(57)【要約】【課題】より高速で高精度な合焦動作を行うことが可能なハイブリッドＡＦカメラを提供する。【解決手段】主ミラー４とサブミラー５とを備える。主ミラー４およびサブミラー５はそれぞれ、撮影待機状態でミラーダウンして撮影光路内に配置され、撮影状態でミラーアップして撮影光路外に退避するように移動可能に構成される。ミラーダウン時には測距素子８および撮像素子７による合焦位置検出を行い、ミラーアップ時には撮像素子７による合焦位置検出を行い得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光路を複数の光路に分割するためハーフミラーで構成された主ミラーと、分割後の光路の一方を合焦位置判断素子に他方を撮像素子に導くための光路に分割するハーフミラーで構成されたサブミラーとを備え、
前記主ミラーおよび前記サブミラーはそれぞれ、第１の状態でミラーダウンして前記撮像光路内に配置され、第２の状態でミラーアップして前記撮像光路外に退避するように移動可能に構成され、
前記第１の状態では前記合焦位置判断素子および前記撮像素子による合焦位置検出を行い、前記第２の状態では前記撮像素子による合焦位置検出を行い得るようにしたことを特徴とするハイブリッドＡＦカメラ。
【請求項２】
撮影光路を複数の光路に分割するためハーフミラーで構成された主ミラーと、分割後の光路の一方を合焦位置判断素子に他方を撮像素子に導くための光路に分割するハーフミラーで構成されたサブミラーとを備え、
前記主ミラーおよび前記サブミラーはそれぞれ、第１の状態でミラーダウンして前記撮像光路内に配置され、第２の状態でミラーアップして前記撮像光路外に退避するように移動可能に構成され、
前記第１の状態の際および前記第２の状態の際、それぞれの前記撮像素子による合焦位置情報の差を記憶する補正情報記憶手段を備え、
前記第１の状態の際に前記撮像素子により合焦位置検出を行い撮像する場合は、前記主ミラーおよび前記サブミラーのミラーアップ動作の際に、前記補正情報記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動して合焦位置を補正することを特徴とするハイブリッドＡＦカメラ。
【請求項３】
前記合焦位置判断素子による合焦位置検出は位相差検出方式とし、前記撮像素子による合焦位置検出はコントラスト検出方式としたことを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッドＡＦカメラ。
【請求項４】
合焦位置検出として、前記ミラーダウン時の位相差検出方式、前記ミラーアップ時のコントラスト検出方式、前記ミラーダウン時の位相差およびコントラスト両検出方式のいずれかの検出方式を選択可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のハイブリッドＡＦカメラ。
【請求項５】
撮影光路中で、前記撮像素子の光軸方向被写体側に遮光手段であるシャッター機構を備え、前記撮像素子による合焦位置検出を行う際は、その合焦位置検出が開始される前に前記シャッター機構を開放状態とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のハイブリッドＡＦカメラ。
【請求項６】
撮影光路を複数の光路に分割するためハーフミラーで構成された主ミラーと、分割後の光路の一方を合焦位置判断素子に他方を撮像素子に導くための光路に分割するハーフミラーで構成されたサブミラーとを備え、前記主ミラーおよび前記サブミラーはそれぞれ、第１の状態でミラーダウンして前記撮像光路内に配置され、第２の状態でミラーアップして前記撮像光路外に退避するように移動可能に構成された撮像装置の制御方法であって、
前記第１の状態の際および前記第２の状態の際、それぞれの前記撮像素子による合焦位置情報の差を記憶するし、
前記第１の状態の際に前記撮像素子により合焦位置検出を行い撮像する場合は、前記主ミラーおよび前記サブミラーのミラーアップ動作の際に、前記記憶された補正情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動して合焦位置を補正することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合焦位置検出手段を複数有する所謂ハイブリッドＡＦを備える一眼レフカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影光学系によって結像された被写体像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を利用して電気信号に光電変換し、これにより得られた撮像信号を記録媒体等に記録するように構成されたデジタルカメラが広く普及している。このようなデジタルカメラにおいては、撮像素子によって取得した撮像信号に含まれる高周波成分量の差異（コントラスト）に基いて被写体像の焦点状態を検出する、所謂コントラスト検出方式の焦点検出手段を有する。
