JP2018031981A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サーボＡＦを行う場合に、一時的にピントが大きく外れた場合でも、ピントを追従できる状態に速やかに復帰可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】焦点検出用画素を有する撮像素子と、焦点検出用画素の信号を用いて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出部と、焦点検出部の出力を用いて、撮影レンズの焦点調節の制御を行う焦点調節部と、撮影レンズの焦点調節をロックするロック部と、撮像素子により連続的に被写体を撮像する連写撮影において、ロック部により撮影レンズの焦点調節をロックした状態から、焦点調節のロックを解除した状態に移行させた場合に、連写撮影を一時的に停止させ、焦点調節部で撮影レンズの焦点調節を行って撮影レンズが被写体に合焦したことを確認した後に、連写撮影を再開するように制御する制御部とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、サーボＡＦ連写機能を有する撮像装置に関するものである。

従来より、被写体に対してピントを合わせ続けながら連写を行うことができるサーボＡＦ（サーボオートフォーカス）連写機能を搭載したデジタルカメラが知られている。このサーボＡＦを行う場合、焦点検出用のセンサを搭載していないコンパクトデジタルカメラや、ミラーレスカメラにおいては、いわゆるコントラスト方式のＡＦを行っていた。より具体的には、撮像素子から出力される複数フレームの映像信号について被写体のコントラストを評価し、コントラストの値が高くなるように移動する被写体にピントを合わせる。一方、近年は、焦点検出用画素が埋め込まれた撮像素子を用い、撮像データから位相差方式の焦点検出が可能な、いわゆる像面位相差ＡＦ方式のデジタルカメラも実用化されている。

像面位相差ＡＦの特徴は、コントラストＡＦが、コントラストの算出に複数のフレーム画像を必要とするのに対して、条件によっては１フレームの画像データからピント位置を求めることができる点である。この像面位相差ＡＦの特徴により、連写のコマ間の１フレームしかＡＦ処理のために使えない場合でも、ピント追従可能な高速サーボＡＦが実現可能である。

特許文献１では、コントラストＡＦを用いたサーボＡＦにおいて、高速化を優先してスキャン範囲に制限を設けた場合にピント追従ができなくなるという課題を解決するための手法を開示している。

特開２０１５−４０９６８号公報

連写コマ間の焦点検出に利用できるフレーム数が限定されるシステムにおいては、連写速度が維持されピント追従が継続できている場合は、連写コマ間のピント位置のズレ量も比較的小さい値に限定される。しかし、コマ間のピント追従がユーザーによるフォーカスロック操作により停止された場合などは、被写体からのピントのズレ量が大きくなり、限定されたフレーム数では正確に追従しきれない状況が発生する。例えば、主被写体を見失ったために一時的にフォーカスロックをし、撮影をしながら主被写体に再度フレーミングした場合などは、被写体からのピントのズレが大きくなっていることがある。被写体の位置と合焦位置（ピント位置）の差が大きく大ボケした状態では、像面位相差ＡＦの焦点検出用データの精度が低下するため、少ないフレーム数ではピントの追従を復帰させることが難しいことがある。そのため、ピントの追従が復帰する前に連写が行われると、ピントが外れた画像が撮影されてしまうという問題が発生する可能性がある。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サーボＡＦを行う場合に、一時的にピントが大きく外れた場合でも、ピントを追従できる状態への復帰に要する時間を短縮可能な撮像装置を提供することである。

本発明に係わる撮像装置は、焦点検出用画素を有する撮像素子と、前記焦点検出用画素の信号を用いて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力を用いて、撮影レンズの焦点調節を制御する焦点調節手段と、前記撮影レンズの焦点調節をロックするロック手段と、前記撮像素子により連続的に被写体を撮像する連写撮影において、前記ロック手段により前記撮影レンズの焦点調節をロックした状態から、前記焦点調節のロックを解除した状態に移行させた場合に、前記連写撮影を一時的に停止させ、前記焦点調節手段で前記撮影レンズの焦点調節を行って前記撮影レンズが被写体に合焦したことを確認した後に、前記連写撮影を再開するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、サーボＡＦを行う場合に、一時的にピントが大きく外れた場合でも、ピントを追従できる状態への復帰に要する時間を短縮可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係わる撮像装置の外観図。 本発明の一実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図。 撮像装置のサーボＡＦ連写動作を示すフローチャート。 撮像装置のサーボＡＦ連写動作を示す概念図。 撮像装置のサーボＡＦ連写動作を示す概念図。

