JP6014977B2 - 焦点検出装置、カメラボディ、およびカメラ - Google Patents

Description

本発明は、焦点検出装置およびそれを備えた撮像装置に関する。

従来より、光学系の焦点調節を行なう際に、焦点調節精度を高めるために、まず、位相差検出方式により光学系の焦点状態の検出を行い、位相差検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節用のレンズを合焦位置近傍まで駆動し、次いで、合焦位置近傍において、コントラスト検出方式によって光学系の焦点状態の検出を行い、該コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、焦点調節光学系を合焦位置まで駆動する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００４−１０９６９０号公報

しかしながら、上記特許文献１は、位相差検出方式およびコントラスト検出方式の両方の方式で、光学系の焦点検出が可能である場面を前提としており、そのため、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれか一方の方式によって、焦点検出ができないような撮影場面においては、焦点検出を良好に行なうことができない場合があった。また、上記特許文献１においては、まず、位相差検出方式による焦点検出を行い、これに続いて、コントラスト検出方式による焦点検出を行うものであるため、焦点検出に時間が掛かってしまうという問題もあった。

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態の検出を適切に行うことができる焦点検出装置、カメラボディ、およびカメラを提供することにある。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。

[１]本実施形態に係る焦点検出装置は、フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像して信号を出力する撮像部から出力された信号を用いてデフォーカスを検出する第１検出部と、前記撮像部から出力された信号を用いて焦点評価値を検出する第２検出部と、前記第１検出部により検出された前記デフォーカス、または前記第２検出部により検出された前記焦点評価値を用いて合焦位置を演算する演算部と、前記演算部により演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動する制御をする制御部とを有し、前記制御部は、前記フォーカスレンズを第１速度で駆動させているときに前記演算部が前記合焦位置を演算できない場合、前記フォーカスレンズを停止させた後、前記フォーカスレンズを前記第１速度よりも遅い第２速度で駆動させ、前記第１検出部によるデフォーカスの検出及び前記第２検出部による焦点評価値の検出を行い、前記第１検出部によりデフォーカスが検出されると、前記デフォーカスを用いて前記演算部に前記合焦位置を演算させる、または前記第２検出部により検出された前記焦点評価値を用いて前記演算部に前記合焦位置を演算させる。

本発明の焦点検出装置、カメラボディ、およびカメラによれば、光学系の焦点状態の検出を適切に行うことができる。

図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。 図２は、図１に示す撮像素子の撮像面における焦点検出位置を示す正面図である。 図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。 図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。 図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図である。 図６は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。 図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す断面図である。 図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。 図９は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャート（その１）である。 図１０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（その２）である。 図１１は、本実施形態に係るサーチ動作における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。

レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、記録媒体であるメモリ２４に記録される。なお、メモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。

カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。

カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部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。

また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。

操作部２８は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オードフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカスレンズ３２の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカスレンズ３２の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードである。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。

次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。

図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。

本実施形態の撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群２２３を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。

なお、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。

図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図６は断面図である。一つの撮像画素２２１は、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、図示しないカラーフィルタから構成され、図６の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系３１の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。

また、撮像素子２２の撮像面の中心、および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。

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、または二箇所等にすることもでき、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、ユーザが操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出位置として選択することもできる。

図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図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。

なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。

また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。

ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。

図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３４の測距瞳３４１，３４２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３４１，３４２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。

ここで、射出瞳３４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３４１，３４２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。

なお、図８において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３４１，３４２の並び方向と一致している。

また、図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３４上に投影され、その投影形状は測距瞳３４１，３４２を形成する。

すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３４上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３４１，３４２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。

図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３４１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３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ２２２１ａ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。

また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３４２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３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。

そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３４１と測距瞳３４２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３４１と測距瞳３４２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。

そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。

なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。

また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して焦点電圧を検出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算して焦点電圧を検出することでも求めることができる。

そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に制御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。

次いで、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９、図１０は、本実施形態に係るカメラ１の動作例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。また、以下においては、コンティニュアスモード、すなわち、フォーカスレンズ３２の位置を固定することなく被写体に応じてフォーカスレンズ位置を調節するモードが選択されている場合を例示して説明を行なう。

