(57)【要約】【課題】連写速度向上によって１コマの撮影シーケンス内で各部の動作に割り当てられる時間は短くなる傾向となるなか、低コストで撮影シーケンス中におけるＡＦ測距時間をより確保し、ＡＦ測距性能を向上させる。【解決手段】ダウン状態のミラーユニットに反射された光束の一部を受光し、焦点状態を検出するＡＦセンサ１３１を有する撮像装置であって、レンズに設けられた絞りが、少なくとも開放状態である第１の絞り状態と、開放状態でない第２の絞り状態を取ることができ、撮像素子は前記絞りが前記第２の絞り状態で撮像を行い、ミラーユニットミラーダウン状態に到達した時刻よりも後で、かつ、ミラーユニットのバウンドが収束する時刻よりも前に、ＡＦセンサ１３１が前記第２絞り状態で焦点状態の検出を行うこと。【選択図】  図１
2018151509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光束を屈折または反射させて内部に導く
第１の光学部材（交換レンズ２０１）と、
前記第１の光学部材から導かれた光束を反射する第１の位置（ミラーダウン状態）と、
前記光束の光路から退避する第２の位置（ミラーアップ状態）に移動可能な
第２の光学部材（ミラーユニット１５０）と、
前記第２の光学部材が前記第２の位置にあるときに光束を受光して撮像を行う第１の撮像素子（撮像素子１３０）と、
前記第１の位置にある状態の前記第２の光学部材（ミラーユニット１５０）に反射された光束の一部（ＡＦ瞳５０１のＡ像瞳５０２とＢ像瞳５０３）を受光し、焦点状態を検出する焦点検出画素（画素１３１ａ）を持つ第２の撮像素子（ＡＦセンサ１３１）と、
を有する撮像装置であって、
前記第１の光学部材に設けられた絞り（絞り２０３）が、
少なくとも開放状態である第１の絞り状態と、開放状態でない第２の絞り状態を取ることができ、
前記第１の撮像素子（撮像素子１３０）は前記絞りが前記第２の絞り状態（Ａｖ１０２）で撮像を行い、
前記第２の光学部材が前記第２の位置（ミラーアップ状態）から前記第１の位置（ミラーダウン状態）に移動するとき、
前記第１の位置（ミラーダウン状態）に到達した時刻よりも後で、
かつ、前記第２の光学部材のバウンドが収束する時刻よりも前に、
前記第２の撮像素子（ＡＦセンサ１３１）が前記第２の絞り状態（Ａｖ１０２）で焦点状態の検出を開始する（Ａ１０３）
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点状態の検出（ＡＦ１０３）を行った後、前記絞り（絞り２０３）が前記第２の絞り状態から第１の絞り状態に戻った後、前記第２の撮像素子が第２の焦点状態の検出をおこなう（Ａ１０５）
ことを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記焦点状態の検出（ＡＦ３０３）を行った後、前記絞り（絞り２０３）が前記第２の絞り状態のまま、前記第２の撮像素子が第２の焦点状態の検出をおこなう（Ａ３０５）
ことを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
入射した光束を屈折または反射させて内部に導く
第１の光学部材（交換レンズ２０１）と、
前記第１の光学部材から導かれた光束を反射する第１の位置（ミラーダウン状態）と、
前記光束の光路から退避する第２の位置（ミラーアップ状態）に移動可能な
第２の光学部材（ミラーユニット１５０）と、
前記第２の光学部材が前記第２の位置にあるときに光束を受光して撮像を行う第１の撮像素子（撮像素子１３０）と、
前記第１の位置にある状態の前記第２の光学部材（ミラーユニット１５０）に反射された光束の一部（ＡＦ瞳５０１のＡ像瞳５０２とＢ像瞳５０３）を受光し、焦点状態を検出する焦点検出画素（画素１３１ａ）を持つ第２の撮像素子（ＡＦセンサ１３１）と、
を有する撮像装置であって、
前記第１の光学部材に設けられた前記絞り（絞り２０３）が、
少なくとも開放状態である第１の絞り状態と、開放状態でない第２の絞り状態（Ａｖ２０２）と、第２の絞り状態とは異なる開放状態でない第３の絞り状態を取ることができ、
前記第１の撮像素子（撮像素子１３０）は前記絞りが前記第２の絞り状態（Ａｖ２０２）で撮像を行い、
前記第２の光学部材が前記第２の位置（ミラーアップ状態）から前記第１の位置（ミラーダウン状態）に移動するとき、
前記第１の位置（ミラーダウン状態）に到達した時刻よりも後で、
かつ、前記第２の光学部材のバウンドが収束する時刻よりも前に、
