焦点調節装置および撮像装置
【課題】光学系の焦点状態を適切に検出することができる焦点調節装置を提供する。
【解決手段】焦点調節レンズ３２を光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１と、焦点調節レンズ３２のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として取得する第１取得部２１と、現在の絞り段数を取得する第２取得部２１と、最小開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数における最小の絞り値を、最小絞り値として算出する演算部２１と、焦点調節レンズ３２を駆動させながら、焦点検出部２１に焦点検出を行わせる制御部２１と、を備え、制御部２１は、最小絞り値に基づいて、焦点調節レンズを駆動させながら、焦点検出部に光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、焦点調節レンズ３２の駆動速度を決定する。
【解決手段】焦点調節レンズ３２を光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１と、焦点調節レンズ３２のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として取得する第１取得部２１と、現在の絞り段数を取得する第２取得部２１と、最小開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数における最小の絞り値を、最小絞り値として算出する演算部２１と、焦点調節レンズ３２を駆動させながら、焦点検出部２１に焦点検出を行わせる制御部２１と、を備え、制御部２１は、最小絞り値に基づいて、焦点調節レンズを駆動させながら、焦点検出部に光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、焦点調節レンズ３２の駆動速度を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系によるコントラストに関する評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３９６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術は、光学系の焦点状態を検出するために、焦点調節レンズを所定の速度で駆動させるものであるため、接写用のレンズ鏡筒を用いて撮影を行う場合など、焦点調節レンズの光軸方向の移動に伴って、光学系の絞り値が変化し、これにより、被写界深度が変化するような場合には、焦点調節レンズを所定の速度で駆動させている場合でも、被写界深度の変化に伴って、焦点調節レンズの駆動速度が、焦点検出に適した速度よりも速くなってしまう場合や、焦点検出に適した速度よりも遅くなってしまう場合があり、光学系の焦点状態を適切に検出できない場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態を適切に検出することができる焦点調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１]本発明の第一の観点に係る焦点調節装置は、駆動部（３６）により前記焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ鏡筒から取得する第１取得部（２１）と、現在の絞り段数を取得する第２取得部（２１）と、前記最小開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値として算出する演算部（２１）と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記最小絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする。
【０００８】
[２] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記制御部（２１）は、前記焦点検出駆動速度を、前記光学系の絞り値を前記最小絞り値にして、前記駆動部（３６）に前記焦点調節レンズ（３２）を駆動させながら、前記焦点検出部（２１）に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた場合に、前記焦点検出部により前記光学系の焦点状態を検出可能な前記焦点調節レンズの駆動速度として決定するように構成することができる。
【０００９】
[３] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記レンズ鏡筒（３）は、接写用のレンズ鏡筒であるように構成することができる。
【００１０】
[４] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置は、駆動部（３６）により焦点調節レンズ（３２）を光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値に対応する第１開放絞り値、及び、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が前記第１位置とは異なる第２位置であるときの開放絞り値に対応する第２開放絞り値のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒（３）から取得する第１取得部（２１）と、現在の絞り段数を取得する第２取得部（２１）と、前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを前記所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部（２１）と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする。
【００１１】
[５] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置において、前記第１位置は、現在のレンズ位置よりも至近側の位置であり、前記第２位置は、現在のレンズ位置よりも無限側の位置であるように構成することができる。
【００１２】
[６] 本発明の第三の観点に係る焦点調節装置は、駆動部（３６）により焦点調節レンズ（３２）を光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値である所定開放絞り値が、現在のレンズ位置における開放絞り値よりも小さい場合に、前記所定開放絞り値をレンズ鏡筒（３）から取得する第１取得部（２１）と、現在の絞り段数を取得する第２取得部（２１）と、前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記第１位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部（２１）と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする。
【００１３】
[７]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図３】図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【図４】図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。
【図５】図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図である。
【図６】図６は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す断面図である。
【図８】図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。
【００１８】
レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００１９】
レンズ３２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３５によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。
【００２０】
このフォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒３に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ３２を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ３６によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。
【００２１】
上述したようにレンズ鏡筒３に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ３６がレンズ鏡筒３に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ３６と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ３６の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ３６の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００２２】
フォーカスレンズ３２の位置はエンコーダ３５によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒３に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。
【００２３】
本実施形態のエンコーダ３５としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量（回転方向でも光軸方向の何れでもよい）に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。
【００２４】
フォーカスレンズ３２は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ３５で検出されたフォーカスレンズ３２の現在位置情報は、レンズ制御部３７を介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３６は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３２の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより駆動する。
【００２５】
