知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023099646
(43)【公開日】2023-07-13
(54)【発明の名称】焦点検出装置
(51)【国際特許分類】
G02B 7/28 20210101AFI20230706BHJP
G02B 7/04 20210101ALI20230706BHJP
G02B 7/08 20210101ALI20230706BHJP
G03B 13/36 20210101ALI20230706BHJP
G03B 13/34 20210101ALI20230706BHJP
H04N 23/67 20230101ALI20230706BHJP
【ＦＩ】
G02B7/28 N
G02B7/04 E
G02B7/08 A
G03B13/36
G03B13/34
H04N23/67
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079962
(22)【出願日】2023-05-15
(62)【分割の表示】P 2018135198の分割
【原出願日】2018-07-18
(71)【出願人】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】木下 朗
(57)【要約】
【課題】焦点検出の予測の精度を向上させる。
【解決手段】焦点検出装置は、フォーカスレンズを有する光学系を通過した光束により形成された被写体の像を撮像する撮像部と、前記撮像部に配置され、光電変換されて蓄積された電荷に基づく信号を出力する画素と、前記信号に基づいて、前記光学系による像の位置と前記撮像部との位置とのずれ量であるデフォーカス量を算出するデフォーカス算出部と、前記画素が、前記電荷を蓄積する蓄積タイミングを算出するタイミング算出部と、前記フォーカスレンズの位置を取得する取得部と、前記蓄積タイミングでの前記フォーカスレンズの位置と前記デフォーカス算出部が算出した前記デフォーカス量とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量を演算する演算部と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】焦点検出装置は、フォーカスレンズを有する光学系を通過した光束により形成された被写体の像を撮像する撮像部と、前記撮像部に配置され、光電変換されて蓄積された電荷に基づく信号を出力する画素と、前記信号に基づいて、前記光学系による像の位置と前記撮像部との位置とのずれ量であるデフォーカス量を算出するデフォーカス算出部と、前記画素が、前記電荷を蓄積する蓄積タイミングを算出するタイミング算出部と、前記フォーカスレンズの位置を取得する取得部と、前記蓄積タイミングでの前記フォーカスレンズの位置と前記デフォーカス算出部が算出した前記デフォーカス量とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量を演算する演算部と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォーカスレンズを有する光学系を通過した光束により形成された被写体の像を撮像する撮像部と、
前記撮像部に配置され、光電変換されて蓄積された電荷に基づく信号を出力する画素と、
前記信号に基づいて、前記光学系による像の位置と前記撮像部との位置とのずれ量であるデフォーカス量を算出するデフォーカス算出部と、
前記画素が、前記電荷を蓄積する蓄積タイミングを算出するタイミング算出部と、
前記フォーカスレンズの位置を取得する取得部と、
前記蓄積タイミングでの前記フォーカスレンズの位置と前記デフォーカス算出部が算出した前記デフォーカス量とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量を演算する演算部と、
を有する焦点検出装置。
前記撮像部に配置され、光電変換されて蓄積された電荷に基づく信号を出力する画素と、
前記信号に基づいて、前記光学系による像の位置と前記撮像部との位置とのずれ量であるデフォーカス量を算出するデフォーカス算出部と、
前記画素が、前記電荷を蓄積する蓄積タイミングを算出するタイミング算出部と、
前記フォーカスレンズの位置を取得する取得部と、
前記蓄積タイミングでの前記フォーカスレンズの位置と前記デフォーカス算出部が算出した前記デフォーカス量とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量を演算する演算部と、
を有する焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
イメージセンサの焦点検出画素で得られた信号に基づいて焦点検出を行うカメラが知られている（特許文献１参照）。連続撮影の際に、焦点検出の予測の精度を向上させる要求がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－３７９５９号公報
【発明の概要】
【0004】
本発明の第１の態様による焦点検出装置は、フォーカスレンズを有する光学系を通過した光束により形成された被写体の像を撮像する撮像部と、前記撮像部に配置され、光電変換されて蓄積された電荷に基づく信号を出力する画素と、前記信号に基づいて、前記光学系による像の位置と前記撮像部との位置とのずれ量であるデフォーカス量を算出するデフォーカス算出部と、前記画素が、前記電荷を蓄積する蓄積タイミングを算出するタイミング算出部と、前記フォーカスレンズの位置を取得する取得部と、前記蓄積タイミングでの前記フォーカスレンズの位置と前記デフォーカス算出部が算出した前記デフォーカス量とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量を演算する演算部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】カメラシステムを例示する斜視図である。
【図2】撮影視野内に設定されるフォーカスエリアを例示する図である。
【図3】カメラシステムの要部構成を説明するブロック図である。
【図4】焦点検出装置の構成を例示する図である。
【図5】フォーカスエリアに対応する枠を、撮像面の対応する位置に重ねた模式図である。
【図8】図８は、瞳位置と撮像面へ入射される光線を示す模式図である。図８（ａ）は標準的な射出瞳距離の場合を示す図、図８（ｂ）は図８（ａ）よりも短い場合を示す図、図８（ｃ）は図８（ａ）よりも長い場合を示す図である。
【図9】補正後の後幕第１時間および後幕第２時間を格納したテーブルを例示する図である。
【図10】第２の実施形態による焦点検出装置の構成を例示する図である。
【図11】連写時に行われるＡＦ動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
本発明の実施の形態に係る焦点検出装置は、例えば、レンズ交換式カメラシステムに搭載される。
＜ＡＦ動作の概要＞
はじめに、図１、図２を参照してＡＦ（自動焦点調節）動作の概要を説明する。図１は、一実施の形態によるカメラボディ２に交換レンズ３が装着される前のカメラシステム１の斜視図である。カメラボディ２と交換レンズ３の結合は、ボディ側マウント２１０とレンズ側マウント３１０のバヨネット構造により行われる。カメラボディ２と交換レンズ３が結合すると、それぞれのマウント近傍に設けられた接点端子同士が物理的に接触し、電気的に接続される。
＜ＡＦ動作の概要＞
はじめに、図１、図２を参照してＡＦ（自動焦点調節）動作の概要を説明する。図１は、一実施の形態によるカメラボディ２に交換レンズ３が装着される前のカメラシステム１の斜視図である。カメラボディ２と交換レンズ３の結合は、ボディ側マウント２１０とレンズ側マウント３１０のバヨネット構造により行われる。カメラボディ２と交換レンズ３が結合すると、それぞれのマウント近傍に設けられた接点端子同士が物理的に接触し、電気的に接続される。
【0007】
図２は、カメラボディ２の撮像素子２６０によって撮像される撮影視野５０を示している。また、撮影視野５０の中のフォーカスエリアＰを例示する図であり、撮像画像とともに示してある。撮像領域５０には、２１点のフォーカスエリアＰが設けられている。フォーカスエリアは、焦点検出エリア、焦点検出位置、測距点、オートフォーカス（ＡＦ）ポイントとも称される。
なお、図示したフォーカスエリアＰの数と位置は一例に過ぎず、図２の態様に限定されるものではない。
なお、図示したフォーカスエリアＰの数と位置は一例に過ぎず、図２の態様に限定されるものではない。
【0008】
図４で詳細に説明する焦点検出装置は、交換レンズ３を通過した光束により形成された被写体の像の位置と、カメラボディ２の撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓの位置と、のずれ量であるデフォーカス量（ピントずれ量）を検出するために、交換レンズ３の異なる瞳を通過する一対の光束による被写体像の像ずれ量（位相差）を、フォーカスエリアＰごとに検出する。そして、例えば、複数のフォーカスエリアＰの中から選んだフォーカスエリアＰに対応する領域に存在する被写体の像の位置を撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓの位置に合わせる（合焦する）ように、交換レンズ３に含まれるフォーカスレンズの位置を調節する、ＡＦ動作を行う。
【0009】
ＡＦ動作に採用するフォーカスエリアＰは、ユーザの操作によって任意に選ぶことも、カメラボディ２が自動で選ぶことも可能である。フォーカスエリアＰがユーザの操作によって選ばれるＡＦモードの場合、焦点検出装置は、ユーザの操作によって選択されたフォーカスエリアＰに存在する被写体像の像ずれ量を検出する。そして、焦点検出装置は、選択したフォーカスエリアＰに存在する被写体に焦点を合わせるようにＡＦ動作を行う。
【0010】
また、フォーカスエリアＰが自動で選ばれるＡＦモードの場合、カメラボディ２が上記２１点のうちいずれか少なくとも１つのフォーカスエリアＰを選択する。例えば、図２に示す例で、人物の顔に焦点を合わせるモードが選択されている場合、人物の顔部分に含まれている２点のフォーカスエリアＰ（ｉ）、Ｐ（ｉｉ）をカメラボディ２は選択し、その２つのフォーカスエリアＰ（ｉ）、Ｐ（ｉｉ）ごとにそれぞれの被写体像の像ずれ量を検出する。
【0011】
焦点検出装置は、２点のフォーカスエリアＰ（ｉ）、Ｐ（ｉｉ）のうち、例えばカメラシステム１に一番近い（至近）、またはコントラストが一番高いフォーカスエリアがＰ（ｉｉ）の場合、フォーカスエリアＰ（ｉｉ）を選択する。そして、焦点検出装置は、選択したフォーカスエリアＰ（ｉｉ）に存在する顔部分に焦点を合わせるようにＡＦ動作を行う。
なお、焦点検出装置は、顔部分に含まれるとして選択した２つのフォーカスエリアＰ（ｉ）、Ｐ（ｉｉ）の両方のデフォーカス量を考慮して、顔部分に焦点を合わせるようにＡＦ動作を行うこともできる。例えば２つのデフォーカス量の平均値を算出して、算出した平均値のデフォーカス量でフォーカスレンズを駆動（ＡＦ動作）しても良いし、２つのデフォーカス量ができるだけ被写界深度に入るように加重平均を算出してＡＦ動作を行っても良い。
なお、焦点検出装置は、顔部分に含まれるとして選択した２つのフォーカスエリアＰ（ｉ）、Ｐ（ｉｉ）の両方のデフォーカス量を考慮して、顔部分に焦点を合わせるようにＡＦ動作を行うこともできる。例えば２つのデフォーカス量の平均値を算出して、算出した平均値のデフォーカス量でフォーカスレンズを駆動（ＡＦ動作）しても良いし、２つのデフォーカス量ができるだけ被写界深度に入るように加重平均を算出してＡＦ動作を行っても良い。
【0012】
（第１の実施形態）
上述したようなＡＦ動作を行うカメラシステム１について、さらに詳細に説明する。図３は、第１の実施形態によるカメラシステム１の要部構成を説明するブロック図である。
＜交換レンズ＞
交換レンズ３は、レンズ側マウント３１０、レンズ側制御部３３０、レンズ側通信部３４０、レンズ側記憶部３５０、撮像光学系３６０、レンズ駆動部３７０、絞り駆動部３８０、および振れセンサ３９０を有する。レンズ駆動部３７０は、レンズ駆動部３７０ａおよび３７０ｂを含む。