前記第２の撮像素子（ＡＦセンサ１３１）が前記第３の絞り状態（Ａｖ２０３）で焦点状態の検出を行う（ＡＦ２０３）
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記焦点検出画素（画素１３１ａ）は、前記第２の光学部材（ミラーユニット１５０、サブミラー１５２）の移動方向と実質平行の方向成分に対して検出感度を持つことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特にデジタル一眼レフカメラのオートフォーカス（ＡＦ）測距制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一眼レフカメラ等の撮像装置において、移動する被写体をより確実に撮影するため、ＡＦ追従性能を確保した状態での連写速度向上が要求されている。しかし、連写速度向上によって１コマの撮影シーケンスのなかで各部の動作に割り当てられる時間は短くなる傾向となり、なかでもミラー動作時間の確保と、ＡＦ測距時間確保が課題となっている。
【０００３】
そのため、従来からＡＦ測距時間を確保するための技術が開示されてきた。たとえば、下記に示す特許文献１によれば、ミラーダウン時のサブミラーのダウンバウンドを計測するセンサを設け、バウンド収束の大きさによってＡＦ測距情報の補正有無を切り替えるという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５４４６２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、サブミラーの振動を計測する検出センサを配置しなければならず、製品のコストアップにつながってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、サブミラーにバウンド検出センサを設けることなく、撮影シーケンス中におけるＡＦ測距時間をより確保し、ＡＦ測距性能を向上させる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】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による撮像装置は、入射した光束を屈折または反射させて内部に導く第１の光学部材（交換レンズ２０１）と、前記第１の光学部材から導かれた光束を反射する第１の位置（ミラーダウン状態）と、前記光束の光路から退避する第２の位置（ミラーアップ状態）に移動可能な第２の光学部材（ミラーユニット１５０）と、前記第２の光学部材が前記第２の位置にあるときに光束を受光して撮像を行う第１の撮像素子（撮像素子１３０）と、前記第１の位置にある状態の前記第２の光学部材（ミラーユニット１５０）に反射された光束の一部（ＡＦ瞳５０１のＡ像瞳５０２とＢ像瞳５０３）を受光し、焦点状態を検出する焦点検出画素（画素１３１ａ）を持つ第２の撮像素子（ＡＦセンサ１３１）と、を有する撮像装置であって、
前記第１の光学部材に設けられた絞り（絞り２０３）が、少なくとも開放状態である第１の絞り状態と、開放状態でない第２の絞り状態を取ることができ、前記第１の撮像素子（撮像素子１３０）は前記絞りが前記第２の絞り状態（Ａｖ１０２）で撮像を行い、前記第２の光学部材が前記第２の位置（ミラーアップ状態）から前記第１の位置（ミラーダウン状態）に移動するとき、前記第１の位置（ミラーダウン状態）に到達した時刻よりも後で、
かつ、前記第２の光学部材のバウンドが収束する時刻よりも前に、前記第２の撮像素子（ＡＦセンサ１３１）が前記第２の絞り状態（Ａｖ１０２）で焦点状態の検出を行う（Ａ１０３）ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、カメラ撮影シーケンス時間におけるＡＦ測距時間が占める割合を増加させることが可能となり、ＡＦ性能の向上や連写速度の向上をおこなうことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例におけるカメラの動作シーケンスタイムチャート図
【図２】デジタル一眼レフカメラの構成図
【図３】焦点検出画素の画素構造図
【図４】焦点検出画素のＡＦ瞳を例示する図
【図５】第２の実施例におけるカメラの動作シーケンスタイムチャート図
【図６】第３の実施例におけるカメラの動作シーケンスタイムチャート図
【図７】従来の構成によるカメラの動作シーケンスタイムチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜カメラ全体説明＞
