撮像装置
【課題】撮像手段の移動に応じて、観察光学系における像の結像状態を補正することができる撮像装置を提供すること。
【解決手段】光学系２１０による像を撮像する撮像手段１１０と、前記光学系２１０による像を観察可能とする観察光学系１３１と、前記撮像手段１１０を前記光学系の光軸方向に駆動する駆動手段１８１と、前記駆動手段１８１による前記撮像手段１１０の移動に応じて前記観察光学系１３１による像の結像状態を変更する結像状態変更手段１８２と、を有することを特徴とする撮像装置。
【解決手段】光学系２１０による像を撮像する撮像手段１１０と、前記光学系２１０による像を観察可能とする観察光学系１３１と、前記撮像手段１１０を前記光学系の光軸方向に駆動する駆動手段１８１と、前記駆動手段１８１による前記撮像手段１１０の移動に応じて前記観察光学系１３１による像の結像状態を変更する結像状態変更手段１８２と、を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置においては、焦点調節レンズを移動させることにより、焦点調節が行われている。このような撮像装置において、焦点調節精度を高めるために、焦点調節レンズの移動に加えて、撮像素子の撮像面を移動させることにより、焦点調節する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一眼レフデジタルカメラのような光学ファインダ式カメラの場合には、撮像素子で撮像される像と、ファインダなどの観察光学系による像とが独立しているため、上記従来技術では、撮像素子の移動による焦点調節が行われた際の像の状態を、撮影者が確認することができないという問題があった。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、撮像手段を移動した場合の像の状態の変化を撮影者が確認することができ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】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
請求項１に係る発明は、光学系（２１０）による像を撮像する撮像手段（１１０）と、前記光学系（２１０）による像を観察可能とする観察光学系（１３１）と、前記撮像手段（１１０）を前記光学系の光軸方向に駆動する駆動手段（１８１）と、前記駆動手段（１８１）による前記撮像手段（１１０）の移動に応じて前記観察光学系（１３１）による像の結像状態を変更する結像状態変更手段（１８２）と、を有することを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記観察光学系は前記光学系による像を結像する焦点板（１３１）を含み、前記結像状態変更手段（１８２）は前記焦点板（１３１）の前記光学系の光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記観察光学系は、前記光学系（２１０）による像を結像する焦点板（１３１）と、前記焦点板（１３１）に前記光学系（２１０）の像を結像する結像レンズ（１３４）とを含み、前記結像状態変更手段は前記結像レンズ（１９０）の光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の撮像装置において、前記焦点板（１３１）の像の観察光学系による像の結像状態を変える視度調節手段（１３４）をさらに有し、前記視度調節手段（１３４）は、前記焦点板（１３１）の位置に応じて、前記観察光学系による像の結像状態を変化させることを特徴とする撮像装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記光学系（２１０）を通る光束を検出して前記光学系（２１０）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１）をさらに有し、前記焦点検出手段（１６１）で検出された焦点調節状態に応じて、前記撮像手段（１１０）の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記光学系（２１０）を通る光束を検出して前記光学系（２１０）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１）をさらに有し、前記焦点検出手段（１６１）で検出された焦点調節状態に応じて、前記焦点板（１３１）の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記撮像手段（１１０）の移動量に応じて、前記焦点板（１３１）の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の撮像装置において、前記光学系（２１０）を通る光束を検出して前記光学系（２１０）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１）をさらに有することを特徴とする撮像装置である。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項５，６，８のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記焦点検出手段（１６１）で検出された前記光学系（２１０）の焦点調節状態に応じて前記光学系（２１０）を駆動した後に、前記撮像手段（１１０）を駆動することを特徴とする撮像装置である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項５，６，８，９のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記焦点検出手段（１６１）の起動に伴って、前記撮像手段（１１０）の位置および前記観察光学系（１３１）による像の結像状態を初期状態に戻すことを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００１７】
上記発明によれば、撮像手段を移動した場合の像の状態の変化を撮影者が確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下においては、上記発明を一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。ただし上記発明は、銀塩フィルムカメラなどのその他の撮像装置にも適用することができる。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図であり、上記発明のレンズ鏡筒および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００２０】
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とを備え、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とは着脱可能に結合されている。
【００２１】
レンズ鏡筒２００には、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２を含むレンズ群２１０や絞り装置２２０などからなる撮影光学系が内蔵されている。
【００２２】
フォーカスレンズ２１１は、その光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズエンコーダ２６０によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。そして、フォーカスレンズエンコーダ２６０で検出されたフォーカスレンズ２１１の位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するレンズ駆動制御部１６５へ送信される。また、フォーカスレンズ駆動モータ２３０は、後述する焦点検出結果に基づいて演算されたレンズ駆動量Δｄ１に応じて、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して送信される駆動信号により駆動する。
