(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルスチルカメラであって、
第１の位置と第２の位置とで移動可能な可動式ミラーと、
前記可動式ミラーが前記第２の位置にあるときに被写体からの光を撮像レンズを介して所定の撮像面で受光し、被写体像を光電変換して撮像画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子から得られる撮像画像に基づいて前記被写体像のコントラストに応じた所定の評価値を求める評価値算出手段と、
前記可動式ミラーが前記第１の位置にあるときに前記被写体からの光を受光して、前記被写体像の合焦位置に応じた位相差検出信号を発生させることにより、合焦位置を検出する位相差方式ＡＦ検出手段と、
前記評価値算出手段で得られる前記評価値、または前記位相差方式ＡＦ検出手段で得られる前記位相差検出信号、に基づいて前記撮像レンズを駆動して合焦位置を移動させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記可動式ミラーを前記第１の位置に設置した状態で前記位相差検出信号に基づいて前記撮像レンズを駆動させた後、前記可動式ミラーを前記第２の位置に移動させて前記評価値に基づいて前記撮像レンズを駆動することで、前記合焦位置を前記撮像面に一致させることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
所定の露出演算を行って撮影時における適正露出値を求め、前記適正露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御が完了した後に、前記評価値に基づいた前記撮像レンズの駆動を行うことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御と並行して、前記位相差検出信号に基づいた前記撮像レンズの駆動を行うことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデジタルスチルカメラにおいて、
前記制御手段は、前記撮像レンズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合に、前記位相差検出信号に基づいて前記撮像レンズを駆動させた後に、前記評価値に基づいて前記撮像レンズを駆動するように構成されることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルスチルカメラに関し、特にデジタルスチルカメラにおけるオートフォーカス技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラにおいて使用されるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子は画素の高密度化が進み、１つのＣＣＤ撮像素子が数百万画素を有するものも出現しつつある。そして、ＣＣＤ撮像素子における画素の高密度化が進むと、各画素間のピッチが小さくなることになる。
【０００３】
このため、複数の画素が従来よりも高密度に配置されたＣＣＤ撮像素子を用いて、デジタルスチルカメラを構成する場合、従来よりも許容錯乱円が小さくなるため、オートフォーカス（以下、単にＡＦとも呼ぶ。）の際の合焦位置検出精度は高く要求される。
【０００４】
ここで、従来より、ビデオカメラ等の撮影装置においては、いわゆるコントラスト方式と呼ばれる技術（または山登り方式とも呼ばれる。）がオートフォーカスを行うために適用されている。このコントラスト方式は、撮像レンズに含まれるフォーカシングレンズを駆動させつつ各駆動段階で得られる撮像画像のコントラストを評価値として取得し、最も評価値の高いレンズ位置をもって合焦位置とする方式である。
【０００５】
ところが、ビデオカメラ等の分野においては、動画像撮影を目的とするものであるため、使用されるＣＣＤ撮像素子の画素数が数十万画素程度であるため、許容錯乱円も大きく、オートフォーカスの際の高精度化は要求されるものではない。また、ビデオ撮影時にフォーカシング速度が速すぎると、カメラの動きや被写体の動きに応じて頻繁にフォーカス移動があるため、人間の目がついていけず違和感のある映像となる。このようにビデオカメラにおいて要求されるオートフォーカス時の特性は静止画像の場合と異なる。
【０００６】
これに対して、静止画像を撮像するためのデジタルスチルカメラにおいては、オートフォーカスを速やかに行って、シャッタチャンスを逃がさないようにすることが望まれる。
【０００７】
