摄像装置的制作方法

本申请为2014年5月7日提交的、申请号为201280054738.5的、发明名称为“摄像装置”的申请的分案申请。

本发明涉及摄像装置。

背景技术：

以往公知一种摄像装置，基于摄像元件所具有的多个焦点检测像素的输出，检测光学系统的像面的偏离量，从而检测光学系统的焦点状态。作为这样的摄像装置，例如已知下述方法：为了防止在进行焦点检测时发生渐晕，将光学系统的光圈值设定成比预定的光圈值小的值(放大侧的值)，进行焦点检测(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-217618号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在现有技术中，为了正式拍摄图像而将光学系统的光圈值从焦点检测时的光圈值变更为摄影光圈值时，伴随着光圈值的变更，光学系统的像面移动，其结果是，存在无法拍摄对焦于被摄体的图像的情况。

本发明要解决的课题在于提供一种能够良好地拍摄图像的摄像装置。

用于解决课题的方案

本发明通过以下解决方式来解决上述课题。

本发明的第一观点的摄像装置的特征在于，具备：摄像部，拍摄光学系统所成的像，并输出与拍摄到的像对应的图像信号；焦点检测部，基于所述图像信号检测在所述光学系统的像面内设定的多个焦点检测位置处的所述光学系统的焦点状态；计算部，计算由所述焦点检测部进行焦点检测时与焦点检测位置对应的所述光学系统的光圈值的缩小侧的限制值作为缩小侧限制值；以及控制部，在由所述焦点检测部进行焦点检测时，基于与进行焦点检测的所述焦点检测位置对应的所述缩小侧限制值来设定所述光学系统的光圈值。

本发明的第二观点的摄像装置的特征在于，具备：摄像部，拍摄光学系统所成的像，并输出与拍摄到的像对应的图像信号；焦点检测部，基于所述图像信号检测所述光学系统的焦点状态；计算部，计算由所述焦点检测部进行焦点检测时与所述光学系统的出瞳的位置对应的所述光学系统的光圈值的缩小侧的限制值作为缩小侧限制值；以及控制部，在由所述焦点检测部进行焦点检测时，基于与所述光学系统的出瞳的位置对应的所述缩小侧限制值来设定所述光学系统的光圈值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，所述计算部计算由所述焦点检测部进行焦点检测时与所述焦点检测位置和所述光学系统的出瞳的位置对应的所述光学系统的光圈值的缩小侧的限制值作为缩小侧限制值，在由所述焦点检测部进行焦点检测时，所述控制部基于与进行焦点检测的所述焦点检测位置和所述光学系统的出瞳的位置对应的所述缩小侧限制值来设定所述光学系统的光圈值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，在由所述焦点检测部进行焦点检测时，所述控制部将所述光学系统的光圈值设定为与所述缩小侧限制值相同的值或者比所述缩小侧限制值靠向放大侧的值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，所述控制部将由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值设定为拍摄图像时的摄影光圈值或者比所述摄影光圈值靠向放大侧的值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，所述控制部将由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值设定为比所述光学系统的放大光圈值靠向缩小侧的值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，在拍摄图像时的摄影光圈值是比所述缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，所述控制部将由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值设定为所述缩小侧限制值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，所述摄像部具有排列成二维状的多个摄像用像素以及与所述摄像用像素混合并排列成一维或二维状的多个焦点检测用像素，所述焦点检测部能够通过相位差检测方式的焦点检测和对比度检测方式的焦点检测中的至少任意一种方式来进行焦点检测，其中，所述相位差检测方式的焦点检测基于从所述焦点检测用像素输出的所述图像信号来检测所述光学系统所成的像面的偏离量，从而检测所述光学系统的焦点状态，所述对比度检测方式的焦点检测基于由所述摄像用像素输出的所述图像信号来计算与所述光学系统所成的像的对比度相关的评价值，并基于算出的所述评价值，检测所述光学系统的焦点状态。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，所述摄像装置还具备取得部，所述取得部从镜头镜筒取得由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值的放大侧的限制值即放大侧限制值，在由所述焦点检测部进行焦点检测时，所述控制部将所述光学系统的光圈值设定在所述放大侧限制值与所述缩小侧限制值的范围内。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，在拍摄图像时的摄影光圈值是比所述放大侧限制值靠向放大侧的值的情况下，所述控制部将由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值设定为所述摄影光圈值。

在上述摄像装置的发明中，可以构成为，在拍摄图像时的摄影光圈值是比所述缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，所述控制部将由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值设定在所述放大侧限制值和所述缩小侧限制值的范围内，在所述摄影光圈值是与所述缩小侧限制值相同的值或者比所述缩小侧限制值靠向放大侧的值的情况下，所述控制部将由所述焦点检测部进行焦点检测时的所述光学系统的光圈值设定在所述放大侧限制值和所述摄影光圈值的范围内。

发明效果

根据本发明，能够良好地拍摄图像。

附图说明

图1是表示本实施方式的相机的框图。

图2是表示图1所示的摄像元件的摄像面的焦点检测位置的主视图。

图3是放大图2的标号22a周边而示意性地表示焦点检测像素222a、222b的排列的主视图。

图4是将摄像像素221中的一个放大表示的主视图。

图5(a)是表示将焦点检测像素222a中的一个放大表示的主视图，图5(b)是表示将焦点检测像素222b中的一个放大表示的主视图。

图6是将摄像像素221中的一个放大表示的剖视图。

图7(a)是表示将焦点检测像素222a中的一个放大表示的剖视图，图7(b)是表示将焦点检测像素222b中的一个放大表示的剖视图。

图8是沿图3的viii-viii线的剖视图。

图9是表示本实施方式的相机的动作的流程图。

图10是表示本实施方式中设定的焦点检测时的光圈值与摄影光圈值的关系的一例的图。

图11是表示步骤s119的扫描动作执行处理的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的数码相机1的主要部分结构图。本实施方式的数码相机1(以下简称为相机1)由相机主体2和镜头镜筒3构成，这些相机主体2和镜头镜筒3通过固定架部4能够拆装地结合。