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００の外観を示す図である。

図１において、表示部２８は画像や各種情報を表示する。シャッターボタン６１は撮影指示を行うための操作部材である。モード切替スイッチ６０はデジタルカメラ１００の各種モードを切り替えることが可能である。コネクタ１１２は、パーソナルコンピュータやプリンタなどの外部機器と接続するための接続ケーブル１１１をデジタルカメラ１００に接続する。操作部７０はユーザーからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等から成る。フォーカスロックボタン７１は操作部７０に含まれ、このフォーカスロックボタン７１がユーザーにより押されている期間フォーカスがロックされ、フォーカス追従動作が一時停止される。

コントローラーホイール７３は操作部７０に含まれる回転操作可能な操作部材である。電源スイッチ７２は、電源オン、電源オフを切り替えるための押しボタンである。記録媒体２００はメモリカードやハードディスク等からなり、撮像された画像データなどを記録する。記録媒体スロット２０１は記録媒体２００を格納する。記録媒体２００が記録媒体スロット２０１に格納されると、記録媒体２００とデジタルカメラ１００との通信が可能となり、画像データの記録や再生がなされる。蓋２０２は記録媒体スロット２０１に開閉可能に設けられている。図１においては、蓋２０２を開けてスロット２０１から記録媒体２００の一部を取り出して露出させた状態を示している。

図２は、本実施形態のデジタルカメラ１００の構成を示すブロック図である。図２において、撮影レンズ１０３はズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群からなる。シャッター１０１は光路を開閉する機能と絞り機能を備える。撮像部２２は光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子で構成される。Ａ／Ｄ変換器２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２３は、撮像部２２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる。バリア１０２は、デジタルカメラ１００の、撮影レンズ１０３を含む撮像系を覆うことにより、撮影レンズ１０３、シャッター１０１、撮像部２２を含む撮像系の汚れや破損を防止する。なお、撮像部２２に配置される撮像素子は、焦点検出用画素を有し、撮像面で位相差方式の焦点検出を行うことが可能である。

なお、本発明および本実施形態において、焦点検出用画素とは、焦点検出専用の画素だけでなく、撮像（被写体像の記録）にも焦点検出にも用いられる画素を含むものとする。焦点検出専用の画素の例としては、１つの画素の一部（例えば右半分）が遮蔽され、撮影光学系の射出瞳の一部を通過した光のみを光電変換する画素があげられる。このような焦点検出専用の画素からの出力信号は、同様に１つの画素の一部（例えば左半分）が遮蔽され、射出瞳の別の領域を通過した光のみを光電変換する画素からの出力信号と視差を有するため、位相差方式の焦点検出を行うことができる。また、撮像にも焦点検出にも用いられる画素の例としては、１つの画素に複数の光電変換部（光電変換部Ａ、Ｂ）が配置されており、光電変換部Ａと光電変換部Ｂとが射出瞳の異なる領域を通過した光を光電変換する画素があげられる。この画素の場合、光電変換部Ａからの出力信号と光電変換部Ｂからの出力信号とが視差を有するため、位相差方式の焦点検出を行うことができる。加えて、光電変換部Ａからの出力信号と光電変換部Ｂからの出力信号を加算したり、２つの光電変換部の電荷を１画素からの電荷として同時に読み出したりすることで、撮像用の出力信号を取得することもできる。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、又は、メモリ制御部１５からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部２４は、撮像した画像データのうち焦点検出用画素の出力値の取得、演算機能を有し、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が露光制御、焦点検出制御を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理が行われる。画像処理部２４では更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

Ａ／Ｄ変換器２３からの出力データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いは、メモリ制御部１５を介してメモリ３２に直接書き込まれる。メモリ３２は、撮像部２２によって得られＡ／Ｄ変換器２３によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部２８に表示するための画像データを格納する。メモリ３２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

また、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。こうして、メモリ３２に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器１３を介して表示部２８により表示される。表示部２８は、ＬＣＤ等の表示器上に、Ｄ／Ａ変換器１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。Ａ／Ｄ変換器２３によって一度Ａ／Ｄ変換されメモリ３２に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換器１３でアナログ変換し、表示部２８に逐次転送して表示することで、表示部２８が電子ビューファインダとして機能し、ライブビュー表示を行うことができる。