【０００３】
この焦点検出手段による焦点検出結果に基づいて自動的に撮影光学系の合焦位置を調節するように構成された自動合焦調節手段であるオートフォーカス（ＡＦ）手段を採用したものが一般的に実用化されている。これは、焦点検出のために専用センサや光学系等を設ける必要がないことと、撮像素子そのものを用いてＡＦを行っているため合焦精度が高いためである。
【０００４】
しかし、このようなコントラスト検出方式ＡＦ手段（以下、コントラストＡＦと称す）は、合焦位置となるコントラストのピークを検出するために、撮影光学系を少しずつ駆動しながら複数箇所の撮像信号を取り込んで各箇所のコントラストを比較しなければならないため、合焦に時間がかかってしまう。そのため撮影までのタイムラグが多くなりシャッターチャンスを逃したり、動きのある被写体に合焦できないといった問題が生じている。
【０００５】
そこで、連写性能や動体追従性能が求められる一眼レフタイプのデジタルカメラには、従来の一眼レフタイプの銀塩フィルムカメラで採用されている位相差検出方式ＡＦ手段（以下、位相差ＡＦと称す）が採用されている。
【０００６】
位相差ＡＦは、銀塩フィルムや撮像素子を配置する撮像面と略等価な面に、ラインセンサ等の像検出センサを１対または複数対配置する。そして、撮影光学系を透過した光のうち異なる部位の光束を異なる像検出センサに導き、対を成す像検出センサから出力される被写体像の像間距離（位相差）に基づいて被写体像の焦点状態を検出するものである。対を成す像検出センサ上の被写体像のずれ方向とずれ量から、合焦位置がフィルム面に対してどちらの方向へどの程度離れているかを即時に認識することができるる。このため撮影光学系を１回駆動することで合焦位置が得られるので、合焦の時間が速い。
【０００７】
一方、デジタルカメラの撮像素子は銀塩フィルムのサイズよりもかなり小さい上、画素の高密度化が進み、数百万画素を有するものも出現している。そして、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。このため複数の画素が従来よりも高密度に配置された撮像素子を用いて、デジタ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、ＡＦの際の合焦精度は高く要求される。
【０００８】
位相差ＡＦで高精度な合焦状態を実現するためには、像検出センサの分解能を高くすることが必要となる。このため像検出センサが大型化するとともに、撮影光学系を透過した光のうち、異なる部位の光束を異なる像検出センサに導くための２次結像レンズも大型化しなくてはならない。ところが、カメラ内に配置するための限界があることと、像検出センサ及び２次結像レンズの大型化により高コスト化するという問題がある。更に像検出センサの取り付け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。従って、位相差ＡＦでは合焦精度に限界があり、撮像素子の高画素化や高密度化に伴い、画素ピッチに見合った合焦精度のＡＦが行えなくなりつつある。
【０００９】
このような合焦時間と合焦精度の問題に鑑み、従来のデジタルカメラにおいて、コントラストＡＦと位相差ＡＦの両ＡＦ方式を有したハイブリッドＡＦが提案されている。例えば、合焦動作においてまず位相差ＡＦで粗調を行い、続いてコントラストＡＦで微調を行う方法（特許文献１参照）や、位相差ＡＦで得られた合焦位置情報とコントラストＡＦで得られた合焦位置情報との差に基づいて補正情報を算出しておき、実際の撮影時は位相差ＡＦ後に補正情報を加味して合焦動作を行う方法（特許文献２参照）などが開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−４３６０５号公報（第３頁、図６）
【特許文献２】特開２００３−２９５０４７号公報（第５頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッドＡＦは、最終的な合焦動作をコントラストＡＦで行うため、位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替える際にメカ機構を駆動する必要がある。結局、動きのある被写体には追従できず合焦できないといった問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載のハイブリッドＡＦは、キャリブレーションにより位相差ＡＦとコントラストＡＦの合焦位置情報の差に基づいた補正情報を得て、撮影時に位相差ＡＦの合焦位置情報に加味している。しかしながら、合焦位置情報は被写体のコントラストや被写体を照らす光源の違いなどによって変化するため、撮影状況により補正情報が正しくない場合もある。この問題は撮影状況が変わる度にキャリブレーションを行うことで回避可能だが、キャリブレーションを行っている間にシャッターチャンスを逃してしまったり、行為自体が煩わしいといった問題がある。