上述したようなＡＦ動作を行うカメラシステム１について、さらに詳細に説明する。図３は、第１の実施形態によるカメラシステム１の要部構成を説明するブロック図である。
＜交換レンズ＞
交換レンズ３は、レンズ側マウント３１０、レンズ側制御部３３０、レンズ側通信部３４０、レンズ側記憶部３５０、撮像光学系３６０、レンズ駆動部３７０、絞り駆動部３８０、および振れセンサ３９０を有する。レンズ駆動部３７０は、レンズ駆動部３７０ａおよび３７０ｂを含む。
【0013】
円環状のレンズ側マウント３１０には、レンズ側端子保持部３２０が設けられる。レンズ側端子保持部３２０は、光軸Ｏを中心とした円弧状に複数のレンズ側端子を有する。複数のレンズ側端子には、例えば、交換レンズ３がカメラボディ２に装着されたことをカメラボディ２に伝える装着検出端子、交換レンズ３とカメラボディ２との間の通信で使用する通信用端子、カメラボディ２から交換レンズ３へ電力が供給される給電用端子、および接地用端子（グラウンド）等が含まれる。
【0014】
レンズ側制御部３３０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路等から構成される。レンズ側制御部３３０は、レンズ側記憶部３５０に記憶されている制御プログラムを実行して交換レンズ３の各部を制御する。レンズ側制御部３３０は、レンズ側通信部３４０、レンズ側記憶部３５０、レンズ駆動部３７０ａ、レンズ駆動部３７０ｂ、絞り駆動部３８０、および、振れセンサ３９０と接続される。
【0015】
レンズ側通信部３４０は、ボディ側通信部２４０との間で所定の通信を行う。レンズ側通信部３４０は、レンズ側制御部３３０および上述した通信用端子と接続される。レンズ側通信部３４０とボディ側通信部２４０との間で行われる通信により、後述する撮像光学系３６０などを移動させる指示や、撮像光学系３６０などを駆動する駆動部の状態を示す情報などの送信要求等が、交換レンズ３へ送信される。また、レンズ側通信部３４０とボディ側通信部２４０との間で行われる通信により、撮影光学系３６０の駆動状態などが交換レンズ３からカメラボディ２へ送信される。
【0016】
交換レンズ３における駆動部の状態とは、レンズ駆動部３７０ａおよびレンズ駆動部３７０ｂのそれぞれが、対応するフォーカスレンズ３６１ａ、振れ補正レンズ３６１ｂを駆動している状態や駆動後の状態をいう。一方、フォーカスレンズ３６１ａ、振れ補正レンズ３６１ｂの位置や交換レンズ３の駆動部の状態などを示す情報、レンズ側記憶部３５０から読み出された情報などが、交換レンズ３からカメラボディ２へ送信される。
【0017】
レンズ側記憶部３５０は、不揮発性の記憶媒体によって構成される。レンズ側記憶部３５０は、レンズ側制御部３３０によってデータの記録と読み出しが制御される。レンズ側記憶部３５０は、レンズ側制御部３３０が実行する制御プログラム等を記憶する他に、交換レンズ３の機種名を示すデータ（機種名情報とも称する）や、撮像光学系３６０の光学特性を示すデータ等を記憶することができる。レンズ側記憶部３５０は、レンズ側制御部３３０と接続される。
【0018】
撮像光学系３６０は、カメラボディ２の撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓに被写体光を導く。撮像光学系３６０の光軸Ｏは、レンズ側マウント３１０およびボディ側マウント２１０および撮像面の中心位置と略一致する。撮像光学系３６０は、例えば、フォーカスレンズ３６１ａと、振れ補正レンズ３６１ｂと、絞り３６２とを含む。撮像光学系３６０の少なくとも一部は、レンズ駆動部３７０や手動操作により、光軸Ｏ方向に移動可能に構成されている。
例えばフォーカスレンズ３６１ａは、レンズ駆動部３７０ａにより、光軸Ｏ方向に進退移動が可能に構成されている。フォーカスレンズ３６１ａが移動することにより、撮像光学系３６０により形成される被写体像の位置が変更される。これによりＡＦ動作（合焦）が行われる。
例えばフォーカスレンズ３６１ａは、レンズ駆動部３７０ａにより、光軸Ｏ方向に進退移動が可能に構成されている。フォーカスレンズ３６１ａが移動することにより、撮像光学系３６０により形成される被写体像の位置が変更される。これによりＡＦ動作（合焦）が行われる。
【0019】
例えば振れ補正レンズ３６１ｂは、レンズ駆動部３７０ｂにより、光軸Ｏと交差する方向に移動可能に構成されている。振れ補正レンズ３６１ｂが移動することにより、撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓでの被写体像の揺動（像振れ）が抑えられる。振れ補正レンズ３６１ｂを動かす振れ補正は、カメラシステム１が有する防振機能の一つである。
【0020】
絞り３６２は、撮像素子２６０へ入射する光量を調節する。絞り３６２は、絞り駆動部３８０や手動操作により、絞り羽根が駆動され開口径（絞り値）を変化させることが可能に構成されている。絞り３６２の開口径は、絞り駆動部３８０のエンコーダ等によって検出可能に構成されている。
【0021】
レンズ駆動部３７０ａ、レンズ駆動部３７０ｂはそれぞれ、モータまたはアクチュエータと、レンズ駆動機構によって構成される。レンズ駆動部３７０ａは、レンズ側制御部３３０から出力される駆動信号により、フォーカスレンズ３６１ａを光軸Ｏ方向に沿って移動させる。フォーカスレンズ３６１ａの移動方向や移動量、移動速度などは、例えば、ボディ側制御部２３０から指示される。フォーカスレンズ３６１ａの位置は、レンズ駆動部３７０ａのエンコーダ等の位置検出機構によって検出可能に構成されている。
【0022】
レンズ駆動部３７０ｂは、レンズ側制御部３３０から出力される駆動信号により、振れ補正レンズ３６１ｂを光軸Ｏと交差する方向に移動させる。振れ補正レンズ３６１ｂの移動方向や移動量、移動速度などは、例えば、レンズ側制御部３３０から指示される。振れ補正レンズ３６１ｂの位置は、レンズ駆動部３７０ｂのホールセンサ等によって検出可能に構成されている。
レンズ駆動部３７０ａおよびレンズ駆動部３７０ｂは、それぞれレンズ側制御部３３０と接続される。
レンズ駆動部３７０ａおよびレンズ駆動部３７０ｂは、それぞれレンズ側制御部３３０と接続される。
【0023】
絞り駆動部３８０は、モータおよび絞り駆動機構によって構成される。絞り駆動部３８０は、例えば、レンズ側制御部３３０からの指示に基づき、絞り３６２の開口径を変化させる。絞り駆動部３８０は、レンズ側制御部３３０と接続される。
【0024】
振れセンサ３９０は、ジャイロセンサ等を含み手振れ等によるカメラシステム１の振れを検出する。振れセンサ３９０は、図１のＸ軸回りの振れ角度成分およびＹ軸回りの振れ角度成分を検出する。また振れセンサ３９０は加速度センサ等も備え、光軸Ｏと直交する方向への振れを検出しても良い。振れセンサ３９０による検出信号は、レンズ側制御部３３０へ送出される。これによりいわゆる防振制御が行われる。すなわちレンズ側制御部３３０へ送られた振れセンサ３９０の検出信号に基づいて、レンズ駆動部３７０ｂにより補正レンズ３６１ｂが光軸Ｏと交差する方向に移動することにより、撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓでの被写体像の揺動（像振れ）が抑えられる。
【0025】
＜カメラボディ＞
カメラボディ２は、ボディ側マウント２１０、ボディ側制御部２３０、ボディ側通信部２４０、電源部２５０、シャッタ装置２５５、撮像素子２６０、センサ駆動部２６５、信号処理部２７０、操作部材２８０、および表示部２９０を有する。センサ駆動部２６５は第２の実施形態において使用されるため、第１の実施形態では省略しても構わない。
カメラボディ２は、ボディ側マウント２１０、ボディ側制御部２３０、ボディ側通信部２４０、電源部２５０、シャッタ装置２５５、撮像素子２６０、センサ駆動部２６５、信号処理部２７０、操作部材２８０、および表示部２９０を有する。センサ駆動部２６５は第２の実施形態において使用されるため、第１の実施形態では省略しても構わない。
【0026】
円環状のボディ側マウント２１０には、ボディ側端子保持部２２０が設けられる。ボディ側端子保持部２２０は、複数のボディ側端子を有し、上述したレンズ側端子と接触する。複数のボディ側端子もレンズ側端子と同様に、例えば、カメラボディ２に交換レンズ３が装着されたことをカメラボディ２へ伝える装着検出端子、カメラボディ２と交換レンズ３との間の通信で使用される通信用端子、カメラボディ２から交換レンズ３へ電力が供給される給電用端子、および接地用端子（グラウンド）等が含まれる。
【0027】
ボディ側制御部２３０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路等から構成される。ボディ側制御部２３０は、記憶部２３５に記憶されている制御プログラムを実行してカメラボディ２内の各部を制御する。ボディ側制御部２３０は、ボディ側通信部２４０、電源部２５０、シャッタ装置２５５、撮像素子２６０、センサ駆動部２６５、信号処理部２７０、操作部材２８０および表示部２９０と接続される。
【0028】
ボディ側制御部２３０は、記憶部２３５を含む。記憶部２３５は、ボディ側制御部２３０によってデータの記録と読み出しが制御される。記憶部２３５は、ボディ側制御部２３０が実行する制御プログラム等を記憶する他に、ボディ側通信部２４０で受信された交換レンズ３の機種名情報、交換レンズ３の光学特性を示すデータ等を記憶することができる。
【0029】
ボディ側通信部２４０は、レンズ側通信部３４０との間で上述した通信を行う。ボディ側通信部２４０は、ボディ側制御部２３０および上述した複数のボディ側端子と接続される。
電源部２５０は、不図示の電池の電圧をカメラシステム１の各部で使用される電圧に変換し、カメラボディ２の各部、および、交換レンズ３へ供給する。電源部２５０は、ボディ側制御部２３０の指示により、給電先ごとに給電のオンとオフとを切換え可能である。電源部２５０は、ボディ側制御部２３０および上述した給電用端子と接続される。
電源部２５０は、不図示の電池の電圧をカメラシステム１の各部で使用される電圧に変換し、カメラボディ２の各部、および、交換レンズ３へ供給する。電源部２５０は、ボディ側制御部２３０の指示により、給電先ごとに給電のオンとオフとを切換え可能である。電源部２５０は、ボディ側制御部２３０および上述した給電用端子と接続される。
【0030】
シャッタ装置２５５は、撮像素子の前に配置されるフォーカルプレーンシャッタであり、先幕および後幕とこれらを駆動するアクチュエータ機構を有する。シャッタ装置２５５は、ボディ側制御部２３０によって開閉制御される。シャッタ装置２５５（先幕）が開くと、被写体からの光が撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓに導かれる。シャッタ装置２５５（後幕）が閉じると、被写体からの光が遮光される。
【0031】
撮像素子２６０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子である。撮像素子２６０は、ボディ側制御部２３０からの制御信号により、撮像面２６０Ｓに形成される被写体像を撮像して撮像信号を出力する。撮像素子２６０は、ボディ側制御部２３０および信号処理部２７０と接続される。
【0032】
撮像素子２６０は、撮像面２６０Ｓに配置された、画像生成用の画素（撮像用画素と称する）と焦点検出用の画素（焦点検出用画素と称する）とを有する。撮像用画素で生成される信号（以下、撮像用画素信号と呼ぶ）は、後述する信号処理部２７０によって画像データの生成に用いられる。また、焦点検出用画素で生成される信号（以下、焦点検出用画素信号と呼ぶ）は、後述する信号処理部２７０によって交換レンズ３による像の合焦状態を検出する焦点検出処理に用いられる。
なお、撮像用にも焦点検出用にも使用可能な信号を出力する画素を撮像素子２６０に設ける構成にしてもよい。
なお、撮像用にも焦点検出用にも使用可能な信号を出力する画素を撮像素子２６０に設ける構成にしてもよい。
【0033】