镜头镜筒3是能够相对于相机主体2拆装的可换镜头。如图1所示，在镜头镜筒3中内置有包括透镜31、32、33以及光圈34的摄影光学系统。

透镜32是聚焦透镜，通过向光轴l1方向移动，能够调节摄影光学系统的焦距。聚焦透镜32被设置成能够沿着镜头镜筒3的光轴l1移动，通过编码器35检测其位置，并通过聚焦透镜驱动马达36调节其位置。

该聚焦透镜32的沿着光轴l1的移动机构的具体结构并不特别限定。如果列举一例，向固定于镜头镜筒3的固定筒可旋转地插入旋转筒，在该旋转筒的内周面形成螺旋槽，并且将固定聚焦透镜32的透镜框的端部嵌合于螺旋槽。并且，通过聚焦透镜驱动马达36使旋转筒旋转，从而固定于透镜框的聚焦透镜32沿着光轴l1直进移动。

如上所述，通过使旋转筒相对于镜头镜筒3旋转，固定于透镜框的聚焦透镜32沿着光轴l1方向直进移动，但作为其驱动源的聚焦透镜驱动马达36设置于镜头镜筒3。聚焦透镜驱动马达36和旋转筒通过例如由多个齿轮构成的变速机连结，使聚焦透镜驱动马达36的驱动轴向某方向旋转驱动时以预定的齿轮比传递至旋转筒，并且旋转筒向某方向旋转，从而固定于透镜框的聚焦透镜32向光轴l1的某方向直进移动。另外，聚焦透镜驱动马达36的驱动轴向反方向旋转驱动时，构成变速机的多个齿轮也向反方向旋转，聚焦透镜32向光轴l1的反方向直进移动。

聚焦透镜32的位置由编码器检测。如上所述，聚焦透镜32的光轴l1方向的位置与旋转筒的旋转角相关，因此如果检测例如旋转筒相对于镜头镜筒3的相对的旋转角就能够求出该位置。

作为本实施方式的编码器35，可以使用如下编码器：通过光斩波器等光传感器检测与旋转筒的旋转驱动连结的旋转圆板的旋转，输出与转速对应的脉冲信号的编码器；或者使设置于固定筒和旋转筒中的任一方的电刷接点与设置于固定筒或旋转筒中的另一方的挠性印刷布线板的表面的编码器图案接触，利用检测电路检测与旋转筒的移动量(旋转方向或任意光轴方向均可)对应的接触位置的变化的编码器等。

聚焦透镜32通过上述旋转筒的旋转能够在从相机身侧的端部(也称为极近端)到被摄体侧的端部(也称为无限端)之间沿着光轴l1方向移动。并且，由编码器35检测出的聚焦透镜32的当前位置信息仅经由透镜控制部37被发送至后述的相机控制部21，通过将基于该信息而算出的聚焦透镜32的驱动位置从相机控制部21经由透镜控制部37发送至聚焦透镜驱动马达36，聚焦透镜驱动马达36进行驱动。

光圈34为了限制穿过上述摄影光学系统而到达摄像元件22的光束的光量并调整虚化量，构成为能够调节以光轴l1为中心的开口直径。例如通过将在自动曝光模式中算出的与光圈值对应的开口直径从相机控制部21经由透镜控制部37发送来进行基于光圈34的开口直径的调节。另外，基于设于相机主体2的操作部28进行的手动操作，将与所设定的摄影光圈值对应的开口直径从相机控制部21输入到透镜控制部37。利用未图示的光圈开口传感器检测光圈34的开口直径，在透镜控制部37中识别当前的开口直径。

而且，在本实施方式中，透镜控制部37将检测光学系统的焦点状态时的光学系统的光圈值的放大侧的限制值作为放大侧限制值预先存储在存储器39中。在此，例如，在设检测光学系统的焦点状态时的光圈值为f1.4、正式拍摄图像时的摄影光圈值为f2.8的情况下，在为了在焦点检测后进行正式拍摄而将光学系统的光圈值从进行焦点检测时的光圈值即f1.4变更为摄影光圈值即f2.8时，由于伴随着光圈值的变更的像面的移动，存在如下情况：在焦点检测时检测出的对焦位置相对于图像的正式拍摄时的光学系统的景深偏离，无法拍摄对焦于在焦点检测时已对焦的被摄体的图像。特别地，光学系统的光圈值越是靠放大侧的值，则该趋势越明显。因此，在这样的情况下，例如，通过将检测光学系统的焦点状态时的光圈值限定至f2为止而无法达到f1.4，抑制伴随着光圈值的变更的像面移动量，即使是在光学系统的光圈值从检测焦点状态时的光圈值变更为摄影光圈值的情况下，也能够拍摄对焦于被摄体的图像。放大侧限制值为，即使在像这样将光学系统的光圈值从焦点检测时的光圈值变更为摄影光圈值的情况下，也能够良好地拍摄图像的、光学系统的光圈值的放大侧的限制值，该放大侧限制值作为每个镜头镜筒3固有的值预先存储在存储器39中。

而且，在本实施方式中，透镜控制部37将放大侧限制值作为距放大光圈值的光圈级数而存储在存储器39中。例如，在放大侧限制值为光圈值(f值)f2的情况下，放大光圈值为f1.2，在用于将光学系统的光圈值从放大光圈值即f1.2变更为放大侧限制值即f2的光圈34的光圈级数为2级的情况下，相机控制部37将放大侧限制值存储为2级。这样，通过将放大侧限制值存储为距放大光圈值的光圈级数，即使是在例如变焦透镜的透镜位置变更的情况下，也能够基于与变焦透镜的透镜位置对应的放大光圈值来求得与变焦透镜的透镜位置对应的放大侧限制值，不必针对每个变焦透镜的透镜位置存储放大光圈值。另外，上述放大光圈值、放大侧限制值和光圈级数仅为一例，并不限定于这些值。