【００１３】
そこで本発明の目的は、より高速で高精度な合焦動作を行うことが可能なハイブリッドＡＦカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるハイブリッドＡＦカメラは、撮影光路を複数の光路に分割するためハーフミラーで構成された主ミラーと、分割後の光路の一方を合焦位置判断素子に他方を撮像素子に導くための光路に分割するハーフミラーで構成されたサブミラーとを備え、前記主ミラーおよび前記サブミラーはそれぞれ、第１の状態でミラーダウンして前記撮像光路内に配置され、第２の状態でミラーアップして前記撮像光路外に退避するように移動可能に構成され、前記第１の状態では前記合焦位置判断素子および前記撮像素子による合焦位置検出を行い、前記第２の状態では前記撮像素子による合焦位置検出を行い得るようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によるハイブリッドＡＦカメラは、撮影光路を複数の光路に分割するためハーフミラーで構成された主ミラーと、分割後の光路の一方を合焦位置判断素子に他方を撮像素子に導くための光路に分割するハーフミラーで構成されたサブミラーとを備え、前記主ミラーおよび前記サブミラーはそれぞれ、第１の状態でミラーダウンして前記撮像光路内に配置され、第２の状態でミラーアップして前記撮像光路外に退避するように移動可能に構成され、前記第１の状態の際および前記第２の状態の際、それぞれの前記撮像素子による合焦位置情報の差を記憶する補正情報記憶手段を備え、前記第１の状態の際に前記撮像素子により合焦位置検出を行い撮像する場合は、前記主ミラーおよび前記サブミラーのミラーアップ動作の際に、前記補正情報記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動して合焦位置を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のハイブリッドＡＦカメラにおいて、前記合焦位置判断素子による合焦位置検出は位相差検出方式とし、前記撮像素子による合焦位置検出はコントラスト検出方式としたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のハイブリッドＡＦカメラにおいて、合焦位置検出として、前記ミラーダウン時の位相差検出方式、前記ミラーアップ時のコントラスト検出方式、前記ミラーダウン時の位相差およびコントラスト両検出方式のいずれかの検出方式を選択可能であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のハイブリッドＡＦカメラにおいて、撮影光路中で、前記撮像素子の光軸方向被写体側に遮光手段であるシャッター機構を備え、前記撮像素子による合焦位置検出を行う際は、その合焦位置検出が開始される前に前記シャッター機構を開放状態とすることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の撮像装置の制御方法は、撮影光路を複数の光路に分割するためハーフミラーで構成された主ミラーと、分割後の光路の一方を合焦位置判断素子に他方を撮像素子に導くための光路に分割するハーフミラーで構成されたサブミラーとを備え、前記主ミラーおよび前記サブミラーはそれぞれ、第１の状態でミラーダウンして前記撮像光路内に配置され、第２の状態でミラーアップして前記撮像光路外に退避するように移動可能に構成された撮像装置の制御方法であって、前記第１の状態の際および前記第２の状態の際、それぞれの前記撮像素子による合焦位置情報の差を記憶するし、  前記第１の状態の際に前記撮像素子により合焦位置検出を行い撮像する場合は、前記主ミラーおよび前記サブミラーのミラーアップ動作の際に、前記記憶された補正情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動して合焦位置を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、ミラーダウン位置においても撮像素子による合焦位置検出ができるため、より高速で高精度な合焦動作を行うことが可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、ミラーアップ位置とミラーダウン位置での撮像素子による合焦位置情報の差を記憶する補正情報記憶手段を備える。