【００２３】
絞り装置２２０は、上記撮影光学系を通過して撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能とされている。絞り装置２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された絞り値に応じた信号が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０によるマニュアル操作により、設定された絞り値に応じた信号がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることによっても行われる。
【００２４】
レンズ鏡筒２００にはレンズ制御部２５０が設けられている。レンズ制御部２５０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品とから構成され、カメラ制御部１７０と電気的に接続され、このカメラ制御部１７０からデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を受信するとともに、カメラ制御部１７０へレンズ情報を送信する。
【００２５】
一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７及び焦点検出モジュール１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。
【００２６】
ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００２７】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出モジュール１６１へ導く。
【００２８】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１１の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００２９】
焦点検出モジュール１６１は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための焦点検出素子であり、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の、撮像素子１１０が初期位置にある場合における撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に固定されている。
【００３０】
図２は、図１に示す焦点検出モジュール１６１の構成例を示す図である。
【００３１】
本例の焦点検出モジュール１６１は、コンデンサレンズ１６１ａ、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂ、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび一対のラインセンサ１６１ｄを有し、フォーカスレンズ２１１の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ１６１ｄで受光して得られる一対の像信号の位相ずれを周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。
【００３２】
そして、図２に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６１ｅで結像すると合焦状態となるが、フォーカスレンズ２１１が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラボディ１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。
【００３３】
なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなり、逆に被写体像Ｐの結像点がカメラボディ１００側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。
【００３４】
すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６１ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１１および撮像素子１１０を移動させることでピントを合わせる。
【００３５】
図１に戻り、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部１７０から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサ１６１ｄにて検出された一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００３６】
デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の像信号のずれ量をデフォーカス量ｄｆに変換し、これを駆動量演算部１６４へ出力する。
【００３７】
駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量ｄｆに基づいて、当該デフォーカス量ｄｆに応じたレンズ駆動量Δｄ１および撮像素子駆動量Δｄ２を演算する。そして、レンズ駆動量Δｄ１をレンズ駆動制御部１６５へ出力し、撮像素子駆動量Δｄ２をカメラ制御部１７０へ出力する。なお、撮像素子駆動量Δｄ２は、追い込み調節量であり、レンズ駆動量Δｄ１および撮像素子駆動量Δｄ２を決定するに際しては、まず、フォーカスレンズ２１１の移動精度に基づき、レンズ駆動量Δｄ１が決定される。次いで、レンズ駆動量Δｄ１に応じて、撮像素子１１０の移動精度を考慮して、追い込み調節量である撮像素子駆動量Δｄ２が決定される。
【００３８】
レンズ駆動制御部１６５は、駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量Δｄ１に基づいてレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄ１だけフォーカスレンズ２１１を移動させる。
【００３９】
撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ群２１０を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。この撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００４０】
また、撮像素子１１０は、光軸Ｌ１に沿って移動可能となっており、撮像素子エンコーダ（図示省略）によってその位置が検出されつつ撮像素子駆動モータ１８１によってその位置が調節される。そして、撮像素子エンコーダで検出された撮像素子１１０の位置情報は、カメラ制御部１７０を介してデフォーカス演算部１６３へ送信される。また、撮像素子駆動モータ１８１は、上述の焦点検出結果に基づいて演算された撮像素子駆動量Δｄ２に応じて、カメラ制御部１７０から送信される駆動信号により駆動する。
【００４１】
