特許 7170932 撮像装置、制御装置、撮像装置の動作方法、及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2022-11-04

(45)【発行日】2022-11-14

(54)【発明の名称】撮像装置、制御装置、撮像装置の動作方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20210101AFI20221107BHJP

   G02B 7/34 20210101ALI20221107BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20221107BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20221107BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20221107BHJP

【ＦＩ】

G02B7/28 N

G02B7/34

G03B13/36

G03B15/00 H

H04N5/232 120

【請求項の数】 26

(21)【出願番号】P 2022501625

(86)(22)【出願日】2020-10-30

(86)【国際出願番号】 JP2020040813

(87)【国際公開番号】W WO2021166332

(87)【国際公開日】2021-08-26

【審査請求日】2022-07-19

(31)【優先権主張番号】P 2020027211

(32)【優先日】2020-02-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】國分 秀昭

【審査官】登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０３１８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３７９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９００４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３９７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０２Ｂ ７／３４

Ｇ０３Ｂ １３／３６

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセッサと、
フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサと、を備え、 前記フォーカスレンズが前記プロセッサの指示に従って前記イメージセンサによる本露光の期間を回避して移動し、かつ、前記イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に前記本露光が行われることで連写が行われる撮像装置であって、
前記プロセッサは、
連写期間内で、前記本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第１合焦位置を演算し、
前記連写期間内で前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも複数フレーム先の前記特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第２合焦位置を予測し、
前記第２合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させる
撮像装置。

【請求項2】

前記特定フレームは、前記本露光が行われる各フレームである請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも２フレーム以上先の前記第２合焦位置を予測する請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも２フレーム先の前記第２合焦位置を予測する請求項３に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記プロセッサは、前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも３フレーム以上先の前記第２合焦位置を予測する請求項３に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記本露光が行われるフレーム毎に前記第２合焦位置を予測する請求項３から請求項５の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、予測した最新の前記第２合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させる請求項１から請求項６の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記プロセッサは、前記イメージセンサによる連写用フレームレートを高めるに従って、前記特定フレームから、前記第２合焦位置を予測する先のフレームまでのフレーム数を増加させる請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。

【請求項9】

前記プロセッサは、複数フレーム分の前記第１合焦位置を参照して前記第２合焦位置を予測する請求項１から請求項８の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項10】

前記プロセッサは、最新の前記本露光が行われた最新フレームで演算して得た前記第１合焦位置と、前記最新フレームと時間的に隣接する過去フレームで演算して得た前記第１合焦位置とを含む複数の前記第１合焦位置を参照して前記第２合焦位置を予測する請求項９に記載の撮像装置。

【請求項11】

前記プロセッサは、前記イメージセンサに対して、連写間隔内でライブビュー画像用の撮像を行わせる請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項12】

前記プロセッサは、前記ライブビュー画像用の撮像期間に前記イメージセンサによって撮像されることで得られた画像データに基づいて、前記撮像期間内に前記第１合焦位置を演算する請求項１１に記載の撮像装置。

【請求項13】

前記プロセッサは、前記撮像期間を利用して前記フォーカスレンズを移動させる請求項１２に記載の撮像装置。

【請求項14】

開口の大きさが可変な絞りを備え、
前記プロセッサは、前記絞りを制御することで、前記本露光が行われている期間内の前記開口を第１の大きさとし、前記撮像期間内の前記開口を前記第１の大きさよりも大きな第２の大きさとする請求項１３に記載の撮像装置。

【請求項15】

前記プロセッサは、
前記イメージセンサに対して前記連写間隔内で複数フレーム分のライブビュー画像用の撮像を行わせ、
前記イメージセンサに対して前記ライブビュー画像用の撮像を行わせる毎に前記第１合焦位置を演算する請求項１１から請求項１４の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項16】

前記イメージセンサは、位相差画素群を有し、
前記プロセッサは、前記位相差画素群によって撮像されることで得られた位相差画素データに基づいて前記第１合焦位置を演算する請求項１から請求項１５の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項17】

メカニカルシャッタを備え、
前記プロセッサは、前記メカニカルシャッタの巻き上げに要する巻き上げ期間を回避して前記フォーカスレンズを移動させる請求項１から請求項１６の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項18】

前記プロセッサは、前記フォーカスレンズを含む撮像レンズに対して前記フォーカスレンズの移動を指示する指示信号を送信し、
前記プロセッサは、前記巻き上げの終了よりも、前記撮像レンズとの間の通信タイムラグの分だけ早く前記指示信号を前記撮像レンズに送信する請求項１７に記載の撮像装置。

【請求項19】

前記プロセッサは、前記第２合焦位置に前記フォーカスレンズが到達する前に、前記本露光の開始タイミングが到来した場合に、前記フォーカスレンズを停止させ、前記イメージセンサに対して前記本露光を開始させる請求項１から請求項１８の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項20】

前記プロセッサは、
前記イメージセンサによる連写が開始される前段階で、前記連写の１フレーム目の前記特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第３合焦位置を予測し、
前記１フレーム目の前記本露光が開始される前に前記第３合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させる請求項１から請求項１９の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項21】

前記プロセッサは、前記第３合焦位置に前記フォーカスレンズが到達する前に、前記１フレーム目の前記本露光の開始タイミングが到来した場合に、前記フォーカスレンズを停止させ、前記イメージセンサに対して前記本露光を開始させる請求項２０に記載の撮像装置。

【請求項22】

前記プロセッサは、
前記イメージセンサによる連写が開始される前段階、又は、前記連写の１フレーム目の本露光が行われている間に、前記連写の２フレーム目の前記特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第４合焦位置を予測し、
前記２フレーム目の前記本露光が開始される前に前記第４合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させる請求項１から請求項２１の何れか一項に記載の撮像装置。

【請求項23】

前記プロセッサは、前記第４合焦位置に前記フォーカスレンズが到達する前に、前記２フレーム目の前記本露光の開始タイミングが到来した場合に、前記フォーカスレンズを停止させ、前記イメージセンサに対して前記本露光を開始させる請求項２２に記載の撮像装置。

【請求項24】

プロセッサと、
前記プロセッサに内蔵又は接続されたメモリと、を備え、
フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサによる本露光の期間を前記フォーカスレンズが前記プロセッサの指示に従って回避して移動し、かつ、前記イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に前記本露光が行われることで連写が行われる撮像装置に対して適用される制御装置であって、
前記プロセッサは、
連写期間内で、前記本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第１合焦位置を演算し、
前記連写期間内で前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも複数フレーム先の前記特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第２合焦位置を予測し、
前記第２合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させる
制御装置。

【請求項25】

プロセッサと、フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサと、を備え、前記フォーカスレンズが前記プロセッサの指示に従って前記イメージセンサによる本露光の期間を回避して移動し、かつ、前記イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に前記本露光が行われることで連写が行われる撮像装置の動作方法であって、
連写期間内で、前記本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第１合焦位置を演算すること、
前記連写期間内で前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも複数フレーム先の前記特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第２合焦位置を予測すること、及び 前記第２合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させることを含む
撮像装置の動作方法。

【請求項26】

プロセッサと、フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサと、を備え、前記フォーカスレンズが前記プロセッサの指示に従って前記イメージセンサによる本露光の期間を回避して移動し、かつ、前記イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に前記本露光が行われることで連写が行われる撮像装置に対して適用されるコンピュータに、
連写期間内で、前記本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第１合焦位置を演算すること、
前記連写期間内で前記第１合焦位置を参照して前記特定フレームよりも複数フレーム先の前記特定被写体に対する前記フォーカスレンズの第２合焦位置を予測すること、及び 前記第２合焦位置に向けて前記フォーカスレンズを移動させることを含む処理を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、撮像装置、制御装置、撮像装置の動作方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、特定の被写体の動きに追従して自動合焦動作が可能な撮像装置が開示されている。特許文献１に記載の撮像装置は、フレーム単位で連続して被写体を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、撮像部により生成された撮像画像をリアルタイムに表示する表示部と、表示部にリアルタイムに表示される撮像画像に重畳して、自動合焦させる領域を示すＡＦ枠を表示する制御部と、を備え、制御部が、以前のフレームの撮像画像から特定の被写体の動きを検出し、検出した動きに基づいて、現フレームの撮像画像における特定の被写体の位置を予測し、予測した位置に基づいて表示部に表示される撮像画像においてＡＦ枠を表示する。

【0003】

特許文献２には、焦点調節可能な光学系を含む撮影光学系と、撮影光学系の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出画素と、第１瞳部分領域と異なる撮影光学系の第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出画素とを複数配列し、撮影光学系により結像された像を光電変換する撮像素子と、撮像素子の出力信号から被写体を検出し、被写体から焦点検出領域である第１の領域と第２の領域と第３の領域を検出する被写体領域検出手段と、被写体の第１の領域と第２の領域の焦点検出を行う焦点検出手段と、第２の領域の焦点検出結果に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、第１と第２と第３の領域の焦点検出結果に基づいて被写体の移動速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段による移動速度に基づいて被写体の位置を予測する予測手段と、予測手段により予測した被写体の位置に焦点検出領域を変更する焦点検出領域変更手段と、を有することを特徴とする撮像装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２１８１０６号公報

【文献】特開２０１８－１０７５４７号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示の技術に係る一つの実施形態は、特定被写体に対して連写が行われる場合に、連写の時間間隔を長くすることなく、特定被写体に対してフォーカスレンズの合焦位置を追従させることができる撮像装置、制御装置、撮像装置の動作方法、及びプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の技術に係る第１の態様は、プロセッサと、フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサと、を備え、フォーカスレンズがプロセッサの指示に従ってイメージセンサによる本露光の期間を回避して移動し、かつ、イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に本露光が行われることで連写が行われる撮像装置であって、プロセッサが、連写期間内で、本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対するフォーカスレンズの第１合焦位置を演算し、連写期間内で第１合焦位置を参照して特定フレームよりも複数フレーム先の特定被写体に対するフォーカスレンズの第２合焦位置を予測し、第２合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させる撮像装置である。

【0007】

本開示の技術に係る第２の態様は、特定フレームが、本露光が行われる各フレームである第１の態様に係る撮像装置である。

【0008】

本開示の技術に係る第３の態様は、プロセッサが、第１合焦位置を参照して特定フレームよりも２フレーム以上先の第２合焦位置を予測する第１の態様又は第２の態様に係る撮像装置である。

【0009】

本開示の技術に係る第４の態様は、プロセッサが、第１合焦位置を参照して特定フレームよりも２フレーム先の第２合焦位置を予測する第３の態様に係る撮像装置である。

【0010】

本開示の技術に係る第５の態様は、プロセッサが、第１合焦位置を参照して特定フレームよりも３フレーム以上先の第２合焦位置を予測する第３の態様に係る撮像装置である。

【0011】

本開示の技術に係る第６の態様は、プロセッサが、本露光が行われるフレーム毎に第２合焦位置を予測する第３の態様から第５の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0012】

本開示の技術に係る第７の態様は、プロセッサが、予測した最新の第２合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させる第１の態様から第６の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0013】

本開示の技術に係る第８の態様は、プロセッサが、イメージセンサによる連写用フレームレートを高めるに従って、特定フレームから、第２合焦位置を予測する先のフレームまでのフレーム数を増加させる第１の態様又は第２の態様に係る撮像装置である。

【0014】

本開示の技術に係る第９の態様は、プロセッサが、複数フレーム分の第１合焦位置を参照して第２合焦位置を予測する第１の態様から第８の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0015】

本開示の技術に係る第１０の態様は、プロセッサが、最新の本露光が行われた最新フレームで演算して得た第１合焦位置と、最新フレームと時間的に隣接する過去フレームで演算して得た第１合焦位置とを含む複数の第１合焦位置を参照して第２合焦位置を予測する第９の態様に係る撮像装置である。

【0016】

本開示の技術に係る第１１の態様は、プロセッサが、イメージセンサに対して、連写間隔内でライブビュー画像用の撮像を行わせる第１の態様から第１０の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0017】

本開示の技術に係る第１２の態様は、プロセッサが、ライブビュー画像用の撮像期間にイメージセンサによって撮像されることで得られた画像データに基づいて、撮像期間内に第１合焦位置を演算する第１１の態様に係る撮像装置である。

【0018】

本開示の技術に係る第１３の態様は、プロセッサが、撮像期間を利用してフォーカスレンズを移動させる第１２の態様に係る撮像装置である。

【0019】

本開示の技術に係る第１４の態様は、開口の大きさが可変な絞りを備え、プロセッサは、絞りを制御することで、本露光が行われている期間内の開口を第１の大きさとし、撮像期間内の開口を第１の大きさよりも大きな第２の大きさとする第１３の態様に係る撮像装置である。

【0020】

本開示の技術に係る第１５の態様は、プロセッサが、イメージセンサに対して連写間隔内で複数フレーム分のライブビュー画像用の撮像を行わせ、イメージセンサに対してライブビュー画像用の撮像を行わせる毎に第１合焦位置を演算する第１１の態様から第１４の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0021】

本開示の技術に係る第１６の態様は、イメージセンサが、位相差画素群を有し、プロセッサは、位相差画素群によって撮像されることで得られた位相差画素データに基づいて第１合焦位置を演算する第１の態様から第１５の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0022】

本開示の技術に係る第１７の態様は、メカニカルシャッタを備え、プロセッサが、メカニカルシャッタの巻き上げに要する巻き上げ期間を回避してフォーカスレンズを移動させる第１の態様から第１６の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0023】

本開示の技術に係る第１８の態様は、プロセッサが、フォーカスレンズを含む撮像レンズに対してフォーカスレンズの移動を指示する指示信号を送信し、プロセッサが、巻き上げの終了よりも、撮像レンズとの間の通信タイムラグの分だけ早く指示信号を撮像レンズに送信する第１７の態様に係る撮像装置である。

【0024】

本開示の技術に係る第１９の態様は、プロセッサが、第２合焦位置にフォーカスレンズが到達する前に、本露光の開始タイミングが到来した場合に、フォーカスレンズを停止させ、イメージセンサに対して本露光を開始させる第１の態様から第１８の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0025】

本開示の技術に係る第２０の態様は、プロセッサが、イメージセンサによる連写が開始される前段階で、連写の１フレーム目の特定被写体に対するフォーカスレンズの第３合焦位置を予測し、１フレーム目の本露光が開始される前に第３合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させる第１の態様から第１９の態様の何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0026】

本開示の技術に係る第２１の態様は、プロセッサが、第３合焦位置にフォーカスレンズが到達する前に、１フレーム目の本露光の開始タイミングが到来した場合に、フォーカスレンズを停止させ、イメージセンサに対して本露光を開始させる第２０の態様に係る撮像装置である。

【0027】

本開示の技術に係る第２２の態様は、プロセッサが、イメージセンサによる連写が開始される前段階、又は、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に、連写の２フレーム目の特定被写体に対するフォーカスレンズの第４合焦位置を予測し、２フレーム目の本露光が開始される前に第４合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させる第１の態様から第２１の態様に何れか１つの態様に係る撮像装置である。

【0028】

本開示の技術に係る第２３の態様は、プロセッサが、第４合焦位置にフォーカスレンズが到達する前に、２フレーム目の本露光の開始タイミングが到来した場合に、フォーカスレンズを停止させ、イメージセンサに対して本露光を開始させる第２２の態様に係る撮像装置である。

【0029】

本開示の技術に係る第２４の態様は、プロセッサと、プロセッサに内蔵又は接続されたメモリと、を備え、フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサによる本露光の期間をフォーカスレンズがプロセッサの指示に従って回避して移動し、かつ、イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に本露光が行われることで連写が行われる撮像装置に対して適用される制御装置であって、プロセッサは、連写期間内で、本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対するフォーカスレンズの第１合焦位置を演算し、連写期間内で第１合焦位置を参照して特定フレームよりも複数フレーム先の特定被写体に対するフォーカスレンズの第２合焦位置を予測し、第２合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させる制御装置である。