また、従来より、銀塩一眼レフカメラ等においては位相差方式と呼ばれる技術がオートフォーカスを行うために適用されている。位相差方式のオートフォーカスにおいては、被写体像をＣＣＤラインセンサを備えた位相差検出センサで受光したときの像間距離（位相差）に基づいて合焦位置がフィルム面に対してどの程度離れているかを即時に認識することができるため、１回の駆動で合焦位置をフィルム面に一致させることができるという点で有効である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コントラスト方式によってオートフォーカスを行う場合であって、特に撮像画像が低コントラストである場合には、撮像レンズの駆動前後において評価値変化が小さくなるため、合焦位置の方向へのレンズ駆動方向を特定することができないこともあり、合焦状態とするために長時間を要するという問題がある。
【０００９】
また、位相差方式によってオートフォーカスを行う場合であっても高精度な合焦状態を実現するためには、ＣＣＤラインセンサの分解能を高くすることが必要となり、位相差を検出するための位相差検出センサが大型化するとともに、高コスト化するという問題がある。さらに、位相差方式の場合には、位相差検出センサの設置誤差等が原因となって合焦位置に誤差を含む場合も考えられる。
【００１０】
そこで、この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、高精度かつ効率的に合焦状態とすることの可能なデジタルスチルカメラを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、デジタルスチルカメラであって、第１の位置と第２の位置とで移動可能な可動式ミラーと、前記可動式ミラーが前記第２の位置にあるときに被写体からの光を撮像レンズを介して所定の撮像面で受光し、被写体像を光電変換して撮像画像を生成する撮像素子と、前記撮像素子から得られる撮像画像に基づいて前記被写体像のコントラストに応じた所定の評価値を求める評価値算出手段と、前記可動式ミラーが前記第１の位置にあるときに前記被写体からの光を受光して、前記被写体像の合焦位置に応じた位相差検出信号を発生させることにより、合焦位置を検出する位相差方式ＡＦ検出手段と、前記評価値算出手段で得られる前記評価値、または前記位相差方式ＡＦ検出手段で得られる前記位相差検出信号、に基づいて前記撮像レンズを駆動して合焦位置を移動させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記可動式ミラーを前記第１の位置に設置した状態で前記位相差検出信号に基づいて前記撮像レンズを駆動させた後、前記可動式ミラーを前記第２の位置に移動させて前記評価値に基づいて前記撮像レンズを駆動することで、前記合焦位置を前記撮像面に一致させることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、所定の露出演算を行って撮影時における適正露出値を求め、前記適正露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御が完了した後に、前記評価値に基づいた前記撮像レンズの駆動を行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のデジタルスチルカメラにおいて、前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御と並行して、前記位相差検出信号に基づいた前記撮像レンズの駆動を行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデジタルスチルカメラにおいて、前記制御手段は、前記撮像レンズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合に、前記位相差検出信号に基づいて前記撮像レンズを駆動させた後に、前記評価値に基づいて前記撮像レンズを駆動するように構成されることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
＜１．装置構成＞
図１は、この発明の一実施形態であるデジタルスチルカメラにおける主要機構部分の概略構成図、図２は撮影時の主要機構部分の動作状態図である。
【００１７】
このデジタルスチルカメラ１は、銀塩一眼レフカメラを利用して構成されたカメラ本体２を有し、このカメラ本体２の前面に撮影レンズ３が装着され、撮影レンズ３には、撮影レンズ部４および絞り５等が装備されている。
【００１８】