センサ駆動部２６５は、例えば、アクチュエータとセンサ駆動機構によって構成される。センサ駆動部２６５は、ボディ側制御部２３０から出力される指示に基づき、光軸Ｏと交差する方向に撮像素子２６０を移動させる。撮像素子２６０が移動することにより、撮像素子２６０の撮像面に対する被写体像の振れ（像振れ）が抑えられる。撮像素子２６０を動かす振れ補正は、カメラシステム１が有する防振機能の一つである。
移動する撮像素子２６０の位置は、センサ駆動部２６５のホールセンサ等によって検出可能に構成されている。撮像素子２６０の移動方向や移動量、移動速度などは、例えば、ボディ側制御部２３０から指示される。センサ駆動部２６５は、ボディ側制御部２３０と接続される。
移動する撮像素子２６０の位置は、センサ駆動部２６５のホールセンサ等によって検出可能に構成されている。撮像素子２６０の移動方向や移動量、移動速度などは、例えば、ボディ側制御部２３０から指示される。センサ駆動部２６５は、ボディ側制御部２３０と接続される。
【0034】
信号処理部２７０は、撮像素子２６０から出力された撮像用画素信号に対して所定の画像処理を行って画像データを生成する。生成された画像データは、不図示の記憶媒体（メモリーカード）に所定のファイル形式で記録されたり、表示部２９０での撮影画像の確認画像の表示や撮影前のスルー画像の表示のために用いられたりする。信号処理部２７０は、ボディ側制御部２３０、撮像素子２６０、および表示部２９０と接続される。
【0035】
また、信号処理部２７０は、撮像素子２６０から出力された焦点検出用画素信号を用いて、位相差検出方式によって交換レンズ３で形成された被写体像の位置と撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓ（図４）との差であるデフォーカス量を算出する。信号処理部２７０は、算出したデフォーカス量と焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの位置とに基づいて、対象とする被写体像が撮像面２６０Ｓに合焦するフォーカスレンズ３６１ａの位置である合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出する。この焦点検出演算によって算出されたフォーカスレンズ３６１ａの移動量に基づくフォーカス駆動の指示は、フォーカスレンズ３６１ａの移動方向、移動量などを示すデータとともにカメラボディ２から交換レンズ３へ送信される。
【0036】
レリーズボタンや操作スイッチ等を含む操作部材２８０は、カメラボディ２の外装面に設けられる。ユーザは、操作部材２８０を操作することにより、撮影指示や撮影条件の設定指示等を行う。操作部材２８０は、ユーザの操作に応じた操作信号をボディ側制御部２３０へ送出する。
【0037】
表示部２９０は、例えば液晶表示パネルによって構成される。表示部２９０は、ボディ側制御部２３０からの指示により、信号処理部２７０によって処理された画像データに基づく画像や、操作メニュー画面等を表示する。また、表示部２９０はタッチパネルを備え、操作部材２８０の一部を兼ねても良い。表示部２９０は、ボディ側制御部２３０および信号処理部２７０と接続される。
【0038】
カメラボディ２は、上述した通信により、例えば、フォーカス駆動指示、振れ補正動作の開始指示、絞り駆動指示、情報の送信要求、カメラボディ２の情報（撮像モード情報、ＩＳＯ感度、動画記録中か否か等）などを、交換レンズ３へ送る。交換レンズ３は、カメラボディ２からの指示に応じて、フォーカスレンズ３６１ａを駆動し、振れ補正動作を開始し、絞り３６２を駆動する。
【0039】
一方、交換レンズ３は、上記通信により、例えば、撮像光学系３６０の光学特性、フォーカスレンズ３６１ａの位置、振れセンサ３９０で検出された振れ量、交換レンズ３によって補正された振れ量などを示す情報、カメラボディ２から要求された情報などを、カメラボディ２へ送信する。
【0040】
図４は、図３に例示した構成のうち、第１の実施形態による焦点検出装置の構成を説明する図である。図４には、レンズ側制御部３３０と、レンズ側通信部３４０と、フォーカスレンズ３６１ａと、レンズ駆動部３７０ａと、ボディ側制御部２３０と、ボディ側通信部２４０と、シャッタ装置２５５と、撮像素子２６０と、信号処理部２７０とを示す。
上述したように、撮像素子２６０は撮影光学系３６０による光束が入射する撮像面２６０Ｓを有する。撮像面２６０Ｓの前面（撮影光学系３６０側）にシャッタ装置２５５が配置される。シャッタ装置は先幕２５５ａおよび後幕２５５ｂを備える。先幕２５５ａおよび後幕２５５ｂはそれぞれ複数のシャッタ羽根からなり、図４画面において上から下方向にそれぞれ走行する。図４は、先幕２５５ａの全てのシャッタ羽根が下方へ開き移動を終え、後幕２５５ｂの全てのシャッタ羽根が上方で待機している閉じる前で、シャッタ全開状態を示し、撮影光学系３６０による光束が撮像面２６０Ｓに入射する状態を示している。
上述したように、撮像素子２６０は撮影光学系３６０による光束が入射する撮像面２６０Ｓを有する。撮像面２６０Ｓの前面（撮影光学系３６０側）にシャッタ装置２５５が配置される。シャッタ装置は先幕２５５ａおよび後幕２５５ｂを備える。先幕２５５ａおよび後幕２５５ｂはそれぞれ複数のシャッタ羽根からなり、図４画面において上から下方向にそれぞれ走行する。図４は、先幕２５５ａの全てのシャッタ羽根が下方へ開き移動を終え、後幕２５５ｂの全てのシャッタ羽根が上方で待機している閉じる前で、シャッタ全開状態を示し、撮影光学系３６０による光束が撮像面２６０Ｓに入射する状態を示している。
【0041】
＜ＡＦ動作の説明＞
以下、本実施の形態における、レリーズボタンを押下している間、複数の画像撮影を続けて行う連写時に行われるＡＦ動作について説明する。カメラボディ２は、レリーズボタンの全押し操作が継続されている間に、１コマの撮像を連続して複数コマ分行う。ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０に電荷蓄積動作を開始させ、シャッタ装置２５５の先幕２５５ａを開駆動させる。ボディ側制御部２３０は、続いてシャッタ装置２５５の後幕２５５ｂを閉駆動させると、撮像素子２６０から信号処理部２７０へ転送された焦点検出用画素信号に基づき、信号処理部２７０に焦点検出演算を行わせる。
以下、本実施の形態における、レリーズボタンを押下している間、複数の画像撮影を続けて行う連写時に行われるＡＦ動作について説明する。カメラボディ２は、レリーズボタンの全押し操作が継続されている間に、１コマの撮像を連続して複数コマ分行う。ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０に電荷蓄積動作を開始させ、シャッタ装置２５５の先幕２５５ａを開駆動させる。ボディ側制御部２３０は、続いてシャッタ装置２５５の後幕２５５ｂを閉駆動させると、撮像素子２６０から信号処理部２７０へ転送された焦点検出用画素信号に基づき、信号処理部２７０に焦点検出演算を行わせる。
【0042】
ボディ側制御部２３０は、上記焦点検出演算結果に基づいて、ボディ側通信部２４０およびレンズ側通信部３４０を介してレンズ側制御部３３０へフォーカス駆動を指示する。レンズ側制御部３３０は、フォーカス駆動の指示に応じてレンズ駆動部３７０ａによりフォーカスレンズ３６１ａを移動させる（合焦制御）。
【0043】
図５は、図２のフォーカスエリアＰに対応する２１個の枠ＰＳを、撮像面２６０Ｓの対応する位置に重ねた模式図である。撮像面２６０Ｓの光軸Ｏに対応する位置を像高ｙ＝０とする。また、撮像面２６０Ｓの短辺方向（画像の縦方向）は像高ｙ＝－ａから＋ａまでとする。撮像面２６０Ｓにおいて枠ＰＳの中心位置は撮像画面２６０Ｓの短辺方向で、像高ｙ＝－ｂから＋ｂまでとする。
図４を用いて説明したように、シャッタ装置２５５の先幕２５５ａおよび後幕２５５ｂはそれぞれ複数のシャッタ羽根からなり、図５に矢印で示すように上から下方向にそれぞれ走行する。図５は先幕２５５ａの全てのシャッタ羽根が下方へ開き移動を終え、後幕２５５ｂの全てのシャッタ羽根が上方で待機して閉じる前の状態を示している。
図４を用いて説明したように、シャッタ装置２５５の先幕２５５ａおよび後幕２５５ｂはそれぞれ複数のシャッタ羽根からなり、図５に矢印で示すように上から下方向にそれぞれ走行する。図５は先幕２５５ａの全てのシャッタ羽根が下方へ開き移動を終え、後幕２５５ｂの全てのシャッタ羽根が上方で待機して閉じる前の状態を示している。
【0044】
信号処理部２７０が算出するフォーカスレンズ３６１ａの移動量は、デフォーカス量の算出に用いた焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの位置を起点として算出された合焦位置までの移動量である。焦点検出用画素信号が取得された時点とは、採用されたフォーカスエリアＰに対応する枠ＰＳの位置に配置された焦点検出用画素の露光期間（電荷蓄積期間）であり、枠ＰＳの位置をシャッタ装置２５５の先幕２５５ａが通過する開口時刻から後幕２５５ｂが通過する遮光時刻までの時間に相当する。
【0045】
図６は、連写時に行われるＡＦ動作を説明するタイミングチャートである。信号処理部２７０は、ｎコマ目、ｎ＋１コマ目、…において、それぞれシャッタ装置２５５の先幕２５５ａが開かれると電荷蓄積を行い、後幕２５５ｂが閉じられて電荷蓄積を終了した撮像素子２６０から読み出され信号処理部２７０へ転送された撮像用画素信号に対して所定の画像処理を行って、１コマの画像を生成する。また、信号処理部２７０は、電荷蓄積を終了した撮像素子２６０から読み出され信号処理部２７０へ転送された焦点検出用画素信号に基づいて焦点検出演算を行う。ボディ側制御部２３０は、信号処理部２７０による焦点検出演算結果に基づき、撮影コマ毎に交換レンズ３へフォーカス駆動を指示する。例えば、撮像素子２６０の蓄積期間と蓄積期間との間にフォーカス駆動指示を行う。
【0046】
図６の例では、カメラボディ２から交換レンズ３へ、前コマの撮像時に取得された焦点検出用画素信号に基づくフォーカス駆動の指示を、次コマを撮像する前に送信する。図６は、撮像素子２６０の電荷蓄積中にもフォーカスレンズ３６１ａを移動させる例である。
【0047】
以下、ｎ＋１コマ目に着目して説明する。図６（ａ）は横軸が時間、縦軸は撮像素子２６０の縦方向の位置であり、曲線６１は、ｎ＋１コマ目の撮像における先幕２５５ａの走行曲線（先幕２５５ａのシャッタ羽根の走行方向の最後端位置）を示す。また、曲線６２は、ｎ＋１コマ目の撮像における後幕２５５ｂの走行曲線（後幕２５５ａのシャッタ羽根の走行方向の最先端位置）を示す。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔ０においてシャッタ装置２５５に先幕２５５ａをリリースさせる信号を出力し、時刻ｔ２においてシャッタ装置２５５に後幕２５５ｂをリリースさせる信号を出力する。
【0048】
シャッタ装置２５５は、設計値として第１時間と第２時間が定められている。第１時間は、シャッタ幕をリリースする信号が入力されてからシャッタ幕が像高ｙ＝＋ａの位置を通過する時刻までの時間をいう。
まず、先幕２５５ａの移動について説明する。先幕２５５ａは、シャッタリリース前は、撮像面２６０Ｓの全面を覆っており、先幕２５５ａの最後端は像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置に位置している。先幕２５５ａをリリースする信号が入力され、実際に先幕２５５ａが移動し始めて（図５の矢印）も初期段階では先幕２５５ａの最後端は像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置を移動している。そして第１時間が経過したとき（後述する時刻ｔ１）に、先幕２５５ａの最後端が撮像面２６０ａの最上端（像高ｙ＝＋ａ）の位置に到達し、その後、先幕２５５ａの最後端は撮像面２６０ａの像高－ａ＜ｙ＜＋ａを移動し、ｙ＝－ａを超えて（ｙ＝－ａよりも遠い位置まで移動して）停止する。先幕２５５ａが像高－ａ＜ｙ＜＋ａの間を移動している間に、撮像面２６０Ｓに撮影光学系３６０による光束が入射する。すなわち第１時間が経過したときに、撮像面２６０Ｓの最上部が開口され、撮像面２６０Ｓの最上部への光束の入射が開始される。以上のとおり、第１時間は、先幕２５５ａをリリースさせる信号から撮像面２６０Ｓの最上部への光束の入射が開始される遅れ時間であり、顔出し時間とも称される。第２時間は、先幕が像高ｙ＝＋ａの位置を通過してから像高ｙ＝－ａの位置を通過する時刻（後述する時刻ｔ４）までの時間をいう。つまり、第２時間は、先幕２５５ａの最後端が撮像面２６０Ｓの全面を通過する時間であり、幕走行時間とも称される。