ミラーダウン位置で撮像素子により合焦位置検出を行い撮影する場合は、主ミラーおよびサブミラーのミラーアップ動作中に、補正情報記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動して合焦位置を補正する。これにより、より高精度な合焦動作を行うことが可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、測距素子による合焦位置検出は位相差検出方式、撮像素子による合焦位置検出はコントラスト検出方式とすることにより、より高速で高精度な合焦動作を行うことが可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、合焦位置検出は、ミラーダウン位置における位相差検出方式、ミラーアップ位置におけるコントラスト検出方式、ミラーダウン位置における位相差とコントラストの両検出方式のいずれかの検出方式を選択可能とすることにより、撮影時に最適な合焦位置検出方式が選択可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、撮像素子による合焦位置検出を行う際は、合焦位置検出が開始される前にシャッター機構を開放状態とすることにより、撮像素子による合焦位置検出が可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
１はカメラ本体、２は後述の撮影レンズ３をカメラ本体１に着脱可能とするためのマウントであり、各種信号を通信したり、駆動電源を供給するためのインターフェイス部であるマウント接点２ａを有する。３は交換可能な撮影レンズであり、内部にフォーカスレンズ群３ａ、ズームレンズ群３ｂを有している。各レンズ群は便宜上１枚のレンズで図示したが、実際には多数のレンズにより複雑なレンズ群の組み合わせで構成されている。
【００２６】
４はハーフミラーで構成された主ミラーであり、カメラの動作状態に応じて回動可能となっており、被写体をファインダーで観察時は撮影光路へ斜設され、撮影レンズ２からの光束を折り曲げて後述のファインダー光学系へ導き、露光時は撮影光路から退避して、撮影レンズ３からの光束を後述の撮像素子７へ導いている。５は主ミラー４とともに回動するサブミラーであり、ハーフミラーで構成されており、主ミラー４が撮影光路へ斜設されている時に主ミラー４を透過した光束を、折り曲げて後述の焦点検出装置８へ導く光束と、透過して後述の撮像素子７へ導く光束に分割している。６はシャッター、７はＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子である。
【００２７】
８は合焦位置を判断する信号を出力する焦点検出装置であり、結像面近傍に配置されたフィールドレンズ８ａ、反射ミラー８ｂ，８ｃ、２次結像レンズ８ｅ、絞り８ｄ、複数のＣＣＤからなるエリアセンサ８ｆ等から構成されている。焦点検出装置８は被写体の４５箇所の領域について、周知の位相差方式で焦点検出可能に構成されている。
【００２８】
９は撮影レンズ３の一次結像面に配置されたピント板であり、入射面にはフレネルレンズ（集光レンズ）が設けられ、射出面には被写体像（ファインダー像）が結像している。１０はファインダー視野領域を形成するファインダー視野枠、１１はファインダー光路変更用のペンタプリズムであり、ピント板９の射出面に結像した被写体像を正立正像に補正する。１２，１３は接眼レンズ、１４はファインダーを観察する瞳である。なお、ピント板９、ペンタプリズム１１、接眼レンズ１２，１３により構成されている光学系をファインダー光学系と称する。１５は撮影した画像を表示する液晶モニタである。
【００２９】
１６はフォーカスレンズ群３ａを駆動するためのフォーカス駆動用モータ、１７は駆動ギア等からなるフォーカス駆動部材、１８はフォトカプラ、１９はフォーカス駆動部材１７に連動するパルス板、２０は撮影レンズ３内に設けられた絞り、２１は後述する絞り駆動回路６２を含む絞り駆動装置である。
【００３０】
図２は図１の構成のデジタル一眼レフカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１と同一のものには同一番号を付けている。
５０はカメラ部の制御とカメラ全体の制御を行うマイクロコンピュータ（中央処理装置；以下、ＭＰＵと記す）、５１は画像データの各種制御を行うメモリコントローラ、５２は各種制御を行うための設定・調整データ等を格納しているＥＥＰＲＯＭである。
【００３１】