撮影レンズ部４の光路方向後方には、カメラ本体２内の後部上方の枢支部６に回動変位可能に枢支されたクイックリターンミラーＭ１が配設され、さらにこのクイックリターンミラーＭ１の光路方向後方には、フォーカルプレーンシャッター７と、さらにその後方に撮像センサ８が配置されている。
【００１９】
上記カメラ本体２には、フォーカルプレーンシャッター７も残存させてあるが、撮像センサ８の種類によっては、フォーカルプレーンシャッター７は除去しても良い。
【００２０】
この撮像センサ８の前面には、この撮像センサ８からのアナログ画像信号のサンプリング時の折り返しノイズの影響を防止する光学ローパスフィルタ１８が配設されており、この光学ローパスフィルタ１８、前記フォーカルプレーンシャッター７及び撮像センサ８で撮像ユニット１９を構成している。
【００２１】
この撮像ユニット１９は、移動機構３０によって、光軸に沿って前後方向に移動可能となっている。そして、撮像ユニット１９は、撮影時にクイックリターンミラーＭ１が上方に回動するのに連動して、光軸方向前方に撮影位置つまり撮像センサ８の受光面がレンズバックの位置となるまで移動し、撮影後にはクイックリターンミラーＭ１が下方に回動復帰するのに連動して、クイックリターンミラーＭ１との機械的干渉を生じない退避位置まで、光軸方向後方に移動するものとなされている。
【００２２】
なお、移動機構３０としては、公知構成の機構を採用すれば良く、例えばモータで回転駆動されるボルトの回転をボルトの軸方向の直線運動に変換する機構を利用すること等により、構成すればよい。
【００２３】
上記クイックリターンミラーＭ１の上方位置において、カメラ本体２には、銀塩カメラのファインダー相当部位９が形成されており、このファインダー相当部位９には、フォーカシングスクリーン１０を介してペンタ形プリズム１１が配置されている。さらに、プリズム１１の後方には、所定のリレーレンズ１２が配置され、リレーレンズ１２の後方には、接眼部１３が配置される一方、リレーレンズ１２の上方には、測光センサ１４が配置されている。なお、図２では、リレーレンズは省略されている。また、撮影レンズ３から撮像ユニット１９の光学ローパスフィルタ１８に至るまでが、この発明における撮像光学系に相当する。さらに、クイックリターンミラーＭ１、プリズム１１、リレーレンズ１２および接眼部１３が光学ファインダーを形成している。
【００２４】
上記クイックリターンミラーＭ１は、図３に示すシャッターボタン２４ａを全押しするまでは、図１および図２（Ａ）に示すように、光軸に対して４５度の角度で傾斜した定常位置にあり、上記撮影レンズ部４からの光路Ｌをフォーカシングスクリーン１０へと向かわせる。シャッターボタンが全押しされると、図２（Ｂ）〜（Ｄ）で示すように、枢支部６を中心にしてほぼ水平位置まで上方に回動変位して撮影レンズ部４からの光路Ｌを開放する。
【００２５】
Ｍ２は上記クイックリターンミラーＭ１に一体化されたミラーであり、クイックリターンミラーＭ１に部分的に設けられたハーフミラー部を透過した光学像を、このミラーＭ２と下方の固定ミラーＭ３とで測距センサ１５に向かわせる。測距センサ１５は、上記光学像を受光して被写体までの距離を検出して、位相差検出信号を発生させる。この位相差検出信号は上記撮影レンズ部４を自動合焦させるために用いられる。
【００２６】
上記プリズム１１は、フォーカシングスクリーン１０に結像した光学像を反転縮小して、測光センサ１４および前記接眼部１３へと向かわせる役割を果たす。また、上記測光センサ１４または、撮像センサ８による画像データを基にカメラ制御ＣＰＵ２０により得られた光量データに基づいて、絞り値およびシャッタースピードの各制御値が設定され、さらには撮像センサ８の露光量が設定されるようになっている。
【００２７】
また、カメラ本体２内部には撮影レンズ部４に含まれるフォーカスレンズをその光軸方向に駆動するためのフォーカスモータ３６が設けられている。
【００２８】
カメラ本体２の背面には、前記撮像センサ８の出力に基づいて得られた画像を表示する液晶表示器（ＬＣＤ）からなる表示部１６が設けられている。
【００２９】
図３は、デジタルスチルカメラ１の制御系を示すブロック図である。
【００３０】
図３において、３は撮影レンズ、４は撮影レンズ部、５は絞り、Ｍ１はクイックリターンミラー、７はフォーカルプレーンシャッター、８は撮像センサ、１１はプリズム、１３は接眼部、１６は表示部であり、これらは図１および図２に示したものと同一である。
【００３１】
