(57)【要約】【課題】レンズと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、限られたスペース内で、撮像素子の移動による焦点調節に必要な移動範囲を確保することができる技術を提供する。【解決手段】撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮影レンズ３００と、撮影レンズを透過した光束の像を撮像する撮像素子２と、フォーカスレンズの移動を行う第１の移動手段３０２と、撮像素子の移動を行う第２の移動手段１２と、制御手段９、２０、３０１を有する。制御手段は、第１の移動手段で焦点調節動作を行うと共に焦点調節動作を終了するまでに、第２の移動手段で第１の方向に所定位置まで撮像素子を移動する。そして、第２の移動手段で撮像素子を所定位置から第１の方向とは略反対の第２の方向に移動して第２の移動手段による焦点調節動作を行う。【選択図】図１
2011013518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節のためのフォーカスレンズを備えた撮影レンズと、
該撮影レンズを透過した光束の像を撮像する撮像素子と、
前記フォーカスレンズの移動を行う第１の移動手段と、
前記撮像素子の移動を行う第２の移動手段と、
制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記第１の移動手段による焦点調節動作を行わせると共に該焦点調節動作を終了するまでに、前記第２の移動手段により第１の方向に所定位置まで前記撮像素子を移動せしめ、その後、前記第２の移動手段により前記撮像素子を前記所定位置から前記第１の方向とは略反対の第２の方向に移動せしめて前記第２の移動手段による焦点調節動作を行わせることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の移動手段による焦点調節動作を行わせる前の前記撮影レンズの像面位置と、前記第１の移動手段による焦点調節動作を終えた後の前記撮影レンズの像面位置とを、前記撮像素子に対して互いに異なる側に位置させ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】
前記制御手段は、
前記第２の移動手段による前記撮像素子の前記第１の方向への移動を、前記第１の移動手段による前記焦点調節動作の開始に合わせて、開始することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
焦点調節のためのフォーカスレンズを備えた撮影レンズと、該撮影レンズを透過した光束の像を撮像する撮像素子と、前記フォーカスレンズの移動を行う第１の移動手段と、前記撮像素子の移動を行う第２の移動手段と、を有する撮像装置における焦点調節方法であって、
前記第１の移動手段による焦点調節動作を行う工程と、
前記焦点調節動作を終了するまでに、前記第２の移動手段により第１の方向に所定位置まで前記撮像素子を移動する工程と、
前記第２の移動手段により前記撮像素子を前記所定位置から前記第１の方向とは略反対の第２の方向に移動して前記第２の移動手段による焦点調節動作を行う工程と、を含むことを特徴とする焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置を備える撮像装置、及び焦点調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ交換式の一眼レフ電子カメラなどで用いられる位相差検出方式の自動焦点調節装置は、デフォーカス方向やデフォーカス量を１回の焦点検出動作で知ることができるので、焦点検出に要する時間が短く、レリーズタイムラグを短くできる。しかし、一般に、撮影時に撮影光束を遮らない様に退避する可動ミラーを用いるので、ミラー退避時に、位相差検出方式の焦点検出動作が中断される。そのため、位相差検出方式の焦点検出と撮像素子による撮像は同時に行えない。
【０００３】
一方、近年、電子式ファインダを利用した観察方法が提案されていて、電子式ファインダの際には、撮影光学系を透過した光束を撮像素子に導き、得られた被写体像をライブビュー表示できる。しかし、上述した位相差検出方式の焦点調節装置を採用する場合、これの焦点検出動作中、可動ミラーが撮影光束を遮るので、ライブビュー表示を停止しなければならない。この様な課題を解決する方法として、撮像素子からの画像信号の高周波成分によりコントラスト検知を行うコントラスト検出方式の自動焦点調節装置を用いる方法がある。コントラスト検出方式では、撮像素子自体の信号で焦点検出を行うので、ライブビュー表示を行いながら焦点検出を行うことを可能とする。しかし、コントラスト検出方式では、異なる焦点調節状態でコントラスト情報を複数回取得しなければ、焦点検出が出来ないため、レンズの移動を常時行う必要があり、それにより消費電力が増加する。また、一眼レフ式の撮像装置に装着されるレンズは、位相差検出方式に適した構成であることが多く、大きな移動量を高速に移動できる反面、コントラスト検出方式に必要な微小な移動に適さない構成であることが多い。そのため、焦点検出開始時のデフォーカス量が大きいほど、焦点検出に時間がかかったり、精度の良い焦点調節が困難であったりする。
