JP5293121B2 - 焦点検出装置及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点検出装置及びそれを備えた撮像装置に関する。

従来、メインミラーおよびサブミラーを備えたクイックリターン方式のミラーを採用するカメラにおいて、ミラーダウン時のミラーのバウンド現象を減少させるために、ミラーバウンド防止装置を備えたミラー支持機構が知られている（特許文献１参照）。
特開平９−２７４２５０号公報

一方、従来のミラー支持機構では、ミラーダウン時における、サブミラーのバウンドを完全に抑えることができず、また、オートフォーカスにより測距を行う場合においては、このサブミラーのバウンドがオートフォーカスによる測距の検出誤差の原因となってしまう。そのため、従来において、ミラーダウン時における、サブミラーのバウンドの停止時間を予め見積もっておき、これに基づいて、連続撮影条件が決定されていた。しかしながら、サブミラーの実際の停止時間は、製品バラツキや撮影条件により必ずしも一定とはならないため、従来においては、連続撮影における単位時間当たりの撮影枚数が増加すると、オートフォーカスによる測距に検出誤差が生じる場合があった。

この発明が解決しようとする課題は、被写体を高い精度で検出できる焦点検出装置、およびそれを備えた撮像装置を提供することである。

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。

[１]発明に係る撮像装置は、光学系（２１０）を通過した光束により前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１，１６２）と、前記光束を反射してファインダ光学系に導くとともに、前記光束の一部を透過するミラー（１２１）と、前記光束を反射して前記焦点検出手段に導くとともに、前記ミラーを保持するための保持部材（１２４）にばね部材（１２８）によって揺動可能に保持される光学部品（１２２）と、前記ばね部材に作用する応力を検出する応力検出手段（１２８ａ）と、前記応力検出手段により検出された応力に基づいて、前記光学部品の振動状態を検出する振動検出手段（１３０）と、前記振動検出手段により検出された前記光学部品の振動状態に応じて、前記焦点検出手段に前記光学系の焦点調節状態の検出を行わせる制御部（１７０）とを含み、前記制御部は、前記ミラーおよび前記光学部品が前記光学系を通る光束を撮像手段（１１０）に導くために前記光束から退避されている場合には、前記焦点検出手段による前記光学系の焦点調節状態の検出を停止させ、前記ミラーおよび前記光学部品が前記光学系を通る光束を反射するための位置に移動した後、前記振動検出手段により検出される前記光学部品の振動量が所定値以下となった場合に、前記焦点検出手段に前記光学系の焦点調節状態の検出を行わせることを特徴とする。

[２]上記撮像装置に係る発明において、前記応力検出手段（１２８ａ）は、圧電体で構成することができる。

[３]上記撮像装置に係る発明において、前記応力検出手段（１２８ａ）は、歪みセンサで構成することができる。

[４]上記撮像装置に係る発明において、前記応力検出手段（１２８ａ）は、前記ばね部材（１２８）に作用する応力が集中する位置に配置されるように構成することができる。

本発明によれば、被写体を高い精度で検出できる焦点検出装置、およびそれを備えた撮像装置を提供することができる。

図１は本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示す要部構成図であり、上記発明の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。

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、これらカメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とはマウント部３００により着脱可能に結合されている。

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。

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、エンコーダ２６０によってその位置が検出されつつレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。

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とともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。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適切な開口径が、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。あるいは、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、設定された開口径がカメラ制御部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。絞り装置２２０の開口径は、図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部２５０で現在の開口径が認識される。

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。

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およ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。ミラー系１２０は、メインミラー１２１と、第２回転軸１２６を介して、メインミラー１２１に軸支されたサブミラー１２２とを備える。メインミラー１２１は、第１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可能となっており、サブミラー１２２は、第２回転軸１２６を中心にして、メインミラーの回転に合わせて回転可能となっている。

そして、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。すなわち、被写体の撮影位置にある状態では、メインミラー１２１が第１回転軸１２３を中心にしてペンタプリズム１３３側に回転し、これと同時に、サブミラー１２２が第２回転軸１２６を中心にしてメインミラー１２１側に回転することにより、メインミラー１２１およびサブミラー１２２は光軸Ｌ１の光路から退避する。なお、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。

そして、メインミラー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）を当該メインミラー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、メインミラー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。

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押すとミラー系１２０が撮影位置に回転し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は撮像素子１１０へ導かれる。

