(57)【要約】【課題】第１撮影モードである通常撮影に加えて、撮像素子を移動して複数コマを撮影する第２撮影モードを可能とする撮像素子移動機構を有する撮像装置において、ムダな動きが抑制されたスムーズな撮影を可能とする技術を提供すること。【解決手段】撮像装置は、被写体光束が結像される撮像素子８と、焦点検出手段２２と、撮像素子を光軸方向に移動させる第１移動手段１１と、焦点検出手段からの信号に基づいて撮像素子の撮像面に被写体光束を結像させるフォーカスレンズ１３と、フォーカスレンズを光軸方向に移動させる第２移動手段１４を有する。制御手段１８が、撮像素子を移動せずに撮影する第１撮影モードと、撮像素子を移動して複数コマを撮影する第２撮影モードとの間で撮影モードを切換えて撮影を実行する機能を有する。第２撮影モードは、第１撮影モードの予定結像面とは光軸方向に異なる予定結像面を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学手段を通した被写体光束が結像される撮像素子と、焦点検出手段と、前記撮像素子を光軸方向に移動させる第１移動手段と、前記焦点検出手段からの信号に基づいて前記撮像素子の撮像面に前記被写体光束を結像させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる第２移動手段と、制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記撮像素子を移動せずに撮影する第１撮影モードと、前記撮像素子を移動して複数コマを撮影する第２撮影モードとの間で撮影モードを切換えて撮影を実行する機能を有し、
前記第２撮影モードは、前記第１撮影モードの予定結像面とは光軸方向において異なる予定結像面を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２撮影モードにおいて、前記撮像素子の移動範囲の中間位置が予定結像面となるように前記フォーカスレンズが制御されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２撮影モードにおいて前記撮像素子の撮像面の平面を決定する第１のロック手段を備え、
前記第１のロック手段は、前記撮像素子ないしその保持板に突き当たって前記撮像素子の撮像面の平面を決定するロック位置と、前記撮像素子を光軸方向に移動可能とするアンロック位置の間を移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２撮影モードにおいて、前記撮像素子の光軸に対する直角度は、前記第１移動手段によらずに、前記第１のロック手段が決定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のロック手段は、前記撮像素子ないしその保持板に突き当たる位置が調整可能であることを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子をウォブリングさせる手段と、前記撮像素子がウォブリングを停止しているときに前記撮像素子の位置をロックし前記撮像素子がウォブリングを開始するときに前記撮像素子をアンロックする第２のロック手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記第２のロック手段のアンロックに同期してウォブリングを再開するように前記撮像素子をウォブリングさせることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１のロック手段は、光軸と同軸に回転して、ロック位置とアンロック位置の間を移動することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１または第２のロック手段は、光軸に対して近づいたり遠ざかったりするようにスライドして、ロック位置とアンロック位置の間を移動することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のロック手段は、モータ或いは電磁石により駆動されることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記複数コマの撮影画像を前記焦点検出手段の測距領域において評価し、前記画像評価の結果に基づいて前記複数画像の中から評価値の高い画像を選択することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラやビデオカメラ装置などの撮像装置に関し、特に、撮像素子をレンズの光軸方向に移動して撮像することが可能な撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影画像の画素数の増加などから一眼レフタイプのデジタルカメラではオートフォーカス精度の更なる向上が望まれている。しかしながら、環境などの変動要因、累積部品精度などが、縮小された画素ピッチに見合わなくなる事も考えられる。このように、従来のような位相差ＡＦ検出によってフォーカスレンズをオープン制御する方式では、精度の更なる向上の実現は困難になりつつある。その解決策の一つとして、従来のフォーカスレンズの駆動によるオートフォーカス機構に加えて、更なるピントの微調整の為に撮像素子の移動機構を備えた所謂ハイブリッドタイプのオートフォーカス装置を備えた撮像装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、レンズ及び撮像素子の両方を移動して焦点調節を行う撮像システムにおいて、次のような方式が開示されている。即ち、絞り開放状態における撮影レンズの最良結像面の位置と、実際の露光時の絞り値における最良結像面の位置が異なることから、先ず撮影レンズを前者の位置へ移動し、その後、撮影の直前に、前者と後者の差の分だけ撮像素子を移動して補正して撮影する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５１０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像素子の移動方法としては、フォーカスレンズの設計上の予定結像面での撮影に加えて、その前後に所定量移動した位置での画像も撮影しておき、後にそれらの画像を評価して最良の画像を記録、保存する所謂フォーカスブラケット撮影と称する方式がある。フォーカスブラケット方式では、前述の撮影レンズ、カメラの機構系、測距系の要素などのばらつき幅を考慮して、その幅の分だけ予定結像面から前後にずらした後ピント画像と前ピント画像も予定結像面での撮影画像と合わせて撮影する。よって、撮像装置に前述のばらつきが発生していても、後ピント画像或いは前ピント画像がジャストピント画像となる可能性がある。この方式では撮影中の撮像素子の演算処理が不要な為、従来の位相差ＡＦ方式がそのまま使用できるメリットがある。その一方、複数回撮影することから最初の撮影コマと後続のコマとの時間差が問題になることがあったり、従来の位相差方式によるレンズ駆動方式に比べてＡＦ動作に時間がかかることが考えられたりするので、高速連写が必要なシーンでは不利なことがあった。
【０００６】
高速連写時対策として、撮像素子移動機構を有しながら、撮像素子を移動しないで撮影するモードを備える撮像装置も考えられる。しかし、その場合は、移動しないで撮影する場合と移動して撮影する場合のそれぞれの撮像素子の待機位置によっては、動作のムダが発生し、スムーズな動作が行えない可能性がある。例えば、開始の位置が予定結像面にあると、撮像素子を一度、前進し、後ピント側撮影を行い、次に後退して予定結像面撮影、続いて前ピント側撮影ということがある。このように移動動作を一度、反転して行う必要がある。全体の高速化の為、この反転動作も急速に行われる必要があるが、その為には、駆動力、作動音、機構の耐久性及び動作時間増加などの問題の発生が考えられる。
【０００７】