まず、ステップＳ１では、カメラ制御部２１によるスルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ２６による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子２２により露光動作が行なわれ、カメラ制御部２１により、撮像画素２２１の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部２１は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路２５に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ２６に表示される。そして、これにより、接眼レンズ２７を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ２では、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理が開始される。本実施形態では、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理は、次のように行なわれる。すなわち、まず、カメラ制御部２１により、撮像素子２２の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、５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。

ステップＳ３では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子２２の撮像画素２２１の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して焦点電圧を検出することにより行われる。焦点評価値の算出は、使用者の手動操作により、あるいは、被写体認識モードなどにより、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す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。

ステップＳ４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）がされたかどう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Ｓ５に進む。一方、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合は、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ４を繰り返す。すなわち、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、スルー画像の生成・表示、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出処理、および焦点評価値の算出処理が繰り返し実行される。

ステップＳ５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、測距可能と判断して、ステップＳ１０に進む。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ６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も、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ６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。

なお、ステップＳ５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α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Ｓ６に進み、逆に、直近の所定回数α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Ｓ１０に進むような構成としてもよい。

ステップＳ５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Ｓ１０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、合焦動作が行なわれる。具体的には、ステップＳ１０では、ステップＳ３において位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ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。

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、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、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。

なお、ステップＳ１０においては、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理とともに、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止処理が行なわれる。具体的には、カメラ制御部２１により、スキャン動作禁止指令が、レンズ制御部３７に送出され、スキャン動作が禁止状態とされる。なお、スキャン動作については、後述する。

そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、図１０のステップＳ１４に進む。

一方、ステップＳ５において、デフォーカス量が算出できなかったと判定された場合、または、算出されたデフォーカス量の信頼性が低いと判定された場合には、ステップＳ６に進み、ステップＳ６では、カメラ制御部２１により、スキャン動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のスキャン動作は、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２を、所定の第１駆動速度Ｖ_１でスキャン駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。

具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７にスキャン駆動開始指令を送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を光軸Ｌ１に沿って、第１駆動速度Ｖ_１でスキャン駆動させる。なお、スキャン動作を行なう際における、フォーカスレンズ３２の第１駆動速度Ｖ_１としては、特に限定されないが、たとえば、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出に適した速度、具体的には、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が可能な速度のうち最大の速度、あるいは、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が可能な速度のうち最大の速度よりも所定速度遅い速度（たとえば、速度誤差や検出誤差等を考慮した速度のうち、最大の速度）とすることができる。また、フォーカスレンズ３２のスキャン駆動は、無限遠端位置から至近端位置に向かって、あるいは、至近端位置から無限遠端位置に向かって行なう。なお、この場合における、無限遠端位置は、レンズ鏡筒３の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、至近側となる所定の位置（無限遠側ソフトリミット位置）に設定される。また、同様に、至近端位置も、レンズ鏡筒３の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、無限遠側となる所定の位置（至近側ソフトリミット位置）に設定される。

そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を第１駆動速度Ｖ_１で駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ３２を第１駆動速度Ｖ_１で駆動させながら、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。

ステップＳ７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Ｓ１０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Ｓ８に進む。なお、ステップＳ７においては、上述したステップＳ５と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ８に進むこととする。

ステップＳ８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Ｓ１１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Ｓ９に進む。

ステップＳ９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、すなわち、無限遠端位置から至近端位置の間の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ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Ｓ７に戻り、ステップＳ７〜Ｓ９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、第１駆動速度Ｖ_１で駆動させながら、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Ｓ１２に進む。

そして、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ７において、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合には、スキャン動作を停止し、ステップＳ１０に進み、上記と同様にして、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量に基づく、合焦動作が行なわれる。そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、図１０のステップＳ１４に進む。