一方、クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束は、焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して撮影者の眼球に導かれる。
【００４２】
焦点板１３１は、焦点板駆動モータ１８２により、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動可能に設けられている。焦点板駆動モータ１８２は、カメラ制御部１７０から送信される焦点板駆動量Δｄ３に応じて駆動し、これにより焦点板１３１は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に位置するように、撮像素子１１０の移動量に応じて、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動する。
【００４３】
透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００４４】
接眼レンズ１３４は、焦点板１３１上に結像された被写体像および透過型液晶表示器１３２に表示された撮影に関する情報を、撮影者の眼球に導くためのレンズであり、接眼レンズ駆動モータ１８３により、光軸Ｌ２に沿って移動可能に設けられている。接眼レンズ駆動モータ１８３は、カメラ制御部１７０から送信される接眼レンズ駆動量Δｄ４に応じて駆動し、これにより接眼レンズ１３４は、焦点板１３１の移動に応じて、視度を調整するために、光軸Ｌ２に沿って移動する。
【００４５】
操作部１５０は、シャッターレリーズボタン、ズームボタン、および撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、自動露出モード／マニュアル露出モード、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。
【００４６】
また、シャッターレリーズボタンは全押ししたときにシャッターがＯＮされるが、これ以外にも、オートフォーカスモードにおいて当該ボタンを半押しするとフォーカスレンズ２１１および撮像素子１１０による合焦動作がＯＮとなり、ボタンを離すとＯＦＦになる。また、単写／連写設定ボタンも含まれ、連写モードでレリーズボタンを全押しすると１秒間に所定枚数の画像を撮影することができる。
【００４７】
カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、レンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、上述したように撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。さらにカメラ制御部１７０は、駆動量演算部１６４から出力された撮像素子駆動量Δｄ２に基づき、焦点板駆動量Δｄ３および接眼レンズ駆動量Δｄ４を演算する。そして、撮像素子駆動量Δｄ２、焦点板駆動量Δｄ３および接眼レンズ駆動量Δｄ４に応じて、それぞれ、撮像素子駆動モータ１８１、焦点板駆動モータ１８２および接眼レンズ駆動モータ１８３へ駆動信号を送信する。
また、カメラ制御部１７０は、これらに加えて、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００４８】
接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７が設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。
【００４９】
本例の測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、受光した光束の輝度に応じた測光信号を所定の画素群ごとにカメラ制御部１７０へ出力し、撮影の際の撮像素子１１０の露出値を演算する。また、測光センサ１３７による画素ごと又は所定の画素群ごとの測光信号は、カメラ制御部１７０へ出力されて、撮影シーンの解析や認識にも用いられ、輝度や色彩に基づいて焦点調節対象の位置を解析または認識したり、人物撮影や風景撮影などの撮影モードの選択をしたり、各種画像処理に用いられる。
【００５０】
次に、本例のカメラ１の動作を説明する。
図３は、本例のカメラ１の動作例を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、ステップＳ１では、オートフォーカスモードにおいて撮影者がレリーズボタンを半押しすると、焦点検出モジュール１６１が起動する。そして、焦点検出モジュール１６１の起動に伴い、撮像素子モータ１８１が駆動し、撮像素子１１０の光軸Ｌ１上の位置を初期位置に戻す。また、同様に、焦点板駆動モータ１８２および接眼レンズ駆動モータ１８３が駆動し、焦点板１３１の光軸Ｌ２、Ｌ３上の位置、および接眼レンズ１３４の光軸Ｌ２上の位置を初期位置に戻す。
【００５２】
ステップＳ２では、焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス演算部１６３により、光学系の焦点調節状態を検出し、焦点調節状態から像信号のずれ量を算出し、像信号のずれ量からデフォーカス量ｄｆを算出する。
【００５３】
ステップＳ３では、駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ｄｆと所定値Ｔｈ１とを比較する。その結果、ｄｆ≦Ｔｈ１である場合にはステップＳ５に進み、一方、ｄｆ＞Ｔｈ１である場合にはステップＳ４に進む。なお、所定値Ｔｈ１としては特に制限されず、フォーカスレンズ２１１の移動精度に応じて設定すれば良いが、通常、フォーカスレンズ２１１の最小移動可能距離（移動できる最小単位）、あるいは、最小移動可能距離よりも若干大きな値とする。
【００５４】
ステップＳ４では、駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ｄｆからレンズ駆動量Δｄ１を演算し、レンズ駆動量Δｄ１をレンズ駆動制御部１６５へ出力する。そして、レンズ駆動制御部１６５はレンズ駆動量Δｄ１に基づいてレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄ１だけフォーカスレンズ２１１を移動させる。フォーカスレンズ２１１を移動させた後、ステップＳ２に戻り、デフォーカス量ｄｆを再度算出する。
【００５５】
ステップＳ５では、駆動量演算部１６４が、ステップＳ２で検出されたデフォーカス量ｄｆから撮像素子駆動量Δｄ２を演算し、カメラ制御部１７０に出力する。そして、カメラ制御部１７０は、撮像素子駆動量Δｄ２に基づいて撮像素子駆動モータ１８１へ駆動指令を送出し、撮像素子駆動量Δｄ２だけ撮像素子１１０を光軸Ｌ１に沿って移動させ、撮像面位置を移動させる。
【００５６】
ステップＳ６では、カメラ制御部１７０が、撮像素子駆動量Δｄ２に応じた焦点板駆動量Δｄ３を演算し、これを焦点板駆動モータ１８２に出力する。そして、焦点板駆動モータ１８２は焦点板駆動量Δｄ３に応じて駆動し、これにより、焦点板１３１を、撮像素子１１０と光学的に等価な面に位置するように、撮像素子１１０の移動量に応じて、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動させる。なお、焦点板駆動量Δｄ３は、焦点板１３１上の結像面が撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な面に位置するように、通常、撮像素子駆動量Δｄ２と同じとされる。また、カメラ制御部１７０により、焦点板駆動量Δｄ３を演算する際には、駆動量演算部１６４により演算された撮像素子駆動量Δｄ２に応じて演算する代わりに、撮像素子１１０に備えられた撮像素子エンコーダ（図示省略）により検出された撮像素子１１０の移動後の位置に基づいて、演算しても良い。
