特許 6436816 撮像装置及びその駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6436816

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】撮像装置及びその駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/34 20060101AFI20181203BHJP

   G02B 7/28 20060101ALI20181203BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20181203BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20181203BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20181203BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/34

   G02B7/28 N

   G03B13/36

   H04N5/225 100

   H04N5/232 120

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-36804(P2015-36804)

(22)【出願日】2015年2月26日

(65)【公開番号】特開2016-157093(P2016-157093A)

(43)【公開日】2016年9月1日

【審査請求日】2018年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100128668

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 正巳

(72)【発明者】

【氏名】高宮 英秋

【審査官】 渡邉 勇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１７８３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２１２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２４９１５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１７３５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２１２６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１５６６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２２６９１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２２８５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／２８ − ７／４０

Ｇ０３Ｂ １３／３６

Ｈ０４Ｎ ５／２２２− ５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体の光学像から前記被写体の画像を取得する撮像素子と、
前記光学像が結像される焦点位置を調節するためのレンズを制御するレンズ駆動手段と、
前記光学像のデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
ユーザーからの指示に基づき、前記レンズの駆動速度をデフォーカス量に関連づけて記録するレンズ速度記録手段と、
前記レンズ速度記録手段によって記録された前記駆動速度の情報に基づき、前記デフォーカス量と前記レンズの前記駆動速度との関係を規定するレンズ駆動情報を作成するレンズ駆動情報作成手段と、
前記焦点検出手段により検出したデフォーカス量に対応する駆動速度として前記レンズ駆動情報に規定される所定の速度で、前記レンズを前記被写体に対して合焦する位置まで移動するように前記レンズ駆動手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記レンズ速度記録手段は、前記ユーザーが手動で前記レンズを移動したときの前記レンズの移動速度の変化を、前記デフォーカス量の変化とともに記録する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記レンズ速度記録手段は、前記ユーザーがＵＩを介してデフォーカス量に応じて設定した前記レンズの移動速度を記録する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記レンズ速度記録手段は、ユーザーがタッチパネルを指でなぞった速度を元に、前記レンズの移動速度を算出して記録する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項5】

複数の前記レンズ駆動情報を有し、
前記制御手段は、複数の前記レンズ駆動情報の中から前記ユーザーが選択した一の前記レンズ駆動情報を用いて、前記レンズ駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記レンズ駆動情報は、所定の範囲の前記デフォーカス量毎に、前記レンズの前記駆動速度を規定している
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記焦点検出手段は、瞳分割によって得られた像のずれ量を元に前記デフォーカス量を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項8】

被写体の光学像から前記被写体の画像を取得する撮像素子と、前記光学像が結像される焦点位置を調節するためのレンズを制御するレンズ駆動手段と、前記光学像のデフォーカス量を検出する焦点検出手段とを有する撮像装置の駆動方法であって、
ユーザーからの指示に基づき、前記レンズの駆動速度をデフォーカス量に関連づけて記録するステップと、
記録した前記駆動速度の情報に基づき、前記デフォーカス量と前記駆動速度との関係を規定するレンズ駆動情報を作成するステップと、
前記焦点検出手段により前記光学像のデフォーカス量を検出し、検出した前記デフォーカス量に対応する前記レンズの駆動速度として前記レンズ駆動情報に規定される所定の速度で、前記レンズを前記被写体に対して合焦する位置まで移動するステップと
を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。

【請求項9】

被写体の光学像から前記被写体の画像を取得する撮像素子を有する撮像装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
前記光学像が結像される焦点位置を調節するためのレンズを制御するレンズ駆動手段、
ユーザーからの指示に基づき、前記レンズの駆動速度をデフォーカス量に関連づけて記録するレンズ速度記録手段、
前記レンズ速度記録手段によって記録された情報に基づき、前記デフォーカス量と前記レンズの前記駆動速度との関係を規定する前記レンズの駆動情報を作成するレンズ駆動情報作成手段、
前記光学像のデフォーカス量を検出する焦点検出手段、
前記焦点検出手段により検出したデフォーカス量に対応する駆動速度として前記駆動情報に規定される所定の速度で、前記レンズを前記被写体に対して合焦する位置まで移動するように前記レンズ駆動手段を制御する制御手段
として機能させるプログラム。

【請求項10】

請求項９のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

【請求項11】

コンピュータを、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるプログラム。

【請求項12】

コンピュータを、請求項１乃至７のいずれか１項に記載された撮像装置の各手段として機能させるプログラムを格納した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置及びその駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置において、静止画の撮影を行う際は、従来から広く知られているオートフォーカス（以下、「ＡＦ」と表記する）の機能を用いてピント調整を行い撮影することが一般的である。これに対し、動画の撮影を行う際は、ある被写体にピントを合わせていくときの挙動もすべて動画の一部として記録されるため、ＡＦを使わずにマニュアルフォーカス（以下、「ＭＦ」と表記する）によってピント調整を行う方が好まれる場合もある。

【0003】

ＭＦによりピント調整を行うことによって、ユーザーが合焦位置まで任意の速度でレンズを動かしながら映像を撮影することは可能である。しかしながら、撮影状況によっては、ＭＦでは合わせにくい或いはＭＦを使うことが不可能な場合もあり得る。そのような場合にはＡＦを用いて撮影を行いたい、という要求も想定されるが、その際には予めカメラ側で決められた画一的なレンズ駆動でしか、ピント調整を行うことができない。

【0004】

このような背景のもと、特許文献１には、ユーザーの操作情報に基づいてフォーカスレンズの駆動速度を決定し、決定したフォーカスレンズ駆動速度でフォーカスレンズを移動させるフォーカス制御を行う撮像装置が提案されている。また、特許文献２には、ユーザーの判断によりレンズの合焦速度を変更する撮像装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７３５３１号公報

【特許文献2】特開２０１３−１７８３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術は、被写体までのレンズ駆動速度を速くする、遅くする、などの操作を行うに留まっていた。このため、例えば大ボケ時はレンズ駆動速度を速くするが、合焦点の付近ではレンズ駆動速度を遅くして滑らかに合焦させる、といったような細やかなユーザーの希望を反映させることはできなかった。そもそも動画におけるＡＦは、静止画のＡＦとは異なり、合焦までのレンズ駆動そのものが映像に反映されてしまうため、ＡＦ時のレンズ駆動自体が、作品の一部となる。よって、撮影するシーンに応じた細やかな設定ができた方が、ユーザーが所望する映像により近い映像を撮影するうえで好適である。

