WO2019058972A1 - 撮像装置及び撮像装置の合焦制御方法 - Google Patents

撮像装置及び撮像装置の合焦制御方法 Download PDF

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WO2019058972A1
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focus lens
focusing
lens
drive
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和田　哲
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富士フイルム株式会社
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    • G02B7/282—Autofocusing of zoom lenses

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus and a focusing control method thereof.
  • the AF (autofocus / autofocus) of the imaging device is performed by detecting a focus state using phase difference, contrast, and the like, and moving a focus lens based on the detection result.
  • infrared rays, ultrasonic waves, or the like are irradiated to measure the distance to the subject, and the focus lens is moved based on the measurement results.
  • Patent Documents 1 and 2 propose a method of moving an image sensor so as to cancel an overshoot when the focus lens is stopped.
  • Patent Literatures 1 and 2 In order to make AF faster by the methods of Patent Literatures 1 and 2, it is necessary to move the focus lens faster. However, there is a limit to the speed that can be increased. In addition, in order to move the focusing lens at a higher speed, a large motor and a large amount of power are required, and there is a problem that the size of the apparatus is increased and the power consumption is increased.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an imaging device capable of speeding up AF and a focusing control method thereof.
  • the means for solving the above problems are as follows.
  • An imaging lens having a focus lens, a focus lens drive unit for driving the focus lens, an image sensor, an image sensor movement drive unit for moving the image sensor along the optical axis, and a focus on an object
  • the focus lens drive control unit controls the drive of the focus lens based on the drive target setting unit that sets the drive target of the focus lens, the drive target set by the drive target setting unit, and the focus lens drive control unit
  • the image sensor movement control unit moves the image sensor to focus before stopping the driving of the image sensor, and moves the image sensor until the focus lens stops after focusing to maintain the in-focus state. apparatus.
  • the image sensor moves before the drive is stopped, and the object is brought into focus early. Even after focusing, the image sensor moves until the focus lens stops, and the in-focus state is maintained. This makes it possible to shorten the time to focus and to speed up the AF.
  • the focus lens drive unit moves the focus lens along the optical axis, the drive target setting unit sets the target position of the focus lens for focusing on the subject as the drive target, and the focus lens drive control unit
  • the focusing of the imaging lens is performed by moving the focusing lens along the optical axis.
  • the drive target is set as a target position of the focus lens for focusing on the subject.
  • the focus lens drive control unit moves the focus lens to the target position.
  • the image sensor movement control unit moves the image sensor for focusing before the focus lens reaches the target position. After focusing, the image sensor is moved to follow or synchronize with the movement of the focus lens, and the in-focus state is maintained.
  • the passive or active autofocus sensor is provided, and the drive target of the focus lens for focusing on the subject is set based on the output of the autofocus sensor.
  • the phase difference detection autofocus sensor is provided, and the drive target of the focus lens for focusing on the subject is set based on the output of the phase difference detection autofocus sensor.
  • the phase difference detection type autofocus sensor is configured of a plurality of phase difference detection pixels provided on the imaging surface of the image sensor. That is, the focus state is detected by the image plane phase difference method, and the drive target of the focus lens is set based on the detection result.
  • the image plane phase difference method it is possible to directly detect the direction and amount of defocus even while the image sensor is moving. Thereby, control of movement of the image sensor can be further simplified.
  • the reference position of the image sensor is set to the position of the flange back defined by the imaging lens.
  • the optical performance of the imaging lens can be maximized.
  • the position of the flange back includes a position that can be regarded as substantially the position of the flange back, that is, a position that can be regarded as substantially the position of the flange back.
  • the speed is reduced. This can prevent the occurrence of overshoot.
  • the image sensor starts moving before decelerating the focus lens. This makes it possible to shorten the time to focus and to speed up the AF.
  • the movement of the image sensor is started simultaneously with the start of driving of the focus lens.
  • “simultaneous” here includes the range which can be regarded as substantially simultaneous. That is, it includes the case where the movement of the image sensor is started almost simultaneously with the start of driving of the focus lens.