また、スキャン動作を実行した結果、ステップＳ８において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された場合には、スキャン動作を停止し、ステップＳ１１に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、合焦動作が行なわれる。すなわち、ステップＳ１１では、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる合焦駆動処理が行なわれる。ここで、図１１に、スキャン動作の結果、コントラスト検出方式により合焦位置が検出された場合における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を表す図を示す。図１１に示すように、スキャン動作開始時には、フォーカスレンズ３２は、図１１に示すＰ０に位置しており、Ｐ０から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ３２を第１駆動速度Ｖ_１で駆動させながら、焦点評価値の取得を行う。そして、フォーカスレンズ３２を、図１１に示すＰ１の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置（合焦位置）が検出されると（ステップＳ８＝Ｙｅｓ）、スキャン動作を停止し、フォーカスレンズ３２を合焦位置（図１１中、Ｐ２の位置）まで駆動するための合焦駆動（ステップＳ１１）が行なわれる。また、合焦駆動を行う際には、カメラ制御部２１により、スキャン動作を停止するとともに、スキャン動作禁止処理が行なわれる。

なお、本実施形態においては、ステップＳ８において、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定され、コントラスト検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置への駆動を行なう際には、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了するまでは、位相差検出方式による焦点検出結果に基づく、フォーカスレンズ３２の駆動を禁止する。すなわち、コントラスト検出方式により、合焦位置が検出できたと判定された後においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できた場合でも、位相差検出方式の結果に基づいたフォーカスレンズ３２の駆動を禁止する。これにより、フォーカスレンズ３２のハンチング現象を抑制することができる。

そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、図１０のステップＳ１４に進む。

なお、本実施形態のスキャン動作においては、上述したステップＳ７〜Ｓ９を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ３２を、第１駆動速度Ｖ_１でスキャン駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップＳ７〜Ｓ９を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。また、上述したように、本実施形態のスキャン動作においては、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できたか否かを判断した（ステップＳ７）後に、コントラスト検出方式により合焦位置の検出ができたか否かの判断を行う（ステップＳ８）ことで、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。

一方、ステップＳ９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Ｓ１２に進む。ステップＳ１２では、スキャン動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、スキャン動作の終了処理が行なわれ、次いで、ステップＳ１３に進み、非合焦処理が行なわれる。非合焦処理としては、たとえば、非合焦を示す表示を、電子ビューファインダ２６に表示するとともに、フォーカスレンズ３２を予め定められた所定の位置に駆動させることにより実行される。そして、非合焦処理が行なわれた後、図１０のステップＳ１４に進む。

図１０のステップＳ１４では、光学系の焦点状態が変化したか否かの判断が行なわれる。たとえば、カメラ制御部２１によって繰り返し算出されている位相差検出方式によるデフォーカス量が所定値以上変化した場合や、デフォーカス量が算出できなかった場合、あるいは、同じくカメラ制御部２１によって繰り返し算出されている焦点評価値が所定以上変化した場合に、光学系の焦点状態が変化したと判断することができる。光学系の焦点状態が変化したと判断された場合には、ステップＳ１５に進み、光学系の焦点状態が変化していないと判断された場合には、ステップＳ２５に進み、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされるまで、あるいは、シャッターレリーズボタンの半押しが解除（第１スイッチＳＷ１のオフ）されるまで（ステップＳ２６）、ステップＳ１４に待機する。なお、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされた場合（ステップＳ２５＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ２７に進み、被写体像の撮影（本撮影）が実行され、ステップＳ１に戻る。また、シャッターレリーズボタンの半押しが解除（第１スイッチＳＷ１のオフ）された場合（ステップＳ２６＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ１に戻る。

一方、光学系の焦点状態が変化したと判断された場合には、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５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、測距可能と判断して、図９のステップＳ１０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、合焦動作が行なわれ、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１４に進む。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ１６に進む。なお、ステップＳ１５においては、上述したステップＳ５、Ｓ７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も、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ１６に進むこととする。

また、ステップＳ１５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、上記判定を行なってもよいが、直近の所定回数β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Ｓ１６に進み、逆に、直近の所定回数β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、図９のステップＳ１０に進むような構成とすることが望ましい。なお、この場合における、所定回数βとしては、上述したステップＳ５における所定回数αよりも大きな数（β＞α）とすることが望ましい。