【００５７】
ステップＳ７では、カメラ制御部１７０が、焦点板駆動量Δｄ３に応じた接眼レンズ駆動量Δｄ４を演算し、これを接眼レンズ駆動モータ１８３に出力する。そして、接眼レンズ駆動モータ１８３はレンズ駆動量Δｄ４に応じて駆動し、これにより、接眼レンズ１３４を、焦点板１３１の移動に応じて、視度を調整するために、焦点板１３１の移動量に応じて、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動させる。
【００５８】
なお、撮像素子１１０の移動（ステップＳ５）、焦点板１３１の移動（ステップＳ６）、および接眼レンズ１３４（ステップＳ７）は、必ずしも上記順番で行う必要はなく、上記と異なる順番で行ってもよく、また、同時に行ってもよい。
【００５９】
ステップＳ８では、焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス演算部１６３により、光学系の焦点調節状態を検出し、焦点調節状態から像信号のずれ量を算出し、像信号のずれ量からデフォーカス量ｄｆを算出する。なお、ステップＳ８では、デフォーカス演算部１６３によりデフォーカス量ｄｆを演算する際には、デフォーカス演算部１６３は、撮像素子１１０に備えられた撮像素子エンコーダ（図示省略）により検出された撮像素子１１０の移動後の位置をカメラ制御部１７０を介して取得し、撮像素子１１０の移動後の位置を考慮して、デフォーカス量ｄｆの演算を行う。
【００６０】
ステップＳ９では、駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ｄｆと、所定値Ｔｈ２（Ｔｈ２＜Ｔｈ１の関係にある。）とを比較する。その結果、ｄｆ≦Ｔｈ２である場合には、合焦と判定し、オートフォーカスを終了する。一方、ｄｆ＞Ｔｈ２である場合には、ステップＳ５に戻り、ステップＳ８で検出したデフォーカス量ｄｆに基づき、撮像素子１１０、焦点板１３１および接眼レンズ１３４の移動を行う。なお、所定値Ｔｈ２としては特に制限されず、撮像素子１１０の移動精度に応じて設定すれば良いが、通常、撮像素子１１０の最小移動可能距離（移動できる最小単位）、あるいは、最小移動可能距離よりも若干大きな値とする。
【００６１】
以上のように、本例のカメラ１によれば、撮像素子１１０を移動させて、撮像面位置を変更して追い込み調節をする際に、撮像素子１１０の移動量に応じて、焦点板１３１を移動させるため、焦点調節精度の向上が可能となり、しかも、撮影者が、撮像面位置の変更による追い込み調節の効果（像の結像状態の変化）を接眼レンズ１３４を通して確認することが可能となる。
【００６２】
なお、以上説明した実施形態は、上記発明の理解を容易にするために記載されたものであって、上記発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、上記発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００６３】
なお、本例のカメラ１においては、焦点板１３１を移動可能とする代わりに、図１に点線で示した観察光学系用結像レンズ１９０を、焦点板１３１の前面に設け、これを駆動手段（図示省略）により、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動させることにより、焦点板１３１上に結像される像を調整するような構成としても良い。
【００６４】
また、本例のカメラ１においては、焦点検出モジュール１６１を用いた焦点調節以外にも、撮像素子１１０を構成する画素の配列中に対となる焦点検出画素を設け、レンズ郡２１０の瞳の異なる領域を通過した一対の光束の結像位置の違いに基づいて合焦位置を検出する瞳分割位相差方式による自動焦点調節を用いることもできる。この場合においては、撮像素子１１０の光軸Ｌ１上の位置に関係なく、位相差を直接検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラを示す要部構成図である。
【図２】図１の焦点検出モジュールを示す図である。
【図３】図１のカメラの動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１３１…焦点板
１３４…接眼レンズ
１６１…焦点検出モジュール
１７０…カメラ制御部
１８１…撮像素子駆動モータ
１８２…焦点板駆動モータ
１８３…接眼レンズ駆動モータ
２００…レンズ鏡筒
２１０…レンズ群
２２０…絞り装置
２３０…フォーカスレンズ駆動モータ
２４０…絞り駆動装置
２５０…レンズ制御部
２６０…フォーカスレンズエンコーダ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置においては、焦点調節レンズを移動させることにより、焦点調節が行われている。このような撮像装置において、焦点調節精度を高めるために、焦点調節レンズの移動に加えて、撮像素子の撮像面を移動させることにより、焦点調節する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一眼レフデジタルカメラのような光学ファインダ式カメラの場合には、撮像素子で撮像される像と、ファインダなどの観察光学系による像とが独立しているため、上記従来技術では、撮像素子の移動による焦点調節が行われた際の像の状態を、撮影者が確認することができないという問題があった。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、撮像手段を移動した場合の像の状態の変化を撮影者が確認することができ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】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
請求項１に係る発明は、光学系（２１０）による像を撮像する撮像手段（１１０）と、前記光学系（２１０）による像を観察可能とする観察光学系（１３１）と、前記撮像手段（１１０）を前記光学系の光軸方向に駆動する駆動手段（１８１）と、前記駆動手段（１８１）による前記撮像手段（１１０）の移動に応じて前記観察光学系（１３１）による像の結像状態を変更する結像状態変更手段（１８２）と、を有することを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記観察光学系は前記光学系による像を結像する焦点板（１３１）を含み、前記結像状態変更手段（１８２）は前記焦点板（１３１）の前記光学系の光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記観察光学系は、前記光学系（２１０）による像を結像する焦点板（１３１）と、前記焦点板（１３１）に前記光学系（２１０）の像を結像する結像レンズ（１３４）とを含み、前記結像状態変更手段は前記結像レンズ（１９０）の光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の撮像装置において、前記焦点板（１３１）の像の観察光学系による像の結像状態を変える視度調節手段（１３４）をさらに有し、前記視度調節手段（１３４）は、前記焦点板（１３１）の位置に応じて、前記観察光学系による像の結像状態を変化させることを特徴とする撮像装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記光学系（２１０）を通る光束を検出して前記光学系（２１０）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１）をさらに有し、前記焦点検出手段（１６１）で検出された焦点調節状態に応じて、前記撮像手段（１１０）の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記光学系（２１０）を通る光束を検出して前記光学系（２１０）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１）をさらに有し、前記焦点検出手段（１６１）で検出された焦点調節状態に応じて、前記焦点板（１３１）の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記撮像手段（１１０）の移動量に応じて、前記焦点板（１３１）の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の撮像装置において、前記光学系（２１０）を通る光束を検出して前記光学系（２１０）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１）をさらに有することを特徴とする撮像装置である。