  • the image sensor moves to the end of the movable range and stands by. This makes it possible to shorten the time to focus and to speed up the AF.
  • a combination of an imaging device including an imaging lens having a focus lens, a focus lens drive unit for driving the focus lens, an image sensor, and an image sensor movement drive unit for moving the image sensor along the optical axis A focus control method, comprising the steps of: setting a drive target of a focus lens for focusing on a subject; driving the focus lens based on the set drive target; and stopping the drive of the focus lens. Moving the image sensor to bring it into focus, and moving the image sensor until the focus lens is stopped after focusing to maintain the in-focus state.
  • the image sensor moves before the drive is stopped, and the object is brought into focus early. Even after focusing, the image sensor moves until the focus lens stops, and the in-focus state is maintained. This makes it possible to shorten the time to focus and to speed up the AF.
  • a schematic configuration diagram showing an embodiment of a digital camera to which the present invention is applied A diagram showing a schematic configuration of an image sensor An enlarged view of a part of the imaging surface
  • a diagram showing a schematic configuration of each pixel Block diagram of functions related to AF realized by the camera control unit and the lens control unit Conceptual diagram of movement control of image sensor
  • Flow chart showing processing procedure of AF by digital camera 1 of the present embodiment Flow chart showing the processing procedure of AF control
  • a block diagram showing a modification of functions related to AF realized by the camera control unit and the lens control unit Conceptual diagram of a variation of movement control of an image sensor Conceptual diagram of another modification of movement control of image sensor Conceptual diagram of a variation of movement control of focus lens
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a digital camera to which the present invention is applied.
  • the digital camera 1 shown in FIG. 1 is a lens-interchangeable digital camera, and includes an interchangeable lens 10 and a camera body 100.
  • the interchangeable lens 10 is an example of an imaging lens.
  • the interchangeable lens 10 is detachably mounted to the camera body 100 via the mount 102.
  • the interchangeable lens 10 is configured by combining a plurality of lenses.
  • the interchangeable lens 10 has a focus lens 12 and a stop 14.
  • the interchangeable lens 10 is focused by moving the focus lens 12 back and forth along the optical axis L. Further, by adjusting the opening amount of the diaphragm 14, the light amount is adjusted.
  • the interchangeable lens 10 includes a focus lens drive unit 16 that drives the focus lens 12 and a focus lens position detection unit 18 that detects the position of the focus lens 12.
  • the focus lens drive unit 16 includes, for example, an actuator such as a linear motor and a drive circuit therefor, and moves the focus lens 12 back and forth along the optical axis L.
  • the focus lens position detection unit 18 is configured of, for example, a photo interrupter and an MR sensor (MR sensor: Magneto Resistive Sensor).
  • the photo interrupter detects that the focus lens 12 is positioned at a predetermined home position.
  • the MR sensor detects the amount of movement of the focus lens 12.
  • the position of the focus lens 12 with respect to the origin position can be detected by detecting that the focus lens 12 is positioned at the origin position by the photo interrupter and detecting the movement amount of the focus lens 12 from the origin position by the MR sensor.
  • the interchangeable lens 10 includes a diaphragm driving unit 20 that drives the diaphragm 14.
  • the diaphragm 14 is configured of, for example, an iris diaphragm.
  • the diaphragm drive unit 20 is configured to include a motor for driving the diaphragm blade of the iris diaphragm and a drive circuit therefor.
  • the interchangeable lens 10 includes a lens control unit 22 that controls the drive of the focus lens drive unit 16 and the diaphragm drive unit 20.
  • the lens control unit 22 is formed of, for example, a microcomputer, and functions as a focus lens drive control unit, an aperture drive control unit, and the like by executing a predetermined control program.
  • the focus lens drive control unit controls the drive of the focus lens drive unit 16.
  • the diaphragm drive control controls the drive of the diaphragm drive unit 20.
  • the lens control unit 22 is communicably connected to the camera control unit 150 of the camera body 100 via a communication terminal (not shown) provided on the mount 102.