絞り３４は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り３４による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３７に入力される。絞り３４の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部３７で現在の開口径が認識される。
【００２６】
なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３として、接写用のマイクロレンズ（接写用レンズ）を用いている。マイクロレンズ（接写用レンズ）は、通常のレンズ鏡筒と比べて、最小撮影距離が短く、最小撮影距離が、たとえば２００ｍｍ以下（たとえば、１０５ｍｍ）のものなどがある。また、マイクロレンズでは、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴い、開放絞り値が変化し、たとえば、至近側のフォーカスレンズ位置では、開放絞り値がＦ４となるのに対して、無限遠側のフォーカスレンズ位置では、開放絞り値がＦ２．８となる場合がある。レンズ制御部３７は、このようにフォーカスレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置ごとの複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ制御部３７に備えるメモリに記憶するとともに、最小開放絞り値を、カメラ制御部２１に送信する。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３として、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化するようなマイクロレンズを用いるが、レンズ鏡筒３は、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化するものであれば、接写用のマイクロレンズに特に限定されるものではない。
【００２７】
一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。なお、カメラメモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。
【００２８】
カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
【００２９】
カメラ本体２には、カメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１により、レンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００３０】
また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。
【００３１】
操作部２８は、シャッターレリーズボタンなどの撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。
【００３２】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３３】
図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部分を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【００３４】
本実施形態の撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群２２３を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。
【００３５】
なお、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。
【００３６】
図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図６は断面図である。一つの撮像画素２２１は、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、図示しないカラーフィルタから構成され、図６の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。
【００３７】
また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図３に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００３８】
なお、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。
【００３９】
図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図５（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ａと、半円形状の光電変換部２２２２ａとから構成され、図７（Ａ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ａが形成されている。また、焦点検出画素２２２ｂは、図５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ｂと、光電変換部２２２２ｂとから構成され、図７（Ｂ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ｂが形成されている。そして、これら焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、図３に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００４０】
なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
【００４１】
また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
【００４２】
ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
【００４３】
図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３５０の測距瞳３５１，３５２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−２，ＡＢ２−２をそれぞれ受光していることを示している。なお、図８においては、複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのうち、撮影光軸Ｌ１近傍に位置するもののみを例示して示したが、図８に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３５１，３５２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
【００４４】
ここで、射出瞳３５０とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３５１，３５２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。
【００４５】
なお、図８において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３５１，３５２の並び方向と一致している。
【００４６】
また、図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３５０上に投影され、その投影形状は測距瞳３５１，３５２を形成する。
【００４７】
すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３５０上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３５１，３５２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
【００４８】
図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１ａ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ａ−２の光電変換部２２２２ａ−２は測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ２２２１ａ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４９】
また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズ２２２１ｂ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ｂ−２の光電変換部２２２２ｂ−２は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００５０】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
【００５１】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出エリアにおける焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。
【００５２】
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。
【００５３】
また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。
【００５４】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に駆動信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ３２を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、２回上昇した後、さらに、２回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
【００５５】
次いで、図９を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９は、本実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。