另一方面，在相机主体2上，接收来自上述摄影光学系统的光束l1的摄像元件22设置于摄影光学系统的预定焦点面，在其前表面设有快门23。摄像元件22由ccd、cmos等器件构成，将接收到的光信号转换成电信号并发送至相机控制部21。被发送至相机控制部21的摄影图像信息被逐次向液晶驱动电路25发送并显示于观察光学系统的电子取景器(evf)26，并且在完全按下操作部28所具备的释放按钮(未图示)的情况下，其摄影图像信息被记录到作为记录介质的存储器24。存储器24可以使用能够拆装的卡型存储器、内置型存储器中的任一种。另外，在摄像元件22的摄像面的前方配置有用于截止红外光的红外线截止滤波器以及用于防止图像的折叠噪声的光学低通滤波器。摄像元件22的结构的详情在下文叙述。

在相机主体2上设有相机控制部21。相机控制部21通过设置于固定架部4的电信号接点部41与透镜控制部37电连接，从该透镜控制部37接收透镜信息，并且向着透镜控制部37发送散焦量、光圈开口直径等信息。另外，相机控制部21如上所述从摄像元件22读取像素输出，并且针对读取的像素输出，根据需要实施预定的信息处理从而生成图像信息，将生成的图像信息向电子取景器26的液晶驱动电路25、存储器24输出。另外，相机控制部21进行来自摄像元件22的图像信息的校正、对镜头镜筒3的焦点调节状态、光圈调节状态等的检测等对相机1整体的控制。

并且，相机控制部21除了上述之外，基于从摄像元件22读取的像素数据，进行基于相位检测方式的摄影光学系统的焦点状态的检测以及基于对比度检测方式的光学系统的焦点状态的检测。另外，针对焦点状态的检测方法在下文叙述。

操作部28是快门释放按钮和摄像者用于设定相机1的各种动作模式的输入开关，进行自动对焦模式/手动对焦方式的切换。由该操作部28设定的各种模式被发送至相机控制部21，通过该相机控制部21控制相机1整体的动作。并且，快门释放按钮包括通过半按下按钮而接通的第一开关sw1和通过完全按下按钮而接通的第二开关sw2。

接着，对本实施方式的摄像元件22进行说明。

图2是表示摄像元件22的摄像面的主视图，图3是放大图2的标号22a周边而示意性地表示焦点检测像素222a、222b的排列的主视图。

本实施方式的摄像元件22如图3所示，多个摄像像素221在摄像面的平面上二维排列，由具有使绿色的波长区域透过的彩色滤光器的绿像素g、具有使红色的波长区域透过的彩色滤光器的红像素r以及具有使蓝色的波长区域透过的彩色滤光器的蓝像素b进行所谓拜耳排列(bayerarrangement)而成。即，在相邻的4个像素组223(稠密正方格子排列)中，在一条对角线上排列有2个绿像素，在另一条对角线上排列有各1个红像素和蓝像素。以该拜耳排列的像素组223为单位，将该像素组223在摄像元件22的摄像面上二维地反复排列，从而构成摄像元件22。

另外，单位像素组223的排列除了图示的稠密正方格子以外，例如也可以形成为稠密六方格子排列。另外，彩色滤光器的结构、排列并不限定于此，也可以采用互补色滤光器(绿：g、黄：ye、品红：mg、青：cy)的排列。

图4是将摄像像素221中的一个放大表示的主视图，图6是剖视图。一个摄像像素221由微透镜2211、光电转换部2212、未图示的彩色滤光器构成，如图6的剖视图所示，在摄像元件22的半导体电路基板2213的表面嵌装有光电转换部2212，在其表面形成有微透镜2211。光电转换部2212形成为接收从微透镜2211通过摄影光学系统的出瞳(例如f1.0)的摄像光束的形状，接收摄像光束。

另外，在摄像元件22的摄像面的中心以及相对于中心左右对称的位置的三个部位，取代上述摄像像素221而设有排列了焦点检测像素222a、222b的焦点检测像素列22a、22b、22c。并且，如图3所示，一个焦点检测像素列由多个焦点检测像素222a以及222b彼此相邻地交替排列成横一列(22a、22c、22c)而构成。在本实施方式中，焦点检测像素222a以及222b在拜耳排列的摄像像素221的绿像素g和蓝像素b的位置不设置间隙地紧密地排列。

另外，图2所示的焦点检测像素列22a～22c的位置并不仅限于图示的位置，也可以配置于任意一处、两处或者四处以上的位置。另外，在实际的焦点检测时，也可以从多个配置的焦点检测像素列22a～22c中通过摄影者对操作部28进行手动操作将所希望的焦点检测像素列作为焦点检测区而选择。

图5(a)是表示将焦点检测像素222a中的一个放大表示的主视图，图7(a)是焦点检测像素222a的剖视图。另外，图5(b)是表示将焦点检测像素222b中的一个放大表示的主视图，图7(b)是焦点检测像素222b的剖视图。焦点检测像素222a如图5(a)所示，由微透镜2221a、半圆形状的光电转换部2222a构成，如图7(a)的剖视图所示，在摄像元件22的半导体电路基板2213的表面嵌装有光电转换部2222a，在其表面形成有微透镜2221a。另外，焦点检测像素222b如图5(b)所示，由微透镜2221b、光电转换部2222b构成，如图7(b)的剖视图所示，在摄像元件22的半导体电路基板2213的表面嵌装有光电转换部2222b，在其表面形成有微透镜2221b。并且，这些焦点检测像素222a以及222b如图3所示，彼此相邻地交替排列成横一列，从而构成图2所示的焦点检测像素列22a～22c。