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明を実施した撮像装置の一例としての、デジタル一眼レフカメラ本体１０１および交換レンズ２０１の模式図である。以下ではカメラの構成部品と主なカメラ撮影動作について説明する。
【００１１】
◆ミラー系：＜メインミラー、サブミラー、ミラー駆動系＞
第１の光学部材である交換レンズ２０１の撮像レンズ２０２を透過した光束は、カメラ本体１０１内のメインミラー１５１およびサブミラー１５２からなる、第２の光学部材であるミラーユニット１５０に入射する。撮影待機状態においては、ミラーユニット１５０は撮影光路内に侵入して光束をファインダー１６０とＡＦセンサ１３１に分割する第１の位置、いわゆるミラーダウン状態にある。
【００１２】
ミラーユニット１５０において光束分割手段であるメインミラー１５１はハーフミラーとなっており、メインミラー１５１を透過した光束の一部は、全反射ミラーで構成されるサブミラー１５２で反射されて、焦点検出画素を持った第２の撮像素子であるＡＦセンサ１３１へと導かれる。ＡＦセンサ１３１の詳細は後述する。また、メインミラー１５１で反射された光束は光学ビューファインダー１６０に導かれる。
【００１３】
撮影時には、ミラーユニット１５０のメインミラー１５１およびサブミラー１５２は、不図示のミラー駆動ユニットの動作によって上方に移動し、光路上から退避する第２の位置、いわゆるミラーアップ状態となる。ミラーアップ状態では、光束はシャッターユニット３００を通過して第１の撮像素子である撮像素子１３０へと導かれる。
【００１４】
◆シャッター系：＜メカ先幕羽根、メカ後幕羽根、吸着マグネット、シャッター駆動系＞
シャッターユニット３００はシャッター地板３０８に開口３０８ａを有し、開口を遮光することのできるシャッター先幕３０１およびシャッター後幕３０２からなる遮光幕を有する、いわゆるフォーカルプレーン方式のメカニカルシャッターである。
【００１５】
シャッター先幕３０１およびシャッター後幕３０２は、不図示のシャッター駆動ユニットによって、走行に必要なバネ力がチャージされる。カメラの待機状態であるチャージ完状態において、シャッター先幕３０１はシャッター開口部を遮光しており、シャッター後幕３０２はシャッター開口部の外に畳まれた状態で退避している。
【００１６】
シャッターユニット３００は、システム制御部１４０およびシャッター制御部３０３からの信号によって、シャッター先幕３０１を走行させて開口部３０８ａの遮光を解除する。また同様に、シャッター後幕３０２を走行させて開口状態にある開口部３０８ａを遮光させることが出来る。
【００１７】
シャッター先幕３０１およびシャッター後幕３０２は、待機状態においてはそれぞれのチャージ状態を、電磁石で構成されたシャッター先幕マグネットおよびシャッター後幕マグネットに通電することによって電磁石力で保持しておき、電磁石の通電を切ることで走行させることが出来る、一般的な緊定マグネット方式のシャッターである。
【００１８】
◆撮像センサ：＜撮像センサ、画像処理プロセッサ、記録装置＞
撮像素子１３０で露光された光束は電気信号に変換される。変換された電気信号からなる撮像情報はシステム制御部１４０で画像処理や補正処理、記録画像への変換処理が行われる。
【００１９】
処理された撮像情報は、内蔵メモリ１４４や外部メモリーカードからなる記録装置１４５へ記録される。システム制御部１４０には電力制御部１４２による制御に従い、バッテリーからなる電源１４１から電力が供給される。
【００２０】
また撮影情報やカメラ本体１０１の各種設定状態は、ＬＣＤ（液晶表示器）で構成された外部モニタである外部表示部１４３に表示される。
【００２１】
◆撮影レンズ：＜撮影レンズ、フォーカス、絞り羽根＞
交換レンズ２０１は、入射光束を撮像素子１３０に結像させ、また各種の光学収差を補正する撮像レンズ２０２と、レンズの開口を調整する絞り２０３から構成される絞りユニット、また撮像レンズ２０２のフォーカスを調整する不図示のフォーカスユニットで構成される。
【００２２】
絞り２０３は交換レンズ２０１への入射光束の光量を制限するため、また、撮像時に被写界深度を調整するために用いられる一般的なレンズの開口絞りである。開口の大きさを任意または所定のステップで変化させることが可能であり、第１の絞り状態である開放状態の他に、絞り込み状態を第２、第３、それ以上の状態と、複数の絞り値を選択することが出来る。
【００２３】