【０００４】
この様な課題を解決する方法として、特許文献１に開示される様なレンズの移動と撮像素子の移動を組み合わせて焦点調節を行う方法が知られている。この方法によれば、焦点調節時に、レンズの移動は、移動量が大きい際の高速移動を担い、撮像素子の移動は、小さい移動範囲の中で焦点の微調節を担う。これにより、高速で且つ高精度な焦点調節を可能とし、上述の課題を克服できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０４６４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された技術では、撮像素子の可動範囲が、レンズの可動範囲に対して小さく、十分に焦点調節を行えない場合があった。一般的に、撮像装置内において、撮像素子の周囲には、シャッター、基板を始めとする様々な部品が配されている。そのため、撮像素子の可動範囲を大きく確保しようとすると、撮像装置の大型化の懸念や、周囲の機構の機能が阻害されてしまうという懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明の撮像装置は、焦点調節用のフォーカスレンズを含む撮影レンズと、撮影レンズを透過した光束の像を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズの移動を行う第１の移動手段と、撮像素子の移動を行う第２の移動手段と、制御手段を有する。制御手段は、第１の移動手段による焦点調節動作を行わせると共に該焦点調節動作を終了するまでに、第２の移動手段により第１の方向に所定位置まで撮像素子を移動せしめる。そして、その後、第２の移動手段により撮像素子を前記所定位置から第１の方向とは略反対の第２の方向に移動せしめて第２の移動手段による焦点調節動作を行わせる。
【０００８】
また、上記課題に鑑み、本発明の焦点調節方法は、上記の如き撮像装置における焦点調節方法であって、次の工程を含む。前記第１の移動手段による焦点調節動作を行う工程。前記焦点調節動作を終了するまでに、前記第２の移動手段により第１の方向に所定位置まで前記撮像素子を移動する工程。第２の移動手段により撮像素子を前記所定位置から第１の方向とは略反対の第２の方向に移動して第２の移動手段による焦点調節動作を行う工程。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像装置内の限られたスペース内で、撮像素子の移動による焦点調節に必要な移動範囲を確保することができる。従って、レンズの移動と組み合わせることにより、高速で高精度な焦点調節装置を備える撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】交換レンズシステムにおける撮像装置の構成の一様態を示すブロック図である。
【図２】ライブビュー状態での撮影動作を示すフローチャートである。
【図３】焦点調節処理の動作を示すフローチャートである。
【図４】レンズ位置・撮像素子位置とＡＦ評価値の関係を夫々示した図である。
【図５】フォーカスレンズと撮像素子の位置関係の変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の撮像装置及び焦点調節方法において重要なことは、次の点である。即ち、第１の移動手段による焦点調節動作を行うと共に該焦点調節動作を終了するまでに、第２の移動手段により第１の方向に所定位置まで撮像素子を移動する。そして、その後、第２の移動手段により撮像素子を前記所定位置から第１の方向とは略反対の第２の方向に移動して第２の移動手段による焦点調節動作を行う。この考え方に基づき、本発明の撮像装置及び焦点調節方法の基本的な実施形態は、上記した様な構成を有する。
【００１２】
以下、本発明の実施例を添付の図面に沿って説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
（実施例１）