【００５６】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。この場合、使用者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部２１は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部２１は、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて行なわれる。そして、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５７】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子２２の撮像画素２２１の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより行われる。また、撮影者の手動操作により特定の焦点検出位置が選択されているときには、選択された焦点検出位置に対応する撮像画素２２１の画素出力のみを読み出して、焦点評価値を算出するような構成としてもよい。なお、焦点評価値の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５８】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたか否かの判断が行なわれる。第１スイッチＳＷ１がオンした場合は、ステップＳ１０４に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ１０３で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、デフォーカス量の算出と焦点評価値の算出とが繰り返し行われる。
【００５９】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、ステップＳ１１３に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、ステップＳ１０５に進む。なお、本実施形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ１０５に進むこととする。本実施形態においては、たとえば、被写体のコントラストが低い場合、被写体が超低輝度被写体である場合、あるいは、被写体が超高輝度被写体である場合などにおいて、デフォーカス量の信頼性が低いと判断される。
【００６０】
なお、ステップＳ１０４においては、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いて、上記判定を行なうが、直近の所定回数のデフォーカス量算出処理において、連続して、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、連続して、デフォーカス量の信頼性が低かった場合に、測距不能と判断して、ステップＳ１０５に進み、逆に、直近の所定回数のデフォーカス量算出処理において、一度でもデフォーカス量が算出された場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１３に進むような構成としてもよい。
【００６１】
ステップＳ１０４において、デフォーカス量が算出できたと判定され、測距可能と判断された場合には、ステップＳ１１３に進み、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく合焦駆動が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部３７を介して、レンズ駆動モータ３６に送出される。そして、レンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間においても、カメラ制御部２１は、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、カメラ制御部２１は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動させる。
【００６３】
一方、ステップＳ１０４において、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出ができなかったと判定された場合には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎの取得が行われる。ここで、上述したように、本実施形態では、レンズ鏡筒３として、接写用のマイクロレンズなど、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴い、開放絞り値が変化するようなレンズ鏡筒を用いており、レンズ制御部３７は、フォーカスレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎとして、レンズ制御部３７に備えるメモリに記憶している。たとえば、フォーカスレンズ３２が無限遠側に位置するほど、開放絞り値が小さくなるレンズ鏡筒３において、フォーカスレンズ３２が至近端に位置する場合の開放絞り値がＦ４であり、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置する場合の開放絞り値がＦ２．８である場合、開放絞り値の最小値はＦ２．８となり、この場合、レンズ制御部３７は、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎとして、Ｆ２．８を記憶している。ステップＳ１０５において、カメラ制御部２１は、このような最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎを、レンズ制御部３７に備えるメモリから取得する。
【００６４】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、現在の絞り段数Ｓの取得が行われる。ここで、本実施形態では、たとえば、カメラ制御部２１による露出制御などにより、現在の開放絞り値と、目標とする光学系の絞り値とに基づいて、絞り段数Ｓが設定され、カメラ制御部２１は、このように設定された現在の絞り段数Ｓを取得する。たとえば、現在の開放絞り値がＦ４であり、目標とする光学系の絞り値がＦ５．６である場合に、絞り段数Ｓが１段に設定され、この場合、カメラ制御部２１は、現在の絞り段数Ｓを１段として取得することができる。また、絞り段数Ｓは、操作部２８を介した撮影者の操作により設定することもでき、この場合、カメラ制御部２１は、撮影者により設定された絞り段数を、現在の絞り段数Ｓとして取得することもできる。
【００６５】
ステップＳ１０７では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０５で取得した最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎと、ステップＳ１０６で取得した現在の絞り段数Ｓとに基づいて、最小絞り値Ａｍｉｎの算出が行われる。本実施形態では、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴って、開放絞り値が変化するため、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴って、現在の絞り段数Ｓにおける光学系の絞り値も変化する。たとえば、フォーカスレンズ３２が至近端に位置する場合の開放絞り値がＦ４であり、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置する場合の開放絞り値がＦ２．８である場合において、現在の絞り段数が１段に設定されている場合には、フォーカスレンズ３２が至近端に位置する場合の光学系の絞り値はＦ５．６となり、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置する場合の光学系の絞り値はＦ４となる。このように、本実施形態では、フォーカスレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置ごとに光学系の絞り値が得られる。ステップＳ１０７において、カメラ制御部２１は、このように、現在の絞り段数Ｓでフォーカスレンズ３２を光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの光学系の絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値Ａｍｉｎとして算出する。具体的には、たとえば、ステップＳ１０５で取得した最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎがＦ４であり、ステップＳ１０５で取得した現在の絞り段数Ｓが１段である場合には、カメラ制御部２１は、最小絞り値ＡｍｉｎをＦ５．６として算出する。
【００６６】
ステップ１０８では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０７で算出した最小絞り値Ａｍｉｎに基づいて、スキャン動作における、フォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして決定する処理が行われる。ここで、スキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２を、このステップＳ１０７で決定するスキャン駆動速度Ｖで駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に並行して実行する動作である。
【００６７】
また、コントラスト検出方式による焦点検出では、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、所定のサンプリング間隔で、焦点評価値を算出することで、焦点評価値がピークとなるレンズ位置を、合焦位置として検出する。この焦点評価値のサンプリング間隔は、フォーカスレンズ３２の駆動速度が速くなるほど大きくなり、フォーカスレンズ３２の駆動速度が所定速度を越えた場合には、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなり過ぎてしまい、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう。これは、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなるほど、フォーカスレンズ３２を至近端から無限遠端まで駆動させた場合でも、検出対象の被写体が、一度も、焦点状態を適切に検出できる被写界深度内に入らず、被写体の位置における焦点状態を適切に検出できない場合があるためである。特に、光学系の絞り値が小さいほど、被写体深度は狭くなるため、合焦位置を適切に検出するためには、光学系の絞り値が大きい場合と比べて、焦点評価値のサンプリング間隔を小さくする必要がある。そこで、本実施形態において、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０８で算出した最小絞り値Ａｍｉｎにおいて、合焦位置を適切に検出することができるフォーカスレンズレンズ３２の駆動速度のうち、最大の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして算出する。
【００６８】