另外，焦点检测像素222a、222b的光电转换部2222a、2222b形成为接收从微透镜2221a、2221b穿过摄影光学系统的出瞳的预定区域(例如f2.8)的光束的形状。另外，焦点检测像素222a、222b中没有设置彩色滤光器，其分光特性综合了进行光电转换的光电二极管的分光特性和未图示的红外线截止滤波器的分光特性。其中，也可以构成为具备与摄像像素221相同的彩色滤光器中的一个、例如绿色滤光器。

另外，图5(a)、图5(b)所示的焦点检测像素222a、222b的光电转换部2222a、2222b为半圆形状，但光电转换部2222a、2222b的形状并不限定于此，也可以是其他形状，例如是椭圆形状、矩形状、多边形状。

在此，对基于上述焦点检测像素222a、222b的像素输出检测摄影光学系统的焦点状态的所谓相位差检测方式进行说明。

图8是沿图3的viii-viii线的剖视图，表示配置于摄影光轴l1附近的彼此相邻的焦点检测像素222a-1、222b-1、222a-2、222b-2分别接收从出瞳350的测距瞳351、352照射的光束ab1-1、ab2-1、ab1-2、ab2-2。另外，在图8中，仅仅例示了多个焦点检测像素222a、222b中位于摄影光轴l1附近的焦点检测像素，但对于图8所示的焦点检测像素以外的其他焦点检测像素，同样地构成为分别接收从一对测距瞳351、352照射的光束。

在此，出瞳350是设定在配置于摄影光学系统的预定焦点面的焦点检测像素222a、222b的微透镜2221a、2221b的前方的距离d的位置的像。距离d是对应于微透镜的曲率、折射率、微透镜与光电转换部的距离等唯一确定的值，将该距离d称为测距瞳距离。另外，测距瞳351、352是指，通过焦点检测像素222a、222b的微透镜2221a、2221b分别投影的光电转换部2222a、2222b的像。

另外，在图8中，焦点检测像素222a-1、222b-1、222a-2、222b-2的排列方向与一对测距瞳351、352的并列方向一致。

另外，如图8所示，焦点检测像素222a-1、222b-1、222a-2、222b-2的微透镜2221a-1、2221b-1、2221a-2、2221b-2配置于摄影光学系统的预定焦点面附近。并且，将配置于微透镜2221a-1、2221b-1、2221a-2、2221b-2的背后的各光电转换部2222a-1、2222b-1、2222a-2、2222b-2的形状投影到从各微透镜2221a-1、2221b-1、2221a-2、2221b-2离开测距距离d的出瞳350上，其投影形状形成测距瞳351、352。

即，以使各焦点检测像素的光电转换部的投影形状(测距瞳351、352)在距离为测距距离d的出瞳350上一致的方式来确定各焦点检测像素中的微透镜和光电转换部的相对位置关系，由此来决定各焦点检测像素中的光电转换部的投影方向。

如图8所示，焦点检测像素222a-1的光电转换部2222a-1输出与由穿过测距瞳351并向着微透镜2221a-1的光束ab1-1在微透镜2221a-1上形成的像的强度对应的信号。同样地，焦点检测像素222a-2的光电转换部2222a-2输出与由穿过测距瞳351并向着微透镜2221a-2的光束ab1-2在微透镜2221a-2上形成的像的强度对应的信号。

另外，焦点检测像素222b-1的光电转换部2222b-1输出与由穿过测距瞳352并向着微透镜2221b-1的光束ab2-1在微透镜2221b-1上形成的像的强度对应的信号。同样地，焦点检测像素222b-2的光电转换部2222b-2输出与由穿过测距瞳352并向着微透镜2221b-2的光束ab2-2在微透镜2221b-2上形成的像的强度对应的信号。

另外，将上述两种焦点检测像素222a、222b如图3所示地呈直线状地配置多个，通过将各焦点检测像素222a、222b的光电转换部2222a、2222b的输出汇总到与测距瞳351和测距瞳352分别对应的输出组，获得与分别穿过测距瞳351和测距瞳352的焦点检测光束在焦点检测像素列上形成的一对像的强度分布相关的数据。并且，通过对该强度分布数据实施相关运算处理或者相位差检测处理等像偏移检测运算处理，能够检测基于所谓相位差检测方式的像偏移量。

另外，通过对所获得的像偏移量实施与一对测距瞳的重心间隔相对应的转换运算，能够求出当前的焦点面(是指与预定焦点面上的微透镜阵列的位置对应的焦点检测区中的焦点面)相对于预定焦点面的偏差、即散焦量。

另外，这些基于相位检测方式的像偏移量的运算以及基于此的散焦量的运算由相机控制部21执行。

而且，相机控制部21读取摄像元件22的摄像像素221的输出，并基于读取的像素输出进行焦点评价值的运算。该焦点评价值例如能够通过使用高通滤波器提取来自摄像元件22的摄像像素221的图像输出的高频成分来求得。而且，也可以通过使用截止频率不同的两个高通滤波器提取高频成分来求得。

并且，执行对比度检测方式的焦点检测：相机控制部21向透镜控制部37发送控制信号并以预定的采样间隔(距离)驱动聚焦透镜32，求得各个位置的焦点评价值，将该焦点评价值达到最大的聚焦透镜32的位置作为对焦位置求得。另外，该对焦位置例如可以通过在驱动聚焦透镜32的同时计算出焦点评价值的情况下，在焦点评价值上升两次后再下降两次地推移的情况下，使用这些焦点评价值进行内插法等运算来求得。

接着，说明本实施方式的相机1的动作例。图9是表示本实施方式的相机1的动作例的流程图。另外，以下的动作通过将相机1的电源接通而开始。

首先，在步骤s101中，通过相机控制部21进行放大侧限制值的取得。放大侧限制值是检测光学系统的焦点状态时的光学系统的光圈值的放大侧的限制值，其存储在镜头镜筒3的存储器39中。因此，相机控制部21经由透镜控制部37从存储器39取得放大侧限制值。另外，在本实施方式中，放大侧限制值作为距放大光圈值的光圈级数被存储在镜头镜筒3的存储器39中，因此，相机控制部21基于放大光圈值和距放大光圈值的光圈级数，求得进行焦点检测时的光学系统的光圈值的放大侧的限制值(f值)作为放大侧限制值。