【0030】

本開示の技術に係る第２５の態様は、プロセッサと、フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサと、を備え、フォーカスレンズがプロセッサの指示に従ってイメージセンサによる本露光の期間を回避して移動し、かつ、イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に本露光が行われることで連写が行われる撮像装置の動作方法であって、連写期間内で、本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対するフォーカスレンズの第１合焦位置を演算すること、連写期間内で第１合焦位置を参照して特定フレームよりも複数フレーム先の特定被写体に対するフォーカスレンズの第２合焦位置を予測すること、及び第２合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させることを含む、撮像装置の動作方法である。

【0031】

本開示の技術に係る第２６の態様は、プロセッサと、フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサと、を備え、フォーカスレンズがプロセッサの指示に従ってイメージセンサによる本露光の期間を回避して移動し、かつ、イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に本露光が行われることで連写が行われる撮像装置に対して適用されるコンピュータに、連写期間内で、本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対するフォーカスレンズの第１合焦位置を演算すること、連写期間内で第１合焦位置を参照して特定フレームよりも複数フレーム先の特定被写体に対するフォーカスレンズの第２合焦位置を予測すること、及び第２合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させることを含む処理を実行させるためのプログラムである。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】実施形態に係る撮像装置の外観の一例を示す斜視図である。

【図2】図１に示す撮像装置の背面側の外観の一例を示す背面図である。

【図3】実施形態に係る撮像装置の光電変換素子に含まれる各画素の配置の一例を示す概略図である。

【図4】図３に示す光電変換素子に含まれる第１位相差画素及び第２位相差画素に対する被写体光の入射特性の一例を示す概念図である。

【図5】図３に示す光電変換素子に含まれる非位相差画素の構成の一例を示す概略構成図である。

【図6】実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成の一例を示す概略構成図である。

【図7】実施形態に係る撮像装置に含まれるコントローラの構成の一例を示すブロック図である。

【図8】実施形態に係る合焦制御処理の処理内容の一例を示すタイムチャートである。

【図9】実施形態に係る撮像装置に含まれるＣＰＵの要部機能の一例を示すブロック図である。

【図10】実施形態に係る撮像装置によってライブビュー画像用撮像が行われる場合の処理内容の一例を示すブロック図である。

【図11】実施形態に係る撮像装置によって行われる処理であって、ライブビュー画像用撮像期間から連写開始タイミングが到来するまでに行われる処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図12】実施形態に係る撮像装置において連写開始タイミングが到来した場合の処理内容の一例を示すブロック図である。

【図13】実施形態に係る撮像装置に含まれるメカニカルシャッタが全開状態から先幕閉状態に遷移する間に行われる処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図14】実施形態に係る撮像装置において連写中の本露光期間に行われる処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図15】実施形態に係る撮像装置において連写の１フレーム目の本露光期間に行われる処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図16】実施形態に係る撮像装置において連写の１フレーム目の本露光期間が終了してから先幕閉状態に至るまでの処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図17】実施形態に係る撮像装置において連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われる期間の処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図18】実施形態に係る撮像装置において連写の２フレーム目以降の本露光期間に行われる処理の内容の一例を示すブロック図である。

【図19A】実施形態に係る合焦制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図19B】図１９Ａに示すフローチャートの続きである。

【図19C】図１９Ｂに示すフローチャートの続きである。

【図19D】図１９Ｃに示すフローチャートの続きである。

【図20】実施形態に係る合焦制御処理の処理内容の第１変形例を示すタイムチャートである。

【図21】実施形態に係る合焦制御処理の処理内容の第２変形例を示すタイムチャートである。

【図22】実施形態に係る合焦制御処理の処理内容の第３変形例を示すタイムチャートである。

【図23】実施形態に係る合焦制御処理の処理内容の第４変形例を示すタイムチャートである。

【図24】実施形態に係る合焦制御処理プログラムが記憶されている記憶媒体から、合焦制御処理プログラムが撮像装置内のコントローラにインストールされる態様の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、添付図面に従って本開示の技術に係る撮像装置と撮像装置の動作方法の実施形態の一例について説明する。

【0034】

先ず、以下の説明で使用される文言について説明する。

【0035】

ＣＰＵとは、“Central Processing Unit”の略称を指す。ＲＡＭとは、“Random Access Memory”の略称を指す。ＩＣとは、“Integrated Circuit”の略称を指す。ＡＳＩＣとは、“Application Specific Integrated Circuit”の略称を指す。ＰＬＤとは、“Programmable Logic Device”の略称を指す。ＦＰＧＡとは、“Field-Programmable Gate Array”の略称を指す。ＳｏＣとは、“System-on-a-chip”の略称を指す。ＳＳＤとは、“Solid State Drive”の略称を指す。ＵＳＢとは、“Universal Serial Bus”の略称を指す。ＨＤＤとは、“Hard Disk Drive”の略称を指す。ＥＥＰＲＯＭとは、“Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory”の略称を指す。ＥＬとは、“Electro-Luminescence”の略称を指す。Ｉ／Ｆとは、“Interface”の略称を指す。ＵＩとは、“User Interface”の略称を指す。ＴＯＦとは、“Time of Flight”の略称を指す。ｆｐｓとは、“frame per second”の略称を指す。ＭＦとは、“Manual Focus”の略称を指す。ＡＦとは、“Auto Focus”の略称を指す。

【0036】

本明細書の説明において、「垂直」とは、完全な垂直の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの垂直を指す。本明細書の説明において、「一致」とは、完全な一致の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの一致を指す。

【0037】

一例として図１に示すように、撮像装置１０は、レンズ交換式で、かつ、レフレックスミラーが省略されたデジタルカメラである。撮像装置１０は、撮像装置本体１２と、撮像装置本体１２に交換可能に装着される交換レンズ１４と、を備えている。なお、ここでは、撮像装置１０の一例として、レンズ交換式で、かつ、レフレックスミラーが省略されたデジタルカメラが挙げられているが、本開示の技術はこれに限定されない。レンズ固定式のデジタルカメラであってもよいし、スマートデバイス、ウェアラブル端末、細胞観察装置、眼科観察装置、又は外科顕微鏡等の各種の電子機器に内蔵されるデジタルカメラであってもよい。

【0038】

撮像装置本体１２には、イメージセンサ１６が設けられている。イメージセンサ１６は、ＣＭＯＳイメージセンサである。交換レンズ１４が撮像装置本体１２に装着された場合に、被写体を示す被写体光は、交換レンズ１４を透過してイメージセンサ１６に結像され、被写体の画像を示す画像データがイメージセンサ１６によって生成される。

【0039】

なお、本実施形態では、イメージセンサ１６としてＣＭＯＳイメージセンサを例示しているが、本開示の技術はこれに限定されず、例えば、イメージセンサ１６がＣＣＤイメージセンサ等の他種類のイメージセンサであっても本開示の技術は成立する。

【0040】

撮像装置本体１２の上面には、レリーズボタン１８及びダイヤル２０が設けられている。ダイヤル２０は、撮像系の動作モード及び再生系の動作モード等の設定の際に操作され、ダイヤル２０が操作されることによって、撮像装置１０では、動作モードとして撮像モードと再生モードとが選択的に設定される。

【0041】

レリーズボタン１８は、撮像準備指示部及び撮像指示部として機能し、撮像準備指示状態と撮像指示状態との２段階の押圧操作が検出可能である。撮像準備指示状態とは、例えば待機位置から中間位置（半押し位置）まで押下される状態を指し、撮像指示状態とは、中間位置を超えた最終押下位置（全押し位置）まで押下される状態を指す。なお、以下では、「待機位置から半押し位置まで押下される状態」を「半押し状態」といい、「待機位置から全押し位置まで押下される状態」を「全押し状態」という。撮像装置１０の構成によっては、撮像準備指示状態とは、ユーザの指がレリーズボタン１８に接触した状態であってもよく、撮像指示状態とは、操作するユーザの指がレリーズボタン１８に接触した状態から離れた状態に移行した状態であってもよい。

【0042】

レリーズボタン１８は、撮像装置１０に対して連写の指示を与える場合にも操作される。連写は、イメージセンサ１６による本露光を伴う連続的な静止画像用の撮像である。撮像装置１０に対して撮像モードが設定されている状況下で、レリーズボタン１８の全押し状態が一定時間（例えば、０．５秒）以上継続されると、連写が開始される。連写は、全押状態が解除されるまで行われる。撮像装置１０では、イメージセンサ１６によって既定の時間間隔で連続的に本露光が行われることで連写が行われる。ここで、既定の時間間隔とは、例えば、数ｆｐｓの連写用フレームレート（例えば、８ｆｐｓ）によって定められる１フレーム分の時間間隔を指す。

【0043】

一例として図２に示すように、撮像装置本体１２の背面には、タッチパネル・ディスプレイ２２及び指示キー２４が設けられている。

【0044】

タッチパネル・ディスプレイ２２は、ディスプレイ２６及びタッチパネル２８（図３も参照）を備えている。ディスプレイ２６の一例としては、有機ＥＬディスプレイが挙げられる。ディスプレイ２６は、有機ＥＬディスプレイではなく、液晶ディスプレイなどの他種類のディスプレイであってもよい。

【0045】

ディスプレイ２６は、画像及び／又は文字情報等を表示する。ディスプレイ２６は、撮像装置１０が撮像モードの場合に、ライブビュー画像用の撮像、すなわち、連続的な撮像が行われることにより得られたライブビュー画像の表示に用いられる。ライブビュー画像用の撮像（以下、「ライブビュー画像用撮像」とも称する）は、例えば、６０ｆｐｓのフレームレートに従って行われる。

【0046】

ここで、「ライブビュー画像」とは、イメージセンサ１６によって撮像されることにより得られた画像データに基づく表示用の動画像を指す。ライブビュー画像は、一般的には、スルー画像とも称されている。また、ディスプレイ２６は、撮像装置１０に対してレリーズボタン１８を介して静止画像用の撮像の指示が与えられた場合に、静止画像用の撮像が行われることで得られた静止画像の表示にも用いられる。更に、ディスプレイ２６は、撮像装置１０が再生モードの場合の再生画像の表示及びメニュー画面等の表示にも用いられる。

【0047】

タッチパネル２８は、透過型のタッチパネルであり、ディスプレイ２６の表示領域の表面に重ねられている。タッチパネル２８は、指又はスタイラスペン等の指示体による接触を検知することで、ユーザからの指示を受け付ける。なお、本実施形態では、撮像装置１０に対する連写の指示がタッチパネル２８を介しても行われる。すなわち、ディスプレイ２６に表示された撮像開始用のソフトキーをユーザがタッチパネル２８を介して継続的にオンすることで連写が開始される。連写は、撮像開始用のソフトキーに対してのタッチパネル２８を介したオン状態が解除されるまで継続される。なお、以下では、説明の便宜上、上述した「全押し状態」には、撮像開始用のソフトキーに対してユーザがタッチパネル２８を介してオンした状態も含める。

【0048】

なお、本実施形態では、タッチパネル・ディスプレイ２２の一例として、タッチパネル２８がディスプレイ２６の表示領域の表面に重ねられているアウトセル型のタッチパネル・ディスプレイを挙げているが、これはあくまでも一例に過ぎない。例えば、タッチパネル・ディスプレイ２２として、オンセル型又はインセル型のタッチパネル・ディスプレイを適用することも可能である。

【0049】

指示キー２４は、各種の指示を受け付ける。ここで、「各種の指示」とは、例えば、各種メニューを選択可能なメニュー画面の表示の指示、１つ又は複数のメニューの選択の指示、選択内容の確定の指示、選択内容の消去の指示、ズームイン、ズームアウト、及びコマ送り等の各種の指示等を指す。また、これらの指示はタッチパネル２８によってされてもよい。

【0050】

一例として図３に示すように、イメージセンサ１６は、光電変換素子３０を備えている。光電変換素子３０は、受光面３０Ａを有する。光電変換素子３０は、受光面３０Ａの中心と光軸ＯＡ（図１参照）とが一致するように撮像装置本体１２（図１参照）内に配置されている。光電変換素子３０は、マトリクス状に配置された複数の感光画素を有しており、受光面３０Ａは、複数の感光画素によって形成されている。感光画素は、フォトダイオードＰＤを有する画素であり、受光した光を光電変換し、受光量に応じた電気信号を出力する。光電変換素子３０に含まれている感光画素の種類は、位相差画素Ｐと、位相差画素Ｐとは異なる画素である非位相差画素Ｎとの２種類である。

【0051】

フォトダイオードＰＤには、カラーフィルタが配置されている。カラーフィルタは、輝度信号を得るために最も寄与するＧ（緑色）波長域に対応するＧフィルタ、Ｒ（赤色）波長域に対応するＲフィルタ、及びＢ（青色）波長域に対応するＢフィルタを含む。

【0052】

一般的に、非位相差画素Ｎは、通常画素とも称される。光電変換素子３０は、非位相差画素Ｎとして、Ｒ画素、Ｇ画素、及びＢ画素の３種類の感光画素を有する。Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、及び位相差画素Ｐは、行方向（例えば、撮像装置本体１２の底面を水平面に接触させた状態での水平方向）及び列方向（例えば、水平方向に対して垂直な方向である垂直方向）の各々に既定の周期性で規則的に配置されている。Ｒ画素は、Ｒフィルタが配置されたフォトダイオードＰＤに対応する画素であり、Ｇ画素及び位相差画素Ｐは、Ｇフィルタが配置されたフォトダイオードＰＤに対応する画素であり、Ｂ画素は、Ｂフィルタが配置されたフォトダイオードＰＤに対応する画素である。

【0053】

受光面３０Ａには、複数の位相差画素ライン３２Ａと複数の非位相差画素ライン３２Ｂとが配列されている。位相差画素ライン３２Ａは、位相差画素Ｐを含む水平ラインである。具体的には、位相差画素ライン３２Ａは、位相差画素Ｐと非位相差画素Ｎとが混在している水平ラインである。非位相差画素ライン３２Ｂは、複数の非位相差画素Ｎのみを含む水平ラインである。

【0054】

受光面３０Ａには、位相差画素ライン３２Ａと、既定ライン数分の非位相差画素ライン３２Ｂとが列方向に沿って交互に配置されている。ここで言う「既定ライン数」とは、例えば、２ラインを指す。なお、ここでは、既定ライン数として、２ラインを例示しているが、本開示の技術はこれに限らず、既定ライン数は、３ライン以上の数ラインであってもよいし、十数ライン、数十ライン、又は数百ライン等であってもよい。

【0055】

位相差画素ライン３２Ａは、１行目から最終行にかけて列方向に２行飛ばしで配列されている。位相差画素ライン３２Ａの一部の画素が位相差画素Ｐである。具体的には、位相差画素ライン３２Ａは、位相差画素Ｐと非位相差画素Ｎとが周期的に配列された水平ラインである。位相差画素Ｐは、第１位相差画素Ｌと第２位相差画素Ｒとに大別される。位相差画素ライン３２Ａには、Ｇ画素として第１位相差画素Ｌと第２位相差画素Ｒとがライン方向に数画素間隔で交互に配置されている。

【0056】

第１位相差画素Ｌ及び第２位相差画素Ｒは、列方向で交互に現れるように配置されている。図３に示す例では、４列目において、１行目から列方向に沿って第１位相差画素Ｌ、第２位相差画素Ｒ、第１位相差画素Ｌ、及び第２位相差画素Ｒの順に配置されている。すなわち、第１位相差画素Ｌと第２位相差画素Ｒとが１行目から列方向に沿って交互に配置されている。また、図３に示す例では、１０列目において、１行目から列方向に沿って第２位相差画素Ｒ、第１位相差画素Ｌ、第２位相差画素Ｒ、及び第１位相差画素Ｌの順に配置されている。すなわち、第２位相差画素Ｒと第１位相差画素Ｌとが１行目から列方向に沿って交互に配置されている。

