮像素子１０を透過する。撮像素子１０を透過した光は、パッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合されたコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ入射する。各コンデンサレンズ２１ａを透過することにより集光された光は、マスク部材２２に形成された各対のマスク開口２２ａ，２２ａを通過する際に２つの光束に分割されて各セパレータレンズ２３ａに入射する。こうして瞳分割された光は、セパレータレンズ２３ａを透過して、ラインセンサ２４ａ上の２つの位置に同一の被写体像として結像する。ラインセンサ２４ａは、光電変換により被写体像から電気信号を作成し出力する。
【００９０】
ここで、撮像素子１０から出力される電気信号は、撮像ユニット制御部５２を介してボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、各受光部１１ｂの位置情報と該受光部１１ｂの受光光量に対応した出力データを撮像素子１０の撮像面全体から得ることによって、撮像面に形成された被写体像を、電気信号として取得する。
【００９１】
ここで、受光部１１ｂ，１１ｂ，…では同じ光量の光を受光しても光の波長が異なると蓄積電荷量が異なるため、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力はそれぞれに設けられているカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂの種類に応じて補正される。例えば、赤のカラーフィルタ１５ｒが設けられたＲ画素１１ｂ、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられたＧ画素１１ｂ及び青のカラーフィルタ１５ｂが設けられたＢ画素１１ｂがそれぞれのカラーフィルタに対応する色の光を同じ光量だけ受光したときに、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ、Ｂ画素１１ｂからの出力が同じレベルとなるように各画素の補正量が設定される。
【００９２】
ただし、本実施形態では基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、透過部１７，１７，…における光電変換効率が、それ以外の部分に比べて低くなる。つまり、同じ光量の光を受光しても、蓄積電荷量は、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の方がそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…よりも少なくなってしまう。その結果、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データにそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データと同様の画像処理を施したのでは、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が適切に撮影されない（例えば、暗く撮影されてしまう）可能性がある。そこで、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を、透過部１７，１７，…の影響がなくなるように補正（例えば、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を増幅する等）される。
【００９３】
また、この出力の低下は、光の波長により異なる。すなわち、波長が長いほど基板１１ａの透過率が高くなる。そのため、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂの種類により、基板１１ａを透過する光量に差が生じる。そこで、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての透過部１７の影響をなくす補正は、該各画素１１ｂが受光する光の波長に応じて補正量を異ならせている。つまり、透過部１７に対応する各画素１１ｂについて、該各画素１１ｂが受光する光の波長が長いほど補正量を大きくしている。
【００９４】
ここで、各画素１１ｂでは、前述の如く、受光する色の種類による蓄積電荷量の差をなくすための補正量が設定されており、この色の種類による蓄積電荷量の差をなくす補正に加えて、透過部１７の影響をなくす補正がなされる。すなわち、透過部１７の影響をなくす補正の補正量は、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての補正量と、透過部１７以外の位置に対応する画素１１ｂであって且つ同じ色を受光する画素１１ｂについての補正量との差となる。本実施形態では、以下に示す関係で色ごとに補正量を異ならせている。こうすることで安定した画像出力を得ることができる。
【００９５】
Ｒｋ＞Ｇｋ＞Ｂｋ ・・・（１）
ここで、
Ｒｋ：透過部１７のＲ画素補正量−透過部１７以外のＲ画素補正量
Ｇｋ：透過部１７のＧ画素補正量−透過部１７以外のＧ画素補正量
Ｂｋ：透過部１７のＢ画素補正量−透過部１７以外のＢ画素補正量
とする。
【００９６】
すなわち、赤、緑、青の３色のうち長波長である赤が最も透過率が高いため、赤の画素での補正量の差が最も大きい。また、該３色のうち短波長である青が最も透過率が低いため、青の画素での補正量の差が最も小さい。
【００９７】
つまり、撮像素子１０の各画素１１ｂの出力の補正量は、各画素１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各画素１１ｂに対応するカラーフィルタ１５の色の種類に基づいて決定される。各補正量は、例えば、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像のホワイトバランス及び／又は輝度が等しくなるように決定される。
【００９８】
ボディマイコン５０は、受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力データをこのように補正した後、該出力データに基づいて、各受光部、即ち、画素１１ｂにおける位置情報、色情報及び輝度情報とを含む画像信号を作成する。こうして、撮像素子１０の撮像面上に結像された被写体像の画像信号が得られる。
【００９９】
このように撮像素子１０からの出力を補正することによって、透過部１７，１７，…が設けられた撮像素子１０であっても、被写体像を適切に撮影することができる。
【０１００】
一方、ラインセンサユニット２４から出力される電気信号も、ボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、ラインセンサユニット２４からの出力に基づいて、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を求め、求めた間隔から、撮像素子１０に結像する被写体像の焦点状態を検出することができる。例えば、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像は、撮像レンズを透過して撮像素子１０に結像する被写体像が正確に結像しているとき（合焦）には、所定の基準間隔を開けて所定の基準位置に位置する。それに対し、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向手前側に結像しているとき（前ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも狭くなる。一方、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向奥側に結像しているとき（後ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも広くなる。つまり、ラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを知ることができる。
【０１０１】
尚、本実施形態では、透過部１７は基板１１ａにおいて周辺部よりも薄肉状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基板１１ａに照射される光が基板１１ａを透過して基板１１ａ背面側の位相差検出ユニット２０に十分到達するように、基板１１ａ全体の厚さを設定してもよい。この場合、基板１１ａ全体が透過部となる。
【０１０２】
また、本実施形態では、基板１１ａに３つの透過部１７，１７，１７が形成されると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが透過部１７，１７，１７に対応して３セット設けられているが、これに限られるものではない。これらの個数は３つに限定されるものではなく、任意の個数に設定し得る。例えば、図６に示すように、基板１１ａに９つの透過部１７，１７，…を形成すると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを９セット設けるようにしてもよい。
【０１０３】
さらに、撮像素子１０は、ＣＣＤイメージセンサに限られるものではなく、図７に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。
【０１０４】
撮像素子２１０は、ＣＭＯＳイメージセンサであって、半導体材料で構成された光電変換部２１１と、トランジスタ２１２と、信号線２１３と、マスク２１４と、カラーフィルタ２１５と、マイクロレンズ２１６とを有している。
【０１０５】
光電変換部２１１は、基板２１１ａと、フォトダイオードで構成された受光部２１１ｂ，２１１ｂ，…とを有している。各受光部２１１ｂごとに、トランジスタ２１２が設けられている。受光部２１１ｂで蓄積された電荷は、トランジスタ２１２で増幅され、信号線２１３を介して外部へ出力される。マスク２１４、カラーフィルタ２１５及びマイクロレンズ２１６は、前記マスク１４、カラーフィルタ１５及びマイクロレンズ１６と同様の構
成である。
【０１０６】
そして、基板２１１ａには、ＣＣＤイメージセンサと同様に、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が形成されている。透過部１７は、基板２１１ａにおける受光部２１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）２１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄肉に形成されている。
【０１０７】
また、ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、トランジスタ２１２の増幅率を受光部２１１ｂごとに設定することができるため、各トランジスタ２１２の増幅率を各受光部１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各受光部１１ｂに対応するカラーフィルタ１５の色の種類に基づいて設定することによって、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が、適切に撮影されないことを防止することができる。
【０１０８】
また、光が通過する撮像素子の構成としては、前述の如く、透過部１７，１７，…を設ける構成に限られるものではない。光が撮像素子を通過（前述の如く、透過も含む）する構成であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、図８に示すように、基板３１１ａに複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…が形成された通過部３１８を有する撮像素子３１０であってもよい。
【０１０９】
貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…は、基板３１１ａを厚さ方向に貫通して形成されている。詳しくは、基板３１１ａ上の行列状の画素領域において、２行２列に隣接する４つの画素領域を１単位としたときに、そのうちの３つの画素領域に受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂが配設され、残りの１つの画素領域に貫通孔３１８ａが形成されている。