撮像部２２は、静止画像記録用の全画素読み出し駆動、ライブビュー表示用の低速間引き読み出し連続駆動、オートフォーカス動作用の高速間引き読み出し連続駆動など、目的に応じた複数の動作モードを有している。そして、システム制御部５０は各動作モードをデジタルカメラ１００の動作状態に応じて使い分ける。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能な記録媒体としてのメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいうプログラムとは、本実施形態において後述する各種フローチャートを実行するためのコンピュータプログラムのことである。

システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御する。前述した不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。システムメモリ５２には、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０はメモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。

システムタイマー５３は各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する。モード切替スイッチ６０、シャッターボタン６１、操作部７０はシステム制御部５０に各種の動作指示を入力するために用いられる。モード切替スイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを静止画記録モード、動画撮影モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとしては、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モード切替スイッチ６０で、メニューボタンに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。あるいは、モード切替スイッチ６０でメニューボタンに一旦切り換えた後に、メニューボタンに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。

第１シャッタースイッチ６２は、デジタルカメラ１００に設けられたシャッターボタン６１の操作途中、いわゆる半押し（撮影準備指示）でＯＮとなり第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作を開始する。

第２シャッタースイッチ６４は、シャッターボタン６１の操作完了、いわゆる全押し（撮影指示）でＯＮとなり、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部５０は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２２から信号を読み出してから記録媒体２００に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。

操作部７０の各操作部材は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。利用者は、表示部２８に表示されたメニュー画面と、上下左右の４方向ボタンやＳＥＴボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

コントローラホイール７３は、操作部７０に含まれる回転操作可能な操作部材であり、方向ボタンと共に選択項目を指示する際などに使用される。コントローラホイール７３を回転操作すると、操作量に応じて電気的なパルス信号が発生し、このパルス信号に基づいてシステム制御部５０はデジタルカメラ１００の各部を制御する。このパルス信号によって、コントローラホイール７３が回転操作された角度や、何回転したかなどを判定することができる。なお、コントローラホイール７３は回転操作が検出できる操作部材であればどのようなものでもよい。例えば、ユーザの回転操作に応じてコントローラホイール７３自体が回転してパルス信号を発生するダイヤル操作部材であってもよい。また、タッチセンサよりなる操作部材で、コントローラホイール７３自体は回転せず、コントローラホイール７３上でのユーザの指の回転動作などを検出するものであってもよい。

電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、ＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池やＬｉイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースである。記録媒体２００は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや光ディスク、磁気ディスク等から構成される。

通信部５４は、無線または有線ケーブルによって、映像信号や音声信号等の送受信を行う。通信部５４は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やインターネットとも接続可能である。通信部５４は撮像部２２で撮像した画像（スルー画像を含む）や、記録媒体２００に記録された画像を送信可能であり、また、外部機器から画像データやその他の各種情報を受信することができる。

姿勢検知部５５は重力方向に対するデジタルカメラ１００の姿勢を検知する。姿勢検知部５５で検知された姿勢に基づいて、撮像部２２で撮影された画像が、デジタルカメラ１００を横に構えて撮影された画像であるか、縦に構えて撮影された画像であるかを判別可能である。システム制御部５０は、姿勢検知部５５で検知された姿勢に応じた向き情報を撮像部２２で撮像された画像の画像ファイルに付加したり、画像を回転して記録することなどが可能である。姿勢検知部５５としては、加速度センサーやジャイロセンサーなどを用いることができる。

次に、図２乃至図５を用いて、本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラ１００の動作について説明する。

図２において、システム制御部５０は、第１シャッタースイッチ６２がＯＮされると、ＡＥ・ＡＦを開始し、被写体の変化に合わせて、露出条件の設定、ピント追従（焦点調節）の制御を行う。その後、第２シャッタースイッチ６４がＯＮされると、システム制御部５０は静止画撮像動作に移行し、被写体を連続的に撮影する連写設定がなされている場合には、連写シーケンスが開始される。なお、図２にはレンズ一体型のデジタルカメラの構成を示しているが、本発明はレンズ交換式のデジタルカメラに適用することもできる。この場合システム制御部５０は、カメラ内のレンズ駆動部の代わりに、取り付けられたレンズ内の、レンズ駆動を制御する制御部に対してレンズ駆動量又はデフォーカス量等の焦点調節に必要な情報を送信することで、焦点調節の制御を行うことができる。レンズ内の制御部は、レンズを駆動する駆動部を制御することで焦点調節の制御を行う。