【0057】

光電変換素子３０は、２つの領域に区分される。すなわち、光電変換素子３０は、非位相差画素区分領域３０Ｎ及び位相差画素区分領域３０Ｐを有する。位相差画素区分領域３０Ｐは、複数の位相差画素Ｐによる位相差画素群であり、被写体光を受光して受光量に応じた電気信号として位相差画像データを生成する。位相差画像データは、例えば、測距に用いられる。非位相差画素区分領域３０Ｎは、複数の非位相差画素Ｎによる非位相差画素群であり、被写体光を受光して受光量に応じた電気信号として非位相差画像データを生成する。非位相差画像データは、例えば、可視光画像としてディスプレイ２６（図２参照）に表示される。

【0058】

一例として図４に示すように、第１位相差画素Ｌは、遮光部材３４Ａ、マイクロレンズ３６、及びフォトダイオードＰＤを備えている。第１位相差画素Ｌでは、マイクロレンズ３６とフォトダイオードＰＤの受光面との間に遮光部材３４Ａが配置されている。フォトダイオードＰＤの受光面における行方向の左半分（受光面から被写体を臨む場合の左側（換言すると、被写体から受光面を臨む場合の右側））は、遮光部材３４Ａによって遮光されている。

【0059】

第２位相差画素Ｒは、遮光部材３４Ｂ、マイクロレンズ３６、及びフォトダイオードＰＤを備えている。第２位相差画素Ｒでは、マイクロレンズ３６とフォトダイオードＰＤの受光面との間に遮光部材３４Ｂが配置されている。フォトダイオードＰＤの受光面における行方向の右半分（受光面から被写体を臨む場合の右側（換言すると、被写体から受光面を臨む場合の左側））は、遮光部材３４Ｂによって遮光されている。なお、以下では、説明の便宜上、遮光部材３４Ａ及び３４Ｂを区別して説明する必要がない場合、符号を付さずに「遮光部材」と称する。

【0060】

交換レンズ１４は、撮像レンズ４０を備えている。撮像レンズ４０の射出瞳を通過する光束は、左領域通過光３８Ｌ及び右領域通過光３８Ｒに大別される。左領域通過光３８Ｌとは、撮像レンズ４０の射出瞳を通過する光束のうち、位相差画素Ｐ側から被写体側を臨む場合の左半分の光束を指し、右領域通過光３８Ｒとは、撮像レンズ４０の射出瞳を通過する光束のうち、位相差画素Ｐ側から被写体側を臨む場合の右半分の光束を指す。撮像レンズ４０の射出瞳を通過する光束は、瞳分割部として機能するマイクロレンズ３６、遮光部材３４Ａ、及び遮光部材３４Ｂにより左右に分割され、第１位相差画素Ｌが被写体光として左領域通過光３８Ｌを受光し、第２位相差画素Ｒが被写体光として右領域通過光３８Ｒを受光する。この結果、左領域通過光３８Ｌに対応する被写体像に相当する第１位相差画像データと、右領域通過光３８Ｒに対応する被写体像に相当する第２位相差画像データとが光電変換素子３０によって生成される。

【0061】

撮像装置１０では、例えば、同一の位相差画素ライン３２Ａにおいて、１ライン分の第１位相差画像データと１ライン分の第２位相差画像データとのずれ量αに基づいて被写体までの距離、すなわち、被写体距離が測定される。なお、ずれ量αから被写体距離が導出される方法は公知技術であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

【0062】

一例として図５に示すように、非位相差画素Ｎは、位相差画素Ｐに比べ、遮光部材を有しない点が異なる。非位相差画素ＮのフォトダイオードＰＤは、被写体光として左領域通過光３８Ｌ及び右領域通過光３８Ｒを受光する。

【0063】

一例として図６に示すように、撮像レンズ４０は、対物レンズ４０Ａ、フォーカスレンズ４０Ｂ、及び絞り４０Ｃを備えている。

【0064】

対物レンズ４０Ａ、フォーカスレンズ４０Ｂ、及び絞り４０Ｃは、被写体側（物体側）から撮像装置本体１２側（像側）にかけて、光軸ＯＡに沿って、対物レンズ４０Ａ、フォーカスレンズ４０Ｂ、及び絞り４０Ｃの順に配置されている。

【0065】

また、交換レンズ１４は、スライド機構４２、モータ４４、及びモータ４６を備えている。スライド機構４２には、光軸ＯＡに沿ってスライド可能にフォーカスレンズ４０Ｂが取り付けられている。また、スライド機構４２にはモータ４４が接続されており、スライド機構４２は、モータ４４の動力を受けて作動することでフォーカスレンズ４０Ｂを光軸ＯＡに沿って移動させる。絞り４０Ｃは、開口の大きさが可変な絞りである。絞り４０Ｃにはモータ４６が接続されており、絞り４０Ｃは、モータ４６の動力を受けて作動することで露出を調節する。なお、交換レンズ１４の構成物及び／又は動作方法は、必要に応じて変更可能である。

【0066】

モータ４４及び４６は、マウント（図示省略）を介して撮像装置本体１２に接続されており、撮像装置本体１２からの命令に従って駆動が制御される。なお、本実施形態では、モータ４４及び４６の一例として、ステッピングモータが採用されている。従って、モータ４４及び４６は、撮像装置本体１２からの命令によりパルス信号に同期して動作する。また、図６に示す例では、モータ４４及び４６が交換レンズ１４に設けられている例が示されているが、これに限らず、モータ４４及び４６のうちの一方が撮像装置本体１２に設けられていてもよいし、モータ４４及び４６の双方が撮像装置本体１２に設けられていてもよい。

【0067】

撮像装置１０では、撮像モードの場合に、撮像装置本体１２に対して与えられた指示に従ってＭＦモード及びＡＦモードが選択的に設定される。ＭＦモードは、手動でピントを合わせる動作モードである。ＭＦモードでは、例えば、ユーザによって交換レンズ１４のフォーカスリングが操作されることで、フォーカスリングの操作量に応じた移動量でフォーカスレンズ４０Ｂが光軸ＯＡに沿って移動し、これによってピントが調節される。

【0068】

ＡＦモードでは、撮像装置本体１２が被写体距離に応じた合焦位置の演算を行い、演算して得た合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを移動させることで、ピントを調節する。ここで、合焦位置とは、ピントが合っている状態でのフォーカスレンズ４０Ｂの光軸ＯＡ上での位置を指す。

【0069】

なお、以下では、説明の便宜上、フォーカスレンズ４０Ｂを合焦位置に合わせる制御を「ＡＦ制御」とも称する。また、以下では、説明の便宜上、合焦位置の演算を「ＡＦ演算」とも称する。

【0070】

一例として図６に示すように、撮像装置本体１２は、イメージセンサ１６、コントローラ４８、画像メモリ５０、ＵＩ系デバイス５２、外部Ｉ／Ｆ５４、光電変換素子ドライバ５６、モータドライバ５８、モータドライバ６０、先幕用ソレノイドドライバ６２、後幕用ソレノイドドライバ６４、先幕用ソレノイドアクチュエータ６６、後幕用ソレノイドアクチュエータ６８、及び入出力インタフェース７０を備えている。また、撮像装置本体１２は、メカニカルシャッタ７２を備えている。また、イメージセンサ１６は、信号処理回路７４を備えている。

【0071】

入出力インタフェース７０には、コントローラ４８、画像メモリ５０、ＵＩ系デバイス５２、外部Ｉ／Ｆ５４、光電変換素子ドライバ５６、モータドライバ５８、モータドライバ６０、先幕用ソレノイドドライバ６２、後幕用ソレノイドドライバ６４、及び信号処理回路７４が接続されている。

【0072】

コントローラ４８は、ＣＰＵ４８Ａ、ストレージ４８Ｂ、及びメモリ４８Ｃを備えている。ＣＰＵ４８Ａは、本開示の技術に係る「プロセッサ」の一例であり、ストレージ４８Ｂ及びメモリ４８Ｃは、本開示の技術に係る「メモリ」の一例であり、コントローラ４８は、本開示の技術に係る「制御装置」及び「コンピュータ」の一例である。

【0073】

ＣＰＵ４８Ａ、ストレージ４８Ｂ、及びメモリ４８Ｃは、バス７６を介して接続されており、バス７６は入出力インタフェース７０に接続されている。

【0074】

なお、図６に示す例では、図示の都合上、バス７６として１本のバスが図示されているが、複数本のバスであってもよい。バス７６は、シリアルバスであってもよいし、データバス、アドレスバス、及びコントロールバス等を含むパラレルバスであってもよい。

【0075】

ストレージ４８Ｂは、各種パラメータ及び各種プログラムを記憶している。ストレージ４８Ｂは、不揮発性の記憶装置である。ここでは、ストレージ４８Ｂの一例として、ＥＥＰＲＯＭが採用されている。ＥＥＰＲＯＭはあくまでも一例に過ぎず、ＥＥＰＲＯＭに代えて、又は、ＥＥＰＲＯＭと共に、ＨＤＤ、及び／又はＳＳＤ等をストレージ４８Ｂとして適用してもよい。また、メモリ４８Ｃは、各種情報を一時的に記憶し、ワークメモリとして用いられる。メモリ４８Ｃの一例としては、ＲＡＭが挙げられるが、これに限らず、他の種類の記憶装置であってもよい。

【0076】

ストレージ４８Ｂには、各種プログラムが記憶されている。ＣＰＵ４８Ａは、ストレージ４８Ｂから必要なプログラムを読み出し、読み出したプログラムをメモリ４８Ｃ上で実行する。ＣＰＵ４８Ａは、メモリ４８Ｃ上で実行するプログラムに従って撮像装置本体１２の全体を制御する。図６に示す例では、画像メモリ５０、ＵＩ系デバイス５２、外部Ｉ／Ｆ５４、光電変換素子ドライバ５６、モータドライバ５８、モータドライバ６０、先幕用ソレノイドドライバ６２、及び後幕用ソレノイドドライバ６４がＣＰＵ４８Ａによって制御される。

【0077】

光電変換素子３０には、光電変換素子ドライバ５６が接続されている。光電変換素子ドライバ５６は、光電変換素子３０によって行われる撮像のタイミングを規定する撮像タイミング信号を、ＣＰＵ４８Ａからの指示に従って光電変換素子３０に供給する。光電変換素子３０は、光電変換素子ドライバ５６から供給された撮像タイミング信号に従って、リセット、露光、及び電気信号の出力を行う。撮像タイミング信号としては、例えば、垂直同期信号及び水平同期信号が挙げられる。

【0078】

交換レンズ１４が撮像装置本体１２に装着された場合、撮像レンズ４０に入射された被写体光は、撮像レンズ４０によって受光面３０Ａに結像される。光電変換素子３０は、光電変換素子ドライバ５６の制御下で、受光面３０Ａによって受光された被写体光を光電変換し、被写体光の光量に応じた電気信号を、被写体光を示すアナログ画像データとして信号処理回路７４に出力する。具体的には、信号処理回路７４が、露光順次読み出し方式で、光電変換素子３０から１フレーム単位で且つ水平ライン毎にアナログ画像データを読み出す。アナログ画像データは、位相差画素Ｐによって生成されたアナログの位相差画像データと、非位相差画素Ｎによって生成されたアナログの非位相差画像データとに大別される。

【0079】

信号処理回路７４は、光電変換素子３０から入力されたアナログ画像データをデジタル化し、デジタル画像データを生成する。信号処理回路７４は、非位相差画像データ処理回路７４Ａ及び位相差画像データ処理回路７４Ｂを備えている。非位相差画像データ処理回路７４Ａは、アナログの非位相差画像データをデジタル化することでデジタルの非位相差画像データを生成する。位相差画像データ処理回路７４Ｂは、アナログの位相差画像データをデジタル化することでデジタルの位相差画像データを生成する。

【0080】

なお、以下では、説明の便宜上、デジタルの非位相差画像データとデジタルの位相差画像データとを区別して説明する必要がない場合、「デジタル画像データ」と称する。また、以下では、説明の便宜上、アナログ画像データとデジタル画像データとを区別して説明する必要がない場合、「画像データ」と称する。

【0081】

メカニカルシャッタ７２は、フォーカルプレーンシャッタであり、絞り４０Ｃと受光面３０Ａとの間に配置されている。メカニカルシャッタ７２は、フレーム７２Ａ、先幕７２Ｂ、及び後幕７２Ｃを備えている。フレーム７２Ａは、薄板状の枠体であり、撮像レンズ４０から射出された被写体光を透過させて受光面３０Ａに導く。フレーム７２Ａは、開口７２Ａ１と枠縁とで形成されている。枠縁は、矩形状に形成されており、開口７２Ａ１の形状、面積、及び厚さを画定している。開口７２Ａ１は、矩形状であり、フレーム７２Ａの中央部に形成されている。フレーム７２Ａは、開口７２Ａ１の中心が光軸ＯＡと一致するように受光面３０Ａよりも被写体側に配置されている。先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃの各々は、複数枚の羽根を備えている。先幕７２Ｂは、フレーム７２Ａよりも被写体側に配置されており、後幕７２Ｃは、フレーム７２Ａよりも受光面３０Ａ側に配置されている。

【0082】

メカニカルシャッタ７２は、全開状態と先幕閉状態と後幕閉状態との間で状態が遷移する。全開状態は、先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃによって開口７２Ａ１が全開されている状態である。全開状態では、先幕７２Ｂの複数枚の羽根が、フレーム７２Ａの下縁部の被写体側に重ねて収容されており、後幕７２Ｃの複数枚の羽根が、フレーム７２Ａの上縁部の受光面３０Ａ側に重ねて収容されている。先幕７２Ｂによって開口７２Ａ１が遮蔽される場合、先幕７２Ｂの複数枚の羽根が破線矢印Ａ方向に巻き上げられ、先幕７２Ｂの複数枚の羽根によって開口７２Ａ１が遮蔽される。また、後幕７２Ｃによって開口７２Ａ１が遮蔽される場合、後幕７２Ｃの複数枚の羽根が破線矢印Ｂ方向に引き下ろされ、後幕７２Ｃの複数枚の羽根によって開口７２Ａ１が遮蔽される。

【0083】

先幕閉状態は、先幕７２Ｂが開口７２Ａ１を遮蔽し、かつ、後幕７２Ｃが開口７２Ａ１を開放している状態である。全開状態から先幕閉状態にする場合、破線矢印Ａ方向に先幕７２Ｂが巻き上げられる。後幕閉状態は、後幕７２Ｃが開口７２Ａ１を遮蔽し、かつ、先幕７２Ｂが開口７２Ａ１を開放している状態である。全開状態から後幕閉状態にする場合、破線矢印Ｂ方向に後幕７２Ｃが引き下ろされる。

【0084】

先幕用ソレノイドアクチュエータ６６及び後幕用ソレノイドアクチュエータ６８の各々は、動力源であるソレノイドを有するアクチュエータである。先幕用ソレノイドドライバ６２は、ＣＰＵ４８Ａからの指示に従って、先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御する。後幕用ソレノイドドライバ６４は、ＣＰＵ４８Ａからの指示に従って、後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を制御する。

【0085】

先幕７２Ｂは、先幕用ソレノイドアクチュエータ６６に機械的に連結されており、先幕用ソレノイドアクチュエータ６６は、先幕用ソレノイドドライバ６２の制御下で動力を生成し、生成した動力を先幕７２Ｂに付与することで先幕７２Ｂの巻き上げ及び引き下ろしを選択的に行う。後幕７２Ｃは、後幕用ソレノイドアクチュエータ６８に機械的に連結されており、後幕用ソレノイドアクチュエータ６８は、後幕用ソレノイドドライバ６４の制御下で動力を生成し、生成した動力を後幕７２Ｃに付与することで後幕７２Ｃの巻き上げ及び引き下ろしを選択的に行う。