ステップＳ１６では、フォーカスレンズ３２を現在のレンズ位置近傍で駆動させながら、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う近傍サーチを実行する。なお、近傍サーチを行なう際におけるフォーカスレンズ３２の駆動範囲としては、たとえば、フォーカスレンズ３２を現在のレンズ位置近傍に、合焦位置が存在するとした場合に、該合焦位置を検出できるような範囲（たとえば、焦点評価値を５箇所のレンズ位置で取得できるような範囲）とすればよい。

ステップＳ１７では、カメラ制御部２１により、近傍サーチを行なった結果、合焦位置が検出できたか否かの判定が行なわれる。合焦位置が検出できた場合には、図９のステップＳ１１に進み、コントラスト検出方式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に基づく、合焦動作が行なわれ、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１４に進む。

一方、近傍サーチを行なった結果、合焦位置が検出できかなった場合には、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、カメラ制御部２１により、サーチ動作の開始処理が行なわれる。本実施形態のサーチ動作は、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、フォーカスレンズ３２を、スキャン動作における第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い所定の第２駆動速度Ｖ_２でサーチ駆動させながら、カメラ制御部２１により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、および焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作である。

具体的には、カメラ制御部２１は、まず、ステップＳ１６で実行した近傍サーチの結果に基づき、合焦位置の存在する方向を検出する。そして、カメラ制御部２１は、合焦位置の存在する方向に、フォーカスレンズ３２をサーチ駆動させるための駆動開始指令を、レンズ制御部３７に送出し、レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ３６を駆動させ、フォーカスレンズ３２を光軸Ｌ１に沿って、第２駆動速度Ｖ_２でサーチ駆動させる。たとえば、近傍サーチを行なった結果、焦点評価値が無限遠側に向かって高くなる傾向にある場合には、現在のレンズ位置よりも無限遠側に合焦位置が存在すると判断し、フォーカスレンズ３２を、無限遠側に向かって第２駆動速度Ｖ_２でサーチ駆動させる。あるいは、近傍サーチを行なった結果、焦点評価値が至近側に向かって高くなる傾向にある場合には、現在のレンズ位置よりも至近側に合焦位置が存在すると判断し、フォーカスレンズ３２を、至近側に向かって第２駆動速度Ｖ_２でサーチ駆動させる。また、本実施形態においては、サーチ動作における、フォーカスレンズ３２のレンズ駆動範囲としては、サーチ駆動方向が無限遠方向である場合には、現在のレンズ位置から無限遠端位置までとし、サーチ駆動方向が至近方向である場合には、現在のレンズ位置から至近端位置までとする。なお、この場合においても、無限遠端位置は、レンズ鏡筒３の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、至近側となる所定の位置（無限遠側ソフトリミット位置）に設定される。また、同様に、至近端位置も、レンズ鏡筒３の構造によって決められる機械的なリミット位置よりも、無限遠側となる所定の位置（至近側ソフトリミット位置）に設定される。

また、本実施形態においては、サーチ動作を行なう際における、フォーカスレンズ３２の第２駆動速度Ｖ_２は、上述したスキャン動作におけるフォーカスレンズ３２の第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い速度に設定する。なお、このような第２駆動速度Ｖ_２としては、第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い速度であればよいが、たとえば、コントラスト検出方式による合焦位置の検出に適した速度、具体的には、コントラスト検出方式による合焦位置の検出が可能な速度のうち最大の速度、あるいは、コントラスト検出方式による合焦位置の検出が可能な速度のうち最大の速度よりも所定速度遅い速度（たとえば、速度誤差や検出誤差等を考慮した速度のうち、最大の速度）とすることができる。

そして、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２を第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い第２駆動速度Ｖ_２で駆動させながら、所定間隔で、撮像素子２２の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しを行い、これに基づき、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出および算出されたデフォーカス量の信頼性の評価を行うとともに、フォーカスレンズ３２を第２駆動速度Ｖ_２で駆動させながら、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。

ステップＳ１９では、カメラ制御部２１により、サーチ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、サーチ動作を停止し、図９のステップＳ１０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、合焦動作が行なわれ、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１４に進む。一方、デフォーカス量が算出できなかった場合には、測距不能と判断して、ステップＳ２０に進む。なお、ステップＳ１９においては、上述したステップＳ５、Ｓ７と同様に、デフォーカス量の算出ができた場合でも、算出されたデフォーカス量の信頼性が低い場合には、デフォーカス量の算出ができなかったものとして扱い、ステップＳ２０に進むこととする。

