(57)【要約】【課題】小型で高速、高精度な自動焦点調節を可能とする撮影装置及びデジタルカメラを提供する。【解決手段】ピーク位置特定部によって特定されたピーク位置の一つに対応して、第１の光路の光軸上の位置を決定する位置決定部と、位置決定部によって決定された光軸上の位置に、第１の駆動部１０５によって第１の撮像素子１０３を移動させる撮像素子移動部と、位置決定部によって決定された光軸上の位置付近で、第１の検出部によって、第１の撮像素子１０３における第１の合焦評価値の極大を検出し、該検出された極大に対応する光軸上の位置を合焦位置として決定し、該決定された合焦位置に、第１の駆動部１０５によって、第１の撮像素子１０３を移動させる撮像素子合焦部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系からの光束を第１の光路と第２の光路に分割する光路分割部と、
前記第１の光路からの光束を結像して第１の画像信号として出力する第１の撮像素子と、
前記第２の光路からの光束を結像して第２の画像信号として出力する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子を第１の光路の光軸方向に移動させる第１の駆動部と、
前記第２の撮像素子を第２の光路の光軸方向に移動させる第２の駆動部と、
前記第１の画像信号に基づいて、前記撮像光学系の合焦の度合いを表わす第１の合焦評価値を算出する第１の合焦評価値算出部と、
前記第２の画像信号に基づいて、前記撮像光学系の合焦の度合いを表わす第２の合焦評価値を算出する第２の合焦評価値算出部と、
前記第１の駆動部によって、前記第１の撮像素子を第１の所定の距離間隔で移動させ、前記第１の合焦評価値算出部によって、該第１の所定の距離間隔毎に出力された第１の画像信号の前記第１の合焦評価値を算出し、算出されたそれぞれの前記第１の合焦評価値から極大を検出する第１の検出部と、
前記第２の駆動部によって、前記第２の撮像素子を、前記第１の所定の距離間隔よりも大きい第２の所定の移動間隔で移動させ、前記第２の合焦評価値算出部によって、該第２の所定の距離間隔毎に出力された前記第２の画像信号の前記第２の合焦評価値を算出し、算出されたそれぞれの前記第２の合焦評価値から極大を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部によって検出された、前記第２の合焦評価値が極大となる前記第２の撮像素子の、前記第２の光路における光軸方向の位置をピーク位置として特定するピーク位置特定部と、
前記ピーク位置特定部によって特定されたピーク位置の一つに対応して、前記第１の光路の光軸上の位置を決定する位置決定部と、
前記位置決定部によって決定された前記光軸上の位置に、前記第１の駆動部によって前記第１の撮像素子を移動させる撮像素子移動部と、
前記位置決定部によって決定された前記光軸上の位置付近で、前記第１の検出部によって、前記第１の撮像素子における前記第１の合焦評価値の極大を検出し、該検出された極大に対応する光軸上の位置を合焦位置として決定し、該決定された合焦位置に、前記第１の駆動部によって、前記第１の撮像素子を移動させる撮像素子合焦部と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記第２の検出部は、前記第２の合焦評価値の極大の検出を、前記第１の撮像素子が移動可能な距離範囲に対応する範囲で実行することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記位置決定部は、前記第２の検出部によって前記第２の合焦評価値の極大が二以上検出された場合は、前記第２の合焦評価値のうち、最も至近側の極大のピーク位置に対応して、前記第１の光路の光軸上の位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記第２の検出部は、前記第２の撮像素子を至近側から無限縁側へと移動を開始させ、
前記第２の検出部によって前記第２の合焦評価値の極大を検出した場合は、
該検出された極大に関して、前記ピーク位置特定部によってピーク位置を特定し、
該特定されたピーク位置に関して、前記位置決定部によって第１の光路の光軸上の位置を決定し、
該決定された光軸上の位置に関して、前記撮像素子移動部によって前記第１の撮像素子を移動させ、
前記撮像素子合焦部によって前記合焦位置に前記第１の撮像素子を移動させることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記第１の検出部は、前記第１の撮像素子を至近側から無限遠側へと移動を開始するとともに、前記第２の検出部は、前記第２の撮像素子を無限遠側から至近側へと移動を開始させ、
前記第２の検出部によって前記第２の合焦評価値の極大が検出される前に、前記第１の検出部が第１の合焦評価値の極大を検出した場合は、
前記第１の合焦評価値に関して、前記撮像素子合焦部によって、前記第１の撮像素子を前記合焦位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記第２の駆動部は、前記第１の駆動部が前記第１の撮像素子を移動させる速度より速い速度で、前記第２の撮像素子を移動させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の撮影装置。
【請求項７】
前記第１の合焦評価値算出部は、前記撮像光学系の焦点位置を、至近端の結像位置に固定した後、前記第１の画像信号に基づいて、前記撮像光学系の合焦の度合いを表わす第１の合焦評価値を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の撮影装置と、
前記第１の撮像素子が出力した第１の画像信号を撮影画像として記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項９】
前記撮像光学系が交換可能であることを特徴とする請求項８に記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で高速、高精度な自動焦点調節を可能とする撮影装置及びデジタルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフカメラでは、レンズを通過した光を反射板（ミラー）により自動焦点調節機構に導き、この自動焦点調節機構により焦点調節を行うことが一般的である。
【０００３】
図１２は、従来の一眼レフカメラを示す。図１２に示すように、カメラ１は、本体内にメインミラー３とサブミラー４を有している。そして、オートフォーカス（以下ＡＦと記す）実行時には、これらのミラーによって、図示されない被写体からの光束１４を、それぞれスクリーンマット９、ペンタプリズム７、接眼レンズ８等を有するファインダ光学系６と、コンデンサレンズ１１、再結像レンズ１２ａ及び１２ｂ、ラインセンサ１３ａ及び１３ｂ等で構成される位相差ＡＦ光学系１０とに分割して、焦点調節が行われる。また、撮影時にはこれらのミラーが光路から退避されて、被写体像がフィルムや撮像素子２上に結像される構成となっている。