図３は、この連写が行われる場合の撮影動作とＡＦ（オートフォーカス）動作の関係の流れを示すフローチャートである。ここでは、特に本実施形態において特徴的な、連写中のフォーカスロックのＯＮ／ＯＦＦの動作と撮影動作の関係について、
（１）フォーカスロックボタン７１によるフォーカスロック指示が最初からなされておらず、連写撮影の途中でもフォーカスロック指示がなされなかった場合（フォーカスロック指示なしの場合）。
（２）最初からフォーカスロック指示がなされ、連写撮影の途中でもフォーカスロック指示が解除されなかった場合（フォーカスロック指示ありの場合）。
（３）最初にフォーカスロック指示がなされておらず、連写撮影の途中でフォーカスロック指示がなされた場合（フォーカスロック：ＯＦＦ→ＯＮの場合）。
（４）フォーカスロック指示がなされた後に、連写撮影の途中でフォーカスロック指示が解除された場合（フォーカスロック：ＯＮ→ＯＦＦの場合）。
の順番で連写シーケンスについて説明する。

（１）フォーカスロック指示なしの場合
この場合は、図３において、Ｓ４０１→Ｓ４０２→Ｓ４０３→Ｓ４０４→Ｓ４０５→Ｓ４０６→Ｓ４０７→Ｓ４０８→Ｓ４０９→Ｓ４１０→Ｓ４１１→（Ｓ４０６〜Ｓ４１１のループ）の順に処理が進む。

まず、システム制御部５０はフォーカスロックボタン７１によりフォーカスロック指示がユーザーによりなされていないことを確認し（Ｓ４０１）、焦点検出演算処理を行う（Ｓ４０２）。焦点検出演算処理では、撮像部２２から読み出した１フレーム分の画像データから、画像処理部２４を用いて焦点検出用画素の出力値に基づく焦点検出データ（一対の視差画像信号）を取得し、視差画像信号を用いた相関演算をすることにより、焦点検出を行う。焦点検出データは、直前の静止画撮影時に取得された画像データから取得することができる。

システム制御部５０は、焦点検出演算の結果、合焦状態であるか否かを判断し（Ｓ４０３）、合焦状態であると判断された場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）にはＳ４０５に進み、撮影動作へと進む。非合焦であると判断された場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）には、Ｓ４０２で算出した合焦位置までレンズを駆動し（Ｓ４０４）、合焦判定がなされるまで焦点検出演算及びレンズ駆動を繰り返し行う。

システム制御部５０は、撮影動作を開始する際に、フォーカスロックボタン７１の状態を記憶する（Ｓ４０５）。ここでは、フォーカスロックの指示がなされていないので、フォーカスロックがＯＦＦ状態であることが記憶される。

システム制御部５０は、撮像部２２を全画素読み出しに切り替え、静止画露光、読み出し動作を行う（Ｓ４０６）。その後、第２シャッタースイッチ６４がＯＦＦされ、連写終了指示がなされているか否かを判定（Ｓ４０７）し、終了指示がなされている場合には連続撮影動作を終了する。

連写終了指示がなされていない場合には、フォーカスロックがＯＦＦの指示に変化がないことを確認し（Ｓ４０８）、Ｓ４０９の焦点検出演算処理を行う。焦点検出演算処理は、撮像部２２から読み出された１フレーム分の画像データから、画像処理部２４を用いて焦点検出用画素の出力値を取得・演算することにより行われる。焦点検出演算を行った後、システム制御部５０は合焦位置にフォーカスレンズを駆動し（Ｓ４１１）、Ｓ４０６に戻って次の撮影動作に入る。

このように、フォーカスロック指示がない場合には、連写のコマ間の焦点検出演算を１フレーム分に限定し、レンズ駆動後の合焦状態の確認を行わない（Ｓ４０６〜Ｓ４１１のループ）ことによって、高速なサーボＡＦ連写を実現する。なお、ここではＳ４０９において１フレーム分の画像データから焦点検出データを取得する構成としたが、静止画撮影時の画像データを用いてもよい。静止画またはコマ間の所定フレーム数以下に焦点検出データの取得回数を制限することによって、連写のコマ速を向上させることができる。また、１撮影あたりの焦点検出データの取得回数を制限すれば、過去に取得した焦点検出データも含めて焦点検出演算を行っても同様の効果を得ることができる。