また、撮像素子は撮像素子移動機構によって可動であることから、従来の本体などに直接撮像素子を固定した場合に比して撮像素子の撮像面精度が低下する懸念がある。ここで撮像面精度とは、主に光軸に対する撮像面の直角度、倒れなどの程度を指し、これが高ければ、撮影された画像の周辺まで均等な合焦状態となり、低ければ、ピントボケ、片ボケなどが発生する。しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術には、撮像素子移動機構の撮像面精度に関する課題の解決技術の開示が無い。そこで、本発明の目的は、撮像素子移動機構の動きのムダが抑制されたスムーズな動作となり、複数シーンでの高画質の撮像を可能とする撮像素子移動機構を有する撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、光学手段を通した被写体光束が結像される撮像素子と、焦点検出手段と、前記撮像素子を光軸方向に移動させる第１移動手段と、前記焦点検出手段からの信号に基づいて前記撮像素子の撮像面に前記被写体光束を結像させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる第２移動手段と、制御手段と、を有する。前記制御手段は、前記撮像素子を移動せずに撮影する第１撮影モードと、前記撮像素子を移動して複数コマを撮影する第２撮影モードとの間で撮影モードを切換えて撮影を実行する機能を有し、前記第２撮影モードは、前記第１撮影モードの予定結像面とは光軸方向に異なる予定結像面を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１撮影モードである通常撮影に加えて、第２撮影モードを可能とする撮像素子移動機構を有する撮像装置において、ムダな動きが抑制されたスムーズな撮影が可能となった。また、撮像素子移動機構を備えても、撮像面精度を高めるメカニカルなロック手段や突き当て手段を備えた場合には、片ボケなどが発生しにくい撮影を可能とし、結果的に複数の撮影シーンにおいて高画質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の撮像装置の要部の展開斜視図。
【図２】実施例１の撮像装置の第１撮影モード時の撮影待機状態の断面図。
【図３】実施例１の撮像装置の第１撮影モード時の撮影待機状態の部分正面図。
【図４】実施例１の撮像装置の第２撮影モード時の後ピント側撮影待機状態の断面図。
【図５】実施例１の撮像装置の第２撮影モード時の予定結像面撮影待機状態の断面図。
【図６】実施例１の撮像装置の第２撮影モード時の前ピント側撮影待機状態の断面図。
【図７】実施例１の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図８】実施例１の撮像装置の動作のフローチャート１。
【図９】実施例１の撮像装置の動作のフローチャート２。
【図１０】実施例１の撮像装置の要素の光軸上配置を表した模式図。
【図１１】実施例２の撮像装置の第２撮影モード時の前ピント側撮影待機状態の断面図。
【図１２】実施例２の撮像装置の第２撮影モード時の前ピント側撮影待機状態の正面図。
【図１３】実施例２の撮像装置の動作のフローチャート１。
【図１４】実施例２の撮像装置の動作のフローチャート２。
【図１５】実施例３の撮像装置の撮像素子移動状態を示す断面図。
【図１６】実施例３の撮像装置の撮影待機状態の正面図。
【図１７】実施例３の撮像装置の動作のフローチャート１。
【図１８】実施例３の撮像装置の動作のフローチャート２。
【図１９】実施例４の撮像装置のロック時の断面図。
【図２０】実施例４の撮像装置のウォブリング中の断面図。
【図２１】実施例４の撮像装置の動作のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、光学手段を通した被写体光束が結像される撮像素子を移動せずに撮影する第１撮影モードと撮像素子を移動して複数コマを撮影する第２撮影モードとを切換えて撮影が可能である。そして、第２撮影モードは、第１撮影モードの予定結像面とは光軸方向に異なる予定結像面を有することを特徴とする。より具体的には、例えば、第２撮影モードにおいて、撮像素子の移動範囲の中間位置が予定結像面となるようにフォーカスレンズが制御される。また、第２撮影モードにおいて撮像素子の撮像面の平面を決定する第１のロック手段を更に備えることができる。第１のロック手段は、撮像素子ないしその保持板に突き当たって撮像素子の撮像面の平面を決定するロック位置と、撮像素子を光軸方向に移動可能とするアンロック位置との間を移動可能である。第１のロック手段は、撮像素子ないしその保持板に突き当たる位置を調整することができる。撮像素子をウォブリングさせる手段と、撮像素子がウォブリングを停止しているときに撮像素子の位置をロックし撮像素子がウォブリングを開始するときに撮像素子をアンロックする第２のロック手段を更に設けることもできる。この場合、制御手段は、第２のロック手段のアンロックに同期してウォブリングを再開するように撮像素子をウォブリングさせる手段を制御する。第１のロック手段は、光軸と同軸に回転して、ロック位置とアンロック位置の間を移動するようにできる。また、第１または第２のロック手段は、光軸に対して近づいたり遠ざかったりするようにスライドして、ロック位置とアンロック位置の間を移動するようにもできる。制御手段が、複数コマの撮影画像を焦点検出手段の測距領域において評価し、画像評価の結果に基づいて複数画像の中から評価値の高い画像を選択するようにもできる。
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
（実施例１）
以下、図１から図１０を参照して、本発明の実施例１による撮像装置について説明する。本実施例の撮像装置は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子により被写体像を光電変換して画像情報を生成し、任意のメモリ等の電子的記録媒体にその画像情報を記録することができるデジタル撮像装置である。
【００１３】
（実施例１の構成）
図１は本実施例の撮像装置の要部の展開斜視図であり、図２はその第１撮影モード（撮像素子を移動せずに撮影する撮影モード）時の撮影待機状態の光軸を含む面での断面図、図３は図１の状態の要部の正面図である。図４、図５、図６は、それぞれ、第２撮影モード（撮像素子を移動して複数コマを撮影する撮影モード）時の撮像素子を、予定結像面のレンズ側（後ピント側）、予定結像面、後方側（前ピント側）へ移動した撮影直前の状態の断面図である。図７は撮像装置全体のブロック図、図８と図９は撮像装置の動作のフローチャート、図１０は各要素の光軸上の距離関係を表す模式図である。図１から図７において、１は撮像装置である本体、２は本体１に着脱可能な撮影レンズで、撮像素子８の撮像面に画像を結像する光学手段を備えている。他に、光学手段の一部で画像の合焦の為に駆動されるレンズとしてのフォーカスレンズ１３と、フォーカスレンズ駆動手段であるレンズモータ１４、リードスクリュー１５、移動部１６を備える。
【００１４】
図７で示す３は、本体に設けられ２段スイッチとなっているレリーズボタンである。このレリーズボタン３を１段目まで押し込んだ状態を半押しといい（ＳＷ１）、半押しの状態では測光及び測距が行われる。ＳＷ１の状態から更に２段目まで押すことを全押しといい（ＳＷ２）、全押しすることで撮影が行われる。４は、本体１に固定されたシャッタ地板で上下に走行するシャッタ羽根４ａを備えて撮像素子８への露光を行う。シャッタ地板４には、ミラー５、ガイド軸７、カムモータ１１、調整ネジ１７などが支持、固定されている。５はミラーで、撮影レンズ２の入射光を不図示のファインダ側（観察位置）或いは撮像素子８側に切換える。ミラー５は、シャッタ地板４に設けられた不図示の回転軸を中心に往復回動することにより、撮影光路に対し進退するよう上下揺動する。ミラー５は、待機状態で観察位置である４５°角度位置に配置され、一部がハーフミラーとなっていて、透過した光線を裏面のサブミラー６で反射して焦点検出手段である測距センサ２２に導くオートフォーカス光学系を形成している。測距手段である測距センサ２２において位相差検出動作が行われる。
【００１５】
７はガイド軸で、平行な２本のガイド軸７がシャッタ地板４に鉛直に固定され、１本は保持板８aの嵌合孔８bをガタなく貫通し、他の１本は長孔８cを貫通して回転止めとして機能する。こうして、回転を防止しながら撮像素子８を軸方向に円滑かつ平行に進退可能としている。但し、ガイド軸７は十分に細いため、保持板８ａの平面を決定することはなく、自由に傾くことは可能で撮像素子８の平面内の位置を確定するのみである。８は撮像素子で、撮像面に投影された画像を電気信号に変換する。撮像素子８は保持板８ａに完全に平行に固定されて光軸方向に進退する。この撮像素子８は２種類のシャッタを備える。一つは防塵目的のメカシャッタとしてのシャッタ羽根４ａであり、他は、画像信号の取り込み開始となる電子シャッタとしての電子先幕及び取り込み中止を行う電子後幕の機能を有している。８ａは撮像素子８に一体に取り付けられた保持板で、周辺に３ヶ所の切欠き部８ｄを有し、背面側にはスプリング９が押圧する３箇所の平面部８eを有する。
【００１６】
９は、付勢手段である圧縮スプリングで、一端が本体１に固定されて光軸を中心に３箇所に１２０度の均等角度間隔で配置され、他端は保持板８ａの背面側の平面部８eを常に撮影レンズ２の配置された方向である前方に押圧している。すなわち、撮像素子８の前進の駆動力となっており、図２においてスプリング９は撮像素子８及び保持板８ａを調整ネジ１７の突き当て部に押圧して、撮像素子８の平面を形成、保持する十分な付勢力を有する。圧縮スプリング９は、撮像素子８及び保持板８ａがカム１１ａにより押圧されて後退する際は徐々に圧縮される。