【０００４】
しかしながら、このように構成の場合は、ファインダ光学系６及びＡＦ光学系１０が存在するため、カメラが大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
一方で、デジタル一眼レフカメラの場合、この問題を解消してカメラの小型化を図る方法として、次のような手法が知られている。すなわち、撮影用のＣＣＤ等の撮像素子を利用し、撮影レンズ内のフォーカスレンズを所定間隔で駆動しながら被写体像の高周波成分を合焦評価値として検出していき、合焦評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を求める、いわゆる山登りＡＦによって焦点調節を行い、カメラの背面等に配置される液晶モニタ等に撮影画像を表示することにより、上記ＡＦ光学系１０や上記ファインダ光学系６を廃止するものである。
【０００６】
ところが、このような手法では、従来の交換レンズは、山登りＡＦの際のフォーカスレンズの微小駆動を行うのに適した構成になっていないので、焦点調節に時間を要したり、精度の良い焦点検出を行えないという課題を有している。
【０００７】
このような課題に対して、二つの撮像素子を有する構造のカメラにおいて、焦点距離調節開始時に二つの撮像素子の一方を移動し、それぞれの撮像素子の撮影レンズからの光路長が異なるように設定して、測定した合焦評価値からフォーカスレンズの駆動方向を決定することにより、焦点距離調節開始時のレンズ駆動動作を短縮して、焦点調節の高速化を図る手法（特許文献１参照。）が知られている。
【特許文献１】特許第３４９０７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の特許文献１では、最終的にフォーカスレンズを駆動して焦点調節を行うので、前述のように山登りＡＦに対応していない場合では、焦点調節が必ずしも最適化できるとはいえない。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、カメラ等の光学機器の小型化やＡＦの高速化、高精度化のために、撮像素子を駆動して山登りＡＦを行う機器において、より小型で高速、高精度なＡＦを行うことができる撮影装置及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によると、撮像光学系からの光束を第１の光路と第２の光路に分割する光路分割部と、第１の光路からの光束を結像して第１の画像信号として出力する第１の撮像素子と、第２の光路からの光束を結像して第２の画像信号として出力する第２の撮像素子と、第１の撮像素子を第１の光路の光軸方向に移動させる第１の駆動部と、第２の撮像素子を第２の光路の光軸方向に移動させる第２の駆動部と、第１の画像信号に基づいて、撮像光学系の合焦の度合いを表わす第１の合焦評価値を算出する第１の合焦評価値算出部と、第２の画像信号に基づいて、撮像光学系の合焦の度合いを表わす第２の合焦評価値を算出する第２の合焦評価値算出部と、第１の駆動部によって、第１の撮像素子を第１の所定の距離間隔で移動させ、前記第１の合焦評価値算出部によって、該第１の所定の距離間隔毎に出力された第１の画像信号の前記第１の合焦評価値を算出し、算出されたそれぞれの前記第１の合焦評価値から極大を検出する第１の検出部と、前記第２の駆動部によって、前記第２の撮像素子を、前記第１の所定の距離間隔よりも大きい第２の所定の移動間隔で移動させ、前記第２の合焦評価値算出部によって、該第２の距離間隔毎に出力された前記第２の画像信号の前記第２の合焦評価値を算出し、算出されたそれぞれの前記第２の合焦評価値から極大を検出する第２の検出部と、前記第２の検出部によって検出された、前記第２の合焦評価値が極大となる前記第２の撮像素子の、前記第２の光路における光軸方向の位置をピーク位置として特定するピーク位置特定部と、前記ピーク位置特定部によって特定されたピーク位置の一つに対応して、前記第１の光路の光軸上の位置を決定する位置決定部と、前記位置決定部によって決定された前記光軸上の位置に、前記第１の駆動部によって前記第１の撮像素子を移動させる撮像素子移動部と、前記位置決定部によって決定された前記光軸上の位置付近で、前記第１の検出部によって、前記第１の撮像素子における前記第１の合焦評価値の極大を検出し、該検出された極大に対応する光軸上の位置を合焦位置として決定し、該決定された合焦位置に、前記第１の駆動部によって、前記第１の撮像素子を移動させる撮像素子合焦部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一実施態様では、このように構成することによって、第１の撮像素子の距離間隔よりも大きい第２の距離間隔で第２の撮像素子を第２の光路の光軸方向に駆動させて、焦点位置の粗検出を行い、該粗検出された焦点位置付近において、第１の撮像素子を、第２の撮像素子よりも小さい第１の距離間隔で第１の光路の光軸方向に移動させて合焦位置の検出を行うので、撮像光学系が高速でかつ微少駆動に対応したものでなくても、高速で高精度な合焦位置の検出を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の他の実施態様によると、前述の一実施態様の撮影装置と、第１の撮像素子が出力した第１の画像信号を撮影画像として記憶する記憶部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の実施態様では、このように構成することによって、自動焦点調節のための構成（例えば位相差ＡＦのための光学系やラインセンサ等）を備える必要がなく、デジタルカメラのサイズや重量、製造コストを抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、撮像素子を駆動して焦点位置調節を行う撮影装置において、より小型で高速、高精度なＡＦ動作を行うことができる撮影装置またはデジタルカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の態実施形態のカメラ（デジタルカメラ）１００の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態のカメラ１００は、撮影レンズ１０８と、この撮影レンズ１０８がその前面に装着されたカメラ本体１０１とから構成される。
【００１８】
撮影レンズ１０８は、焦点調節用のレンズであるフォーカスレンズ１０９を含む撮像光学系１１４と、このフォーカスレンズ１０９を光軸方向に駆動制御するレンズ駆動部１１０とを備えている。
【００１９】
レンズ駆動部１１０は、図２で後述するようにモータ等のアクチュエータを備えている。このアクチュエータによりフォーカスレンズ１０９を駆動して、被写体像をメイン撮像素子１０３に結像させる。
【００２０】