【0086】

撮像装置１０では、ライブビュー画像用撮像と、静止画像及び／又は動画像を記録するための記録画像用の撮像とが露光順次読み出し方式（ローリングシャッタ方式）で行われる。イメージセンサ１６は、電子シャッタ機能を有しており、ライブビュー画像用撮像は、メカニカルシャッタ７２を全開状態にしたまま作動させずに、電子シャッタ機能を働かせることで実現される。

【0087】

これに対し、静止画像用の撮像は、電子シャッタ機能を働かせ、かつ、メカニカルシャッタ７２を先幕閉状態から後幕閉状態に遷移させるようにメカニカルシャッタ７２を作動させることで実現される。メカニカルシャッタ７２を先幕閉状態から後幕閉状態に遷移させる場合、先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃのうち、後幕７２Ｃの引き下ろしに先立って、先ず、先幕７２Ｂの引き下ろしが開始される。そして、先幕７２Ｂの引き下ろしが開始されてから、先幕７２Ｂに遅れて後幕７２Ｃの引き下ろしが開始される。先幕７２Ｂの引き下ろしが開始されてから後幕７２Ｃの引き下ろしが開始されるまでのタイムラグは、指定されたシャッタスピードに応じて定まり、タイムラグが長いほど先幕７２Ｂと後幕７２Ｃとの間の隙間が広くなり、これに伴って本露光が行われる時間が長くなる。

【0088】

画像メモリ５０には、デジタル画像データが記憶される。すなわち、非位相差画像データ処理回路７４Ａが画像メモリ５０に対して非位相差画像データを記憶させ、位相差画像データ処理回路７４Ｂが画像メモリ５０に対して位相差画像データを記憶させる。ＣＰＵ４８Ａは、画像メモリ５０からデジタル画像データを取得し、取得したデジタル画像データを用いて各種処理を実行する。

【0089】

ＵＩ系デバイス５２は、ディスプレイ２６を備えており、ＣＰＵ４８Ａは、ディスプレイ２６に対して各種情報を表示させる。また、ＵＩ系デバイス５２は、受付デバイス８０を備えている。受付デバイス８０は、タッチパネル２８及びハードキー部８２を備えている。ハードキー部８２は、指示キー２４（図２参照）を含む複数のハードキーである。ＣＰＵ４８Ａは、タッチパネル２８によって受け付けられた各種指示に従って動作する。なお、ここでは、ハードキー部８２がＵＩ系デバイス５２に含まれているが、本開示の技術はこれに限定されず、例えば、ハードキー部８２は、外部Ｉ／Ｆ５４に接続されていてもよい。

【0090】

外部Ｉ／Ｆ５４は、撮像装置１０の外部に存在する装置（以下、「外部装置」とも称する）との間の各種情報の授受を司る。外部Ｉ／Ｆ５４の一例としては、ＵＳＢインタフェースが挙げられる。ＵＳＢインタフェースには、スマートデバイス、パーソナル・コンピュータ、サーバ、ＵＳＢメモリ、メモリカード、及び／又はプリンタ等の外部装置（図示省略）が直接的又は間接的に接続される。

【0091】

モータドライバ５８は、モータ４４に接続されており、ＣＰＵ４８Ａからの指示に従ってモータ４４を制御する。モータ４４が制御されることによって、スライド機構４２を介してフォーカスレンズ４０Ｂの光軸ＯＡ上での位置が制御される。フォーカスレンズ４０Ｂは、ＣＰＵ４８Ａからの指示に従って、イメージセンサ１６による本露光の期間を回避して移動する。

【0092】

また、モータドライバ６０は、モータ４６に接続されており、ＣＰＵ４８Ａからの指示に従ってモータ４６を制御する。モータ４６が制御されることによって絞り４０Ｃの開口の大きさが制御される。

【0093】

ところで、一般的なＡＦ機能付き撮像装置によって、合焦対象領域（例えば、特定の動体を含む撮像対象領域）に対してＡＦ制御を伴う連写が行われる場合、連写用フレームレートが高くなると、これに伴って連写間にフォーカスレンズを移動させる時間も短くなる。フォーカスレンズの移動時間が短くなると、合焦対象領域に対するフォーカスレンズの合焦位置の追従も困難になる。例えば、ＡＦ機能付き撮像装置によって連写の１フレーム毎に１フレーム先の合焦位置が予測され、予測された合焦位置に向けてフォーカスレンズを移動させるようにしたとしても、連写間隔（例えば、連写用フレームレートによって規定される１フレーム分の時間）が短過ぎてフォーカスレンズの移動時間が十分に確保することができない場合がある。このような場合、予測された合焦位置にフォーカスレンズが到達する前に本露光の開始タイミングが到来してしまい、フォーカスレンズを停止せざるを得なくなる。

【0094】

そこで、このような事情を鑑み、本実施形態に撮像装置１０では、一例として図７に示すように、ストレージ４８Ｂに合焦制御処理プログラム８４が記憶されており、ＣＰＵ４８Ａによって合焦制御処理プログラム８４に従って合焦制御処理が実行される。合焦制御処理は、ＣＰＵ４８Ａによって、ストレージ４８Ｂから合焦制御処理プログラム８４が読み出され、読み出された合焦制御処理プログラム８４がメモリ４８Ｃ上で実行されることによって実現される。合焦制御処理プログラム８４は、本開示の技術に係る「プログラム」の一例である。以下、合焦制御処理の構成に関して具体的に説明する。

【0095】

図８には、撮像モードにおいて、連写が行われる前段階でライブビュー画像用撮像が行われている期間（以下、「ライブビュー画像用撮像期間」とも称する）にレリーズボタン１８（図１参照）が全押し状態とされることで連写が開始された場合にＣＰＵ４８Ａによって行われる合焦制御処理の一例が示されている。

【0096】

図８に示す例では、連写用の撮像が行われる期間、すなわち、記録画像用の連続的な撮像が行われている期間（以下、「連写期間」とも称する）のうちの１フレーム目から３フレーム目までの３フレーム分の連写が行われる態様が示されている。また、連写期間では、連写のフレーム毎に、記録画像用の１フレーム分の本露光が行われ、かつ、複数フレーム分（以下に示す例では、３フレーム分）のライブビュー画像用撮像が行われる。

【0097】

また、図８に示す例において、「閉」とは、先幕閉状態を指し、「開」とは、先幕７２Ｂが全開されている状態、又は、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態から後幕閉状態への遷移中の状態を指す。先幕７２Ｂが全開されている状態とは、全開状態又は後幕閉状態を指す。メカニカルシャッタ７２が全開状態の場合、ライブビュー画像用撮像が行われ、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態から後幕閉状態への遷移中の状態では、イメージセンサ１６によって本露光が行われる。

【0098】

なお、以下では、説明の便宜上、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態から後幕閉状態への遷移中に全開状態にならないことを前提として説明するが、これはあくまでも一例に過ぎない。本露光の期間を長くする場合には、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態から後幕閉状態への遷移中に全開状態になることもあり得る。このようにメカニカルシャッタ７２が先幕閉状態から後幕閉状態への遷移中に全開状態になったとしても本開示の技術は成立する。

【0099】

一例として図８に示すように、ライブビュー画像用撮像期間では、メカニカルシャッタ７２が全開状態でライブビュー画像用撮像が行われる。ライブビュー画像用撮像期間では、ライブビュー画像用撮像が行われることによって非位相差画像データ処理回路７４Ａによって生成された非位相差画像データが、画像メモリ５０に記憶される。そして、ＣＰＵ４８Ａによって画像メモリ５０から非位相差画像データが読み出され、読み出された非位相差画像データにより示される画像がライブビュー画像としてディスプレイ２６に表示される。

【0100】

また、ライブビュー画像用撮像期間では、ライブビュー画像用撮像が行われることによって位相差画像データ処理回路７４Ｂによって位相差画像データが生成され、画像メモリ５０に記憶される。ＣＰＵ４８Ａは、画像メモリ５０から位相差画像データを読み出し、読み出した位相差画像データに基づいて、被写体内の合焦対象領域に関する被写体距離を測定する。合焦対象領域は、例えば、被写体内のうち、ユーザによって受付デバイス８０を介して指定された領域であり、本実施形態では、合焦対象領域として、被写体の中央部が合焦対象領域として採用されている。

【0101】

なお、合焦対象領域は、固定された領域であってもよいし、撮像範囲内での位置が変更される領域であってもよい。合焦対象領域は、例えば、画像データ等に基づく画像認識処理がＣＰＵ４８Ａによって行われることで認識された特定の動体（例えば、特定の人物、特定の自動車、特定の自転車、又は特定の航空機など）を追従する領域であってもよい。

【0102】

ライブビュー画像用撮像期間において、ＣＰＵ４８Ａは、測定して得た被写体距離に基づいてＡＦ演算を行う。また、ライブビュー画像用撮像期間において、ＣＰＵ４８Ａは、ＡＦ演算を行って得た合焦位置に基づいて、連写の１フレーム目の本露光が開始されるタイミングでの合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を予測する。ここで、Ｎを自然数としたとき、連写のＮフレーム目とは、連写期間においてＮ番目に本露光が行われるフレームを指す。合焦位置の予測は、例えば、最新の複数のＡＦ演算（例えば、現時点から過去に遡って最新の２回のＡＦ演算）によって得られた複数の合焦位置に基づいて行われる。ＣＰＵ４８Ａは、モータドライバ５８を制御することで、予測した合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを光軸ＯＡに沿って移動させる。

【0103】

レリーズボタン１８が全押しされ、全押し状態が一定時間以上継続すると、やがて連写を開始するタイミング（以下、「連写開始タイミング」とも称する）が到来する。連写開始タイミングが到来すると、ディスプレイ２６のライブビュー画像は非表示される。すなわち、ディスプレイ２６のうちのライブビュー画像が表示される表示領域がブラックアウトされる。また、連写開始タイミングが到来すると、連写が開始される。連写開始タイミングは、例えば、先幕７２Ｂで開口７２Ａ１を閉じることを指示する先幕閉信号がＣＰＵ４８Ａから先幕用ソレノイドドライバ６２に出力されたタイミングである。先幕用ソレノイドドライバ６２は、先幕閉信号が入力されると、メカニカルシャッタ７２を全開状態から先幕閉状態に遷移させるように、先幕７２Ｂの巻き上げを開始する。先幕７２Ｂの巻き上げ中に、本露光に備えて絞り４０Ｃの開口の大きさが調節される。

【0104】

メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態になると、先幕７２Ｂの引き下ろしが開始される。また、先幕７２Ｂの引き下ろしが開始されてから遅延して後幕７２Ｃの引き下ろしが開始される。これによって、連写の１フレーム目の本露光が開始される。また、本露光が開始されるタイミングで、フォーカスレンズ４０Ｂを停止させる。本露光中にフォーカスレンズ４０Ｂが移動していると、撮像されて得られた画像に対してフォーカスレンズ４０Ｂの移動に起因する歪みが生じてしまうからである。

【0105】

連写の１フレーム目の本露光が行われている間、ＣＰＵ４８Ａは、ＡＦ演算を行って得た最新の合焦位置に基づいて、連写の２フレーム目の本露光が行われるタイミングでの合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を予測する。この場合も、合焦位置の予測は、例えば、ライブビュー画像用撮像期間で得られた最新の複数のＡＦ演算によって得られた複数の合焦位置と、連写の１フレーム目の予測が完了してから現時点までの経過時間とに基づいて行われる。なお、ここでは、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に、連写の２フレーム目の予測が行われる形態例を挙げて説明しているが、本開示の技術はこれに限定されず、連写の１フレーム目の本露光が開始される前段階で連写の２フレーム目の予測が行われるようにしてもよい。例えば、連写の１フレーム目の予測と並行して、連写の２フレーム目の予測が行われるようにしてもよい。

【0106】

連写の１フレーム目の本露光が終了すると、メカニカルシャッタ７２が後幕閉状態となり、連写の１フレーム目のデジタル画像データの読み出しが開始される。ここで、デジタル画像データの読み出しとは、連写の１フレーム目のデジタル画像データが画像メモリ５０に記憶され、ＣＰＵ４８Ａによって画像メモリ５０からデジタル画像データが読み出されて既定の記憶領域（ここでは、一例としてストレージ４８Ｂ）に記憶されるまでの処理を指す。

【0107】

連写の１フレーム目の本露光が終了すると、ＣＰＵ４８Ａは、モータドライバ５８を制御することで、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に予測した合焦位置（連写期間の２フレーム目の合焦位置）に向けてフォーカスレンズ４０Ｂの移動を再開させる。

【0108】

デジタル画像データの読み出しが終了すると、後幕７２Ｃが巻き上げられ、メカニカルシャッタ７２が後幕閉状態から先幕閉状態へ遷移する。この間も、フォーカスレンズ４０Ｂは、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に予想された合焦位置に向けて移動し続けている。メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態になると、先幕７２Ｂが引き下ろされてメカニカルシャッタ７２は先幕閉状態から全開状態に遷移し、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われ、これによって得られた非位相差画像データにより示される画像がライブビュー画像としてディスプレイ２６に表示される。なお、ここでは、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が例示されているが、これはあくまでも一例に過ぎず、１又は２フレーム分のライブビュー画像用撮像であってもよいし、４フレーム以上のライブビュー画像用撮像であってもよく、ライブビュー画像用撮像のフレームレートに応じて定まるフレーム数分のライブビュー画像用撮像が行われる。

【0109】

また、ここで、ライブビュー画像用撮像が行われる毎に、ライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた非位相差画像データに基づいて、ＣＰＵ４８Ａによって、ＡＦ演算が行われる。そして、ＡＦ演算が行われる毎に、最新の複数のＡＦ演算から得られた複数の合焦位置に基づいて、ＣＰＵ４８Ａによって、連写の２フレーム先の本露光が行われるタイミングでの合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置が予測される。

【0110】

一方で、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われている間も、フォーカスレンズ４０Ｂは、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に予想された合焦位置に向けて移動し続けている。つまり、ＣＰＵ４８Ａは、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われている間を利用して、フォーカスレンズ４０Ｂを、予想された最新の合焦位置に向けて移動させ続けている。

【0111】

３フレーム目のライブビュー画像用撮像が終了すると、ＣＰＵ４８Ａは、モータドライバ５８を制御することで、３フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われることに伴って予測された最新の合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを光軸ＯＡに沿って移動させる。

【0112】

合焦制御処理において、連写の２フレーム目以降の各フレームでは、レリーズボタン１８の全押し状態が解除されるまでの間、本露光期間に連写の次フレーム（図８に示す例では、連写の１フレーム目）の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置の予測が行われないということを除いて、連写開始タイミングが到来してからの連写の１フレーム目の処理と同様の処理が繰り返し行われる。

【0113】

一例として図９に示すように、合焦制御処理は、合焦位置演算部４８Ａ１、合焦位置予測部４８Ａ２、及び制御部４８Ａ３によって実現される。ＣＰＵ４８Ａは、ストレージ４８Ｂから合焦制御処理プログラム８４を読み出し、読み出した合焦制御処理プログラム８４をメモリ４８Ｃ上で実行することで、合焦位置演算部４８Ａ１、合焦位置予測部４８Ａ２、及び制御部４８Ａ３として動作する。

【0114】

合焦位置演算部４８Ａ１は、連写期間内で、本露光が行われる特定フレームにおいて、合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を演算する。合焦位置予測部４８Ａ２は、連写期間内で、合焦位置演算部４８Ａ１によって演算されて得られた合焦位置を参照して特定フレームよりも複数フレーム先の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を予測する。制御部４８Ａ３は、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することで、イメージセンサ１６による本露光の期間を回避して移動させる。また、制御部４８Ａ３は、合焦位置予測部４８Ａ２によって予測された合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる。なお、ここで、特定フレームとは、連写期間内で本露光が行われる各フレームを指す。また、上述した合焦対象領域は、本開示の技術に係る「特定被写体」の一例である。