  • the camera body 100 includes an image sensor 110, an image sensor movement driver 120, an image sensor position detector 122, an image sensor driver 124, an analog signal processor 126, and an ADC (Analog-to-digital converter) 128.
  • the image sensor 110 receives light passing through the interchangeable lens 10 and captures an image of an object.
  • the image sensor 110 is formed of, for example, a solid-state imaging device such as a charged coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charged coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the image sensor 110 has a plurality of phase difference detection pixels on its imaging surface.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of an image sensor.
  • the image sensor 110 has an imaging surface 112 in which a large number of pixels are two-dimensionally arranged in the x direction (row direction) and the y direction (column direction).
  • the imaging surface 112 has a plurality of autofocus (AF) areas 114.
  • the AF area 114 is an area set on the imaging surface 112 as an area capable of focusing. In the example shown in FIG. 2, nine AF areas 114 are set at the center of the screen.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a part of the imaging surface.
  • Each pixel includes a photoelectric conversion unit, and outputs a signal corresponding to the amount of light received.
  • Each pixel has a color filter of any of R (Red / Red), G (Green / Green), and B (Blue / Blue). Color filters are assigned to each pixel so as to be in a predetermined array.
  • FIG. 3 shows an example of the Bayer arrangement. In the same figure, a letter R is attached to a pixel having an R color filter (R pixel), a letter G is attached to a pixel having a G color filter (G pixel), and a B color filter is provided. The letter B is attached to the pixel (B pixel).
  • the normal pixel 116 and the phase difference detection pixel 118 are disposed.
  • the normal pixel 116 is a pixel for normal imaging.
  • the phase difference detection pixel 118 is a pixel that detects a phase difference.
  • the phase difference detection pixel 118 is an example of a phase difference detection type autofocus sensor.
  • the pixels other than the phase difference detection pixels usually constitute pixels. Usually, only pixels are arranged in the area other than the AF area.
  • phase difference detection pixels 118 are indicated by oblique lines. As shown in the figure, the phase difference detection pixels 118 are regularly arranged on the imaging surface 112.
  • the phase difference detection pixel 118 includes a first phase difference detection pixel 118A and a second phase difference detection pixel 118B.
  • the first phase difference detection pixel 118A and the second phase difference detection pixel 118B are disposed close to each other.
  • the first phase difference detection pixels 118A are arranged at fixed intervals in one of two rows of the same arrangement which are close to each other, and the second phase difference detection pixels 118B are arranged at fixed intervals in the other.
  • An example is shown. In particular, an example in which a specific G pixel of a specific row in which R pixels and G pixels are arranged is used as a phase difference detection pixel is shown.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of each pixel.
  • Each pixel has a light shielding film provided with a predetermined opening.
  • FIG. 4 shows the opening of the light shielding film provided in each pixel in white.
  • the normal pixel 116 has a light shielding film whose opening coincides with the center of the photoelectric conversion unit.
  • the normal pixel 116 receives the light flux that has passed through almost all of the pupil region of the interchangeable lens 10.
  • the first phase difference detection pixel 118 ⁇ / b> A has a light shielding film in which the opening is eccentric to the right with respect to the center of the photoelectric conversion unit. As a result, in the first phase difference detection pixel 118 ⁇ / b> A, one light beam of the pair of light beams that has passed through different portions of the pupil region of the interchangeable lens 10 is received.
  • the second phase difference detection pixel 118 ⁇ / b> B has a light shielding film in which the opening is offset to the left with respect to the center of the photoelectric conversion unit.
  • the phase difference amount can be detected by acquiring the signals of the first phase difference detection pixel 118A and the second phase difference detection pixel 118B and comparing the two.
  • the image sensor movement drive unit 120 moves the image sensor 110 back and forth along the optical axis L.
  • the image sensor movement drive unit 120 is configured to include, for example, an actuator such as a piezo actuator and a drive circuit thereof.
  • the image sensor 210 moves within the movable range, and the reference position is set at the center of the movable range.
  • the reference position is set to the position of the flange back defined by the interchangeable lens 10.