そして、ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で決定したスキャン駆動速度Ｖで、スキャン動作が開始される。具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ１０８で決定したスキャン駆動速度Ｖでスキャン駆動させる。そして、カメラ制御部２１は、スキャン駆動速度Ｖでフォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、スキャン駆動速度Ｖでフォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の撮像画素２２１から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。
【００６９】
そして、ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１３に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ１１１に進む。なお、ステップＳ１１０においても、ステップＳ１０４と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ１１１に進むこととする。
【００７０】
ステップＳ１１１では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップＳ１１４に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００７１】
ステップＳ１１２では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップＳ１１０に戻り、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００７２】
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１１０において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ１１３に進み、上述のように、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。
【００７３】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１１１において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ１１４に進み、カメラ制御部２１により、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。
【００７４】
一方、ステップＳ１１２において、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれ、その後、合焦不能表示が行なわれる。なお、合焦不能表示は、たとえば、電子ビューファインダ２６により行われる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係るカメラ１は動作する。
【００７６】
このように、本実施形態では、接写用のマイクロレンズを用いて撮影を行う場合など、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴い、開放絞り値が変化するような場合に、フォーカスレンズ３２のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎとして取得する。そして、取得した最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎと、現在の絞り段数Ｓとに基づいて、現在の絞り段数Ｓでフォーカスレンズ３２を光軸方向に移動させた場合における絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値Ａｍｉｎとして算出する。そして、光学系の絞り値を最小絞り値Ａｍｉｎとして、スキャン動作を実行した場合に、合焦位置を適切に検出することができるフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして決定し、決定したスキャン駆動速度Ｖで、スキャン動作を実行する。これにより、本実施形態では、接写用のマイクロレンズを用いた場合など、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化し、現在の絞り段数Ｓにおける光学系の絞り値が変化するような場合でも、焦点検出に適したスキャン駆動速度Ｖでスキャン動作を行うことができ、合焦位置を適切に検出することができる。
【００７７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７８】
たとえば、上述した実施形態では、フォーカスレンズ３２のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち最小の開放絞り値である最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎに基づいて、現在の絞り段数で得られる最小の絞り値を最小絞り値Ａｍｉｎとして算出し、光学系の絞り値が最小絞り値Ａｍｉｎである場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして、スキャン動作を行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、以下のような構成とすることができる。
【００７９】
すなわち、フォーカスレンズ３２の現在のレンズ位置よりも至近側の第１位置に対応する開放絞り値（第１開放絞り値）、および、現在のレンズ位置よりも無限側の第２位置に対応する開放絞り値（第２開放絞り値）のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒３から取得する。そして、現在の絞り段数でフォーカスレンズ３２を所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させた際に得られる絞り値を、所定絞り値として算出する。そして、光学系の絞り値が所定絞り値である場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして、スキャン駆動を行う構成としてもよい。
【００８０】
あるいは、フォーカスレンズ３２の所定のレンズ位置に対応する開放絞り値である開放絞り値が、現在のレンズ位置に対応する開放絞り値よりも小さい場合に、上記所定のレンズ位置に対応する開放絞り値を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒３から取得する。そして、現在の絞り段数でフォーカスレンズ３２を、取得した所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させた際に得られる絞り値を、所定絞り値として算出する。そして、光学系の絞り値が所定絞り値である場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして、スキャン動作を行う構成としてもよい。
【００８１】
また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、位相差検出方式による焦点検出と、コントラスト検出方式による焦点検出とを、所定間隔で、同時に行うスキャン動作における、スキャン駆動速度Ｖを、最小絞り値Ａｍｉｎに基づいて算出する構成を例示したが、たとえば、位相差検出方式による焦点検出を行わず、コントラスト検出方式による焦点検出のみを行うような場面においては、コントラスト検出方式による焦点検出における、フォーカスレンズ３２の駆動速度を、最小絞り値Ａｍｉｎに基づいて算出する構成としてもよい。
【００８２】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２２１…撮像画素
２２２ａ，２２２ｂ…焦点検出画素
３…レンズ鏡筒
３２…フォーカスレンズ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系によるコントラストに関する評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３９６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術は、光学系の焦点状態を検出するために、焦点調節レンズを所定の速度で駆動させるものであるため、接写用のレンズ鏡筒を用いて撮影を行う場合など、焦点調節レンズの光軸方向の移動に伴って、光学系の絞り値が変化し、これにより、被写界深度が変化するような場合には、焦点調節レンズを所定の速度で駆動させている場合でも、被写界深度の変化に伴って、焦点調節レンズの駆動速度が、焦点検出に適した速度よりも速くなってしまう場合や、焦点検出に適した速度よりも遅くなってしまう場合があり、光学系の焦点状態を適切に検出できない場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態を適切に検出することができる焦点調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１]本発明の第一の観点に係る焦点調節装置は、駆動部（３６）により前記焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ鏡筒から取得する第１取得部（２１）と、現在の絞り段数を取得する第２取得部（２１）と、前記最小開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値として算出する演算部（２１）と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記最小絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする。
【０００８】
[２] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記制御部（２１）は、前記焦点検出駆動速度を、前記光学系の絞り値を前記最小絞り値にして、前記駆動部（３６）に前記焦点調節レンズ（３２）を駆動させながら、前記焦点検出部（２１）に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた場合に、前記焦点検出部により前記光学系の焦点状態を検出可能な前記焦点調節レンズの駆動速度として決定するように構成することができる。
【０００９】
[３] 本発明の第一の観点に係る焦点調節装置において、前記レンズ鏡筒（３）は、接写用のレンズ鏡筒であるように構成することができる。
【００１０】