【０１１０】
そして、該４つの画素領域中の受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂが配設された３つの画素領域には、３つの受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂそれぞれに対応する３色のカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設されている。詳しくは、貫通孔３１８ａに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ１５ｇが配設され、貫通孔３１８ａと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ１５ｒが配設され、貫通孔３１８ａと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ１５ｂが配設されている。そして、貫通孔３１８ａに対応する画素領域には、カラーフィルタが設けられていない。
【０１１１】
この撮像素子１０においては、貫通孔３１８ａに対応する画素を、該貫通孔３１８ａに隣接する受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力を用いて補間する。具体的には、貫通孔３１８ａと画素領域の対角方向に隣接する、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられた４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力の平均値を用いて貫通孔３１８ａに対応する画素の信号を補間（標準補間）する。または、貫通孔３１８ａと画素領域の対角方向に隣接する、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられた４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…において別々の対角方向に隣接する２組の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力の変化を比較し、変化の大きい方の組の対角方向に隣接する受光部１１ｂ，１１ｂの出力の平均値、若しくは変化の小さい方の組の対角方向に隣接する受光部１１ｂ，１１ｂの出力の平均値を用いて貫通孔３１８ａに対応する画素の信号を補間（傾斜補間）する。補間したい画素が合焦被写体のエッジである場合、変化の大きい方の受光部１１ｂ，１１ｂを用いると、エッジをだらしてしまい好ましくない結果となる。したがって、所定の閾値以上の変化がある場合は変化の小さい方を用い、所定の閾値未満の場合は変化の大きい方を用いて、できるだけ滑らかな傾斜を採用する。
【０１１２】
こうして、貫通孔３１８ａに対応する受光部１１ｂの出力データを補間した後、受光部１１ｂ，１１ｂ，…のそれぞれの出力データを用いて、各受光部１１ｂに対応する画素の輝度情報及び色情報を求めて、さらには所定の画像処理や合成を行って画像信号を作成する。
【０１１３】
こうすることによって、通過部３１８，３１８，…における画像が暗く撮影されてしまうことを防止することができる。
【０１１４】
このように構成された撮像素子３１０は、入射してきた光を複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…を介して通過させることができる。
【０１１５】
このように、基板３１１ａに、透過部１７ではなく、複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…で構成される通過部３１８を設けることによっても、光が通過する撮像素子３１０を構成することができる。また、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットに対して複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…からの光が入射するように構成することによって、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさが画素の大きさに限定されないという点で好ましい。すなわち、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさは、画素の狭小化による撮像素子３１０の高画素化を阻害しない点で好ましい。
【０１１６】
尚、この通過部３１８は、位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａに対応する位置だけに設けてもよいし、基板３１１ａ全体に設けてもよい。
【０１１７】
さらにまた、位相差検出ユニット２０は、前述の構成に限られるものではない。例えば、撮像素子１０の透過部１７に対してコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａが位置決めされる構成であれば、コンデンサレンズ２１ａとパッケージ３１の開口３１ｃとの嵌合は必ずしも必要ない。また、コンデンサレンズを有さない構成でもよい。あるいは、コンデンサレンズ及びセパレータレンズが一体的に形成されたものであってもよい。
【０１１８】
さらに、別の例としては、図９，１０に示すように、撮像素子１０の背面側において、コンデンサレンズユニット４２１と、マスク部材４２２と、セパレータレンズユニット４２３と、ラインセンサユニット４２４とが撮像素子１０の撮像面と平行な方向に並んで配置される位相差検出ユニット４２０であってもよい。
【０１１９】
詳しくは、コンデンサレンズユニット４２１は、複数のコンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…を一体的にユニット化していると共に、入射面４２１ｂと反射面４２１ｃと出射面４２１ｄとを有している。すなわち、コンデンサレンズユニット４２１は、コンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…によって集光された光を反射面４２１ｃにより略９０°の角度で反射させ、出射面４２１ｄから出射させる。その結果、撮像素子１０を透過してコンデンサレンズユニット４２１へ入射した光は、反射面４２１ｃによってその光路が略垂直に曲げられて、出射面４２１ｄから出射してセパレータレンズユニット４２３のセパレータレンズ４２３ａへ向かう。セパレータレンズ４２３ａへ入射した光は、該セパレータレンズ４２３ａを透過して、ラインセンサ４２４ａに結像する。
【０１２０】
このように構成されたコンデンサレンズユニット４２１、マスク部材４２２、セパレータレンズユニット４２３及びラインセンサユニット４２４は、モジュール枠４２５に配設されている。
【０１２１】
モジュール枠４２５は、箱状に形成されており、その内部には、コンデンサレンズユニット４２１を取り付けるための段差部４２５ａが形成されている。コンデンサレンズユニット４２１は、コンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…がモジュール枠４２５の外方を向くようにして該段差部４２５ａに取り付けられている。
【０１２２】
また、モジュール枠４２５には、コンデンサレンズユニット４２１の出射面４２１ｄと対向する位置に、マスク部材４２２及びセパレータレンズユニット４２３を取り付けるための取付壁部４２５ｂが立設されている。この取付壁部４２５ｂには、開口４２５ｃが形成されている。
【０１２３】
マスク部材４２２は、取付壁部４２５ｂに対してコンデンサレンズユニット４２１の側から取り付けられている。一方、セパレータレンズユニット４２３は、取付壁部４２５ｂに対してコンデンサレンズユニット４２１と反対側から取り付けられている。
【０１２４】
こうして、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を通過した光の光路を折り曲げることによって、コンデンサレンズユニット４２１、マスク部材４２２、セパレータレンズユニット４２３及びラインセンサユニット４２４等を、撮像素子１０の厚さ方向に並べるのではなく、撮像素子１０の撮像面に平行な方向に並べることができるため、撮像ユニット４０１の、撮像素子１０の厚さ方向の寸法を小さくすることができる。つまり、撮像ユニット４０１をコンパクトに形成することができる。
【０１２５】
このように、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を通過した光を受けて位相差検出を行うことができる構成であれば、任意の構成の位相差検出ユニットを採用することができる。
【０１２６】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ１００は、種々の撮影モード及び機能を備えている。以下、カメラ１００の種々の撮影モード及び機能と共にそのときの動作を説明する。
【０１２７】
−静止画撮影時のＡＦ機能−
カメラ１００は、静止画撮影モードにおいて、レリーズボタン４０ｂが半押しされると、ＡＦにより焦点を合わせるが、このＡＦとして、位相差検出方式ＡＦと、コントラスト検出方式ＡＦと、ハイブリッド方式ＡＦと、被写体検出ＡＦとの４つのオートフォーカス機能を有している。これら４つのオートフォーカス機能は、カメラ本体４に設けられたＡＦ設定スイッチ４０ｃを操作することによって、撮影者が選択可能となっている。
【０１２８】
以下に、各オートフォーカス機能によるカメラシステムの撮影動作を通常撮影モードを前提に説明する。ここで、通常撮影モードとは、通常の撮影を行うためのカメラ１００の最も基本的な静止画撮影のための撮影モードである。
【０１２９】
（位相差検出方式ＡＦ）
まず、位相差検出方式ＡＦ方式によるカメラシステムの撮影動作について、図１１，１２を参照して説明する。
【０１３０】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳａ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われる（ステップＳａ２）。詳しくは、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニットに電力が供給され、ボディマイコン５０が起動する。同時に、電気切片４１ａ，７１ａを介して、交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットに電極が供給され、レンズマイコン８０が起動する。ボディマイコン５０及びレンズマイコン８０は、起動時に互いに情報を送受信するようプログラミングされており、例えばレンズマイコン８０のメモリ部からボディマイコン５０へ交換レンズ７に関するレンズ情報が送信され、このレンズ情報はボディマイコン５０のメモリ部に格納される。
【０１３１】
続いて、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に位置させる（ステップＳａ３）と共に、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ４）。その後、ステップＳａ５へ進み、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１３２】
こうすることで、交換レンズ７を透過して、カメラ本体４内に入射した光は、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施した後、画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。
【０１３３】
また、撮像ユニット１へ入射した光の一部は、撮像素子１０の透過部１７，１７，…を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。