交換レンズ２０１は不図示のマウントによってカメラ１０１と接続され、マウントに配設された通信ピンで構成されるレンズ通信部２０４で絞りやフォーカス情報の通信をおこなう。
【００２４】
◆ＡＦユニット：＜ＡＦセンサ、画像処理、プレディクション演算装置、必要であれば光学系＞
ＡＦセンサ１３１は、入射した光束を電気信号に変換する光電変換機能を有した、焦点検出画素１３１ａをマトリクス状に配置したエリアセンサによって構成される。
【００２５】
ＡＦセンサ１３１には、これらの焦点検出画素１３１ａを複数用いることによって測距（オートフォーカス、ＡＦ）を行う。ＡＦセンサ１３１は焦点検出画素１３１ａを用いて交換レンズ２０１のデフォーカス量を検出し、システム制御部１４０およびＡＦ制御部１３２へ情報を伝える。焦点検出画素１３１ａの構造については後述する。
【００２６】
ＡＦ制御部１３２は、前記複数の焦点検出画素１３１ａによるＡＦ結果にもとづいて、撮像レンズ２０１を合焦状態となるように位置まで移動するための撮影レンズ駆動量を演算し、レンズ通信部２０４を通じて交換レンズ２０１に伝達する。交換レンズ２０１は撮像レンズ２０２を不図示のアクチュエータで駆動させて焦点調節をおこなう。
【００２７】
また、システム制御部１４０もレンズ通信部２０４を通じて交換レンズ２０１に指示を伝達し、交換レンズ２０１の絞り２０３を不図示の絞りアクチュエータで駆動させて絞り調節をおこなう。
【００２８】
＜撮像面位相差の特徴＞
[画素を縦方向に２分割して水平方向の測距が行える]
以下では、図３を用いて、ＡＦセンサ１３１内に配設される焦点検出画素１３１ａの基本構造について説明する。図３はＡＦセンサ１３１に配設された焦点検出画素１３１ａの断面略図を示している。
【００２９】
焦点検出画素はマイクロレンズ４０１の下に配線層４０２を持ち、配線層４０２の下には、受光した光を電気信号に変換する光電変換部４０３ａおよび４０３ｂを持つ。光束４０４ａは、光電変換部４０３ａが受光する光束の概略図であり、光束４０４ｂは、光電変換部４０３ｂが受光する光束の概略図である。
【００３０】
光電変換部の配置に示されるように、光電変換部４０３ａと光電変換部４０３ｂは、レンズの射出瞳において異なった場所を通過した光束を受光している。以下では光電変換部４０３ａと光電変換部４０３ｂがそれぞれ受光しているレンズ射出瞳中の光束の領域をＡＦ瞳と呼称する。ＡＦセンサ１３１内には、ＡＦ瞳が略一致する複数の焦点検出画素がマトリクス状に配設されており、それら焦点検出画素が受光するそれぞれの光束４０４ａと光束４０４ｂの像信号の違いから、被写体までの距離を測距する。
【００３１】
以下の説明において、レンズの射出瞳上で光束４０４ａが通過するＡＦ瞳の領域をＡ像瞳、光束４０４ｂが通過するＡＦ瞳の領域をＢ像瞳と呼称する。Ａ像瞳とＢ像瞳の大きさや配置については、光電変換部４０３の配置やマイクロレンズ４０１の形状といった画素構造によって変更可能である。これらのＡＦ瞳の構成については後述する。
【００３２】
つぎに、図４を用いて、焦点検出画素１３１ａのＡＦ瞳について説明する。図４には、レンズ射出瞳における、焦点検出画素１３１ａのＡＦ瞳領域を表した図である。焦点検出画素１３１ａは、レンズ射出瞳５０１に対しＡ像瞳５０２ａとＢ像瞳５０２ｂが水平（左右）方向に配置されている。
【００３３】
ＡＦ測距を行う際には、Ａ像瞳５０２ａを通った光束とＢ像瞳５０２ｂを通った光束を捉えた複数の焦点検出画素１３１ａの信号から被写体までの距離を測定する。
【００３４】
Ａ像瞳５０２ａとＢ像瞳５０２ｂが水平（左右）方向であるため、ＡＦセンサ１３１は水平方向にコントラストを持つ垂直方向成分に対して高い検出感度を持つ。
【００３５】
ここで、ＡＦ測距時に用いる、ＡＦセンサ１３１上の複数の焦点検出画素１３１ａは、すべて略同一なＡＦ瞳を通過した光束を受光するよう設計される。一方で、ＡＦセンサ１３１はＡ像瞳５０２ａを通った光束と、Ｂ像瞳５０２ｂを通った光束の和を統合して見ることで、レンズの射出瞳のほぼ全域の光束を受光することも可能である。すなわち、ＡＦセンサ１３１は撮像素子１３０の画像情報の補完や、自動露出、顔認識に用いることのできる、画像情報としての光束も受光できる。
【００３６】
このようにＡＦ測距および撮像信号のどちらにも用いることを想定した場合、焦点検出画素１３１ａのＡＦ瞳は、レンズ射出瞳のほぼ全面を覆う設計が望まれる。そのため、従来カメラに搭載されている、いわゆる二次結像方式の位相差ＡＦのように、ＡＦ瞳の大きさや位置が固定されていることでレンズ絞りの状態によってＡＦ瞳が蹴られてしまうことがない。