図１は、複数の撮影レンズを交換可能な交換レンズシステムにおける撮像装置の実施例１の構成を示し、電子式ファインダ観察状態(撮像素子露光状態)にある場合を示す。図１に示した撮像装置では、撮像装置１００と交換可能に装着される撮影レンズ３００とで構成されている。先ず、撮像装置１００側について説明する。１は露光量を制御するためのシャッター、２は光学像を電気信号に変換する撮像素子、３は撮像素子２のアナログ信号出力をデジタル信号（画像データ）に変換するＡ／Ｄ変換器である。４は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器３からの画像データ或いはメモリ制御回路５からの画像データに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理回路４は、画像のコントラスト情報を取り出すと共に、ホワイトバランス処理、γ処理、カラーマトリックス処理等を行って撮像画像を形成する。更に、画像処理回路４は、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行う。
【００１３】
制御手段を成すカメラシステム制御回路２０は、得られた演算結果に基づいて撮影レンズ３００側の制御手段を成すレンズシステム制御回路３０１を通じて、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理などの制御を行う。カメラシステム制御回路２０は、後述する第１の移動手段と第２の移動手段の移動に関する制御も実行する。メモリ制御回路５は、Ａ／Ｄ変換器３、画像処理回路４、画像表示メモリ６、Ｄ／Ａ変換器７、メモリ８を制御する。Ａ／Ｄ変換器３のデータは、画像処理回路４、メモリ制御回路５を介して、或いは直接メモリ制御回路５を介して、画像表示メモリ６或いはメモリ８に書き込まれる。
【００１４】
８は撮影した静止画像や動画像を記憶するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を記憶するのに十分な記憶量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速且つ大量の画像書き込みをメモリ８に対して行うことが可能となる。また、メモリ８はカメラシステム制御回路２０の作業領域としても使用することが可能である。９は、コントラスト検出方式によりＡＦ処理を行うための制御手段を成す焦点検出手段である。画像処理回路４により演算された画像のコントラスト情報より、撮像素子２上における撮影レンズ３００の合焦状態を測定できる。この測定結果に基づき、カメラシステム制御回路２０が、第１の移動手段である撮像素子移動手段１２、及び撮影レンズ３００のレンズシステム制御回路３０１を介して第１の移動手段であるレンズ移動手段３０２に対して、ＡＦ制御を行う。１０は液晶モニタ等からなる画像表示部で、画像表示メモリ６に書き込まれた表示用の画像データがＤ／Ａ変換器７を介して画像表示部１０により表示される。画像表示部１０を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、電子式ファインダ機能（ライブビュー表示）を実現できる。また、画像表示部１０は、カメラシステム制御回路２０の指示により任意に表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能であり、表示をＯＦＦにした場合には撮像装置１００の電力消費を大幅に低減できる。
【００１５】
１１は、不図示の測光部からの測光情報に基づいて、撮影レンズ３００側の不図示の絞りを制御する絞り制御部と連携しながら、シャッター１を制御するシャッター制御部である。１２は、撮像素子２を光軸方向に移動させる前記撮像素子移動手段である。カメラシステム制御回路２０の制御に応じて、撮像素子２の移動制御を行う。１３は、撮像素子移動手段１２により移動される撮像素子２の位置情報を算出する位置情報算出手段である。カメラシステム制御回路２０の制御により、撮像素子移動手段１２による移動が行われ、その際の移動量が、逐次、位置情報算出手段１３に格納される。これにより、常に撮像素子２の位置を把握できる。１５はシャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッター釦が半押しされるとＯＮとなり、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理等の動作開始を指示する。１６はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッター釦が全押しされるとＯＮとなり、撮影に関する一連の処理の動作開始を指示する。撮影に関する処理とは、露光処理、現像処理及び記録処理等のことである。露光処理では、撮像素子２から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器３、メモリ制御回路５を介してメモリ８に画像データとして書き込む。現像処理では、画像処理回路４やメモリ制御回路５での演算を用いた現像を行う。