【０１３４】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳａ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを求める（ステップＳａ６）。
【０１３５】
その後、ボディマイコン５０は、ステップＳａ６で取得したＤｆ量分だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させる（ステップＳａ７）。
【０１３６】
このとき、本実施形態に係る位相差検出ユニット２０は、コンデンサレンズ２１ａ、マスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットを３セット、即ち、位相差検出を行う測距ポイント を３つ有している。そして、位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦにおける位相差検出では、撮影者が任意に選択した測距ポイントに対応したセットのラインセンサ２４ａの出力に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させる。
【０１３７】
あるいは、複数の測距ポイントのうち最もカメラに近接した測距ポイントを選択してフォーカスレンズ群７２の駆動を行うように、ボディマイコン５０に自動最適化アルゴリズムを設定しておいてもよい。この場合、中抜け写真などが発生する確率を低減することができる。
【０１３８】
尚、この測距ポイントの選択は、位相差検出方式ＡＦに限られるものではなく、位相差検出ユニット２を用いてフォーカスレンズ群７２を駆動させる構成であれば、任意の方式のＡＦに採用できる。
【０１３９】
そして、合焦したか否かを判定する（ステップＳａ８）。詳しくは、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値以下であるときには合焦した（ＹＥＳ）と判定してステップＳａ１１へ進む一方、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値より大きいときには合焦していない（ＮＯ）と判定してステップＳａ６へ戻り、ステップＳａ６〜Ｓａ８を繰り返す。
【０１４０】
こうして焦点状態の検出とフォーカスレンズ群７２の駆動を繰り返し、Ｄｆ量が所定量以下になったときに合焦と判断され、フォーカスレンズ群７２の駆動が停止される。
【０１４１】
また、ステップＳａ６〜Ｓａ８における位相差検出方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳａ９）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳａ１０）。
【０１４２】
すなわち、ステップＳａ９においては、撮像素子１０によって該撮像素子１０に入射してくる光の光量が測定される。つまり、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差検出方式ＡＦを行っているため、該位相差検出方式ＡＦと並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。
【０１４３】
詳しくは、ボディマイコン５０が、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を取り込み、該電気信号に基づいて被写体光の強度を測定することによって測光を行う。そして、ボディマイコン５０は、測光の結果から、撮影モードに応じた露光時におけるシャッタスピードと絞り値を所定のアルゴリズムに従って決定する。
【０１４４】
そして、ステップＳａ９において測光が終了すると、ステップＳａ１０において像ブレ検出を開始する。尚、ステップＳａ９とステップＳａ１０とは並行して行ってもよい。
【０１４５】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４には、撮影画像と共に撮影に係る各種情報表示が表示され、撮影者は画像表示部４４を介して各種情報を確認することができる。
【０１４６】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされる（即ち、Ｓ２スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで待機する。撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を一旦、閉状態にする（ステップＳａ１２）。こうして、シャッタユニット４２を閉状態にしている間に、後述する露光に備えて、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積されている電荷を転送してしまう。
【０１４７】
その後、ボディマイコン５０は、カメラ本体４と交換レンズ７との交信情報、又は撮影者の任意の指定情報を基に像ブレの補正を開始する（ステップＳａ１３）。具体的には、カメラ本体４内のブレ検出部５６の情報を基に交換レンズ７内のブレ補正レンズ駆動部７４ａを駆動する。また、撮影者の意図に応じて、（ｉ）交換レンズ７内のブレ検出部８４とブレ補正レンズ駆動部７４ａを用いる、（ii）カメラ本体４内のブレ検出部５６とブレ補正ユニット４５を用いる、（iii）交換レンズ７内のブレ検出部８４とカメラ本体４内のブレ補正ユニット４５を用いる、の何れかが選択可能である。
【０１４８】
尚、像ブレ補正手段の駆動開始は、レリーズボタン４０ｂ半押し時点から開始することで、合焦させたい被写体の動きが軽減され、位相差検出方式ＡＦをより正確に行うことが可能となる。
【０１４９】
また、ボディマイコン５０は、像ブレの補正開始と並行して、ステップＳａ９における測光の結果から求められた絞り値となるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を絞り込む（ステップＳａ１４）。
【０１５０】
こうして、像ブレの補正が開始されると共に、絞り込みが完了すると、ボディマイコン５０は、ステップＳａ９における測光の結果から求められたシャッタスピードに基づいてシャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ１５）。こうして、シャッタユニット４２を開状態にすることで、被写体からの光が撮像素子１０に入射するようになり、撮像素子１０では所定時間だけ電荷の蓄積を行う（ステップＳａ１６）。
【０１５１】
そして、ボディマイコン５０は、該シャッタスピードに基づいて、シャッタユニット４２を閉状態にして、露光を終了する（ステップＳａ１７）。露光完了後、ボディマイコン５０では、撮像ユニット制御部５２を介して撮像ユニット１から画像データを読み出し、所定の画像処理後、画像読み出し/記録部５３を介して画像表示制御部５５へ画像データを出力する。これにより、画像表示部４４へ撮影画像が表示される。また、ボディマイコン５０は、必要に応じて、画像記録制御部５４を介して画像格納部５８に画像データを格納する。
【０１５２】
その後、ボディマイコン５０は、像ブレ補正を終了する（ステップＳａ１８）と共に、絞り部７３を開放する（ステップＳａ１９）。そして、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を開状態とする（ステップＳａ２０）。
【０１５３】
レンズマイコン８０は、リセットが完了すると、ボディマイコン５０にリセット完了を伝える。ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からのリセット完了情報と露光後の一連の処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン４０ｂの状態が、押し込みされていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。その後、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１５４】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳａ２１）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳａ２２）と共に、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳａ２３）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０１５５】
このように、位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、位相差検出ユニット２０に基づいたオートフォーカスと並行して、撮像素子１０により測光が行われる。すなわち、位相差検出ユニット２０は撮像素子１０を透過した光を受けてデフォーカス情報を取得するため、デフォーカス情報を取得する際には必ず、被写体からの光が撮像素子１０に照射されている。そこで、オートフォーカス時に撮像素子１０を透過する光を用いて測光を行う。こうすることで、測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズボタン４０ｂが全押しされてから露光が完了するまでの時間（以下、レリーズタイムラグともいう）を短縮することができる。
【０１５６】
また、レリーズボタン４０ｂの全押し前に測光を行う構成であっても、測光をオートフォーカスと並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。その際、被写体からの光を測光用センサや位相差検出ユニットへ導くためのミラーを設ける必要がない。
【０１５７】
また、従来は、被写体から撮像装置に導かれる光の一部をミラー等で、撮像装置外に設けられた位相差検出ユニットへ導いていたのに対し、撮像ユニット１に導かれた光をそのまま用いて位相差検出ユニット２０によって焦点状態を検出することができるため、焦点状態を非常に高精度に能力することができる。
【０１５８】
（コントラスト検出方式ＡＦ）
次に、コントラスト検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１３を参照して説明する。
【０１５９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳｂ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われ（ステップＳｂ２）、フォーカスレンズ群７２を所定の基準位置に位置させ（ステップＳｂ３）、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にし（ステップＳｂ４）、レリーズボタン４０ｂが半押しされるのを待機する（ステップＳｂ５）ところまでは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１６０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｂ５）、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を駆動させる（ステップＳｂ６）。詳しくは、被写体像の焦点が光軸方向の所定の方向（例えば、被写体側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１６１】
そして、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して取り込んだ撮像素子１０からの出力に基づいて被写体像のコントラスト値を求め、該コントラスト値が低く変化したか否かを判定する（ステップＳｂ７）。その結果、コントラスト値が低くなった（ＹＥＳ）ときにはステップＳｂ８へ進む一方、コントラスト値が高くなった（ＮＯ）ときにはステップＳｂ９へ進む。
【０１６２】