５３は合焦位置を判断する焦点検出回路であり、ＭＰＵ５０の信号に従い、エリアセンサ８ｆの蓄積制御と読み出し制御とを行って、各測距点の画素情報をＭＰＵ５０に出力する。エリアセンサ８ｆは、ファインダー視野枠１０内の複数の測距点に対応した４５組のラインセンサＣＣＤ−０１〜ＣＣＤ−４５から構成されている。ＭＰＵ５０は各測距点の画素情報を周知の位相差検出法による焦点検出を行い、検出した焦点検出情報を後述のレンズ制御回路６０へ送出してレンズの焦点調節を行わせる。この焦点検出から焦点調節までの一連の動作をオートフォーカス（以下、ＡＦと記す）動作と称する。
【００３２】
５４はモータ駆動回路であり、ＭＰＵ５０からの信号に従い、主ミラー４を駆動するモータＭ１５５、シャッター６のチャージを行うモータＭ２５６を制御する。５７はシャッター駆動回であり、ＭＰＵ５０からの信号に従い、シャッター６の先幕を走行させるマグネットＭＧ−１５８、シャッター６の後幕を走行させるマグネットＭＧ−２５９を、撮像素子７に所定光量を露光するように制御する。
【００３３】
６０はレンズ制御回路であり、マウント接点２ａを介してＭＰＵ５０からの信号に基づいて、後述する焦点調節回路６１と絞り駆動回路６２の制御を行う。焦点調節回路６１は、フォトカプラ１８で検知されたパルス板１９の回転情報と、レンズ制御回路６０からのフォーカスレンズ駆動量の情報に基づいて、フォーカス駆動用モータ１６を所定量駆動させ、フォーカスレンズ群３ａを合焦位置に移動する。絞り駆動回路６２は、レンズ制御回路６０からの絞り情報に基づいて、絞り２０を駆動する。６３はカメラを操作したり、撮影のための各種設定を行う操作ＳＷである。
【００３４】
６４は撮像素子７から出力される画像信号をサンプルホールド及び自動ゲイン調整するＣＤＳ（相関２重サンプリング）／ＡＧＣ（自動ゲイン調整）回路、６５はＣＤＳ／ＡＧＣ回路６４のアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、６６はＴＧ（タイミング発生）回路であり、撮像素子７に駆動信号を、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路６４にサンプルホールド信号を、Ａ／Ｄ変換器６５にサンプルクロック信号を供給する。ここで、メモリコントローラ５１が撮像素子７から出力される画像信号をＣＤＳ／ＡＧＣ回路６４、Ａ／Ｄ変換器６５を経て受けて、コントラスト検出方式により被写体像の焦点検出を行うことが可能である。
【００３５】
６７はＡ／Ｄ変換器６５でデジタル変換された画像等を一時的に記録するためのＳＤＲＡＭ、６８は画像をＹ／Ｃ（輝度信号／色差信号）分離、ホワイトバランス補正、γ補正等を行う画像処理回路、６９は画像をＪＰＥＧ等の形式に従って圧縮したり、圧縮された画像の伸張を行う画像圧縮／伸張回路である。
【００３６】
７０はＳＤＲＡＭ６７やメディア７２に記録された画像を液晶モニタ１５に表示するために、画像をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。７１は画像を記録保存するためのメディア７２とのＩ／Ｆ（インターフェイス）である。７３は電源７４の電圧を各回路に必要な電圧に変換するＤＣ/ＤＣコンバータである。
【００３７】
図３はカメラのファインダー視野図であり、ファインダー視野枠１０の内側、即ち視野枠内には複数の測距点２０１〜２４５が全て、不図示のスーパーインポーズ（以下、ＳＩと記す）装置によってＳＩ表示されている状態となっている。４ａは主ミラー４に設けられたマスクの形状を表しており、主ミラー４に届いた光束の内、複数の測距点２０１〜２４５でのＡＦに必要な光束を透過し、不要な光束を透過させず反射させることでファインダーへ光量を供給している。マスク４ａを通過した光束は、マスク４ａよりも少し大きいサイズのサブミラー５により反射した光束が焦点検出装置８へ、また透過した光束が撮像素子７へ導かれる。
【００３８】
ここで、ファインダー視野枠１０は撮像素子７の受光面サイズと等価サイズとなっているため、撮像素子７で得られる画像と同一の絵（視野範囲）がファインダーで確認できる（所謂、ファインダー視野率１００％となっている）。従って、図３はファインダー視野図であるが、撮像素子７に対する主ミラー４のマスク４ａとサブミラー５の大きさを表していることと等価となっている。即ち、主ミラー４とサブミラー５を透過して撮像素子７へ届く光束は、撮像素子７上のマスク４ａの範囲である。
【００３９】
続いてカメラの動作について以下のフローチャートを用いて説明する。
図４は、図１〜図３に示した構成のデジタル一眼レフカメラにおけるコントラストＡＦモード時のフローチャートである。
Ｓ３０１では、撮影者が不図示のＡＦモードスイッチを操作して、ＡＦモードを選択する。ここでは、コントラストＡＦモードを選択したこととする。このコントラストＡＦモードは、被写体の合焦精度を優先した精度優先モードである。