後幕２５５ｂの最先端は、シャッタリリース前は、像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置に位置している。後幕２５５ｂをリリースする信号が入力され、実際に後幕２５５ｂが移動し始めても第１時間が経過するまでは後幕２５５ｂの最先端は像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置を移動している。そして第１時間が経過したとき後幕２５５ｂの最先端が撮像面２６０ａの最上端（像高ｙ＝＋ａ）の位置に到達し、その後、後幕２５５ａの最先端は撮像面２６０ａの像高－ａ＜ｙ＜＋ａを移動し、ｙ＝－ａを超えて（ｙ＝－ａよりも遠い位置まで移動して）停止する。後幕２５５ｂの最先端も第２時間の間に、像高ｙ＝＋ａから像高ｙ＝－ａの位置を通過する。
本実施の形態では、先幕２５５ａについての第１時間および第２時間を先幕第１時間および先幕第２時間と呼ぶ。また、後幕２５５ｂについての第１時間および第２時間を後幕第１時間および後幕第２時間と呼ぶ。本実施の形態では、先幕第１時間と後幕第１時間は略等しく、先幕第２時間と後幕第２時間は略等しく構成されている。
まず、先幕２５５ａの移動について説明する。先幕２５５ａは、シャッタリリース前は、撮像面２６０Ｓの全面を覆っており、先幕２５５ａの最後端は像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置に位置している。先幕２５５ａをリリースする信号が入力され、実際に先幕２５５ａが移動し始めて（図５の矢印）も初期段階では先幕２５５ａの最後端は像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置を移動している。そして第１時間が経過したとき（後述する時刻ｔ１）に、先幕２５５ａの最後端が撮像面２６０ａの最上端（像高ｙ＝＋ａ）の位置に到達し、その後、先幕２５５ａの最後端は撮像面２６０ａの像高－ａ＜ｙ＜＋ａを移動し、ｙ＝－ａを超えて（ｙ＝－ａよりも遠い位置まで移動して）停止する。先幕２５５ａが像高－ａ＜ｙ＜＋ａの間を移動している間に、撮像面２６０Ｓに撮影光学系３６０による光束が入射する。すなわち第１時間が経過したときに、撮像面２６０Ｓの最上部が開口され、撮像面２６０Ｓの最上部への光束の入射が開始される。以上のとおり、第１時間は、先幕２５５ａをリリースさせる信号から撮像面２６０Ｓの最上部への光束の入射が開始される遅れ時間であり、顔出し時間とも称される。第２時間は、先幕が像高ｙ＝＋ａの位置を通過してから像高ｙ＝－ａの位置を通過する時刻（後述する時刻ｔ４）までの時間をいう。つまり、第２時間は、先幕２５５ａの最後端が撮像面２６０Ｓの全面を通過する時間であり、幕走行時間とも称される。
後幕２５５ｂの最先端は、シャッタリリース前は、像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置に位置している。後幕２５５ｂをリリースする信号が入力され、実際に後幕２５５ｂが移動し始めても第１時間が経過するまでは後幕２５５ｂの最先端は像高ｙ＝＋ａよりも高い（遠い）位置を移動している。そして第１時間が経過したとき後幕２５５ｂの最先端が撮像面２６０ａの最上端（像高ｙ＝＋ａ）の位置に到達し、その後、後幕２５５ａの最先端は撮像面２６０ａの像高－ａ＜ｙ＜＋ａを移動し、ｙ＝－ａを超えて（ｙ＝－ａよりも遠い位置まで移動して）停止する。後幕２５５ｂの最先端も第２時間の間に、像高ｙ＝＋ａから像高ｙ＝－ａの位置を通過する。
本実施の形態では、先幕２５５ａについての第１時間および第２時間を先幕第１時間および先幕第２時間と呼ぶ。また、後幕２５５ｂについての第１時間および第２時間を後幕第１時間および後幕第２時間と呼ぶ。本実施の形態では、先幕第１時間と後幕第１時間は略等しく、先幕第２時間と後幕第２時間は略等しく構成されている。
【0049】
上述したように、先幕２５５ａは、時刻ｔ０から先幕第１時間が経過した時刻ｔ１に、先幕２５５ａの最後端が像高ｙ＝＋ａの位置を通過する。これにより、先幕２５５ａが開き始め、撮像面２６０Ｓの最上部が開口（顔出し）する（撮像素子２６０に光が入射し始める）。先幕２５５ａの最後端は、時刻ｔｂ１に像高ｙ＝＋ｂの位置（図５、枠ＰＳ５１の位置）を通過し、時刻ｔ３に像高ｙ＝０の位置（図５、枠ＰＳ５２の位置）を通過し、時刻ｔｂ３に像高ｙ＝－ｂの位置（図５、枠ＰＳ５３の位置）を通過し、時刻ｔ４に像高ｙ＝－ａの位置を通過する。時刻ｔ１から時刻ｔ４までが先幕第２時間である。
【0050】
後幕２５５ｂの最先端は、時刻ｔ２から後幕第１時間が経過した時刻ｔ４に、像高ｙ＝＋ａの位置を通過する。これにより、後幕２５５ｂが閉じ始める（撮像素子２６０の遮光を始める）。後幕２５５ｂは、時刻ｔｂ２に像高ｙ＝＋ｂ（図５、枠ＰＳ５１の位置）の位置を通過し、時刻ｔ５に像高ｙ＝０の位置（図５、枠ＰＳ５２の位置）を通過し、時刻ｔｂ４に像高ｙ＝－ｂの位置（図５、枠ＰＳ５３の位置）を通過し、時刻ｔ６に像高ｙ＝－ａの位置を通過する。時刻ｔ４から時刻ｔ６までが後幕第２時間である。
【0051】
＜像高に基づく露光タイミングの算出＞
図５に例示したように、本実施の形態ではシャッタ装置２５５の先幕２５５ａ、後幕２５５ｂがＹ軸の－方向（矢印方向）に移動する。そのため、撮像面２６０ＳにおいてＹ軸方向に像高が異なる位置の枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３は、それぞれ先幕２５５ａの最後端、後幕２５５ｂの最先端が通過する時刻が異なることから、焦点検出用画素の露光タイミングが異なる。
図５に例示したように、本実施の形態ではシャッタ装置２５５の先幕２５５ａ、後幕２５５ｂがＹ軸の－方向（矢印方向）に移動する。そのため、撮像面２６０ＳにおいてＹ軸方向に像高が異なる位置の枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３は、それぞれ先幕２５５ａの最後端、後幕２５５ｂの最先端が通過する時刻が異なることから、焦点検出用画素の露光タイミングが異なる。
【0052】
そのため、ボディ側制御部２３０は、採用されたフォーカスエリアＰに対応する枠ＰＳの像高に基づいて焦点検出用画素の露光タイミングを算出し、算出した露光タイミングにおけるフォーカスレンズ３６１ａの位置を算出する。図６（ｂ）にフォーカスレンズ３６１ａの位置を示す位置情報を丸印（○）で示す。フォーカスレンズ３６１ａの位置情報は、所定時間ごとに行われる交換レンズ３とカメラボディ２との間の通信によってレンズ側制御部３３０からボディ側制御部２３０へ送信される。
【0053】
ボディ側制御部２３０は、レンズ側制御部３３０から送信されたフォーカスレンズ３６１ａの位置情報と、算出した露光タイミングとに基づき、焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの位置を算出する。ボディ側制御部２３０は、算出したフォーカスレンズ３６１ａの位置を信号処理部２７０へ送る。このように構成することにより、信号処理部２７０は、焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
【0054】
ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０の蓄積期間中にもフォーカスレンズ３６１ａが移動する場合、蓄積期間中におけるフォーカスレンズ３６１ａの位置を平均した平均位置を、焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの位置として扱う。ボディ側制御部２３０は、レンズ側制御部３３０から送信されたフォーカスレンズ３６１ａの位置情報と、上記のように算出した露光タイミングとに基づいて平均位置を算出する。
このように構成することにより、信号処理部２７０は、フォーカスレンズ３６１ａの移動中に焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
このように構成することにより、信号処理部２７０は、フォーカスレンズ３６１ａの移動中に焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
【0055】
＜シャッタの走行特性に応じた露光タイミングの算出＞
一般に、シャッタ装置２５５を構成するフォーカルプレーンシャッタは、バネなどによって付勢されている。そのため、先幕２５５ａの最後端、後幕２５５ｂの最先端の走行速度は、上記先幕第２時間、後幕第２時間内で一定とはならない。例えば、先幕第２時間、後幕第２時間の前半（像高ｙ＝＋ａからｙ＝＋ｂ）では、リリースされた先幕２５５ａ、後幕２５５ｂは速度が遅い状態から徐々に加速する。これに対し、先幕第２時間、後幕第２時間の後半では、先幕２５５ａ、後幕２５５ｂの走行速度が設計速度に達しているため、像高ｙ＝０からｙ＝－ａまで略等速で走行する。
一般に、シャッタ装置２５５を構成するフォーカルプレーンシャッタは、バネなどによって付勢されている。そのため、先幕２５５ａの最後端、後幕２５５ｂの最先端の走行速度は、上記先幕第２時間、後幕第２時間内で一定とはならない。例えば、先幕第２時間、後幕第２時間の前半（像高ｙ＝＋ａからｙ＝＋ｂ）では、リリースされた先幕２５５ａ、後幕２５５ｂは速度が遅い状態から徐々に加速する。これに対し、先幕第２時間、後幕第２時間の後半では、先幕２５５ａ、後幕２５５ｂの走行速度が設計速度に達しているため、像高ｙ＝０からｙ＝－ａまで略等速で走行する。
【0056】
図７（ａ）は、後幕２５５ｂの最先端の走行曲線を拡大した図であり、撮像面２６０Ｓにおける像高ｙと、後幕２５５ｂが通過する時刻ｔ（図６（ａ））との関係を例示する図である。後幕２５５ｂの最先端の実際の走行曲線７１を実線により示し、走行曲線７１を近似した近似直線７２を破線により示す。近似直線７２は、全範囲（ｙ＝＋ａからｙ＝－ａ）で１つの近似直線を求めても良いし、ｙ＞０とｙ＜０のそれぞれに分けて２つの近似直線７２を求めても構わない。あるいは、直線７２は、後幕２５５ｂの速度変化が大きく変わるところを境として、例えばｙ＞＋ｂと＋ｂ＜ｙとの２つに分けても良いし、さらにｙ＞＋ｂ、＋ｂ＜ｙ＜－ｂおよび－ｂ＜ｙの３つに分けても良い。図６（ａ）で示したように、時刻ｔ２においてリリースされた後幕２５５ｂの最先端は、時刻ｔ４において像高ｙ＝＋ａを通過し、時刻ｔｂ２において像高ｙ＝＋ｂを通過し、時刻ｔ５において像高ｙ＝０を通過する。さらに、時刻ｔｂ４において像高ｙ＝－ｂを通過し、時刻ｔ６において像高ｙ＝－ａを通過する。
【0057】
走行曲線７１が示すように、シャッタ装置２５５の後幕２５５ｂの最先端の走行特性は、幕走行時間と走行距離とが比例しない非線形である。そのため、ボディ側制御部２３０が採用されたフォーカスエリアＰに対応する枠ＰＳの位置の像高に基づいて焦点検出用画素の露光タイミングを算出する場合、像高に比例して単純に露光タイミングをずらすだけでは、算出する露光タイミングと実際にシャッタ装置２５５が開くタイミングとが一致しない。
【0058】
本実施の形態によるボディ側制御部２３０は、採用されたフォーカスエリアＰに対応する枠ＰＳの焦点検出用画素の露光タイミングを算出するとき、シャッタ装置２５５の走行特性に合わせて露光タイミングを算出する。具体的に説明すると、ボディ側制御部２３０は、幕走行時間と走行距離とが比例する線形関係を有するかのように、走行曲線７１を直線近似する。上述した走行曲線７１を直線近似する場合には、ｙ＞０とｙ＜０の領域に分けて２つの近似直線７２を算出する。