コントラスト値が低くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向とは反対方向に駆動したということであるため、被写体像の焦点が光軸方向の前記所定の方向とは反対方向（例えば、被写体と反対側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を反転駆動する（ステップＳｂ８）。その後、コントラストピークを検出したか否かを判定し（ステップＳｂ１０）、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の反転駆動（ステップＳｂ８）を繰り返す。そして、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の反転駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１６３】
一方、ステップＳｂ６でフォーカスレンズ群７２を駆動させて、コントラスト値が高くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向に駆動させているため、そのままフォーカスレンズ群７２の駆動を継続して（ステップＳｂ９）、コントラスト値のピークを検出したか否かを判定する（ステップＳｂ１０）。その結果、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｂ９）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１６４】
このように、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみて（ステップＳｂ６）、コントラスト値が低く変化したときにはフォーカスレンズ群７２を反転駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ８，Ｓｂ１０）一方、コントラスト値が高く変化したときにはフォーカスレンズ群７２をそのまま駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ９，Ｓｂ１０）。なお、コントラスト値の算出は、撮像素子１０で撮像した被写体像全体を対象にしてもよく、その一部を対象にしてもよい。具体的には、ボディマイコン５０は、撮像素子１０の一部のエリアの画素からの出力に基づいてコントラスト値を算出してもよい。例えば、ボディマイコン５０は、後述する被写体検出ＡＦによって決定されたコントラストＡＦエリアの画像信号に基づいてコントラスト値を算出してもよい。
【０１６５】
また、このコントラスト検出方式ＡＦ（ステップＳｂ６〜Ｓｂ１０）と並行して、測光を行う（ステップＳｂ１１）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｂ１２）。これらステップＳｂ１１，Ｓｂ１２は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０１６６】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１６７】
このコントラスト検出方式ＡＦでは、ダイレクトにコントラストピークを捕らえることが可能となり、位相差検出方式ＡＦと異なり、開放バック補正（絞りの開口度合いによるピントズレ）などの様々な補正演算が必要ないため高精度なピント性能を得ることができる。ただし、コントラスト値のピークを検出するためには、コントラスト値のピークを一旦超えるまでフォーカスレンズ群７２を駆動する必要がある。こうして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値のピークを一旦越えるところまで移動させた後、検出されたコントラスト値のピークの位置まで戻す必要があるため、フォーカスレンズ群７２の往復駆動動作によりフォーカスレンズ群駆動系に生じるバックラッシュ分を取り除く必要がある。
【０１６８】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
続いて、ハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１４を参照して説明する。
【０１６９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｃ１〜Ｓｃ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１７０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｃ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算して、合焦か非合焦かを検出する（ステップＳｃ６）。さらに、ボディマイコン５０は、前ピンか後ピンか、デフォーカス量はどの位かを求め、デフォーカス情報を取得する（ステップＳｃ７）。その後、ステップＳｃ１０へ進む。このとき、複数の測距ポイントのすべてを用いてもよく、選択した一部を用いてもよい。
【０１７１】
一方、ステップＳｃ６，Ｓｃ７と並行して、測光を行う（ステップＳｃ８）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｃ９）。これらステップＳｃ６，Ｓｃ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳｃ１０へ進む。尚、ステップＳｃ９の後は、ステップＳｃ１０ではなく、ステップＳａ１１へ進んでもよい。
【０１７２】
このように、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差に基づく焦点検出を行っているため、該焦点検出と並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。
【０１７３】
ステップＳｃ１０では、ボディマイコン５０は、ステップＳｃ７で取得したデフォーカス情報に基づいて、フォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１７４】
そして、ボディマイコン５０は、コントラストピークが検出されたか否かを判定する（ステップＳｃ１１）。コントラストピークが検出されていない（ＮＯ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｃ１０）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止して、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させた後、ステップＳａ１１へ進む。
【０１７５】
具体的には、ステップＳｃ１０，Ｓｃ１１において、ステップＳｃ７で算出したデフォーカス方向及びデフォーカス量に基づき、フォーカスレンズ群７２を高速に移動させた後、フォーカスレンズ群７２を前述の速度よりも低速で移動させてコントラストピークを検出することが好ましい。
【０１７６】
このとき、算出したデフォーカス量に基づいて移動させるフォーカスレンズ群７２の移動量（どこまで移動させるか）を位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７と異ならせることが好ましい。詳しくは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置までフォーカスレンズ群７２を移動させるのに対し、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ１０では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置よりも前後に離れた位置までフォーカスレンズ群７２を駆動する。ハイブリッド方式ＡＦでは、その後、合焦位置と予測される位置に向かってフォーカスレンズ群７２を駆動しながらコントラストピークを検出する。
【０１７７】
なお、コントラスト値の算出は、撮像素子１０で撮像した被写体像全体を対象にしてもよく、その一部を対象にしてもよい。具体的には、ボディマイコン５０は、撮像素子１０の一部のエリアの画素からの出力に基づいてコントラスト値を算出してもよい。例えば、ボディマイコン５０は、後述する被写体検出ＡＦによって決定されたＡＦエリアの画像信号に基づいてコントラスト値を算出してもよい。
【０１７８】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１７９】
このように、ハイブリッド方式ＡＦでは、まず、位相差検出ユニット２０によってデフォーカス情報を取得し、これらのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する。そして、撮像素子１０からの出力に基づいて算出されるコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ群７２の位置を検出し、フォーカスレンズ群７２を該位置に位置させる。こうすることで、フォーカスレンズ群７２の駆動前にデフォーカス情報を検出することができるため、コントラスト検出方式ＡＦのようにフォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみるというステップが必要ないため、オートフォーカスの処理時間を短縮することができる。また、最終的にはコントラスト検出方式ＡＦによって焦点を合わすため、特に繰り返しパターンのある被写体やコントラストが極端に低い被写体などに対して、位相差検出方式ＡＦよりも精度良く焦点を合わせることができる。
【０１８０】
そして、ハイブリッド方式ＡＦは位相差検出を含んでいるにもかかわらず、撮像素子１０を透過した光を用いて位相差検出ユニット２０によりデフォーカス情報を取得しているため、撮像素子１０による測光と位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得とを並行して行うことができる。その結果、位相差検出用に、被写体からの光の一部を分割させるミラーを設ける必要がなく、また、測光用のセンサを別途設ける必要もなく、さらに、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズタイムラグを短縮することができる。そして、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行う構成において、測光をデフォーカス情報の取得と並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。
【０１８１】
（被写体検出ＡＦ）
続いて、被写体を検出し特定の被写体に対してAFを行う被写体検出ＡＦについて説明する。図１５は、被写体検出ＡＦによる撮影動作における、ＡＦ方式決定まで間での流れを示すフローチャートである。
【０１８２】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてから特徴点検出（ステップＳｄ５）直前までの動作（ステップＳｄ１〜Ｓｄ４）は、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ４と同じである。
【０１８３】
交換レンズ７を透過して、カメラ本体４内に入射した光は、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施した後、画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。
【０１８４】
ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体の特徴点を検出する（ステップＳｄ５）。具体的には、ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体中にあらかじめ設定された特徴点があるかどうか、ある場合はその位置、範囲を検出する。特徴点は、例えば、被写体の色、形状等である。例えば、特徴点として、被写体の顔が検出される。例えば、あらかじめ設定された特徴点は、一般的な顔の形状または色である。また、例えば、撮影者が画像表示部４４に表示されたライブビュー画像から選択した被写体の一部の形状または色が特徴点としてあらかじめ設定される。特徴点は、これらの例に限られない。このようにして、ボディマイコン５０は特定の被写体を検出する被写体検出部として機能する。