【００１６】
次に、撮影レンズ３００側について説明する。３００は交換レンズタイプの撮影レンズで、撮像装置１００に装着可能である。３０３はレンズである。レンズ３０３には、被写体の焦点調節を行うフォーカスレンズ及び絞りが含まれている。３０２は、レンズ３０３のフォーカスレンズを移動する前記レンズ移動手段である。レンズ移動手段３０２は、モータなどのアクチュエータを有し、レンズ３０３のフォーカスレンズの移動制御を行う。３０１は、撮影レンズ３００全体を制御する前記レンズシステム制御部である。レンズシステム制御部３０１は、撮影レンズ動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリの機能を備えている。その他、撮影レンズ固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値などを記憶する不揮発メモリの機能も備えている。
【００１７】
次に、撮像装置の動作について説明する。先ず、本実施例の焦点調節及び撮影に関する動作を図２のフローチャートを用いて説明する。尚、図２における動作は、画像表示部１０を電子式ファインダとして用いている状態（ライブビュー時）における動作である。また、説明する動作は、カメラが撮影に必要な機能を自動的に設定するオート撮影モードでの動作である。ライブビュー時において、先ずＳ１では、電源のオン若しくはモード切替操作に伴い、ライブビューを開始する。次に、Ｓ２では、カメラシステム制御回路２０が、シャッター釦が半押しされてシャッタースイッチＳＷ１がオンされたかを判別する。ＳＷ１がオンされた場合のみＳ３へ進み、焦点調節を行う。ＳＷ１のオンが確認されない場合には、続けてＳＷ１の状況を監視し続ける。
【００１８】
続いて、Ｓ３では、コントラスト検出方式を用いた焦点調節処理を行う。詳細は、後に説明する。Ｓ４では、測光部を用いたＡＥ処理、最終的に得られた画像データを基に、画像処理回路４がＴＴＬ方式のＡＷＢ処理の制御を行う。また、画像処理回路４による撮像素子２の画像データを演算した演算結果に基づき、カメラシステム制御回路２０が、撮影レンズ３００のレンズ移動手段３０２、不図示の絞り制御部に対してＡＦ制御、ＡＥ制御を行う。ＡＥ処理、ＡＷＢ処理に関する動作は公知であるため省略する。次に、Ｓ５では、所定時間内にシャッター釦が全押しされてシャッタースイッチＳＷ２がオンされたことを検知すると、Ｓ６へ進む。所定時間内にシャッター釦が全押しされずＳＷ２がオンされなかった場合、Ｓ２に戻り再びＳＷ１がオンになるまで待機する。Ｓ６では、撮影処理を行うため、ライブビューを停止する。Ｓ７では、撮像素子２による記録用画像の露光を行う。露光を終えると、Ｓ８では、シャッター制御部１１の制御に基づきシャッター１を閉じ、撮像素子２を遮蔽する。Ｓ８でシャッター１を閉じた後、Ｓ９にて撮像画像の形成を行う。上述した通り、撮像素子２で露光により発生した電荷を、メモリ制御回路５の制御に基づき、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタル信号に変換し、画像処理回路４により画像データを作成する。
【００１９】
Ｓ１０では、画像処理回路４により、画像データに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理回路４は、画像のコントラスト情報を取り出すと共に、ホワイトバランス処理等を行う。Ｓ１１では、メモリ制御回路５により、画像データをメモリ８に転送し、記録する。Ｓ１１を終えると、画像処理回路４は、一連の撮像画像に関する処理を終え、ライブビュー表示や撮像を再開することが可能な状態となる。上述した処理を終えた後、Ｓ１に戻り、ライブビューを再開する。図２のフローは、連続撮影ではなく単一撮影を説明したものであるため、Ｓ１に戻りライブビューの再開を行うが、連続撮影時には、Ｓ３に戻り、再び撮影を行う様に構成してもよい。
【００２０】