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項５，６，８のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記焦点検出手段（１６１）で検出された前記光学系（２１０）の焦点調節状態に応じて前記光学系（２１０）を駆動した後に、前記撮像手段（１１０）を駆動することを特徴とする撮像装置である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項５，６，８，９のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記焦点検出手段（１６１）の起動に伴って、前記撮像手段（１１０）の位置および前記観察光学系（１３１）による像の結像状態を初期状態に戻すことを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００１７】
上記発明によれば、撮像手段を移動した場合の像の状態の変化を撮影者が確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下においては、上記発明を一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。ただし上記発明は、銀塩フィルムカメラなどのその他の撮像装置にも適用することができる。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図であり、上記発明のレンズ鏡筒および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００２０】
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とを備え、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とは着脱可能に結合されている。
【００２１】
レンズ鏡筒２００には、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２を含むレンズ群２１０や絞り装置２２０などからなる撮影光学系が内蔵されている。
【００２２】
フォーカスレンズ２１１は、その光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズエンコーダ２６０によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。そして、フォーカスレンズエンコーダ２６０で検出されたフォーカスレンズ２１１の位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するレンズ駆動制御部１６５へ送信される。また、フォーカスレンズ駆動モータ２３０は、後述する焦点検出結果に基づいて演算されたレンズ駆動量Δｄ１に応じて、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して送信される駆動信号により駆動する。
【００２３】
絞り装置２２０は、上記撮影光学系を通過して撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能とされている。絞り装置２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された絞り値に応じた信号が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０によるマニュアル操作により、設定された絞り値に応じた信号がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることによっても行われる。
【００２４】
レンズ鏡筒２００にはレンズ制御部２５０が設けられている。レンズ制御部２５０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品とから構成され、カメラ制御部１７０と電気的に接続され、このカメラ制御部１７０からデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を受信するとともに、カメラ制御部１７０へレンズ情報を送信する。
【００２５】
一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７及び焦点検出モジュール１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。
【００２６】
ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００２７】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出モジュール１６１へ導く。
【００２８】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１１の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００２９】
焦点検出モジュール１６１は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための焦点検出素子であり、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の、撮像素子１１０が初期位置にある場合における撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に固定されている。
【００３０】
図２は、図１に示す焦点検出モジュール１６１の構成例を示す図である。
【００３１】
本例の焦点検出モジュール１６１は、コンデンサレンズ１６１ａ、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂ、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび一対のラインセンサ１６１ｄを有し、フォーカスレンズ２１１の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ１６１ｄで受光して得られる一対の像信号の位相ずれを周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。
【００３２】