図２に、ミラー系１２０の具体的構成を示す斜視図を示す。なお、図２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示した。図２に示すように、メインミラー１２１はメインミラー保持枠１２４に固定され、一方、サブミラー１２２はサブミラー保持枠１２５に固定されている。そして、ミラー系１２０の下方には、焦点検出モジュール１６１が配置されており、メインミラー１２１を透過した光束が、サブミラー１２２により反射されることにより、焦点検出モジュール１６１に光束が導かれるようになっている。

図２に示すように、メインミラー保持枠１２４は、第１回転軸１２３を介して、ミラーボックス１２９に軸支されており、これにより、メインミラー保持枠１２４に固定されたメインミラー１２１が、第１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可能になっている。

また、サブミラー保持枠１２５は、第２回転軸１２６を介して、メインミラー保持枠１２４に軸支されており、これにより、サブミラー１２２がメインミラー１２１の回転に合わせて回転可能となっている。なお、サブミラー保持枠１２５には、ピン１２７が取り付けられており、このピン１２７と、第１回転軸１２３との間には、ねじりばね１２８が掛けられており、ねじりばね１２８は、サブミラー保持枠１２５およびこれに固定されたサブミラー１２２を第１回転軸１２３と反対側の方向に付勢している。すなわち、サブミラー１２２は、ねじりばね１２８の付勢力により、メインミラー１２１に対して揺動可能に保持されている。

そして、メインミラー１２１およびサブミラー１２２が、撮影位置（図１に示す二点鎖線の位置）に退避し、その後、メインミラー１２１およびサブミラー１２２が被写体の観察位置に戻った際に、このねじりばね１２８の付勢力により、サブミラー１２２を元の位置に復帰させる。

図３に、ねじりばね１２８の拡大図を示す。本実施形態では、ねじりばね１２８には、図３に示すように、変曲部から、らせん部の導入部分にかけて、応力センサ１２８ａが形成されている。そして、この応力センサ１２８ａは、サブミラー１２２が、図２に示す観察位置から移動した場合に、応力が掛かるようになっている。そしてこれにより、サブミラー１２２が、被写体の撮影位置から観察位置に戻った際におけるサブミラー１２２の振動の大きさを、応力センサ１２８ａに掛かる応力の大きさで検知可能としている。なお、応力センサ１２８ａにより測定された応力は、振動検出部１３０に送信され、振動検出部１３０においてサブミラー１２２の振動の大きさに変換されて、カメラ制御部１７０に送信されるようになっている。そして、カメラ制御部１７０により、応力センサ１２８ａにより測定された応力の大きさから求められるサブミラー１２２の振動の大きさに基づいて、焦点検出モジュール１６１およびＡＤ−ＣＣＤ制御部１６２を用いたデフォーカス検出が可能か否かを判断される。

応力センサ１２８ａとしては特に限定されないが、たとえば、圧電体や歪みセンサなどを用いることができる。圧電体を用いる場合には、フィルム状の圧電体を用いたり、あるいは、圧電体材料を塗布する方法などにより、応力センサ１２８ａを形成することができ、ねじりばね１２８の変形に伴って発生する電流量を検出することにより、応力センサ１２８ａに掛かる応力を測定することができる。この場合には、振動検出部１３０は、検出された電流量に基づいて、サブミラー１２２の振動の大きさを検出することができる。また、歪みセンサを用いる場合には、応力センサ１２８ａの変形に伴う抵抗変化を、抵抗ブリッジなどを用いて測定することにより、応力センサ１２８ａに掛かる応力を測定することができる。この場合には、振動検出部１３０は、測定された抵抗値に基づいて、サブミラー１２２の振動の大きさを検出することができる。

なお、ねじりばね１２８における、応力センサ１２８ａの形成位置は、特に限定されないが、図３に示すように、ねじりばね１２８に作用する応力が集中する位置に配置することが好ましい。また、ねじりばね１２８は、図３に示す構成に特に限定されず、たとえば、らせんの巻き数が２以上のものを用いても良い。

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、撮影レンズ２１０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。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。

撮像素子１１０の前面に配置されたシャッター１１１は、操作部１５０に含まれるシャッターボタンを全押しした時（シャッターレリーズ時）に、露出演算結果に基づいて、または撮影者が設定したシャッター秒数だけ開放され、撮像素子１１０を露光する。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。

一方、メインミラー１２１で反射された被写体光からの光束は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板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。このとき、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、撮影者は、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。