【0115】

一例として図１０に示すように、撮像装置１０によってライブビュー画像用撮像が行われる場合、制御部４８Ａ３は、先幕７２Ｂの全開を指示する先幕開信号を先幕用ソレノイドドライバ６２に出力し、かつ、後幕７２Ｃの全開を指示する後幕開信号を後幕用ソレノイドドライバ６４に出力する。先幕用ソレノイドドライバ６２は、制御部４８Ａ３から入力された先幕開信号に応じて先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで、先幕７２Ｂを全開させる。後幕用ソレノイドドライバ６４は、制御部４８Ａ３から入力された後幕開信号に応じて後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を制御することで、後幕７２Ｃを全開させる。

【0116】

また、制御部４８Ａ３は、撮像タイミング信号を光電変換素子ドライバ５６に出力し、光電変換素子ドライバ５６は、制御部４８Ａ３から入力された撮像タイミング信号に従ってイメージセンサ１６に対して露光を行わせる。イメージセンサ１６によって露光されることで得られたデジタル画像データは画像メモリ５０に記憶される。画像メモリ５０には、デジタル画像データとして非位相差画像データ及び位相差画像データが記憶される。

【0117】

一例として図１１に示すように、撮像装置１０によってライブビュー画像用撮像が行われると、制御部４８Ａ３は、画像メモリ５０からライブビュー画像データとして非位相差画像データを取得する。制御部４８Ａ３は、ライブビュー画像データにより示される画像をライブビュー画像としてディスプレイ２６に対して表示させる。

【0118】

ライブビュー画像用撮像期間から連写開始タイミングが到来するまでの間に、合焦位置演算部４８Ａ１は、画像メモリ５０から最新の位相差画像データを取得し、取得した位相差画像データに基づいて合焦対象領域に関する被写体距離を測定する。そして、合焦位置演算部４８Ａ１は、測定した被写体距離に基づいてＡＦ演算を行うことで、合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの現在の合焦位置（以下、「現在合焦位置」と称する）を導出する。

【0119】

メモリ４８Ｃには、合焦位置時系列情報が記憶されている。合焦位置時系列情報は、ＡＦ演算が行われる毎に得られた現在合焦位置の時系列を示す情報である。現在合焦位置の時系列は、例えば、直近の過去３回分のＡＦ演算によって得られた現在合焦位置の時系列である。合焦位置演算部４８Ａ１は、現在合焦位置を導出する毎に、導出して得た最新の現在合焦位置をメモリ４８Ｃに記憶させることで合焦位置時系列情報を更新する。なお、現在合焦位置は、本開示の技術に係る「第１合焦位置」の一例である。また、ここでは、現在合焦位置の時系列として、直近の過去３回分のＡＦ演算によって得られた現在合焦位置の時系列を例示しているが、これはあくまでも一例に過ぎず、現在合焦位置の時系列は、過去の複数回分のＡＦ演算によって得られた現在合焦位置の時系列であればよく、過去の複数回分のＡＦ演算が、現時点に近い期間に行われた複数回分のＡＦ演算であれば更によい。

【0120】

合焦位置予測部４８Ａ２は、イメージセンサ１６による連写が開始される前段階で、連写の１フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を予測する。具体的に説明すると、合焦位置予測部４８Ａ２は、メモリ４８Ｃから合焦位置時系列情報を取得し、取得した合焦位置時系列情報に基づいて、連写が開始された場合の１フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置（以下、「連写開始時合焦位置」とも称する）を予測する。ここで、連写開始時合焦位置は、本開示の技術に係る「第３合焦位置」の一例である。

【0121】

制御部４８Ａ３は、合焦位置予測部４８Ａ２によって予測された合焦位置へのフォーカスレンズ４０Ｂの移動を指示するレンズ移動信号を生成してモータドライバ５８に出力する。図１１に示す例では、合焦位置予測部４８Ａ２によって連写開始時合焦位置が予測されるので、制御部４８Ａ３によって生成されて出力されるレンズ移動信号は、合焦位置予測部４８Ａ２によって予測された連写開始時合焦位置へのフォーカスレンズ４０Ｂの移動を指示する信号である。モータドライバ５８は、制御部４８Ａ３から入力されたレンズ移動信号に応じてスライド機構４２を作動させることで、連写開始時合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを光軸ＯＡに沿って移動させる。

【0122】

一例として図１２に示すように、連写開始タイミングが到来した場合、制御部４８Ａ３は、上述した先幕閉信号を先幕用ソレノイドドライバ６２に出力する。先幕用ソレノイドドライバ６２は、制御部４８Ａ３から入力された先幕閉信号に応じて先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで、先幕７２Ｂの巻き上げを開始し、メカニカルシャッタ７２を全開状態から先幕閉状態へ遷移させる。また、制御部４８Ａ３は、ディスプレイ２６のライブビュー画像を非表示することを示す非表示制御信号をディスプレイ２６に出力することで、ディスプレイ２６に対してライブビュー画像を非表示させる。これにより、ディスプレイ２６の画面内のうちのライブビュー画像が表示される表示画面はブラックアウトされる。

【0123】

一例として図１３に示すように、ストレージ４８Ｂには、Ｆ値が記憶されている。ストレージ４８Ｂに記憶されているＦ値は、撮像装置１０に対して与えられた条件（例えば、受付デバイス８０によって受け付けられた指示、及び／又は、ライブビュー画像の明るさ等）に応じて更新される可変値である。なお、ストレージ４８Ｂに記憶されているＦ値は、変更不可な固定値であってもよい。

【0124】

メカニカルシャッタ７２が全開状態から先幕閉状態への遷移している間に、制御部４８Ａ３は、ストレージ４８ＢからＦ値を取得し、取得したＦ値に基づいて、絞り４０Ｃの開口の大きさを制御するＦ値制御信号を生成してモータドライバ６０に出力する。Ｆ値制御信号は、絞り４０Ｃの開口の大きさを、ストレージ４８Ｂから制御部４８Ａ３によって取得された最新のＦ値に対応する大きさに制御する信号である。モータドライバ６０は、制御部４８Ａ３から入力されたＦ値制御信号に従ってモータ４６を制御することで絞り４０Ｃの開口の大きさを制御する。

【0125】

連写期間のうちの本露光が行われる期間（以下、「本露光期間」とも称する）では、一例として図１４に示すように、制御部４８Ａ３は、上述した先幕閉信号を先幕用ソレノイドドライバ６２に出力し、先幕閉信号を出力してから、事前に定められたシャッタスピードに応じた時間だけ遅延させて後幕閉信号を後幕用ソレノイドドライバ６４に出力する。後幕閉信号は、後幕７２Ｃで開口７２Ａ１を閉じることを指示する信号である。

【0126】

先幕用ソレノイドドライバ６２は、制御部４８Ａ３から入力された先幕閉信号に応じて先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで先幕７２Ｂの引き下ろしを開始する。後幕用ソレノイドドライバ６４は、制御部４８Ａ３から入力された後幕閉信号に応じて後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を制御することで後幕７２Ｃの引き下ろしを開始する。これにより、メカニカルシャッタ７２は先幕閉状態から後幕閉状態へ遷移する。メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態から後幕閉状態への遷移している間、制御部４８Ａ３は、光電変換素子ドライバ５６に撮像タイミング信号を出力し、光電変換素子ドライバ５６は、制御部４８Ａ３から入力された撮像タイミング信号に応じて、イメージセンサ１６に対して本露光を行わせる。

【0127】

連写の１フレーム目の本露光が開始されるタイミングが到来すると、フォーカスレンズ４０Ｂが連写開始時合焦位置に到達していなかったとしても、一例として図１５に示すように、制御部４８Ａ３は、フォーカスレンズ４０Ｂの停止を指示するレンズ停止信号をモータドライバ５８に出力する。モータドライバ５８は、制御部４８Ａ３から入力されたレンズ停止信号に応じてモータ４４を制御することでフォーカスレンズ４０Ｂを停止させる。

【0128】

また、合焦位置予測部４８Ａ２は、メモリ４８Ｃから合焦位置時系列情報を取得し、取得した合焦位置時系列情報に基づいて、先のフレームの合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置（以下、「先フレーム合焦位置」とも称する）を予測する。図１５に示す例では、先フレーム合焦位置として、１フレーム先の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置が合焦位置予測部４８Ａ２によって予測される。ここで、１フレーム先の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置は、本開示の技術に係る「第４合焦位置」の一例である。

【0129】

合焦位置予測部４８Ａ２は、予測した先フレーム合焦位置をメモリ４８Ｃに対して記憶させる。メモリ４８Ｃに記憶される先フレーム合焦位置は、合焦位置予測部４８Ａ２によって先フレーム合焦位置が予測される毎に、最新の先フレーム合焦位置に更新される。

【0130】

連写の１フレーム目の本露光期間が終了した時点で、メカニカルシャッタ７２は後幕閉状態である。そこで、次のライブビュー画像用撮像を開始するための準備段階として、一例として図１６に示すように、制御部４８Ａ３は、先幕閉信号を先幕用ソレノイドドライバ６２に出力する。先幕用ソレノイドドライバ６２は、制御部４８Ａ３から入力された先幕閉信号に応じて先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで先幕７２Ｂの巻き上げを開始する。また、先幕７２Ｂの巻き上げが完了すると、制御部４８Ａ３は、後幕閉信号を後幕用ソレノイドドライバ６４に出力する。後幕用ソレノイドドライバ６４は、制御部４８Ａ３から入力された後幕閉信号に応じて後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を制御することで後幕７２Ｃの巻き上げを開始する。後幕７２Ｃの巻き上げが完了すると、メカニカルシャッタ７２は先幕閉状態となる。

【0131】

連写の１フレーム目の本露光期間が終了してから先幕閉状態に至るまでの間に、制御部４８Ａ３は、メモリ４８Ｃから最新の先フレーム合焦位置を取得し、取得した先フレーム合焦位置に応じたレンズ移動信号を生成してモータドライバ５８に出力する。ここで、制御部４８Ａ３によって生成されて出力されるレンズ移動信号は、最新の先フレーム合焦位置へのフォーカスレンズ４０Ｂの移動を指示する信号である。モータドライバ５８は、制御部４８Ａ３から入力されたレンズ移動信号に応じてスライド機構４２を作動させることで、２フレーム目の本露光が開始されるまでの間、最新の先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを光軸ＯＡに沿って移動させる。なお、制御部４８Ａ３による最新の先フレーム合焦位置に基づくレンズ移動信号の出力は、連写の現フレーム（例えば、連写の１フレーム目）において次々回の連写のフレーム（例えば、連写の３フレーム目）に向けての先フレーム合焦位置の予測が完了するまで継続される。

【0132】

また、連写の１フレーム目の本露光期間が終了してからメカニカルシャッタ７２が先幕閉状態に至るまでの間に、制御部４８Ａ３は、イメージセンサ１６から画像メモリ５０を介して非位相差画像データを取得し、取得した非位相差画像データをストレージ４８Ｂに対して記憶させる。

【0133】

メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態に至ると、連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が開始される。連写の各フレームでは、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われる。連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われる期間では、撮像装置１０によって、図１０に示す例と同様の処理が行われる。

【0134】

また、一例として図１７に示すように、連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われる間、合焦位置演算部４８Ａ１は、図１１に示す例と同様に、画像メモリ５０から位相差画像データを取得する。合焦位置演算部４８Ａ１は、取得した位相差画像データに基づいてＡＦ演算を行って現在合焦位置を導出する。そして、合焦位置演算部４８Ａ１は、図１１に示す例と同様に、導出した現在合焦位置をメモリ４８Ｃに対して記憶させることで、メモリ４８Ｃ内の合焦位置時系列情報を更新する。

【0135】

なお、連写の２フレーム目以降も、現在合焦位置がメモリ４８Ｃに記憶されることによってメモリ４８Ｃ内の合焦位置時系列情報が更新される。２フレーム目以降に更新されて得られた合焦位置時系列情報には、最新の本露光が行われた最新フレームでＡＦ演算して得た現在合焦位置と、最新フレームと時間的に隣接する過去フレームでＡＦ演算して得た現在合焦位置とが含まれる。なお、例えば、Ｎを２以上の自然数としたとき、最新フレームがＮ番目のフレームであれば、過去フレームとは、Ｎ－１番目のフレームを指す。

【0136】

連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われる間、合焦位置予測部４８Ａ２は、複数フレーム分の現在合焦位置を参照して先フレーム合焦位置を予測する。ここでは、合焦位置時系列情報が複数フレーム分の現在合焦位置に相当する。従って、合焦位置予測部４８Ａ２は、メモリ４８Ｃから合焦位置時系列情報を取得し、取得した合焦位置時系列情報に基づいて先フレーム合焦位置を予測する。ここでは、先フレーム合焦位置として、連写の２フレーム先の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置が合焦位置予測部４８Ａ２によって予測される。合焦位置予測部４８Ａ２は、予測した先フレーム合焦位置をメモリ４８Ｃに対して記憶させることで、メモリ４８Ｃ内の先フレーム合焦位置を更新する。ここで、合焦位置予測部４８Ａ２によって予測される先フレーム合焦位置、すなわち、連写の２フレーム先の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置は、本開示の技術に係る「第２合焦位置」の一例である。

【0137】

連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われる期間では、ＣＰＵ４８Ａの制御下でイメージセンサ１６によって３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われる。また、図１１に示す例と同様に、ライブビュー画像がディスプレイ２６に表示される。連写の１フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われる期間では、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われるので、３フレーム分のライブビュー画像がディスプレイ２６に表示される。また、連写の２フレーム目以降においも、連写の１フレーム目と同様に、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われる。すなわち、連写間隔内で、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われる。ここでは、３フレーム分のライブビュー画像用撮像が例示されているが、１フレーム分のライブビュー画像用撮像であってもよいし、２フレーム分のライブビュー画像用撮像であってもよいし、４フレーム以上のライブビュー画像用撮像であってもよい。

【0138】

このように、連写間隔内、すなわち、連写のフレーム毎に、イメージセンサ１６によって３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われる。そして、合焦位置演算部４８Ａ１によるＡＦ演算、及び合焦位置予測部４８Ａ２による先フレーム合焦位置の予測も３回行われる。この場合、ＡＦ演算が行われる毎に、メモリ４８Ｃ内の合焦位置時系列情報が更新され、先フレーム合焦位置の予測が行われる毎に、メモリ４８Ｃ内の先フレーム合焦位置が更新される。連写の２フレーム目以降も、フレーム毎に同様の処理が行われる。なお、連写の２フレーム目以降で更新された合焦位置時系列情報は、本開示の技術に係る「複数の第１合焦位置」の一例である。

【0139】

制御部４８Ａ３は、メモリ４８Ｃから最新の先フレーム合焦位置を取得し、取得した先フレーム合焦位置に応じたレンズ移動信号を生成してモータドライバ５８に出力する。ここで、制御部４８Ａ３によって生成されて出力されるレンズ移動信号は、最新の先フレーム合焦位置へのフォーカスレンズ４０Ｂの移動を指示する信号である。ここで、最新の先フレーム合焦位置とは、連写の２フレーム先（連写用の本露光が行われる２フレーム先）の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を指す。従って、ライブビュー画像用撮像が行われる期間において、モータドライバ５８は、制御部４８Ａ３から入力されたレンズ移動信号に応じてスライド機構４２を作動させることで、最新の先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを光軸ＯＡに沿って移動させる。