【０１８５】
特徴点検出（ステップＳｄ５）は、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで連続して行われる。そして、ボディマイコン５０は、画像表示制御部５５を制御して、検出した特徴点の位置および範囲を例えば表示枠等の表示形態により画像表示部４４に表示させる。
【０１８６】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳｄ６）、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアを決定する（ステップＳｄ７）。具体的には、ボディマイコン５０は、直前に検出した特徴点の位置および範囲で決定されるエリアをＡＦエリアとする。
【０１８７】
次に、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと測距ポイントが重複するかどうかを判断する（ステップＳｄ８）。上述の通り、撮像ユニット１は、撮像素子１０の露光と、位相差検出ユニット２０の露光とを同時に行うことができる。そして、位相差検出ユニット２０は、複数の測距ポイントを有している。そして、不揮発性メモリ５０ａには、複数の測距ポイントとそれぞれ対応する撮像素子１０の撮像面における位置および範囲（エリア）が記憶されている。より具体的には、不揮発性メモリ５０ａには、複数の測距ポイントの位置および範囲とそれぞれ対応する撮像素子１０の画素が記憶されている。すなわち、測距ポイントと当該測距ポイントと対応する撮像面のエリア（対応画素の集合）とは、同じ被写体光を受光する。具体的には、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアが、測距ポイントに対応するエリアと重複するかどうかを判定する。
【０１８８】
ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと測距ポイントとは重複しないと判断すると（ステップＳｄ８でＮＯ）、コントラスト検出方式ＡＦを行うためのコントラストＡＦエリアを決定する（ステップＳｄ９）。具体的には、例えば、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアをコントラストＡＦエリアとする。そして、図１３に示すコントラスト検出方式ＡＦのＳ１スイッチＯＮ後の動作（ステップＳｄ６からＳｄ１２）を行う。このとき、ボディマイコン５０は、画像信号のうち、コントラストＡＦエリアに相当する部分の信号に基づき、コントラスト値を求める。
【０１８９】
ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと測距ポイントとは重複すると判断すると（ステップＳｄ８でＹＥＳ）、使用する測距ポイントを選択する。具体的には、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと重複している測距ポイントを選択する。そして、図１１に示す位相差検出方式ＡＦのＳ１スイッチＯＮ後の動作（ステップＳa６からＳａ１０）を行う。このとき、ボディマイコン５０は、選択した測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行う。
【０１９０】
また、ボディマイコン５０は、ＡＦエリアと重複している測距ポイントを選択後、図１４に示すハイブリッド方式ＡＦのＳ１スイッチＯＮ後の動作（ステップＳa６からＳａ１０）を行うようにしてもよい。このとき、ボディマイコン５０は、選択した測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行い、ＡＦエリアに相当する部分の信号に基づき、コントラスト値を求める。
【０１９１】
図１６を用いて被写体検出ＡＦの具体例を説明する。図１６の被写体範囲枠１６０１は、撮像素子１０において撮像される被写体の範囲を示す。被写体範囲枠１６０１の内部が被写体に相当する。破線で示した測距ポイント枠１６０２，１６０３，１６０４は、測距ポイントの位置を示す。測距ポイント枠１６０２，１６０３，１６０４の内部に含まれる被写体については、位相差焦点検出が可能である。被写体の特徴点として、顔を検出する例を用いて説明する。
【０１９２】
図１６（Ａ）に示す例では、ボディマイコン５０は、画像信号に基づいて、特徴点として顔を検出する。顔枠１６０５は、検出した顔のエリアを示している。そして、ボディマイコン５０は、顔枠１６０５のエリアをＡＦエリアと設定する。この例では、ＡＦエリア１６０５と測距ポイント枠１６０３に対応する測距ポイントとは重複している。ボディマイコン５０は、測距ポイント枠１６０３に対応する測距ポイントを用いた位相差検出方式ＡＦを行う。または、ボディマイコン５０は、測距ポイント枠１６０３に対応する測距ポイントを用いた位相差焦点検出とＡＦエリア１６０５の画像信号に基づくコントラスト値を用いたハイブリッド方式ＡＦを行う。これにより、検出した特徴点（顔）に対し、迅速にＡＦを行うことができる。
【０１９３】
図１６（Ｂ）に示す例では、ボディマイコン５０は、画像信号に基づいて、特徴点として顔を検出する。顔枠１６０６，１６０７は、検出した顔のエリアを示している。そして、ボディマイコン５０は、顔枠１６０６，１６０７をＡＦエリアと設定する。この例では、ＡＦエリア１６０６，１６０７と測距ポイント枠１６０２，１６０３，１６０４に対応する測距ポイントとは重複していない。よって、ボディマイコン５０は、顔枠１６０６，１６０７をＡＦエリアと設定し、さらに、顔枠１６０６，１６０７をコントラストＡＦエリアと設定する。そして、コントラストＡＦエリア１６０６，１６０７のコントラスト値に基づくコントラスト検出方式ＡＦを行う。
【０１９４】
なお、被写体検出ＡＦの変形例として、例えば図１６（ｂ）に示すように、特徴点として被写体の顔を検出し、顔のエリアに基づいて決定したＡＦエリア１６０６，１６０７よりも被写体の鉛直方向下側に位置する測距ポイント１６０２，１６０３，１６０４が、当該ＡＦエリアと被写体の水平方向の位置が重複する場合、当該重複する測距ポイント１６０２，１６０４を用いた位相差検出方式ＡＦを行うようにしてもよい。また、当該重複する測距ポイント１６０２，１６０４を用いた位相差焦点検出とＡＦエリア１６０６，１６０７の画像信号に基づくコントラスト値を用いたハイブリッド方式ＡＦを行うようにしてもよい。顔の鉛直方向下側には、通常、体があるため、測距ポイントが被写体の体と重複している可能性が高いからである。なお、被写体の鉛直方向、水平方向を検知するために、カメラの姿勢を検知する例えば加速度センサ等の姿勢検知部を設けてもよい。
【０１９５】
−動画撮影モード−
次に、カメラ１００の動画撮影時の機能について説明する。動画撮影モード選択スイッチ４０ｄによって動作撮影モードが選択されると、カメラ制御部５は、動画撮影のための動作を行うようにカメラ１００を制御する。
【０１９６】
動画撮影モードには、撮影動作が異なる複数の撮影モードが含まれる。複数の撮影モードには、マクロモード、風景モード、スポットライト認識モード、ローライト認識モードおよびノーマルモードが含まれる。
【０１９７】
（動画撮影モードの開始）
図１７は、動画撮影モードにおけるフローチャートである。
【０１９８】
カメラ１００の電源がＯＮの状態で動画撮影モード設定スイッチ４０ｄが操作され動画撮影モードが設定されると、動画撮影モードが開始される（ステップＳｅ１）。また、動画撮影モード設定スイッチ４０ｄが操作され動画撮影モードが設定された状態でカメラ１００の電源が投入されると、動画撮影モードが開始される（ステップSe1）。動画撮影モードが開始されると、ズームレンズ群/フォーカスレンズ群の初期位置設定やホワイトバランスの取得、ライブビュー画像の表示の開始、測光などを行う。
【０１９９】
（動画記録の開始／終了指示）
撮影者によりRECボタン４０ｅの操作がなされると、動画像の記録が開始される。具体的には、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ周期的に出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理およびフレーム内圧縮またはフレーム間圧縮処理等を行い、動画データを生成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に動画データを送信し、画像格納部５８への画像信号の保存を開始させる。
【０２００】
また、ボディマイコンは、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信し、画像記録制御部５４に画像の表示の指示を行う。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を逐次表示させ、動画を表示する。
【０２０１】
動画像の記録中に再度RECボタン４０ｅの操作がなされると、ボディマイコン５０は、動画像の記録を終了する。
【０２０２】
この動画像の記録の開始／終了のシーケンスは、動画撮影モードのシーケンスの途中のどの位置にでも割り込むことが可能である。
【０２０３】
なお、撮影準備段階で静止画撮影のトリガーであるレリーズボタン４０ｂが操作されることにより、静止画撮影を行うようにしてもよい。
【０２０４】
（撮影モードの自動選択機能）
図１７は、撮影モードの自動選択のフローチャートである。以下、説明の便宜のため、撮影モードの自動選択機能を「おまかせｉＡ」と呼ぶ。
【０２０５】
動画撮影モードの開始（ステップＳｅ１）後、あるいは、後述する各ＡＦの実行により（Ｄ）への移行後、ボディマイコン５０は、「おまかせｉＡ」がONに設定されているかを判定する（ステップＳｅ２）。おまかせｉＡがＯＦＦであれば、ノーマルモード（Ｅ）へ移行する。
【０２０６】
おまかせｉＡがONであれば、フォーカスレンズ群７２の現在位置とデフォーカス情報とに基づいて被写体のおおよその距離を測定する（ステップＳｅ３）。より具体的には、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２の現在位置に基づいて、現在合焦している被写体の距離、すなわち、物点距離を算出可能である。そして、ボディマイコン５０は、デフォーカス情報に基づいて、デフォーカス情報を取得した被写体に合焦するにはフォーカスレンズ群７２をどこに移動すればよいか算出可能である。よって、ボディマイコン５０は、当該フォーカスレンズ群７２の移動すべき位置（目標位置）に対応する物点距離をデフォーカス情報を取得した被写体の距離として算出する。なお、本実施形態では、動画撮影モードの期間中常に合焦をさせているため、物点位置が被写体の距離とほぼ等しい状態となっている。そのため、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２の位置に基づいて物点距離を算出し、当該物点距離を被写体距離として算出してもよい。
【０２０７】
ステップＳｅ３において、測定した被写体距離が所定の第１距離よりも近いと判定した場合、マクロモード（Ｆ）へ移行する。
【０２０８】
また、ステップＳｅ３において、測定した被写体距離が第１距離よりも大きい所定の第２距離よりも遠いと判定した場合、風景モード（Ｇ）へ移行する。
【０２０９】
測定した距離が第１距離と第２距離の間である場合は、撮像素子１０からの画像信号に基づいて順次、モード判定を行う。例えば、本実施形態では、撮像素子１０の撮像面に投影された被写体像の測光分布を画像信号に基づいて認識し、撮像面の中央付近の輝度が周辺に比べて所定値以上の差があると確認出来た場合、結婚式やステージのようにスポットライトがあると認識する（ステップＳｅ４）。スポットライトがあると認識すると、スポットライトモード（Ｈ）に移行する。スポットライトなどの照明が当っていると、周辺の光量が極端に少ないため、露光として平均化されるとスポット光の照射された部分が、必要以上に露光オーバーとなり、人物などが白飛びしてしまう結果となる。スポットライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン５０は、露光を抑える制御を行う。
【０２１０】