そして、図２に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６１ｅで結像すると合焦状態となるが、フォーカスレンズ２１１が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラボディ１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。
【００３３】
なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなり、逆に被写体像Ｐの結像点がカメラボディ１００側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。
【００３４】
すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６１ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１１および撮像素子１１０を移動させることでピントを合わせる。
【００３５】
図１に戻り、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部１７０から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサ１６１ｄにて検出された一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００３６】
デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の像信号のずれ量をデフォーカス量ｄｆに変換し、これを駆動量演算部１６４へ出力する。
【００３７】
駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量ｄｆに基づいて、当該デフォーカス量ｄｆに応じたレンズ駆動量Δｄ１および撮像素子駆動量Δｄ２を演算する。そして、レンズ駆動量Δｄ１をレンズ駆動制御部１６５へ出力し、撮像素子駆動量Δｄ２をカメラ制御部１７０へ出力する。なお、撮像素子駆動量Δｄ２は、追い込み調節量であり、レンズ駆動量Δｄ１および撮像素子駆動量Δｄ２を決定するに際しては、まず、フォーカスレンズ２１１の移動精度に基づき、レンズ駆動量Δｄ１が決定される。次いで、レンズ駆動量Δｄ１に応じて、撮像素子１１０の移動精度を考慮して、追い込み調節量である撮像素子駆動量Δｄ２が決定される。
【００３８】
レンズ駆動制御部１６５は、駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量Δｄ１に基づいてレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄ１だけフォーカスレンズ２１１を移動させる。
【００３９】
撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ群２１０を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。この撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００４０】
また、撮像素子１１０は、光軸Ｌ１に沿って移動可能となっており、撮像素子エンコーダ（図示省略）によってその位置が検出されつつ撮像素子駆動モータ１８１によってその位置が調節される。そして、撮像素子エンコーダで検出された撮像素子１１０の位置情報は、カメラ制御部１７０を介してデフォーカス演算部１６３へ送信される。また、撮像素子駆動モータ１８１は、上述の焦点検出結果に基づいて演算された撮像素子駆動量Δｄ２に応じて、カメラ制御部１７０から送信される駆動信号により駆動する。
【００４１】
一方、クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束は、焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して撮影者の眼球に導かれる。
【００４２】
焦点板１３１は、焦点板駆動モータ１８２により、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動可能に設けられている。焦点板駆動モータ１８２は、カメラ制御部１７０から送信される焦点板駆動量Δｄ３に応じて駆動し、これにより焦点板１３１は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に位置するように、撮像素子１１０の移動量に応じて、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動する。
【００４３】
透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００４４】
接眼レンズ１３４は、焦点板１３１上に結像された被写体像および透過型液晶表示器１３２に表示された撮影に関する情報を、撮影者の眼球に導くためのレンズであり、接眼レンズ駆動モータ１８３により、光軸Ｌ２に沿って移動可能に設けられている。接眼レンズ駆動モータ１８３は、カメラ制御部１７０から送信される接眼レンズ駆動量Δｄ４に応じて駆動し、これにより接眼レンズ１３４は、焦点板１３１の移動に応じて、視度を調整するために、光軸Ｌ２に沿って移動する。
【００４５】
操作部１５０は、シャッターレリーズボタン、ズームボタン、および撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、自動露出モード／マニュアル露出モード、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。
【００４６】
また、シャッターレリーズボタンは全押ししたときにシャッターがＯＮされるが、これ以外にも、オートフォーカスモードにおいて当該ボタンを半押しするとフォーカスレンズ２１１および撮像素子１１０による合焦動作がＯＮとなり、ボタンを離すとＯＦＦになる。また、単写／連写設定ボタンも含まれ、連写モードでレリーズボタンを全押しすると１秒間に所定枚数の画像を撮影することができる。
【００４７】
カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、レンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、上述したように撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。さらにカメラ制御部１７０は、駆動量演算部１６４から出力された撮像素子駆動量Δｄ２に基づき、焦点板駆動量Δｄ３および接眼レンズ駆動量Δｄ４を演算する。そして、撮像素子駆動量Δｄ２、焦点板駆動量Δｄ３および接眼レンズ駆動量Δｄ４に応じて、それぞれ、撮像素子駆動モータ１８１、焦点板駆動モータ１８２および接眼レンズ駆動モータ１８３へ駆動信号を送信する。
また、カメラ制御部１７０は、これらに加えて、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００４８】
接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７が設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。
【００４９】
本例の測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、受光した光束の輝度に応じた測光信号を所定の画素群ごとにカメラ制御部１７０へ出力し、撮影の際の撮像素子１１０の露出値を演算する。また、測光センサ１３７による画素ごと又は所定の画素群ごとの測光信号は、カメラ制御部１７０へ出力されて、撮影シーンの解析や認識にも用いられ、輝度や色彩に基づいて焦点調節対象の位置を解析または認識したり、人物撮影や風景撮影などの撮影モードの選択をしたり、各種画像処理に用いられる。