【0007】

本発明の目的は、ユーザーが所望する様々な態様のレンズ駆動でＡＦによってピント合わせを行うことができる撮像装置及びその駆動方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一観点によれば、被写体の光学像から前記被写体の画像を取得する撮像素子と、前記光学像が結像される焦点位置を調節するためのレンズを制御するレンズ駆動手段と、前記光学像のデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、ユーザーからの指示に基づき、前記レンズの駆動速度をデフォーカス量に関連づけて記録するレンズ速度記録手段と、前記レンズ速度記録手段によって記録された前記駆動速度の情報に基づき、前記デフォーカス量と前記レンズの前記駆動速度との関係を規定するレンズ駆動情報を作成するレンズ駆動情報作成手段と、前記焦点検出手段により検出したデフォーカス量に対応する駆動速度として前記レンズ駆動情報に規定される所定の速度で、前記レンズを前記被写体に対して合焦する位置まで移動するように前記レンズ駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置が提供される。

【0009】

また、本発明の他の一観点によれば、被写体の光学像から前記被写体の画像を取得する撮像素子と、前記光学像が結像される焦点位置を調節するためのレンズを制御するレンズ駆動手段と、前記光学像のデフォーカス量を検出する焦点検出手段とを有する撮像装置の駆動方法であって、ユーザーからの指示に基づき、前記レンズの駆動速度をデフォーカス量に関連づけて記録するステップと、記録した前記駆動速度の情報に基づき、前記デフォーカス量と前記駆動速度との関係を規定するレンズ駆動情報を作成するステップと、前記焦点検出手段により前記光学像のデフォーカス量を検出し、検出した前記デフォーカス量に対応する前記レンズの駆動速度として前記レンズ駆動情報に規定される所定の速度で、前記レンズを前記被写体に対して合焦する位置まで移動するステップとを有することを特徴とする撮像装置の駆動方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ユーザーが所望する様々な態様のレンズ駆動を反映したＡＦによってピント合わせを行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態による撮像装置の概略構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態による撮像装置の撮像素子における画素配列の一例を示す概略平面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による撮像装置の撮像素子における画素の概略平面図及び概略断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態による撮像装置における画素と瞳分割との対応関係を説明する概略図である。

【図5】本発明の第１実施形態による撮像装置における撮像素子と瞳分割との対応関係を説明する概略図である。

【図6】デフォーカス量と像ずれ量との関係を示す概略図である。

【図7】本発明の第１実施形態による撮像装置における焦点検出処理方法を示すフローチャートである。

【図8】第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号の瞳ずれによるシェーディングを説明する概略図である。

【図9】本発明の第１実施形態による撮像装置の光学的ローパスフィルタにおけるフィルター周波数帯域の一例を示す図である。

【図10】本発明の第１実施形態による撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。

【図11】マニュアルフォーカス時におけるデフォーカス量の変化の一例を示すグラフである。

【図12】本発明の第１実施形態による撮像装置の駆動方法におけるデフォーカス量の変化の一例を示すグラフである。

【図13】本発明の第２実施形態による撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。

【図14】本発明の第２実施形態による撮像装置の駆動方法において用いるＵＩ画面の一例を示す図である。

【図15】本発明の第２実施形態による撮像装置の駆動方法において用いるＵＩ画面の他の例を示す図である。

【図16】本発明の第３実施形態による撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。

【図17】本発明の第３実施形態による撮像装置の駆動方法において用いるＵＩ画面の一例を示す図である。

【図18】本発明の第３実施形態による撮像装置の駆動方法における指の動きとデフォーカス量の変化との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図１乃至図１２を用いて説明する。

【0013】

はじめに、本実施形態による撮像装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による撮像装置を示す概略構成図である。

【0014】

本実施形態による撮像装置（カメラ）１００は、図１に示すように、第１レンズ群１０１、絞り兼用シャッタ１０２、第２レンズ群１０３、第３レンズ群１０５、光学的ローパスフィルタ１０６を含む結像光学系を有している。また、撮像装置１００は、撮像素子１０７、ズームアクチュエータ１１１、絞りシャッタアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１４、被写体照明用電子フラッシュ１１５、ＡＦ補助光手段１１６を有している。また、撮像装置１００は、ＣＰＵ１２１、電子フラッシュ制御回路１２２、補助光駆動回路１２３、撮像素子駆動回路１２４、画像処理回路１２５、フォーカス駆動回路１２６、絞りシャッタ駆動回路１２８、ズーム駆動回路１２９を有している。また、撮像装置１００は、表示装置１３１、操作スイッチ１３２、フラッシュメモリ１３３を有している。

【0015】

第１レンズ群１０１、絞り兼用シャッタ１０２、第２レンズ群１０３、第３レンズ群１０５及び光学的ローパスフィルタ１０６は、被写体側からこの順番で光軸に沿って配置されており、これによって結像光学系を構成している。結像光学系は、被写体の光学像を形成するための光学系である。第１レンズ群１０１は、結像光学系の最前部（被写体側）に配置されたレンズ群であり、光軸方向に沿って進退可能に保持されている。絞り兼用シャッタ１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なう機能を備えるほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。絞り兼用シャッタ１０２及び第２レンズ群１０３は、一体となって光軸方向に沿って進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動により、変倍機能（ズーム機能）を実現する。第３レンズ群１０５は、光軸方向に沿った進退により、焦点調節を行なう機能を備える。光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。撮像素子１０７は、２次元ＣＭＯＳフォトセンサーと周辺回路からなる撮像素子であり、結像光学系の結像面に配置されている。

【0016】

ズームアクチュエータ１１１は、不図示のカム筒を回動することで、第１レンズ群１１１、第２レンズ群１０２及び第３レンズ群１０３を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行なうためのものである。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行なうためのものである。フォーカスアクチュエータ１１４は、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行なうためのものである。

【0017】

被写体照明用電子フラッシュ１１５は、撮影時に被写体を照明するための光源である。被写体照明用電子フラッシュ１１５には、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適だが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いてもよい。ＡＦ補助光手段１１６は、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体や低コントラストの被写体に対する焦点検出能力を向上させるためのものである。