Ｓ３０２では、撮影者が不図示のレリーズボタンを半押し操作して、不図示のＳＷ１がＯＮされる。
Ｓ３０３では、ＳＷ１のＯＮを受けて、モータ駆動回路５４によりモータＭ１５５に通電し、主ミラー４をアップさせる。
【００４０】
Ｓ３０４では、シャッター駆動回路５７によりマグネットＭＧ−１５８に通電してシャッター６の先幕を開放する。
Ｓ３０５では、メモリコントローラ５１により撮像素子７で受光される画像を読み込んでＳＤＲＡＭ６７に記録する。
【００４１】
Ｓ３０６では、メモリコントローラ５１が、ＳＤＲＡＭ６７に記録された画像からコントラスト検出により合焦ピーク位置が検出できたか否かを判断する。検出できたらＳ３０８へ進み、できなかったらＳ３０７へ進む。合焦ピーク位置を検出するためには、最低でもフォーカスレンズ群３ａの停止位置３箇所に応じた３枚の画像が必要なため、Ｓ３０５からＳ３０７のルーチンは３回以上行っている。実際には、合焦位置が全く分かっていない場合には、フォーカスレンズ群３ａを無限端もしくは至近端から反対側へ少しずつ駆動しながら、画像を読み込んでピーク位置を検出しなければならない。このため３回の読み込みでピーク位置が検出されることは少なく、もっと多くの回数読み込んでいる場合が多い。
Ｓ３０７では、焦点調節回路６１によりフォーカスレンズ群３ａを所定量駆動し、Ｓ３０６へ戻る。
【００４２】
Ｓ３０８では、検出された合焦ピーク位置及び撮影レンズ３の焦点距離、フォーカスレンズ群３ａの敏感度等の光学データに基づいて、各測距点２０１〜２４５のデフォーカス量を演算する。そして、その中から主被写体と判断された位置を測距している測距点のデフォーカス量に従って、焦点調節回路６１によりフォーカスレンズ群３ａを合焦位置に駆動する。主被写体の判断の仕方は、全デフォーカス量の中からカメラに対して最も近距離や遠距離に存在する被写体としたり、全デフォーカス量の平均値に位置する被写体としたり様々な方法が考えられる。また予め撮影者が複数の測距点２０１〜２４５の中から所望する測距点を選択していた場合は、選択された測距点のデフォーカス量に従う。
【００４３】
Ｓ３０９では、主被写体及び撮影画角全体の輝度を撮像素子７で受光した画像から算出し、その結果からＭＰＵ５０が露出値を決定する。
Ｓ３１０では、撮影者が不図示のレリーズボタンを全押し操作して不図示のＳＷ２がＯＮされることにより、ＭＰＵ５０は撮影者が現状の合焦状態と測光値を容認していると判断する。
Ｓ３１１では、絞り駆動回路６２により絞り２０を駆動する。絞り２０の絞り値は、Ｓ３０９で決定された露出値から決定される。
【００４４】
Ｓ３１２では、シャッター駆動回路５７によりマグネットＭＧ−２５９に通電し、シャッター６の後幕を閉じる。
Ｓ３１３では、Ｓ３１２でシャッター６を閉じる直前に撮像素子７で受光した画像をメディア７２へ記録する。この時、撮像素子７が画像を取り込む時間は、Ｓ３０９で決定された露出値から決定されたシャッター秒時となっている。
Ｓ３１４では、モータ駆動回路５４によりモータＭ１５５に通電してミラーダウンを行う。
Ｓ３１５では、モータ駆動回路５４によりモータＭ２５６に通電してシャッター６のチャージを行い、次の撮影に備える。
【００４５】
以上の通り、コントラストＡＦモードはＡＦに時間を要するため連写性能や動体追従性能が求められる撮影には不向きであるが、撮像素子７自体でＡＦを行なうため合焦精度が高い。この結果、合焦精度が求められる風景やマクロ撮影等の精度優先の撮影が可能である。
【００４６】
図４のフローチャートでは説明を割愛しているが、撮影動作中は主ミラー４がアップし、ファインダーへの光路は遮断されている。このため撮像素子７が受光している画像をリアルタイムに液晶モニタ１５へ表示することで、撮影者は撮影画角の確認が行なえるようになっている。
【００４７】
図５は、図１〜図３に示した構成のデジタル一眼レフカメラにおけるハイブリッドＡＦモード時のフローチャートである。
Ｓ３２１では、撮影者が不図示のＡＦモードスイッチを操作して、ＡＦモードを選択する。ここでは、ハイブリッドＡＦモードを選択したこととする。このハイブリッドＡＦモードは、レリーズタイムラグを短くすることを優先したスピード優先モードである。
Ｓ３２２では、撮影者が不図示のレリーズボタンを半押し操作して、不図示のＳＷ１がＯＮされる。
Ｓ３２３では、シャッター駆動回路５７によりマグネットＭＧ−１５８に通電してシャッター６の先幕を開放する。
【００４８】
Ｓ３２４では、ＭＰＵ５０はＳＷ１がＯＮされたことを検知すると、ラインセンサＣＣＤ−０１〜ＣＣＤ−４５に蓄積動作を行わせ、そのデータから相関量を演算し、相関量及び撮影レンズ３の焦点距離、フォーカスレンズ群３ａの敏感度等の光学データに基づいて、各測距点２０１〜２４５のデフォーカス量（像ズレ量）を演算する。