図４は、上記のサーボＡＦ連写時における、デジタルカメラ１００に対する距離がリニアに移動している被写体に対するピント追従動作を示す図である。このように、高速に撮影・焦点検出演算・レンズ駆動を同期して実行可能な状態においては、焦点検出データの取得回数に制限があっても問題なく被写体にフォーカスを追従させることが可能である。

（２）フォーカスロック指示ありの場合
この場合は、図３において、Ｓ４０１→Ｓ４０５→Ｓ４０６→Ｓ４０７→Ｓ４０８→Ｓ４０９→Ｓ４１０→（Ｓ４０６〜Ｓ４１０のループ）の順に処理が進む。

まず、システム制御部５０はフォーカスロックボタン７１によりフォーカスロック指示がユーザーによりなされていることを確認し（Ｓ４０１）、Ｓ４０５に進む。

システム制御部５０は、撮影動作を開始する際に、フォーカスロックボタン７１の状態を記憶する（Ｓ４０５）。ここでは、フォーカスロックの指示がなされてるので、フォーカスロックがＯＮ状態であることが記憶される。

システム制御部５０は、撮像部２２を全画素読み出しに切り替え、静止画露光、読み出し動作を行う（Ｓ４０６）。その後、第２シャッタースイッチ６４がＯＦＦされ、連写終了指示がなされているか否かを判定（Ｓ４０７）し、終了指示がなされている場合には連続撮影動作を終了する。

連写終了指示がなされていない場合には、フォーカスロックがＯＮの指示に変化がないことを確認し（Ｓ４０８）、Ｓ４０９の焦点検出演算処理を行う。焦点検出演算処理は、撮像部２２から読み出された１フレーム分の画像データから、画像処理部２４を用いて焦点検出用画素の出力値を取得・演算することにより行われる。焦点検出演算を行った後、システム制御部５０はレンズ駆動を行わずに、Ｓ４０６に戻って次の静止画撮影を行う。

ここで、フォーカスロック指示がなされている場合に、撮影間で焦点検出演算を行うことは必須ではない。しかし、焦点検出データの取得を行っておくことによって、フォーカスロック指示が解除された場合に、ここで取得した焦点検出データを考慮した焦点検出演算を行うことが可能となる。つまり、フォーカスロック指示が解除された場合のピント追従をより速やかに行うことが可能となる。

（３）フォーカスロック：ＯＦＦ→ＯＮの場合
この場合は、図３において、Ｓ４０１→Ｓ４０２→Ｓ４０３→Ｓ４０４→Ｓ４０５→Ｓ４０６→Ｓ４０７→Ｓ４０８→Ｓ４０１→Ｓ４０５→Ｓ４０６→Ｓ４０７→Ｓ４０８→Ｓ４０９→Ｓ４１０→（Ｓ４０６〜Ｓ４１０のループ）の順に処理が進む。

まず、システム制御部５０はフォーカスロックボタン７１によりフォーカスロック指示がユーザーによりなされていないことを確認し（Ｓ４０１）、焦点検出演算処理を行う（Ｓ４０２）。焦点検出演算処理では、撮像部２２から読み出した１フレーム分の画像データから、画像処理部２４を用いて焦点検出用画素の出力値を取得・演算することにより、焦点検出を行う。

システム制御部５０は、焦点検出演算の結果、合焦状態であるか否かを判断し（Ｓ４０３）、合焦状態であると判断された場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）にはＳ４０５に進み、撮影動作へと進む。非合焦であると判断された場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）には、Ｓ４０２で算出した合焦位置までレンズを駆動し（Ｓ４０４）、合焦判定がなされるまで焦点検出演算及びレンズ駆動を繰り返し行う。

システム制御部５０は、撮影動作を開始する際に、フォーカスロックボタン７１の状態を記憶する（Ｓ４０５）。ここでは、フォーカスロックの指示がなされていないので、フォーカスロックがＯＦＦ状態であることが記憶される。なお、ここでは、この後フォーカスロックがＯＦＦからＯＮに切り替えられたものとする。