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、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ１３７で検出された画像情報はカメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御に用いられる。

操作部１５０は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ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、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。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の合焦動作がＯＮとなり、ボタンを離すとＯＦＦになる。この操作部１５０により設定された各種モードはカメラ制御部１７０へ送信され、当該カメラ制御部１７０によりカメラ１全体の動作が制御される。

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、マウント部３００に設けられた電気信号接点部によりレンズ制御部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。

また、カメラ制御部１７０は、振動検出部１３０により検出されたサブミラー１２２の振動状態の情報を受信し、これに基づき、焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２によるデフォーカス検出動作を制御する。具体的には、カメラ制御部１７０は、振動検出部１３０により検出されたサブミラー１２２の振動量が、所定の値を超えている場合（所定の範囲外の場合）は、デフォーカス検出を行うのに適さないと判断し、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２に信号を送信し、デフォーカス検出動作を停止させる。一振動検出部１３０により検出されたサブミラー１２２の振動量が所定の値以下である場合（所定の範囲内の場合）には、デフォーカス検出可能であると判断し、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２に信号を送信し、デフォーカス検出動作を開始させる。さらに、上記に加えて、カメラ制御部１７０は、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。

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。

図４は、焦点検出モジュール１６１の構成例を示す図である。

本例の焦点検出モジュール１６１は、等価面１６１ｅの後ろの光束Ｌ３上に設けられたコンデンサレンズ１６１ａと、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂと、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび光電変換素子１６１ｄを有している。光電変換素子１６１ｄには、複数の光電変換部が２次元状に配置されている。焦点検出モジュール１６１は、レンズ鏡筒２００のフォーカスレンズ２１１の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を光電変換素子１６１ｄの対応する方向に配置された複数の光電変換部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。

図５は、焦点検出モジュール１６１による焦点検出方法を説明するための図である。

図４の上に示すように、たとえば、上下方向に伸びる直線からなる基準パターンＰをカメラ１で撮像した場合、フォーカスレンズ２１１と焦点検出モジュール１６１を介して、光電変換素子１６１ｄの複数の光電変換部により一対の光束Ｂ_１，Ｂ_２に対応するある特定の一列の信号を検出する。なお、光電変換素子１６１ｄで検出される出力信号を同図の右下に示す。同図の右下の信号パターン図は、光電変換素子１６１ｄの一対の光電変換部にて検出される信号パターンを対称軸に対して重ね合わせた図である。

ここで、フォーカスレンズ２１１が等価面１６１ｅに合焦している状態、すなわち基準パターンＰが撮像素子１１０に合焦している状態における光電変換素子１６１ｄ上の基準パターン像の間隔Ｗは、焦点検出モジュール１６１の設計構造によって一義的に決まる値である。

すなわち、図４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り、光電変換素子１６１ｄ上の基準パターン像の間隔Ｗは、所定の値となる。一方で、フォーカスレンズ２１１の焦点が等価面（予定結像面）１６１ｅより距離ｄ（距離ｄ：等価面１６１ｅと実際の結像面１６１ｅ’との距離）だけ被写体側にずれている場合（前ピン状態）には、基準パターンＰの像間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて狭くなる。また、逆にフォーカスレンズ２１１の焦点が等価面１６１ｅより距離ｄ（距離ｄ：等価面１６１ｅと実際の結像面１６１ｅ’との距離）だけカメラボディ１００側にずれている場合（後ピン状態）には基準パターンＰの像間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて広くなる。

すなわち、合焦状態では一対の光電変換素子１６１ｄで検出される一対の出力信号が、光電変換素子１６１ｄの中心に対して重なるが、非合焦状態では光電変換素子１６１ｄ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。そのため、本例では、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。

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、カメラ制御部１７０からの信号を受け、焦点検出モジュール１６１の光電変換素子１６１ｄのゲインや蓄積時間を制御する。具体的には、カメラ制御部１７０から、デフォーカス検出を開始する旨の信号を受けた場合には、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から取得し、この焦点検出エリアに相当する光電変換素子１６１ｄに像信号の蓄積をさせて、これを読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。一方で、カメラ制御部１７０から、デフォーカス検出を停止する旨の信号を受けた場合には、光電変換素子１６１ｄによる像信号の蓄積を中止させることにより、デフォーカス検出動作を停止する。

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ΔＷに変換し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。