  • the interchangeable lens 10 has an optical design based on the position of the flange back. Therefore, by positioning the image sensor 110 at the reference position, the optical performance of the interchangeable lens 10 can be maximized.
  • the flange back of an interchangeable lens employing a C-mount is 17.526 mm.
  • the flange back of the interchangeable lens which adopts CS mount is 12.5 mm.
  • the image sensor position detection unit 122 detects the position of the image sensor 110 with respect to the reference position.
  • the image sensor position detection unit 122 is configured of, for example, a displacement sensor such as an eddy current sensor.
  • Image sensor driver The image sensor drive unit 124 drives the image sensor 110 under the control of the camera control unit 150.
  • the image sensor 110 is driven by the image sensor drive unit 124 to capture an image.
  • the analog signal processing unit 126 takes in an analog image signal for each pixel output from the image sensor 110, and performs predetermined signal processing (for example, correlated double sampling processing, amplification processing, etc.).
  • the ADC 128 converts an analog image signal output from the analog signal processing unit 126 into a digital image signal and outputs it.
  • the digital signal processing unit 130 takes in digital image signals, performs predetermined signal processing (for example, tone conversion processing, white balance correction processing, gamma correction processing, synchronization processing, YC conversion processing, etc.), and Generate
  • phase difference AF processing unit 132 acquires the signals of the first phase difference detection pixel 118A and the second phase difference detection pixel 118B from the AF area 114 designated by the user, and performs correlation operation processing on the acquired signals. To calculate the phase difference amount. Then, based on the calculated phase difference amount, the direction and amount of defocus are calculated.
  • the memory card interface 134 reads and writes data with respect to the memory card 136 mounted in the card slot under the control of the camera control unit 150.
  • the display unit 138 displays various information including an image.
  • the display unit 138 includes a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display (EL: ElectroLuminescent), and a drive circuit thereof.
  • EL ElectroLuminescent
  • the live view is a function of displaying an image captured by the image sensor 110 in real time. By displaying the live view, it is possible to capture an image while confirming it on the display unit 138.
  • the display unit 138 is also used as a user interface when performing various settings.
  • the operation unit 140 is a general operation as a digital camera such as a release button, a power switch, an imaging mode dial, a shutter speed dial, an exposure correction dial, a command dial, a menu button, an arrow key, an enter button, a cancel button, and an erase button. And outputs a signal corresponding to the operation to the camera control unit 150.
  • the release button is composed of a so-called half-press and full-press two-step stroke type button, and when the half-press is made, the S1 ON signal is output, and when the full-press is pressed the S2 ON signal is output.
  • the camera control unit 150 is a control unit that generally controls the overall operation of the digital camera 1.
  • the camera control unit 150 is configured by, for example, a microcomputer, and provides various functions by executing a predetermined program.
  • FIG. 5 is a block diagram of functions related to AF that are realized by the camera control unit and the lens control unit.
  • the camera control unit 150 functions as a target position setting unit 150a, an AF (autofocus) control unit 150b, and an image sensor movement control unit 150c by executing a predetermined program.
  • the lens control unit 22 also functions as a focus lens drive control unit 22a by executing a predetermined program.
  • the target position setting unit 150a is an example of a drive target setting unit.
  • the target position setting unit 150a sets a target position of the focus lens 12 for focusing on the subject based on the direction and amount of defocus obtained by the phase difference AF processing unit 132.
  • the AF control unit 150b notifies the focus lens drive control unit 22a of information on the target position set by the target position setting unit 150a, and outputs a drive command to the focus lens drive control unit 22a. Further, the AF control unit 150b notifies the image sensor movement control unit 150c of information on the target position, and notifies that the control has been shifted to AF control.
  • the focus lens drive control unit 22a performs control to move the focus lens 12 to the target position based on the drive command from the AF control unit 150b. Specifically, based on the information on the current position of the focus lens 12 detected by the focus lens position detection unit 18, the focus lens drive unit 16 is controlled to move the focus lens 12 to the target position.