システム制御部５０は、撮像部２２を全画素読み出しに切り替え、静止画露光、読み出し動作を行う（Ｓ４０６）。その後、第２シャッタースイッチ６４がＯＦＦされ、連写終了指示がなされているか否かを判定（Ｓ４０７）し、終了指示がなされている場合には連続撮影動作を終了する。

連写終了指示がなされていない場合には、フォーカスロックの指示に変化があるか否かを判定する（Ｓ４０８）。ここでは、Ｓ４０５の後にフォーカスロックがＯＦＦからＯＮに切り替えられているので、フォーカスロックの指示に変化があったと判断し、Ｓ４０１に戻る。

Ｓ４０１以降は、（２）で説明した「フォーカスロック指示ありの場合」の処理と同様の動作の流れとなる。

（４）フォーカスロック：ＯＮ→ＯＦＦの場合
続いて、本実施形態の特徴となる、フォーカスロック状態が連写中にＯＮからＯＦＦに変化した場合の動作について説明する。ここでは、上記の（３）でフォーカスロックがＯＮされた後、再びフォーカスロックがＯＦＦされた場合の動作について説明する。

この場合、上記の（２）のＳ４０６〜Ｓ４１０のループの途中のＳ４０８において、フォーカスロックがＯＮからＯＦＦに切り替えられたことが判定され、連写撮影が一時的に停止され、Ｓ４０１に戻る。

そして、Ｓ４０１でフォーカスロックがＯＦＦになっていることが判定され、焦点検出演算処理を行う（Ｓ４０２）。焦点検出演算処理では、撮像部２２から読み出した１フレーム分の画像データから、画像処理部２４を用いて焦点検出用画素の出力値を取得・演算することにより、焦点検出を行う。

システム制御部５０は、焦点検出演算の結果、合焦状態であるか否かを判断し（Ｓ４０３）、合焦状態であると判断された場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）にはＳ４０５に進み、撮影動作へと進む。非合焦であると判断された場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）には、Ｓ４０２で算出した合焦位置までレンズを駆動し（Ｓ４０４）、合焦判定がなされるまで焦点検出演算及びレンズ駆動を繰り返し行う。

Ｓ４０５以降は、（１）で説明した「フォーカスロック指示なしの場合」の処理と同様の動作の流れとなる。

このように、連写中にフォーカスロックがＯＮからＯＦＦに切り替えられた場合は、Ｓ４０２〜Ｓ４０４の動作を行い、焦点検出を行って合焦状態が確認されてから再びＳ４０６〜Ｓ４１１の連写動作のループに移行する。そのため、合焦状態が確認されるまでは焦点調節（測距演算およびレンズ駆動）を撮影よりも優先して行うことができ、フォーカスロックがＯＮからＯＦＦに切り替えられた直後のフォーカス追従を速やかに被写体に合焦した状態に復帰させることができる。

本実施形態のサーボＡＦ連写の構成では、フォーカスロック指示なしの場合、ある程度の速度で、撮影・焦点検出演算・レンズ駆動が同期して繰り返される。これによって、連写期間の焦点検出データ取得回数が制限された状態でも被写体にピント追従させることができる。それに対し、フォーカスロック指示が行われた状況下での撮影が継続されると、被写体位置と合焦位置との差が大きくなってしまう可能性がある。

このような問題に対し、本実施形態では、フォーカスロックがＯＮからＯＦＦに切り替えられた場合に、再度焦点検出演算で合焦したことが確認できるまで、焦点検出演算とレンズ駆動を繰り返す。そして、その後に連写を再開することによって、速やかに主被写体に対して合焦し直すことができ、ピントが外れた画像が多く撮影されてしまう問題を回避することが可能となる。

さらに、フォーカスロック解除直後の焦点検出演算時に、フォーカスロック状態における連写期間に取得された画像データ（連写撮影により取得された撮影データ）、または算出された焦点検出演算結果を用いることにより、さらに効率的に主被写体に合焦し直すことが可能となる。これは、フォーカスロック状態における連写期間に取得された画像データまたは焦点検出演算結果を用いることで、これらの取得にかかる時間を省略し、フォーカスロック解除直後の焦点検出演算の時間を短縮することができるためである。焦点検出演算結果をそのまま用いて焦点調節を行えば、フォーカスロック解除直後の焦点検出演算を省略することもできる。フォーカスロック状態における連写期間に取得された画像データを用いる場合は、フォーカスロック解除後に該画像データから焦点検出データを取得してもよいし、フォーカスロック解除後に、フォーカスロック状態にあるときに取得しておいた焦点検出データを用いた相関演算を行ってもよい。なお、フォーカスロック状態における連写期間に取得された画像データまたは算出された焦点検出演算結果を用いる場合、少なくともフォーカスロック解除直前に取得された画像データまたは焦点検出演算結果を用いることが好ましい。