ステップＳｅ４にてボディマイコン５０がスポットライトがないと判断した場合、ステップＳｅ５に移行し、撮像素子１０に投影された被写体像の測光データより、光量の少ないローライト状態であるかどうかを判定する。ローライト状態であると判定されると、ローライトモード（Ｊ）に移行する。ローライト状態とは、例えば日中室内での撮影等、窓や電灯の光など局所的に強い光が被写体像に含まれる状態が該当する。このような照明環境化では、窓や電灯の光など局所的に強い光に露光が平均化されてしまい、主被写体が暗く撮影されることがある。ローライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン５０は、測光分布に応じて露光を多く与えるよう制御する。
【０２１１】
図１７では、ローライトモードの選択までを明示しているが、そのほかにもスポーツモードなど、画像信号またはデフォーカス情報等に基づいて類推可能な他の撮影モードへの移行を採用してもよい。
【０２１２】
上記様々な撮影モードへの移行判定によっていずれの撮影モードにも該当しないと判断した場合、ノーマルモード（Ｅ）へ移行する。
【０２１３】
（ノーマルモードＡＦ）
図１８は、ノーマルモードのＡＦのフローチャートである。まず、ボディマイコン５０は、撮像素子１０からの出力に基づき、被写体の特徴点として顔の位置または範囲を抽出する（ステップＳｅ６）。ここで、ボディマイコン５０が画像信号に基づき、被写体の顔があると検出した場合、フラグを０に設定し（ステップＳｅ７）、認識した顔の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがあるか否かを判定する（ステップＳｅ８）。測距ポイントが存在した場合、位相差焦点検出（ステップＳｅ９）へ進む。なお、顔認識（ステップＳｅ６）および測距ポイント重複判断（ステップＳｅ８）の各動作は、上述の被写体検出ＡＦ（図１５）のステップＳｄ５およびＳｄ８と同様に行う。
【０２１４】
ステップＳｅ９では、ボディマイコン５０は、位相差焦点検出を行う（ステップＳｅ９）。具体的には、ボディマイコン５０は、検出した顔と対応する位置に配置された測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行う。静止画撮影モードでの位相差焦点検出（ステップＳａ６，Ｓｃ６）においては、ボディマイコン５０は、できるだけ早く焦点検出を行えるよう、測光情報をもとに、位相差検出ユニット２０のS/Nを維持できる範囲において感度調整と電荷蓄積時間を最適な状態に制御する。具体的には、ボディマイコン５０は後述する動画撮影モードでの位相差焦点検出（ステップＳｅ９）における電荷蓄積時間よりも短い電荷蓄積時間を設定する。一方で、動画撮影モードの位相差焦点検出（ステップＳｅ９）では、動画撮影において最適な焦点検出を行うため比較的時間をかけて測距を行うように、前記測光情報をもとに、位相差検出ユニット２０のS/Nを維持できる範囲における感度調整と電荷蓄積時間を最適な状態で検出制御する。具体的には、ボディマイコン５０は上述の静止画撮影モードでの位相差焦点検出（ステップＳａ６，Ｓｃ６）における電荷蓄積時間よりも長い電荷蓄積時間を設定する。感度は、電荷蓄積時間に応じて最適となるように制御される。また、電荷蓄積時間を長くすることにより、検出頻度を下げ、被写体の小刻みな動きによりフォーカスレンズ７２の位置が小刻みに変動することがないように配慮している。
【０２１５】
位相差焦点検出が可能であった場合、ボディマイコン５０は、ステップＳｅ９で取得したＤｆ量分が所定量αよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳｅ１０）。Ｄｆ量分が所定量αよりも小さいと判断した場合は、図１７の（Ｄ）に戻り、おまかせｉＡの判断（ステップＳｅ２）を行う。Ｄｆ量分が第１所定量α以上であると判断した場合、取得したＤｆ量だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させ（ステップＳｅ１１）、その後、図１７の（Ｄ）に戻り、おまかせｉＡの判断（ステップＳｅ２）を行う。
【０２１６】
ステップＳｅ１１におけるフォーカスレンズ群７２の合焦位置への駆動中も、ボディマイコン５０は、デフォーカス情報の取得と並行してコントラスト値も算出を行っている。ステップＳｅ28において、位相差焦点検出部が語検出を起こしやすいような被写体、例えば繰り返しパターン等によって、前記コントラスト値が小さくなってしまった場合には、位相差焦点検出が不適切と判断する。より具体的には、Ｄｆ量が所定値よりも小さいのに対して、コントラスト値が小さく変化していく場合に、位相差焦点検出が不適切と判定する。
【０２１７】
ステップＳｅ９において、被写体像がローコントラスト、または、低輝度であるなどの理由で位相差焦点検出が不可能、または、不適切と判断した場合は、ステップＳｅ１２へ移行する。具体的には、ボディマイコン５０は、デフォーカス情報の取得データのＳ/Ｎが悪い場合や、出力値が低い場合に位相差焦点検出が不可能、または、不適切と判断する。
【０２１８】
ステップＳｅ８に戻って、ボディマイコン５０がステップＳｅ６で認識した顔の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがないと判断した場合も、ステップＳｅ１２へ進む。
【０２１９】
ステップＳｅ１２では、ボディマイコン５０は、その後のステップＳｅ１４からステップＳｅ１６までに行うコントラスト値の算出に用いる被写体像のエリア、すなわち、ＡＦエリアを、検出した顔のエリアに設定する（ステップＳｅ１２）。
【０２２０】
次に、ボディマイコン５０は、ウォブリング方式によるコントラスト値算出を行う（ステップＳｅ１３）。具体的には、フォーカスレンズ群を現在の位置よりも物点距離が前後に移動するように移動し、物点位置が異なる位置でコントラスト値の算出を行う。ボディマイコン５０は、算出した各コントラスト値とフォーカスレンズ群の位置に基づき、コントラスト値のピーク位置が確認できたかどうかを判断する（ステップＳｅ１４）。なお、ここでいうピーク位置とは、物点距離の増加に基づいてコントラスト値が極大値となるフォーカスレンズ群７２の位置である。
【０２２１】
ボディマイコン５０がピーク位置を確認できれば、後述するステップＳｅ１６へ進む。ボディマイコン５０がピーク位置を確認できないときは、ステップＳｅ１５へ移行し、ボディマイコン５０は、更に大きな振幅のウォブリング方式によるコントラスト値算出、もしくはスキャン駆動を行い、コントラスト値のピークを検出する（ステップＳｅ１５）。なお、スキャン駆動とは、静止画撮影のコントラスト検出方式ＡＦのステップＳｂ６からステップＳｂ１０のＹＥＳに進むまでの動作と同様の動作である。
【０２２２】
次に、ボディマイコン５０は、検出したピーク位置にフォーカスレンズ群７２を駆動するように制御するステップＳｅ１６。その後、図１７の（Ｄ）に戻り、おまかせｉＡの判断（ステップＳｅ２）を行う。
【０２２３】
ウォブリング方式あるいはスキャン駆動では、フォーカスレンズ群７２の反転駆動があるため、ＡＦ速度が遅い。そのため、ＡＦ速度が速く、合焦位置へのフォーカスレンズの駆動方向が同時に判定できる位相差検出方式を優先するためステップＳｅ８の判断を行っている。
【０２２４】
ステップＳｅ６に戻って、ボディマイコン５０が被写体の顔が認識できないと判断した場合、ボディマイコン５０は、フラグが１かどうかを確認する（ステップＳｅ１７）。フラグは、後述するステップＳｅ２５において、撮影者に最も近い被写体の被写体像の位置に重複する位置に対応する測距ポイントがあるかどうかを示すものである。
【０２２５】
フラグが１の場合は、撮影者に最も近い被写体の被写体像の位置に重複する位置に対応する測距ポイントがあると判断された後である。そして、ボディマイコン５０は、当該対応する測距ポイントにて位相差焦点検出を行い、Ｄｆ量が第２所定量βよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳｅ１８）。第２所定量βは、第１所定量αよりも大きい値である。ステップＳｅ１８では、ボディマイコン５０は、Ｄｆ量を算出した測距ポイントにまだ被写体像があるかどうかを判定する。被写体像がまだある場合は、後述のステップＳｅ２４での合焦時点から次にステップＳｅ１８に来るまでのわずかの時間に当該重複する測距ポイントでの合焦状態の変化が小さいと推測できるため、Ｄｆ量の変化、すなわち、Ｄｆ量が小さい（Ｄｆ量＜β）とボディマイコン５０が判断すると、ステップＳｅ９に移行し、当該測距ポイントを用いて位相差焦点検出を行う。
【０２２６】
後述のステップＳｅ２４での合焦時点から次にステップＳｅ１８に来るまでのわずかの時間に当該重複する測距ポイントから被写体像が移動した場合、当該測距ポイントは使用すべきでない。このような場合には、当該測距ポイントのＤｆ量の変化、すなわち、Ｄｆ量が大きい（Ｄｆ量>β）とボディマイコン５０が判断し、ステップＳｅ２１に移行する。
【０２２７】
ステップＳｅ１７にて、ボディマイコン５０が、フラグが１でない、すなわち、フラグが０であると判断した場合、Ｓｅ１９においてウォブリング方式によるコントラスト値算出を行う（ステップＳｅ１９）。この動作は、ステップＳｅ１３と同様の動作であり、コントラスト値の算出は、被写体像の中央、複数のエリア、被写体像全体など、どのように行ってもよい。そして、ボディマイコン５０は、ピーク位置が検出できたかどうかを判定する（ステップＳｅ１９）。ピーク位置が検出できた場合にはステップＳｅ２４に移行し、検出できなかった場合はステップＳｅ２０に移行する。
【０２２８】
ステップＳｅ２１以降の動作は、主被写体は撮影者に最も近いものであるだろうという想定のもと、撮影者に最も近い被写体に合焦させる動作である。まず、複数の測距ポイントのうち相対的に最も距離が近接である被写体像を受光している測距ポイントを選択し、当該測距ポイントからデフォーカス情報を取得する（ステップＳｅ２１）。そして、当該でフォーカス情報のうち、デフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２を駆動開始する（ステップＳｅ２２）。このステップでは、合焦したい被写体の方向を予測している。その後、ボディマイコン５０は、スキャン駆動を行う（ステップＳｅ２３）。なお、スキャン駆動とは、静止画撮影のコントラスト検出方式ＡＦのステップＳｂ６からステップＳｂ１０のＹＥＳに進むまでの動作と同様の動作である。ステップＳｅ２３では、コントラスト値の算出は、被写体像の複数のエリアについてそれぞれ行い、最も距離が近接である位置にピーク位置を有するエリアでのピーク位置を算出する。
【０２２９】
ステップＳｅ２４では、ボディマイコン５０は、ピーク位置にフォーカスレンズ群７２を駆動するように制御する（ステップＳｅ２４）。その後、ボディマイコン５０は、ピーク位置を算出した被写体像のエリアと重複する位置に対応する測距ポイントがあるかどうかを判断する（ステップＳｅ２５）。当該対応する測距ポイントがある場合は、ボディマイコン５０は、どの測距ポイントが対応するかを記憶するとともに、フラグを１に設定し（ステップＳｅ２６）、図１７の（ｄ）に戻る。当該対応する測距ポイントがない場合は、ボディマイコン５０は、フラグを０に設定し（ステップＳｅ２６）、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２３０】
（マクロモードＡＦ）
図１９は、マクロモードのＡＦのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、マクロモードのＡＦのフローチャート（図１９）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
【０２３１】
マクロモードでは、カメラ１００に近接した被写体に合焦させる。そこで、ステップＳｆ１５のスキャン駆動、および、ステップＳｆ２３のスキャン駆動では、ノーマルモードのステップＳｅ１５またはステップＳｅ２３のときよりも、物点距離がより近づく範囲までピーク位置の検出を行う。
【０２３２】
その他は、ノーマルモードのＡＦと同様の動作である。マクロモードのＡＦが終わると、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２３３】