【0140】

また、制御部４８Ａ３による最新の先フレーム合焦位置に基づくレンズ移動信号の出力は、次フレームの本露光の開始まで継続される。例えば、現在の連写のフレームが１フレーム目であれば、連写の２フレーム目の本露光の開始まで、制御部４８Ａ３による最新の先フレーム合焦位置に基づくレンズ移動信号の出力は継続される。そして、次フレームの本露光期間終了後に、制御部４８Ａ３による最新の先フレーム合焦位置に基づくレンズ移動信号の出力は、再開されて、次フレームでの先フレーム合焦位置の予測（ライブビュー画像用撮像の３フレーム分の予測のうちの３フレーム目の予測）が完了するまで継続される。現在の連写のフレームが１フレーム目であれば、２フレーム目の本露光期間終了後に、制御部４８Ａ３による最新の先フレーム合焦位置に基づくレンズ移動信号の出力が再開されて、２フレーム目での先フレーム合焦位置の予測（ライブビュー画像用撮像の３フレーム分の予測のうちの３フレーム目の予測）が完了するまで継続される。

【0141】

連写の２フレーム目でも、先ず、一例として図１２に示すように、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態となる。連写の３フレーム目以降も同様である。連写の２フレーム以降の本露光期間では、一例として図１８に示すように、制御部４８Ａ３は、図１４に示す例と同様に、先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を作動させることで先幕７２Ｂの引き下ろしを開始してから、遅れて後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を作動させることで後幕７２Ｃの引き下ろしを開始する。

【0142】

このように本露光が開始されるタイミングが到来した場合、最新の先フレーム合焦位置にフォーカスレンズ４０Ｂが到達していなかったとしても、制御部４８Ａ３は、図１５に示す例と同様に、モータドライバ５８にレンズ停止信号を出力する。モータドライバ５８は、制御部４８Ａ３から入力されたレンズ停止信号に応じてモータ４４を制御することでフォーカスレンズ４０Ｂを停止させる。

【0143】

次に、撮像装置１０の作用について図１９Ａ～図１９Ｄを参照しつつ説明する。

【0144】

図１９Ａ～図１９Ｄには、ＣＰＵ４８Ａによって実行される合焦制御処理の流れの一例が示されている。なお、以下では、説明の便宜上、撮像装置１０に対して撮像モードが設定されている状態を前提として説明する。また、以下では、説明の便宜上、レリーズボタン１８が全押し状態とされることで連写が開始されることを前提として説明する。また、以下では、説明の便宜上、ライブビュー画像用撮像が行われる前提としてメカニカルシャッタ７２が全開状態であることを前提として説明する。また、以下では、説明の便宜上、ライブビュー画像用撮像のフレームレートは６０ｆｐｓであり、連写のフレームレートは８ｆｐｓであることを前提として説明する。

【0145】

図１９Ａに示す合焦制御処理では、先ず、ステップＳＴ１００で、制御部４８Ａ３は、ライブビュー画像用撮像タイミングが到来したか否かを判定する。ライブビュー画像用撮像タイミングとは、例えば、ライブビュー画像用撮像のフレームレートによって規定された時間間隔毎のタイミングを指す。ステップＳＴ１００において、ライブビュー画像用撮像タイミングが到来していない場合は、判定が否定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１１４へ移行する。ステップＳＴ１００において、ライブビュー画像用撮像タイミングが到来した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１０２へ移行する。

【0146】

ステップＳＴ１０２で、制御部４８Ａ３は、イメージセンサ１６に対してライブビュー画像用撮像を行わせ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１０４へ移行する。イメージセンサ１６によってライブビュー画像用撮像が行われることで得られた非位相差画像データ及び位相差画像データは画像メモリ５０に記憶される。非位相差画像データにより示される画像はライブビュー画像としてディスプレイ２６に表示される。

【0147】

ステップＳＴ１０４で、合焦位置演算部４８Ａ１は、画像メモリ５０から最新の位相差画像データを取得し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１０６へ移行する。

【0148】

ステップＳＴ１０６で、合焦位置演算部４８Ａ１は、ステップＳＴ１０４で取得した位相差画像データに基づいてＡＦ演算を行うことで現在合焦位置を導出し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１０８へ移行する。

【0149】

ステップＳＴ１０８で、合焦位置演算部４８Ａ１は、ステップＳＴ１０６で導出した現在合焦位置をメモリ４８Ｃに対して記憶させることで合焦位置時系列情報を更新し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１１０へ移行する。

【0150】

ステップＳＴ１１０で、合焦位置予測部４８Ａ２は、メモリ４８Ｃから合焦位置時系列情報を取得し、取得した合焦位置時系列情報に基づいて連写開始時合焦位置を予測し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１１２へ移行する。

【0151】

ステップＳＴ１１２で、制御部４８Ａ３は、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することで、ステップＳＴ１１０で予測された連写開始時合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂの移動を開始させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１１４へ移行する。

【0152】

ステップＳＴ１１４で、制御部４８Ａ３は、連写開始タイミングが到来したか否かを判定する。ステップＳＴ１１４において、連写開始タイミングが到来していない場合は、判定が否定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１００へ移行する。ステップＳＴ１１４において、連写開始タイミングが到来した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１１６へ移行する。

【0153】

ステップＳＴ１１６で、制御部４８Ａ３は、先幕用ソレノイドドライバ６２を介して先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで先幕７２Ｂの巻き上げを開始してメカニカルシャッタ７２の全開状態から先幕閉状態への遷移を開始させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１１８へ移行する。

【0154】

ステップＳＴ１１８で、制御部４８Ａ３は、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態か否かを判定する。ステップＳＴ１１８において、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態でない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１１８の判定が再び行われる。ステップＳＴ１１８において、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態の場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１２０へ移行する。

【0155】

ステップＳＴ１２０で、制御部４８Ａ３は、絞り４０Ｃの現時点のＦ値が既定値でないか否かを判定する。ここで、既定値とは、例えば、ストレージ４８Ｂに記憶されているＦ値を指す。ステップＳＴ１２０において、絞り４０Ｃの現時点のＦ値が既定値の場合は、判定が否定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１２４へ移行する。ステップＳＴ１２０において、絞り４０Ｃの現時点のＦ値が既定値でない場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１２２へ移行する。

【0156】

ステップＳＴ１２２で、制御部４８Ａ３は、モータ４６を制御することで絞り４０ＣのＦ値を既定値に設定し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１２４へ移行する。

【0157】

ステップＳＴ１２４で、制御部４８Ａ３は、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することでフォーカスレンズ４０Ｂを停止させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１２６へ移行する。

【0158】

ステップＳＴ１２６で、制御部４８Ａ３は、先幕用ソレノイドドライバ６２を介して先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を作動させることで先幕７２Ｂの引き下ろしを開始してから、遅れて後幕用ソレノイドドライバ６４を介して後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を作動させることで後幕７２Ｃの引き下ろしを開始する。これにより、メカニカルシャッタ７２が先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃによって開放され、イメージセンサ１６によって本露光が開始される。

【0159】

次のステップＳＴ１２８で、合焦位置予測部４８Ａ２は、メモリ４８Ｃから合焦位置時系列情報を取得し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１３０へ移行する。

【0160】

ステップＳＴ１３０で、合焦位置予測部４８Ａ２は、ステップＳＴ１２８で取得した合焦位置時系列情報に基づいて、先フレーム合焦位置として、連写の２フレーム目の合焦位置を予測し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１３２へ移行する。

【0161】

ステップＳＴ１３２で、制御部４８Ａ３は、イメージセンサ１６による本露光が終了したか否かを判定する。ステップＳＴ１３２において、イメージセンサ１６による本露光が終了していない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１３２の判定が再び行われる。ステップＳＴ１３２において、イメージセンサ１６による本露光が終了した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１３４へ移行する。

【0162】

ステップＳＴ１３４で、制御部４８Ａ３は、信号処理回路７４に対して、非位相差画像データを画像メモリ５０に出力させる。これにより、画像メモリ５０には非位相差画像データが記憶される。そして、制御部４８Ａ３は、画像メモリ５０から非位相差画像データを読み出し、読み出した非位相差画像データをストレージ４８Ｂに対して記憶させる。本ステップＳＴ１３４の処理が実行された後、合焦制御処理はステップＳＴ１３６へ移行する。

【0163】

ステップＳＴ１３６で、制御部４８Ａ３は、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することで、ステップＳＴ１３０で予測された先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂの移動を開始させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１３８へ移行する。

【0164】

本露光が終了した時点で、メカニカルシャッタ７２は後幕閉状態である。そこで、ステップＳＴ１３８で、制御部４８Ａ３は、メカニカルシャッタ７２の後幕閉状態から先幕閉状態への遷移を開始させる。具体的には、先ず、制御部４８Ａ３は、先幕用ソレノイドドライバ６２を介して先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで先幕７２Ｂを巻き上げる。先幕７２Ｂの巻き上げが完了すると、制御部４８Ａ３は、後幕用ソレノイドドライバ６４を介して後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を制御することで後幕７２Ｃを巻き上げる。後幕７２Ｃの巻き上げが完了すると、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態となる。ステップＳＴ１３８の処理の実行された後、合焦制御処理は、図１９Ｃに示すステップＳＴ１４０へ移行する。

【0165】

図１９Ｃに示すステップＳＴ１４０で、制御部４８Ａ３は、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態であるか否かを判定する。ステップＳＴ１４０において、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態でない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１４０の判定が再び行われる。ステップＳＴ１４０において、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態の場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１４２へ移行する。

【0166】

ステップＳＴ１４２で、制御部４８Ａ３は、メカニカルシャッタ７２の先幕閉状態から全開状態への遷移を開始させる。すなわち、制御部４８Ａ３は、先幕用ソレノイドドライバ６２を介して先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで先幕７２Ｂの引き下ろしを開始し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１４４へ移行する。

【0167】

ステップＳＴ１４４で、メカニカルシャッタ７２が全開状態であるか否かを判定する。ステップＳＴ１４４において、メカニカルシャッタ７２が全開状態でない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１４４の判定が再び行われる。ステップＳＴ１４４において、メカニカルシャッタ７２が全開状態の場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１４６へ移行する。

【0168】

ステップＳＴ１４６で、制御部４８Ａ３は、上述したライブビュー画像用撮像タイミングが到来したか否かを判定する。ステップＳＴ１４６において、ライブビュー画像用撮像タイミングが到来していない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１４６の判定が再び行われる。ステップＳＴ１４６において、ライブビュー画像用撮像タイミングが到来した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１４８へ移行する。

【0169】

ステップＳＴ１４８で、制御部４８Ａ３は、イメージセンサ１６に対してライブビュー画像用撮像を行わせ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１５０へ移行する。イメージセンサ１６によってライブビュー画像用撮像が行われることで得られた非位相差画像データ及び位相差画像データは画像メモリ５０に記憶される。非位相差画像データにより示される画像はライブビュー画像としてディスプレイ２６に表示される。

【0170】

ステップＳＴ１５０で、合焦位置演算部４８Ａ１は、画像メモリ５０から最新の位相差画像データを取得し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１５２へ移行する。

【0171】

ステップＳＴ１５２で、合焦位置演算部４８Ａ１は、ステップＳＴ１５０で取得した位相差画像データに基づいてＡＦ演算を行うことで現在合焦位置を導出し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１５４へ移行する。

【0172】

ステップＳＴ１５４で、合焦位置演算部４８Ａ１は、ステップＳＴ１５２で導出した現在合焦位置をメモリ４８Ｃに対して記憶させることで合焦位置時系列情報を更新し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１５６へ移行する。

【0173】

ステップＳＴ１５６で、合焦位置予測部４８Ａ２は、メモリ４８Ｃから合焦位置時系列情報を取得し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１５８へ移行する。

【0174】

ステップＳＴ１５８で、合焦位置予測部４８Ａ２は、ステップＳＴ１５６で取得した合焦位置時系列情報に基づいて、先フレーム合焦位置として、連写の２フレーム先の合焦位置を予測し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１６０へ移行する。本ステップＳＴ１５８で合焦位置予測部４８Ａ２によって予測された先フレーム合焦位置はメモリ４８Ｃに記憶され、メモリ４８Ｃ内の先フレーム合焦位置が更新される。

【0175】

ステップＳＴ１６０で、制御部４８Ａ３は、ステップＳＴ１４４の判定が肯定されてから現時点までの間にステップＳＴ１４８のライブビュー画像用撮像が行われたフレーム数（以下、「ライブビューフレーム数」と称する）が既定フレーム数に達したか否かを判定する。ここでは、既定フレーム数として、３フレームが採用されている。ステップＳＴ１６０において、ライブビューフレーム数が既定フレーム数未満の場合は、判定が否定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１４６へ移行する。ステップＳＴ１６０において、ライブビューフレーム数が既定フレーム数に達した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理は、図１９Ｄに示すステップＳＴ１６２へ移行する。

【0176】

図１９Ｄに示すステップＳＴ１６２で、制御部４８Ａ３は、先幕用ソレノイドドライバ６２を介して先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を制御することで先幕７２Ｂの巻き上げを開始してメカニカルシャッタ７２の全開状態から先幕閉状態への遷移を開始させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１６４へ移行する。

【0177】

ステップＳＴ１６４で、制御部４８Ａ３は、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態か否かを判定する。ステップＳＴ１６４において、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態でない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１６４の判定が再び行われる。ステップＳＴ１６４において、メカニカルシャッタ７２が先幕閉状態の場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１６６へ移行する。

【0178】

ステップＳＴ１６６で、制御部４８Ａ３は、メモリ４８Ｃから最新の先フレーム合焦位置を取得し、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することで、最新の先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂの移動を開始させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１６８へ移行する。

【0179】

ステップＳＴ１６８で、制御部４８Ａ３は、絞り４０Ｃの現時点のＦ値が既定値でないか否かを判定する。ステップＳＴ１６８において、絞り４０Ｃの現時点のＦ値が既定値の場合は、判定が否定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１７２へ移行する。ステップＳＴ１６８において、絞り４０Ｃの現時点のＦ値が既定値でない場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１７０へ移行する。

【0180】

ステップＳＴ１７０で、制御部４８Ａ３は、モータ４６を制御することで絞り４０ＣのＦ値を既定値に設定し、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１７２へ移行する。

【0181】

ステップＳＴ１７２で、制御部４８Ａ３は、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することでフォーカスレンズ４０Ｂを停止させ、その後、合焦制御処理はステップＳＴ１７４へ移行する。

【0182】

ステップＳＴ１７４で、制御部４８Ａ３は、先幕用ソレノイドドライバ６２を介して先幕用ソレノイドアクチュエータ６６を作動させることで先幕７２Ｂの引き下ろしを開始してから、遅れて後幕用ソレノイドドライバ６４を介して後幕用ソレノイドアクチュエータ６８を作動させることで後幕７２Ｃの引き下ろしを開始する。これにより、メカニカルシャッタ７２が先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃによって開放され、イメージセンサ１６によって本露光が開始される。

【0183】

次のステップＳＴ１７６で、制御部４８Ａ３は、イメージセンサ１６による本露光が終了したか否かを判定する。ステップＳＴ１７６において、イメージセンサ１６による本露光が終了していない場合は、判定が否定されて、ステップＳＴ１７６の判定が再び行われる。ステップＳＴ１７６において、イメージセンサ１６による本露光が終了した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理はステップＳＴ１７８へ移行する。

【0184】

ステップＳＴ１７８で、制御部４８Ａ３は、信号処理回路７４に対して、非位相差画像データを画像メモリ５０に出力させる。これにより、画像メモリ５０には非位相差画像データが記憶される。そして、制御部４８Ａ３は、画像メモリ５０から非位相差画像データを読み出し、読み出した非位相差画像データをストレージ４８Ｂに対して記憶させる。本ステップＳＴ７８４の処理が実行された後、合焦制御処理はステップＳＴ１８０へ移行する。

【0185】

ステップＳＴ１８０で、制御部４８Ａ３は、合焦制御処理を終了する条件（以下、「終了条件」とも称する）を満足したか否かを判定する。終了条件の一例としては、レリーズボタン１８の全押し状態が解除された、との条件が挙げられる。ステップＳＴ１８０において、終了条件を満足していない場合は、判定が否定されて、合焦制御処理は、図１９Ｂに示すステップＳＴ１３８へ移行する。ステップＳＴ１８０において、終了条件を満足した場合は、判定が肯定されて、合焦制御処理が終了する。