【0018】

ＣＰＵ１２１は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラ内の制御装置であり、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ等に記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、ＡＦ、撮影、画像処理、記録等の一連の動作を実行する。ＣＰＵ１２１は、画像処理手段、焦点検出手段、レンズ速度記録手段、レンズ駆動情報作成手段でもある。

【0019】

電子フラッシュ制御回路１２２は、撮影動作に同期して被写体照明用電子フラッシュ１１５を点灯制御するためのものである。補助光駆動回路１２３は、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光手段１１６を点灯制御するためのものである。撮像素子駆動回路１２４は、撮像素子１０７の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信するためのものである。画像処理回路１２５は、撮像素子１０７が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮等の処理を行なうためのものである。

【0020】

フォーカス駆動回路１２６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に沿って進退駆動して焦点調節を行なうためのものである。本明細書では、第３レンズ群１０５及びフォーカスアクチュエータ１１４をレンズと、フォーカス駆動回路１２６をレンズ駆動手段と呼ぶこともある。絞りシャッタ駆動回路１２８は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御するためのものである。ズーム駆動回路１２９は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動するためのものである。

【0021】

表示装置１３１は、ＬＣＤ等の表示装置であり、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像や撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示するためのものである。表示装置１３１は、タッチパネル機能を備えており、ユーザーが表示装置１３１の画面に直接触ることにより各種操作を行うことができるようになっている。操作スイッチ１３２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。フラッシュメモリ１３３は着脱可能な記録媒体であり、撮影済み画像等を記録することができる。

【0022】

次に、本実施形態による撮像装置１００の撮像素子１０７について、図２乃至図５を用いてより詳しく説明する。図２は、本実施形態による撮像装置の撮像素子における画素配列の一例を示す概略平面図である。図３は、本実施形態による撮像装置の撮像素子の構造を示す平面図及び断面図である。図４は、本実施形態による撮像装置における画素と瞳分割との対応関係を説明する概略図である。図５は、本実施形態による撮像装置における撮像素子と瞳分割との対応関係を説明する概略図である。

【0023】

撮像素子１０７は、複数の画素が行方向及び列方向に沿って２次元状に配列された撮像領域を有している。図２には、撮像領域に含まれる複数の画素（撮像画素２００）のうち、４列×４行の範囲を抜き出して示している。それぞれの撮像画素２００は、行方向に配列された２つの焦点検出画素２０１，２０２を有している。なお、撮像画素２００は、画像信号を得る際に用いられる画素の最小単位であり、焦点検出画素２０１，２０２は、焦点検出信号を得る際に用いられる画素の最小単位である。

【0024】

図２において、連続する２列×２行の画素群２１０が、撮像領域を構成する最小の繰り返し単位である。この画素群２１０を行方向及び列方向に所望の個数、繰り返し並べて配置することで、撮像領域が構成される。図２は、画素群２１０を、行方向及び列方向にそれぞれ２個ずつ並べたものである。各画素群２１０は、左上の位置に配置された画素２００Ｒと、右上及び左下の位置に配置された２つの画素２００Ｇと、右下の位置に配置された画素２００Ｂとをそれぞれ含む。画素２００Ｒは、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素である。画素２００Ｇは、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素である。画素２００Ｂは、Ｂ（青）の分光感度を有する画素である。各画素２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂは、前述のように、２列×１行に配列された第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２とにより構成されている。

【0025】

画素群２１０を多数、２次元状に配置することで、撮像画像及び焦点検出信号の取得を可能としている。一例では、画素（撮像画素２００）の周期Ｐを４μｍ、画素数Ｎを横５５７５列×縦３７２５行（＝約２０７５万画素）とすることができる。この場合、焦点検出画素に着目すると、焦点検出画素の列方向周期Ｐ_ＡＦが２μｍ、焦点検出画素数Ｎ_ＡＦが横１１１５０列×縦３７２５行（＝約４１５０万画素）となる。

【0026】

図２に示した複数の画素のうち１つの画素２００Ｇについて、撮像素子１０７の受光面側（＋ｚ側）から見た平面図を図３（ａ）に示し、図３（ａ）のＡ−Ａ′線断面を−ｙ側から見た断面図を図３（ｂ）に示す。なお、本明細書では、説明の便宜上、画素配列の行に平行な方向をｘ軸、画素配列の列に平行な方向をｙ軸、結像光学系の光軸に平行な方向をｚ軸とした直交座標系を用いて説明を行うものとする。

【0027】

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、画素２００Ｇは、半導体基板３００、半導体基板３００上に形成された多層配線層３０４、多層配線層３０４上に形成されたカラーフィルター３０５、マイクロレンズ３０６及びカバー膜３０７を含む。半導体基板３００には、ｘ方向にＮ_Ｈ分割（ここでは２分割）、ｙ方向にＮ_Ｖ分割（ここでは１分割）された光電変換部（光電変換部３０１及び光電変換部３０２）が形成されている。光電変換部３０１及び光電変換部３０２が、上述の第１焦点検出画素２０１及び第２焦点検出画素２０２にそれぞれ対応する。

【0028】

光電変換部３０１，３０２は、半導体基板３００内に形成されたｐ型層とｎ型層とを含むフォトダイオードである。光電変換部３０１，３０２は、ｐ型層とｎ型層の間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードとしてもよいし、必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合フォトダイオードとしてもよい。

【0029】

光電変換部３０１，３０２上には、カラーフィルター３０５を介してマイクロレンズ３０６が配置されている。マイクロレンズ３０６は、各画素（撮像画素）２００に対応して１つずつ配置されている。カラーフィルター３０５は、必要に応じて、副画素毎に分光透過率を変えてもよいし、省略してもよい。

【0030】

画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、カラーフィルター３０６で分光されたのち、光電変換部３０１及び光電変換部３０２により受光される。光電変換部３０１及び光電変換部３０２では、受光量に応じて電子とホールが対生成され、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層に蓄積され、ホールは定電圧源に接続されたｐ型層を通じて撮像素子１０７の外部へ排出される。光電変換部３０１及び光電変換部３０２のｎ型層に蓄積された電子は、転送ゲートを介して静電容量部（ＦＤ：フローティングディフュージョン）に転送され、電圧信号に変換される。