次に、図２のＳ３にて行われる焦点調節処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。Ｓ２０１では、焦点調節を行う際の調節方向の設定を行う。事前に被写体の距離情報が得られている場合には、被写体にピントが合う方向に像面が移動するようレンズ３０３の移動方向、撮像素子２の移動方向を設定する。情報がない場合には、より近い被写体にピントが合う方向を設定する。これは、撮影者の意図する被写体が、より近距離にある確率が高いと推定されるためであるが、焦点調節方向の設定方法は、これに限らない。Ｓ２０２では、カメラシステム制御回路２０の制御に基づき、撮像素子２の移動を行う。撮像素子２は、撮像素子移動手段１２により光軸方向に移動し、停止する。この際の移動は、停止位置の精度より、高速に移動することを優先して行う方が望ましい。撮像素子２の移動は、Ｓ２０１で設定された焦点調節方向に行う。この撮像素子の移動方向は、上記第１の方向に対応している。この様に、撮像素子２の移動による焦点調節を行う前に、上記焦点調節方向に撮像素子２を移動させておくことにより、後に焦点調節を行う際の撮像素子２の可動範囲を、より広く確保できる。
【００２１】
Ｓ２０３では、コントラスト検出方式の焦点調節を行うために必要な情報を取得するための露光を開始する。この露光とは、撮像素子２の露光のことである。Ｓ２０４で、カメラシステム制御回路２０、レンズシステム制御回路３０１の制御に基づき、レンズの移動を行う。撮影レンズ３００内のレンズ３０３に含まれるフォーカスレンズが、レンズ移動手段３０２により光軸方向に移動し、停止する。この際の移動は、精度の良い焦点検出より、高速に焦点検出を行うことを優先し、比較的粗い間隔で行う。レンズの移動は、Ｓ２０１で設定された方向に行う。Ｓ２０５では、停止位置において、撮像素子２による露光を行い、画像処理回路４により演算された画像のコントラスト情報を取得する。Ｓ２０６では、焦点検出手段９が、取得した画像のコントラスト情報からＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値のピークを検出できたか否かを判定する。
【００２２】
図４を用いて、レンズ移動時のＡＦ評価値のピーク検出について説明する。図４（ａ）は、撮影レンズ３００のフォーカスレンズ３０３の位置（横軸）と、画像コントラスト情報から算出されるＡＦ評価値（縦軸）の関係を示す。図中横軸では、フォーカスレンズが被写体を撮像素子に結像できる被写体距離が最も遠い場合を、レンズ位置(無限端側)と示し、被写体距離が最も近い場合を、レンズ位置(至近端側)と示している。図中に描かれている点（４０１から４０６）で、レンズは停止し、画像のコントラスト情報を取得、ＡＦ評価値を算出した後、再びレンズを移動し、次の点でのコントラスト情報の取得を行う。図中に描かれた実線は、無限に細かいステップでフォーカス位置を移動した場合に得られるＡＦ評価値の推移を示している。画像コントラストが高ければ高いほど、ＡＦ評価値の値が大きくなり、ＡＦ評価値が最大を示すレンズ位置（４０７）が、真の合焦位置となる。
【００２３】
図３のフローチャートのＳ２０４からＳ２０６を繰り返すことにより、レンズ位置４０１からレンズ位置４０６のＡＦ評価値を順次取得する。そして、レンズ位置４０６のデータを得ることにより、レンズ位置４０５に比べＡＦ評価値が低下し、レンズ位置４０４からレンズ位置４０６の間に真の合焦位置が存在することを検出する。しかし、上述した通り、フォーカスレンズの移動は、高速に焦点検出を行うことを優先し、比較的粗い間隔で行われているため、レンズ位置４０１からレンズ位置４０６のデータを得ただけでは、十分に高精度な焦点調節は行えない。
【００２４】
図３のフローチャートの説明に戻り、焦点調節処理の説明を続ける。Ｓ２０６では、上述した通りＡＦ評価値のピーク検出が行えた場合には、Ｓ２０７に進む。ＡＦ評価値のピーク検出が行えない場合は、Ｓ２０４に戻り、再びレンズを移動し、コントラスト情報を取得する。即ち、図４（ａ）で４０６のレンズ位置で画像のコントラスト情報を取得することにより、Ｓ２０７へ進む。Ｓ２０７では、カメラシステム制御回路２０の制御に基づき、Ｓ２０６で検出されたピーク位置に近づく方向に、撮像素子２の移動を開始する。この際の撮像素子２の移動方向は、Ｓ２０２で行われた撮像素子２の移動方向とは反対方向となる。この撮像素子の移動方向は、上記第２の方向に対応している。撮像素子２の移動は、レンズの移動と比べ、細かい間隔で行う。これは、精度良く、真の合焦位置を検出し、焦点調節を行うためである。Ｓ２０８では、停止位置において、撮像素子２による露光を行い、画像処理回路４による演算された画像のコントラスト情報を取得する。Ｓ２０９では、焦点検出手段９が、取得した画像のコントラスト情報からＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値のピークを検出できたか否かを判定する。
【００２５】