【００１７】
１０はモード切換えスイッチである。ここではプッシュスイッチで、ユーザがこれを押す度にシステム制御部１８に信号が届くと、撮像素子８を移動せずに撮影を行う第１撮影モード、または、撮像素子８を段階的に移動させて複数回撮影する第２撮影モードに切換わる。このモード選択は、不図示の表示器によって確認される。第１、第２撮影モードについては後述する。
【００１８】
１１は回転軸にカム１１ａが固定されたカムモータで、ここでは回転量と速度が制御可能なステッピングモータを用いてシャッタ地板４に３個、固定されている。カムモータ１１は、システム制御部１８からのパルス制御により、所定量、所定の速度で往復回転、或いは停止する。１１ａは摺動性の良い材料からなるカムで、カムモータ１１の回転によりゼロから約９０度の範囲で回転して、保持板８ａを介したスプリング９の付勢力により、滑らかなカム面を保持板８ａの平面に当接させている。従って、カムモータ１１の回転角に対し、ガタ無く撮像素子８及び保持板８ａを光軸方向に進退させることを可能としている。尚、ここではカムモータ１１への通電の有無によらず、スプリング９の付勢力により、カムモータ１１が反転させられることはないように十分なディテントトルクを有しているとする。よって、カムモータ１１の正逆の回転量により、撮像素子８及び保持板８ａを、前方の撮影レンズ２側（図２において左方向）或いは後方（図２において右方向）にパルス制御により移動する。カム１１ａのカムリフト量は、撮像素子８及び保持板８ａの移動に対して十分あるとする。尚、モータ配置により回転方向が異なるが、撮像素子８及び保持板８ａが後方へ移動する場合のモータの回転方向を正転、前方へ移動する場合の回転方向を逆転と称する。スプリング９、カムモータ１１、カム１１ａは、撮像素子８を光軸方向に移動させる第１移動手段を構成する。
【００１９】
１２は検出手段である位置センサで、ここではフォトリフレクタを用いて保持板８ａがレンズ側の最前端の待機位置（Ａ位置）にある時に信号を出力する。１３は撮影レンズ２の合焦を行うフォーカスレンズである。往復回転するステッピングモータであるレンズモータ１４の回転軸に取り付けられたリードスクリュー１５が移動部１６の係合部に係合し、移動部１６に固定されたフォーカスレンズ１３が前後に移動する。レンズモータ１４、リードスクリュー１５、移動部１６は、フォーカスレンズ１３を光軸方向に移動させる第２移動手段を構成する。すなわち、測距センサ２２による位相差検出結果に基づき、システム制御部１８が演算したパルス数だけステッピングモータが回転して、フォーカスレンズ１３が無限遠（ここでは図中、右端）の初期位置から前進する。本実施例においては、フォーカスレンズ１３の予定結像面を光軸方向のＡ位置とこれから所定量ずれたＢ位置の２ヶ所に設定可能としている。従って、Ａ位置の時のフォーカスレンズ１３の可動領域はＢ位置の時と異なり、Ａ位置とＢ位置の差分だけ、長く設定されている。
【００２０】
１７は、調整手段である調整ネジでその先端に突き当て手段である突き当て部を有して、シャッタ地板４に撮像素子中心に３箇所、１２０度の均等角度間隔で配置されている。調整ネジ１７はその回転により、突き当て部の光軸方向の位置を変更するので、これに当接する保持板８ａの光軸方向の位置を変化させる。よって、３箇所の調整ネジ１７によって所定の平面を形成することになり、その回転調整により光軸に対する撮像素子８の直角度を最適に調整することが可能である。この調整作業は、例えば本体１の製造工程で、撮影レンズ２の取り付け面である不図示のマウント面などを基準に、撮像素子８の中心、周辺などの画像信号を参照しながら光軸方向の距離、傾きなどが、３つの調整ネジ１７を回転することで精密に行われる。この撮像素子８及び保持板８ａを突き当てた位置は光軸上の移動範囲の最前端となり、Ａ位置である。この位置は本実施例におけるフォーカスレンズ１３の２つの予定結像面のうちの一つである。
【００２１】
また、図７のブロック図において、１８は制御手段であるシステム制御部で、後述のリセットを行うリセット手段と露光制御手段などを含んでいる。システム制御部１８はＣＰＵを含むマイクロコンピュータユニットから構成されており、内蔵されたプログラムを実行する。また、レリーズボタン３の信号により、測光、測距などのシーケンスを開始する。また、位置センサ１２からの信号を受けて、現在、保持板８ａが待機位置（Ａ位置）にあるか否かの判定を行う。また、測距センサ２２からの信号により被写体までの距離を位相差検出方式により測定し、レンズモータ１４を所定量駆動したり、これを停止したりする。また、カムモータ１１及び後述のロックモータ２３の駆動、停止を行う。また、不図示のカウンタをリセットしたり、カウントを開始したりし、カムモータ１１、レンズモータ１４、ロックモータ２３の各ステッピングモータを所定量回転させるパルス制御を行う。
【００２２】
１９は、撮像素子８からのアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、タイミング発生回路、画像処理部、メモリ制御部、などからなる信号処理回路である。２０は、撮影した画像を格納するための記録媒体であり、所定枚数の画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。また、この記録媒体は着脱可能であり、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリによって構成されている。２１は、システム制御部１４の動作用の定数、変数、プログラムなどを記憶するメモリである。メモリ２１には、撮影条件により異なる情報、数値が記録されている。その他、撮像処理を行うプログラム、画像処理を行うプログラム、作成した画像ファイルデータを記録媒体に記録するプログラム、画像ファイルデータを記録媒体２０から読み出すプログラムなどの各種プログラムが記録されている。また、メモリ２１には、上記プログラムのマルチタスク構成を実現し実行するＯＳなどの各種プログラムも記録されている。
【００２３】
２２は測距センサで、ここでは位相差方式により、被写体までの距離情報をシステム制御部１８へ出力する。２３はロックモータで、ここでは本体に固定されたステッピングモータである。システム制御部１８からのパルス制御により正逆に回転し、同じく本体に回転可能に固定されたギア２３ａの減速を経て回転リング２４を所定の角度、往復回転させる。回転リング２４は滑らかに回転可能であり、かつ、光軸方向に関して精度良く本体に支持されている。外周の一部にはギア２３ａと噛みあう不図示の歯車部を有し、回転が伝達される。また、光軸方向に平行に調整ネジ２４ａが３個、略１２０度の均等角度間隔で配置されていて、調整ネジ１７と同様に、その回転により調整ネジ２４ａの先端に突き当てた物体の平面性を決定することができる。ここでは撮像素子８の光軸方向に対する直角度を調整する。回転リングの駆動に用いられるロックモータ２３の代わりに、電磁石とスプリングの組合せを用いることもできる。
【００２４】
また、３箇所の調整ネジ２４ａは、保持板８ａの３箇所の切欠き８ｄに対応して配置されている。そして、回転リング２４がレンズ２の方向から見て時計方向（ＣＷ）回転して停止すると、切欠き８ｄと調整ネジ２４ａの互いの凹凸の位相が合致して（アンロック位置）、保持板８ａは回転リング２４を通過して自由に前後することができる。この状態は図１のアンロック状態である。また、回転リング２４がレンズ２の方向から見て反時計方向（ＣＣＷ）回転して停止すると、保持板８ａと調整ネジ２４ａは光軸方向からみて部分的に重なり（ロック位置）、保持板８ａは回転リング２４を通過することができない。この状態では、調整ネジ２４ａの先端と保持板８ａの重なり部分の平面部が突き当たり、スプリング９による付勢力により撮像素子８を保持、ロックすることができる。この状態は図５のロック状態である。予め、撮像素子８が光軸に直角な平面を形成するように３ヶ所の調整ネジ２４ａを調整しておくことで、撮像素子８は精度良くロックされる。
【００２５】
この撮像素子８及び保持板８ａを突き当ててロックした位置は、撮像素子８及び保持板８ａの光軸上の移動範囲の中間となり、Ｂ位置である。この位置は本実施例におけるフォーカスレンズ１３の２つの予定結像面のうちの他の一つである。このように、第１撮影モードと第２撮影モードにおいては、フォーカスレンズ１３の予定結像面が異なっている。つまり、回転リング２４は、撮像素子８及び保持板８ａの光軸方向の移動範囲の中間位置にて、その平面性が精度の良い状態でこれらをロックしたり、アンロックしたりすることができる。回転リング２４及び調整ネジ２４ａは第１のロック手段を構成する。