在步骤s102中，通过相机控制部21进行确定用于进行焦点检测的焦点检测区的处理。例如，相机控制部21基于从摄像像素221输出的图像信号来检测人物的脸部等摄像图像内的特定被摄体，如图2所示，将在摄影画面内设定的多个焦点检测区afp1～afp3中与检测出的特定被摄体对应的焦点检测区确定为用于进行焦点检测的焦点检测区。

接着，在步骤s103中，通过相机控制部21基于在步骤s102确定的焦点检测区的位置进行缩小侧限制值的计算。具体来说，相机控制部21计算以在步骤s102中确定的焦点检测区进行焦点检测时，能够有效地防止渐晕的发生并能够得到良好的焦点检测精度的光圈值中最靠缩小侧的值来作为缩小侧限制值。

在此，焦点检测区的位置越靠近光轴的中心位置，则渐晕的程度越小，焦点检测区的位置越远离光轴的中心位置，则渐晕的程度越大。而且，光学系统的光圈值越是靠放大侧的值，则渐晕的程度越小，光学系统的光圈值越是靠缩小侧的值，则渐晕的程度越大。因此，用于进行焦点检测的焦点检测区的位置越靠近光轴的中心，则相机控制部21将缩小侧限制值计算得越是靠缩小侧的值，另一方面，用于进行焦点检测的焦点检测区的位置越远离光轴的中心，则相机控制部21将缩小侧限制值计算得越是靠放大侧的值。例如，在图2所示的例子中，焦点检测区afp1比焦点检测区afp2、afp3靠近光轴的中心o，因此将与焦点检测区afp1对应的缩小侧限制值计算得比与焦点检测区afp2、afp3的位置对应的缩小侧限制值是靠缩小侧的值。

接着，在步骤s104，通过相机控制部21，基于在步骤s101中取得的放大侧限制值和在步骤s103中算出的缩小侧限制值，进行将光学系统的光圈值(f值)设定为用于进行焦点检测的光圈值的处理。具体来说，在为了正式拍摄图像而设定的摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，相机控制部21将光学系统的光圈值设定为缩小侧限制值。在此，图10是表示为了进行焦点检测而设定的光圈值与摄影光圈值的关系的一例的图。另外，在图10所示的例子中，示出了在放大光圈值为f1.2、最大光圈值(最大f值)为f16的镜头镜筒3中，放大侧限制值取得为f2.8，缩小侧限制值取得为f5.6的情况。例如，在图10的(a)中，摄影光圈值被设定为f16，摄影光圈值即f16是比缩小侧限制值即f5.6靠向缩小侧的值，因此相机控制部21将光学系统的光圈值设定为缩小侧限制值即f5.6。而且，在图10的(b)中，摄影光圈值为f8，因此与图10的(a)同样地，相机控制部21将光学系统的光圈值设定为缩小侧限制值即f5.6。

而且，在为了正式拍摄图像而设定的摄影光圈值是与缩小侧限制值相同的值或比缩小侧限制值靠向放大侧的值的情况下，相机控制部21将光学系统的光圈值设定为摄影光圈值。例如，在图10的(c)中，由于摄影光圈值与缩小侧限制值同样为f5.6，因此相机控制部21将光学系统的光圈值设定为摄影光圈值即f5.6。而且，在图10的(d)中，摄影光圈值被设定为f4，摄影光圈值即f4是比缩小侧限制值即f5.6靠向放大侧的值，因此相机控制部21将光学系统的光圈值设定为摄影光圈值即f4。同样地，在图10的(e)～(g)中，与图10的(d)同样地，由于摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向放大侧的值，因此相机控制部21将光学系统的光圈值设定为摄影光圈值。

在步骤s105中，通过相机控制部21将摄影画面分割成多个区域，并且进行对每个分割成的各区域进行测光的多分区测光(多区分割测光)，计算摄影画面整体的亮度值bv。接着，通过相机控制部21，基于算出的摄影画面整体的亮度值bv，以使摄影画面整体恰当地曝光的方式变更光敏度sv和曝光时间tv中的至少一方。另外，在步骤s105中，使与在步骤s104中设定的光圈值对应的光圈av固定不变地变更光敏度sv和曝光时间tv中的至少一方。接着，基于变更的光敏度sv、曝光时间tv，通过设定例如快门23的快门速度、摄像元件21的灵敏度等，控制对摄像元件22的曝光。

在步骤s106中，通过相机控制部21来判断是否通过步骤s105的曝光控制使摄影画面整体恰当曝光。在仅靠光敏度sv、曝光时间tv的变更无法使摄影画面整体恰当曝光的情况下，前进至步骤s107，另一方面，在通过变更光敏度sv和曝光时间tv中的至少一方能够使摄影画面整体恰当曝光的情况下，前进至步骤s109。

在步骤s107中，由于判断为仅靠光敏度sv、曝光时间tv的变更无法使摄影画面整体恰当曝光，因此通过相机控制部21进行光圈av的变更。具体来说，在摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值与缩小侧限制值的范围内的方式，基于摄影画面整体的亮度值bv变更光圈av。例如，在图10的(a)中，摄影光圈值即f16是比缩小侧限制值即f5.6靠向缩小侧的值，因此相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值即f2.8到缩小侧限制值即f5.6的范围内的方式变更光圈av，进行曝光控制以使摄影画面整体恰当曝光。图10的(b)也是同样的。