２０はカメラ制御ＣＰＵであり、このカメラ制御ＣＰＵ２０は、カメラ本体２の各部品を制御するものである。具体的には、上記絞り５を絞りドライバ２１を介して制御し、撮像センサ８をタイミングジェネレータ（センサドライブ）２２を介して制御する。また、クイックリターンミラーＭ１のアクチュエータ１７及び撮像ユニット１９の移動機構３０を、ミラー／撮像ユニット駆動回路２３を介して制御し、フォーカルプレーンシャッター７をシャッタードライバ２５を介して制御する。さらに、フォーカスモータ３６をモータドライバ２６を介して制御する。
【００３２】
このカメラ制御ＣＰＵ２０には、カメラ操作スイッチ２４が接続されている。カメラ操作スイッチ２４は、シャッターボタン２４ａや電源スイッチ等を含む。
【００３３】
上記撮像センサ８は、この実施形態では電荷結合素子（ＣＣＤ）からなる。撮像センサ８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の原色透過フィルターが画素単位に市松模様に張られたエリアセンサであり、撮影レンズ部４による被写体の光学像（被写体像）を、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。
【００３４】
タイミングジェネレータ２２は、カメラ制御ＣＰＵ２０から送信される基準クロックに基づき、撮像センサ８の駆動制御信号を生成し出力するものである。タイミングジェネレータ２２は、たとえば積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ドライバを介して撮像センサ８に出力する。
【００３５】
撮像センサ８の出力は、それぞれＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路８１、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路８２、Ａ／Ｄ変換器８３によって信号処理される。ＣＤＳ回路８１は画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路８２はゲイン調整により画像信号のレベル調整を行う。Ａ／Ｄ変換器８３は、ＡＧＣ回路８２で正規化されたアナログ信号を例えば１０ビットのデジタル信号に変換するものである。
【００３６】
４０は上記Ａ／Ｄ変換器の出力を画像処理して画像ファイルを形成する画像処理部であり、画像処理ＣＰＵにより制御される。
【００３７】
撮影時には、撮像センサ８からの画像データが画像処理部４０に取り込まれて、各種の処理が施される。
【００３８】
画像処理部４０に取り込まれたＡ／Ｄ変換器８３からの信号は、撮像センサ８からの読み出しに同期して画像メモリ６１に書き込まれ、以後この画像メモリ６１のデータをアクセスして各ブロックの処理を行うようになっている。
【００３９】
画像処理部４０において、画素補間ブロック４１は、所定の補間パターンで画素補間を行うブロックであり、この実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素をそれぞれのフィルターパターンでマスキングした後、高帯域まで画素を持つＧについては、メディアン（中間値）フィルタで周辺４画素の中間の２値を用いて平均値に置換し、Ｒ、Ｂに関しては、平均補間して、それぞれの出力を得る。
【００４０】
カラーバランス制御ブロック４２は、上記画素補間ブロック４１により画素補間が行われたＲ、Ｇ、Ｂの各出力を独立にゲイン補正して、Ｒ、Ｇ、Ｂの色補正を行うものである。カラーバランスについては、Ｒ、Ｇ、Ｂ出力それぞれの平均値に対してカメラ制御ＣＰＵ２０により、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを演算し、Ｒ、Ｂの補正ゲインとしている。
【００４１】
ガンマ補正ブロック４３は、カラーバランスを正規化したＲ、Ｇ、Ｂ出力に対して非線形変換を行うものであり、表示部１６に適した階調変換が行われる。ガンマ補正された画像データは、画像メモリ６１に格納される。
【００４２】
ビデオエンコーダ４４は、画像メモリ６１に格納された上記データを呼び出してＮＴＳＣ／ＰＡＬにエンコードし、表示部１６に表示する。
【００４３】
画像圧縮ブロック４５は、撮像センサ８から得られた撮影画像について、画像データを画像メモリ６１から呼び出して圧縮処理を行うもので、撮影画像は圧縮後はメモリカードドライバ４６を介してメモリカード６２に記録される。
【００４４】
なお、メモリカード６２は、カメラ本体２の所定部位に着脱自在に装着されるようになっている。
【００４５】
図４はデジタルスチルカメラの背面の様子を示す図である。
【００４６】
カメラ本体２の背面には、前述の表示部１６以外に、その右方に、４連スイッチ３５が設けられており、ボタンＵ、Ｄ、Ｌ、Ｒで表示部１６の表示に対応した選択項目の選択等の各種操作が可能となっている。
【００４７】