  • the focus lens drive control unit 22a outputs the information on the current position of the focus lens 12 detected by the focus lens position detection unit 18 to the image sensor movement control unit 150c.
  • the image sensor movement control unit 150 c is based on the information on the target position of the focus lens 12, the information on the current position of the focus lens 12 output from the focus lens drive control unit 22 a, and the information on the current position of the image sensor 110.
  • the image sensor movement driver 120 is controlled to control movement of the image sensor 110. Specifically, the image sensor 110 is moved such that the focus lens 12 is in focus before reaching the target position, and after the focus, the image sensor 110 is moved so as to follow or synchronize with the movement of the focus lens 12 Let me keep it in focus.
  • FIG. 6 is a conceptual view of movement control of the image sensor.
  • reference numeral L1 indicates the movement locus of the image of the subject formed by the interchangeable lens
  • reference numeral L2 indicates the movement locus of the image sensor 110 (movement locus of the imaging surface).
  • the position of the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 is moved by moving the focus lens 12 back and forth along the optical axis L.
  • the position of the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 is brought into focus by being positioned on the imaging surface of the image sensor 110.
  • the focus lens 12 sets a target position based on the direction and amount of defocus obtained by the phase difference AF processing unit 132.
  • the target position is set such that the position of the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 is located on the imaging surface of the image sensor 110 located at the reference position. Therefore, moving the focus lens 12 from the current position to the target position moves the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 to the position of the imaging surface of the image sensor 110 located at the reference position.
  • the focus lens 12 starts moving toward the target position from time T0.
  • the image sensor 110 also starts moving simultaneously or almost simultaneously with the focus lens 12, and starts moving from time T0. At this time, the image sensor 110 starts moving so as to pick up the image of the subject. That is, the movement is started toward the position of the image of the subject. For example, when the position of the image of the subject is located on the subject side (front side) relative to the reference position, the image sensor 110 is moved toward the subject side (front side). On the other hand, when the position of the image of the subject is located on the image plane side (rear side) relative to the reference position, the image sensor 110 is moved toward the image plane side (rear side).
  • the image sensor 110 reaches the end of the movable range before focusing, the movement of the image sensor 110 is stopped at the position of the end, and the image sensor 110 stands by.
  • the example shown in FIG. 6 shows the case where the image sensor 110 reaches the end of the movable range faster than focusing, and shows the case of reaching the end of the movable range at time T1. In this case, the image sensor 110 stops at the end of the movable range and stands by.
  • the image sensor movement control unit 150c determines whether or not focusing is achieved based on the information on the current position of the focus lens 12 with respect to the target position and the information on the current position of the image sensor 110.
  • the example shown in FIG. 6 shows the case of focusing at time T2.
  • follow-up processing is performed until the movement of the focus lens 12 is stopped. That is, the image sensor 110 is moved to follow or synchronize with the movement of the focus lens 12. As a result, the imaging surface moves following or in synchronization with the movement of the position of the image of the subject, and the in-focus state is maintained.
  • the image sensor 110 When an overshoot occurs at the time of stopping, the image sensor 110 is moved so as to cancel the overshoot.
  • the presence or absence of the overshoot can be obtained in advance from the movement characteristic of the focus lens 12.
  • FIG. 6 shows the case where the movement of the focus lens 12 is stopped at time T3.
  • the target position of the focus lens 12 is set such that the image of the subject is formed on the image sensor 110 located at the reference position. Therefore, as the focus lens 12 moves to the target position, the image sensor 110 also returns to the reference position.
  • the image sensor movement control unit 150 c moves the image sensor 110 to achieve early focusing before the focus lens 12 reaches the target position, and follows or moves the movement of the focus lens 12 after focusing.
  • the image sensor 110 is moved to maintain the in-focus state.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an AF processing procedure by the digital camera according to the present embodiment.
  • step S11 initialization is performed (step S11). Specifically, processing for positioning the image sensor 110 at the reference position is performed.
  • AF execution is instructed by half-pressing the release button.