【００３７】
したがって、上述の焦点検出画素１３１ａで構成されたＡＦセンサ１３１は、レンズ絞り２０３の変化に応じたレンズ射出瞳５０１の変化に対応し、レンズ絞り２０３を絞り込んだ状態でもＡＦが可能であるというメリットを持つ。
【００３８】
一方で、ＡＦ瞳が大きく、デフォーカス時にＡＦ信号波形がボケやすいことから、大デフォーカス時には測距精度が落ち測距不能になりやすいというデメリットを持つ。しかしこの場合も、ＡＦ瞳間の重心位置が近くなるために基線長が短くなり、測距精度が落ちるものの、レンズ絞り２０３を絞り込んで被写界深度を確保することでＡＦ信号波形のボケを抑制し、大デフォーカスでも測距を行うことが出来る。
【００３９】
[カメラ動作シーケンス説明]
＜従来のカメラ動作＞
次に、二次結像方式の位相差ＡＦを搭載した従来のカメラ撮影動作シーケンスを、図７を用いながら詳細に説明する。図１および図５から図７には、横軸を時間軸として描いた、カメラの撮影動作シーケンスタイムチャート図を記載している。
【００４０】
まず、撮影動作開始前のステップＳ４００では、ユーザーの指示によって随時にＡＦ測距動作Ａ４００が行われ、ＡＦ測距動作Ａ４００の結果に基づいて撮影レンズを合焦位置まで駆動させる撮影レンズ合焦動作Ｆ４００が行われている。このとき、従来のカメラに搭載される二次結像方式の位相差ＡＦユニットはＡＦ開口瞳が固定であること、また、ユーザーによる光学ファインダーの視認性を確保する意味から、撮影レンズの絞り値Ａｖ４０１は開放であることが望ましい。
【００４１】
＜レリーズ開始〜ＳＨ走行まで＞
ユーザーの指示により、ステップＳ４１０で不図示のレリーズボタン押下げがなされ、撮影信号が発せられると、レリーズタイムラグ安定タイマーＴ４００が動作を開始する。また、シャッター先幕マグネットおよびシャッター後幕マグネットに通電を開始し、同時にシャッター駆動ユニットも動作をはじめて、シャッターセット解除駆動ＳＨ４０１を行う。
【００４２】
シャッターセット解除駆動ＳＨ４０１が行われると、チャージ完状態にあったシャッター先幕および後幕のメカ機構によるロックが解除され、シャッターが走行な状態となる。ステップＳ４１０の瞬間に測距中であったＡＦ測距Ａ４０１は、ステップＳ４２０でその測距を終了させ、撮影レンズ合焦動作Ｆ４０１を行う。また、ミラーアップ安定タイマーＴ４０１が動作を開始し、さらにミラー駆動ユニットが動作を開始してミラーユニットを上方に退避させるミラーアップ駆動Ｍ４０１を行う。
【００４３】
ミラーアップ安定タイマーＴ４０１は、ミラーアップ駆動Ｍ４０１によってアップ動作を行ったミラーのバウンドが収束し、撮影に支障のない状態になる時間よりも長く設定されており、ミラーアップ安定タイマーが終了すると、ミラーは撮影可能な状態となっている。
【００４４】
交換レンズは合焦駆動Ｆ４０１とともに、絞りの絞り込み動作を行い、絞り値を撮影時の絞り値Ａｖ４０２まで変化させる。ここで、ＡＦ測距動作Ａ４０１は、ユーザー操作によってなされる不図示のレリーズボタン押下げによる撮影信号で打ち切られるようにされていてもよい。その場合、ステップＳ４１０とステップＳ４２０は同一となり、ミラーアップ駆動Ｍ４０１も撮影信号によって即座に動作をはじめる。
【００４５】
ミラーアップ安定タイマーＴ４０１の終了、シャッターセット解除駆動ＳＨ４０１、絞り込み動作完了、合焦駆動Ｆ４０１のそれぞれが終了する時間よりも長く設定されたレリーズタイムラグ安定タイマーＴ４００が終了すると、ステップＳ４３０となる。
【００４６】
ステップＳ４３０では撮像センサは露光に向けた蓄積動作を開始し、撮像が可能な状態となる。また、シャッター先幕マグネットの通電が切られ、電磁石の通電によって緊定保持されていたシャッター先幕が走行する。次に、設定されたシャッター秒時の経過後、ステップＳ４３１でシャッター後幕マグネットの通電が切られ、通電によって保持されていたシャッター後幕が走行し、シャッター開口が閉鎖されて露光が終了する。
【００４７】
＜ＳＨ走行からミラーダウンまで＞
ステップＳ４３１において、シャッター後幕マグネットの通電が切られると、ミラーダウン安定タイマーＴ４０２とコマ速安定タイマーＴ４０３の動作が開始される。同時に、ミラーダウン動作のためにミラー駆動ユニットが動作をはじめ、ミラーダウン駆動Ｍ４０２を開始する。さらに、交換レンズもステップＳ４４０で絞り開放動作を行い、ステップＳ４４１で、絞り開放状態であるＡｖ４０１の状態まで動かす。