而且，在摄影光圈值是与缩小侧限制值相同的值或者比缩小侧限制值靠向放大侧的值的情况下，相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值与摄影光圈值的范围内的方式，基于摄影画面整体的亮度值bv变更光圈av。例如，在图10的(c)中，摄影光圈值即f5.6是与缩小侧限制值即f5.6相同的值，因此相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值即f2.8到摄影光圈值即f5.6的范围内的方式变更光圈av。而且，在图10的(d)中，摄影光圈值即f4是比缩小侧限制值即f5.6靠向放大侧的值，因此相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值即f2.8到摄影光圈值即f4的范围内的方式变更光圈av。

另外，在摄影光圈值是与放大侧限制值相同的值或比放大侧限制值靠向放大侧的值的情况下，相机控制部21将光学系统的光圈值保持为摄影光圈值不变。例如，在图10的(e)中，由于摄影光圈值即f2.8与放大侧限制值即f2.8是相同的值，因此相机控制部21将光学系统的光圈值保持为摄影光圈值即f2.8不变。图10的(f)～(g)也是同样的。而且，在本实施方式中，例如如图10的(a)～(d)所示，相机控制部21在能够在预定的光圈值的范围内变更光圈av的情况下，将光圈av向放大侧稍稍带有余量地变更，以便即使在摄影画面整体的亮度值bv再次变化时，也可以不再变更光圈av。

在步骤s108中，通过相机控制部21，在由步骤s107变更的光圈av下，以使摄影画面整体恰当曝光的方式确定光敏度sv和曝光时间tv。具体来说，与步骤s105同样地，相机控制部21在摄影画面整体进行多区分割测光，计算摄影画面整体的亮度值bv。接着，相机控制部21基于算出的亮度值bv和由步骤s107变更的光圈av，确定使摄影画面整体恰当曝光的光敏度sv和曝光时间tv，基于确定的光敏度sv和曝光时间tv以及由步骤s107变更的光圈av，控制对摄像元件22的曝光。

接着，在步骤s109中，通过相机控制部21进行基于相位差检测方式的散焦量的计算处理。具体来说，首先，通过摄像元件22进行来自光学系统的光束的受光，通过相机控制部21，从构成摄像元件22的3个焦点检测像素列22a～22c的各焦点检测像素222a、222b读取与一对像对应的一对像数据。在该情况下，可以构成为在通过拍摄者的手动操作选择特定的焦点检测位置时，仅读取来自与该焦点检测位置对应的焦点检测像素的数据。并且，相机控制部21基于读取的一对像数据执行像偏移检测运算处理(相关运算处理)，计算与三个焦点检测像素列22a～22c对应的焦点检测位置的像偏移量，进而将像偏移量变换为散焦量。而且，相机控制部21对算出的散焦量的可靠性进行评价。例如，相机控制部21可以基于一对像数据的一致度、对比度等来判断散焦量的可靠性。

在步骤s110中，通过相机控制部21进行是否存在操作部28具备的快门释放按钮的半按下(第一开关sw1的接通)的判断。在快门释放按钮被半按下的情况下，前进至步骤s111。另一方面，在快门释放按钮未被半按下的情况下，回到步骤s105，直到快门释放按钮被半按下为止，反复执行曝光控制和散焦量的计算。

在步骤s111中，通过相机控制部21来进行是否通过相位差检测方式计算出了散焦量的判断。在计算出了散焦量的情况下，判断为能够测距，前进至步骤s112，另一方面，在无法计算出散焦量的情况下，判断为不能测距，前进至步骤s116。另外，在本实施方式中，即使在计算出了散焦量的情况下，在算出的散焦量的可靠性低的情况下，作为无法计算出散焦量的情况来处理，前进至步骤s116。在本实施方式中，例如，在被摄体的对比度低的情况下、在被摄体是超低亮度被摄体的情况下、或者在被摄体是超高亮度被摄体的情况下等，判断为散焦量的可靠性低。

在步骤s112中，通过相机控制部21基于在步骤s109中算出的散焦量，计算将聚焦透镜32驱动到对焦位置所需的透镜驱动量，将算出的透镜驱动量经由透镜控制部37发送到聚焦透镜驱动马达36。由此，通过聚焦透镜驱动马达36，基于算出的透镜驱动量，进行聚焦透镜32的驱动。

在步骤s113中，通过相机控制部21进行是否存在快门释放按钮的全按下(第二开关sw2的接通)的判断。在第二开关sw2接通的情况下，前进至步骤s114，另一方面，在第二开关sw2未接通的情况下，回到步骤s105。

在步骤s114中，为了进行图像的正式拍摄，通过相机控制部21进行将光学系统的光圈值设定为摄影光圈值的处理。例如，在图10的(a)所示的例子中，相机控制部21为了正式拍摄图像而将光学系统的光圈值从焦点检测时的光圈值(放大侧限制值即f2.8到缩小侧限制值即f5.6的范围内)变更至摄影光圈值即f16。同样地，在图10的(b)～(g)所示的例子中，也将光学系统的光圈值从用于进行焦点检测的光圈值变更为用于正式拍摄图像的摄影光圈值。接着，在接下来的步骤s115中，以在步骤s114中设定的光圈值，利用摄像元件22进行图像的正式拍摄，将拍摄的图像的图像数据存储到存储器24。