また、カメラ本体２背面の４連スイッチ３５の下方には、ＬＣＤボタン３１、確定ボタン３２、取消ボタン３３、およびメニューボタン３４が設けられている。このうち、ＬＣＤボタン３１は、表示部１６の表示をオンオフさせるためのボタンであり、ＬＣＤボタン３１を押す毎に表示部１６のオンオフが切り替わる。確定ボタン３２および取消ボタン３３は各種設定時の項目選択時に選択を確定するか取り消すかを指示入力するためのスイッチであり、メニューボタン３４は後述するメニュー選択画面等の各種設定画面を切り換え表示させるためのスイッチである。
【００４８】
＜２．状態遷移および動作＞
つぎに、デジタルスチルカメラ１の状態遷移および動作を説明する。このデジタルスチルカメラ１は、主に「撮影モード」と「再生モード」という２つのモードを備えている。このうち、撮影モードは、撮影に関する処理を行うモードであり、表示部１６においては、撮影待機状態では、後述するように場合によりライブビュー表示が、撮影直後には撮影画像の表示が行われる。また、再生モードは、メモリカード６２に記録された撮影画像を表示部１６に再生表示する等、撮影済み画像に関する処理を行うモードである。
【００４９】
なお、撮影モードと再生モードとは以下のようにして切り換えられる。すなわち、メニューボタン３４等の操作によって表示部１６にそのモード選択画面が表示され、その画面において４連スイッチ３５、確定ボタン３２、取消ボタン３３を操作することにより撮影モードと再生モードとを切り換えることができるものとなっている。
【００５０】
図５はデジタルスチルカメラ１の撮影モードにおける状態遷移図である。以下、撮影モードにおける状態遷移について説明する。なお、特に断らない限り各部の動作制御はカメラ制御ＣＰＵ２０によって行われる。
【００５１】
電源をオンすると、光学ファインダーによる撮影モードに入り、クイックリターンミラーＭ１がダウンされた図２（Ａ）の状態になるとともに、表示部１６がオフ、したがって、後述するライブビュー表示もオフされた状態でデジタルスチルカメラ１が起動する（ステートＳ１）。なお、このステートではＡＦ処理は行わない。そのため、光学ファインダーによる被写体像には若干のぼけがあるが、この状態では光学ファインダーにより概略のフレーミングが可能である。
【００５２】
また、ステートＳ１または後述するステートＳ６の状態において撮影者がメニューボタン３４を押すとメニュー設定画面に移行し、撮影者によりメニュー設定が行われる（ステートＳ２）。
【００５３】
前出の図４では、表示部１６の画面にメニュー設定画面が表示された様子を示している。図４に示すようにメニュー設定画面は、シャッターボタンの半押し時に行うＡＦの方式を選択的に指定するようになっている。４連スイッチ３５のボタンＵとボタンＤとの何れかを押すことによって半押し時におけるＡＦ方式を、コントラストＡＦ方式にするか位相差ＡＦ方式にするかの選択を行うことができるものとなっている。
【００５４】
そして、ステートＳ２において位相差ＡＦが選択された場合は、ステートＳ１に移行し、ステートＳ２においてコントラストＡＦが選択された場合には、ステートＳ６に移行する。その際、ステートＳ２からステートＳ１に移行する場合には、表示部１６がオフ（ライブビュー表示がオフ）され、ステートＳ２からステートＳ６に移行する場合には、表示部１６がオンのままでライブビュー表示がオンされる。
【００５５】
また、ステートＳ１の状態で、シャッターボタン２４ａを半押しするとクイックリターンミラーＭ１はダウン状態、ライブビュー表示オフ状態のままで位相差ＡＦ及び露光量調節が並行して同時に行われる（ステートＳ３）。以下、ステートＳ３の動作を詳細に説明する。
【００５６】
シャッターボタン２４ａが半押しされると、図２（Ａ）に示すように、撮影レンズ部４および絞り５を通って入射した光は、カメラ本体２内のクイックリターンミラーＭ１によってその光路Ｌを上方へと変更され、フォーカシングスクリーン１０に結像したのち、ペンタ形プリズム１１によって反転縮小され、測光センサ１４に入射する。測光センサ１４は光量を測光し、この光量データに基づいてカメラ制御ＣＰＵ２０で露出制御データが演算される。そして、算出された露出制御データに基づき、撮像センサ８への露光量が適正値となるように、絞りドライバ２１を介して絞り５が制御されるとともに、撮像センサ８への駆動制御信号を供給するタイミングジェネレータ２２が制御される。
【００５７】
この時、上記撮像ユニット１９は、クイックリターンミラーＭ１との機械的干渉を避けるため、後方退避位置にあり、その撮像センサ８の受光面はレンズバック位置よりも後方に位置している。
【００５８】