図５は、上記で説明したサーボＡＦ連写途中でフォーカスロック状態がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦされた場合における、デジタルカメラ１００に対する距離がリニアに移動している被写体に対するピント追従動作を示す図である。このように、フォーカスロック状態がＯＮからＯＦＦ状態に変化した状況において、速やかに被写体に対してピント追従して高速連続撮影状態に復帰することが可能となる。

以上のことから、焦点検出用フレーム数が制限されたサーボＡＦ連写において、一時的にピントが大きく外れた状況からの復帰時にも、ピントの合った画像が撮影可能な撮像装置を提供することが可能となる。

（その他の実施形態）
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。

５０：システム制御部、２２：撮像部、２４：画像処理部、６１：シャッターボタン、６２：第１シャッタースイッチ、６４：第２シャッタースイッチ、７１：フォーカスロックボタン

Claims (10)

1. 焦点検出用画素を有する撮像素子と、
   前記焦点検出用画素の信号を用いて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、
   前記焦点検出手段の出力を用いて、撮影レンズの焦点調節を制御する焦点調節手段と、
   前記撮影レンズの焦点調節をロックするロック手段と、
   前記撮像素子により連続的に被写体を撮像する連写撮影において、前記ロック手段により前記撮影レンズの焦点調節をロックした状態から、前記焦点調節のロックを解除した状態に移行させた場合に、前記連写撮影を一時的に停止させ、前記焦点調節手段で前記撮影レンズの焦点調節を行って前記撮影レンズが被写体に合焦したことを確認した後に、前記連写撮影を再開するように制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記焦点検出手段は、前記撮影レンズの焦点調節をロックしている期間においても、被写体の焦点検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記連写撮影を一時的に停止してから前記連写撮影を再開するまでに行われる前記撮影レンズの焦点調節では、前記焦点調節手段は、前記撮影レンズの焦点調節をロックしていた期間に前記焦点検出手段により検出された焦点検出の結果を用いて前記撮影レンズの焦点調節を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記連写撮影を一時的に停止してから前記連写撮影を再開するまでに行われる前記撮影レンズの焦点調節では、前記焦点調節手段は、前記撮影レンズの焦点調節をロックしていた期間に前記連写撮影により取得された撮影データに基づく信号を用いた焦点検出の結果を用いることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記焦点検出手段は、１フレームの静止画の撮影に対して、予め定められたフレーム数以下の画像データを用いて焦点検出を行う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。
6. 前記焦点検出手段は、１フレームの静止画の撮影に対して、１フレームの画像データを用いて焦点検出を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記連写撮影において前記撮影レンズの焦点調節のロック状態が解除されている場合には、前記制御手段は、前記焦点調節手段に、前記予め定められたフレーム数以下の画像データを用いて検出された前記焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて前記撮影レンズの焦点を調節させつつ、前記連写撮影を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記連写撮影において前記撮影レンズの焦点調節のロック状態に変化がない場合には、前記制御手段は、前記焦点調節手段の焦点調節により被写体に合焦したことを確認せずに前記連写撮影を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記焦点検出用画素は、前記焦点検出手段による前記焦点検出と、前記撮像素子による前記連写撮影における撮影データの取得とに用いられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 焦点検出用画素を有する撮像素子と、前記焦点検出用画素の信号を用いて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力を用いて、撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、を備える撮像装置を制御する方法であって、
    前記撮像素子により連続的に被写体を撮像する連写撮影において、前記撮影レンズの焦点調節をロックするロック工程と、
    前記ロック工程において前記撮影レンズの焦点調節をロックした状態から、前記焦点調節のロックを解除するロック解除工程と、
    前記ロック解除工程により前記焦点調節のロックが解除されたことを受けて、前記連写撮影を一時的に停止させ、前記焦点調節手段で前記撮影レンズの焦点調節を行って前記撮影レンズが被写体に合焦したことを確認した後に、前記連写撮影を再開するように制御する制御工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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