【００２６】
一方、上記２ヶ所の突き当てた位置（Ａ位置、Ｂ位置）以外の撮像素子移動範囲において、撮像素子８及び保持板８ａは独立した３個のカム１１ａにより形成される平面に倣うことになる。従って、３個のカム１１ａの回転角を相互に違えてリフト量をずらすことで、撮像素子８及び保持板８ａの光軸に対するいわゆる倒れ角度を調整することが可能である。
【００２７】
（実施例１の動作の説明）
撮影モードの選択は、例えば高速連写が必要な被写体に対しては、ピント精度よりも高速性が優先されるとして通常撮影である第１撮影モードを選択する。一方、ピント精度が必要な場合には、「高精度ＡＦモード」として撮像素子移動撮影を行うフォーカスブラケット撮影である第２撮影モードを選択する。フォーカスブラケット撮影では、フォーカスレンズ１３の予定結像面での撮影に加え、光軸方向に所定量ずらした位置でも撮影を実行する。ここでの所定量は、例えばカメラの測距系の製造誤差による測距結果のズレやレンズの製造誤差によるフォーカスレンズ１３の駆動位置のズレを積み重ねた結果と、設計値のズレなどから決定される。予定結像面の前後に何コマ撮影するかも選択可能で、ここでは例えば設計値を予定結像面とすれば、その後ピント位置と前ピント位置でそれぞれ１コマ、合計３コマを撮影することとして、それらはメモリ２１に格納される。
【００２８】
次に、撮影を行う際の動作について、図８と図９のフローチャートに基づき、図１から図６、図７のブロック図、図１０の配置図を用いて説明する。まず、電源オン状態にてレリーズボタン３の半押しによりＳＷ１がオンすると（Ｓ１０２）、不図示の測光機構により測光が行われると同時に、撮像素子８のＡ位置へのリセット動作として、カムモータ１１を低速で逆転し、撮像素子８をレンズ側へ移動する（Ｓ１０３）。やがて位置センサ１２がオンして撮像素子８及び保持板８ａが待機位置（Ａ位置）にあることを確認すると（Ｓ１０４）、カムモータ１１へのパルスカウントを一度、リセットする。その後、カムモータ１１は所定量余分に回転し、カム１１ａが保持板８ａから完全に離間してから停止し、撮像素子８のリセット動作は終了する（Ｓ１０５）。従って、Ａ位置において、撮像素子８及び保持板８ａは３つのカム１１ａの位置に影響されず、調整された３箇所の調整ネジ１７で形成される面にスプリング９によって精度良く突き当てられている（図２参照）。Ａ位置に撮像素子８及び保持板８ａがあること確認されると次に遷移する。モード切換えスイッチ１０による設定が、現在、第１撮影モードであるか、第２撮影モードであるかを判別する（Ｓ１０６）。
【００２９】
（第２撮影モード、ブラケット撮影）
フォーカスブラケット撮影である第２撮影モードが選択されている場合、すなわち、フォーカス精度を優先する撮影の為、撮像素子移動によるフォーカスブラケット撮影を行う。従って、ここでは撮像素子８及び保持板８ａの位置が上述のＢ位置を予定結像面としたレンズ駆動を行うこととする。測距センサ２２とシステム制御部１８によって位相差検出方式の測距が行われる（Ｓ１０７）。レンズモータ１４へ所定の回転量が指示されると、リードスクリュー１５の回転によりフォーカスレンズ１３が取り付けられた移動部１６が前進し、Ｂ位置を予定結像面として被写体の距離に応じたレンズ駆動が実行される（Ｓ１０８）。この状態は図２の状態であり、ここでは被写体は無限遠にあるとして、フォーカスレンズ１３は実線位置から破線位置に移動した。
【００３０】
次に撮影者の撮影続行の意志により、再度ＳＷ１のオンを判別し（Ｓ１０９）、続いてレリーズボタン３の全押し下げによりＳＷ２がオンすると（Ｓ１１０）、システム制御部１８はカムモータ１１を高速で正転させる。そして、所定のパルス数を経た後に停止させて、撮像素８及び保持板８ａを後退させて移動撮影の１コマ目の位置である後ピント位置に到達させる（Ｓ１１１）。ここで、後ピント位置とはフォーカシングレンズ１３の予定結像面であるＢ位置から５０ミクロンだけ被写体側にずらした位置である。次に（Ｓ１１２）にてミラー５を撮影光路から退避させて（ミラーアップ）、不図示の露光制御装置により、シャッタ羽根４ａを開き、電子先幕、電子後幕が動作して１コマ目の撮影を行う（Ｓ１１３）。この状態は図４の状態である。
【００３１】
次に図９の（Ｓ１１４）において、カムモータ１１を高速で正転させ、所定のパルス数を経た後に停止させて撮像素子８及び保持板８ａを距離ｄ１分後退させる。この位置は、予定結像面であるＢ位置より所定量後退した位置である。次にロックモータ２３を回転し、回転リング２４をＣＣＷ回転させて、所定位置で停止させる。これは、上記アンロック位置から上記ロック位置に回転させる動作である（Ｓ１１５）。ここでは、調整ネジ２４ａと保持板８ａの当接位置が所定の間隔で対向している。次にカムモータ１１を低速で逆転させて撮像素子８及び保持板８ａをレンズ側へ移動させると、やがて、回転リング２４の調整ネジ２４ａと保持板８ａが突き当たって当接し、スプリング９により押圧されて精度のある平面が形成される（Ｓ１１６）。カムモータ１１は、調整ネジ２４ａと当接した保持板８ａの位置から離間するのに十分な所定量回転して停止する（Ｓ１１７）。すなわち、保持板８ａは、フォーカスレンズ１３の予定結像面であるＢ位置において、精度のある面に突き当たってロックされる（図５の状態）。
【００３２】
次に露光制御装置により、シャッタ羽根４ａを開き、電子先幕、電子後幕が動作して２コマ目の撮影を行う（Ｓ１１８）。このＢ位置での撮影は製造誤差が無ければジャストピントな画像が得られる。よって、ここではこの２コマ目の撮影に対し、撮像素子８の像面精度を向上させるべく、第１のロック手段が動作する。
【００３３】
次にカムモータ１１を高速で正転させ、所定のパルス数を経た後に停止させて撮像素子８及び保持板８ａを距離ｄ２分後退させる（Ｓ１１９）。次にロックモータ２３を回転し、回転リング２４をＣＷ回転させて、所定位置で停止させる。これは、ロック位置からアンロック位置に回転させる動作である。これにより、保持板８ａの切欠き部８ｄの位相と回転リング２４の調整ネジ２４ａの位相が一致する。従って、その後の初期位置復帰動作において、撮像素子８及び保持板８ａが前進する際、撮像素子８及び保持板８ａはスムーズに回転リング２４を通過することができる（Ｓ１２０）。撮像素子８及び保持板８ａが前ピント位置に到達すると（Ｓ１２１）、露光制御装置により３コマ目の撮影を行う（Ｓ１２２）。この位置は、予定撮像面であるＢ位置より後方に５０ミクロン移動した位置であり、本実施例の撮像素子８及び保持板８ａの移動範囲の後端となる。この状態は図６の状態である。
【００３４】
次に（Ｓ１２３）においてミラー５がファインダの観察位置に復帰する（ミラーダウン）。そして、撮像素子８及び保持板８ａを次の撮影待機状態とするべく、Ａ位置への復帰動作としてカムモータ１１を逆転し、撮像素子８及び保持板８ａを前進させる（Ｓ１２４）。やがて、撮像素子８及び保持板８ａがＡ位置に達すると、位置センサ１２からの信号判定（Ｓ１２５）により、カムモータ１１の回転を停止する（Ｓ１２６）。その後、（Ｓ１２７）においてレリーズボタン３の半押しが確認されなければ（ＳＷ１：オフ）、撮影は終了し、図２の状態に復帰する（Ｓ１２８）。撮影者に連写する意図があればＳＷ１はオンのままで、（Ｓ１０２）に戻って連続撮影が実行される。
【００３５】
次に、上記撮像動作によりメモリ２１に記録された撮影位置の異なる３枚の画像の中で最も評価値の高い画像をベストピント画像として選択して記録媒体２０に記録し、他の画像はメモリ２１から消去する。画像の評価方法としては公知のコントラスト検出などが用いられ、例えば位相差ＡＦ検出時に選択した焦点検出エリアと同じ領域における画像のコントラストを各々の画像毎に求めて比較する。このようにして毎回の撮影毎に最良のピント状態の画像のみを記録保存することができる。
【００３６】
以上の動作により、フォーカスレンズ１３の移動によるオートフォーカス動作に加えて、撮像素子８を順次実質的に後退させる。これにより、ここではフォーカスレンズ１３の予定結像面であるＢ位置での撮影コマと、その前後２箇所の位置での撮影コマの合計３枚の画像の撮影が実行された。よって、撮影レンズ２やカメラの製造ばらつき、誤差による予期せぬ結像面のずれが発生していても、撮影した３コマのうちに、従来の固定された撮像素子により撮影された画像に比べてピント精度の良好な画像を入手することが可能となる。
【００３７】
また、第２撮影モードのフォーカスブラケット撮影において、最も合焦する確率の高い撮像素子移動範囲の中間位置であるＢ位置で撮像素子８及び保持板８ａは調整ネジ２４ａにより精密に調整された突き当て面に突き当てられた状態である。よって、従来の本体に調整後、固定された撮像素子と同等の面精度を有している。結果として、撮像素子移動機構を有しながら従来と同等の合焦精度を有する撮像装置となっている。この３箇所への移動は、全て撮像素子８及び保持板８ａの実質的後退（Ｂ位置にもたらす際、若干の反転移動があるが）によって行われているので、移動時間短縮のために高速で駆動することができる。