カメラ本体１０１と撮影レンズ１０８とは、マウント１０２を介して着脱可能に構成されている。このマウント１０２は、カメラ本体１０１と撮影レンズ１０８とで電気信号による通信を可能とする接点を備えている。
【００２１】
カメラ本体１０１は、カメラ１００動作の全体の制御を司る制御部１１２と、撮影レンズ１０８の光軸１１１方向に移動可能であり、被写体からの光束を光電変換によりアナログ像として出力するメイン撮像素子（第１の撮像素子）１０３と、撮影レンズ１０８の光軸１１１と略直角方向に移動可能であり、被写体からの光束を光電変換によりアナログ像として出力するサブ撮像素子（第２の撮像素子）１０４とを備える。
【００２２】
また、カメラ本体１０１は、撮影レンズ１０８から入射された被写体光束を、メイン撮像素子１０３へと入射させる第１の光路１２０と、サブ撮像素子１０４へと入射させる第２の光路１２１とにそれぞれ分割するハーフミラー（光路分割部）１０７を備える。
【００２３】
ハーフミラー１０７は、図１に示すように、例えば撮影レンズ１０８の光軸に対して鉛直方向に略４５°傾いて備えられる。そして、メイン撮像素子１０３には、第１の光路１２０を経由して、ハーフミラー１０７を透過した光束が入射される。サブ撮像素子１０４には、第２の光路１２１を経由して、ハーフミラー１０７の表面で反射した光束が入射される。
【００２４】
メイン撮像素子１０３は、このメイン撮像素子１０３を光軸１１１方向に駆動するメイン撮像素子駆動部（第１の駆動部）１０５を備える。また、サブ撮像素子１０４には、このサブ撮像素子１０４を光軸１１１と略直角方向に駆動するサブ撮像素子駆動部（第２の駆動部）１０６を備える。
【００２５】
メイン撮像素子１０３は、撮影レンズ１０８からの被写体光束がハーフミラー１０７を通過して結像された被写体像を撮像するＣＣＤセンサ等によって構成される。また、サブ撮像素子１０４は、撮影レンズ１０８からの被写体光束がハーフミラー１０７により反射されることにより結像された被写体像を撮像するＣＣＤセンサ等によって構成される。
【００２６】
これらメイン撮像素子駆動部１０５及びサブ撮像素子駆動部１０６は、モータ等のアクチュエータを備えている。また、エンコーダ等のセンサを用いた位置検出機構を備えており、各撮像素子の正確な位置を検出することができるように構成されている。
【００２７】
図２は、本実施形態のカメラ１００の構成を示す機能ブロック図である。
【００２８】
カメラ本体１０１は、前述の構成に加え、ＣＰＵ２０１と、Ａ／Ｄ変換部２０２と、画像処理部２０３と、表示部２０４と、記憶部２０５とを備える。これらは、前述の制御部１１２を構成する。また、ユーザからの操作を受け付ける操作部２０６を備える。
【００２９】
ＣＰＵ２０１は、カメラ本体１０１内に備えられた各部を制御する。また、撮影レンズ１０８の各部を制御する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部２０２は、撮像素子（メイン撮像素子１０３及びサブ撮像素子１０４）から出力されたアナログ像信号をデジタル像信号に変換する。
【００３１】
画像処理部２０３は、Ａ／Ｄ変換部２０２から出力されたデジタル像信号に基づいて、ホワイトバランス補正、歪補正、画像圧縮等の画像処理を行うことで画像データを生成する。また、デジタル像信号の高周波成分を検出することよって合焦評価値を算出する。また、ＣＰＵ２０１の指示に基づいて、生成された画像データを表示部２０４に表示させたり、記憶部２０５に記憶させる。また、記憶部２０５に記憶されている画像データを再画像処理により表示部２０４に表示させる。
【００３２】
表示部２０４は、例えば液晶パネル等により構成され、画像処理部２０３により処理された画像データを表示する。
【００３３】
記憶部２０５は、例えばフラッシュメモリ等から構成され、画像処理部２０３により処理された画像データ等を記憶する。
【００３４】
操作部２０６は、ユーザからの操作を受け付け、ＣＰＵ２０１に操作を送信する。例えば、カメラ１００の電源の投入や各種設定の入力、撮影の指示（レリーズのＯＮ）を受け付け、これらの操作内容をＣＰＵ２０１に送信する。
【００３５】
撮影レンズ１０８は、前述のレンズ駆動部１１０に加え、レンズ制御部２０８を備える。レンズ制御部２０８は、ＣＰＵ２０１からの指示に基づいて、レンズ駆動部１１０を制御してフォーカスレンズ１０９を駆動制御する。また、レンズ駆動部１１０から、現在のフォーカスレンズ１０９の焦点位置を検出して、検出された位置情報をＣＰＵ２０１に送信する。
【００３６】
以上のように構成された第１の実施形態のカメラ１００において、次に動作を説明する。
【００３７】
図３は本発明の第１の実施形態のカメラ１００の撮影時のメイン処理を示すフローチャートである。
【００３８】
この図３に示すメイン処理は、ＣＰＵ２０１が、操作部２０６によってユーザによる電源ＯＮが検出されたことを契機として実行する。
【００３９】
まず、ＣＰＵ２０１は、撮影レンズ１０８がカメラ本体１０１に装着されているか否かを判断する（Ｓ１０１）。
【００４０】
具体的には、ＣＰＵ２０１が撮影レンズ１０８のレンズ制御部２０８と通信を行う。通信に対する応答があれば撮影レンズ１０８が装着されていると判断し、ステップＳ１０２に移行する。通信に対する応答がなければ、撮影レンズ１０８が装着されていないと判断して、撮影レンズ１０８の装着を判断するまで、本ステップを繰り返して待機する。
【００４１】
次に、ＣＰＵ２０１は、撮影レンズ１０８のレンズ制御部２０８と通信を行ない、撮影レンズ１０８の機種情報や光学特性データ、各種補正用データ等を取得する（Ｓ１０２）。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２０１は、取得した情報に基づいて、撮影レンズ１０８の現在のフォーカスレンズ１０９を、現在の位置から、被写体を至近端に結像する位置まで移動させるためのレンズの駆動量を算出する（Ｓ１０３）。
【００４３】
そして、ＣＰＵ２０１は、算出した駆動量をレンズ制御部２０８に指示する。レンズ制御部２０８は、この指示に基づいて、レンズ駆動部１１０に対して、指示された駆動量によってフォーカスレンズ１０９を駆動させる制御を実行する（Ｓ１０４）。このステップＳ１０４の処理によって、撮影レンズ１０８は至近端に結像する状態となる。
【００４４】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３で撮像された画像データを表示部２０４に表示させる（Ｓ１０５）。
【００４５】
より具体的には、ＣＰＵ２０１の制御により、メイン撮像素子１０３での光電変換により得られたアナログ像信号を、Ａ／Ｄ変換部２０２がデジタル像信号に変換する。このデジタル像信号を、表示部２０４における表示に適するように画像処理部２０３が画像処理して、表示部２０４に表示する。
【００４６】
なお、この処理は連続して行われ、メイン撮像素子１０３によって撮像された被写体像が、リアルタイムで表示部２０４に表示される。この状態を「スルー画表示」と呼ぶ。