【００４８】
ミラーダウン駆動Ｍ４０２によってミラーユニットを下方に移動させるミラーダウン動作がなされ、ステップＳ４５０で撮影待機位置であるミラーダウン状態まで到達するが、このときミラーユニットはステップＳ４５０以降もサブミラーはダウンバウンドを発生させ、ダウンバウンドが収束するのはステップＳ４５１で停止したときである。
【００４９】
ミラーダウン安定タイマーＴ４０２は、ミラーユニット、特にサブミラーのバウンド収束が完了し、ミラーダウン状態に静止するステップＳ４５１よりも後に完了するよう設定されており、ミラーダウン安定タイマーＴ４０２が完了するステップＳ４５２を待ってから、ＡＦ測距Ａ４０３は開始される。
【００５０】
ＡＦセンサは、ミラーダウン状態で静止しているサブミラーで反射された被写体像を捉えてＡＦ測距動作Ａ４０３を行い、測距結果に基づいて撮影レンズを被写体に合焦させる、合焦駆動動作Ｆ４０３を実施する。その後も、次の撮影開始信号が発せられるか撮影動作を終了するまで、同様のＡＦ測距動作Ａ４０５および合焦駆動動作Ｆ４０５を随時繰り返す。
【００５１】
また、ミラーダウン駆動Ｍ４０２が終了すると、シャッター駆動ユニットが動作を開始し、シャッターチャージ駆動ＳＨ４０２を行う。ミラー駆動ユニットとシャッター駆動ユニットの駆動時間をずらしているのは、カメラの瞬間消費電力を低減させるためである。しかし、電力に余裕がある場合や、消費電力よりも駆動時間短縮を重視する場合には、ミラーダウン駆動Ｍ４０２とシャッターチャージ駆動ＳＨ４０２の動作を一部あるいは全部重ねても構わない。ミラーダウン安定タイマーＴ４０２およびシャッターチャージ駆動ＳＨ４０２が終了する時間よりも長く設定されたコマ速安定タイマーＴ４０３が終了すると、撮影動作が完了する。
【００５２】
ユーザーによって、撮影動作の完了前に、次コマを撮影するための撮影信号が入力されている場合は、ステップＳ４１０からの撮影動作を繰り返す。
【００５３】
＜第一の実施例の動作説明＞
次に、本発明の第１の実施例による、カメラ１０１の撮影動作を、図１に記載した撮影動作シーケンスタイムチャート図にしたがって詳細に説明する。
【００５４】
図１に示された撮影動作シーケンスタイムチャートに記載している、ステップＳ１ＸＸ、絞り値Ａｖ１ＸＸ、タイマーＴ１ＸＸ、ＡＦ動作Ａ１ＸＸ、レンズ動作Ｆ１ＸＸ（ＸＸには０１〜の数字が入る）は、特に説明する場合以外は、それぞれ図７に示される、前述した従来の撮影動作シーケンスの、それぞれステップＳ４ＸＸ、絞り値Ａｖ４ＸＸ、タイマーＴ４ＸＸ、ＡＦ動作Ａ４ＸＸ、レンズ動作Ｆ４ＸＸ（ＸＸには０１〜の数字が入る）の同番号の動作と対応している。
【００５５】
ここで、撮影開始前のステップＳ１００から撮影信号が発せられるステップＳ１１０を経て、ステップＳ１３１でシャッター後幕マグネットの通電が解除されシャッター後幕３０３が走行するステップＳ１３１までの動作は、図７に記載した従来の撮影動作シーケンス中の、ステップＳ４００からステップＳ４３１までと同一であるので記載を省略する。
【００５６】
ステップＳ１３１でシャッター後幕マグネットの通電が解除され、シャッター後幕３０３が走行するステップＳ１３１の後、ミラー駆動ユニットに通電が開始されてミラーダウン駆動Ｍ１０２が行われ、ステップＳ１５０で撮影待機位置まで到達する。
【００５７】
本発明の第１の実施例では、ミラーダウンタイマーＴ１０２は、ミラーユニット１５０がミラーダウン位置に降りた時間、すなわちステップＳ１３１からステップＳ１５０までの間よりも長く、またダウンバウンドが収束してサブミラーホルダが停止する時間、すなわちステップＳ１３１からステップＳ１５１までの間よりも短く設定された時間に設定されている。
【００５８】
ミラーダウンタイマーＴ１０２がステップＳ１５２で終了したとき、ミラーユニット１５０はまだダウンバウンドを収束させていないが、ＡＦセンサ１３１は、ダウンバウンドによって振動を続けているサブミラー１５２で反射された被写体像を捉え、ＡＦ測距動作Ａ１０３を開始する。
【００５９】
交換レンズ２０１は、ＡＦ測距動作Ａ１０３の測距結果に基づいて、被写体に合焦するように駆動させる合焦駆動動作Ｆ１０３を実施する。このとき、交換レンズ２０１はＡＦ測距動作Ａ１０３が終わるまで絞り２０３の開放動作を行わず、撮影時の絞り値Ａｖ１０２の状態のままである。
【００６０】