【0031】

図４に、図３（ａ）に示した画素構造のＡ−Ａ′線断面を＋ｙ側から見た断面と、結像光学系の射出瞳面との関係を示す。図４では、射出瞳面の座標軸と対応を取るために、断面図におけるｘ軸及びｙ軸の向きを図３に対して反転している。

【0032】

図４において、第１焦点検出画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面とマイクロレンズ３０６とによって、概ね、共役関係になっており、第１焦点検出画素２０１で受光可能な瞳領域を表している。第１焦点検出画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、瞳面上で＋Ｘ側に重心が偏心している。また、第２焦点検出画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面とマイクロレンズ３０６とによって、概ね、共役関係になっており、第２焦点検出画素２０２で受光可能な瞳領域を表している。第２焦点検出画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、瞳面上で−Ｘ側に重心が偏心している。

【0033】

また、図４において、瞳領域５００は、光電変換部３０１と光電変換部３０２（第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２）とを合わせた際の画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。出射瞳４００は、被写体側から入射する光が通過する領域である。

【0034】

本実施形態の撮像素子１０７と瞳分割との対応関係を示した概略図を図５に示す。第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２の異なる瞳部分領域を通過した光束は、撮像素子の各画素に、それぞれ、異なる角度で入射し、２×１分割された第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２とで受光される。なお、本実施形態では、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている場合を例示しているが、必要に応じて垂直方向に瞳分割を行ってもよい。

【0035】

撮像素子１０７は、結像光学系の第１瞳部分領域５０１を通過する光束を受光する第１焦点検出画素２０１と、第１瞳部分領域５０１とは異なる結像光学系の第２瞳部分領域５０２を通過する光束を受光する第２焦点検出画素２０２とを含む。図５において、第１焦点検出画素２０１が光電変換部３０１に対応し、第２焦点検出画素２０２が光電変換部３０２に対応する。また、撮像素子１０７は、結像光学系の第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２とを合わせた瞳領域を通過する光束を受光する撮像画素２００を含む。本実施形態の撮像素子１０７では、それぞれの撮像画素２００が、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０１とにより構成されている。

【0036】

なお、必要に応じて、撮像画素２００と、第１焦点検出画素２０１及び第２焦点検出画素２０１とを個別の画素とし、撮像画素２００の配列の一部に、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２とを部分的に配置する構成としてもよい。

【0037】

本実施形態の撮像装置１００では、撮像素子１０７の各画素の第１焦点検出画素２０１の受光信号を集めて第１焦点信号を生成し、各画素の第２焦点検出画素２０２の受光信号を集めて第２焦点信号を生成する。そして、生成した第１焦点信号及び第２焦点信号を用いて焦点検出を行う。また、撮像素子１０７の各画素毎に、第１焦点検出画素２０１の信号と第２焦点検出画素２０２の信号とを加算することで、有効画素数Ｎの解像度の撮像信号（撮像画像）を生成する。

【0038】

次に、撮像素子１０７により取得される第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量との関係について、図６を用いて説明する。図６は、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号のデフォーカス量と、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の像ずれ量との関係を示す概略図である。

【0039】

図６に示すように、撮像面８００に撮像素子（不図示）が配置され、図４及び図５と同様に、結像光学系の射出瞳が、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２とに２分割されている場合を想定する。

【0040】

デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置から撮像面８００までの光軸方向の距離として定義される。また、デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置が撮像面８００より被写体側にある前ピン状態のときに負符号（ｄ＜０）で表され、被写体の結像位置が撮像面より被写体の反対側にある後ピン状態のときに正符号（ｄ＞０）で表される。被写体の結像位置が撮像面８００（合焦位置）にある合焦状態では、ｄ＝０である。図６において、例えば被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）であり、例えば被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）である。前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）とを合わせて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）とする。

【0041】

前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体８０２からの光束のうち、第１瞳部分領域５０１を通過した光束は、一旦、集光した後、光束の重心位置Ｇ１を中心として幅Γ１に広がり、撮像面８００でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子に配列された各画素を構成する第１焦点検出画素２０１により受光され、第１焦点検出信号が生成される。よって、第１焦点検出信号は、撮像面８００上の重心位置Ｇ１に、被写体８０２が幅Γ１にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ１は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。

【0042】

同様に、被写体８０２からの光束のうち、第２瞳部分領域５０２を通過した光束は、一旦、集光した後、光束の重心位置Ｇ２を中心として幅Γ２に広がり、撮像面８００でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子に配列された各画素を構成する第２焦点検出画素２０２により受光され、第２焦点検出信号が生成される。よって、第２焦点検出信号は、撮像面８００上の重心位置Ｇ２に、被写体８０２が幅Γ２にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ２は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。

【0043】

また、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝光束の重心位置の差、Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。

【0044】

後ピン状態（ｄ＞０）では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態とは反対となるが、同様である。

【0045】

したがって、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号或いは第１焦点検出信号と第２焦点検出信号とを加算した撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間との間の像ずれ量の大きさが増加する。

【0046】

次に、本実施形態による撮像装置１００における位相差方式の焦点検出方法について、図７乃至図９を用いて説明する。図７は、本実施形態による撮像装置における焦点検出処理方法を示すフローチャートである。図８は、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号の瞳ずれによるシェーディングを説明する概略図である。図９は、本実施形態による撮像装置の光学的ローパスフィルタにおけるフィルター周波数帯域の一例を示す図である。

【0047】

位相差方式の第１焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との位置関係を相対的にシフトさせて信号の一致度を表す相関量（第１評価値）を計算し、相関（信号の一致度）が良くなるシフト量から像ずれ量を検出する。撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する関係性から、像ずれ量を検出デフォーカス量に変換することで焦点検出を行う。

【0048】

図７に、本実施形態による撮像装置１００における第１焦点検出処理のフローチャートを示す。なお、図７の動作は、本実施形態による撮像装置１００の焦点検出信号生成手段、焦点検出手段である撮像素子１０７、画像処理回路１２５及びＣＰＵ１２１によって実行される。