ステップＳ２０では、カメラ制御部２１により、サーチ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、図９のステップＳ１１に進み、コントラスト検出方式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に基づく、合焦動作が行なわれ、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１４に進む。一方、合焦位置の検出ができなかった場合には、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２が、無限遠端または至近端まで到達したか否かの判定が行なわれる。具体的には、フォーカスレンズ３２の駆動方向が無限遠方向である場合には、無限遠端まで到達したか否かの判断がされ、また、フォーカスレンズ３２の駆動方向が至近方向である場合には、至近端まで到達したか否かの判断がされる。フォーカスレンズ３２が、無限遠端または至近端まで到達した場合には、ステップＳ２２進む。一方、無限遠端または至近端まで到達していない場合には、ステップＳ１９に戻り、ステップＳ１９〜Ｓ２１を繰り返すことにより、サーチ動作、すなわち、フォーカスレンズ３２を、第２駆動速度Ｖ_２で駆動させながら、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。

そして、サーチ動作を実行した結果、ステップＳ１９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、サーチ動作を停止し、図９のステップＳ１０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、合焦動作が行なわれ、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１４に進む。

また、サーチ動作を実行した結果、ステップＳ２０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、サーチ動作を停止し、図９のステップＳ１１に進み、コントラスト検出方式により検出された合焦位置に基づく、合焦動作が行なわれ、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１４に進む。

なお、本実施形態のサーチ動作においては、上述したステップＳ１９〜Ｓ２１を繰り返し実行することで、フォーカスレンズ３２を、第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い第２駆動速度Ｖ_２でサーチ駆動させながら、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出、およびコントラスト検出方式による合焦位置の検出を所定の間隔で同時に実行する。そして、上述したステップＳ１９〜Ｓ２１を繰り返し実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させる処理を行なう。なお、上述したように、本実施形態のサーチ動作においては、上述したスキャン動作（ステップＳ７〜Ｓ９）と同様に、位相差検出方式とコントラスト検出方式とで同時期にデフォーカス量の算出および合焦位置の検出ができた場合に、位相差検出方式による焦点検出結果を、コントラスト検出方式による焦点検出結果よりも優先して、採用するものである。

一方、ステップＳ２１において、フォーカスレンズ３２が、無限遠端または至近端まで到達したと判定された場合には、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、サーチ動作を行なった結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のいずれの方式によっても、焦点検出を行うことができなかったため、サーチ動作を終了し、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２の反転駆動が既に行なわれたか否かの判断が行なわれ、フォーカスレンズ３２の反転駆動が行なわれていない場合には、ステップＳ２４に進み、フォーカスレンズ３２を反転駆動させる処理が行なわれる。具体的には、フォーカスレンズ３２が無限遠端に位置している場合には、フォーカスレンズ３２を、第１駆動速度Ｖ_１よりも速い第３駆動速度Ｖ_３で至近方向に駆動させることにより、サーチ動作開始時におけるレンズ位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる処理が行なわれる。あるいは、フォーカスレンズ３２が至近端に位置している場合には、フォーカスレンズ３２を、第１駆動速度Ｖ_１よりも速い第３駆動速度Ｖ_３で無限遠方向に駆動させることにより、サーチ動作開始時におけるレンズ位置まで、フォーカスレンズ３２を駆動させる処理が行なわれる。そして、反転駆動処理が行なわれた後、ステップＳ１８に戻り、反転駆動後のレンズ位置（すなわち、前回のサーチ動作開始時におけるレンズ位置）から、再度、サーチ動作を開始させる処理が行なわれる。具体的には、フォーカスレンズ３２を、反転駆動時の駆動方向と同じ方向に向かって、第２駆動速度Ｖ_２で駆動させながら、位相差検出方式による合焦位置の検出と、コントラスト検出方式による合焦位置の検出とを、所定の間隔で、同時に実行する動作が行なわれる（ステップＳ１９〜Ｓ２１）。