算出した近似直線７２を使用して、各枠ＰＳの露光タイミングを算出する。ｙ＞０とｙ＜０でそれぞれ算出した、像高に対して比例関係にある近似直線７２を使用して各枠ＰＳを通過する時間を算出し、露光のタイミングを算出する。
なお、近似直線７２を使用せずに、走行曲線７１を使って露光タイミングを算出しても良い、また直線近似した近似直線７２に対し、実際の走行曲線７１と近似直線７２との差分を補正しても構わない。図７（ｂ）は、撮像面２６０Ｓにおける像高ｙと、差分を補正する場合の補正量との関係を例示する図である。
このように構成することで、露光タイミングの算出処理を、簡単で精度よく算出することができる。
算出した近似直線７２を使用して、各枠ＰＳの露光タイミングを算出する。ｙ＞０とｙ＜０でそれぞれ算出した、像高に対して比例関係にある近似直線７２を使用して各枠ＰＳを通過する時間を算出し、露光のタイミングを算出する。
なお、近似直線７２を使用せずに、走行曲線７１を使って露光タイミングを算出しても良い、また直線近似した近似直線７２に対し、実際の走行曲線７１と近似直線７２との差分を補正しても構わない。図７（ｂ）は、撮像面２６０Ｓにおける像高ｙと、差分を補正する場合の補正量との関係を例示する図である。
このように構成することで、露光タイミングの算出処理を、簡単で精度よく算出することができる。
【0059】
図５－図７を参照して、枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３の露光タイミングの算出を説明する。ボディ側制御部２３０の記憶部２３５には、図７（ａ）の近似直線７２を示すデータが記憶されている。この近似直線７２に基づいて後幕２５５ｂの最先端が通過する時刻を算出する。例えば図５の枠ＰＳ５２では後幕２５５ｂの最先端がｙ＝０を通過する時刻が、図７の近似直線７２から露光のタイミングはｔ５と算出される。
なお、走行曲線７１を使用して算出しても構わない。ボディ側制御部２３０の記憶部２３５に図７（ａ）の走行曲線７１を示すデータを記憶しておく。走行曲線７１は、例えば、製造時に後幕２５５ｂの走行曲線を測定し、記憶部２３５に記憶する。走行曲線７１を記憶する代わりに、近似曲線７２と図７（ｂ）の補正量を記憶しても構わない。その場合には、図７（ａ）の走行曲線７１は、近似直線７２を図７（ｂ）の補正量によって補正することにより算出できる。図７（ｂ）の補正量は、予めシャッタ装置２５５の幕走行時間を実測することによって求めてもよいし、シャッタ装置２５５の設計値に基づく値を採用してもよい。ボディ側制御部２３０は、シャッタ装置２５５に後幕２５５ｂをリリースさせる信号を出力する時刻ｔ２を起点として、走行曲線７１に基づいて後幕２５５ｂの最先端が通過する時刻を算出する。
また本実施形態では、露光タイミングを後幕２５５ｂの最先端の走行曲線７１または近似直線７２から求めたが、先幕２５５ａの最後端を使用しても構わない。また各枠ＰＳを先幕２５５ａの最先端が通過するタイミングと後幕２５５ｂの最先端が通過するタイミングをそれぞれ算出し、両者の真ん中のタイミングを露光タイミングとして算出しても構わない。
なお、走行曲線７１を使用して算出しても構わない。ボディ側制御部２３０の記憶部２３５に図７（ａ）の走行曲線７１を示すデータを記憶しておく。走行曲線７１は、例えば、製造時に後幕２５５ｂの走行曲線を測定し、記憶部２３５に記憶する。走行曲線７１を記憶する代わりに、近似曲線７２と図７（ｂ）の補正量を記憶しても構わない。その場合には、図７（ａ）の走行曲線７１は、近似直線７２を図７（ｂ）の補正量によって補正することにより算出できる。図７（ｂ）の補正量は、予めシャッタ装置２５５の幕走行時間を実測することによって求めてもよいし、シャッタ装置２５５の設計値に基づく値を採用してもよい。ボディ側制御部２３０は、シャッタ装置２５５に後幕２５５ｂをリリースさせる信号を出力する時刻ｔ２を起点として、走行曲線７１に基づいて後幕２５５ｂの最先端が通過する時刻を算出する。
また本実施形態では、露光タイミングを後幕２５５ｂの最先端の走行曲線７１または近似直線７２から求めたが、先幕２５５ａの最後端を使用しても構わない。また各枠ＰＳを先幕２５５ａの最先端が通過するタイミングと後幕２５５ｂの最先端が通過するタイミングをそれぞれ算出し、両者の真ん中のタイミングを露光タイミングとして算出しても構わない。
【0060】
（枠ＰＳ５１）
枠ＰＳ５１の露光タイミングを算出する場合、ボディ側制御部２３０は、近似直線７２に基づいて、後幕２５５ｂの最先端が枠ＰＳ５１を通過する時間を求めるために、後幕第１時間（５１）および後幕第２時間（５１）を算出する。後幕第１時間（５１）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂをリリースする信号が入力されてから後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａに到達するまでの時間である。後幕第２時間（５１）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａから枠ＰＳ５１が位置する像高ｙ＝＋ｂまで走行する時間である。すなわち後幕第１時間（５１）は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（図６参照）に相当し、後幕第２時間（５１）は、時刻ｔ４から時刻ｔｂ２までの時間（図７参照）に相当する。時刻ｔｂ２は、枠ＰＳ５１の位置における蓄積終了時刻である。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔｂ２から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ１を算出し、蓄積開始時刻とする。以上の演算により、枠ＰＳ５１の露光タイミングは時刻ｔｂ１から時刻ｔｂ２までとなる。
なお、本実施形態では枠ＰＳ５１の真ん中を後幕２５５ｂが通過する時刻を蓄積終了時刻としたが、枠ＰＳ５２のＹ軸の正方向の一辺（枠ＰＳ５２の最上端）を後幕２５５ｂが通過する時刻、または枠ＰＳ５２のＹ軸の負方向の一辺（枠ＰＳ５２の最下端）を後幕２５５ｂが通過する時刻を蓄積終了時刻としても良い。
枠ＰＳ５１の露光タイミングを算出する場合、ボディ側制御部２３０は、近似直線７２に基づいて、後幕２５５ｂの最先端が枠ＰＳ５１を通過する時間を求めるために、後幕第１時間（５１）および後幕第２時間（５１）を算出する。後幕第１時間（５１）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂをリリースする信号が入力されてから後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａに到達するまでの時間である。後幕第２時間（５１）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａから枠ＰＳ５１が位置する像高ｙ＝＋ｂまで走行する時間である。すなわち後幕第１時間（５１）は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（図６参照）に相当し、後幕第２時間（５１）は、時刻ｔ４から時刻ｔｂ２までの時間（図７参照）に相当する。時刻ｔｂ２は、枠ＰＳ５１の位置における蓄積終了時刻である。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔｂ２から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ１を算出し、蓄積開始時刻とする。以上の演算により、枠ＰＳ５１の露光タイミングは時刻ｔｂ１から時刻ｔｂ２までとなる。
なお、本実施形態では枠ＰＳ５１の真ん中を後幕２５５ｂが通過する時刻を蓄積終了時刻としたが、枠ＰＳ５２のＹ軸の正方向の一辺（枠ＰＳ５２の最上端）を後幕２５５ｂが通過する時刻、または枠ＰＳ５２のＹ軸の負方向の一辺（枠ＰＳ５２の最下端）を後幕２５５ｂが通過する時刻を蓄積終了時刻としても良い。
【0061】
（枠ＰＳ５２）
枠ＰＳ５２の露光タイミングを算出する場合、ボディ側制御部２３０は、近似直線７２に基づいて、後幕２５５ｂの最先端が枠ＰＳ５２を通過する時間を求めるために、後幕第１時間（５２）および後幕第２時間（５２）を算出する。後幕第１時間（５２）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂをリリースする信号が入力されてから後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａに到達するまでの時間であり、上記の後幕第１時間（５１）と同じである。後幕第２時間（５２）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａから枠ＰＳ５２が位置する像高ｙ＝０まで走行する時間である。すなわち後幕第１時間（５２）は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（図６参照）に相当し、後幕第２時間（５２）は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間（図７参照）に相当する。時刻ｔ５は、枠ＰＳ５２の位置における蓄積終了時刻である。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔ５から蓄積時間を遡った時刻ｔ３を算出し、蓄積開始時刻とする。以上の演算により、枠ＰＳ５２の露光タイミングは時刻ｔ３から時刻ｔ５までとなる。
枠ＰＳ５２の露光タイミングを算出する場合、ボディ側制御部２３０は、近似直線７２に基づいて、後幕２５５ｂの最先端が枠ＰＳ５２を通過する時間を求めるために、後幕第１時間（５２）および後幕第２時間（５２）を算出する。後幕第１時間（５２）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂをリリースする信号が入力されてから後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａに到達するまでの時間であり、上記の後幕第１時間（５１）と同じである。後幕第２時間（５２）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａから枠ＰＳ５２が位置する像高ｙ＝０まで走行する時間である。すなわち後幕第１時間（５２）は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（図６参照）に相当し、後幕第２時間（５２）は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間（図７参照）に相当する。時刻ｔ５は、枠ＰＳ５２の位置における蓄積終了時刻である。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔ５から蓄積時間を遡った時刻ｔ３を算出し、蓄積開始時刻とする。以上の演算により、枠ＰＳ５２の露光タイミングは時刻ｔ３から時刻ｔ５までとなる。
【0062】
（枠ＰＳ５３）
枠ＰＳ５３の露光タイミングを算出する場合、ボディ側制御部２３０は、近似直線７２に基づいて、後幕２５５ｂの最先端が枠ＰＳ５３を通過する時間を求めるために、後幕第１時間（５３）および後幕第２時間（５３）を算出する。後幕第１時間（５３）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂをリリースする信号が入力されてから後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａに到達するまでの時間であり、上記の後幕第１時間（５１）と同じである。後幕第２時間（５３）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａから枠ＰＳ５３が位置する像高ｙ＝－ｂまで走行する時間である。すなわち後幕第１時間（５３）は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（図６参照）に相当し、後幕第２時間（５１）は、時刻ｔ４から時刻ｔｂ４までの時間（図７参照）に相当する。時刻ｔｂ４は、枠ＰＳ５３の位置における蓄積終了時刻である。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔｂ４から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ３を算出し、蓄積開始時刻とする。以上の演算により、枠ＰＳ５３の露光タイミングは時刻ｔｂ３から時刻ｔｂ４までとなる。