一方、撮影レンズ部４および絞り５から入射した光の一部は、クイックリターンミラーＭ１の中央部に設けられているハーフミラー部分を透過したのち、ミラーＭ２および固定ミラーＭ３を介して測距センサ１５へ向かう。測距センサ１５はこれを受光して被写体までの距離を検出し、位相差検出信号を発生する。そして、カメラ制御ＣＰＵ２０はこの位相差検出信号に基づいて撮影レンズ部４におけるフォーカスレンズを駆動して、自動合焦を行う。
【００５９】
上記のような測光および測距動作と同時に、クイックリターンミラーＭ１で光路Ｌを変換された光学像は、プリズム１１およびリレーレンズ１２で縮小された後、接眼部１３に至る。従って、撮影者は、接眼部１３を通して被写体をピントがあった状態で視認することができる。なお、図示しないが、ステートＳ３においてシャッターボタン２４ａの半押し状態を解除するとステートＳ１の状態に戻ってフレーミングをやり直すことができ、正確なフレーミングを行うことができる。
【００６０】
シャッターボタン２４ａが撮影者によりさらに押し込まれて全押しされると、ステートＳ３３で装着されている撮影レンズ３（これはズームレンズであっても構わない。）が１３５換算で焦点距離５０ｍｍ以下の場合にはそのままステートＳ５による撮影動作を行う。一方、５０ｍｍより長い焦点距離の場合には、所定のＡＦエリアについての３コマ連写が実行され、得られた３つの部分画像のうちでピントが最良のフォーカスレンズ位置が選択される（ステートＳ４）。つまり、撮像レンズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合に、位相差検出信号に基づいて撮像レンズを駆動させた後、さらにコントラスト方式でのＡＦ評価値に基づく撮像レンズの駆動を行うように構成されているのである。
【００６１】
以下、ステートＳ４の動作を詳細に説明する。
【００６２】
図６は３コマ連写におけるフォーカスレンズ位置を説明するための図である。３コマ連写においては、フォーカスレンズを全押し時の位置（位相差ＡＦにより合焦された位置）および、その位置から前および後に、焦点深度から求められた偏位量ｄずつ移動させた位置（以下それぞれ「前ピント位置」および「後ピント位置」という）のそれぞれにおいて、撮像センサ８により画像の中央の部分的な矩形領域であるＡＦエリアのみの部分画像データを得る。すなわち、あわせて３コマ分の部分画像を撮影する。ここで、焦点深度は全押し時のフォーカスレンズの位置と絞り値とから求められ、さらに、予め焦点深度ごとに求められ、カメラ制御ＣＰＵ２０内の図示しないＲＯＭに記憶されていた偏位量ｄのテーブルを用いて、その焦点深度に対応する偏位量ｄが求められて使用される。
【００６３】
そして得られた３つの部分画像データのＡＦ評価値（コントラスト）を求め、比較する。そして、ＡＦ評価値が最大の部分画像をピントがベストの部分画像と捉え、そのフォーカスレンズ位置を選択するのである。
【００６４】
以下、ステートＳ４におけるシャッターボタン２４ａ全押し時の内部動作について説明する。シャッターボタン２４ａが全押しされると、フォーカスレンズは半押し時に行われた位相差ＡＦにより駆動された位置のまま、絞り５が所定量、絞り込まれると同時に、図２（Ｂ）に白抜き矢印で示すように、クイックリターンミラーＭ１が枢支部６を介して上方に回動変位を開始する。これに連動して、上記撮像ユニット１９が移動機構３０を介して撮影レンズ部４の光軸方向前方へ移動する。なお、図２では、クイックリターンミラーＭ１を駆動するアクチュエータ１７及び撮像ユニット１９を移動させる移動機構３０は省略してある。
【００６５】
クイックリターンミラーＭ１が図２（Ｃ）に示すように、フォーカシングスクリーン１０の下部まで達してミラーアップ動作が完了すると、撮像ユニット１９の前方移動も停止し、撮像センサ８の受光面がレンズバック位置に設定される。そして、図２（Ｄ）に示すように、フォーカルプレーンシャッター７が所定のスピードで開閉し、撮影レンズ部４および絞り５を通過した光学像がそのまま撮像センサ８に結像され、ここで光電変換される。そして、カメラ制御ＣＰＵ２０のタイミング制御により、光電変換された信号のうち、ＡＦエリアの部分画像信号のみがバッファを介して出力される。
【００６６】
つぎに、前述のようにして全押し時の焦点深度が算出され、さらにそれに対応するフォーカスレンズの偏位量ｄが求められる。そして、それを基にフォーカスレンズを前ピント位置および後ピント位置に移動させ、上記と同様にそれぞれ部分画像が撮影される。そして、前述のようにして、そのうちからピントが最良の部分画像に対応するフォーカスレンズ位置が選択され、実際にそのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズが移動される。