そして、再度、サーチ動作を実行した結果、位相差検出方式により、デフォーカス量が算出できたと判定された場合（ステップＳ１９）、あるいは、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（ステップＳ２０）には、それぞれ、図９のステップＳ１０、Ｓ１１に進み、合焦動作が行なわれる。一方、再度、サーチ動作を実行した結果、フォーカスレンズ３２が、無限遠端または至近端まで到達したと判定された場合（ステップＳ２１＝Ｙｅｓ）には、サーチ動作を終了し（ステップＳ２２）、ステップＳ２３において、反転駆動が既に実施されていると判断され、ステップＳ１３に進み、非合焦処理が実行される。

以上のように、本実施形態に係るカメラ１は動作する。

本実施形態においては、まず、シャッターレリーズボタンの半押しがされた際に、まず、位相差検出方式により、デフォーカス量の算出を行い、デフォーカス量を算出できた場合には、算出したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。一方、デフォーカス量を算出できない場合には、フォーカスレンズ３２を第１駆動速度Ｖ_１、具体的には位相差検出方式によるデフォーカス量の算出に適した駆動速度で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同時に実行するスキャン動作を実行する。そして、スキャン動作を実行した結果、位相差検出方式およびコントラスト検出方式のうち、先にデフォーカス量の算出、または合焦位置の検出ができた検出方式による、焦点検出結果を用いて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる処理を行なう。そのため、本実施形態によれば、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合（たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場合や、低輝度被写体を撮影する場合）や、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場合（たとえば、輝度が低い被写体を撮影する場合）のいずれの場合でも、撮影光学系の焦点調節を適切に行なうことができる。また、本実施形態によれば、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同時に実行し、先に焦点検出ができた方式により、撮影光学系の焦点調節を行なうため、まず、従来技術（すなわち、位相差検出方式により合焦位置近傍までフォーカスレンズ３２を駆動し、次いで、合焦位置近でコントラスト検出方式による合焦位置の検出を行う技術）と比較して、撮影光学系の焦点調節を短い時間で行なうことができる。

加えて、本実施形態では、シャッターレリーズボタンの半押しがされた後、位相差検出方式またはコントラスト検出方式の焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させた後（あるいは、焦点検出ができず、フォーカスレンズ３２を所定位置まで駆動させた後）、光学系の焦点状態が変化した場合に、再度、デフォーカス量の算出を行い、デフォーカス量を算出できた場合には、算出したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。一方、デフォーカス量を算出できない場合には、フォーカスレンズ３２をスキャン動作における第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い第２駆動速度Ｖ_２、具体的にはコントラスト方式による合焦位置の検出に適した駆動速度でサーチ駆動させながら、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同時に実行するサーチ動作を実行する。このように、一度、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させた後、光学系の焦点状態が変化した場合において、まず、位相差検出方式によりデフォーカス量の算出を行い、その結果に基づいて、合焦駆動を行なうことにより、移動被写体に対する追従性を良好なものとすることができる。また、この場合において、位相差検出方式によりデフォーカス量が算出できない場合には、第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い第２駆動速度Ｖ_２（コントラスト方式による合焦位置の検出に適した駆動速度）で、サーチ動作を行うことにより、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態の検出がし難い場面（たとえば、反射率が同じで、異なる色の被写体を撮影する場面や、低輝度被写体を撮影する場面）においても、良好に撮影光学系の焦点調節を行なうことができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した実施形態において、サーチ動作を実行する際には、フォーカスレンズ３２を連続的に無限遠方向または至近方向に駆動させる代わりに、ウォブリング駆動させながら、無限遠方向または至近方向に駆動させるような構成としてもよい。このように、ウォブリング駆動させながら、無限遠方向または至近方向に駆動させることにより、より適切に撮影光学系の焦点調節を行なうことができる。なお、この場合においては、ウォブリング駆動による微小変化を考慮しない全体としての駆動速度が、第１駆動速度Ｖ_１よりも遅い第２駆動速度Ｖ_２、すなわち、コントラスト方式による合焦位置の検出に適した駆動速度となっていればよい。