【0186】

以上説明したように、撮像装置１０では、連写期間内で、本露光が行われる各フレームにおいて、合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの現在合焦位置が演算され、連写期間内で現在合焦位置に基づいて２フレーム先の合焦対象領域に対する先フレーム合焦位置が予測される。そして、フォーカスレンズ４０Ｂが、本露光期間を回避しながら先フレーム合焦位置に向けて移動する。

【0187】

例えば、Ｎを自然数としたとき、連写のＮフレーム目の最後に先フレーム合焦位置（例えば、連写の２フレーム先の合焦位置）が予測された場合に、連写のＮフレーム目の最後に先フレーム合焦位置の予測が完了した時点から、連写のＮ＋１フレーム目の最後に先フレーム合焦位置（例えば、連写の２フレーム先の合焦位置）の予測が完了するまでの間、フォーカスレンズ４０Ｂが、本露光期間を回避しながら最新の先フレーム合焦位置に向けて移動する。そのため、本実施形態に係る撮像装置１０は、連写期間内で本露光が行われるフレーム毎に１フレーム先について予測された合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂが移動する場合に比べ、フォーカスレンズ４０Ｂの移動距離を長く確保することができる。この結果、連写期間内で本露光が行われるフレーム毎に１フレーム先について予測された合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂが移動する場合に比べ、フォーカスレンズ４０Ｂを、予測した先フレーム合焦位置に近付けることが可能となる。

【0188】

従って、本構成によれば、合焦対象領域に対して連写が行われる場合に、連写の時間間隔を長くすることなく（連写用フレームレートを低くすることなく）、合焦対象領域に対してフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を追従させることができる。

【0189】

また、撮像装置１０では、連写期間内において、本露光が行われるフレーム毎に現在合焦位置が演算され、演算された現在合焦位置に基づいて２フレーム先の合焦対象領域に対する先フレーム合焦位置が予測される。従って、本構成によれば、複数回の本露光が行われてから現在合焦位置が演算され、演算された現在合焦位置に基づいて先フレーム合焦位置が予測される場合に比べ、合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置の追従性を高めることができる。

【0190】

また、撮像装置１０では、連写期間内において、現在合焦位置が参照されて現在のフレームよりも２フレーム先の合焦位置が予測される。これにより、予測された２フレーム先の合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを移動させることができる。従って、本構成によれば、現在のフレームよりも１フレーム分先の合焦位置が予測され、予測された合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合に比べ、予測した合焦位置にフォーカスレンズ４０Ｂを到達させ易くすることができる。なお、演算された現在合焦位置に基づいて３フレーム以上先の合焦位置が予測されるようにしてもよく、この場合も、同様の効果が得られる。

【0191】

また、撮像装置１０では、連写期間内において本露光が行われるフレーム毎に先フレーム合焦位置が予測される。従って、本構成によれば、本露光が行われるフレーム毎に先フレーム合焦位置が予測されない場合に比べ、合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの追従性を高めることができる。

【0192】

また、撮像装置１０では、連写期間内において予測された最新の先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを移動させている。従って、本構成によれば、最新の先フレーム合焦位置よりも過去に予測されて得られた先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合に比べ、合焦対象領域に対して精度良くピントを合わせることができる。

【0193】

また、撮像装置１０では、合焦位置時系列情報に基づいてＡＦ演算が行われ、ＡＦ演算が行われることで得られた現在合焦位置が参照されて先フレーム合焦位置が予測される。合焦位置時系列情報は、現在合焦位置の時系列を示す情報である。つまり、先フレーム合焦位置は、複数フレーム分の現在合焦位置が参照されて予測される。従って、本構成によれば、１フレーム分の現在合焦位置を参照して先フレーム合焦位置が予測される場合に比べ、先フレーム合焦位置の予測精度を高めることができる。

【0194】

また、撮像装置１０では、連写のフレーム毎にＡＦ演算が行われ、ＡＦ演算が行われることによって得られた現在合焦位置がメモリ４８Ｃに記憶されることによって合焦位置時系列情報が更新される。そのため、連写の２フレーム目以降に更新されて得られた合焦位置時系列情報には、最新の本露光が行われた最新フレームでＡＦ演算して得た現在合焦位置と、最新フレームと時間的に隣接する過去フレームでＡＦ演算して得た現在合焦位置とが含まれる。そして、撮像装置１０では、合焦位置時系列情報が参照されて先フレーム合焦位置が予測される。従って、本構成によれば、最新の本露光よりも過去に行われた本露光のフレームでＡＦ演算して得た複数の現在合焦位置のみが参照されて先フレーム合焦位置（例えば、連写の２フレーム分先の合焦位置）が予測される場合に比べ、先フレーム合焦位置（例えば、連写の２フレーム分先の合焦位置）の予測精度を高めることができる。

【0195】

また、撮像装置１０では、連写間隔内（連写のフレーム間）でライブビュー画像用撮像が行われる。従って、本構成によれば、連写中であってもライブビュー画像を得ることができる。

【0196】

また、撮像装置１０では、連写間隔内でライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた位相差画像データに基づいて、連写間隔内でライブビュー画像用撮像が行われている期間内に現在合焦位置が演算される。従って、本構成によれば、ライブビュー画像用撮像が行われる期間の終了を待ってから現在合焦位置が演算される場合に比べ、現在合焦位置を早く得ることができる。そして、現在合焦位置が演算されて得られた現在合焦位置が参照されて先フレーム合焦位置が予測されるので、ライブビュー画像用撮像が行われる期間が経過した後に演算されて得られた現在合焦位置が参照されて先フレーム合焦位置が予測される場合に比べ、先フレーム合焦位置を早く得ることができる。

【0197】

また、撮像装置１０では、フォーカスレンズ４０Ｂが、ライブビュー画像用撮像が行われる期間を利用して、先フレーム合焦位置に向けて移動する。従って、本構成によれば、ライブビュー画像用撮像期間の終了を待ってからフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合に比べ、フォーカスレンズ４０Ｂを長距離移動させることができる。

【0198】

また、撮像装置１０では、連写間隔内で３フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われ、ライブビュー画像用撮像が行われる毎に現在合焦位置が演算される。従って、本構成によれば、連写間隔内で複数フレーム分のライブビュー画像用撮像が行われている間に１つの現在合焦位置のみが演算される場合に比べ、先フレーム合焦位置の予測に用いる現在合焦位置の選択肢を増やすことができる。

【0199】

なお、本実施形態では、連写間隔内の３フレーム分のライブビュー画像用撮像のうち、３フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた位相差画像データに基づいて現在合焦位置が演算されているが、本開示の技術はこれに限定されず、１フレーム目、２フレーム目、及び／又は３フレーム目のライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた位相差画像データに基づいて現在合焦位置が演算されるようにしてもよい。複数フレーム分ライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた複数の位相差画像データが合成されることで得られた合成画像データに基づいて現在合焦位置が演算されるようにしてもよい。

【0200】

また、連写間隔内に４フレーム以上のライブビュー画像用撮像が行われるようにしてもよく、この場合も、複数フレーム分ライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた複数の位相差画像データが合成されることで得られた合成画像データに基づいて現在合焦位置が演算されるようにしてもよい。

【0201】

また、撮像装置１０では、位相差画像データに基づいて現在合焦位置が演算される。従って、本構成によれば、コントラストＡＦ方式で現在合焦位置が演算される場合に比べ、迅速に現在合焦位置を演算することができる。

【0202】

また、撮像装置１０では、先フレーム合焦位置にフォーカスレンズ４０Ｂが到達する前に、本露光の開始タイミングが到来した場合に、レンズ停止信号がモータドライバ５８に出力される。これにより、フォーカスレンズ４０Ｂが停止し、フォーカスレンズ４０Ｂが停止した状態で本露光が開始される。従って、本構成によれば、本露光が開始されているときであってもフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合に比べ、フォーカスレンズ４０Ｂの移動に起因する歪みが少ない画像を連写によって得ることができる。

【0203】

また、撮像装置１０では、イメージセンサ１６による連写が開始される前段階で、連写開始時合焦位置が予測される。連写開始時合焦位置は、連写が開始された場合の１フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置である。そして、フォーカスレンズ４０Ｂは、連写の１フレーム目の本露光が開始される前に連写開始時合焦位置に向けて移動する。従って、本構成によれば、イメージセンサ１６による連写の１フレーム目についても、合焦対象領域に対してピントを合わせることができる。

【0204】

また、撮像装置１０では、連写開始時合焦位置にフォーカスレンズ４０Ｂが到達する前に、本露光の開始タイミングが到来した場合に、レンズ停止信号がモータドライバ５８に出力される。これにより、フォーカスレンズ４０Ｂが停止し、フォーカスレンズ４０Ｂが停止した状態で本露光が開始される。従って、本構成によれば、イメージセンサ１６による連写の１フレーム目の本露光が開始されているときであってもフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合に比べ、イメージセンサ１６による連写のうちの１フレーム目の撮像によって、フォーカスレンズ４０Ｂの移動に起因する歪みが少ない画像を得ることができる。

【0205】

また、撮像装置１０では、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に、連写の２フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの先フレーム合焦位置が予測される。ここで予測される先フレーム合焦位置は、１フレーム先の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置、すなわち、連写の２フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置である。そして、フォーカスレンズ４０Ｂは、連写の２フレーム目の本露光が開始される前に先フレーム合焦位置に向けて移動する。従って、本構成によれば、イメージセンサ１６による連写の２フレーム目についても、合焦対象領域に対してピントを合わせることができる。

【0206】

更に、撮像装置１０では、連写の２フレーム目の合焦位置として予測された先フレーム合焦位置にフォーカスレンズ４０Ｂが到達する前に、本露光の開始タイミングが到来した場合に、レンズ停止信号がモータドライバ５８に出力される。これにより、フォーカスレンズ４０Ｂが停止し、フォーカスレンズ４０Ｂが停止した状態で本露光が開始される。従って、本構成によれば、イメージセンサ１６による連写の２フレーム目の本露光が開始されているときであってもフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合に比べ、イメージセンサ１６による連写のうちの２フレーム目の撮像によって、フォーカスレンズ４０Ｂの移動に起因する歪みが少ない画像を得ることができる。

【0207】

なお、上記実施形態では、連写の１フレーム目の本露光が行われている間に、連写の２フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの先フレーム合焦位置が予測される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、イメージセンサ１６による連写が開始される前段階（例えば、図８に示すライブビュー画像用撮像期間）に連写の２フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの先フレーム合焦位置が予測されるようにしてもよく、ここで予測された先フレーム合焦位置に向けてフォーカスレンズ４０Ｂの移動を開始させるようにしてもよい。これにより、イメージセンサ１６による連写の２フレーム目についても、合焦対象領域に対してピントを合わせることができる。また、イメージセンサ１６による連写が開始されるタイミングと連写の１フレーム目の本露光が開始されるタイミングとの間（例えば、メカニカルシャッタ７２が全開状態から先幕閉状態へ遷移している間）に連写の２フレーム目の合焦対象領域に対するフォーカスレンズ４０Ｂの先フレーム合焦位置が予測されるようにしてもよい。この場合も、同様の効果が期待できる。

【0208】

また、上記実施形態では、例えば、メカニカルシャッタ７２を全開状態から先幕閉状態に遷移させる場合に、先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃを巻き上げる期間もフォーカスレンズ４０ｂを移動させる形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されず、例えば、図２０に示すように、制御部４８Ａ３は、モータドライバ５８を介してモータ４４を制御することで、先幕７２Ｂ及び後幕７２Ｃのうちの少なくとも一方の巻き上げに要する巻き上げ期間を回避してフォーカスレンズ４０Ｂを移動させるようにしてもよい。従って、本構成によれば、巻き上げ期間にもフォーカスレンズ４０Ｂの移動を継続させる場合に比べ、撮像装置１０の消費電力を低減することができる。

【0209】

また、巻き上げ期間を回避してフォーカスレンズ４０Ｂを移動させる場合、一例として図２１に示すように、制御部４８Ａ３は、制御部４８Ａ３と撮像レンズ４０との間の通信タイムラグが考慮された既定の送信開始タイミングで、フォーカスレンズ４０Ｂの移動を指示する指示信号を撮像レンズ４０に送信するようにしてもよい。すなわち、制御部４８Ａ３は、メカニカルシャッタ７２の巻き上げの終了よりも、制御部４８Ａ３と撮像レンズ４０との間の通信タイムラグ分だけ早く指示信号を撮像レンズ４０に送信するようにすればよい。なお、ここで、指示信号には、上述したレンズ移動信号と、レンズ移動信号に基づいてモータドライバ５８によって生成されてモータ４４に出力される信号とが含まれる。このように、メカニカルシャッタ７２の巻き上げの終了よりも、制御部４８Ａ３と撮像レンズ４０との間の通信タイムラグ分だけ早く指示信号を撮像レンズ４０に送信することで、制御部４８Ａ３と撮像レンズ４０との間の通信タイムラグを考慮せずに撮像レンズ４０に指示信号が送信される場合に比べ、フォーカスレンズ４０Ｂの移動時間を長く確保することができる。

【0210】

また、上記実施形態では、ストレージ４８Ｂに記憶されているＦ値の用途は限定されていないが、ストレージ４８Ｂに記憶されているＦ値の用途は様々である。例えば、ストレージ４８Ｂに記憶されているＦ値は、撮像用Ｆ値とＡＦ用Ｆ値であってもよく、本露光期間に絞り４０Ｃの大きさが制御部４８Ａ３によって撮像用Ｆ値により示される大きさとされ、ＡＦ演算が行われる期間、すなわち、ライブビュー画像用撮像が行われる期間に絞り４０Ｃの大きさが制御部４８Ａ３によってＡＦ用Ｆ値により示される大きさとされるようにしてもよい。

【0211】

ライブビュー画像用撮像が行われる期間内では、ライブビュー画像用撮像が行われることによって得られた位相差画像データがＡＦ演算に用いられるので、ピントの精度を高めるために、絞り４０Ｃの開口は、本露光期間に用いられる開口の大きさよりも大きい方が好ましい。そこで、ストレージ４８Ｂに対して、“本露光用の開口の大きさ（以下、「第１の大きさ」と称する）＜ＡＦ演算用の開口の大きさ（以下、「第２の大きさ」と称する）”となるように定められた撮像用Ｆ値及びＡＦ用Ｆ値を記憶させておく。撮像用Ｆ値は、第１の大きさを示すＦ値であり、ＡＦ用Ｆ値は、第２の大きさを示すＦ値である。

【0212】

そして、一例として図２２に示すように、連写の特定フレームにおいて、本露光が開始される前段階で、制御部４８Ａ３によってストレージ４８Ｂ内の撮像用Ｆ値に従って絞り４０Ｃの開口が第１の大きさに制御され、本露光期間が終了してからライブビュー画像用撮像が開始されるまでの間に、制御部４８Ａ３によってストレージ４８Ｂ内のＡＦ用Ｆ値に従って絞り４０Ｃの開口が第２の大きさに制御される。ここで連写の特定フレームとは例えば連写の各フレームであり、本露光が開始される前段階とは、例えば、メカニカルシャッタ７２が全開状態から先幕閉状態に遷移している間である。また、本露光期間が終了してからライブビュー画像用撮像が開始されるまでの間とは、例えば、デジタル画像データの読み出し期間である。本構成によれば、ライブビュー画像用撮像期間内での絞り４０Ｃの開口を本露光期間内での絞り４０Ｃの開口よりも小さくする場合に比べ、本露光が行われることによって得られる画像の画質を高めることができる。