[４] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置は、駆動部（３６）により焦点調節レンズ（３２）を光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値に対応する第１開放絞り値、及び、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が前記第１位置とは異なる第２位置であるときの開放絞り値に対応する第２開放絞り値のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒（３）から取得する第１取得部（２１）と、現在の絞り段数を取得する第２取得部（２１）と、前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを前記所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部（２１）と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする。
【００１１】
[５] 本発明の第二の観点に係る焦点調節装置において、前記第１位置は、現在のレンズ位置よりも至近側の位置であり、前記第２位置は、現在のレンズ位置よりも無限側の位置であるように構成することができる。
【００１２】
[６] 本発明の第三の観点に係る焦点調節装置は、駆動部（３６）により焦点調節レンズ（３２）を光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部（２１）と、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値である所定開放絞り値が、現在のレンズ位置における開放絞り値よりも小さい場合に、前記所定開放絞り値をレンズ鏡筒（３）から取得する第１取得部（２１）と、現在の絞り段数を取得する第２取得部（２１）と、前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記第１位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部（２１）と、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部（２１）と、を備え、前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする。
【００１３】
[７]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図３】図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【図４】図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。
【図５】図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図である。
【図６】図６は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す断面図である。
【図８】図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。
【００１８】
レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００１９】
レンズ３２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３５によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。
【００２０】
このフォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒３に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ３２を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ３６によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。
【００２１】
上述したようにレンズ鏡筒３に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ３６がレンズ鏡筒３に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ３６と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ３６の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ３６の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００２２】
フォーカスレンズ３２の位置はエンコーダ３５によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒３に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。
【００２３】
本実施形態のエンコーダ３５としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量（回転方向でも光軸方向の何れでもよい）に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。
【００２４】
フォーカスレンズ３２は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ３５で検出されたフォーカスレンズ３２の現在位置情報は、レンズ制御部３７を介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３６は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３２の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより駆動する。
【００２５】
絞り３４は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り３４による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３７に入力される。絞り３４の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部３７で現在の開口径が認識される。
【００２６】
なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３として、接写用のマイクロレンズ（接写用レンズ）を用いている。マイクロレンズ（接写用レンズ）は、通常のレンズ鏡筒と比べて、最小撮影距離が短く、最小撮影距離が、たとえば２００ｍｍ以下（たとえば、１０５ｍｍ）のものなどがある。また、マイクロレンズでは、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴い、開放絞り値が変化し、たとえば、至近側のフォーカスレンズ位置では、開放絞り値がＦ４となるのに対して、無限遠側のフォーカスレンズ位置では、開放絞り値がＦ２．８となる場合がある。レンズ制御部３７は、このようにフォーカスレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置ごとの複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ制御部３７に備えるメモリに記憶するとともに、最小開放絞り値を、カメラ制御部２１に送信する。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３として、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化するようなマイクロレンズを用いるが、レンズ鏡筒３は、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化するものであれば、接写用のマイクロレンズに特に限定されるものではない。
【００２７】
一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。なお、カメラメモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。
【００２８】
カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
【００２９】
カメラ本体２には、カメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１により、レンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００３０】
また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。
【００３１】
操作部２８は、シャッターレリーズボタンなどの撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。
【００３２】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００３３】
図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部分を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【００３４】
本実施形態の撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群２２３を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。
【００３５】
なお、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。
【００３６】
図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図６は断面図である。一つの撮像画素２２１は、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、図示しないカラーフィルタから構成され、図６の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。
【００３７】
また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図３に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００３８】
なお、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。
【００３９】