【００３８】
（第１撮影モード、固定位置撮影）
次に、本体１の設定が撮像素子移動を行わない通常撮影である第１撮影モードの場合の動作を説明する。このモードは高速連写の場合に好適である。（Ｓ１０６）にて第１撮影モードが選択されると、第１撮影モードにおいてフォーカスレンズ１３の予定結像面はＡ位置となる。よって、システム制御部１８において、フォーカスレンズ１３の駆動量演算に関する数値について、Ａ位置を基準とした演算を行うことを選択する（Ｓ１２９）。図２の状態で、位相差ＡＦ検出が行われ（Ｓ１３０）、（Ｓ１２９）で決定した演算に基づき、Ａ位置を予定結像面とするようにフォーカスレンズ１３を駆動する（Ｓ１３１）。具体的には、測距センサ２２からの被写体の測距情報に対し、システム制御部１８がレンズモータ１４の送りパルスを演算する際に予定結像面をＡ位置とした場合の送りパルスを演算する。その後、ミラー５を撮影光路から退避させ（ミラーアップ）（Ｓ１３２）、これにより被写体像が撮像素子８の撮像面に結像するので露光制御装置により撮影を行う（Ｓ１３３）。このとき、撮像素子８及び保持板８ａは、調整ネジ１７により精密に調整された突き当て面に突き当てられている。
【００３９】
次にミラー５がファインダの観察位置へ復帰してミラーダウンが行われ（Ｓ１３４）、レリーズボタン３の半押しが確認されなければ（ＳＷ１：オフ）、（Ｓ１３５）を経て撮影は終了する（Ｓ１３６）。撮影者に連写する意図があればＳＷ１はオンのままで、（Ｓ１０２）に戻って連続撮影が実行される。
【００４０】
図１０の表と図において、上述した実施例の要素の光軸方向の位置関係を説明する。ここでは理解し易くする為、撮影レンズ２、本体１、フォーカスレンズ１３、撮像素子８のみを示す。第１撮影モードでは撮像素子８がＡ位置にある突き当て固定撮影なので、例えば被写体が至近位置にあるとき、フォーカスレンズ１３はＡ位置を予定結像面とした（４）まで移動して撮影が行われる。同様に被写体が無限遠にあるとき、フォーカスレンズ１３は（２）の位置に移動して撮影する。
【００４１】
第２撮影モードでは、撮像素子８はＢ位置を中心とした前後、合計３箇所に移動して撮影するので、例えば被写体が至近位置にあるとき、フォーカスレンズ１３はＢ位置を予定結像面とした（３）まで移動する。その後、撮像素子８が前後の合計３箇所に移動して撮影する。そのうち、Ｂ位置においてはロック手段により撮像素子８及び保持板８ａが突き当て固定されて撮影される。同様に被写体が無限遠にあるとき、フォーカスレンズ１３は（１）まで移動する。その後、撮像素子８が前後の合計３箇所に移動して撮影する。そのうち、Ｂ位置においてはロック手段により撮像素子８及び保持板８ａが突き当て固定されて撮影される。すなわち、第１撮影モードにおいては（２）から（４）の範囲で位相差検出方式によるレンズ駆動が行われ、第２撮影モードにおいては（１）から（３）の範囲で位相差検出方式によるレンズ駆動が行われる。
【００４２】
このように第１撮影モードと第２撮影モードにおいてフォーカスレンズの予定結像面を異ならせている。つまり、第１撮影モードの予定結像面を、第２撮影モードの後ピント側撮影位置よりも被写体側に設けている。或いは、撮像素子移動の方向を変更して、後方から被写体側に移動する場合は、第１撮影モードの予定結像面を、第２撮影モードの前ピント側撮影位置よりも後方（被写体と反対側）に設ける。第２撮影モードでは撮像素子の移動範囲の中間において、調整ネジ２４ａなどで構成される第１のロック手段が撮像素子をロックする。
【００４３】
（実施例１の効果）
上述したように通常撮影（撮像素子固定撮影）とブラケット撮影（移動撮影）の２つの撮影モードを備え、それぞれのモードで予めレンズ位置（或いは焦点面）を異ならせて構成してある。よって、撮像素子固定撮影と移動撮影の切換えの際、及びブラケット撮影の際にも、順次、実質的に一方向に進みながら撮影するので撮像素子移動の急速な反転などを実質的に含まなくなる。こうして、撮像素子の無駄な移動が抑制され、スムーズな動作の撮像装置を構成することが可能となった。また、第１撮影モードにおいては、調整ネジ１７で構成される調整機構で確立された待機位置に撮像素子を突き当てて撮影するので、本体に固定された撮像素子と同等の面精度を有している。
【００４４】
また、撮影シーケンスも、撮像素子移動機構を備えない装置と比較して、条件判断部分が追加されているだけなので、結果として、撮像素子移動機構を有しながら従来と同等の高速性を持つ撮影モードを有する撮像装置となっている。また、可動の突き当て部材により、撮像素子移動範囲内の中間位置でメカロックして撮像素子の面精度を向上させるので、フォーカスブラケット撮影において、最も合焦率の高い予定結像面周りの中間位置において撮像素子の撮像面精度を向上させている。
【００４５】
これらにより、撮像素子移動機構があっても、進退可能なロック手段により撮像素子の移動範囲の中間において撮像素子をメカ的にロックすることが可能で、かつ、撮像素子移動機構によらず、精度の高い突き当て面に突き当てることで像面精度を改善可能で、更にロック手段の突き当て面が調整可能となっているので、撮像素子移動範囲のどの位置においても確実に撮像面精度の高い画像を得ることができる。
【００４６】
（実施例２）
実施例１においては、ロック手段である回転リング２４の回転により、撮像素子８の固定された保持板８ａをフォーカスブラケットの中間位置でのみ、ロック、アンロックしている。しかし、ロック手段はこの方式に限定されるものではなく、またロックする位置も中間位置のみでなくとも構わない。
【００４７】
実施例２では、フォーカスブラケット方式において撮影する複数コマの停止位置全て（ここでは３箇所）に対してロックをかけ、かつ、ロック手段は外周からスライドしてロックする方式を採っている。これ以外の要素は基本的に実施例１と同じなので、実施例１と同じ番号を付している。従って、相違するロック手段の部分について主に説明する。
【００４８】
（実施例２の構成）
図１１と図１２を用いて本発明の実施例２について説明する。図１１は撮像装置の撮像素子移動機構の要部の断面図で、撮像素子１０８及び保持板１０８ａの１つの移動位置（前ピント位置）を示した図である。図１２は図１１の状態の要部の正面図である。撮像素子１０８は保持板１０８ａに完全に平行に固定されて、本体に固定されたガイド軸７に支持されて光軸方向（ここでは図面上左右方向）に進退する。
【００４９】
撮像素子１０８に一体に取り付けられた円形の保持板１０８ａは、背面側から３個のスプリング９が押圧している。１２４はロック部材で、不図示の本体に対し、外側から光軸に向かってスライド式に可動であり、光軸を中心に略１２０度の等角度間隔で３個備えてある。ロック部材１２４の駆動源は不図示のロックモータで、ラック・ピニオン方式などにより、レールなどによって支持されたロック部材１２４をスライド駆動する。
【００５０】
図１１に示すように、一つのロック部材１２４は、光軸方向に関してレンズと反対側方向から突き当てられるような３つの突き当て面１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃを光軸方向に所定量ずつ、ずれて備えている。ここではフォーカスレンズの予定結像面を確立するための突き当て面を突き当て面１２４ｂとし、その前後のピント位置を確立するための突き当て面として、所定量ずれた突き当て面１２４ｂ、１２４ｃが設けられている。すなわち、後ピント位置である突き当て面１２４ａと前ピント位置である突き当て面１２４ｃである。ロック部材１２４は光軸方向にガタ無く、精度良く取り付けられている。３個のロック部材１２４のそれぞれの突き当て面に保持板１０８ａが突き当てられると、その３点により光軸に対し直角な平面を形成するように構成されている。また、撮像素子１０８及び保持板１０８ａが通過する際は、その移動領域からロック部材１２４は外側に退避してアンロックする。その他は実施例１と同一である。
【００５１】
（実施例２の動作の説明）
図１３のフローチャートに従い、動作の説明を行う。ここでは第１撮影モードは実施例１と同一なので、ブラケット撮影モードの第２撮影モードについてのみ説明する。まず電源オン状態にてレリーズボタン３の半押しによりＳＷ１がオンすると（Ｓ２０２）、測光機構により測光が行われると同時に、ロックモータが回転し、ロック部材１２４が光軸から外側へ退避し、アンロックする（Ｓ２０３）。（Ｓ２０４）から（Ｓ２０７）までは図８の（Ｓ１０３）から（Ｓ１０６）までと同じである。
【００５２】
（第２撮影モード、ブラケット撮影）