交換レンズ２０１はＡＦ測距動作Ａ１０３が終わるタイミングより後のステップＳ１４０から、絞り２０３の絞り値Ａｖ１０２を絞り開放状態の絞り値Ａｖ１０３へと開放する。その後、次の撮影開始信号が発せられるか撮影動作を終了するまで、絞り開放状態でＡＦ測距動作Ａ１０５および合焦駆動動作Ｆ１０５を随時繰り返す。
【００６１】
本発明の第１の実施例において、前述したようにＡＦセンサ１３１は、焦点検出画素１３１ａを水平（左右）に２分割することでＡＦ測距を行っているため、水平方向にコントラストを持つ垂直方向成分に対して高い検出感度を持つ。
【００６２】
上下方向に移動するサブミラー１５２は、ミラーダウン時のダウンバウンドによって上下方向に微小に振動をおこすため、ＡＦセンサ１３１に入射するレンズ射出瞳５０１内の像は、垂直方向にブレが発生した画像となる。そのため、ＡＦユニット１３１に入射する像は、垂直方向にコントラストを持つ水平方向成分は著しく低いものの、水平方向にコントラストを持つ垂直方向成分については、その低下は緩やかである。したがって、水平（左右）に画素を分割する構成であるＡＦセンサ１３１では、ダウンバウンド中も測距が可能となる。
【００６３】
ちなみに、左右方向にミラーが動作するカメラであれば、サブミラー１５２のダウンバウンドは左右方向となるため、ＡＦセンサ１３１の焦点検出画素１３１ａは、第１の実施例での説明とは異なり、垂直（上下）に２分割されることが望ましい。つまり本発明においては、ＡＦセンサ１３１の焦点検出画素１３１ａが、サブミラー１５２の移動方向（バウンド方向）と略平行の方向成分に対して検出感度を持つことが必要となる。さらには、焦点検出画素１３１ａの検出感度が高い方向成分と、サブミラー１５２の移動方向（バウンド方向）と一致することがより望ましい。
【００６４】
さらに、絞り込んだ状態の測距であれば、一般的に被写界深度も深くなることによって高周波の空間周波数成分が増加する。また、絞りによる回折が発生する状況に至るまでは、撮影レンズ２０２の解像性能も向上する。そのため、大デフォーカス測距性能は、同一条件で絞り開放の状況と比べて向上が見込める。
【００６５】
一方、絞り２０３の開放動作が終わるステップＳ１４１よりも後のタイミングで実施される、ＡＦ測距動作Ａ１０５およびＡＦ測距動作Ａ１０７は、絞り２０３が開放状態であるため、ＡＦ瞳間の基線長がＡＦ測距動作Ａ１０３を実施した時よりも長くなっており、より精度の高い測距が行われる。
【００６６】
このように、サブミラー１５２のダウンバウンド中に絞り２０３を絞り込み、精度は従来よりも高くはないが大デフォーカス状態でも被写体の測距可能性が高いＡＦ測距動作Ａ１０３を行い、ダウンバウンド収束後に、より測距性能が高い絞り開放状態でＡＦ測距動作Ａ１０５（図７中のＡ１０７を含む）を行うことで、移動する被写体をより正確にＡＦ測距しながら撮影を行うことが可能となる。
【００６７】
従来の撮影動作シーケンスと比較すると、第１の実施例では、サブミラー１５２のダウンバウンドが収束するステップＳ１５１よりも前から、絞り２０３の絞り値Ａｖ１０２で決まるレンズ射出瞳５０１に応じたＡＦ測距を実施することができる。したがって像面方向へのデフォーカス量が多い被写体の測距性能も向上させることが可能となる。
【００６８】
そのため、撮影開始から終了までの撮影動作シーケンスが同じ時間で終了する場合により長い時間ＡＦ測距を行うことが出来、動体の被写体追従性能を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、ＡＦ測距Ａ１０３においては、絞り値がＡｖ１０２に設定されており、絞り込んだ状態での測距となるため、従来の二次結像方式位相差ＡＦと比較するとデフォーカス量の大きな被写体の追尾性能が劣るＡＦセンサ１３１のデメリットも補うことが出来る。
【００７０】
先行特許文献に示す技術と比較しても、サブミラーのバウンド収束を測定するセンサの設定が要らないことから、コスト低減が可能となる。
【００７１】
このことにより、本発明の第１の実施例においては、サブミラーのダウンバウンド時間中にもＡＦ測距が可能である。そのため、同一の連写速度で同一の撮影シーケンスで比較すると、シーケンス全体時間に占めるＡＦ測距時間の割合を増やすことが可能となって、被写体追尾性能や高速で移動する被写体に対する測距性能がより向上する。また、ＡＦ測距の開始を早められるため、全体の撮影シーケンス時間を短縮し、連写速度を向上させることも可能となる。
【００７２】
[第二の実施例]
次に、本発明の第２の実施例による、カメラ１０１の撮影動作を、図５に記載したシーケンスタイムチャート図にしたがって詳細に説明する。
【００７３】