【００６７】
つぎに、設定されたフォーカスレンズ位置で撮影動作が行われる（ステートＳ５）。具体的には、図２（Ｄ）に示すように、フォーカルプレーンシャッター７が所定のスピードで開閉し、撮影レンズ部４および絞り５を通過した光学像がそのまま撮像センサ８に結像され、ここで光電変換される。そして、光電変換された信号がバッファを介して出力される。
【００６８】
撮像センサ８から出力された画像データは、ＣＤＳ回路８１、ＡＧＣ回路８２、Ａ／Ｄ変換器８３により所定の信号処理を施された後、画像処理部４０に取り込まれ、撮像センサ８の読み出しに同期して画像メモリ６１に書き込まれる。
【００６９】
撮影後、クイックリターンミラーＭ１は元の位置に回動復帰し、光路Ｌが再びフォーカシングスクリーン１０側に向かい、撮影待機状態となる。クイックリターンミラーＭ１の回動復帰動作に連動して、撮像ユニット１９が光軸方向後方の退避位置まで移動し、回動復帰するクイックリターンミラーＭ１との干渉を避ける。
【００７０】
つぎに、選択された画像データがメモリカード６２へ記録される。具体的には、画像メモリ６１に書き込まれた画像データは、画像処理部４０で、前述した画素補間処理、カラーバランスの制御、ガンマ補正処理がそれぞれ施され、再度画像メモリ６１に格納されるとともに、画像メモリ６１から読み出されて撮影画像として表示部１６に表示される。同時に、画像圧縮ブロック４５で画像圧縮された後、メモリカードドライバ４６を介してメモリカード６２に記録される。
【００７１】
撮影動作が終了すると、ステートＳ１に戻る。
【００７２】
また、ステートＳ１の状態でＬＣＤボタン３１を押すと、表示部１６がオンされるとともにライブビュー表示を伴う撮影モードに移行し、図２（Ｄ）に示すように、クイックリターンミラーＭ１がアップされ、表示部１６がオンされるとともにライブビュー表示が開始され、コントラストＡＦが行われる（ステートＳ６）。
【００７３】
ステートＳ６では、クイックリターンミラーＭ１がアップされることにより、撮像センサ８に撮影レンズ部４からの光が到達するようになる。それにより、所定時間毎（例えば１／３０秒毎）に撮像センサ８から出力された画像データは画像処理部４０を経由して画像メモリ６１に一旦記憶される。そして、その画像データは画像処理部４０に読み出され、そこで前述の画像処理が行われ、画像メモリ６１に再び記憶される。そして、ビデオエンコーダ４４が、画像メモリ６１に格納された上記データを呼び出してＮＴＳＣ／ＰＡＬにエンコードし、表示部１６に表示することによりライブビュー表示が行われる。
【００７４】
また、カメラ制御ＣＰＵ２０はライブビュー表示の際にもコントラストＡＦを行う。ここで行うコントラストＡＦ方式とは、画像メモリ６１に記憶された画像データを読み出し、その画像のＡＦ評価値（コントラスト）を求めるとともに、そのＡＦ評価値が最大となるようにフォーカスモータ３６を駆動してフォーカスレンズを移動させ、焦点合わせを行うオートフォーカス方式である。その際、コントラストが最大となるようにするための制御方法としては山登り方式等の公知の技術を用いることができる。
【００７５】
つぎに、シャッターボタン２４ａが半押しされると、ステートＳ６とほぼ同様の状態であるが、露光量調節や、より精密なコントラストＡＦが行われる（ステートＳ７）。ここでの露光量調節は、絞りドライバー２１による絞りと、ＣＣＤ３０３の露光量、すなわち、シャッタスピードに相当する撮像センサ８の電荷蓄積時間を調節して行なわれる。また、コントラストＡＦについてはフォーカスレンズの移動ステップを、ステートＳ６におけるより細かなものとすることにより、より精密なピント合わせを行うものである。これにより、より正確なフレーミングが行える。
【００７６】
これに引き続いてシャッターボタン２４ａが全押しされると、コントラストＡＦのもとに撮影動作が実行される（ステートＳ８）。撮影動作としては前述のようにフォーカルプレーンシャッター７が所定のスピードで開閉し、撮影レンズ部４からの光学像がそのまま撮像センサ８に結像され、その出力である画像データは画像メモリ６１に保存される。また、その画像データは画像処理部４０に取り出され、前述の画像処理を施された後、再び画像メモリ６１に保存される。さらに、その画像データはメモリカード６２へも記録される。
【００７７】
撮影動作が終了すると再びステートＳ６に戻り、次の撮影が可能な状態となる。
【００７８】
なお、ステートＳ６の状態でＬＣＤボタン３１を押すと、表示部１６がオフ、したがってライブビュー表示がオフされるとともに、前述のステートＳ１の光学ファインダーによる撮影モードに移行する。
【００７９】