レンズ駆動量演算部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ΔＷに基づいて、当該デフォーカス量ΔＷに応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。そして、レンズ駆動量Δｄがレンズ制御部２５０に送信されることにより、フォーカスレンズ駆動モータ２３０により、フォーカスレンズ２１１の位置が調整される。

次に動作を説明する。

図６は本実施形態における焦点検出動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態においては、たとえば、連続撮影モードが選択されている状態において、ユーザによりレリーズボタンが押され、図１、図２に示すメインミラー１２１およびサブミラー１２２が、撮影位置（図１に示す二点鎖線の位置）に退避し、撮像素子１１０に対して露光が行われた後、メインミラー１２１およびサブミラー１２２が被写体の観察位置に戻った際における焦点検出動作について説明する。

まず、メインミラー１２１およびサブミラー１２２が撮影位置にある状態から、観察位置に戻るために、焦点検出モジュール１６１側に降下を開始する（ステップＳ１）。

次いで、ステップＳ２では、図２、図３に示すミラー系１２０に形成された応力センサ１２８ａにより測定された応力の情報に基づき、振動検出部１３０は、サブミラー１２２の振動の大きさを演算し、これをカメラ制御部１７０に送信する。そして、カメラ制御部１７０は、サブミラー１２２の振動の大きさが、所定の範囲内にあるか否かを判定する。

そして、応力センサ１２８ａに掛かる応力から求められるサブミラー１２２の振動の大きさが、所定の範囲内にある場合には、カメラ制御部１７０は、デフォーカス検出可能であると判断し、デフォーカス検出のための信号を、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２に送信し、光電変換素子１６１ｄによる、デフォーカス演算に用いる一対の像信号の蓄積を開始させる（ステップＳ３）。一方、応力センサ１２８ａに掛かる応力から求められるサブミラー１２２の振動の大きさが、所定の範囲を超えている場合には、カメラ制御部１７０は、サブミラー１２２の振動の大きさが大きすぎるため、検出誤差が大きくなってしまい、デフォーカス検出を行うことは適当ではないと判断し、サブミラー１２２の振動の大きさが、所定の範囲内となるまで、ステップＳ２を繰り返す。

ここで、サブミラー１２２は観察位置においては、図２に示すようにサブミラー保持枠１２５に取り付けられたピン１２７と、第１回転軸１２３との間に掛けられたねじりばね１２８により、第１回転軸１２３と反対側の方向に付勢されている。そして、サブミラー１２２が、撮影位置にある状態から観察位置に戻る際には、図７に示すように、このねじりばね１２８の付勢力により、サブミラー１２２は振動しながら、観察位置に停止することとなる。なお、図７は、サブミラー１２２の降下時における、応力センサ１２８ａに掛かる応力の大きさ（すなわち、サブミラー１２２の振動の大きさ）の変化を示すグラフであり、図７からも確認できるように、応力センサ１２８ａに掛かる応力は、サブミラー１２２が撮影位置にある状態で最大となる。

図８は、サブミラー１２２の振動状態と、サブミラー１２２により反射される光束Ｌ４との関係を説明するための図である。図８に示すように、サブミラー１２２が観察位置に停止している場合（図８中において、サブミラーおよびサブミラーにより反射される光束を実線で示した。）、および自身の振動により、位置Ａが最大振れ位置となっている場合（図８中において、サブミラーおよびサブミラーにより反射される光束を点線で示した。）には、サブミラー１２２により反射された光束Ｌ４により形成される検出面を、焦点検出モジュール１６１により検出可能な位置に形成されることとなる。そのため、この場合においては、焦点検出モジュール１６１によるデフォーカス検出を良好に行うことができる。

その一方で、サブミラー１２２自身が振動することにより、位置Ｂが最大振れ位置となっている場合（図８中において、サブミラーおよびサブミラーにより反射される光束を一点鎖線で示した。）には、サブミラー１２２により反射された光束Ｌ４により形成される検出面は、焦点検出モジュール１６１により検出不能な位置に形成されることとなってしまう。そのため、この場合においては、焦点検出モジュール１６１によるデフォーカス検出は不能となる。

そのため、本例においては、図７に示すように、応力センサ１２８ａに掛かる応力の大きさ（すなわち、サブミラー１２２の振動の大きさ）が、図７に示すデフォーカス検出可能範囲となった場合に、カメラ制御部１７０は、デフォーカス検出可能であると判断し、デフォーカス検出のための信号を、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２に送信し、光電変換素子１６１ｄによる、デフォーカス演算に用いる一対の像信号の蓄積を開始させる（ステップＳ３）。