【0049】

まず、ステップＳ１１０において、撮像素子１０７の有効画素領域の中に、焦点調節を行うための信号を取得する焦点検出領域を設定する。そして、焦点検出信号生成手段により、焦点検出領域の第１焦点検出画素２０１の受光信号から第１焦点検出信号（Ａ像）を生成し、焦点検出領域の第２焦点検出画素２０２の受光信号から第２焦点検出信号（Ｂ像）を生成する。

【0050】

次いで、ステップＳ１２０において、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号に対してそれぞれ、列方向に３画素の加算処理を行い、さらに、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためにベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行う。これら２つの加算処理を合わせて第１画素加算処理とする。

【0051】

次いで、ステップＳ１３０において、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号に対してそれぞれ、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行う。

【0052】

ここで、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号の瞳ずれによるシェーディングについて、図８を用いて説明する。図８は、撮像素子の周辺像高における第１焦点検出画素２０１の第１瞳部分領域５０１、第２焦点検出画素２０２の第２瞳部分領域５０２、及び結像光学系の射出瞳４００の関係を示す図である。

【0053】

図８（ａ）は、結像光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子の設定瞳距離Ｄｓとが同じ場合である。この場合は、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２とに、結像光学系の射出瞳４００が、概ね、均等に瞳分割される。

【0054】

これに対して、図８（ｂ）に示すように結像光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより短い場合、撮像素子の周辺像高では、結像光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれを生じ、結像光学系の射出瞳４００が不均一に瞳分割されてしまう。同様に、図８（ｃ）に示すように結像光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより長い場合も、撮像素子の周辺像高では、結像光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれを生じ、結像光学系の射出瞳４００が不均一に瞳分割されてしまう。周辺像高で瞳分割が不均一になるのに伴い、第１焦点検出信号の強度と第２焦点検出信号の強度とが不均一になる。そしてこれによって、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号のいずれか一方の強度が大きくなり他方の強度が小さくなる現象、すなわちシェーディングが生じる。

【0055】

ステップＳ１３０では、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じて、第１焦点検出信号の第１シェーディング補正係数と、第２焦点検出信号の第２シェーディング補正係数を、それぞれ生成する。そして、第１シェーディング補正係数を第１焦点検出信号に乗算し、第２シェーディング補正係数を第２焦点検出信号に乗算することによって、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号のシェーディング補正処理（光学補正処理）を行う。

【0056】

位相差方式の第１焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との相関（信号の一致度）を基に、第１検出デフォーカス量の検出を行う。瞳ずれによるシェーディングが生じると、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との相関（信号の一致度）が低下する場合がある。よって、位相差方式の第１焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との相関（信号の一致度）を改善し、焦点検出性能を良好とするために、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行うことが望ましい。

【0057】

次いで、ステップＳ１４０において、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号に対して、第１フィルター処理を行う。第１フィルター処理における通過帯域の一例を、図９に実線で示す。本実施形態では、位相差方式の第１焦点検出により大デフォーカス状態での焦点検出を行うため、第１フィルター処理における通過帯域は低周波帯域を含むように構成される。必要に応じて、大デフォーカス状態から小デフォーカス状態まで焦点調節を行う際に、デフォーカス状態に応じて、第１焦点検出時の第１フィルター処理の通過帯域を、例えば図９に一点鎖線で示すように、より高周波帯域に調整してもよい。

【0058】

次いで、ステップＳ１５０において、第１フィルター処理後の第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせる第１シフト処理を行い、信号の一致度を表す相関量（第１評価値）を算出する。

【0059】

第１フィルター処理後のｋ番目の第１焦点検出信号をＡ（ｋ）、第２焦点検出信号をＢ（ｋ）、焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。第１シフト処理によるシフト量をｓ１、シフト量ｓ１のシフト範囲をΓ１で表すと、相関量（第１評価値）ＣＯＲは、下記の式（１）により算出することができる。

【数1】

【0060】

シフト量ｓ１の第１シフト処理により、ｋ番目の第１焦点検出信号Ａ（ｋ）とｋ−ｓ１番目の第２焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ１）とを対応させて減算処理し、シフト減算信号を生成する。そして、生成されたシフト減算信号の絶対値を計算し、焦点検出領域に対応する範囲Ｗ内で番号ｋの和を取り、相関量（第１評価値）ＣＯＲ（ｓ１）を算出する。必要に応じて、各行毎に算出された相関量（第１評価値）を、各シフト量毎に、複数行に渡って加算してもよい。

【0061】

次いで、ステップＳ１６０において、ステップＳ１５０で算出した相関量（第１評価値）から、サブピクセル演算により、相関量が最小値となる実数値のシフト量を算出して像ずれ量ｐ１とする。そして、像ずれ量ｐ１に、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じた第１変換係数Ｋ１を掛けて、デフォーカス量を算出する。

【0062】

次に、本実施形態による撮像装置１００の駆動方法について、図１０乃至図１２を用いて説明する。図１０は、本実施形態による撮像装置１００の駆動方法を示すフローチャートである。図１１は、マニュアルフォーカス時におけるデフォーカス量の変化の一例を示すグラフである。図１２は、本実施形態による撮像装置１００の駆動方法におけるデフォーカス量の変化の一例を示すグラフである。

【0063】

まず、ユーザーは、ＡＦ時のレンズ駆動をカスタマイズしたい時に、カメラのＵＩ（ユーザーインターフェイス）からレンズ駆動をカスタマイズするモードを選択する（ステップＳ１０１）。モード選択は、表示装置１３１のタッチパネルを介して行ってもよいし、操作スイッチ１３２により行ってもよい。なお、レンズ駆動をカスタマイズするモードとは、ユーザーが、１又は複数の方法によってレンズ駆動の詳細を入力し、ＡＦ時のレンズ駆動をカスタマイズするモードである。

【0064】

ＡＦ時のレンズ駆動をカスタマイズする方法は、後述する実施形態においても説明するように、幾つかの方法を例示することができる。本実施形態では、ユーザーが手動で焦点調節（ＭＦ）を行った時にレンズの移動速度及びデフォーカス量をサンプリングした結果に基づいてＡＦ時のレンズ駆動をカスタマイズする方法について説明する。

【0065】

ユーザーがレンズ駆動カスタマイズモードを選択すると、続くステップＳ１０２において、所定の距離に被写体を置き像高の中心に被写体が位置するようにカメラをセットするようにとのユーザーに対する指示がカメラに表示される。ユーザーは、カメラの指示に従い、被写体に対するカメラの位置をセットする。