（風景モードＡＦ）
図２０は、風景モードのＡＦのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、風景モードのＡＦのフローチャート（図２０）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
【０２３４】
風景モードでは、カメラ１００にから離れた被写体に合焦させる。そこで、ステップＳｇ２１では、複数の測距ポイントのうち相対的に最も距離が遠方である被写体像を受光している測距ポイントを選択し、当該測距ポイントからデフォーカス情報を取得する（ステップＳｇ２１）。また、ステップＳｇ２３では、コントラスト値の算出は、被写体像の複数のエリアについてそれぞれ行い、最も距離が遠方である位置にピーク位置を有するエリアでのピーク位置を算出する。ステップＳｅ２５でピークを算出したエリアと重複する位置に対応する測距ポイントがある場合には、ステップＳｇ２６にてフラグが２に設定される。そして、ステップＳｇ１７では、直前に最も遠方の被写体像と重複する位置に対応していた測距エリアがあったかどうかを、フラグが２であるかの判断にて行う。
【０２３５】
その他は、ノーマルモードのＡＦと同様の動作である。風景モードのＡＦが終わると、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２３６】
（スポットライトモードＡＦ）
図２１は、スポットライトモードのＡＦのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、スポットライトモードのＡＦのフローチャート（図２１）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。
【０２３７】
後述のＡＦ動作と並行して、スポットライトモードにおいては、被写体がスポットライトで照射されているため、露光を最適化する必要がある。そのため、ボディマイコン５０は、スポットライトが照射されているエリアにおいて露光が最適となるように露光制御を行う。
【０２３８】
ステップＳｈ６では、ボディマイコン５０は、スポットライトが照射されている被写体像のエリア内で顔の認識を行う。
【０２３９】
スポットライトモードでは、ノーマルモードのステップＳｅ２１およびステップＳｅ２２に相当するステップがない。そして、ステップＳｈ１８ではステップＳｅ１８と同様の判断を行うが、ここでＮＯと判断した場合は、ステップＳｅ１９に移行する。また、ステップＳｈ２０では、ステップＳｅ２０と同様の判断を行い、ＮＯと判断した場合には、ステップＳｈ２３に移行する。ステップＳｈ２３では、ステップＳｅ２３と同様にスキャン駆動を行うが、ボディマイコン５０はコントラスト値の算出をスポットライトが照射されている被写体像に相当する部分の画像信号に基づいて行う。
【０２４０】
ステップＳｅ２５でピークを算出したエリアと重複する位置に対応する測距ポイントがある場合には、ステップＳｇ２６にてフラグが３に設定される。そして、ステップＳｈ１７では、直前にスポットライトと重複する位置に対応していた測距エリアがあったかどうかを、フラグが３であるかの判断にて行う。
【０２４１】
その他は、ノーマルモードのＡＦと同様の動作である。風景モードのＡＦが終わると、図１７の（ｄ）に戻る。
【０２４２】
（ローライトモードＡＦ）
上述のローライト状態が検出されるとローライトモードに移行する。例えば日中室内での撮影等、窓や電灯の光など局所的に強い光が被写体像に含まれる状態が検出されるとローライトモードに移行する。このような照明環境化では、窓や電灯の光など局所的に強い光に露光が平均化されてしまい、主被写体が暗く撮影されることがある。ローライトモードではその不具合を解消するため、ボディマイコン５０は、測光分布に応じて輝度が少ないエリアを明るく撮影するよう制御する。
【０２４３】
図２２は、ローライトモードのＡＦのフローチャートである。ローライトモードでは、ノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。
【０２４４】
（自動追尾ＡＦ）
カメラ１００は、自動追尾ＡＦモードも有している。図２３は、自動追尾ＡＦモードのフローチャートである。基本的にはノーマルモードのＡＦと同様の動作を行う。したがって、動作の説明は、ノーマルモードのＡＦと異なる点についてのみ行う。また、自動追尾ＡＦモードのフローチャート（図２３）にて、ノーマルモードのＡＦのフローチャート（図１８）と同様のものに同一の符号を付し、動作の説明を省略する。なお、自動追尾ＡＦモードのどの段階においても上述の「動画記録の開始／終了指示」を受け付けることが可能である。
【０２４５】
ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体の特徴点を検出する（ステップＳｋ６）。具体的には、ボディマイコン５０は、画像信号に基づき、被写体中にあらかじめ設定された特徴点があるかどうか、ある場合はその位置、範囲を検出する。特徴点は、例えば、被写体の色、形状等である。例えば、特徴点として、被写体の顔が検出される。例えば、あらかじめ設定された特徴点は、一般的な顔の形状または色である。また、例えば、撮影者が画像表示部４４に表示されたライブビュー画像から選択した被写体の一部の形状または色が特徴点としてあらかじめ設定される。特徴点は、これらの例に限られない。
【０２４６】
特徴点は、撮影者によっても設定可能である。例えば、撮影者は、画像表示部４４に表示されたライブビュー画像から選択した被写体を特徴点（すなわち追尾のターゲット）として設定可能である。具体的には、例えば、画像表示部４４の画面の任意の領域を指示可能なタッチパネルとし、撮影者に指示された部分に表示されている被写体を特徴点として設定可能である。あるいは、画像表示部４４の画面の所定の位置に表示されている被写体を特徴点として設定可能である。
【０２４７】
ステップＳｋ６で特徴点を認識できなかったときは、図１８のステップＳｅ１７からステップＳｅ２７と同様の動作を行い、図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。
【０２４８】
ステップＳｋ６で特徴点を認識できたときは、図１８のステップＳｅ８と同様に、認識した特徴点の領域と重複する位置に対応する測距ポイントがあるか否かを判定する（ステップＳｋ８）。測距ポイントが存在した場合、位相差焦点検出（ステップＳｅ９）へ進み、図１８のステップＳｅ９からステップＳｅ１１までと同様の動作を行い、図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。
【０２４９】
ステップＳｋ８にて対応する測距ポイントがない場合は、ステップＳｋ２８に進み、特徴点の動きを検出したうえで、その移動予測先を算出する。そして、ボディマイコン５０は、当該移動予測先と重複する位置に対応する測距ポイントが存在するか否かを判定する（ステップＳｋ２８）。ここで、対応する測距ポイントが存在する場合は、合焦駆動をしばらく待機するため、フォーカスレンズ群７２を駆動せずに図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。その後、特徴点が測距ポイントに入った場合にはステップＳｋ８でＹＥＳに進み位相差方式のＡＦが行われることになる。なお、特徴点の動きの検出は、公知の動きベクトルの検出方式によって実現可能である。また、「移動予測先」を、現在の位置からどの程度まで離れている位置とするかは、適宜設定可能である。
【０２５０】
ステップＳｋ２８で、特徴点の移動先に対応する測距ポイントがないと判定した場合は、ステップｋ１２に進み、ボディマイコン５０は、その後のステップＳｅ１４からステップＳｅ１６までに行うコントラスト値の算出に用いる被写体像のエリア、すなわち、ＡＦエリアを、検出した特徴点のエリアに設定する（ステップＳｋ１２）。その後、図１８のステップＳｅ１３からステップＳｅ１６と同様の動作を行い、図２３の（Ｋ）に戻って再度特徴点認識（ステップＳｋ６）を行う。
【０２５１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０２５２】
（１）
「撮影モードの自動選択機能」を動画撮影モードに適用した例について説明したが、静止画撮影モードに適用してもよい。例えば、静止画撮影モードにてＳ１がＯＮされる前のライブビュー表示段階では、図１７に示すステップＳｅ１からステップＳｅ５を用いて撮影モードの選択を行い、各撮影モード（Ｅ〜Ｊ）に移行した後、各撮影モードに応じた露光制御、ホワイトバランス制御等を行い、合焦動作をさせずに図１７の（Ｄ）に戻るようにする。静止画撮影前のライブビュー表示段階では、被写体に合焦させる必要がなく、フォーカスレンズ群７２を駆動するための電力の消費を抑えることができる。また、ライブビュー表示段階で被写体に合焦させなくても、ステップＳｅ３では、フォーカスレンズ群７２の現在位置とデフォーカス情報とに基づいて被写体距離が測定可能である。
【０２５３】
（２）
また、静止画撮影モードにおいて、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチがＯＮされる）とＡＦが開始される構成ついて説明したが、レリーズボタン４０ｂは半押しされる前からＡＦを行ってもよい。また、合焦と判断するとＡＦを終了する構成について説明したが、合焦判定後もＡＦを継続するようにしてもよく、合焦判定をせずに継続してＡＦを行ってもよい。以下に具体例を説明する。図１１，１２において、ステップＳａ４でシャッタユニット４２が開かれた後、ステップＳａ６の位相差焦点検出とステップＳａ７のフォーカスレンズ駆動とを繰り返して行うようにする。これと並行して、ステップＳａ５の判定、ステップＳａ９の測光、ステップＳａ１０の像ブレ検出開始、ステップＳａ１１の判定を行う。これにより、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる前から合焦状態にすることができる。例えば、ライブビュー画像の表示と併用することにより、合焦状態でのライブビュー画像の表示が可能となる。また、位相差検出方式ＡＦを用いれば、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを併用さることができる。このような動作を「常時ＡＦモード」としてカメラに備えるようにしてもよく、「常時ＡＦモード」のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成してもよい。
【０２５４】
（３）
ボディマイコン５０は、動画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する速度が、静止画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する速度よりも遅くなるように制御してもよい。
【０２５５】
（４）
ボディマイコン５０は、動画撮影モードの際にデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する速度を、デフォーカス量に応じて変更するようにしてもよい。例えば、図２０から図２３のステップＳｅ１１において、デフォーカス量に応じて所定の時間で合焦位置にフォーカスレンズ群７２が移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する速度を制御してもよい。例えば、図２３のＳｅ１１においては、撮影者がターゲットを変更した場合に、変更後のターゲットに対してフォーカスが所定の速度で、例えば、ゆっくりと合うような動画像を撮影することができ、撮影者の利便性が向上する。
【０２５６】
（５）
前記実施形態１，２では、撮像ユニット１をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。撮像ユニット１を搭載したカメラは、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができるカメラの一例である。これに限られず、例えば撮像素子への光を分離する光分離素子（例えばプリズム、半透過ミラー等）により被写体光を撮像素子と位相差検出ユニットの両方に導くカメラであってもよい。また、撮像素子のマイクロレンズの一部をセパレータレンズとし、瞳分割された被写体光をそれぞれ受光部にて受光できるように配列したカメラであってもよい。