枠ＰＳ５３の露光タイミングを算出する場合、ボディ側制御部２３０は、近似直線７２に基づいて、後幕２５５ｂの最先端が枠ＰＳ５３を通過する時間を求めるために、後幕第１時間（５３）および後幕第２時間（５３）を算出する。後幕第１時間（５３）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂをリリースする信号が入力されてから後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａに到達するまでの時間であり、上記の後幕第１時間（５１）と同じである。後幕第２時間（５３）は、近似直線７２に基づいて算出される、後幕２５５ｂの最先端が像高ｙ＝＋ａから枠ＰＳ５３が位置する像高ｙ＝－ｂまで走行する時間である。すなわち後幕第１時間（５３）は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（図６参照）に相当し、後幕第２時間（５１）は、時刻ｔ４から時刻ｔｂ４までの時間（図７参照）に相当する。時刻ｔｂ４は、枠ＰＳ５３の位置における蓄積終了時刻である。ボディ側制御部２３０は、時刻ｔｂ４から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ３を算出し、蓄積開始時刻とする。以上の演算により、枠ＰＳ５３の露光タイミングは時刻ｔｂ３から時刻ｔｂ４までとなる。
【0063】
以上の説明をまとめると以下の通りである。シャッタ装置２５５の先幕２５５ａ、後幕２５５ｂがＹ軸方向に移動するため、撮像面２６０ＳにおいてＹ軸方向に像高が異なる位置の枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３は、それぞれ先幕２５５ａの最後端、後幕２５５ｂの最先端が通過する時刻が異なる。これにより、枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３における焦点検出用画素の露光タイミングが異なる。
【0064】
枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３における焦点検出用画素の露光タイミングが異なると、フォーカスレンズ３６１ａが移動中である場合、枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３においてそれぞれ焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置が異なる。
【0065】
しかしながら、ボディ側制御部２３０は、採用されたフォーカスエリアＰに対応する枠ＰＳの像高に基づき、対応する枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３における焦点検出用画素の露光タイミングを算出し、算出した露光タイミングにおけるフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を算出する。図６（ｂ）に示すように、カメラボディ２のボディ側制御部２３０は、レンズ側制御部３３０から送信されたフォーカスレンズ３６１ａの位置情報と、算出した露光タイミングとに基づき、焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を算出する。ボディ側制御部２３０は、算出したフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を信号処理部２７０へ送る。このように構成することにより、信号処理部２７０は、焦点検出用画素信号が取得された時点のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
【0066】
＜瞳位置による変更＞
後幕第１時間および後幕第２時間は、撮像光学系３６０の瞳位置によってその長さを補正する。本実施の形態では、撮像光学系３６０の射出瞳の位置から撮像面２６０Ｓまでの距離を瞳距離と称する。図８は、瞳距離と撮像面２６０Ｓへ入射される光線を示す模式図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は光学系の瞳距離が異なる場合を示している。瞳距離は（ｂ）＜（ａ）＜（ｃ）である。
後幕第１時間および後幕第２時間は、撮像光学系３６０の瞳位置によってその長さを補正する。本実施の形態では、撮像光学系３６０の射出瞳の位置から撮像面２６０Ｓまでの距離を瞳距離と称する。図８は、瞳距離と撮像面２６０Ｓへ入射される光線を示す模式図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は光学系の瞳距離が異なる場合を示している。瞳距離は（ｂ）＜（ａ）＜（ｃ）である。
【0067】
一般に、撮像光学系３６０の光学特性により、撮像面２６０Ｓにおいて光軸Ｏに近い中央部には、撮像光学系３６０を通過した光が略垂直に入射するのに対し、撮像面２６０Ｓにおいて像高が高い位置ほど、撮像光学系３６０を通過した光が斜めに入射される。撮像光学系３６０を通過した光が斜めに入射される光の角度は、瞳距離が短くなるほど大きくなる。
【0068】
シャッタ幕２５５ａ、２５５ｂが走行する位置は、撮像面２６０Ｓよりも撮像光学系３６０に近い。そのため、図８（ｂ）において顕著に見られるように、像高が高い位置に斜めに光線が入射される場合、撮像面２６０Ｓよりも撮像光学系３６０に近い位置にあるシャッタ装置２５５のシャッタ幕２５５ａ、２５５ｂが光線を遮る像高ｈ１と、実際に撮像面２６０Ｓに入射する光線の像高ｈ２とが異なる。そして、上記像高ｈ１と、上記像高ｈ２との差は、瞳距離が短くなるほど大きくなる。図８（ｂ）の像高ｈ１と像高ｈ２との差ｇ２は、図８（ａ）の像高ｈ１と像高ｈ２との差ｇ１より大きく、図８（ａ）の像高ｈ１と像高ｈ２との差ｇ１は、図８（ｃ）の像高ｈ１と像高ｈ２との差ｇ３よりも大きい。
【0069】
レンズ側制御部３３０は、後幕２５５ｂについての後幕第１時間および後幕第２時間を、上記瞳距離によって変化させる。具体的には、撮像光学系３６０の瞳距離が短いほど、後幕第１時間を長く補正するとともに、後幕第２時間の終了時刻を短く補正する。このように構成することにより、撮像光学系３６０の瞳距離によって、シャッタ幕２５５ａ、２５５ｂが存在する像高ｈ１と実際に撮像面２６０Ｓに入射する光線の像高ｈ２が異なることに起因する露光時間（電荷蓄積時間）の違いを考慮して、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0070】
また、シャッタ幕が存在する像高ｈ１と実際に撮像面２６０Ｓに入射する光線の像高ｈ２が異なることに起因する露光時間（電荷蓄積時間）の違いを考慮して、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることによって、信号処理部２７０は、焦点検出用画素信号が取得された露光時間（電荷蓄積時間）のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
【0071】
補正後の後幕第１時間および後幕第２時間を、テーブル値として記憶部２３５に記憶してもよい。図９は、テーブル値を例示する図である。図９のテーブルには、図８（ａ）の瞳位置に対応する交換レンズＡと、図８（ｂ）の瞳位置に対応する交換レンズＢと、図８（ｃ）の瞳位置に対応する交換レンズＣとについて、それぞれ、撮像面２６０ＳにおいてＹ軸方向に像高が異なる位置の枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３の第１時間（５１）、第２時間（５１）、第１時間（５２）、第２時間（５２）、第１時間（５３）、第２時間（５３）の値が格納される。
【0072】
本実施の形態では、先幕第１時間と後幕第１時間は略等しく、先幕第２時間と後幕第２時間は略等しいこととしたので、テーブルは１つでよい。もし先幕２５５ａと後幕２５５ｂの走行性能が異なる場合など、先幕第１時間と後幕第１時間が異なる、あるいは先幕第２時間と後幕第２時間が異なる場合は、それぞれに対応してテーブルを用意すれば良い。
交換レンズ３の種類が４種以上の場合は、図９のテーブルに追加の交換レンズの値を加えればよい。また、撮像面２６０ＳにおいてＹ軸方向に像高が異なる位置の枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３以外にもフォーカスエリアを加える場合には、加えた位置に対して図９のテーブルに値を加えればよい。
交換レンズ３の種類が４種以上の場合は、図９のテーブルに追加の交換レンズの値を加えればよい。また、撮像面２６０ＳにおいてＹ軸方向に像高が異なる位置の枠ＰＳ５１、ＰＳ５２、ＰＳ５３以外にもフォーカスエリアを加える場合には、加えた位置に対して図９のテーブルに値を加えればよい。
【0073】
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態では、連写撮影において、焦点検出用画素で電荷を蓄積中のフォーカスレンズの位置と算出したデフォーカス量とに基づいて、次の撮像のためにフォーカスレンズを駆動するのでフォーカスレンズの合焦速度が速くなる。
また、フォーカスレンズが駆動中にも撮像を行うので撮像速度を上げることができる。また連写の速度を上げることもできる。
シャッタの後幕の走行速度が一定でない非線型の走行特性を有していても、後幕による遮光時刻を基に、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。適切な焦点検出用画素の露光タイミングを求めることは、フォーカスレンズの駆動量を演算する基になるフォーカスレンズの位置を正しく求めることにつながる。
（１）本実施形態では、連写撮影において、焦点検出用画素で電荷を蓄積中のフォーカスレンズの位置と算出したデフォーカス量とに基づいて、次の撮像のためにフォーカスレンズを駆動するのでフォーカスレンズの合焦速度が速くなる。
また、フォーカスレンズが駆動中にも撮像を行うので撮像速度を上げることができる。また連写の速度を上げることもできる。
シャッタの後幕の走行速度が一定でない非線型の走行特性を有していても、後幕による遮光時刻を基に、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。適切な焦点検出用画素の露光タイミングを求めることは、フォーカスレンズの駆動量を演算する基になるフォーカスレンズの位置を正しく求めることにつながる。
【0074】
（２）シャッタ装置の走行曲線に基づく後幕による遮光時刻を基に、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0075】
（３）撮像素子内におけるフォーカスエリア（合焦エリア）に対応する枠の位置に対応した遮光タイミング（開口時間）を求める。このように構成したので、撮像面において後幕の走行方向（Ｙ軸方向）に像高が異なる複数の位置の枠において後幕が通過する時刻が異なっても、それぞれの位置において焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0076】
（４）撮像光学系の射出瞳距離の情報を用いて遮光タイミングを求める。このように構成したので、撮像光学系の射出瞳距離の違いによって、後幕が光線を遮る像高と実際に撮像面に入射する光線の像高が異なることに起因する露光時間（電荷蓄積時間）の違いを考慮して、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0077】