【0213】

また、上記実施形態では、連写の２フレーム先の本露光時の合焦位置が合焦位置予測部４８Ａ２によって予測される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、合焦位置予測部４８Ａ２は、イメージセンサ１６による連写用フレームレートを高めるに従って、特定フレーム（例えば、連写の各フレーム）から、合焦位置を予測する先のフレームまでのフレーム数を増加させるようにしてもよい。例えば、図２３に示すように、合焦位置予測部４８Ａ２は、合焦位置を予測する先を２フレーム先から３フレーム先に増加させてもよいし、合焦位置を予測する先を４フレーム以上先としてもよい。

【0214】

このように、連写用フレームレートを高めるに従って、特定フレームから、合焦位置を予測する先のフレームまでのフレーム数を増加させる（例えば、２フレームから３フレーム以上に増加させる）ことで、連写用フレームレートを高めた場合であっても合焦対象領域に対してフォーカスレンズ４０Ｂの合焦位置を追従させることができる。

【0215】

また、上記実施形態では、非位相差画素区分領域３０Ｎと位相差画素区分領域３０Ｐとを併用する形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、非位相差画素区分領域３０Ｎ及び位相差画素区分領域３０Ｐに代えて、位相差画像データと非位相差画像データとが選択的に生成されて読み出されるエリアセンサとしてもよい。この場合、エリアセンサには、複数の感光画素が２次元状に配列されている。エリアセンサに含まれる感光画素には、例えば、遮光部材を有しない独立した一対のフォトダイオードが用いられる。非位相差画像データが生成されて読み出される場合、感光画素の全領域（一対のフォトダイオード）によって光電変換が行われ、位相差画像データが生成されて読み出される場合（例えば、パッシブ方式の測距を行う場合）、一対のフォトダイオードのうちの一方のフォトダイオードによって光電変換が行われる。ここで、一対のフォトダイオードのうちの一方のフォトダイオードは、上記実施形態で説明した第１位相差画素Ｌに対応するフォトダイオードであり、一対のフォトダイオードのうちの一方のフォトダイオードは、上記実施形態で説明した第２位相差画素Ｒに対応するフォトダイオードである。なお、エリアセンサに含まれる全ての感光画素によって位相差画像データと非位相差画像データとが選択的に生成されて読み出されるようにしてもよいが、これに限らず、エリアセンサに含まれる一部の感光画素によって位相差画像データと非位相差画像データとが選択的に生成されて読み出されるようにしてもよい。

【0216】

また、上記実施形態では、位相差画素Ｐとして像面位相差画素が例示されているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、光電変換素子３０に含まれている位相差画素Ｐに代えて非位相差画素Ｎが配置されるようにし、複数の位相差画素Ｐが含まれる位相差ＡＦ板が光電変換素子３０とは別体で撮像装置本体１２に設けられるようにしてもよい。 また、上記実施形態では、位相差画像データに基づく測距結果を利用したＡＦ方式、すなわち、位相差ＡＦ方式を例示したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、位相差ＡＦ方式に代えて、コントラストＡＦ方式を採用してもよい。また、ステレオカメラから得られた一対の画像の視差を用いた測距結果に基づくＡＦ方式、又は、レーザ光等によるＴＯＦ方式の測距結果を利用したＡＦ方式を採用してもよい。

【0217】

また、上記実施形態では、ローリングシャッタ方式による撮像方式を例示しているが、本開示の技術はこれに限定されず、グローバルシャッタ方式による撮像方式であってもよい。

【0218】

また、上記実施形態では、メカニカルシャッタ７２の一例としてフォーカルプレーンシャッタを挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されず、フォーカルプレーンシャッタに代えて、レンズシャッタ等の他種類のメカニカルシャッタを適用しても本開示の技術は成立する。

【0219】

また、上記実施形態では、数ｆｐｓのフレームレートに従って行われる連写を例示したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、数十ｆｐｓ～数百ｆｐｓのフレームレートに従って行われる連写、すなわち、記録動画用の撮像に対しても本開示の技術は適用可能である。

【0220】

また、上記実施形態では、ストレージ４８Ｂに合焦制御処理プログラム８４が記憶されている形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、図２４に示すように、合焦制御処理プログラム８４が記憶媒体２００に記憶されていてもよい。記憶媒体２００は、非一時的記憶媒体である。記憶媒体２００の一例としては、ＳＳＤ又はＵＳＢメモリなどの任意の可搬型の記憶媒体が挙げられる。

【0221】

記憶媒体２００に記憶されている合焦制御処理プログラム８４は、コントローラ４８にインストールされる。ＣＰＵ４８Ａは、合焦制御処理プログラム８４に従って合焦制御処理を実行する。

【0222】

また、通信網（図示省略）を介してコントローラ４８に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部に合焦制御処理プログラム８４を記憶させておき、上述の撮像装置１０の要求に応じて合焦制御処理プログラム８４がダウンロードされ、コントローラ４８にインストールされるようにしてもよい。

【0223】

なお、コントローラ４８に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部、又はストレージ４８Ｂに合焦制御処理プログラム８４の全てを記憶させておく必要はなく、合焦制御処理プログラム８４の一部を記憶させておいてもよい。

【0224】

図２４に示す例では、撮像装置１０にコントローラ４８が内蔵されている態様例が示されているが、本開示の技術はこれに限定されず、例えば、コントローラ４８が撮像装置１０の外部に設けられるようにしてもよい。

【0225】

図２４に示す例では、ＣＰＵ４８Ａは、単数のＣＰＵであるが、複数のＣＰＵであってもよい。また、ＣＰＵ４８Ａに代えてＧＰＵを適用してもよい。

【0226】

図２４に示す例では、コントローラ４８が例示されているが、本開示の技術はこれに限定されず、コントローラ４８に代えて、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、及び／又はＰＬＤを含むデバイスを適用してもよい。また、コントローラ４８に代えて、ハードウェア構成及びソフトウェア構成の組み合わせを用いてもよい。

【0227】

上記実施形態で説明した合焦制御処理を実行するハードウェア資源としては、次に示す各種のプロセッサを用いることができる。プロセッサとしては、例えば、ソフトウェア、すなわち、プログラムを実行することで、合焦制御処理を実行するハードウェア資源として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵが挙げられる。また、プロセッサとしては、例えば、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、又はＡＳＩＣなどの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路が挙げられる。何れのプロセッサにもメモリが内蔵又は接続されており、何れのプロセッサもメモリを使用することで合焦制御処理を実行する。

【0228】

合焦制御処理を実行するハードウェア資源は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、又はＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、合焦制御処理を実行するハードウェア資源は１つのプロセッサであってもよい。

【0229】

１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが、合焦制御処理を実行するハードウェア資源として機能する形態がある。第２に、ＳｏＣなどに代表されるように、合焦制御処理を実行する複数のハードウェア資源を含むシステム全体の機能を１つのＩＣチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、合焦制御処理は、ハードウェア資源として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて実現される。

【0230】

更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路を用いることができる。また、上記の合焦制御処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。

【0231】

以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことは言うまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

【0232】

本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「及び／又は」で結び付けて表現する場合も、「Ａ及び／又はＢ」と同様の考え方が適用される。

【0233】

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【0234】

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

【0235】

（付記１）
プロセッサと、
上記プロセッサに内蔵又は接続されたメモリと、を備え、
フォーカスレンズを含む撮像レンズにより光が結像されるイメージセンサによる本露光の期間を上記フォーカスレンズが上記プロセッサの指示に従って回避して移動し、かつ、上記イメージセンサによって既定の時間間隔で連続的に上記本露光が行われることで連写が行われる撮像装置に対して適用される制御装置であって、
上記プロセッサは、
連写期間内で、上記本露光が行われる特定フレームにおいて、特定被写体に対する上記フォーカスレンズの第１合焦位置を演算し、
上記連写期間内で上記第１合焦位置を参照して上記特定フレームよりも複数フレーム先の上記特定被写体に対する上記フォーカスレンズの第２合焦位置を予測し、
上記第２合焦位置に向けて上記フォーカスレンズを移動させる
制御装置。

【0236】

（付記２）
上記特定フレームは、上記本露光が行われる各フレームである付記１に記載の制御装置。

【0237】

（付記３）
上記プロセッサは、上記第１合焦位置を参照して上記特定フレームよりも２フレーム以上先の上記第２合焦位置を予測する付記１又は付記２に記載の制御装置。

【0238】

（付記４）
上記プロセッサは、上記第１合焦位置を参照して上記特定フレームよりも２フレーム先の上記第２合焦位置を予測する付記３に記載の制御装置。

【0239】

（付記５）
上記プロセッサは、上記第１合焦位置を参照して上記特定フレームよりも３フレーム以上先の上記第２合焦位置を予測する付記３に記載の制御装置。

【0240】

（付記６）
上記プロセッサは、上記本露光が行われるフレーム毎に上記第２合焦位置を予測する付記３から付記５の何れか１つに記載の制御装置。

【0241】

（付記７）
上記プロセッサは、予測した最新の上記第２合焦位置に向けて上記フォーカスレンズを移動させる付記１から付記６の何れか１つに記載の制御装置。

【0242】

（付記８）
上記プロセッサは、上記イメージセンサによる連写用フレームレートを高めるに従って、上記特定フレームから、上記第２合焦位置を予測する先のフレームまでのフレーム数を増加させる付記１又は付記２に記載の制御装置。

【0243】

（付記９）
上記プロセッサは、複数フレーム分の上記第１合焦位置を参照して上記第２合焦位置を予測する付記１から付記８の何れか１つに記載の制御装置。

【0244】

（付記１０）
上記プロセッサは、最新の上記本露光が行われた最新フレームで演算して得た上記第１合焦位置と、上記最新フレームと時間的に隣接する過去フレームで演算して得た上記第１合焦位置とを含む複数の上記第１合焦位置を参照して上記第２合焦位置を予測する付記９に記載の制御装置。

【0245】

（付記１１）
上記プロセッサは、上記イメージセンサに対して、連写間隔内でライブビュー画像用の撮像を行わせる付記１から付記１０の何れか１つに記載の制御装置。

【0246】

（付記１２）
上記プロセッサは、上記ライブビュー画像用の撮像期間に上記イメージセンサによって撮像されることで得られた画像データに基づいて、上記撮像期間内に上記第１合焦位置を演算する付記１１に記載の制御装置。

【0247】

（付記１３）
上記プロセッサは、上記撮像期間を利用して上記フォーカスレンズを移動させる付記１２に記載の制御装置。

【0248】

（付記１４）
上記プロセッサは、開口の大きさが可変な絞りを制御することで、上記本露光が行われている期間内の上記開口を第１の大きさとし、上記撮像期間内の上記開口を上記第１の大きさよりも大きな第２の大きさとする付記１３に記載の制御装置。

【0249】

（付記１５）
上記プロセッサは、上記イメージセンサに対して上記連写間隔内で複数フレーム分のライブビュー画像用の撮像を行わせ、上記イメージセンサに対して上記ライブビュー画像用の撮像を行わせる毎に上記第１合焦位置を演算する付記１１から付記１４の何れか１つに記載の制御装置。

【0250】

（付記１６）
上記イメージセンサは、位相差画素群を有し、
上記プロセッサは、上記位相差画素群によって撮像されることで得られた位相差画素データに基づいて上記第１合焦位置を演算する付記１から付記１５の何れか１つに記載の制御装置。

【0251】

（付記１７）
上記プロセッサは、メカニカルシャッタの巻き上げに要する巻き上げ期間を回避して上記フォーカスレンズを移動させる付記１から付記１６の何れか１つに記載の制御装置。

【0252】

（付記１８）
上記プロセッサは、上記フォーカスレンズを含む撮像レンズに対して上記フォーカスレンズの移動を指示する指示信号を送信し、
上記プロセッサは、上記巻き上げの終了よりも、上記撮像レンズとの間の通信タイムラグの分だけ早く上記指示信号を上記撮像レンズに送信する付記１７に記載の制御装置。

【0253】

（付記１９）
上記プロセッサは、上記第２合焦位置に上記フォーカスレンズが到達する前に、上記本露光の開始タイミングが到来した場合に、上記フォーカスレンズを停止させ、上記イメージセンサに対して上記本露光を開始させる付記１から付記１８の何れか１つに記載の制御装置。

【0254】

（付記２０）
上記プロセッサは、
上記イメージセンサによる連写が開始される前段階で、上記連写の１フレーム目の上記特定被写体に対する上記フォーカスレンズの第３合焦位置を予測し、
上記１フレーム目の上記本露光が開始される前に上記第３合焦位置に向けて上記フォーカスレンズを移動させる付記１から付記１９の何れか１つに記載の制御装置。

【0255】

（付記２１）
上記プロセッサは、上記第３合焦位置に上記フォーカスレンズが到達する前に、上記１フレーム目の上記本露光の開始タイミングが到来した場合に、上記フォーカスレンズを停止させ、上記イメージセンサに対して上記本露光を開始させる付記２０に記載の制御装置。

【0256】

（付記２２）
上記プロセッサは、
上記イメージセンサによる連写が開始される前段階、又は、上記連写の１フレーム目の本露光が行われている間に、上記連写の２フレーム目の上記特定被写体に対する上記フォーカスレンズの第４合焦位置を予測し、
上記２フレーム目の上記本露光が開始される前に上記第４合焦位置に向けて上記フォーカスレンズを移動させる付記１から付記２１の何れか１つに記載の制御装置。

【0257】

（付記２３）
上記プロセッサは、上記第４合焦位置に上記フォーカスレンズが到達する前に、上記２フレーム目の上記本露光の開始タイミングが到来した場合に、上記フォーカスレンズを停止させ、上記イメージセンサに対して上記本露光を開始させる付記２２に記載の制御装置。

【符号の説明】

【0258】

１０ 撮像装置
１２ 像装置本体
１４ 交換レンズ
１６ イメージセンサ
１８ レリーズボタン
２０ ダイヤル
２２ タッチパネル・ディスプレイ
２４ 指示キー
２４ タッチパネル・ディスプレイ
２６ ディスプレイ
２８ タッチパネル
３０ 光電変換素子
３０Ａ 受光面
３０Ｎ 非位相差画素区分領域
３０Ｐ 位相差画素区分領域
３２Ａ 位相差画素ライン
３２Ｂ 非位相差画素ライン
３４Ａ 遮光部材
３４Ｂ 遮光部材
３６ マイクロレンズ
３８Ｌ 左領域通過光
３８Ｒ 右領域通過光
４０ 撮像レンズ
４０Ａ 対物レンズ
４０Ｂ フォーカスレンズ
４０Ｃ 絞り
４２ スライド機構
４４ モータ
４６ モータ
４８ コントローラ
４８Ａ１ 合焦位置演算部
４８Ａ２ 合焦位置予測部
４８Ａ３ 制御部
４８Ｂ ストレージ
４８Ｃ メモリ
５０ 画像メモリ
５２ ＵＩ系デバイス
５４ 外部Ｉ／Ｆ
５６ 光電変換素子ドライバ
５８ モータドライバ
６０ モータドライバ
６２ 先幕用ソレノイドドライバ
６４ 後幕用ソレノイドドライバ
６６ 先幕用ソレノイドアクチュエータ
６６ 後幕ソレノイドアクチュエータ
６８ 後幕用ソレノイドアクチュエータ
７０ 入出力インタフェース
７２ メカニカルシャッタ
７２Ａ フレーム
７２Ａ１ 開口
７２Ｂ 先幕
７２Ｃ 後幕
７４ 信号処理回路
７４Ａ 非位相差画像データ処理回路
７４Ｂ 位相差画像データ処理回路
７６ バス
８０ 受付デバイス
８２ ハードキー部
８４ 合焦制御処理プログラム
２００ 記憶媒体
α ずれ量
Ａ 破線矢印
Ｂ 破線矢印
Ｌ 位相差画素
Ｎ 非位相差画素
ＯＡ 光軸
Ｐ 位相差画素
ＰＤ フォトダイオード
Ｒ 位相差画素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図19D】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】