また、上述した実施形態においては、サーチ動作を行う前に、フォーカスレンズ３２を現在のレンズ位置近傍で近傍サーチを実行し、サーチ動作を行う際に、近傍サーチの結果に基づいて、フォーカスレンズ３２をサーチ駆動させる方向を決定し、決定した方向に、フォーカスレンズ３２をサーチ駆動させる構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、位相差検出方式により検出された焦点検出結果や、コントラスト検出方式により検出された焦点検出結果の履歴情報に基づいて、フォーカスレンズ３２をサーチ駆動させる方向を決定する構成としてもよい。たとえば、カメラ制御部２１は、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量と該デフォーカス量を算出した際のフォーカスレンズ３２のレンズ位置とに基づいて、検出対象となる被写体の位置を検出し、検出した被写体の位置の時系列データを、履歴情報として、たとえばカメラ制御部２１に備えるメモリに記憶する。そして、サーチ駆動を行う際に、被写体の位置の履歴情報に基づいて、被写体の移動方向を判断し、被写体が移動した方向に向かって、フォーカスレンズ３２のサーチ駆動を行う構成とすることができる。あるいは、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量の時系列データを、履歴情報として記憶しておき、サーチ駆動を行う際に、履歴情報として記憶されたデフォーカス量の信頼性を判断する。そして、該デフォーカス量の信頼性が、合焦位置を決定することができるほど高くはないが、合焦位置が存在する方向を決定することができる所定値以上の信頼性であると判断された場合には、このようなデフォーカス量に基づいて、合焦位置が存在する方向を決定し、決定した方向に、サーチ駆動を行う構成としてもよい。さらに、たとえば、コントラスト検出方式により算出された焦点評価値の時系列データを、履歴情報として記憶しておき、サーチ駆動を行う際に、履歴情報として記憶された焦点評価値の時間変化に基づいて、合焦位置が存在する方向を決定し、決定した方向に、サーチ駆動を行う構成としてもよい。

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

Claims (6)

1. フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像して信号を出力する撮像部から出力された信号を用いてデフォーカスを検出する第１検出部と、
   前記撮像部から出力された信号を用いて焦点評価値を検出する第２検出部と、
   前記第１検出部により検出された前記デフォーカス、または前記第２検出部により検出された前記焦点評価値を用いて合焦位置を演算する演算部と、
   前記演算部により演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動する制御をする制御部とを有し、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズを第１速度で駆動させているときに前記演算部が前記合焦位置を演算できない場合、前記フォーカスレンズを停止させた後、前記フォーカスレンズを前記第１速度よりも遅い第２速度で駆動させ、前記第１検出部によるデフォーカスの検出及び前記第２検出部による焦点評価値の検出を行い、前記第１検出部によりデフォーカスが検出されると、前記デフォーカスを用いて前記演算部に前記合焦位置を演算させる、または前記第２検出部により検出された前記焦点評価値を用いて前記演算部に前記合焦位置を演算させる焦点調節装置。
2. 請求項１に記載された焦点調節装置であって、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズを前記第１速度で駆動させているときに前記演算部が前記合焦位置を演算できない場合、前記フォーカスレンズを停止させた後、前記フォーカスレンズを前記第２速度で駆動させる前に、前記デフォーカスを検出するように前記第１検出部を制御する焦点調節装置。
3. 請求項２に記載された焦点調節装置であって、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズを前記第１速度で駆動させているときに前記演算部が前記合焦位置を演算できない場合、前記フォーカスレンズを停止させた後、前記フォーカスレンズを前記第２速度で駆動させる前に、前記第１検出部により前記デフォーカスが検出されたとき前記デフォーカスを用いて前記演算部により演算された前記合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動するように制御する焦点調節装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載された焦点調節装置であって、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズを前記第１速度で駆動させているときに前記演算部が前記合焦位置を演算できない場合、前記フォーカスレンズを停止させた後、前記フォーカスレンズを前記第２速度で駆動させる前に、前記フォーカスレンズを前記第１速度で駆動させた距離よりも短い距離前記フォーカスレンズを駆動させることにより前記フォーカスレンズを前記第２速度で駆動させる方向を決定する焦点調節装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載された焦点調節装置を有するカメラボディ。
6. 請求項５に記載されたカメラボディを有するカメラ。

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