フォーカスブラケット撮影である第２撮影モードが選択されている場合、（Ｓ２０９）までは図９の（Ｓ１０８）までと同じである。次に撮影者の撮影続行の意志により、再度ＳＷ１のオンを判別し（Ｓ２１０）、続いてレリーズボタン３の全押し下げによりＳＷ２がオンすると（Ｓ２１１）、図１４の（Ｓ２１２）において、３個のロック部材１２４がロック位置からアンロック位置まで移動する。既にアンロックしている場合は、例えば不図示のロックモータを所定のパルスだけ逆転するなどの処理を行って、アンロックを確認する。次に、撮像素子１０８及び保持板１０８ａは第１撮影モードにおける位置から撮像素子移動範囲の最後方位置まで後退する（Ｓ２１３）。
【００５３】
撮像素子１０８及び保持板１０８ａが最後方位置まで達すると、次にロック部材１２４は外周から光軸方向にスライド移動してロック位置に達する（Ｓ２１４）。次にカムモータ１１が逆転して撮像素子１０８及び保持板１０８ａが前進すると、ロック部材１２４の３個の突き当て面１２４ｃに後方からスプリング９により押圧される。そして、３個の突き当て面１２４ｃにより形成される平面に倣って倒れ精度良く撮像素子１０８及び保持板１０８ａが保持される（Ｓ２１６）。これは、図１１のフォーカスレンズの予定結像面（Ｊｆ）より後方の前ピント位置（Ｆｆ）にある状態である。この状態でミラーアップされて（Ｓ２１７）、前ピント位置における撮影を行う（Ｓ２１８）。
【００５４】
次に再び３個のロック部材１２４がロック位置からアンロック位置まで移動する（Ｓ２１９）。撮像素子１０８及び保持板１０８ａが前ピント位置から予定撮像面の手前まで前進する（Ｓ２２０）。撮像素子１０８及び保持板１０８ａがロック部材１２４の突き当て部１２４ｃを通過した時点で、ロック部材１２４は外周から光軸方向にスライド移動してロック位置に達する（Ｓ２２１）。次にカムモータ１１が逆転して（Ｓ２２２）、撮像素子１０８及び保持板１０８ａが前進すると、ロック部材１２４の３個の突き当て面１２４ｂに後方からスプリング９により押圧される。そして、それらにより形成される平面に倣って倒れ精度良く保持される（Ｓ２２３）。こうして、フォーカスレンズの予定結像面（Ｊｆ）にある状態で、予定結像面における２コマ目の撮影が行われる（Ｓ２２５）。
【００５５】
次に再び３個のロック部材１２４がロック位置からアンロック位置まで移動する（Ｓ２２６）。次に、撮像素子１０８及び保持板１０８ａは予定結像面位置から後ピント位置の手前まで前進する（Ｓ２２７）。撮像素子１０８及び保持板１０８ａがロック部材１２４の突き当て部１２４ｂを通過した時点で、ロック部材１２４は外周から光軸方向にスライド移動してロック位置に達する（Ｓ２２８）。次にカムモータ１１が逆転して（Ｓ２２９）、撮像素子１０８及び保持板１０８ａが前進すると、ロック部材１２４の３個の突き当て面１２４ａに後方からスプリング９により押圧される。そして、それらにより形成される平面に倣って倒れ精度良く保持される（Ｓ２３０）。こうして、フォーカスレンズの後ピント位置（Ｒｆ）にある状態で、後ピント位置における３コマ目の撮影を行う（Ｓ２３１）。（Ｓ２３２）から（Ｓ２３７）は実施例１と同様の動作である。以上により撮影が終了する。
【００５６】
（実施例２の効果）
本実施例では、実施例１の効果に加えて、第２撮影モードのフォーカスブラケット撮影における後ピント側撮影、予定結像面撮影、前ピント側撮影のそれぞれの撮影に対して、撮像素子の突き当て保持、撮影を可能としている。これは、外周側から光軸に向かってスライドする第１のロック手段により行われる。ここでは、突き当てを行うロック部材が、後ピント側撮影位置、予定結像面撮影位置、前ピント側撮影位置の３箇所の突き当て面を有するので、ブラケット撮影の全ての撮影で突き当て撮影が可能となっている。従って、全ての撮影において撮像素子の撮像面精度が高いので、全ての撮影画像を片ボケ等のない良好な画像とすることができる。ここにおいても、固定撮影と移動撮影の切換え時、及びブラケット撮影中は撮像素子の移動方向は実質的に一定にしてあり反転動作が実質的にないので、ムダのないスムーズな撮影が行える。
【００５７】
（実施例３）
上記実施例においては、位相差ＡＦを検出系としたフォーカスブラケット方式を例として、撮像素子をカムモータとスプリングによって移動、保持する機構を示した。これに対し、実施例３では、コイルと永久磁石による電磁駆動方式とスプリングによる移動、保持する機構を採用する。基本的にこれ以外の要素は実施例１と同一である。
【００５８】
（実施例３の構成）
本実施例の構成について図１５から図１８を参照して説明する。図１５は実施例３における撮像装置の部分断面図で、図１５（ａ）は第１のロック手段により撮像素子２０８及び保持板２０８ａが保持、固定されている状態を示す。図１８（ｂ）はロック手段がアンロックし、コイル２１１の通電量を低下させてスプリング９の押圧により撮像素子２０８及び保持板２０８ａが前進している状態を示す。図１６は撮像装置の要部の正面図、図１７と図１８は動作のフローチャートである。
【００５９】
本実施例において、図７の制御手段であるシステム制御部１８は、位相差ＡＦ機能と露光制御手段を含んでいる。図７のブロック図で、本実施例では、カムモータ１１に代わって、コイル２１１とホール素子２３０がシステム制御部１８に繋がっている。システム制御部１８は、位置センサ１２からの信号を受けて、現在、保持板２０８ａが待機位置（Ａ位置）にあるか否かの判定を行う。また、ホール素子２３０の出力により、現在、保持板２０８ａが撮像素子２０８の移動範囲のどの位置にあるかの判定を行い、ロックモータ２３の起動タイミングを制御する。測距センサ２２からの信号により被写体までの距離を位相差検出方式により測定し、コイル２１１への通電量を制御して撮像素子２０８の移動、停止を行う。
【００６０】
また、システム制御部１８は、不図示のカウンタをリセットしたりそのカウントを開始したりし、レンズモータ１４、ロックモータ２３の各ステッピングモータを所定量回転させるパルス制御を行う。また、不図示のＡＥ検出装置からの情報により、ブラケット撮影における撮像素子のずらし量を変更することができる。ここでは、予定結像面に対し、ずらし量は前後共に５０ミクロンとして説明するが、例えば設定された絞り値に応じて変化させたり、前後、等分でなしにしたりすることが可能である。
【００６１】
図１５において、撮像素子２０８は保持板２０８ａに完全に平行に固定されて、本体に固定されたガイド軸７に支持されて光軸方向に進退する。撮像素子２０８に一体に取り付けられた円形の保持板２０８ａは、背面側から３個のスプリング９が押圧している。２１１は、被覆された導線を巻き線にしたコイルである。コイル２１１は、シャッタ地板４に、撮像素子８を中心に３箇所に１２０度の均等角度間隔で配置、固定されており、導線へ通電する電流の方向により、電磁力の向きが変化し、通電量により電磁力の大きさが変化する。
【００６２】
２２０は永久磁石であり、コイル２１１に対向する位置で３個、それぞれ板厚方向に２極に着磁されて撮像素子２０８の保持板２０８ａに固定されている。コイル２１１と永久磁石２２０及びガイド軸７、スプリング９は第１移動手段を構成している。２２４は第１のロック手段であるロック部材であり、不図示の本体に対し、外側から光軸に向かってスライド式に可動としてあり、光軸を中心に略１２０度の等角度間隔で３個備えてある。ロック部材２２４の駆動源は、実施例２で説明した駆動源と同じである。２２４ａは圧力により厚さが変化する摩擦部材で、ロック部材２２４の端面に固定されて、少ない圧力でも確実に撮像素子２０８の保持板２０８ａを保持できるゴム、エラストマーなどの高摩擦部材である。２３０は本体の３箇所に固定されたホール素子などの検出手段であり、それぞれが３箇所の永久磁石２２０と対応して配置されている。よって、永久磁石２２０の磁力を検出し、その遠近による出力の変化から撮像素子２０８及び保持板２０８aの光軸方向の位置をシステム制御部１８において演算可能で、撮像素子２０８及び保持板２０８aの現在の位置が検出される。
【００６３】
図１５において、コイル２１１へ通電する電流量に応じて、光軸方向に発生する電磁力が変化するので、対向する永久磁石２２０の表面磁束との間に反発力を発生させて、スプリング９とのバネバランスを変化させることが可能となる。２本のガイド軸７によって撮像素子８及び保持板８ａが光軸方向に移動可能に支持されているので、コイル２１１の電流の向きと電流量に応じて撮像素子２０８及び保持板２０８aの光軸方向の移動を制御することが可能である。また、通電量を時間的に変化させると撮像素子２０８及び保持板２０８aの光軸方向の移動速度が変化する。また、３つのコイルについて、それぞれ独立して電流制御をすることで３箇所の電磁力を調整することが可能となり、撮像素子２０８及び保持板２０８ａの光軸に対する直角度を変化させることが可能である。
【００６４】