以上がデジタルスチルカメラ１の状態遷移および動作である。
【００８０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、一眼レフタイプのデジタルスチルカメラにおいて、位相差ＡＦ方式による位相差検出信号に基づいたレンズ駆動を行った後に、コントラストＡＦ方式による評価値に基づいたレンズ駆動を行うように構成されている。このため、位相差ＡＦ方式によって短時間でほぼ合焦状態とすることができ、さらにコントラストＡＦ方式によって高精度な合焦状態を実現することが可能となっている。したがって、この実施の形態におけるデジタルスチルカメラにおいては、高精度かつ効率的に合焦状態を実現することが可能である。
【００８１】
また、露出制御が完了した後に、ＡＦ評価値に基づいてレンズ駆動を行うように構成されているので、実際の撮影時と同条件で得られる評価値に基づいて撮像レンズの駆動を行うことができるため、より高精度な合焦状態を実現することができる。
【００８２】
また、露出制御と並行して、位相差検出信号に基づくレンズ駆動を行うことで、デジタルスチルカメラにおける効率的な動作、特に効率的なレンズ駆動を行うことが可能となっている。
【００８３】
さらに、撮像レンズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合に、位相差検出信号に基づいくレンズ駆動を行った後に、ＡＦ評価値に基づくレンズ駆動を行うように構成されているので、効率的に合焦状態を実現することができる。
【００８４】
＜３．変形例＞
上記実施の形態においてデジタルスチルカメラの例を示したが、この発明はこれに限定されるものではない。
【００８５】
例えば、上記実施の形態では、光学ファインダーによる撮影モードにおいてシャッターボタンを全押しすると３コマ連写が行われ、そのうち、ピントが最良の状態で撮影を行うものとしたが、山登り方式等の通常のコントラストＡＦ方式のもとに通常の１コマ分の撮影を行うものとしてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、位相差検出信号に基づいて撮像レンズを駆動させた後に、評価値に基づいて撮像レンズを駆動することで、合焦位置を撮像面に一致させるように構成されるため、比較的安価に、高精度かつ効率的に合焦状態とすることが可能になる。
【００８７】
請求項２に記載の発明によれば、露出制御手段による露出制御が完了した後に、評価値に基づいた撮像レンズの駆動を行うため、実際の撮影時と同条件で得られる評価値に基づいて撮像レンズの駆動を行うことができるため、より高精度な合焦状態を実現することができる。
【００８８】
請求項３に記載の発明によれば、露出制御手段による露出制御と並行して、位相差検出信号に基づいた撮像レンズの駆動を行うため、効率的なレンズ駆動を行うことができる。
【００８９】
請求項４に記載の発明によれば、撮像レンズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合に、位相差検出信号に基づいて撮像レンズを駆動させた後に、評価値に基づいて撮像レンズを駆動するように構成されるため、効率的に合焦状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態であるデジタルスチルカメラにおける主要機構部分の概略構成図である。
【図２】撮影時の主要機構部分の動作状態図である。
【図３】デジタルスチルカメラの制御系を示すブロック図である。
【図４】デジタルスチルカメラの背面の様子を示す図である。
【図５】デジタルスチルカメラの撮影モードにおける状態遷移図である。
【図６】３コマ連写におけるフォーカスレンズ位置を説明するための図である。
【符号の説明】
１  デジタルスチルカメラ
８  撮像センサ（撮像素子）
９  ファインダー相当部位
１０  フォーカシングスクリーン
１１  ペンタ形プリズム
１２  リレーレンズ
１３  接眼部
１５  測距センサ（位相差方式ＡＦ検出手段）
１６  表示部
１７  アクチュエータ
１９  撮像ユニット
２０  カメラ制御ＣＰＵ（評価値算出手段、露出制御手段、制御手段）
２１  絞りドライバ
２３  ミラー／撮像ユニット駆動回路
２４ａ  シャッターボタン
３１  ＬＣＤボタン
３４  メニューボタン
３６  フォーカスモータ
Ｍ１  クイックリターンミラー
Ｍ２  ミラー
Ｍ３  固定ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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