另一方面，当在步骤s111判断为无法计算出散焦量的情况下，为了进行适于焦点检测的曝光，前进至步骤s116。在步骤s116中，通过相机控制部21进行焦点检测用的曝光控制，以得到适于焦点检测的曝光。具体来说，相机控制部21基于摄像元件22的输出，在分别包括焦点检测区(图2所示的焦点检测像素列22a、22b、22c)的预定区域内进行点测光，计算包括焦点检测区的预定区域内的亮度值spotbv。接着，相机控制部21基于算出的亮度值spotbv，以得到适于焦点检测的曝光(例如，比恰当曝光亮一级的曝光)的方式确定光敏度sv、曝光时间tv和光圈av。另外，在步骤s116的焦点检测用的曝光控制中，也与步骤s105～s108同样地，相机控制部21优先地变更光敏度sv和曝光时间tv，只在仅靠光敏度sv和曝光时间tv的变更无法得到适于焦点检测的曝光的情况下，基于在步骤s101、s103中取得的放大侧限制值和缩小侧限制值变更光圈av。即，如图10的(a)～(b)所示的例子那样，在摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值与缩小侧限制值的范围内的方式，基于包括焦点检测区的预定区域内的亮度值spotbv变更光圈av。而且，如图10的(c)～(d)所示，在摄影光圈值是与缩小侧限制值相同的值或者比缩小侧限制值靠向放大侧的值的情况下，相机控制部21以使光学系统的光圈值处于放大侧限制值与摄影光圈值的范围内的方式，基于包括焦点检测区的预定区域内的亮度值spotbv变更光圈av，并且，如图10的(e)～(g)所示，在摄影光圈值是与放大侧限制值相同的值或比放大侧限制值靠向放大侧的值的情况下，相机控制部21将光学系统的光圈值保持为摄影光圈值不变。

在步骤s117中，通过相机控制部21，基于由适于焦点检测的曝光得到的图像数据，进行散焦量的计算，在接下来的步骤s118中，通过相机控制部21，基于由适于焦点检测的曝光得到的图像数据，进行是否计算出了散焦量的判断。在计算出了散焦量的情况下，前进至步骤s112，基于算出的散焦量进行聚焦透镜32的驱动处理。另一方面，在即使采用由适于焦点检测的曝光得到的图像数据也无法计算出散焦量的情况下，前进至步骤s119，进行后述的扫描动作执行处理。另外，步骤s118中，也与步骤s111同样地，即使在计算出了散焦量的情况下，在算出的散焦量的可靠性低的情况下，作为无法计算出散焦量的情况来处理。

在步骤s119中，通过相机控制部21进行用于执行扫描动作的扫描动作执行处理。在此，扫描动作是指如下动作：通过聚焦透镜驱动马达36对聚焦透镜32进行扫描驱动，同时通过相机控制部21以预定的间隔同时进行利用相位差检测方式的散焦量的计算和焦点评价值的计算，由此，以预定的间隔同时执行利用相位差检测方式的对焦位置的检测与利用对比度检测方式的对焦位置的检测。在以下，参照图11说明本实施方式的扫描动作执行处理。另外，图11是表示本实施方式的扫描动作执行处理的流程图。

首先，在步骤s201中，通过相机控制部21进行扫描动作的开始处理。具体来说，相机控制部21向透镜控制部37发送扫描驱动开始指令，透镜控制部37基于来自相机控制部21的指令，使聚焦透镜驱动马达36驱动，对聚焦透镜32沿光轴l1进行扫描驱动。另外，进行扫描驱动的方向并不特别限定，可以使聚焦透镜32的扫描驱动从无限端向极近端进行，或者也可以从极近端向无限端进行。

接着，相机控制部21在驱动聚焦透镜32的同时，以预定间隔从摄像元件22的焦点检测像素222a、222b读取与一对像对应的一对像数据，基于该读取，通过相位差检测方式进行散焦量的计算和对算出的散焦量的可靠性的评价，并且在驱动聚焦透镜32的同时，以预定间隔从摄像元件22的摄像像素221进行像素输出的读取，基于该读取，计算焦点评价值，由此，通过取得不同的聚焦透镜位置处的焦点评价值，利用对比度检测方式进行对焦位置的检测。

在步骤s202中，通过相机控制部21来判断进行扫描动作的结果是否为通过相位差检测方式计算出了散焦量。在计算出了散焦量的情况下，判断为能够测距，前进至步骤s205，另一方面，在无法算出散焦量的情况下，判断为不能测距，前进至步骤s203。

在步骤s203中，通过相机控制部21来判断进行扫描动作的结果是否为通过对比度检测方式检测出了对焦位置。在通过对比度检测方式检测出了对焦位置的情况下，前进至步骤s207，另一方面，在无法检测出对焦位置的情况下，前进至步骤s204。

在步骤s204中，通过相机控制部21来判断是否对聚焦透镜32的可驱动范围的整个区域进行了扫描动作。在未对聚焦透镜32的可驱动范围的整个区域进行扫描动作的情况下，回到步骤s202，通过重复步骤s202～s204，继续进行如下动作：在进行扫描动作即在对聚焦透镜32进行扫描驱动的同时，以预定的间隔同时执行利用相位差检测方式的散焦量的计算和利用对比度检测方式的对焦位置的检测。另一方面，在对聚焦透镜32的可驱动范围的整个区域完成了扫描动作的执行的情况下，前进至步骤s208。

接着，在步骤s202中判断为执行扫描动作的结果是利用相位差检测方式计算出了散焦量的情况下，前进至步骤s205，在步骤s205中，基于利用相位差检测方式算出的散焦量，进行对焦动作。

即，在步骤s205中，首先，通过相机控制部21，在进行了扫描动作的停止处理后，根据算出的散焦量计算将聚焦透镜32驱动到对焦位置所需的透镜驱动量，将算出的透镜驱动量经由透镜控制部37发送到透镜驱动马达36。接着，透镜驱动马达36基于由相机控制部21算出的透镜驱动量，将聚焦透镜32驱动到对焦位置。在聚焦透镜32向对焦位置的驱动完成后，前进至步骤s206，在步骤s206中，通过相机控制部21判断为对焦。

而且，在步骤s203中判断为执行扫描动作的结果是利用对比度检测方式检测出了对焦位置的情况下，前进至步骤s207，基于利用对比度检测方式检测出的对焦位置，进行对焦透镜32的驱动动作。

即，通过相机控制部21，在进行了扫描动作的停止处理后，基于利用对比度检测方式检测出的对焦位置，进行将聚焦透镜32驱动至对焦位置的透镜驱动处理。接着，在聚焦透镜32向对焦位置的驱动完成后，前进至步骤s206，通过相机控制部21判断为对焦。