【0066】

次いで、ステップＳ１０３において、被写体に対してユーザーがＭＦによりピント合わせを行うようにとの指示が表示される。ユーザーは、カメラの指示に従い、所望の速度でＭＦによるピント合わせを開始する。

【0067】

ユーザーが行うＭＦによるレンズ駆動は、続くステップＳ１０４においてサンプリングされる。すなわち、被写体に対してユーザーがカメラを向けた時点からユーザーが被写体に対して合焦したと判断した時点までの間、レンズの移動速度の変化が、検出デフォーカス量の変化とともにカメラに記録される。これは、レンズの移動速度と検出デフォーカス量とを関連づけて記録しているとも言える。その際、ＣＰＵ１２１は、レンズ速度記録手段として機能する。

【0068】

図１１は、ステップＳ１０４においてサンプリングされた、ユーザーがＭＦにてピントを合わせた時の検出デフォーカス量の変化を示すグラフの一例である。ここで、被写体に対してユーザーがカメラを向けた時の測距枠内の検出デフォーカス量が−１０［Ｆδ］であったものとする。ここで用いている縦軸の単位［Ｆδ］は、検出デフォーカス量をＦ値及び許容錯乱円サイズδの値で割って規格化したものであり、ボケ量の指標となるものである。デフォーカス量を［Ｆδ］単位に換算することにより、Ｆ値や焦点距離によらず、ボケ量として一律に扱うことができる。上記のようにして算出した検出デフォーカス量及びその時のレンズ移動速度が、−１０［Ｆδ］から０［Ｆδ］付近、つまりユーザーが合焦したと判断した時点まで記録される。

【0069】

なお、本実施形態では、デフォーカス量の単位として［Ｆδ］を用いているが、デフォーカス量の単位としては［ｍｍ］等、その他の単位を用いてもよい。

【0070】

記録する際のサンプリング周波数は、センサが信号を取得するフレームレートに依存する場合もあれば、測距演算の計算に要する時間に依存する場合もある。本実施形態では、センサのフレームレートが３０Ｈｚであることを想定し、３０Ｈｚの周期でデフォーカス量を検出するものとする。

【0071】

次いで、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６において、このようにしてサンプリングされたＭＦ時のレンズ移動速度及び検出デフォーカス量を元に、ＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成する。その際、ＣＰＵ１２１は、レンズ駆動情報作成手段として機能する。

【0072】

本実施形態で用いるＡＦ用レンズ駆動テーブルは、検出デフォーカス量に対応したレンズ駆動速度の情報（レンズ駆動情報）を有するテーブルである。ＡＦ用レンズ駆動テーブルは、所定の範囲のデフォーカス量毎に、レンズ駆動速度を規定している。１つのテーブルに含まれる検出デフォーカス量とレンズ駆動速度との対応関係の数（以下、「テーブル段数」と呼ぶ）は、多いほど元のＭＦによるカーブにより近づくことは言うまでもない。ただし、撮像装置のメモリ量は限られているため、テーブル段数は撮像装置のメモリ量に応じて適宜設定することが望ましい。テーブル段数及び各段を規定する検出デフォーカス量の範囲は、ユーザーが設定できるようにしてもよい。本実施形態では、テーブル段数を４とした例を説明する。

【0073】

表１は、本実施形態において用いる検出デフォーカス量とレンズ駆動速度との対応関係を示したＡＦ用レンズ駆動テーブルの一例である。

【表1】

【0074】

表１のＡＦ用レンズ駆動テーブルによれば、検出デフォーカス量の絶対値が１０［Ｆδ］以上の時、５［Ｆδ］以上１０［Ｆδ］未満の時、２［Ｆδ］以上〜５［Ｆδ］未満の時、２［Ｆδ］未満の時、の４段階でレンズ駆動速度を設定することができる。

【0075】

まず、ステップＳ１０５において、ＡＦの際に用いるレンズ駆動速度を算出する。ＡＦの際に用いるレンズ駆動速度は、ステップＳ１０４においてサンプリングされた検出デフォーカス量とその時のレンズ移動速度とを元に算出される。

【0076】

ＡＦの際に用いるレンズ駆動速度には、テーブルのそれぞれのデフォーカス範囲においてサンプリングされたレンズ移動速度の平均値を用いることができる。例えば、５［Ｆδ］〜１０［Ｆδ］の時のレンズ駆動速度には、ＭＦ時の５［Ｆδ］〜１０［Ｆδ］においてサンプリングされたレンズ移動速度の平均値を用いる。同様に、他のデフォーカス範囲におけるレンズ駆動速度についても、それぞれのＭＦ時のレンズ移動速度の平均値を用いる。

【0077】

次いで、ステップＳ１０６において、このようにして算出した各デフォーカス範囲におけるレンズ移動速度の平均値を、デフォーカス範囲に対応づけてテーブルに入力することで、ＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成する。

【0078】

このようにして作成されたＡＦ用レンズ駆動テーブルの一例が、前述の表１に示したものである。このテーブルでは、レンズ駆動速度が、検出デフォーカス量が１０Ｆδ以上の時は５０ｍｍ／ｓ、５Ｆδ〜１０Ｆδの時は１０ｍｍ／ｓ、２Ｆδ〜５Ｆδの時は１ｍｍ／ｓ、２Ｆδ未満の時は０．５ｍｍ／ｓとなっている。

【0079】

なお、ＡＦ用レンズ駆動テーブルは、１度のＭＦの際にサンプリングしたレンズ駆動速度から作成してもよいし、複数回のＭＦを行い、それぞれの試行時にサンプリングしたレンズ駆動速度の平均値から作成してもよい。

【0080】

このようにして作成されたＡＦ用レンズ駆動テーブルを元に、サンプリング時と同様の被写体距離でＡＦを行った時のデフォーカス量の変化の様子を図１２に示す。図中、破線Ａはサンプリングを行った時のＭＦのレンズ移動カーブを示しており、実線Ｂはそのサンプリング結果を元に作られたＡＦ用レンズ駆動テーブルを用いてＡＦを行った時のレンズ駆動カーブである。