再び、図４を用いて、撮像素子移動時のＡＦ評価値のピーク検出について説明する。図４（ｂ）は、撮像素子２の位置（横軸）と、画像コントラスト情報から算出されるＡＦ評価値（縦軸）の関係を示し、図４（ａ）のレンズ位置４０４からレンズ位置４０６を拡大した図である。図中横軸では、フォーカスレンズにより被写体を撮像素子に結像できる被写体距離が最も遠い場合を撮像素子位置(無限端側)と示し、被写体距離が最も近い場合を、撮像素子位置(至近端側)と示している。図４（ａ）、（ｂ）の横軸は、レンズ位置と撮像素子位置であるが、各々の位置によるＡＦ評価値の推移は、おおむね一致する。図４（ｂ）の撮像素子位置４０８は、図４（ａ）のレンズ位置４０６と対応し、この撮像素子位置で得られるＡＦ評価値として、レンズ移動時にレンズ位置４０６で得られているＡＦ評価値を代用する。
【００２６】
図３のフローチャートのＳ２０７からＳ２０９を繰り返すことにより、順次、撮像素子位置４０９から撮像素子位置４１４まで、各撮像素子位置でのＡＦ評価値を取得する。撮像素子位置４１４でＡＦ評価値が、撮像素子位置４１３で得られた値に比べ、低下したことが判明すると、真の合焦位置を通り過ぎたことが検出される。これにより、撮像素子位置４１２と撮像素子位置４１４の間に真の合焦位置が存在することが判明する。
【００２７】
再び、図３のフローチャートの説明に戻り、焦点調節処理の説明を続ける。Ｓ２０９では、ＡＦ評価値のピークが検出されるまでは、Ｓ２０７に戻り、撮像素子２の移動、画像のコントラスト情報の取得を繰り返す。即ち、図４（ｂ）の撮像素子位置４０９から撮像素子位置４１４までは、Ｓ２０９でＮＯが選択される。図４（ｂ）の４１３の撮像素子位置で画像のコントラスト情報を取得し、ＡＦ評価値の算出により、ＡＦ評価値のピークが検出されると、Ｓ２０９ではＹＥＳが選択され、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０では、真の合焦位置に対して撮像素子２が通り過ぎた移動量を、真の合焦位置近傍のＡＦ評価値（例えば、撮像素子位置４１１から撮像素子位置４１４で得られたＡＦ評価値）を用いて算出する。その算出結果に基づき、撮像素子２を真の合焦位置近傍に移動する。ここで行う撮像素子２の移動量の算出方法については、コントラスト検出方式の焦点検出方法の一部として公知のため、説明を省略する。これにより、焦点調節処理を終える。
【００２８】
この様に、焦点調節時にフォーカスレンズの移動により、迅速に真の合焦位置近傍を検出し、撮像素子の移動により、精度良く、真の合焦位置に撮像素子を移動させる。これにより、高速で且つ精度の良い焦点調節を行うことができる。特に、レンズ３０３の移動は、撮影レンズの像面位置が撮像素子２と一致し、通過した後に、終了しているため、レンズ移動による粗い精度のコントラスト検出方式の焦点調節を終えた後に、撮像素子移動による精度の高い焦点調節を実現することができる。また、フォーカスレンズを、小さい移動量で精度良く移動する必要がないため、余計な移動手段を必要とせず、撮影レンズを安価に構成できる。また、撮像素子の移動に際して、大きな移動量を移動する必要がないため、カメラ内で余分なスペースが必要なく、カメラの小型化を実現できる。
【００２９】
次に、図３のフローチャートの焦点調節処理の中で行われる、撮像素子２及びレンズ３０３の移動について、図５を用いて説明する。図５は、焦点調節時に撮像素子、レンズの移動を行う際のフォーカスレンズ３０３、撮像素子２の位置関係を示す。図５（ａ）は、焦点調節前の或る状態を示している。上述した図２のフローチャートのＳ３で行う焦点調節処理を行う前の状態である。例えば、撮影レンズ３００のフォーカスレンズ３０３の位置（横軸）と画像コントラスト情報から算出されるＡＦ評価値（縦軸）の関係を示した図４（ａ）のレンズ位置４０１の状態である。レンズ３０３により被写体の光学像の結像位置が５０１の位置になっていることを示し、撮像素子２には、ぼけた像が投影されていることを示している。５０２は、撮像素子２の移動可能な範囲を示し、撮像素子２は、光軸方向に、不図示の撮像素子移動手段１２によって移動され得る。撮像素子２の焦点調節前の状態によって、光軸方向に、即ち図５（ａ）中の左右方向のいずれの方向にも、動く可能性がある。そのため、撮像素子２の焦点調節前には、いずれの方向にも移動範囲を確保できる位置に、撮像素子２が配置されていることが望ましい。
【００３０】