【００４７】
次に、ＣＰＵ２０１は、撮影レンズ１０８がカメラ本体１０１から取り外されたか否かを判断する（Ｓ１０６）。撮影レンズ１０８が取り外されていないと判断した場合は、ステップＳ１０７に移行する。撮影レンズ１０８が取り外されたと判断した場合は、ステップＳ１０１に戻り、撮影レンズ１０８の装着を判断するまで待機する。
【００４８】
次に、ＣＰＵ２０１は、カメラ１００の電源がＯＦＦされたか否かを判断する（Ｓ１０７）。操作部２０６によってユーザによる電源ＯＦＦが検出された場合は、ステップＳ１１２に移行し、ＣＰＵ２０１は、各種データの待避や電源の終了処理等の所定の終了処理を実行して、本フローチャートによる処理を終了する。
【００４９】
カメラ１００の電源がＯＦＦされていない場合は、ステップＳ１０８に移行して、ＣＰＵ２０１は、操作部２０６によって、ユーザによるレリーズＯＮが検出されたか否かを判断する。レリーズＯＮが検出されていない場合は、ステップＳ１０６に戻り、処理を繰り返す。
【００５０】
操作部２０６によってユーザによるレリーズＯＮが検出された場合は、ステップＳ１０９に移行して、ＣＰＵ２０１は、山登りＡＦ処理を実行する。この山登りＡＦ処理の詳細は、図４及び図５で詳述する。
【００５１】
ステップＳ１０９による山登りＡＦ処理によって、メイン撮像素子１０３が合焦位置に制御された後、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３による撮像を行う（Ｓ１１０）。そして、メイン撮像素子１０３により撮像されたアナログ像データは、前述のようにＡ／Ｄ変換部２０２によりデジタル像に変換され、画像処理部２０３により画像処理される。このように処理された画像データを、記憶部２０５に記憶する（Ｓ１１１）。
【００５２】
そして、ＣＰＵ２０１は、次回の撮像に備えて、ステップＳ１０６に移行し、処理を繰り返す。
【００５３】
以上の処理によって、カメラ１００による撮像が完了する。
【００５４】
次に、図３のメイン処理のステップＳ１０９の山登りＡＦ処理について説明する。
【００５５】
本発明の第１の実施の形態の山登りＡＦ処理は、まず、サブ撮像素子１０４を、メイン撮像素子１０３よりも高速で、粗い移動間隔で移動させて合焦領域を粗検出する。その後、粗検出された合焦領域において、メイン撮像素子１０３をより細かい移動間隔で移動させて、正確な合焦位置を検出する。
【００５６】
図４は、第１の実施形態の山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【００５７】
この図４に示すフローチャートは、図３に示すメイン処理のステップＳ１０９において呼び出されるサブルーチンであり、ＣＰＵ２０１によって実行される。
【００５８】
まず、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子駆動部１０６を制御して、サブ撮像素子１０４の駆動を開始する（Ｓ１２１）。具体的には、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４を、撮影レンズ１０８による至近端の結像位置（以下、「至近位置」と呼ぶ）から、無限端の結像位置（以下、「無限位置」と呼ぶ）へと向かって移動させる。
【００５９】
このとき、ＣＰＵ２０１は、所定の間隔（第２の所定の距離間隔）に対応するサブ撮像素子１０４の位置でサブ撮像素子１０４の移動を停止して、サブ撮像素子による被写体像の撮像を行う。
【００６０】
この、所定の間隔（第２の所定の距離間隔）は、サブ撮像素子駆動部１０６のアクチュエータの移動間隔や駆動精度、撮像データの読み出し処理時間等によって適宜決定されうる値である。合焦位置の粗検出を高速に行え、かつ、後のメイン撮像素子１０３による合焦位置検出の処理において高速かつ正確に検出できるように設定することが望ましい。従って、後述するメイン撮像素子１０３における所定の間隔（第１の所定の距離間隔）よりも大きな間隔（例えば２倍）とする。間隔を２倍とすることにより、サブ撮像素子１０４の移動速度は、メイン撮像素子１０３の２倍の速度となる。
【００６１】
また、必ずしも等間隔である必要はなく、撮影レンズ１０８の特性に対応するように、例えば至近位置付近では間隔を密にし、無限位置側では間隔を祖となるような対数的な間隔とすることで、合焦評価値の算出のための時間を削減することができる。
【００６２】
なお、サブ撮像素子１０４を所定位置に停止することなく、連続して移動するサブ撮像素子１０４が所定位置となったタイミングで合焦位置検出のための撮像をしてもよい。
【００６３】
サブ撮像素子１０４によって撮像されたアナログ像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２によってデジタル像信号に変換される。画像処理部２０３は、このデジタル像信号の高周波成分を検出する。ＣＰＵ２０１は、このデジタル像信号から検出された高周波成分に基づいて、合焦評価値を算出する（Ｓ１２２）。
【００６４】
具体的には、画像処理部２０３は、取得したデジタル像信号にハイパスフィルタを施して、高周波成分を抽出する。ＣＰＵ２０１は、抽出された高周波成分のうち、合焦対象範囲に該当する箇所の高周波成分の積算値を算出する。高周波成分は画像のコントラストの高い部分であり、高周波成分の積算値が大きいほど、合焦の度合いが高いことを示す。本発明では、この高周波成分の積算値を「合焦評価値」と呼ぶ。
【００６５】
このように、ＣＰＵ２０１が、サブ撮像素子１０４によって撮像されたアナログ像信号（第２の画像信号）に基づいて合焦評価値を算出することにより、第２の合焦評価値算出部が構成される。
【００６６】
次に、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４が、撮影レンズ１０８の無限位置まで移動されたか否かを判断する（Ｓ１２３）。サブ撮像素子１０８が無限位置まで移動していない場合は、ステップＳ１２２の処理を繰り返す。
【００６７】
サブ撮像素子１０８が無限位置まで移動した場合は、ステップ１２４に移行し、ＣＰＵ２０１は、算出された各合焦評価値から、合焦評価値が極大となるものを選択する。
【００６８】
なお、合焦評価値の極大とは、前後の合焦評価値よりも値が大きい場合に、その合焦評価値を極大と判断する。被写体によっては、合焦評価値の極大が二以上検出される場合もあるが、本実施の形態では、合焦評価値が極大であるもののうち、最も値が大きい一の合焦評価値のみを選択する。
【００６９】
このように、ＣＰＵ２０１が、サブ撮像素子１０４を所定の間隔で移動させて、合焦評価値の極大を検出することにより、第２の検出部が構成される。
【００７０】
次に、ＣＰＵ２０１は、選択された合焦評価値に対応する、メイン撮像素子１０３側の焦点位置、すなわち、第１の光路上の焦点位置を算出する。そして、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、算出された焦点位置付近に、メイン撮像素子１０３を移動させる（Ｓ１２５）。