第１の実施例で記載したときと同様に、前述した従来の撮影動作シーケンスに記載している、ステップＳ２ＸＸなど（ＸＸには０１〜の数字が入る）は、特に説明する場合以外は、それぞれ図７に示すカメラ各部の動作ステップＳ１ＸＸなど（ＸＸには０１〜の数字が入る）の同番号の動作と対応している。第２の実施例でも、従来例および第１の実施例と同じく、撮影開始前のステップＳ２００から撮影信号が発せられるステップＳ２１０を経て、ステップＳ２３１でシャッター後幕マグネットの通電が解除されシャッター後幕が走行するまでの動作は同一であるので記載を省略する。
【００７４】
ステップＳ２３１でシャッター後幕マグネットの緊定が解除されてシャッター後幕が走行したステップＳ２３１の後、ミラーダウン動作のためにミラー駆動ユニットに通電が開始されてミラーダウン駆動Ｍ２０２が行われる。このとき、撮影時退避状態にあったミラーユニットはミラー駆動モータによってダウン動作を行い、ステップＳ２５０でミラーダウン位置まで到達する。
【００７５】
ミラーダウンタイマーＴ２０２は、第１の実施例と同様に、ミラーユニットがミラーダウン位置に降りた時間、すなわちステップＳ２３１からステップＳ２５０までの間よりも長く、またダウンバウンドが収束してサブミラーホルダが停止する時間、すなわちステップＳ２３１からステップＳ２５１までの間よりも短く設定された時間に設定されている。
【００７６】
このとき、本発明の第２の実施例では、交換レンズ２０１はミラーダウンタイマーＴ２０２の動作中に、撮影時の絞り値Ａｖ２０２の状態から絞り２０３を動作させ、絞り値Ａｖ２０３へと駆動させる。
【００７７】
この絞り値Ａｖ２０３は、後に行われるＡＦ測距動作Ａ２０３で用いられるＡ像瞳４０２とＢ像瞳４０３による基線長が信頼できる長さとなり、かつ次コマの撮影時に設定される絞り値である。また、この絞り値Ａｖ２０３は、ＡＦ測距動作Ａ２０３の性能が好適となる適切な絞り値であるとより望ましい。
【００７８】
ミラーダウンタイマーＴ２０２がステップＳ２５２で終了したとき、ＡＦセンサ１３１は、ダウンバウンドによって振動を続けているサブミラー１５２で反射された被写体像を捉え、絞り値Ａｖ１０２に応じたＡＦ瞳を用いてＡＦ測距動作Ａ２０３を開始する。交換レンズ２０１は、ＡＦ測距動作Ａ２０３の測距結果に基づいて被写体に合焦するように撮影レンズ２０２を駆動させて合焦駆動動作Ｆ２０３を実施する。
第２の実施例は第１の実施例とは異なり、撮影時の絞り値Ａｖ２０２がＡＦ測距時の信頼性を確保出来ないほど絞りこまれた値であるときに好適な実施例である。
【００７９】
[第３の実施例]
さらに、第３の実施例として、図６に示すような撮影動作シーケンスを実施することも可能である。図６では、第３の実施例の撮影動作シーケンスタイムチャートを示している。図６においても第１、第２の実施例で説明したように、各動作におけるステップ番号は、特記した箇所をのぞけば、従来および第１、第２の実施例と共通の内容を示している。
【００８０】
第３の実施例と第２の実施例の違いは、撮影時の絞り値Ａｖ３０２が、次の撮影時の絞り値と共通であり、かつＡＦ測距動作Ａ３０３を実施するときにＡＦ測距の信頼性を確保出来る値であった場合に好適な実施例である。この時はステップＳ３３１でシャッター後幕３０２が走行したあとも絞り２０３は動かさず、絞り込み状態をつづけたままＡＦ測距Ａ３０３、Ａ３０５、Ａ３０７を実施する。この実施例では、絞りの駆動時間を確保する必要がないため、絞り動作によって連写速度が制限されている場合に連写速度向上を図ることが可能となる。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１０１：カメラ本体
１３０：撮像素子
１３１：ＡＦセンサ
１３１ａ：焦点検出画素
１３２：ＡＦ制御部
１４０：システム制御部
１５０：ミラーユニット
１５１：メインミラー
１５２：サブミラー
２０１：交換レンズ
２０２：撮影レンズ
２０３：絞り
２０４：レンズ通信部
３００：シャッター
３０１：シャッター先幕
３０２：シャッター後幕
３０８：シャッター地板
３０８ａ：開口部
４０２  配線層
４０３  光電変換部
４０４  光束
５０１  レンズ瞳
５０２ａ  焦点検出画素のＡ像瞳
５０２ｂ  焦点検出画素のＢ像瞳
【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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