Ｓ３２５では、演算された各測距点２０１〜２４５のデフォーカス量から、主被写体と判断された位置を測距している測距点のデフォーカス量に従って、焦点調節回路６１によりフォーカスレンズ群３ａを合焦位置＋αの位置を目標に駆動を開始する。主被写体の判断の仕方は、前述したコントラストＡＦモードと同様である。
Ｓ３２６では、フォーカスレンズ群３ａが所定の位置になったら、メモリコントローラ５１により撮像素子７で受光される画像を読み込んでＳＤＲＡＭ６７に記録する。
【００４９】
Ｓ３２７では、メモリコントローラ５１がＳＤＲＡＭ６７に記録された画像からコントラスト検出により合焦ピーク位置が検出できたか否かを判断する。検出できたらＳ３２８へ進み、できなかったらＳ３２４へ戻る。合焦ピーク位置を検出するためには、フォーカスレンズ群３ａの停止位置３箇所に応じた３枚の画像が必要なため、Ｓ３２５からＳ３２７のルーチンは３回行うようになっている。
【００５０】
これを詳細を説明すると、Ｓ３２６で画像を読み込むタイミングはフォーカスレンズ群３ａが、合焦位置−α、合焦位置、合焦位置＋αの３箇所の位置になったタイミングで行なうことで、Ｓ３２４の位相差ＡＦで演算された合焦位置近傍をコントラストＡＦで詳細に検出し直している。ピーク位置が検出できないとＳ３２４へ戻って位相差ＡＦを行っているため、例えば被写体が動体の場合に、被写体までの距離が突然変化してもその位置を位相差ＡＦにより検出できる。従って、常に合焦位置と合焦位置±αの３箇所でピーク位置検出ができるため、レンズ駆動や画像読み込みが無駄なく最短に行なえる。ここでαは、合焦位置±αが撮影レンズ３の焦点距離やＦＮｏ、被写体までの距離等から、合焦位置に対して許容被写界深度内になるようにカメラが自動で設定したり、撮影者が求める被写界深度になるように設定するなど様々な方法が考えられる。
【００５１】
Ｓ３２８では、不図示の測光回路により、合焦結果から判別された主被写体及び撮影画角全体の輝度を不図示の測光センサで測光し、その結果からＭＰＵ５０が露出値を決定する。
Ｓ３２９では、撮影者が不図示のレリーズボタンを全押し操作して不図示のＳＷ２がＯＮされることにより、ＭＰＵ５０は撮影者が現状の合焦状態と測光値を容認していると判断する。
Ｓ３３０では、ＳＷ２のＯＮを受けて、モータ駆動回路５４によりモータＭ１５５に通電し、主ミラー４をアップさせる。
【００５２】
Ｓ３３１では、Ｓ３２７でのコントラストＡＦはミラーダウンした状態のため主ミラー４とサブミラー５を透過した光束で行なっている。正確には合焦位置がズレるため、そのズレを補正するための補正値をＥＥＰＲＯＭ５２から読み出し、デフォーカス量を演算する。ここで補正値は、光束の入射角によって各ミラーでの透過距離が変化するため補正値が異なる。そのため補正値は、撮影レンズ３の焦点距離やＦＮｏ、選択された測距点などによって最適な補正値となるように、ＥＥＰＲＯＭ５２に撮影状態に応じた補正値テーブルを設けたり、予め撮影者が撮影状態に応じてミラーアップ時、ミラーダウン時の合焦位置の差をＥＥＰＲＯＭ５２に記憶させておく（所謂、キャリブレーション）など様々な方法が考えられる。
【００５３】
Ｓ３３２では、Ｓ３３１で演算したデフォーカス量に従って、フォーカスレンズ群３ａを駆動する。
Ｓ３３３では、絞り駆動回路６２により絞り２０を駆動する。絞り２０の絞り値は、Ｓ３２８で決定された露出値から決定される。実際にはＳ３３１からＳ３３３のシーケンスは、Ｓ３３０で主ミラー４をアップする間に同時駆動している。
【００５４】
Ｓ３３４では、シャッター駆動回路５７によりマグネットＭＧ−２５９に通電し、シャッター６の後幕を閉じる。
Ｓ３３５では、Ｓ３３４でシャッター６を閉じる直前に撮像素子７で受光した画像をメディア７２へ記録する。この時、撮像素子７が画像を取り込む時間は、Ｓ３２８で決定された露出値から決定されたシャッター秒時となっている。
Ｓ３３６では、モータ駆動回路５４によりモータＭ１５５に通電してミラーダウンを行う。
Ｓ３３７では、モータ駆動回路５４によりモータＭ２５６に通電してシャッター６のチャージを行い、次の撮影に備える。
【００５５】
以上の通り、ハイブリッドＡＦモードは基本的な合焦位置検出は位相差ＡＦで行なっており、引き続きカメラ状態はそのままで、合焦位置近傍のみをコントラストＡＦを行なうことでＡＦ時間を短縮しつつ合焦精度を高めている。また各ミラーの透過光束でコントラストＡＦを行なうことによる合焦位置ズレは、主ミラー４のアップ動作中にフォーカスレンズ群３ａを駆動することで、ＡＦ時間を増やすことなく補正している。この結果、連写性能や動体追従性能が求められるスピード優先の撮影が可能である。
【００５６】