図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図５（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ａと、半円形状の光電変換部２２２２ａとから構成され、図７（Ａ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ａが形成されている。また、焦点検出画素２２２ｂは、図５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ｂと、光電変換部２２２２ｂとから構成され、図７（Ｂ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ｂが形成されている。そして、これら焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、図３に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００４０】
なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
【００４１】
また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
【００４２】
ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
【００４３】
図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３５０の測距瞳３５１，３５２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−２，ＡＢ２−２をそれぞれ受光していることを示している。なお、図８においては、複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのうち、撮影光軸Ｌ１近傍に位置するもののみを例示して示したが、図８に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３５１，３５２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
【００４４】
ここで、射出瞳３５０とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３５１，３５２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。
【００４５】
なお、図８において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３５１，３５２の並び方向と一致している。
【００４６】
また、図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３５０上に投影され、その投影形状は測距瞳３５１，３５２を形成する。
【００４７】
すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３５０上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３５１，３５２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
【００４８】
図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１ａ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ａ−２の光電変換部２２２２ａ−２は測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ２２２１ａ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４９】
また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズ２２２１ｂ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ｂ−２の光電変換部２２２２ｂ−２は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００５０】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
【００５１】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出エリアにおける焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。
【００５２】
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。
【００５３】
また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。
【００５４】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に駆動信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ３２を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、２回上昇した後、さらに、２回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
【００５５】
次いで、図９を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９は、本実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。
【００５６】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行なわれる。この場合、使用者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部２１は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。また、カメラ制御部２１は、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、一対の像データの一致度やコントラストなどに基づいて行なわれる。そして、このような位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５７】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子２２の撮像画素２２１の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより行われる。また、撮影者の手動操作により特定の焦点検出位置が選択されているときには、選択された焦点検出位置に対応する撮像画素２２１の画素出力のみを読み出して、焦点評価値を算出するような構成としてもよい。なお、焦点評価値の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５８】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたか否かの判断が行なわれる。第１スイッチＳＷ１がオンした場合は、ステップＳ１０４に進み、一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、ステップＳ１０３で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、デフォーカス量の算出と焦点評価値の算出とが繰り返し行われる。
【００５９】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、ステップＳ１１３に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、ステップＳ１０５に進む。なお、本実施形態においては、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ１０５に進むこととする。本実施形態においては、たとえば、被写体のコントラストが低い場合、被写体が超低輝度被写体である場合、あるいは、被写体が超高輝度被写体である場合などにおいて、デフォーカス量の信頼性が低いと判断される。
【００６０】
なお、ステップＳ１０４においては、直近の一回のデフォーカス量算出処理の結果を用いて、上記判定を行なうが、直近の所定回数のデフォーカス量算出処理において、連続して、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、連続して、デフォーカス量の信頼性が低かった場合に、測距不能と判断して、ステップＳ１０５に進み、逆に、直近の所定回数のデフォーカス量算出処理において、一度でもデフォーカス量が算出された場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１３に進むような構成としてもよい。
【００６１】
ステップＳ１０４において、デフォーカス量が算出できたと判定され、測距可能と判断された場合には、ステップＳ１１３に進み、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく合焦駆動が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量の算出が行なわれ、算出されたレンズ駆動量が、レンズ制御部３７を介して、レンズ駆動モータ３６に送出される。そして、レンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、レンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間においても、カメラ制御部２１は、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出を繰り返し行い、その結果、新たなデフォーカス量が算出された場合には、カメラ制御部２１は、新たなデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動させる。
【００６３】