【0081】

このように、本実施形態の方法を用いて作成したＡＦ用レンズ駆動テーブルを用いてＡＦを行うことにより、ユーザーがＭＦによりレンズ移動した時を模擬したレンズの動かし方をすることが可能となる。

【0082】

なお、ここで言うレンズ駆動速度とは、像面における焦点位置の光軸方向の移動速度のことを指しており、レンズ自体の速度は、レンズによって異なる係数を像面での焦点位置の移動速度に掛けたものとなる。

【0083】

また、レンズの駆動速度はレンズごとに限界値を有しており、ある所定の速度以上はメカ構造等の観点から出すことができず、また同様にある所定の速度以下も出すことができない。本実施形態では、ユーザーがＭＦによってレンズの駆動速度を指示するが、ＭＦ時の駆動速度が上限速度以上であったり下限速度以下であったりすると、ＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成することができない。そのような場合においては、上限速度を超えている場合は上限速度を、また下限速度を下回っている場合には下限速度を設定することにより、ＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成することができる。

【0084】

このように、本実施形態によれば、デフォーカス量とレンズ駆動速度との関係を規定するＡＦ用レンズ駆動テーブルを用意し、このテーブルに基づいてレンズを駆動して被写体に合焦するので、ユーザーが所望する様々レンズ駆動を容易に実現することができる。

【0085】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図１３乃至図１５を用いて説明する。図１乃至図１２に示す第１実施形態による撮像装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。

【0086】

図１３は、本実施形態による撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。図１４及び図１５は、本実施形態による撮像装置の駆動方法に用いるＵＩ画面を示す図である。

【0087】

第１実施形態では、ユーザーがＭＦしたときのレンズ移動速度を元にＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成した。この方法は、普段ＭＦ操作に慣れているユーザーやプロカメラマン等にとっては、ＭＦと同じようにＡＦすることができるため非常に有効な手法である。しかしながら、ＭＦ操作になれていないアマチュアユーザー等にとっては、却って難しい操作となり思い通りのテーブルを作成できない虞もある。そこで、本実施形態においては、アマチュアユーザー等でも容易にＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成できるようにした撮像装置及びその駆動方法について説明する。

【0088】

ユーザーは、ＡＦ時のレンズ駆動をカスタマイズしたい時に、第１実施形態と同様、カメラＵＩからレンズ駆動をカスタマイズするモードを選択する（ステップＳ２０１）。

【0089】

ユーザーがレンズ駆動カスタマイズモードを選択すると、続くステップＳ２０２において、カメラの表示装置１３１に、レンズ駆動速度を指示するためのＵＩ画面が表示される。

【0090】

図１４は、ユーザーによるレンズ駆動速度指示ＵＩの一例を示したものである。図１４に示したカメラ（撮像装置１００）の背面液晶部（表示装置１３１）には、図１２に示したような、時間を横軸に取り、デフォーカス量を縦軸に取ったレンズ駆動速度のカーブが示されている。図１４に示すＵＩでは、縦軸のデフォーカス量が３つの区間ａ，ｂ，ｃに分けられており、各区間におけるレンズ駆動速度を、「速・中・遅」の中からそれぞれ選択できるようになっている。なお、ここでは説明を簡潔にするために３種類の速度の中から選択する例を示しているが、複数種類の中から選択できれば選択肢の数は何種類でもよい。また、ユーザーによるレンズ駆動速度指示ＵＩは、図１５に示すような、スライドバー１３４などのＵＩによりレンズ駆動速度を選択するものでもよい。

【0091】

次いで、ステップＳ２０３において、ユーザーは、図１４に示すＵＩにおいて、区間ａ、区間ｂ及び区間ｃにおけるレンズ駆動速度を、「速・中・遅」の中からそれぞれ選択する。図１５に示すＵＩを用いる場合は、区間ａ、区間ｂ及び区間ｃに対応するスライドバー１３４をそれぞれ動かし、各区間におけるレンズ駆動速度を所望の値に設定する。

【0092】

図１４に示すＵＩを用いる場合、少なくともＵＩ画面上の選択肢の数だけレンズ駆動速度の設定値をカメラ内で保持しておき、選択された選択肢に応じたレンズ駆動速度をＡＦ用レンズ駆動テーブルとして用いればよい。また、図１５に示すスライドバーのＵＩを用いる場合は、レンズ駆動速度の下限値及び上限値のデータを保持しておき、下限値と上限値との間の速度範囲から、スライドバー１３４にてユーザーが指示した位置を線形補間により換算して速度を算出すればよい。

【0093】

次いで、ステップＳ２０４において、ユーザーによって指定されたレンズ駆動速度を元にＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成する。ＡＦ時にこのＡＦ用レンズ駆動テーブルを用いることにより、ユーザーが所望するレンズ駆動を実現することができる。

【0094】

このように、本実施形態によれば、カメラＵＩを用いた簡単な操作により、ユーザーが所望するレンズ駆動を実現するＡＦ用レンズ駆動テーブルを容易に作成することができる。また、このテーブルに基づいてレンズを駆動することにより、ユーザーが所望するレンズ駆動を容易に実現することができる。

【0095】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図１６乃至図１８を用いて説明する。図１乃至図１５に示す第１及び第２実施形態による撮像装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。

【0096】

図１６は、本実施形態による撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。図１７は、本実施形態による撮像装置の駆動方法において用いるＵＩ画面の一例を示す図である。図１８は、本実施形態による撮像装置の駆動方法における指の動きとデフォーカス量の変化との関係を示す図である。

【0097】

本実施形態では、タッチパネルへのタッチ操作によってＡＦ時のレンズ駆動速度を指示する方法を示す。

【0098】

まず、ユーザーは、ＡＦ時のレンズ駆動をカスタマイズしたい時に、第１及び第２実施形態と同様、カメラＵＩからレンズ駆動をカスタマイズするモードを選択する（ステップＳ３０１）。

【0099】

ユーザーがレンズ駆動カスタマイズモードを選択すると、続くステップＳ３０２において、カメラの表示装置１３１に、レンズ駆動速度を指示するためのＵＩ画面が表示される。

【0100】

次いで、ステップＳ３０３において、ユーザーは、表示装置１３１に表示されたＵＩ画面において被写体を２つ設定する。ここでは、図１７に示すように、表示装置１３１に２人の顔である被写体ａ及び被写体ｂを含む画像が表示されており、ユーザーは、２つの被写体としてこれら被写体ａ及び被写体ｂを指定したものとする。被写体ａ及び被写体ｂの指定は、表示装置１３１に表示された被写体ａ及び被写体ｂに対してユーザーがタッチ操作を行うことにより行うことができる。