【０２５７】
（６）
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【０２５８】
《実施形態の特徴》
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は以下に限定されるものではない。
【０２５９】
〔Ａ１〕
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う複数の測距ポイントを有する位相差検出部と、
前記撮像素子からの出力に基づいて被写体の特徴点の位置または範囲を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点の位置または範囲に基づいて前記複数の測距ポイントから少なくとも１つの測距ポイントを選択し、当該選択した測距ポイントからの信号を用いてオートフォーカスを制御する制御部と、を備える。
【０２６０】
これにより、好適な測距ポイントの選択が可能である。
【０２６１】
〔Ａ２〕
Ａ１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
【０２６２】
〔Ａ３〕
Ａ１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴点の位置または範囲に対応する被写体よりも当該被写体の鉛直方向下側であって当該被写体の水平方向に重複する範囲の被写体からの光を受光する測距ポイントを選択する。
【０２６３】
これにより、好適な測距ポイントの選択が可能である。
【０２６４】
〔Ａ４〕
Ａ１から３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記撮像素子からの出力のうち、前記特徴点の位置または範囲に対応する出力をさらに用いてオートフォーカスを制御する。
【０２６５】
これにより、さらに高精度なＡＦが可能となる。
【０２６６】
〔Ａ５〕
Ａ１から４のいずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている。
【０２６７】
〔Ｂ１〕
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、を備える。
【０２６８】
これにより、好適な撮影モードの選択が可能である。また、フォーカスレンズ群が合焦位置にない場合でも、好適な撮影モードの選択が可能である。
【０２６９】
〔Ｂ２〕
Ｂ１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、所定の第１距離よりも近いとき、第１撮影モードを選択する。
【０２７０】
〔Ｂ３〕
Ｂ２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、前記第１距離よりも大きい所定の第２距離よりも遠いとき、第２撮影モードを選択する。
【０２７１】
〔Ｂ４〕
Ｂ３に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定する光測定部と、
前記制御部は、算出した被写体距離が第１距離と第２距離の間であるとき、前記撮像素子からの出力に基づいて前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定し、当該光量と分布とに基づいて第３撮影モードを選択する。
【０２７２】
〔Ｂ５〕
Ｂ１からＢ４いずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている。
【０２７３】
〔Ｂ６〕
Ｂ１からＢ５のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果に基づいてデフォーカス方向にフォーカスレンズ群を駆動したときに前記撮像素子からの出力に基づくコントラスト値が減少した場合、位相差検出によるフォーカス駆動を停止する。
【０２７４】
〔Ｂ７〕
撮像装置は、
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる。
【０２７５】
〔Ｂ８〕
Ｂ７に記載の撮像装置において、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間よりも、動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間を長く設定する。
【産業上の利用可能性】
【０２７６】
以上説明したように、本発明は、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができる撮像装置について特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２７７】
【図１】本発明の実施形態１に係るカメラのブロック図
【図２】撮像ユニットの断面図
【図３】撮像素子の断面図
【図４】撮像素子の平面図
【図５】位相検出ユニットの平面図
【図６】変形例に係る撮像ユニットの斜視図
【図７】変形例に係る撮像素子の断面図
【図８】別の変形例に係る撮像素子の断面図
【図９】別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面の断面図
【図１０】別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面と直交する断面の断面図
【図１１】位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート
【図１２】位相差検出方式ＡＦを始めとする各撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の基本的な流れを示すフローチャート
【図１３】コントラスト検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート
【図１４】ハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート
【図１５】被写体検出ＡＦによる撮影動作における、ＡＦ方式決定まで間での流れを示すフローチャート
【図１６】被写体検出ＡＦの具体例を説明するための図
【図１７】撮影モードの自動選択のフローチャート
【図１８】ノーマルモードのＡＦのフローチャート
【図１９】マクロモードのＡＦのフローチャート
【図２０】風景モードのＡＦのフローチャート
【図２１】スポットライトモードのＡＦのフローチャート
【図２２】ローライトモードのＡＦのフローチャート
【図２３】自動追尾ＡＦモードのフローチャート
【符号の説明】
【０２７８】
１，４０１ 撮像ユニット
１０，２１０，３１０ 撮像素子
２０，４２０ 位相差検出ユニット（位相差検出部）
４０ｅ 露光中ＡＦ設定スイッチ（設定スイッチ）
５ ボディ制御部（制御部、距離検出部）
７２ フォーカスレンズ群（フォーカスレンズ）
１００，２００ カメラ（撮像装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、所定の第１距離よりも近いとき、第１撮影モードを選択する、撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、前記第１距離よりも大きい所定の第２距離よりも遠いとき、第２撮影モードを選択する、撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定する光測定部と、
前記制御部は、算出した被写体距離が第１距離と第２距離の間であるとき、前記撮像素子からの出力に基づいて前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定し、当該光量と分布とに基づいて第３撮影モードを選択する、撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている、撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果に基づいてデフォーカス方向にフォーカスレンズ群を駆動したときに前記撮像素子からの出力に基づくコントラスト値が減少した場合、位相差検出によるフォーカス駆動を停止する、撮像装置。
【請求項７】
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる、撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間よりも、動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間を長く設定する、撮像装置。
【請求項１】
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と同時に前記撮像素子が受光する被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
前記フォーカスレンズ位置検出部の出力と前記位相差検出部の出力とによって被写体距離を算出し、算出した当該被写体距離に応じて、複数の撮影モードから１つの撮影モードを自動的に選択する制御部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、所定の第１距離よりも近いとき、第１撮影モードを選択する、撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、算出した被写体距離が、前記第１距離よりも大きい所定の第２距離よりも遠いとき、第２撮影モードを選択する、撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定する光測定部と、
前記制御部は、算出した被写体距離が第１距離と第２距離の間であるとき、前記撮像素子からの出力に基づいて前記撮像素子に入射する光の光量とその分布を測定し、当該光量と分布とに基づいて第３撮影モードを選択する、撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、光が通過するように構成されており、
前記位相差検出部は、前記撮像素子を通過した光を受光するように構成されている、撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果に基づいてデフォーカス方向にフォーカスレンズ群を駆動したときに前記撮像素子からの出力に基づくコントラスト値が減少した場合、位相差検出によるフォーカス駆動を停止する、撮像装置。
【請求項７】
被写体からの光を光電変換により電気信号に変換する撮像素子と、
被写体からの光を受光して位相差検出を行う位相差検出部と、
前記位相差検出部の電荷蓄積時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間と動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間とを異ならせる、撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記制御部は、静止画を撮影する際の前記電荷蓄積時間よりも、動画を撮影し記録する際の前記電荷蓄積時間を長く設定する、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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−１９３１３９（Ｐ２０１０−１９３１３９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３４９７２（Ｐ２００９−３４９７２）
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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