次いで、ステップＳ４では、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、光電変換素子１６１ｄに蓄積された一致の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力し、デフォーカス演算部１６３は、一対の像信号のずれ量から、デフォーカス量ΔＷを算出し、レンズ駆動量演算部１６４に送信する。

ステップＳ５では、レンズ駆動量演算部１６４が、デフォーカス量ΔＷに基づいて、レンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。そして、レンズ制御部２５０は、レンズ駆動量Δｄに基づき、フォーカスレンズ駆動モータ２３０を駆動し、フォーカスレンズ２１１の位置を調整する。

ステップＳ６では、焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２、デフォーカス演算部１６３により、フォーカスレンズ２１１移動後の状態において、合焦判定を行う。その結果、合焦と判定された場合には、ステップＳ７に進み、メインミラー１２１およびサブミラー１２２を、撮影位置に移動させて、撮像素子１１０への露光を開始する。

一方、合焦と判定されなかった場合には、ステップＳ３に戻り、再び、光電変換素子１６１ｄによる一対の像信号の蓄積（ステップＳ３）、蓄積された一対の像信号に基づく、デフォーカス演算（ステップＳ４）、デフォーカス演算結果に基づき、フォーカスレンズ２１１の駆動（ステップＳ５）を行った後に、再度、合焦判定を行う。

本実施形態によれば、サブミラー１２２が、被写体の撮影位置から観察位置に戻った際におけるサブミラー１２２の振動状態を、応力センサ１２８ａに掛かる応力の大きさで検知し、これに基づき、デフォーカス検出を行うか否かを決定しているため、デフォーカス検出を行う際における検出誤差を抑えることができ、結果として、焦点検出精度の向上が可能となる。特に、本実施形態によれば、サブミラー１２２の実際の振動状態を検知するものであるため、連続撮影における単位時間当たりの撮影枚数が増加した場合においても、製品バラツキや撮影条件に関係なく、高い焦点検出精度を実現することができる。

なお、以上説明した実施形態は、本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、本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、本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。

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は、ミラー系の具体的構成を示す斜視図である。 図３は、メインミラー保持枠に、サブミラー保持枠を揺動可能に軸支するためのねじりばねの拡大図である。 図４は、焦点検出モジュールの構成例を示す図である。 図５は、焦点検出モジュールによる焦点検出方法を説明するための図である。 図６は、本実施形態における焦点検出動作を示すフローチャートである。 図７は、サブミラーの降下時における、応力センサに掛かる応力の大きさの変化を示すグラフであり、 図８は、サブミラーの振動状態と、サブミラーにより反射される光束との関係を説明するための図である。

符号の説明

１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１２０…ミラー系
１２１…メインミラー
１２２…サブミラー
１２８…ねじりばね
１２８ａ…応力センサ
１３０…振動検出部
１６１…焦点検出モジュール
１６２…ＡＦ−ＣＣＤ制御部
１６３…デフォーカス演算部
１６４…レンズ駆動量演算部
２００…レンズ鏡筒
２１０…撮影レンズ
２１１…フォーカスレンズ

Claims (4)

1. 光学系を通過した光束により前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
   前記光束を反射してファインダ光学系に導くとともに、前記光束の一部を透過するミラーと、
   前記光束を反射して前記焦点検出手段に導くとともに、前記ミラーを保持するための保持部材にばね部材によって揺動可能に保持される光学部品と、
   前記ばね部材に作用する応力を検出する応力検出手段と、
   前記応力検出手段により検出された応力に基づいて、前記光学部品の振動状態を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段により検出された前記光学部品の振動状態に応じて、前記焦点検出手段に前記光学系の焦点調節状態の検出を行わせる制御部とを含み、
   前記制御部は、
   前記ミラーおよび前記光学部品が前記光学系を通る光束を撮像手段に導くために前記光束から退避されている場合には、前記焦点検出手段による前記光学系の焦点調節状態の検出を停止させ、
   前記ミラーおよび前記光学部品が前記光学系を通る光束を反射するための位置に移動した後、前記振動検出手段により検出される前記光学部品の振動量が所定値以下となった場合に、前記焦点検出手段に前記光学系の焦点調節状態の検出を行わせることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記応力検出手段は、圧電体で構成されることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記応力検出手段は、歪みセンサで構成されることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記応力検出手段は、前記ばね部材に作用する応力が集中する位置に配置されることを特徴とする撮像装置。

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