図５（ｂ）は、焦点調節処理を開始し、図３のＳ２０２において、撮像素子の移動を行った状態である。図３のＳ２０１で設定された焦点調節方向に基づき、続いて行われるレンズの駆動による像面移動方向とは反対方向に、撮像素子２の移動を行う。図５（ａ）では、レンズ３０３の像面位置５０１は、撮像素子２より前側（図中、左側）にあるため、焦点調節のためのレンズ移動による像面移動方向は、図中で右方向となる。そのため、撮像素子２は、反対方向の左方向に移動を行う。図５（ｃ）は、レンズ３０３に含まれるフォーカスレンズの移動が終了した状態を示している。図３におけるＳ２０６でＹＥＳが選択され、ＡＦ評価値のピークを検出した状態である。例えば、撮影レンズ３００のフォーカスレンズ３０３の位置（横軸）と画像コントラスト情報から算出されるＡＦ評価値（縦軸）の関係を示した図４（ａ）のレンズ位置４０６の状態である。ＡＦ評価値のピークを検出しているため、レンズ３０３による被写体の結像位置５０１は、撮像素子２の撮像面を通過し、図５（ａ）の状態と比べ、この撮像面に対して反対側に位置している。即ち、第１の移動手段による焦点調節動作が行われる前の撮影レンズの像面位置と、第１の移動手段による焦点調節動作を終えた後の撮影レンズの像面位置とは、撮像素子に対して互いに異なる側にある。この後、図３のＳ２０７で行われる撮像素子２の移動を開始させる。この際の撮像素子２の移動方向は、図５（ｂ）で行われた撮像素子２の移動方向とは反対方向となる。そのため、撮像素子２の移動可能量を、可動範囲内で、より大きく確保することができる。
【００３１】
図５（ｄ）は、撮像素子２の移動を行い焦点調節処理を終えた際のレンズ３０３、撮像素子２の配置を示している。上述の図２におけるＳ３の焦点調節処理を終えた状態である。また、撮像素子２の位置（横軸）と画像コントラスト情報から算出されるＡＦ評価値（縦軸）の関係を示した図４（ｂ）の撮像素子位置４１３の状態である。焦点調節処理を終えているため、レンズ３０３による被写体の結像位置５０１は撮像素子２の撮像面と一致している。この状態で、撮影を行うことで、被写体に焦点の合った状態で撮影を行うことができる。この様に、図５（ｂ）において撮像素子２の移動を終えた後、図５（ｃ）、（ｄ）でレンズ３０３、撮像素子２の移動による焦点調節を行うことにより、撮像素子２の限られた可動範囲の中で、焦点調節範囲を、より大きく確保することができる。
【００３２】
本実施例で説明した構成では、焦点調節のためのレンズ移動前に、撮像素子の移動を行う様にしたが、必ずしもその必要はない。焦点調節のためのレンズ移動終了前に、撮像素子の移動を終了させていれば、上述した構成は実現可能である。例えば、レンズ移動を行っている最中に、撮像素子２を移動させておいてもよい。これによって、より高速に、焦点調節を行うことができる。特に、レンズ３０３移動の開始時に撮像素子２の移動を行うことで、被写体の撮影レンズ３００による像面位置の相対的な移動速度が上がり、更に焦点調節の高速化につながる。この様に、制御手段は、第２の移動手段による撮像素子の第１の方向への移動を、第１の移動手段による焦点調節動作の開始、即ちフォーカスレンズの移動開始に合わせて、開始することができる。
【００３３】
また、図５（ａ）の状態において、５０１の位置が移動可能範囲５０２の右側にあって、レンズ３０３と撮像素子２を夫々上述した方向とは反対の方向に移動させる動作を行わせることもできる。
【００３４】
また、本実施例では、焦点調節方法として、コントラスト検出方式の焦点検出法を用いた場合を説明したが、焦点調節方法はこれに限らない。例えば、位相差検出方式の焦点検出法を用いる場合には、撮像素子と焦点検出装置に同時に撮影レンズを透過した光束が導かれるようペリクルミラーなどで光を分割することにより、ライブビュー表示が中断されない焦点調節動作が実現できる。位相差検出方式の焦点検出法では、焦点調節のためのレンズや撮像素子の移動量が分かるため、レンズの移動により像面を撮像素子の可動範囲内に移動させることにより、上述した動作を実現できる。この場合、上記焦点検出装置は、例えば、撮像素子の移動可能範囲内の所定の位置と光学的に等価な位置に配置される。また、スプリットイメージプリズムなどで分割された２つの被写体光束を撮像素子の撮像面を構成する各画素に導いて該画素で位相差検出方式の焦点検出を行う様に構成した場合にも、上述した動作が実現可能である。また、これらの焦点検出方式を、複合して使用して上述の動作を実現してもよい。例えば、焦点調節のためのレンズ移動は位相差検出方式の焦点検出法で行い、焦点調節のための撮像素子移動はコントラスト方式の焦点検出法で行うことができる。
【符号の説明】
【００３５】
２…撮像素子、４…画像処理回路、９…焦点検出手段（制御手段）、１０…画像表示装置、１２…撮像素子移動手段（第２の移動手段）、２０…カメラシステム制御回路（制御手段）、１００…撮像装置、３００…撮影レンズ、３０１…レンズシステム制御回路（制御手段）、３０２…レンズ移動手段（第１の移動手段）、３０３…レンズ（フォーカスレンズ）
【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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