【００７１】
なお、このように一の合焦評価値に対応する焦点位置をピーク位置とする。ＣＰＵ２０１が、一の合焦評価値に対応するピーク位置を特定することにより、ピーク位置特定部が構成される。また、このピーク位置に対応する第１の光路における焦点位置を算出して決定することにより、位置決定部が構成される。
【００７２】
なお、前述のように、サブ撮像素子１０４は所定の間隔で焦点評価を行うので、この検出された焦点位置は合焦に関して所定の幅を持っている。そこで、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３を、焦点位置付近に移動させる。例えば、所定の幅のうちの至近位置側にメイン撮像素子を移動させる。
【００７３】
このように、ＣＰＵ２０１が、該焦点位置にメイン撮像素子駆動部１０５によってメイン撮像素子１０３を移動させることによって、撮像素子移動部が構成される。
【００７４】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、メイン撮像素子１０３における合焦位置の検出を行う（Ｓ１２６）。
【００７５】
具体的には、ＣＰＵ２０１は、この焦点位置の至近位置側から無限位置側へとメイン撮像素子１０３を移動させて、所定の距離間隔（第１の所定の距離間隔）で撮像を行って、前述のステップＳ１２２と同様な処理によって、合焦評価値を算出する。そしてさらに、所定の幅を持った焦点位置の無限位置側から至近位置側へと、メイン撮像素子１０３を移動させて所定の間隔で撮像を行い、合焦評価値を算出する。
【００７６】
このように、ＣＰＵ２０１が、メイン撮像素子１０３によって撮像されたアナログ像信号（第１の画像信号）に基づいて合焦評価値を算出することにより、第１の合焦評価値算出部が構成される。
【００７７】
このときの行き側と復り側との合焦評価値の極大に対応する焦点位置が、装着された撮影レンズ１０８の焦点距離及び絞り値等から算出された被写界深度の範囲内にあるときに、ＣＰＵ２０１は、その位置が合焦位置と判断する。
【００７８】
このように、ＣＰＵ２０１が、メイン撮像素子１０３を所定の間隔で移動させて、合焦評価値の極大を検出することにより、第１の検出部が構成される。また、ＣＰＵ２０１が、メイン撮像素子１０３における合焦評価値の極大に基づいて合焦位置を決定することにより、撮像素子合焦部が構成される。
【００７９】
なお、この所定の間隔（第１の所定の距離間隔）は、メイン撮像素子１０３における正確な合焦位置を検出するために必要な程度まで、精細な間隔とする。
【００８０】
このような処理によって、メイン撮像素子１０３の合焦位置が検出される。ＣＰＵ２０１は、検出された合焦位置にメイン撮像素子１０３を固定して、前述の図３のメイン処理に復帰する。その後、図３のステップＳ１１０の処理によって、当該合焦位置における撮像が行われる。
【００８１】
図５は、図４における山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【００８２】
図５（ａ）は、サブ撮像素子１０４における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。図５（ｂ）は、メイン撮像素子１０３における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。また、この図中の曲線は、いずれも実際の被写体による結像を示す。
【００８３】
図５（ａ）に示すように、サブ撮像素子１０４において、至近位置から無限位置まで、所定の間隔で合焦評価値を算出する。
【００８４】
ＣＰＵ２０１は、これら焦点位置のうちの一つ（点Ａ）における合焦評価値が極大であると判断した場合に、メイン撮像素子１０３を、その焦点位置付近まで移動させる（図５（ｂ））。そして、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３を、この焦点位置（点Ａ）付近で、より細かく駆動制御を行うことにより、正確な合焦位置を検出する。
【００８５】
以上のように、本発明の第１の実施形態では、レンズ交換式のカメラ１００で合焦位置を検出する処理において、撮影レンズ１０８の焦点位置を至近端側に固定した上で、まず、サブ撮像素子１０４を、メイン撮像素子１０３と比較してより高速で、より粗い移動間隔で移動させて、焦点位置の粗検出を行う。その後、粗検出された焦点位置付近で、メイン撮像素子１０３をより細かな移動間隔で移動することによって、正確な合焦位置を検出する。
【００８６】
このように構成することにより、位相差ＡＦのための光学系やラインセンサをカメラ本体１０１内に備える必要がないので、カメラ１００を小型、軽量化することができるとともに、これら光学系やラインセンサ等の部品点数が削減できるので、カメラ１００のコストを削減することができる。
【００８７】
また、撮影レンズ１０８を、予め至近位置に固定した後に、合焦位置の検出を行うので撮影レンズ１０８が、フォーカスレンズ１０９を高速に、かつ、微少駆動可能に構成されたものでない場合でも、高速で、高精度な合焦位置の検出を行うことができる。
【００８８】
特に、メイン撮像素子１０３及びサブ撮像素子１０４は、撮影レンズ１０８の結像位置付近にあるので、これら各撮像素子の移動距離は小さい。そのため、各撮像素子の移動開始位置から合焦位置が離れていたとしても、合焦位置の検出までの時間は短くなる。そのため、高速で、高精度な合焦位置の検出を行うことができる。
【００８９】
また、サブ撮像素子１０４の移動距離は、メイン撮像素子１０３における至近位置から無限位置への移動距離に対応している。そのため、複雑な計算を行うことなく、サブ撮像素子１０４の焦点位置を直接メイン撮像素子１０３の合焦位置の算出に用いることができ、所定時間を削減できてより高速な合焦位置の検出が可能となる。
【００９０】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００９１】
第２の実施形態は、山登りＡＦ処理の動作が第１の実施形態と異なる。なお、図１及び図２に示した基本構造及び図３に示したメイン処理のフローチャートは同一であるため、その説明は省略する。
【００９２】
第２の実施形態では、サブ撮像素子１０４における合焦評価値の極大が二以上検出された場合に、その極大のうち、最も至近位置側にある一つを選択する。この選択された一の極大に対応する焦点位置付近において、メイン撮像素子１０３によって合焦位置の検出を行う。
【００９３】
図６は、第２の実施形態の山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【００９４】
この図６に示すフローチャートは、図３に示すメイン処理のステップＳ１０９において呼び出されるサブルーチンであり、ＣＰＵ２０１によって実行される。
【００９５】