図５のフローチャートでは説明を割愛しているが、コントラストＡＦモード同様に撮像素子７が受光している画像をリアルタイムに液晶モニタ１５へ表示して被写体を確認しながら撮影をすることが可能である。また、主ミラー４が実際に撮影する時以外はダウンした状態であるため、通常の一眼レフカメラ同様にファインダーで被写体を確認しながら撮影することも可能である。
【００５７】
本実施形態においては、コントラストＡＦモード時は撮像素子７の全領域でＡＦが可能であるが、ハイブリッドＡＦモード時は図３の通り、撮像素子７上の４ａの領域でしかＡＦができない。ハイブリッドＡＦモード時においても撮像素子７の全領域でＡＦを行なうためには主ミラー４のマスク４ａをなくせば可能である。但し、その場合にはファインダーへの光量が減るといった問題がある。また、主ミラー４に対してサブミラー５の大きさが小さいため、光束の像高や入射角によって撮像素子７が受光する光束が、主ミラー４だけを透過する場合と、主ミラー４とサブミラー５の両方を透過する場合があり、補正値の設定が複雑になってしまうといった問題がある。
【００５８】
また、本実施形態では図４においてコントラストＡＦモード、図５においてハイブリッドＡＦモードの２つの合焦位置検出モードを選択可能としているが、ミラーダウン位置における焦点検出装置８による位相差ＡＦモードも選択可能としても何ら問題ない。
【００５９】
以上説明したように本実施形態によれば、ミラーダウン位置においても撮像素子７による合焦位置検出ができる。そして、ミラーアップ位置とミラーダウン位置での撮像素子７による合焦位置情報の差を記憶するＥＥＰＲＯＭ５２（補正情報記憶手段）を備えることにより、ミラーダウン位置においても撮像素子７による高精度な合焦位置検出が実現できる。
【００６０】
また、予め焦点検出装置８（測距素子）による位相差検出方式で基本の合焦位置検出を行い、引き続きミラーダウン位置で撮像素子７によるコントラスト検出方式で合焦位置検出を行う。そして、ミラーアップ動作中に、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶された補正情報に基づいて、フォーカスレンズ群３ａを駆動して合焦位置を補正することにより、より高速で高精度な合焦動作を行うことが可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
【００６１】
更にミラーダウン位置での位相差ＡＦモード、ミラーアップ位置でのコントラストＡＦモード、ミラーダウン位置でのハイブリッドＡＦモードのいずれかを選択可能とすることにより、撮影時に最適な合焦位置検出モードを選択可能なハイブリッドＡＦカメラが実現できる。
なお、撮像素子７による合焦位置検出が開始される前にシャッター６を開放状態とすることにより、デジタル一眼レフカメラにおいてもコントラストＡＦが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラのファインダー視野を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラのコントラストＡＦモード時のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラのハイブリッドＡＦモード時のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  カメラ本体、３  撮影レンズ、３ａ  フォーカスレンズ群、３ｂ  ズームレンズ群、４  主ミラー、５  サブミラー、６  シャッター、７  撮像素子、８  焦点検出装置、９  ピント板、１０  ファインダー視野枠、１１  ペンタプリズム、１２，１３  接眼レンズ、１４  観察瞳、１５  液晶モニタ、１６  フォーカス駆動用モータ、１７  フォーカス駆動部材、１８  フォトカプラ、１９  パルス板、２０  絞り、２１  絞り駆動装置、５０  マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）、５１  メモリコントローラ、５２  ＥＥＰＲＯＭ、５３  焦点検出回路、５４  モータ駆動回路、５７  シャッター駆動回、６０  レンズ制御回路、６１  焦点調節回路、６２  絞り駆動回路、６３  操作ＳＷ、６４  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路、６５  Ａ／Ｄ変換器、６６  ＴＧ（タイミング発生）回路、６７  ＳＤＲＡＭ、６８  画像処理回路、６９  画像圧縮／伸張回路、７０  Ｄ／Ａ変換器、７１  Ｉ／Ｆ（インターフェイス）、７３  ＤＣ/ＤＣコンバータ。
【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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