  • an S1 ON signal is input from the operation unit 140 to the camera control unit 150, and AF execution is instructed. Therefore, the presence or absence of AF execution is determined based on the presence or absence of the S1 ON signal (step S12).
  • step S13 the direction and amount of defocus are detected.
  • the direction and amount of defocus are detected by the phase difference AF processing unit 132 based on the output of the phase difference detection pixel 118.
  • the phase difference AF processing unit 132 acquires signals of the first phase difference detection pixel 118A and the second phase difference detection pixel 118B from the AF area 114 designated by the user, and calculates the direction and amount of defocus. Selection of the AF area 114 is performed by the operation unit 140.
  • the target position of the focus lens 12 is set based on the detection result (step S14).
  • the target position setting unit 150a sets a target position of the focus lens 12 for focusing on the subject based on the direction and amount of defocus obtained by the phase difference AF processing unit 132.
  • step S15 When the target position is set, AF control is performed (step S15).
  • FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of AF control (focus control method).
  • the focus lens drive unit 16 is driven to move the focus lens 12 toward the target position (step S21).
  • the image sensor movement drive unit 120 is driven to move the image sensor 110 in the in-focus direction (step S22).
  • the focus lens 12 is brought into focus before reaching the target position. That is, the image of the subject is positioned on the imaging surface of the image sensor 110 before the focus lens 12 reaches the target position.
  • the image sensor movement control unit 150c determines whether the in-focus state is achieved based on the current position of the focus lens 12 with respect to the target position and the current position of the image sensor 110 (step S23).
  • the image sensor movement control unit 150c starts the following process (step S24). That is, since the focus lens 12 moves toward the target position even after focusing, the image sensor 110 is moved so as to follow or synchronize with the movement of the focus lens 12. Thereby, the in-focus state is maintained continuously.
  • step S25 it is determined whether the focus lens 12 has reached the target position.
  • the drive of the focus lens drive unit 16 is stopped, and the focus lens 12 is stopped (step S26).
  • the driving of the image sensor movement driving unit 120 is stopped, and the image sensor 110 is stopped (step S27). If an overshoot occurs when the focus lens 12 stops, the image sensor 110 is moved and stopped so as to cancel the overshoot.
  • the processing of the AF is completed in the above series of steps. Thereafter, when the release button is full-pressed, a recording process for recording is performed.
  • the digital camera 1 of the present embodiment since the image sensor 110 is moved in the in-focus direction before the focus lens 12 reaches the target position, focusing can be performed early. Can. As a result, the time until focusing can be shortened, and the speed of AF can be increased.
  • Modification ⁇ Modified example of movement control of image sensor
  • the movement of the image sensor 110 is controlled based on the information on the target position of the focus lens 12, the information on the current position of the focus lens 12, and the information on the current position of the image sensor 110.
  • the movement control mode of the image sensor 110 is not limited to this.
  • the movement of the image sensor 110 may be controlled based on the direction and amount of defocus detected by the phase difference AF processing unit 132.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a modification of functions related to AF which are realized by the camera control unit and the lens control unit.
  • the phase difference AF processing unit 132 continuously detects the direction and amount of defocus and outputs the detection result to the image sensor movement control unit 150 c.
  • the image sensor movement control unit 150 c controls the movement of the image sensor 110 based on the direction and amount of defocus detected by the phase difference AF processing unit 132. That is, the movement of the image sensor 110 is controlled so that the defocus amount becomes zero.
  • position information of the focus lens 12 is not required, it can be realized even when it is not assumed that the position information is sent from the lens side to the camera side.
  • processing of movement control of the image sensor 110 can be simplified.
  • the image sensor 110 is moved simultaneously with the start of driving of the focus lens 12, but the timing of moving the image sensor 110 is not limited to this.
  • FIG. 10 is a conceptual view of a variation of movement control of the image sensor.
  • the image sensor 110 is moved in accordance with the timing when the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 reaches the end of the movable range of the image sensor 110.
  • FIG. 11 is a conceptual view of another modification of movement control of the image sensor.
  • FIG. 11 shows an example of movement control of the image sensor 110 when the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 is within the movable range of the image sensor 110.