一方、ステップＳ１０４において、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出ができなかったと判定された場合には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎの取得が行われる。ここで、上述したように、本実施形態では、レンズ鏡筒３として、接写用のマイクロレンズなど、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴い、開放絞り値が変化するようなレンズ鏡筒を用いており、レンズ制御部３７は、フォーカスレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎとして、レンズ制御部３７に備えるメモリに記憶している。たとえば、フォーカスレンズ３２が無限遠側に位置するほど、開放絞り値が小さくなるレンズ鏡筒３において、フォーカスレンズ３２が至近端に位置する場合の開放絞り値がＦ４であり、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置する場合の開放絞り値がＦ２．８である場合、開放絞り値の最小値はＦ２．８となり、この場合、レンズ制御部３７は、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎとして、Ｆ２．８を記憶している。ステップＳ１０５において、カメラ制御部２１は、このような最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎを、レンズ制御部３７に備えるメモリから取得する。
【００６４】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、現在の絞り段数Ｓの取得が行われる。ここで、本実施形態では、たとえば、カメラ制御部２１による露出制御などにより、現在の開放絞り値と、目標とする光学系の絞り値とに基づいて、絞り段数Ｓが設定され、カメラ制御部２１は、このように設定された現在の絞り段数Ｓを取得する。たとえば、現在の開放絞り値がＦ４であり、目標とする光学系の絞り値がＦ５．６である場合に、絞り段数Ｓが１段に設定され、この場合、カメラ制御部２１は、現在の絞り段数Ｓを１段として取得することができる。また、絞り段数Ｓは、操作部２８を介した撮影者の操作により設定することもでき、この場合、カメラ制御部２１は、撮影者により設定された絞り段数を、現在の絞り段数Ｓとして取得することもできる。
【００６５】
ステップＳ１０７では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０５で取得した最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎと、ステップＳ１０６で取得した現在の絞り段数Ｓとに基づいて、最小絞り値Ａｍｉｎの算出が行われる。本実施形態では、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴って、開放絞り値が変化するため、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴って、現在の絞り段数Ｓにおける光学系の絞り値も変化する。たとえば、フォーカスレンズ３２が至近端に位置する場合の開放絞り値がＦ４であり、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置する場合の開放絞り値がＦ２．８である場合において、現在の絞り段数が１段に設定されている場合には、フォーカスレンズ３２が至近端に位置する場合の光学系の絞り値はＦ５．６となり、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置する場合の光学系の絞り値はＦ４となる。このように、本実施形態では、フォーカスレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置ごとに光学系の絞り値が得られる。ステップＳ１０７において、カメラ制御部２１は、このように、現在の絞り段数Ｓでフォーカスレンズ３２を光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの光学系の絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値Ａｍｉｎとして算出する。具体的には、たとえば、ステップＳ１０５で取得した最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎがＦ４であり、ステップＳ１０５で取得した現在の絞り段数Ｓが１段である場合には、カメラ制御部２１は、最小絞り値ＡｍｉｎをＦ５．６として算出する。
【００６６】
ステップ１０８では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０７で算出した最小絞り値Ａｍｉｎに基づいて、スキャン動作における、フォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして決定する処理が行われる。ここで、スキャン動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２を、このステップＳ１０７で決定するスキャン駆動速度Ｖで駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に並行して実行する動作である。
【００６７】
また、コントラスト検出方式による焦点検出では、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、所定のサンプリング間隔で、焦点評価値を算出することで、焦点評価値がピークとなるレンズ位置を、合焦位置として検出する。この焦点評価値のサンプリング間隔は、フォーカスレンズ３２の駆動速度が速くなるほど大きくなり、フォーカスレンズ３２の駆動速度が所定速度を越えた場合には、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなり過ぎてしまい、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう。これは、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなるほど、フォーカスレンズ３２を至近端から無限遠端まで駆動させた場合でも、検出対象の被写体が、一度も、焦点状態を適切に検出できる被写界深度内に入らず、被写体の位置における焦点状態を適切に検出できない場合があるためである。特に、光学系の絞り値が小さいほど、被写体深度は狭くなるため、合焦位置を適切に検出するためには、光学系の絞り値が大きい場合と比べて、焦点評価値のサンプリング間隔を小さくする必要がある。そこで、本実施形態において、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０８で算出した最小絞り値Ａｍｉｎにおいて、合焦位置を適切に検出することができるフォーカスレンズレンズ３２の駆動速度のうち、最大の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして算出する。
【００６８】
そして、ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で決定したスキャン駆動速度Ｖで、スキャン動作が開始される。具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ１０８で決定したスキャン駆動速度Ｖでスキャン駆動させる。そして、カメラ制御部２１は、スキャン駆動速度Ｖでフォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、スキャン駆動速度Ｖでフォーカスレンズ３２を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の撮像画素２２１から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。
【００６９】
そして、ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたか否かの判定が行なわれる。デフォーカス量が算出できた場合には、測距可能と判断して、ステップＳ１１３に進み、一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ１１１に進む。なお、ステップＳ１１０においても、ステップＳ１０４と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量が算出できなかったものとして扱い、ステップＳ１１１に進むこととする。
【００７０】
ステップＳ１１１では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができたか否かの判定が行なわれる。コントラスト検出方式により、合焦位置の検出ができた場合には、ステップＳ１１４に進み、一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００７１】
ステップＳ１１２では、カメラ制御部２１により、スキャン動作を、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作を行なっていない場合には、ステップＳ１１０に戻り、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２を繰り返すことにより、スキャン動作、すなわち、フォーカスレンズ３２をスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で同時に実行する動作を継続して行なう。一方、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００７２】
そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１１０において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ１１３に進み、上述のように、位相差検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。
【００７３】
また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ１１１において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、スキャン動作の停止処理が行なわれた後、ステップＳ１１４に進み、カメラ制御部２１により、コントラスト検出方式により検出された合焦位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行なわれる。
【００７４】
一方、ステップＳ１１２において、フォーカスレンズ３２の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行が完了していると判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、スキャン動作を行なった結果、コントラスト検出方式により、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれ、その後、合焦不能表示が行なわれる。なお、合焦不能表示は、たとえば、電子ビューファインダ２６により行われる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係るカメラ１は動作する。
【００７６】