ここでは説明を容易にする為、コイル２１１と永久磁石２２０が互いに反発する方向の電磁力を発生させて撮像素子２０８及び保持板２０８aが後退するように通電することを正通電と称することとする。従って、コイル２１１の通電する向き及び通電量を変化させる速度をシステム制御部１８が制御することで、撮像素子２０８及び保持板２０８aは所望の位置に前進または後退し、更にその移動速度を制御することができる。
【００６５】
（実施例３の動作の説明）
次に撮影を行う際の動作について図１７のフローチャートを基に説明する。まず電源オン状態にてレリーズボタン３の半押しによりＳＷ１がオンすると（Ｓ３０２）、測光機構により測光が行われると同時に、ロックモータが回転し、ロック部材２２４が光軸から外側へ退避し、アンロックする（Ｓ３０３）。次に撮像素子２０８のＡ位置へのリセット動作を行う。コイル２１１の無通電状態では撮像素子２０８及び保持板２０８aにはスプリング９の付勢力しかかからないので通常は突き当て部１７ａに当接している筈である。しかし、リセット動作として撮像素子２０８及び保持板２０８ａが移動していた場合はコイル２１１に逆通電を行い（Ｓ３０４）、スプリング９の付勢力に加えてコイル２１１の吸着力を利用して突き当てを速やかに行う。やがて位置センサ１２がオンして撮像素子２０８及び保持板２０８ａが待機位置（Ａ位置）にあることを確認して（Ｓ３０５）、コイル２１１への通電をオフする（Ｓ３０６）。
【００６６】
以上より、撮像素子２０８及び保持板２０８ａは調整された３箇所の調整ネジ１７で形成される面にスプリング９によって静かに突き当てられる。従って、光軸に対し所定の角度で保持される。Ａ位置に撮像素子２０８及び保持板２０８ａがあることが確認されるとコイル２１１の通電を停止し、撮像素子の移動を停止する。こうして、Ａ位置において撮像素子２０８及び保持板２０８ａは、調整された３箇所の調整ネジ１７で形成される面にスプリング９によって精度良く突き当てられている。次にモード切換えスイッチ１０による設定が、現在、第１撮影モードであるか、第２撮影モードであるかを判別する（Ｓ３０７）。
【００６７】
（第２撮影モード、ブラケット撮影）
第２撮影モードが選択されている場合、ここではＢ位置を撮像素子２０８の位置の予定結像面としたフォーカスレンズ駆動を行う。測距センサ２２とシステム制御部１８によって位相差検出方式の測距が行われ（Ｓ３０８）、レンズモータ１４へ所定の回転量が指示されると、Ｂ位置を予定結像面として、被写体の距離に応じたレンズ駆動が実行される（Ｓ３０９）。
【００６８】
次に撮影者の撮影続行の意志により、再度ＳＷ１のオンを判別し（Ｓ３１０）、続いてレリーズボタン３の全押し下げによりＳＷ２がオンすると（Ｓ３１１）、システム制御部１８はコイル２１１に正通電を行う。そして、その通電量を徐々に増加させて撮像素２０８及び保持板２０８ａを後退させて移動撮影の１コマ目である後ピント位置に向かう（Ｓ３１２）。ホール素子２３０の現在の出力とシステム制御部１８が記憶している後ピント位置の目標値であるホール素子出力を比較して、同等になることで、目標位置到達と判断し（Ｓ３１３）、コイル２１１の通電量の増加を停止する（Ｓ３１４）。図１８で示すように、同時に３個のロック部材２２４は外周から光軸方向にスライド移動してロック位置に達し、摩擦部材２２４ａが保持板２０８ａの外周を３箇所で保持する（Ｓ３１５）。この時、３箇所の摩擦部材２２４ａはそれぞれ厚さが変化するので、ガイド軸７による支持機構とロック部材との光軸に対する組み立て誤差があっても、それを吸収し撮像素子２０８及び保持板２０８ａの平面性を損なうことはない。また、保持板２０８ａは、ずれることなく確実に保持されているので、この状態でコイル２１１の通電をオフして省エネを図ることも可能である。
【００６９】
次に、図１８の（Ｓ３１６）にてミラー５を撮影光路から退避させて（ミラーアップ）、露光制御装置により、シャッタ羽根４ａを開き、電子先幕、電子後幕が動作して、後ピント状態の１コマ目の撮影を行う（Ｓ３１７）。これが図１５（a）の状態である。次に再び、ロック部材２２４をアンロックさせて（Ｓ３１８）、コイル２１１に正通電を行い、徐々にその通電量を増加させて撮像素子２０８及び保持板２０８ａを後退させ、予定結像面であるＢ位置に向かう（Ｓ３１９）。ここで予定結像面であるＢ位置は、既に移動したフォーカシングレンズ１３の予定結像面で、製造誤差等が無ければジャストピントな画像が得られる位置である。ホール素子２３０の現在の出力と、システム制御部１８が記憶している予定結像面であるＢ位置の目標値であるホール素子出力を比較して、同等になることで、目標位置到達と判断し（Ｓ３２０）、コイル２１１の通電量の増加を停止する（Ｓ３２１）。
【００７０】
同時に３個のロック部材２２４は外周から光軸方向にスライド移動してロック位置に達して、摩擦部材２２４ａが保持板２０８ａの外周を３箇所から保持する（Ｓ３２２）。この時、３箇所の摩擦部材２２４ａはそれぞれ厚さが変化するのでガイド軸７による支持機構とロック部材との光軸に対する組み立て誤差があっても、それを吸収し撮像素子２０８及び保持板２０８ａの平面性を損なうことはない。また、保持板２０８ａは、ずれることなく確実に保持されているので、この状態でコイル２１１の通電をオフして省エネを図ることも可能である。露光制御装置により、電子先幕、電子後幕を動作させて予定結像面における２コマ目の撮影を行う（Ｓ３２３）。
【００７１】
次に再び、ロック部材２２４をアンロックさせて（Ｓ３２４）、コイル２１１に正通電を行い、徐々にその通電量を増加させて撮像素子２０８及び保持板２０８ａを後退させて前ピント位置へ向かう（Ｓ３２５）。ここで前ピント位置は、既に移動したフォーカシングレンズ１３の予定結像面から所定量後退した位置で、製造誤差等が無ければ前ピントとなる画像が得られる位置である。ホール素子２３０の現在の出力と、システム制御部１８が記憶している前ピント位置の目標値であるホール素子出力を比較して、同等になることで、目標位置到達と判断し（Ｓ３２６）、コイル２１１の通電量の増加を停止する（Ｓ３２７）。
【００７２】
同時に３個のロック部材２２４は外周から光軸方向にスライド移動してロック位置に達して、摩擦部材２２４ａが保持板２０８ａの外周を３箇所から保持する（Ｓ３２８）。この時のロック状態も前述のロック状態と同じである。露光制御装置により、電子先幕、電子後幕を動作させて前ピント位置における３コマ目の撮影を行う（Ｓ３２９）。
【００７３】
次に（Ｓ３３０）においてミラー５がファインダの観察位置に復帰し（ミラーダウン）、ロック部材２２４がアンロックする（Ｓ３３１）。そして、撮像素子２０８及び保持板２０８ａは次の撮影待機状態となるべく、Ａ位置への復帰動作として、コイル２１１の通電量を低下させてスプリング９の押圧力により撮像素子２０８及び保持板２０８ａを前進させる（Ｓ３３２）。やがて、撮像素子２０８及び保持板２０８ａがＡ位置に達すると位置センサ１２からの信号の判定（Ｓ３３３）により、コイル２１１の通電を停止する（Ｓ３３４）。その後、レリーズボタン３の半押しが確認されなければ（ＳＷ１：オフ）、（Ｓ３３５）を経て撮影は終了する（Ｓ３３６）。撮影者に連写する意図があればＳＷ１はオンのままで、図１７の（Ｓ３０２）に戻って連続撮影が実行される。ここでは、ブラケット撮影として撮像素子位置を所定量ずらしているが、ＡＥ装置からの情報により、そのずらし量を適宜変更することが可能である。例えば、設定されたレンズの絞り値の数値が小さく、被写界深度の浅い場合、ずらし量は小さく設定するなどにより、大きいフォーカスブラケットの効果を得ることができる。
【００７４】
次に上記撮像動作によりメモリ２１に記録された撮影位置の異なる３枚の画像の中で最も評価値の高い画像をベストピント画像として選択して記録媒体２０に記録し、他の画像はメモリ２１から消去する。これは、実施例１で説明した通りである。
【００７５】
（第１撮影モード、固定位置撮影）
第１撮影モードの場合の動作である（Ｓ３３７）から（Ｓ３４４）は、実施例１での（Ｓ１２９）から（Ｓ１３６）の動作と同じである。この第１撮影モードにおいても、従来の本体に調整後、固定された撮像素子と同等の面精度を有している。
【００７６】
（実施例３の効果）
ここでは、実施例１の効果に加えて、撮像素子をロックする位置を無段階にすることで、ブラケット撮影する場合の光軸方向のずらし量を自由に選択した後に、メカロックできることになった。すなわち、焦点距離や明るさなどにおいて被写界深度の変化に応じたずらし量を選択することが可能となって、ブラケット撮影した画像のジャストピントになる確率が向上する。ここにおいても、固定撮影と移動撮影の切換え時及びブラケット撮影中は撮像素子の移動方向は一定にしてあり、反転動作がないのでムダのないスムーズな撮影が行える。
【００７７】
（実施例４）