  • the image sensor 110 is moved simultaneously with the driving of the focus lens 12. This makes it possible to focus early. After focusing, the image sensor 110 is moved to follow or synchronize with the movement of the focus lens 12.
  • FIG. 12 is a conceptual view of a modification of movement control of the focus lens.
  • reference numeral L1 denotes a movement locus of an image of a subject formed by the interchangeable lens 10
  • reference numeral L2 denotes a movement locus of the image sensor 110.
  • the movement locus L1 of the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 matches the movement locus of the focus lens 12.
  • the focus lens 12 starts moving at time T0, and reaches the target position at time T3. As shown in FIG. 12, the focus lens 12 is decelerated before reaching the target position. In the example shown in FIG. 12, the vehicle decelerates at time Tx, and then reaches the target position at time T3. In this case, the image sensor 110 controls the movement so as to focus on the focus lens 12 before decelerating. In the example shown in FIG. 12, focusing is performed at time T2, and then the focus lens 12 is decelerated.
  • the position to start the deceleration is set after the position of the image of the subject formed by the interchangeable lens 10 enters the movable range of the image sensor 110. Thereby, it is possible to focus on the subject by moving the image sensor 110 at least before starting the deceleration.
  • phase difference detection pixels 118 provided on the imaging surface 112 of the image sensor 110 are used as an autofocus sensor in the above embodiment, the configuration of the autofocus sensor is not limited to this.
  • a known autofocus sensor such as a passive system or an active system can be employed.
  • an autofocus sensor of a method using contrast can be adopted.
  • the autofocus sensor of the system using contrast can use an image sensor as an autofocus sensor.
  • an active type auto focus sensor an auto focus sensor of a type that irradiates infrared rays, ultrasonic waves or the like to measure a distance can be adopted.
  • the phase difference detection pixels are arranged at constant intervals along the x direction, but may be arranged at regular intervals along the y direction. In addition, they may be arranged at regular intervals along the x direction and the y direction.
  • the phase difference detection pixels are arranged only in the AF area set at the center of the screen, but the area in which the phase difference detection pixels are arranged is not limited to this. It is good also as composition arranged on the whole screen.
  • the focus lens is moved back and forth along the optical axis to perform focusing, but the focusing mechanism of the imaging lens is not limited to this.
  • a liquid lens, a liquid crystal lens or the like can also be used as a focus lens. In liquid lenses and liquid crystal lenses, focusing is performed using refractive index change.
  • the focus lens drive unit changes the refractive index of the liquid lens by changing the voltage (drive voltage) applied to the liquid lens.
  • the refractive index of the liquid lens for focusing on the subject is set as the drive target.
  • the image sensor movement control unit moves the image sensor for focusing before reaching the target refractive index. After focusing, the image sensor is moved so as to follow or tune in focus variation due to refractive index change.
  • the focus lens drive unit changes the refractive index of the liquid crystal lens by changing the voltage (drive voltage) applied to the liquid crystal lens.
  • the refractive index of the liquid crystal lens for focusing on the subject is set as the drive target.
  • the image sensor movement control unit moves the image sensor for focusing before reaching the target refractive index. After focusing, the image sensor is moved so as to follow or tune in focus variation due to refractive index change.
  • the image sensor 210 is moved along the optical axis L using a piezo actuator, but the configuration of the image sensor movement driver is not limited to this. Besides, for example, a known linear drive type drive mechanism such as a linear motor and a feed screw mechanism can be adopted to move the image sensor 210 along the optical axis L.
  • a known linear drive type drive mechanism such as a linear motor and a feed screw mechanism can be adopted to move the image sensor 210 along the optical axis L.
  • the reference position of the image sensor is set at the center of the movable range in the above embodiment, the position set as the reference position is not limited to this.
  • the reference position may be set at a position on the subject side (front side) of the center of the movable range, or may be set at a position on the image plane side (rear side).
  • the user may be set arbitrarily. As described above, by setting the reference position at the center of the movable range, the followability can be improved.