另一方面，在步骤s204中，在判断为对聚焦透镜32的可驱动范围的整个区域完成了扫描动作的执行的情况下，前进至步骤s208。在步骤s208中，进行扫描动作的结果是，无论通过相位差检测方式和对比度检测方式中的哪一种方式，都无法进行焦点检测，因此进行扫描动作的结束处理，接下来，前进至步骤s209，通过相机控制部21判断为无法对焦。

接着，在步骤s119的扫描动作执行处理结束后，前进至步骤s120，通过相机控制部21基于扫描动作执行处理的对焦判断的结果进行是否已对焦的判断。当在扫描动作执行处理中判断为对焦的情况下(步骤s206)，前进至步骤s113。另一方面，在判断为无法对焦的情况下(步骤s209)，前进至步骤s121，在步骤s121，进行无法对焦显示。无法对焦显示例如由电子取景器26进行。

如上所述，在本实施方式中，从镜头镜筒3取得进行焦点检测时的光学系统的光圈值的放大侧的限制值作为放大侧限制值，并且根据进行焦点检测的焦点检测区的位置计算进行焦点检测时的光学系统的光圈值的缩小侧的限制值作为缩小侧限制值。并且，基于从镜头镜筒3取得的放大侧限制值和与用于进行焦点检测的焦点检测区对应的缩小侧限制值，设定进行焦点检测时的光学系统的光圈值。具体来说，在正式拍摄图像时的摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，将进行焦点检测时的光学系统的光圈值设定在放大侧限制值和缩小侧限制值的范围内。这样，在本实施方式中，通过将进行焦点检测时的光学系统的光圈值限定为比放大侧限制值靠向缩小侧的值，从而即使是在为了正式拍摄图像而将光学系统的光圈值从焦点检测时的光圈值变更为用于正式拍摄图像的摄影光圈值的情况下，也能够使伴随着光学系统的光圈值的变更的光学系统的像面的移动量在预定值以下，其结果是，能够使在焦点检测中检测出的对焦位置处于图像的正式拍摄时的光学系统的景深的范围内，能够拍摄对焦于被摄体的图像。

而且，在本实施方式中，在正式拍摄图像时的摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向缩小侧的值的情况下，将进行焦点检测时的光学系统的光圈值限定为比缩小侧限制值靠向放大侧的值，从而能够有效地防止焦点检测时发生渐晕，能够恰当地检测光学系统的焦点状态。并且，在本实施方式中，在摄影光圈值是比缩小侧限制值靠向放大侧的值的情况下，将进行焦点检测时的光学系统的光圈值设定在放大侧限制值和摄影光圈值的范围内，从而将进行焦点检测时的光学系统的光圈值限定为不会比摄影光圈值靠向缩小侧的值，由此，能够有效地防止在正式拍摄图像时，正式拍摄图像时的景深比进行焦点检测时的景深浅，并且在正式拍摄图像时，在焦点检测时对焦了的被摄体偏离光学系统的景深的情况，其结果是，能够良好地拍摄对焦于被摄体的图像。

并且，在本实施方式中，通过基于进行焦点检测的焦点检测区的位置计算缩小侧限制值，能够有效地防止渐晕的发生，能够以更高精度设定能够得到良好的焦点检测精度的缩小侧限制值，由此，能够更恰当地设定焦点检测时的光圈值。

另外，以上说明的实施方式是为了便于理解本发明而记载的，并不是为了限定本发明而记载的。因此，上述实施方式中公开的各要素的主旨在于包括属于本发明的技术范围的所有的设计变更或等同技术。

例如，在上述实施方式中，举例示出了基于与用于进行焦点检测的焦点检测区对应的缩小侧限制值来设定焦点检测时的光圈值的结构，然而不限定于该结构，例如也可以计算与光学系统的出瞳的位置对应的缩小侧限制值，基于与该光学系统的出瞳的位置对应的缩小侧限制值来设定焦点检测时的光学系统的光圈。例如，在聚焦透镜32、变焦透镜配置在比光圈34靠机身侧的情况下，存在着由于聚焦透镜32、变焦透镜的驱动而导致光学系统的出瞳的位置变化的情况。在该情况下，在光轴方向上的出瞳350的位置与测距瞳351、352的位置的差较大时，在一对焦点检测像素222a、222b渐晕的程度不平衡、或者各焦点检测像素222a、222b的渐晕的程度变大。因此，也可以构成为，光学系统的出瞳350的位置越靠近测距瞳351、352的位置，则越将缩小侧限制值计算成是缩小侧的值，光学系统的出瞳350的位置越远离测距瞳351、352，则越将缩小侧限制值计算成是放大侧的值，从而计算与光学系统的出瞳的位置对应的缩小侧限制值。在该情况下，也能够有效地防止渐晕的发生，能够以更高精度设定能够得到良好的焦点检测精度的缩小侧限制值。并且，也可以构成为，计算与焦点检测区的位置和光学系统的出瞳的位置对应的缩小侧限制值。在该情况下，能够以更高精度设定缩小侧限制值。

而且，在上述实施方式中，举例示出了基于焦点检测区的位置计算并求得与该焦点检测区的位置对应的缩小侧限制值的结构，但是在该情况下，例如也可以将与焦点检测区的位置对应的缩小侧限制值预先存储在相机控制部21所具备的存储器中，从在存储器中存储的与各焦点检测区的位置对应的缩小侧限制值中计算并求得与用于进行焦点检测的焦点检测区对应的缩小侧限制值。

另外，上述实施方式的相机1并不特别限定，本发明也可以应用于例如数码摄像机、数码单反相机、镜头一体型的数码相机、移动电话用的相机等其他光学设备。

标号说明

1：数码相机

2：相机主体

21：相机控制部

22：摄像元件

221：摄像像素

222a、222b：焦点检测像素

28：操作部

3：镜头镜筒

32：聚焦透镜

36：聚焦透镜驱动马达

37：透镜控制部