このように、本実施形態では、接写用のマイクロレンズを用いて撮影を行う場合など、フォーカスレンズ３２の光軸方向の移動に伴い、開放絞り値が変化するような場合に、フォーカスレンズ３２のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎとして取得する。そして、取得した最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎと、現在の絞り段数Ｓとに基づいて、現在の絞り段数Ｓでフォーカスレンズ３２を光軸方向に移動させた場合における絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値Ａｍｉｎとして算出する。そして、光学系の絞り値を最小絞り値Ａｍｉｎとして、スキャン動作を実行した場合に、合焦位置を適切に検出することができるフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして決定し、決定したスキャン駆動速度Ｖで、スキャン動作を実行する。これにより、本実施形態では、接写用のマイクロレンズを用いた場合など、フォーカスレンズ３２の光軸方向への移動に伴って、開放絞り値が変化し、現在の絞り段数Ｓにおける光学系の絞り値が変化するような場合でも、焦点検出に適したスキャン駆動速度Ｖでスキャン動作を行うことができ、合焦位置を適切に検出することができる。
【００７７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７８】
たとえば、上述した実施形態では、フォーカスレンズ３２のレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち最小の開放絞り値である最小開放絞り値Ａ０＿ｍｉｎに基づいて、現在の絞り段数で得られる最小の絞り値を最小絞り値Ａｍｉｎとして算出し、光学系の絞り値が最小絞り値Ａｍｉｎである場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして、スキャン動作を行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、以下のような構成とすることができる。
【００７９】
すなわち、フォーカスレンズ３２の現在のレンズ位置よりも至近側の第１位置に対応する開放絞り値（第１開放絞り値）、および、現在のレンズ位置よりも無限側の第２位置に対応する開放絞り値（第２開放絞り値）のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒３から取得する。そして、現在の絞り段数でフォーカスレンズ３２を所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させた際に得られる絞り値を、所定絞り値として算出する。そして、光学系の絞り値が所定絞り値である場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして、スキャン駆動を行う構成としてもよい。
【００８０】
あるいは、フォーカスレンズ３２の所定のレンズ位置に対応する開放絞り値である開放絞り値が、現在のレンズ位置に対応する開放絞り値よりも小さい場合に、上記所定のレンズ位置に対応する開放絞り値を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒３から取得する。そして、現在の絞り段数でフォーカスレンズ３２を、取得した所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させた際に得られる絞り値を、所定絞り値として算出する。そして、光学系の絞り値が所定絞り値である場合でも、光学系の焦点状態を検出可能なフォーカスレンズ３２の駆動速度を、スキャン駆動速度Ｖとして、スキャン動作を行う構成としてもよい。
【００８１】
また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、位相差検出方式による焦点検出と、コントラスト検出方式による焦点検出とを、所定間隔で、同時に行うスキャン動作における、スキャン駆動速度Ｖを、最小絞り値Ａｍｉｎに基づいて算出する構成を例示したが、たとえば、位相差検出方式による焦点検出を行わず、コントラスト検出方式による焦点検出のみを行うような場面においては、コントラスト検出方式による焦点検出における、フォーカスレンズ３２の駆動速度を、最小絞り値Ａｍｉｎに基づいて算出する構成としてもよい。
【００８２】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２２１…撮像画素
２２２ａ，２２２ｂ…焦点検出画素
３…レンズ鏡筒
３２…フォーカスレンズ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ鏡筒から取得する第１取得部と、
現在の絞り段数を取得する第２取得部と、
前記最小開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記最小絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置であって、
前記制御部は、前記焦点検出駆動速度を、前記光学系の絞り値を前記最小絞り値にして、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた場合に、前記焦点検出部により前記光学系の焦点状態を検出可能な前記焦点調節レンズの駆動速度として決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点調節装置であって、
前記レンズ鏡筒は、接写用のレンズ鏡筒であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値に対応する第１開放絞り値、及び、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が前記第１位置とは異なる第２位置であるときの開放絞り値に対応する第２開放絞り値のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒から取得する第１取得部と、
現在の絞り段数を取得する第２取得部と、
前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを前記所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項４に記載の焦点調節装置であって、
前記第１位置は、現在のレンズ位置よりも至近側の位置であり、前記第２位置は、現在のレンズ位置よりも無限側の位置であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値である所定開放絞り値が、現在のレンズ位置における開放絞り値よりも小さい場合に、前記所定開放絞り値をレンズ鏡筒から取得する第１取得部と、
現在の絞り段数を取得する第２取得部と、
前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記第１位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
【請求項１】
駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置に対応する複数の開放絞り値のうち、最小の開放絞り値を、最小開放絞り値として、レンズ鏡筒から取得する第１取得部と、
現在の絞り段数を取得する第２取得部と、
前記最小開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを光軸方向に移動させた場合におけるレンズ位置ごとの絞り値のうち、最小の絞り値を、最小絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記最小絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置であって、
前記制御部は、前記焦点検出駆動速度を、前記光学系の絞り値を前記最小絞り値にして、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせた場合に、前記焦点検出部により前記光学系の焦点状態を検出可能な前記焦点調節レンズの駆動速度として決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点調節装置であって、
前記レンズ鏡筒は、接写用のレンズ鏡筒であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値に対応する第１開放絞り値、及び、前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が前記第１位置とは異なる第２位置であるときの開放絞り値に対応する第２開放絞り値のうち、小さい方を所定開放絞り値として、レンズ鏡筒から取得する第１取得部と、
現在の絞り段数を取得する第２取得部と、
前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記焦点調節レンズを前記所定開放絞り値に対応するレンズ位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項４に記載の焦点調節装置であって、
前記第１位置は、現在のレンズ位置よりも至近側の位置であり、前記第２位置は、現在のレンズ位置よりも無限側の位置であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
駆動部により焦点調節レンズを光軸方向に駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点調節レンズの光軸方向におけるレンズ位置が第１位置であるときの開放絞り値である所定開放絞り値が、現在のレンズ位置における開放絞り値よりも小さい場合に、前記所定開放絞り値をレンズ鏡筒から取得する第１取得部と、
現在の絞り段数を取得する第２取得部と、
前記所定開放絞り値と現在の絞り段数とに基づいて、現在の絞り段数にて前記第１位置に移動させたときの絞り値を、所定絞り値として算出する演算部と、
前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記所定絞り値に基づいて、前記駆動部に前記焦点調節レンズを駆動させながら、前記焦点検出部に前記光学系の焦点状態の検出を行わせる際における、前記焦点調節レンズの駆動速度である焦点検出駆動速度を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０４９３５（Ｐ２０１３−１０４９３５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７０８４（Ｐ２０１１−２４７０８４）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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