まず、ＣＰＵ２０１は、前述の第１実施形態のステップＳ１２１及び１２２と同様に、サブ撮像素子駆動部１０６を制御して、サブ撮像素子１０４の駆動を開始させる（Ｓ２２１）。
【００９６】
そして、所定の間隔に対応するサブ撮像素子１０４の位置でサブ撮像素子１０４の移動を停止して、サブ撮像素子による被写体像の撮像を行う。
【００９７】
このとき、前述のステップＳ１２３と同様に、サブ撮像素子１０４によって撮像されたアナログ像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２によってデジタル像信号に変換される。画像処理部２０３は、このデジタル像信号の高周波成分を検出する。ＣＰＵ２０１は、このデジタル像信号から検出された高周波成分に基づいて、合焦評価値を算出する（Ｓ２２２）。
【００９８】
次に、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４が、撮影レンズ１０８の無限位置に対応する位置まで移動されたか否かを判断する（Ｓ２２３）。サブ撮像素子１０８が無限位置まで移動していない場合は、ステップＳ２２２の処理を繰り返す。
【００９９】
サブ撮像素子１０８が無限位置に到達した場合は、ステップ２２４に移行して、ＣＰＵ２０１は、各焦点位置において算出した合焦評価値から、合焦評価値の極大を検出する。
【０１００】
ここで、第２の実施形態の特徴として、合焦評価値の極大が複数検出された場合は、その中から、焦点位置が最も至近位置側にあるものを一つ選択する（Ｓ２２５）。
【０１０１】
合焦評価値の極大の選択方法にはいくつかの方法がある。例えば、前述の第１の実施形態では、全焦点位置に渡って唯一の極大を検出した。一方、第２の実施形態では、複数の焦点評価位置の極大をすべて検出し、その中から最も焦点評価値の高いものを一つ選択する。そして、選択された一の極大に対応する焦点位置を検出する（位置決定部）。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、ステップＳ２２５において検出された焦点位置に対応する位置に、メイン撮像素子１０３を移動する（Ｓ２２６）。
【０１０３】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、メイン撮像素子１０３における合焦位置の検出を行う（Ｓ２２７）。
【０１０４】
このような処理によって、メイン撮像素子１０３の合焦位置を検出し、当該合焦位置にメイン撮像素子１０３を固定した上で、前述の図３のメイン処理に復帰する。その後、図３のステップＳ１１０の処理によって、当該合焦位置における撮像が行われる。
【０１０５】
図７は、第２の実施形態における山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【０１０６】
図７（ａ）は、サブ撮像素子１０４における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。図７（ｂ）は、メイン撮像素子１０３における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。また、この図中の曲線は、いずれも実際の被写体による結像を示す。
【０１０７】
図７（ａ）に示すように、サブ撮像素子１０４において、至近位置から無限位置まで、所定の間隔で合焦評価値を算出する。
【０１０８】
ＣＰＵ２０１は、これら焦点位置のうちから、合焦評価値の極大をいくつか検出する。例えば、図７（ａ）に示す例では、点（Ａ）及び点（Ｂ）の二つの極大が検出されている。
【０１０９】
そこで、ＣＰＵ２０１は、このうち、最も至近位置側にある点（Ａ）を、合焦位置と判断して、メイン撮像素子１０３を、その焦点位置（点Ａ）付近まで移動させる（図７（ｂ））。そして、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３をより細かく駆動制御して、正確な合焦位置を検出する。
【０１１０】
以上のように、本発明の第２の実施形態では、前述の第１の実施形態と同様の効果に加え、合焦評価値の極大が二以上検出された場合は、そのうち、最も至近位置側にある極大の焦点位置付近を、合焦位置と判断する。
【０１１１】
このように制御することにより、一般的なカメラ１００の撮影方法において、最も多く撮影される至近位置側の被写体（例えば、山と空のようなコントラストが高い遠景の手前に人物や静物があるような構図）においても、目的の被写体に対して、高速で、高精度な合焦位置の検出を行うことができる。
【０１１２】
（第３実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
【０１１３】
第３の実施形態は、山登りＡＦ処理の動作が第１及び第２の実施形態と異なる。なお、図１及び図２に示した基本構造及び図３に示した処理フローは同一であるため、その説明は省略する。
【０１１４】
第３の実施形態では、サブ撮像素子１０４において合焦評価値を算出しているときに極大が検出された場合に、直ちにその極大に対応する焦点位置にメイン撮像素子１０３を移動し、合焦位置を検出する。
【０１１５】
図８は、第３の実施形態の山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【０１１６】
この図８に示すフローチャートは、図３に示すメイン処理のステップＳ１０９において呼び出されるサブルーチンであり、ＣＰＵ２０１によって実行される。
【０１１７】
まず、ＣＰＵ２０１は、前述の第１実施形態のステップＳ１２１及び１２２と同様に、サブ撮像素子駆動部１０６を制御して、サブ撮像素子１０４の移動を開始させる（Ｓ３２１）。
【０１１８】
そして、所定の間隔でサブ撮像素子１０４の移動を停止して、サブ撮像素子による被写体像の撮像を行う。
【０１１９】
そして、前述のステップＳ１２３と同様に、サブ撮像素子１０４によって撮像されたアナログ像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２によってデジタル像信号に変換される。画像処理部２０３は、このデジタル像信号の高周波成分を検出する。ＣＰＵ２０１は、このデジタル像信号から検出された高周波成分に基づいて、合焦評価値を算出する（Ｓ２２２）。
【０１２０】
ここで、第３の実施形態の特徴として、ＣＰＵ２０１は、合焦評価値を算出するたびに、極大を検出したか否かを判断する（Ｓ３２４）。すなわち、前後の合焦評価値よりも値が大きい場合に、その合焦評価値を極大と判断する（第２の検出部）。
【０１２１】
サブ撮像素子１０４移動中に合焦評価値の最大値を検出した場合は、次のステップＳ３２５の処理を行うことなく、ステップＳ３２６に移行する。ステップＳ３２６では、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、ステップＳ２２５において検出された焦点位置に対応する位置に、メイン撮像素子１０３を駆動させる（Ｓ２２６）。