【0101】

なお、ユーザーが選択する２つの被写体は、ＡＦ開始時に合焦している被写体と、ＡＦ終了時に合焦する被写体とに対応する。ここでは、ＡＦ開始時には被写体ａに合焦しており、ユーザーが所望する速度でのレンズ駆動の後、被写体ｂに合焦させることを想定しているものとする。

【0102】

次いで、ステップＳ３０４において、カメラは、ＡＦを用いて被写体ｂにピントを合わせる。

【0103】

次いで、ステップＳ３０５において、カメラは、被写体ｂにピントを合わせたときの被写体ａにおけるデフォーカス量を検出する。このようにして、カメラは、被写体ａ及び被写体ｂの位置及び被写体ａにおけるデフォーカス量を取得する。

【0104】

次いで、ステップＳ３０６において、被写体ａから被写体ｂへと指でタッチパネルをなぞるようにとのユーザーに対する指示が、カメラの表示装置１３１等に表示される。

【0105】

次いで、ステップＳ３０７において、ユーザーは、ステップＳ３０６の指示に従い、被写体ａから被写体ｂへとタッチパネル上で指を動かす（図１７参照）。ユーザーの指の動きは、例えば、被写体ｂに近づくにつれて減速していき、最終的に速度がゼロになって被写体ｂの位置で停止するものとする。ユーザーによる操作を検知したカメラは、タッチパネル上をなぞる指の速度変化を記録する。

【0106】

この時の指の動きの速度とデフォーカス量との関係を、図１８に示す。出発点である被写体ａにおけるデフォーカス量を、ステップＳ３０４にて取得したデフォーカス量から、例として１０［Ｆδ］とする。被写体ｂのデフォーカス量は、ユーザーがすでにピントを合わせてあるので、略０［Ｆδ］とする。

【0107】

次いで、ステップＳ３０８において、ＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成する。ここでは一例として、第１実施形態と同様の、テーブル段数が４であるＡＦ用レンズ駆動テーブルを想定する。このテーブルでは、表１に示したように、デフォーカス量が１０［Ｆδ］以下、５［Ｆδ］以下、２［Ｆδ］以下のそれぞれのデフォーカス範囲で、それぞれレンズ駆動速度を設定している。そこで、図１８に示すように、それぞれのデフォーカス範囲における指の移動速度をレンズ駆動速度に変換し、テーブルに設定する。

【0108】

指の移動速度をレンズ駆動速度に変換するには、レンズ駆動速度と指の移動速度との対応関係をもたせたテーブルを予めカメラ内に持っていればよい。

【0109】

このように、本実施形態によれば、ユーザーが指で被写体にむけてタッチパネル上で指をなぞることにより、ユーザーが所望するレンズ駆動を実現するＡＦ用レンズ駆動テーブルを容易に作成することができる。また、このテーブルに基づいてレンズを駆動することにより、ユーザーが所望するレンズ駆動を容易に実現することができる。

【0110】

[変形実施形態]
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

【0111】

例えば、上記第１乃至第３実施形態において、ＡＦ用レンズ駆動テーブルの作成方法の詳細を示したが、上記方法にて作成されるＡＦ用レンズ駆動テーブルは、カメラ内に複数持っていてもよい。例えば、「レンズ駆動テーブルＡ」、「レンズ駆動テーブルＢ」、「レンズ駆動テーブルＣ」という３つのＡＦ用レンズ駆動テーブルをカメラ内に保存することができる。ユーザーが撮影するシーンに応じてレンズ駆動テーブルＡ，Ｂ，Ｃのいずれかを選択すれば、シーンに応じたレンズ駆動を実施することが可能となる。

【0112】

また、上記第１乃至第３実施形態では、焦点検出手段として撮像面位相差ＡＦ方式を用いた例を示したが、焦点検出手段はこれに限定されるものではない。例えば、撮像面ではない専用の焦点検出用のセンサを用いて焦点検出を行ってもよいし、ＤＦＤ（Depth From Defocus）方式を用いたものでもよい。つまり、デフォーカス量を検出することができる焦点検出手段であれば、本発明の方式を適用可能である。あらゆる方式において検出されたデフォーカス量とレンズ駆動速度とを用いて、上記第１乃至第３実施形態で示した方法によってＡＦ用レンズ駆動テーブルを作成することができる。

【0113】

また、上記第１乃至第３実施形態では、所定のデフォーカス位置から合焦位置までレンズを駆動する場合を例に説明したが、同様の手法を用い、合焦位置から所定のデフォーカス位置までレンズを駆動するようにしてもよい。

【0114】

また、上記第１実施形態に示した撮像装置の構成は、一例を示したものであり、本発明を適用可能な撮像装置は図１に示した構成に限定されるものではない。

【0115】

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0116】

なお、上述した記録媒体は、光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記憶媒体、ＲＡＭ以外の揮発性のメモリであってもよい。また、それらの組合せによるコンピュータ読み取り、書き込み可能な記憶媒体より構成されてもよい。

【0117】

また、上記各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録して、この記憶媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。具体的には、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含む。

【0118】

また、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。例えば、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発メモリ（ＲＡＭ）も含む。これらは、一定時間プログラムを保持する記憶媒体である。

【0119】

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

【0120】

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0121】

また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体およびプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。

【0122】

上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0123】

１００…撮像装置
１０１…第１レンズ群
１０２…絞り兼用シャッタ
１０３…第２レンズ群
１０５…第３レンズ群
１０６…光学的ローパスフィルタ
１０７…撮像素子
１１１…ズームアクチュエータ
１１２…絞りシャッタアクチュエータ
１１４…フォーカスアクチュエータ
１２１…ＣＰＵ
１２４…撮像素子駆動回路
１２５…画像処理回路
１２６…フォーカス駆動回路
１２８…絞りシャッタ駆動回路
１２９…ズーム駆動回路
１３１…表示装置
１３２…操作スイッチ

【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】