【００５０】
次に、本例のカメラ１の動作を説明する。
図３は、本例のカメラ１の動作例を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、ステップＳ１では、オートフォーカスモードにおいて撮影者がレリーズボタンを半押しすると、焦点検出モジュール１６１が起動する。そして、焦点検出モジュール１６１の起動に伴い、撮像素子モータ１８１が駆動し、撮像素子１１０の光軸Ｌ１上の位置を初期位置に戻す。また、同様に、焦点板駆動モータ１８２および接眼レンズ駆動モータ１８３が駆動し、焦点板１３１の光軸Ｌ２、Ｌ３上の位置、および接眼レンズ１３４の光軸Ｌ２上の位置を初期位置に戻す。
【００５２】
ステップＳ２では、焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス演算部１６３により、光学系の焦点調節状態を検出し、焦点調節状態から像信号のずれ量を算出し、像信号のずれ量からデフォーカス量ｄｆを算出する。
【００５３】
ステップＳ３では、駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ｄｆと所定値Ｔｈ１とを比較する。その結果、ｄｆ≦Ｔｈ１である場合にはステップＳ５に進み、一方、ｄｆ＞Ｔｈ１である場合にはステップＳ４に進む。なお、所定値Ｔｈ１としては特に制限されず、フォーカスレンズ２１１の移動精度に応じて設定すれば良いが、通常、フォーカスレンズ２１１の最小移動可能距離（移動できる最小単位）、あるいは、最小移動可能距離よりも若干大きな値とする。
【００５４】
ステップＳ４では、駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ｄｆからレンズ駆動量Δｄ１を演算し、レンズ駆動量Δｄ１をレンズ駆動制御部１６５へ出力する。そして、レンズ駆動制御部１６５はレンズ駆動量Δｄ１に基づいてレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄ１だけフォーカスレンズ２１１を移動させる。フォーカスレンズ２１１を移動させた後、ステップＳ２に戻り、デフォーカス量ｄｆを再度算出する。
【００５５】
ステップＳ５では、駆動量演算部１６４が、ステップＳ２で検出されたデフォーカス量ｄｆから撮像素子駆動量Δｄ２を演算し、カメラ制御部１７０に出力する。そして、カメラ制御部１７０は、撮像素子駆動量Δｄ２に基づいて撮像素子駆動モータ１８１へ駆動指令を送出し、撮像素子駆動量Δｄ２だけ撮像素子１１０を光軸Ｌ１に沿って移動させ、撮像面位置を移動させる。
【００５６】
ステップＳ６では、カメラ制御部１７０が、撮像素子駆動量Δｄ２に応じた焦点板駆動量Δｄ３を演算し、これを焦点板駆動モータ１８２に出力する。そして、焦点板駆動モータ１８２は焦点板駆動量Δｄ３に応じて駆動し、これにより、焦点板１３１を、撮像素子１１０と光学的に等価な面に位置するように、撮像素子１１０の移動量に応じて、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動させる。なお、焦点板駆動量Δｄ３は、焦点板１３１上の結像面が撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な面に位置するように、通常、撮像素子駆動量Δｄ２と同じとされる。また、カメラ制御部１７０により、焦点板駆動量Δｄ３を演算する際には、駆動量演算部１６４により演算された撮像素子駆動量Δｄ２に応じて演算する代わりに、撮像素子１１０に備えられた撮像素子エンコーダ（図示省略）により検出された撮像素子１１０の移動後の位置に基づいて、演算しても良い。
【００５７】
ステップＳ７では、カメラ制御部１７０が、焦点板駆動量Δｄ３に応じた接眼レンズ駆動量Δｄ４を演算し、これを接眼レンズ駆動モータ１８３に出力する。そして、接眼レンズ駆動モータ１８３はレンズ駆動量Δｄ４に応じて駆動し、これにより、接眼レンズ１３４を、焦点板１３１の移動に応じて、視度を調整するために、焦点板１３１の移動量に応じて、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動させる。
【００５８】
なお、撮像素子１１０の移動（ステップＳ５）、焦点板１３１の移動（ステップＳ６）、および接眼レンズ１３４（ステップＳ７）は、必ずしも上記順番で行う必要はなく、上記と異なる順番で行ってもよく、また、同時に行ってもよい。
【００５９】
ステップＳ８では、焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス演算部１６３により、光学系の焦点調節状態を検出し、焦点調節状態から像信号のずれ量を算出し、像信号のずれ量からデフォーカス量ｄｆを算出する。なお、ステップＳ８では、デフォーカス演算部１６３によりデフォーカス量ｄｆを演算する際には、デフォーカス演算部１６３は、撮像素子１１０に備えられた撮像素子エンコーダ（図示省略）により検出された撮像素子１１０の移動後の位置をカメラ制御部１７０を介して取得し、撮像素子１１０の移動後の位置を考慮して、デフォーカス量ｄｆの演算を行う。
【００６０】
ステップＳ９では、駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ｄｆと、所定値Ｔｈ２（Ｔｈ２＜Ｔｈ１の関係にある。）とを比較する。その結果、ｄｆ≦Ｔｈ２である場合には、合焦と判定し、オートフォーカスを終了する。一方、ｄｆ＞Ｔｈ２である場合には、ステップＳ５に戻り、ステップＳ８で検出したデフォーカス量ｄｆに基づき、撮像素子１１０、焦点板１３１および接眼レンズ１３４の移動を行う。なお、所定値Ｔｈ２としては特に制限されず、撮像素子１１０の移動精度に応じて設定すれば良いが、通常、撮像素子１１０の最小移動可能距離（移動できる最小単位）、あるいは、最小移動可能距離よりも若干大きな値とする。
【００６１】
以上のように、本例のカメラ１によれば、撮像素子１１０を移動させて、撮像面位置を変更して追い込み調節をする際に、撮像素子１１０の移動量に応じて、焦点板１３１を移動させるため、焦点調節精度の向上が可能となり、しかも、撮影者が、撮像面位置の変更による追い込み調節の効果（像の結像状態の変化）を接眼レンズ１３４を通して確認することが可能となる。
【００６２】
なお、以上説明した実施形態は、上記発明の理解を容易にするために記載されたものであって、上記発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、上記発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００６３】
なお、本例のカメラ１においては、焦点板１３１を移動可能とする代わりに、図１に点線で示した観察光学系用結像レンズ１９０を、焦点板１３１の前面に設け、これを駆動手段（図示省略）により、光軸Ｌ２、Ｌ３に沿って移動させることにより、焦点板１３１上に結像される像を調整するような構成としても良い。
【００６４】
また、本例のカメラ１においては、焦点検出モジュール１６１を用いた焦点調節以外にも、撮像素子１１０を構成する画素の配列中に対となる焦点検出画素を設け、レンズ郡２１０の瞳の異なる領域を通過した一対の光束の結像位置の違いに基づいて合焦位置を検出する瞳分割位相差方式による自動焦点調節を用いることもできる。この場合においては、撮像素子１１０の光軸Ｌ１上の位置に関係なく、位相差を直接検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラを示す要部構成図である。