【０１２２】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、メイン撮像素子１０３における合焦位置の検出を行う（Ｓ２２７）。
【０１２３】
一方、ステップＳ３２４において、サブ撮像素子１０４における極大が検出されなかった場合は、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４が、撮影レンズ１０８の無限位置に対応する位置まで移動されたか否かを判断する（Ｓ３２５）。サブ撮像素子１０８が無限位置まで達していない場合は、ステップＳ３２２に戻り、処理を繰り返す。サブ撮像素子１０８が無限位置に到達した場合は、前述のステップＳ３２４に移行する。
【０１２４】
このような処理によって、メイン撮像素子１０３の合焦位置を検出し、当該合焦位置にメイン撮像素子１０３を移動した上で、前述の図３のメイン処理に復帰する。
【０１２５】
その後、図３のステップＳ１１０の処理によって、当該合焦位置における撮像が行われる。
【０１２６】
図９は、第３の実施形態における山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【０１２７】
図９（ａ）は、サブ撮像素子１０４における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。図９（ｂ）は、メイン撮像素子１０３における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。また、この図中の曲線は、いずれも実際の被写体による結像を示す。
【０１２８】
図９（ａ）に示すように、サブ撮像素子１０４において、至近位置から無限位置方向へと所定の間隔で合焦評価値を算出する。
【０１２９】
このとき、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４における合焦評価値の極大を点Ａにおいて検出した場合は、直ちに、メイン撮像素子１０３を、その焦点位置（点Ａ）付近まで移動させる（図９（ｂ））。そして、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３を、より細かく駆動制御を行って、正確な合焦位置を検出する。
【０１３０】
以上のように、本発明の第３の実施形態では、前述の第１の実施形態と同様の効果に加え、サブ撮像素子１０４を移動中に合焦評価値の極大が検出された場合は、直ちに、メイン撮像素子１０３における合焦位置の検出に切り替える。
【０１３１】
このように構成することにより、サブ撮像素子１０４を、至近位置から無限位置へと、全焦点位置に渡って移動を終了する以前に、合焦位置を決定することができるので、より高速に合焦位置の検出を行うことができる。
【０１３２】
（第４実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
【０１３３】
第４の実施形態は、山登りＡＦ処理の動作が第１、第２及び第３の実施形態と異なる。なお、図１及び図２に示した基本構造及び図３に示した処理フローは同一であるため、その説明は省略する。
【０１３４】
第４の実施形態では、メイン撮像素子１０３とサブ撮像素子１０４との双方によって、同時に、それぞれの合焦評価値を算出する。
【０１３５】
図１０は、第４の実施形態の山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【０１３６】
この図１０に示すフローチャートは、図３に示すメイン処理のステップＳ１０９において呼び出されるサブルーチンであり、ＣＰＵ２０１によって実行される。
【０１３７】
まず、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５及びサブ撮像素子駆動部１０６を制御して、メイン撮像素子１０３及びサブ撮像素子１０４の双方の移動を開始させる（Ｓ４２１）。
【０１３８】
このとき、メイン撮像素子１０３は、撮影レンズ１０８の至近位置から無限位置の結像位置へと向かって移動される（第１の検出部）。また、サブ撮像素子１０４は、撮影レンズ１０８の無限位置から、至近位置の結像位置へと向かって移動される（第２の検出部）。
【０１３９】
ＣＰＵ２０１は、これらメイン撮像素子１０３及びサブ撮像素子１０４それぞれについて、所定の間隔（第１の所定の距離間隔及び第２の所定の距離間隔）で移動を停止して、被写体像の撮像を行う。
【０１４０】
なお、前述したように、メイン撮像素子１０３は、サブ撮像素子１０４よりもより細かい移動間隔で移動し、サブ撮像素子１０４は、メイン撮像素子１０３よりもより高速で、より粗い移動間隔で移動する。
【０１４１】
これらメイン撮像素子１０３及びサブ撮像素子１０４によって撮像されたアナログ像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２によってデジタル像信号に変換される。画像処理部２０３は、このデジタル像信号の高周波成分を検出する。
【０１４２】
ここで、ＣＰＵ２０１は、このデジタル像信号から検出された高周波成分に基づいて、まず、メイン撮像素子１０３によって撮影された画像データに関する合焦評価値を算出する（Ｓ４２２）。
【０１４３】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３について、合焦評価値の極大を検出する（Ｓ４２３）。
【０１４４】
そして、合焦評価値の極大を検出したか否かの判断を行う（Ｓ４２４）。合焦評価値の極大を検出したと判断した場合は、ステップＳ４２８に移行し、当該極大と判断された合焦評価値の焦点位置を合焦位置の検出と判断する。
【０１４５】
メイン撮像素子１０３による合焦評価値の極大を検出していない場合は、ステップＳ４２５に移行し、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４が、撮影レンズ１０８の無限位置に対応する位置まで移動されたか否かを判断する。サブ撮像素子１０８が無限位置まで達していない場合は、ステップＳ４２２に戻り、処理を繰り返す。
【０１４６】
サブ撮像素子１０４が無限位置に到達した場合は、ステップＳ４２６に移行し、ＣＰＵ２０１は、サブ撮像素子１０４において、合焦評価値の極大を検出する。
【０１４７】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子駆動部１０５を制御して、ステップＳ２２５において検出された焦点位置に対応する位置に、メイン撮像素子１０３を移動させる（Ｓ４２７）。
【０１４８】
次に、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３における合焦位置の検出を行う（Ｓ４２８）。
【０１４９】
このような処理によって、メイン撮像素子１０３が合焦位置を検出し、当該合焦位置にメイン撮像素子１０３を移動した上で、前述の図３のメイン処理に復帰する。
【０１５０】
その後、図３のステップＳ１１０の処理によって、当該合焦位置における撮像が行われる。