（５）シャッタは、撮像素子の露光を開始する先幕と遮光する後幕とを有する。このように構成したので、先幕による露光開始時刻、後幕による遮光時刻を基に、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0078】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、カメラボディ２のセンサ駆動部２６５を用いて撮像素子２６０を光軸Ｏと交差する方向に移動させて振れ補正を行う。第２の実施形態によるカメラシステム１の要部構成は、図３と同様である。ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０が光軸Ｏと交差する方向に移動量（移動した位置）によって、第１の実施形態において説明した後幕第１時間および後幕第２時間の長さを補正する。以下、詳細に説明する。
第２の実施形態では、カメラボディ２のセンサ駆動部２６５を用いて撮像素子２６０を光軸Ｏと交差する方向に移動させて振れ補正を行う。第２の実施形態によるカメラシステム１の要部構成は、図３と同様である。ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０が光軸Ｏと交差する方向に移動量（移動した位置）によって、第１の実施形態において説明した後幕第１時間および後幕第２時間の長さを補正する。以下、詳細に説明する。
【0079】
図１０は、図３に例示した構成のうち、第２の実施形態による焦点検出装置の構成を説明する図である。図１０には、レンズ側制御部３３０と、レンズ側通信部３４０と、フォーカスレンズ３６１ａと、レンズ駆動部３７０ａと、振れ補正レンズ３６１ｂと、レンズ駆動部３７０ｂと、振れセンサ３９０と、ボディ側制御部２３０と、ボディ側通信部２４０と、シャッタ装置２５５と、撮像素子２６０と、センサ駆動部２６５と、信号処理部２７０とを示す。
【0080】
＜振れ補正動作の説明＞
振れセンサ３９０は、例えば、角速度センサ３９０ａと加速度センサ３９０ｂとによって構成される。角速度センサ３９０ａは、カメラシステム１の回転運動によって発生する角速度を検出する。角速度センサ３９０ａは、例えばＸ軸と平行な軸、Ｙ軸と平行な軸、光軸Ｏと平行な軸の各軸回りの回転をそれぞれ検出し、検出信号をレンズ側制御部３３０へ送出する。角速度センサ３９０ａは、ジャイロセンサとも称される。
振れセンサ３９０は、例えば、角速度センサ３９０ａと加速度センサ３９０ｂとによって構成される。角速度センサ３９０ａは、カメラシステム１の回転運動によって発生する角速度を検出する。角速度センサ３９０ａは、例えばＸ軸と平行な軸、Ｙ軸と平行な軸、光軸Ｏと平行な軸の各軸回りの回転をそれぞれ検出し、検出信号をレンズ側制御部３３０へ送出する。角速度センサ３９０ａは、ジャイロセンサとも称される。
【0081】
また、加速度センサ３９０ｂは、カメラシステム１の並進運動で発生する加速度を検出する。加速度センサ３９０ｂは、例えばＸ軸と平行な軸、Ｙ軸と平行な軸方向の加速度をそれぞれ検出し、検出信号をレンズ側制御部３３０へ送出する。加速度センサ３９０ｂは、Ｇセンサとも称される。なお、振れセンサ３９０はカメラボディ２内に配置しても良い。角速度センサ３９０ａおよび加速度センサ３９０ｄの両方をカメラホディ２内に配置しても良いし、いずれか一方をカメラボディ２内に配置し他方を交換レンズ３内に配置しても良い。
【0082】
カメラシステム１は、レンズ駆動部３７０ｂによって振れ補正レンズ３６１ｂを駆動させて行う振れ補正と、センサ駆動部２６５によって撮像素子２６０を駆動させて行う振れ補正とが可能に構成されている。そのため、例えば、振れセンサ３９０による検出信号に基づいて振れ補正レンズ３６１ｂを駆動する振れ補正を行い、振れ補正レンズ３６１ｂによる振れ補正しても残る（残留する）振れ量について、撮像素子２６０を駆動して振れ補正を行う。
【0083】
一般に、カメラシステム１で発生する振れは、カメラシステム１の回転運動に伴う角度振れと、カメラシステム１の並進移動に伴う並進振れとに分けられる。レンズ側制御部３３０は、振れセンサ３９０の検出信号に基づいて、角度振れと並進振れをそれぞれ算出する。
レンズ側制御部３３０は、例えば、角速度センサ３９０ａによるＸ軸と平行な軸回り（Pitch方向）の検出信号を用いて、回転運動によるＹ軸方向の角度振れを算出する。また、レンズ側制御部３３０は、角速度センサ３９０ａによるＹ軸と平行な軸回り（Yaw方向）の検出信号を用いて、回転運動によるＸ軸方向の角度振れを算出する。
レンズ側制御部３３０は、例えば、角速度センサ３９０ａによるＸ軸と平行な軸回り（Pitch方向）の検出信号を用いて、回転運動によるＹ軸方向の角度振れを算出する。また、レンズ側制御部３３０は、角速度センサ３９０ａによるＹ軸と平行な軸回り（Yaw方向）の検出信号を用いて、回転運動によるＸ軸方向の角度振れを算出する。
【0084】
さらにレンズ側制御部３３０は、加速度センサ３９０ｂによるＸ軸方向の検出信号を用いて、並進運動によるＸ軸方向の並進振れを算出する。また、レンズ側制御部３３０は、加速度センサ３９０ｂによるＹ軸方向の検出信号を用いて、並進運動によるＹ軸方向の並進振れを算出する。
【0085】
そして、レンズ側制御部３３０は、上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向の角度振れと、上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向の並進振れとをＸ軸、Ｙ軸ごとに足し合わせて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の全振れ量を算出する。例えば、ある軸方向について算出された角度振れと並進振れの向きが同じ場合は、足し合わせにより全振れ量が大きくなるが、算出された２つの振れの向きが異なる（向きに逆方向の成分がある）場合は、足し合わせにより全振れ量が小さくなる。このように、各軸の角度振れ、並進振れの向きにより正負の符号をつけて足し合わせ演算を行う。
【0086】
レンズ側制御部３３０はさらに、足し合わせ後のＸ軸方向およびＹ軸方向の全振れ量に基づいて、撮像素子２６０の撮像面２６０Ｓにおける位置に換算した撮像面全振れ量を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とについてそれぞれ算出する。
【0087】
レンズ側制御部３３０は、例えば、算出した撮像面全振れ量のうち、予め定めた分担比の振れ量を打ち消す向きに、振れ補正レンズ３６１ｂを移動させるための振れ補正レンズ３６１ｂの目標位置を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とについてそれぞれ演算する。分担比は、交換レンズ３で行う振れ補正量と、カメラボディ２で行う振れ補正量の比である。
【0088】
振れ補正レンズ３６１ｂの目標位置を演算したレンズ側制御部３３０は、レンズ駆動部３７０ｂへ駆動信号を出力し、振れ補正レンズ３６１ｂを駆動させる。駆動信号を受けたレンズ駆動部３７０ｂは、振れ補正レンズ３６１ｂを光軸Ｏと交差するＸ軸およびＹ軸方向へ、それぞれ上記Ｘ軸方向の目標位置、上記Ｙ軸方向の目標位置へ移動させる。
【0089】
一方、ボディ側制御部２３０は、通信によってボディ側通信部２４０で受信された撮像面全振れ量のうち、上記分担比の振れ量を打ち消す向きに撮像素子２６０を移動させるための撮像素子２６０の目標位置を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とについてそれぞれ演算する。
【0090】
撮像素子２６０の目標位置を演算したボディ側制御部２３０は、センサ駆動部２６５へ駆動信号を出力し、撮像素子２６０を駆動させる。駆動信号を受けたセンサ駆動部２６５は、撮像素子２６０を光軸Ｏと交差するＸ軸およびＹ軸方向へ、それぞれ上記Ｘ軸方向の目標位置、上記Ｙ軸方向の目標位置へ移動させる。
上述では、角度振れと併進振れを足し合わせた結果を、交換レンズ３で行う振れ補正量と、カメラボディ２で行う振れ補正量とに分担したが、例えば交換レンズ３（レンズ側制御部３３０）で角度振れの振れ補正を行いカメラボディ２（ボディ側制御部２３０）で併進振れの振れ補正を行っても良い。
上述では、角度振れと併進振れを足し合わせた結果を、交換レンズ３で行う振れ補正量と、カメラボディ２で行う振れ補正量とに分担したが、例えば交換レンズ３（レンズ側制御部３３０）で角度振れの振れ補正を行いカメラボディ２（ボディ側制御部２３０）で併進振れの振れ補正を行っても良い。
【0091】
＜振れ補正時の変更＞
センサ駆動部２６５が移動させる撮像素子２６０の移動方向がＹ軸方向の成分を有する場合、シャッタ装置２５５はカメラボディに固定されているため、撮像素子２６０とシャッタ装置２５５のＹ軸方向の相対的な位置関係が変化する。すなわち、撮像素子２６０が振れ補正のためにＹ軸方向に移動することによって走行するシャッタ幕２５５ａ，２５５ｂに対して撮像素子２６０の相対位置が変わる。後幕２５５ｂに着目すると、上述した後幕第１時間、後幕第２時間に変化が生じる。そのため、ボディ側制御部２３０は、算出した撮像素子２６０の目標位置のＹ軸成分に基づき、後幕第１時間および後幕第２時間の長さを以下のように補正する。
センサ駆動部２６５が移動させる撮像素子２６０の移動方向がＹ軸方向の成分を有する場合、シャッタ装置２５５はカメラボディに固定されているため、撮像素子２６０とシャッタ装置２５５のＹ軸方向の相対的な位置関係が変化する。すなわち、撮像素子２６０が振れ補正のためにＹ軸方向に移動することによって走行するシャッタ幕２５５ａ，２５５ｂに対して撮像素子２６０の相対位置が変わる。後幕２５５ｂに着目すると、上述した後幕第１時間、後幕第２時間に変化が生じる。そのため、ボディ側制御部２３０は、算出した撮像素子２６０の目標位置のＹ軸成分に基づき、後幕第１時間および後幕第２時間の長さを以下のように補正する。
【0092】
例えば、後幕２５５ｂが走行する方向と撮像素子２６０が振れ補正のために移動する方向とが等しい場合（撮像素子２６０がＹ軸の－方向に移動する場合）、後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度は相対的に低下する。この場合、ボディ側制御部２３０は、後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度が低下するほど、後幕第１時間および後幕第２時間をいずれも長く補正する。このように構成することにより、振れ補正を行うセンサ駆動部２６５が撮像素子２６０を後幕２５５ｂの走行方向と同じ方向に移動させた場合、ボディ側制御部２３０は、後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度の低下を考慮して、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0093】
また、上記振れ補正に伴う後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度の低下を考慮して焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることによって、信号処理部２７０は、焦点検出用画素信号が取得された露光時間（電荷蓄積時間）のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
【0094】
上記と異なり、後幕２５５ｂが走行する方向と撮像素子２６０が振れ補正のために移動する方向とが反対の場合（撮像素子２６０がＹ軸の＋方向に移動する場合）、後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度は相対的に上昇する。この場合、ボディ側制御部２３０は、後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度が上昇するほど、後幕第１時間および後幕第２時間をいずれも短く補正する。このように構成することにより、振れ補正を行うセンサ駆動部２６５が撮像素子２６０を後幕２５５ｂの走行方向と反対方向に移動させた場合、ボディ側制御部２３０は、後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度の上昇を考慮して、焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることができる。