【図２】図１の焦点検出モジュールを示す図である。
【図３】図１のカメラの動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１３１…焦点板
１３４…接眼レンズ
１６１…焦点検出モジュール
１７０…カメラ制御部
１８１…撮像素子駆動モータ
１８２…焦点板駆動モータ
１８３…接眼レンズ駆動モータ
２００…レンズ鏡筒
２１０…レンズ群
２２０…絞り装置
２３０…フォーカスレンズ駆動モータ
２４０…絞り駆動装置
２５０…レンズ制御部
２６０…フォーカスレンズエンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系による像を撮像する撮像手段と、
前記光学系による像を観察可能とする観察光学系と、
前記撮像手段を前記光学系の光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記駆動手段による前記撮像手段の移動に応じて前記観察光学系による像の結像状態を変更する結像状態変更手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記観察光学系は前記光学系による像を結像する焦点板を含み、
前記結像状態変更手段は前記焦点板の前記光学系の光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記観察光学系は、前記光学系による像を結像する焦点板と、前記焦点板に前記光学系の像を結像する結像レンズとを含み、
前記結像状態変更手段は前記結像レンズの光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の撮像装置において、
前記焦点板の像の観察光学系による像の結像状態を変える視度調節手段をさらに有し、
前記視度調節手段は、前記焦点板の位置に応じて、前記観察光学系による像の結像状態を変化させることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記光学系を通る光束を検出して前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段をさらに有し、
前記焦点検出手段で検出された焦点調節状態に応じて、前記撮像手段の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記光学系を通る光束を検出して前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段をさらに有し、
前記焦点検出手段で検出された焦点調節状態に応じて、前記焦点板の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像手段の移動量に応じて、前記焦点板の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記光学系を通る光束を検出して前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段をさらに有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項５，６，８のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段で検出された前記光学系の焦点調節状態に応じて前記光学系を駆動した後に、前記撮像手段を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項５，６，８，９のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段の起動に伴って、前記撮像手段の位置および前記観察光学系による像の結像状態を初期状態に戻すことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
光学系による像を撮像する撮像手段と、
前記光学系による像を観察可能とする観察光学系と、
前記撮像手段を前記光学系の光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記駆動手段による前記撮像手段の移動に応じて前記観察光学系による像の結像状態を変更する結像状態変更手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記観察光学系は前記光学系による像を結像する焦点板を含み、
前記結像状態変更手段は前記焦点板の前記光学系の光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記観察光学系は、前記光学系による像を結像する焦点板と、前記焦点板に前記光学系の像を結像する結像レンズとを含み、
前記結像状態変更手段は前記結像レンズの光軸方向の位置を変えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の撮像装置において、
前記焦点板の像の観察光学系による像の結像状態を変える視度調節手段をさらに有し、
前記視度調節手段は、前記焦点板の位置に応じて、前記観察光学系による像の結像状態を変化させることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記光学系を通る光束を検出して前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段をさらに有し、
前記焦点検出手段で検出された焦点調節状態に応じて、前記撮像手段の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記光学系を通る光束を検出して前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段をさらに有し、
前記焦点検出手段で検出された焦点調節状態に応じて、前記焦点板の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像手段の移動量に応じて、前記焦点板の駆動量を決めることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記光学系を通る光束を検出して前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段をさらに有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項５，６，８のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段で検出された前記光学系の焦点調節状態に応じて前記光学系を駆動した後に、前記撮像手段を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項５，６，８，９のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段の起動に伴って、前記撮像手段の位置および前記観察光学系による像の結像状態を初期状態に戻すことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２４７２（Ｐ２０１０−２４７２Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９１０３（Ｐ２００８−１５９１０３）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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