上記実施例においては位相差ＡＦを検出系としたフォーカスブラケット方式を例として本発明の説明を行った。実施例４では、位相差ＡＦに加えて、コントラストＡＦが可能な撮像素子を用いて、高精度のＡＦを実現する機構について説明する。基本的にこれ以外の要素は実施例１と同一である。
【００７８】
（実施例４の構成）
本実施例の構成について図１９から図２１を参照して説明する。図１９は本発明の実施例４における撮像装置の部分断面図で、撮像素子３０８及び保持板３０８ａが第２のロック手段であるロック部材３２４により保持、固定されている状態を示す。図２０はロック部材３２４がアンロックし、ウォブリング動作中の撮像素子３０８及び保持板３０８ａの状態を示す。図２１は動作のフローチャートである。
【００７９】
本実施例では、制御手段であるシステム制御部１８は、位相差ＡＦ機能手段、コントラストＡＦ処理機能手段、露光制御手段を含んでいる。システム制御部１８はＣＰＵを含むマイクロコンピュータユニットから構成されており、内蔵されたプログラムを実行する。また、レリーズボタン３の信号により、測光、測距などのシーケンスを開始する。また、測距センサ２２からの信号により被写体までの距離を位相差検出方式により測定し、フォーカスレンズ１３を高速で移動する。また、コイル２１１へ変調波形信号を入力して撮像素子３０８のウォブリング動作を行う。また、不図示のカウンタのリセット及びカウントの開始を行い、レンズモータ１４、ロックモータ２３の各ステッピングモータを所定量回転させるパルス制御を行う。
【００８０】
図１９において、撮像素子３０８は撮像面に投影された画像を電気信号に変換する。また、その画像信号を用いて所謂コントラストＡＦの検出機能を備えている。すなわち、コイル２１１に数ヘルツから数１０ヘルツの変調波形信号を入力すると、その電磁力が微小に変化して、永久磁石２２０及びスプリング９の押圧力により、撮像素子３０８及び保持板３０８ａが光軸方向に微小量往復動作する。その際の撮像素子の測距対象エリアの画像信号を取得して、前後のいずれの方向に微小量移動したときに画像のコントラストが向上するか、という評価が行われる。すなわち、高速で位置決めを行ったフォーカスレンズの現在の位置が真にジャストピント位置なのか、ずれている場合は、前ピント状態なのか、後ピント状態なのかを認識することができる。
【００８１】
撮像素子３０８は保持板３０８ａに完全に平行に固定されて、本体に固定されたガイド軸７に支持されて光軸方向に進退する。撮像素子３０８は、画像信号取り込み開始となる電子シャッタとしての電子先幕、及び取り込み中止を行う電子後幕の機能を有している。撮像素子３０８に一体に取り付けられた円形の保持板３０８ａは、背面側から３個のスプリング９が押圧している。３０８ｅは保持板３０８ａの端面に設けられた凸部である。３２４は第２のロック手段であるロック部材であり、本体に対し、外側から光軸に向かってスライド式に可動としてあり、光軸を中心に略１２０度の等角度間隔で３個備えてある。ロック部材３２４の駆動源は、不図示のロックモータでラック・ピニオン方式などにより、レールなどによって支持されたロック部材３２４をスライド駆動する。３２４ａはロック部で、保持板３０８ａの凸部３０８ｅがはまり込む凹みで、光軸に対し精度良く構成された３つのロック部材３２４のロック部３２４ａによって保持板３０８ａの光軸方向に対する直角度が決定される。
【００８２】
（実施例４の動作の説明）
次に撮影を行う際の動作について図２１のフローチャートを基に説明する。ここではフォーカスレンズ１３の予定結像面がＡ位置である第１撮影モードにおいてウォブリング動作を行う場合を説明するが、予定結像面がＢ位置である第２撮影モードにおいてウォブリング動作を行わせることもできる。まず電源オン状態にてレリーズボタン３の半押しによりＳＷ１がオンすると（Ｓ４０２）、測光機構により測光が行われると同時に、測距系が位相差ＡＦ検出を実行し（Ｓ４０３）、フォーカスレンズ１３を高速で所定の位置に移動する（Ｓ４０４）。次にロックモータが回転し、ロック部材３２４が光軸から外側へ退避し、アンロックする（Ｓ４０５）。
【００８３】
次に撮像素子３０８は１０ヘルツでウォブリングを開始する（Ｓ４０６）。すなわち、撮像素子３０８が光軸方向の前後に１０ミクロンのストロークで微小振動しながら、その前後動作に同期して撮像面に結像した画像信号を変換し、コントラスト評価を行う。結果として、前或いは後方向のどちらの方向に動いた時に、より高いコントラストを得たかにより、現在のフォーカスレンズ１３の位置での前ピント、後ピント、ジャストピントの判別を行う。これにより、次にフォーカスレンズ１３を微調整する際の動かす方向を知ることができる。すなわち、現在、前ピント状態であればフォーカスレンズ１３をわずかに前進させる。後ピント状態であれば後退させる。ジャストピント状態であれば微調整しないこととする（Ｓ４０７）。
【００８４】
微調する方向を知ることができたら、それをメモリに記憶し、ウォブリング動作を停止する（Ｓ４０８）。同時に、ロックモータが回転して３つのロック部材３２４をロック位置へ移動し、保持板３０８ａの凸部３０８ｅがそれぞれロック部３２４ａに落ち込んで撮像素子３０８を保持、固定する（Ｓ４０９）。これが図１９の状態である。よって、撮像素子３０８及び保持板３０８ａは、精度高く構成された３箇所のロック部３２４ａで形成される面に固定される。従って撮像素子３０８は光軸に対し所定の角度で保持される。
【００８５】
次に撮影者の撮影続行の意志により、再度ＳＷ１のオンを判別する（Ｓ４１０）。続いてレリーズボタン３の全押し下げによりＳＷ２がオンすると（Ｓ４１１）、システム制御部１８は再び、フォーカスレンズ１３を（Ｓ４０７）にて認識したずれの方向に微小量移動する（Ｓ４１２）。ここでは例えばわずかに後ピンの場合とする。同時に撮像素子３０８は、（Ｓ４１２）におけるフォーカスレンズ１３の移動と同期して再びコントラスト評価を行う（Ｓ４１３）。その評価において、フォーカスレンズ１３の微動に伴ってコントラストが向上する場合は、続けてフォーカスレンズ１３を同じ方向に微動する。コントラスト値がピークを迎え、下降に転じたと認識すると、フォーカスレンズ１３を停止する（Ｓ４１４）。
【００８６】
以上でＡＦ動作が終了し、次に（Ｓ４１５）にてミラー５を撮影光路から退避させて（ミラーアップ）、露光制御装置により、シャッタ羽根４ａを開き、電子先幕、電子後幕が動作して撮影を行う（Ｓ４１６）。次に（Ｓ４１７）においてミラー５がファインダの観察位置に復帰し（ミラーダウン）、その後、レリーズボタン３の半押しが確認されなければ（ＳＷ１：オフ）、（Ｓ４１８）を経て、撮影は終了する（Ｓ４１９）。撮影者に連写する意図があればＳＷ１はオンのままで、（Ｓ４０２）に戻って連続撮影が実行される。
【００８７】
（実施例４の効果）
上述のように、本実施例において、ウォブリングする撮像素子３０８は、撮影時においてのみ、第２のロック手段によりロックされて撮像素子の撮像面精度が高まるように構成されている。結果としてウォブリングするＡＦシステムを有しながら、従来と同等の片ボケなどの少ない画像が得られる撮像装置となっている。ここにおいても、固定撮影と移動撮影の切換え時及びブラケット撮影中は撮像素子の移動方向は一定にしてあり、反転動作が抑制されているのでムダの少ないスムーズな撮影が行える。すなわち、本実施例は、前記撮像素子がウォブリングを停止しているときにロックする第２のロック手段を有し、制御手段がこのロック手段のロックの解除に同期してウォブリングを再開するように制御する。これにより、ウォブリングするＡＦシステムにおいても、画像撮影時は確実な撮像素子の保持、固定が可能となって撮像面精度の高い画像を得ることができる。本実施例ではウォブリングする一眼レフカメラのオートフォーカスシステムについて説明したが、その他のデジタルビデオカメラ、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話に搭載されるカメラなどにこの構成を適用することも可能である。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。上述した各実施例は、レンズ一体型カメラやカメラ本体及びカメラに装着するレンズ装置などの撮像装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
２・・撮影レンズ（光学手段）、８・・撮像素子、１１・・カムモータ（第１移動手段）、１３・・フォーカスレンズ、１４・・レンズモータ（第２移動手段）、１８・・システム制御部（制御手段）、２２・・焦点検出手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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