【０１５１】
図１１は、第４の実施形態における山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【０１５２】
図１１（ａ）は、サブ撮像素子１０４における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。図１１（ｂ）は、メイン撮像素子１０３における合焦位置評価値と撮像素子の駆動位置を示す。また、この図中の曲線は、いずれも実際の被写体像の結像を示す。
【０１５３】
図１１（ａ）に示すように、サブ撮像素子１０４において、無限位置から至近位置方向へと所定の間隔で合焦評価値を算出する。
【０１５４】
このとき同時に、図１１（ｂ）に示すように、メイン撮像素子１０３において、至近位置から無限位置方向へと撮像素子を移動させて合焦評価値を算出する。
【０１５５】
このとき、ＣＰＵ２０１は、メイン撮像素子１０３における合焦評価値の極大を点Ａにおいて検出した場合は、その焦点位置が合焦位置であると判断する。
【０１５６】
なお、メイン撮像素子１０３における合焦評価値の極大が検出されなかった場合は、サブ撮像素子１０４における合焦位置の極大によって、メイン撮像素子１０３での正確な合焦位置を検出する。
【０１５７】
例えば、図１１（ｂ）において、メイン撮像素子１０３が点Ａに達する前にサブ撮像素子１０４が全焦点位置に渡って合焦評価値を算出した場合は、合焦評価値の極大を一つ選び、その付近を合焦位置とする。
【０１５８】
なお、この場合において、前述の第２の実施の形態のように、複数の極大から一の極大を選択してもよい。
【０１５９】
以上のように、本発明の第４の実施形態では、前述の第１の実施形態とは異なり、メイン撮像素子１０３とサブ撮像素子１０４と同時に移動させて、それぞれの合焦評価値の極大を検出する。ここで、先にメイン撮像素子１０３における合焦評価値が極大を検出した場合は、当該焦点位置を合焦位置と判断する。
【０１６０】
このように構成することにより、第１の実施の形態と同様に、撮影レンズ１０８がフォーカスレンズ１０９を微少駆動可能に構成された山登りＡＦに対応したものでなくても、サブ撮像素子１０４を、至近位置から無限位置へと、全焦点位置に渡って移動させる前に、合焦位置を決定することができるので、高速で、高精度な焦点位置の検出を行うことができる。
【０１６１】
特に、第２の実施形態と同様に、一般的なカメラ１００の撮影方法において、最も多く撮影される至近位置側の被写体（例えば、山と空のようなコントラストが高い遠景の手前に人物や静物があるような構図）においても、目的の被写体に対して、高速で、高精度な焦点位置の検出を行うことができる。
【０１６２】
なお、以上説明した本発明の各実施形態では、スルー画表示において、メイン撮像素子１０３により撮像された画像を表示部２０４に表示することとしたが、サブ撮像素子１０４によって撮像した画像を表示部２０４に表示してもよい。サブ撮像素子１０４の画像を表示することで、山登りＡＦ処理時の焦点位置の検出動作を、ユーザに表示することができる。
【０１６３】
また、本発明の各実施形態では、メイン撮像素子１０３とサブ撮像素子１０４との画素数は特に規定しないが、サブ撮像素子１０４は粗検出に用いるのみであるので、画素数や素子サイズをメイン撮像素子１０３よりも小さいものを用いることが可能である。
【０１６４】
このように構成することによって、合焦評価値算出のための処理時間がより高速となるとともに、消費電力の削減や、撮像素子の製造コスト、組み立てコストの削減が可能となる。特に、サブ撮像素子１０４による合焦評価値の算出時にはＲ、Ｇ、Ｂの三色を用いる必要がなく、カラーフィルタを廃した撮像素子とすることで、コストをより削減することができる。
【０１６５】
また、本発明の各実施形態では、ハーフミラー１０７を固定としたが、メイン撮像素子１０３による撮像時にハーフミラー１０７を光路上から待避するように構成してもよい。この場合、ハーフミラー１０７の有無による光軸の移動を考慮して、メイン撮像素子１０３を制御する。
【０１６６】
また、本発明の各実施形態では、撮影レンズ１０８の焦点位置は、予め至近位置に固定したが、被写体にあわせて合焦評価値の算出のための焦点位置を変更してもよい。例えば、マクロ撮影モードでは撮影レンズ１０８の焦点位置を至近端に固定して、数メートル〜数十センチの範囲で合焦評価値の算出を行う。また、遠景撮影モードでは撮影レンズを数十メートル先の焦点位置に固定して、無限位置〜数十メートルの範囲で合焦評価値の算出を行う。
【０１６７】
このように構成することによって、より高速で、より精度の高い合焦位置の検出を行うことができる。なお、このようなモードの変更は、操作部２０６からユーザが自由に入力できるようにインターフェースを設定することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の第１の実施形態のカメラの構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のカメラの機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のカメラの撮影時のメイン処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施形態のカメラの山登りＡＦ処理の具体的な一例を示す説明図である。
【図１２】従来の一眼レフカメラの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１００    カメラ（デジタルカメラ）
１０１    カメラ本体
１０２    マウント面
１０３    メイン撮像素子
１０４    サブ撮像素子
１０５    メイン撮像素子駆動部
１０６    サブ撮像素子駆動部
１０７    ハーフミラー
１０８    撮影レンズ
１０９    フォーカスレンズ
１１０    レンズ駆動部
１１１    光軸
１１２    制御部
１１４    撮像光学系
１２０    第１の光路
１２１    第２の光路
２０２    Ａ／Ｄ変換部
２０４    表示部
２０８    レンズ制御部
【図１】
2009300675.tif 000003
【図２】
2009300675.tif 000004
【図３】
2009300675.tif 000005
【図４】
2009300675.tif 000006
【図５】
2009300675.tif 000007
【図６】
2009300675.tif 000008
【図７】
2009300675.tif 000009
【図８】
2009300675.tif 000010
【図９】
2009300675.tif 000011
【図１０】
2009300675.tif 000012
【図１１】
2009300675.tif 000013
【図１２】
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