【0095】
また、上記振れ補正に伴う後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度の上昇を考慮して焦点検出用画素の露光タイミングを適切に求めることによって、信号処理部２７０は、焦点検出用画素信号が取得された露光時間（電荷蓄積時間）のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出することができる。
上記の第２の実施の形態では、レンズ駆動部３７０ｂによって振れ補正レンズ３６１ｂを駆動させて行う振れ補正と、センサ駆動部２６５によって撮像素子２６０を駆動させて行う振れ補正とを行う例示をしたが、撮像素子２６０を駆動させる振れ補正のみでも良い。すなわち、交換レンズ３が振れ補正レンズ３６１ｂを備えず、ボディ側制御部２３０の指示によるセンサ駆動部２６５で撮像素子２６０を駆動させて振れ補正を行っても良い。
上記の第２の実施の形態では、レンズ駆動部３７０ｂによって振れ補正レンズ３６１ｂを駆動させて行う振れ補正と、センサ駆動部２６５によって撮像素子２６０を駆動させて行う振れ補正とを行う例示をしたが、撮像素子２６０を駆動させる振れ補正のみでも良い。すなわち、交換レンズ３が振れ補正レンズ３６１ｂを備えず、ボディ側制御部２３０の指示によるセンサ駆動部２６５で撮像素子２６０を駆動させて振れ補正を行っても良い。
【0096】
上述した第２の実施の形態による焦点検出装置によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。すなわち、焦点検出装置は、撮像素子２６０を駆動するセンサ駆動部２６５と、撮像素子２６０の位置を検出するセンサ駆動部２６５とを有し、ボディ側制御部２３０は、センサ駆動部２６５で検出された位置を用いて遮光時刻を求める。
このように構成したので、シャッタ装置２５５の後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度が相対的に変化しても、ボディ側制御部２３０は、後幕２５５ｂの相対的な走行速度の変化を考慮して、焦点検出用画素の遮光時刻を適切に求めることができる。この結果、信号処理部２７０が、実際の電荷蓄積時間のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出できる。
このように構成したので、シャッタ装置２５５の後幕２５５ｂの撮像素子２６０に対する走行速度が相対的に変化しても、ボディ側制御部２３０は、後幕２５５ｂの相対的な走行速度の変化を考慮して、焦点検出用画素の遮光時刻を適切に求めることができる。この結果、信号処理部２７０が、実際の電荷蓄積時間のフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を起点として合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を適切に算出できる。
【0097】
（変形例１）
上述した説明では、先幕２５５ａと後幕２５５ｂとを有するシャッタ装置２５５を例に説明したが、先幕２５５ａが省略され、後幕２５５ｂ相当のみを有するシャッタ装置を備えるようにしてもよい。ボディ側制御部２３０は、電子シャッタ制御により撮像素子２６０に電荷蓄積動作を開始させて、続いてシャッタ装置２５５を閉駆動させる。ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０から信号処理部２７０へ転送された焦点検出用画素信号に基づき、信号処理部２７０に焦点検出演算を行わせる。
上述した説明では、先幕２５５ａと後幕２５５ｂとを有するシャッタ装置２５５を例に説明したが、先幕２５５ａが省略され、後幕２５５ｂ相当のみを有するシャッタ装置を備えるようにしてもよい。ボディ側制御部２３０は、電子シャッタ制御により撮像素子２６０に電荷蓄積動作を開始させて、続いてシャッタ装置２５５を閉駆動させる。ボディ側制御部２３０は、撮像素子２６０から信号処理部２７０へ転送された焦点検出用画素信号に基づき、信号処理部２７０に焦点検出演算を行わせる。
【0098】
変形例１の場合、採用されたフォーカスエリアＰに対応する枠ＰＳの位置に配置された焦点検出用画素に対して電子シャッタ制御により電荷蓄積動作を開始させる時刻は、上述した実施形態において算出した蓄積開始時刻に相当する。
すなわち、枠ＰＳ５１の露光タイミングを算出する場合、枠ＰＳ５１の位置における蓄積終了時刻である時刻ｔｂ２から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ１を算出し、蓄積開始時刻とする。
また、枠ＰＳ５２の露光タイミングを算出する場合、枠ＰＳ５２の位置における蓄積終了時刻である時刻ｔ５から蓄積時間を遡った時刻ｔ３を算出し、蓄積開始時刻とする。
さらにまた、枠ＰＳ５３の露光タイミングを算出する場合、枠ＰＳ５３の位置における蓄積終了時刻である時刻ｔｂ４から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ３を算出し、蓄積開始時刻とする。
すなわち、枠ＰＳ５１の露光タイミングを算出する場合、枠ＰＳ５１の位置における蓄積終了時刻である時刻ｔｂ２から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ１を算出し、蓄積開始時刻とする。
また、枠ＰＳ５２の露光タイミングを算出する場合、枠ＰＳ５２の位置における蓄積終了時刻である時刻ｔ５から蓄積時間を遡った時刻ｔ３を算出し、蓄積開始時刻とする。
さらにまた、枠ＰＳ５３の露光タイミングを算出する場合、枠ＰＳ５３の位置における蓄積終了時刻である時刻ｔｂ４から蓄積時間を遡った時刻ｔｂ３を算出し、蓄積開始時刻とする。
【0099】
（変形例２）
移動する主要被写体がカメラシステム１に近づく場面を連写する場合、ボディ側制御部２３０が、複数のコマにおけるデフォーカス量の演算結果に基づいてフォーカスレンズ３６１の位置を予測するようにしてもよい。図１１は、連写時に行われるＡＦ動作を説明するタイミングチャートである。図６のタイミングチャートと比べると、フォーカスレンズの位置が相違する他は、図６と同様である。ボディ側制御部２３０は、コマ毎に信号処理部２７０によって算出される焦点検出演算結果に基づき、コマ毎に交換レンズ３へフォーカス駆動を指示する。
移動する主要被写体がカメラシステム１に近づく場面を連写する場合、ボディ側制御部２３０が、複数のコマにおけるデフォーカス量の演算結果に基づいてフォーカスレンズ３６１の位置を予測するようにしてもよい。図１１は、連写時に行われるＡＦ動作を説明するタイミングチャートである。図６のタイミングチャートと比べると、フォーカスレンズの位置が相違する他は、図６と同様である。ボディ側制御部２３０は、コマ毎に信号処理部２７０によって算出される焦点検出演算結果に基づき、コマ毎に交換レンズ３へフォーカス駆動を指示する。
【0100】
ボディ側制御部２３０は、前コマの撮像時に取得された焦点検出用画素信号に基づいて算出されたデフォーカス量が、ｎ－１コマ、ｎコマ、ｎ＋１コマと増加している場合、例えば、過去の複数コマ分のデフォーカス量の増加の割合に基づき、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を予測する。フォーカスレンズ３６１ａの目標位置をｎ＋１コマ目の撮像時に取得された焦点検出用画素信号に基づいて算出する場合、通常の場合においては目標位置をＱ１にするところ、変形例２においてはデフォーカス量の増加の割合を加味して目標位置をＱ２とする。このように構成することにより、速く移動する主要被写体を連写する場合に、主要被写体に対してピントを合わせ続けることができる。なお、移動する主要被写体がカメラシステム１から遠ざかる場面を連写する場合も、上記と同様にボディ側制御部２３０が、複数のコマにおけるデフォーカス量の演算結果に基づいてフォーカスレンズ３６１の位置を予測するようにしてもよい。
【0101】
変形例２のように、デフォーカス量の変化を予測しながらフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出する場合、蓄積期間中におけるフォーカスレンズ３６１ａの平均位置が正しくないと、ピントを合わせ続けることが難しい。しかしながら、ボディ側制御部２３０は、上記実施の形態により算出した露光タイミングと、レンズ側制御部３３０から送信されたフォーカスレンズ３６１ａの位置情報とに基づいて平均位置を算出するので、蓄積期間中におけるフォーカスレンズ３６１ａの平均位置を正しく求めることができるため、デフォーカス量の変化を予測しながらフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出する場合にも好適である。
【0102】
変形例２によれば、以下の作用効果が得られる。すなわち、複数の演算結果に基づいてフォーカスレンズの位置を予測するので、例えば、速く移動する主要被写体を連写する場合において主要被写体に対してピントを合わせ続けることができる。
【0103】
（変形例３）
上述した実施の形態では、撮像素子２６０の電荷蓄積中のフォーカスレンズ３６１ａの位置情報が取得できる場合を例に説明した。電荷蓄積中のフォーカスレンズ３６１ａの位置情報が取得できない場合は、電荷蓄積前に取得された直近の位置情報、または、電荷蓄積後に取得された直近の位置情報を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出してもよい。
あるいは、電荷蓄積前後にそれぞれ取得された直近の位置情報の加重平均をとり、加重平均された位置情報を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出してもよい。
上述した実施の形態では、撮像素子２６０の電荷蓄積中のフォーカスレンズ３６１ａの位置情報が取得できる場合を例に説明した。電荷蓄積中のフォーカスレンズ３６１ａの位置情報が取得できない場合は、電荷蓄積前に取得された直近の位置情報、または、電荷蓄積後に取得された直近の位置情報を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出してもよい。
あるいは、電荷蓄積前後にそれぞれ取得された直近の位置情報の加重平均をとり、加重平均された位置情報を起点として、合焦位置までのフォーカスレンズ３６１ａの移動量を算出してもよい。
【0104】
（変形例４）
上述した実施の形態では、フォーカスレンズ３６１ａの移動中に焦点検出用画素信号が取得される（電荷蓄積される）例を説明したが、電荷蓄積時はフォーカシングレンズ３６１ａを移動させずに停止させておいてもよい。
上述した実施の形態では、フォーカスレンズ３６１ａの移動中に焦点検出用画素信号が取得される（電荷蓄積される）例を説明したが、電荷蓄積時はフォーカシングレンズ３６１ａを移動させずに停止させておいてもよい。
【0105】
本発明は上述した内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【0106】
１…カメラシステム、２…カメラボディ、３…交換レンズ、２３０…ボディ側制御部、２３５…記憶部、２４０…ボディ側通信部、２５５…シャッタ装置、２５５ａ…先幕、２５５ｂ…後幕、２６０…撮像素子、２６５…センサ駆動部、２７０…信号処理部、３３０…レンズ側制御部、３４０…レンズ側通信部、３５０…レンズ側記憶部、３６０…撮像光学系、３７０…レンズ駆動部、Ｐ…フォーカスエリア、
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】