  • the reference position is set at the position of the flange back in the above embodiment, it may be set at a position different from the flange back. As described above, by setting the reference position at the position of the flange back, it is possible to maximize the optical performance of the interchangeable lens when focusing at the reference position.
  • the reference position may be variable.
  • the reference position may be appropriately switched with reference to the position information of the image sensor at the time of focusing of the subject in the past.
  • the reference position may be appropriately switched according to the subject.
  • the configuration can be appropriately switched according to the moving direction of the subject and the like. For example, for an object moving in one direction, the reference position is set in the direction opposite to the moving direction of the imaging point.
  • FIG. 13 is a view showing an example in which the present invention is applied to a three-plate type digital camera.
  • the three-plate type digital camera includes a color separation prism 310 and three image sensors 210R, 210G, and 210B in an imaging unit.
  • the color separation prism 310 separates the light incident on the incident surface 310 a into light of three colors of R (Red) light, G (Green) light and B (Blue) light.
  • the three color lights separated are emitted from the R light emission surface 310r, the G light emission surface 310g, and the B light emission surface 310b, respectively.
  • the three image sensors are configured by an image sensor 210R that receives R light, an image sensor 210G that receives G light, and an image sensor 210B that receives B light.
  • the image sensor 210R that receives R light is disposed to face the R light emission surface 310r, and receives R light emitted from the R light emission surface 310r.
  • the image sensor 210G that receives G light is disposed to face the G light emission surface 310g, and receives G light emitted from the G light emission surface 310g.
  • the image sensor 210B that receives B light is disposed to face the B light emission surface 310b, and receives B light emitted from the B light emission surface 310b.
  • the three image sensors 210R, 210G, and 210B are disposed at positions where the optical path lengths from the incident surface 310a of the color separation prism 310 are the same.
  • the three image sensors 210R, 210G and 210B are integrally attached to the color separation prism 310 via a holder (not shown).
  • a unit in which the image sensors 210R, 210G, and 210B are integrated into the color separation prism 310 is referred to as an imaging unit 330.
  • the image sensor movement drive unit 220x moves the imaging unit 330 back and forth along the optical axis L. Further, the image sensor position detection unit 222x detects the position of the imaging unit 330 with respect to the reference position.
  • the present invention can be applied to video cameras, television cameras, cinema cameras, and the like, and can also be applied to electronic devices having an imaging function (for example, mobile phones, smartphones, tablet computers, notebook computers, etc.).
  • the drive target setting unit, the focus lens drive control unit, the image sensor movement control unit and the like are configured by the microcomputer, the hardware configuration for realizing these functions is It is not limited. It can be configured with various processors. For various processors, it is possible to change the circuit configuration after manufacturing a CPU, FPGA (Field Programmable Gate Array (FPGA)) that is a general-purpose processor that functions as a processing unit that executes software (programs) and performs various processing. Processors (PLD: Programmable Logic Device), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc. Includes a dedicated electric circuit that is a processor with a circuit configuration designed specifically to execute specific processing. Be
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • One processing unit may be configured by one of these various processors, or may be configured by two or more processors of the same type or different types. For example, it may be configured by a plurality of FPGAs, or may be configured by a combination of a CPU and an FPGA.
  • a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • a plurality of processing units are configured by one processor
  • one processor is configured by a combination of one or more CPUs and software, as represented by computers such as clients and servers; There is a form in which this processor functions as a plurality of processing units.
  • SoC System On Chip
  • IC Integrated Circuit
  • the various processing units are configured using one or more of the various processors as a hardware structure.
  • the hardware-like structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit combining circuit elements such as semiconductor elements.

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Abstract

ＡＦを高速化できる撮像装置及びその合焦制御方法を提供する。フォーカスレンズ（１２）を駆動するフォーカスレンズ駆動部（１６）と、イメージセンサ（１１０）を光軸（Ｌ）に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部（１２０）と、を備える。被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ（１２）の目標位置を設定し、目標位置に向けてフォーカスレンズ（１２）を移動させる。フォーカスレンズ（１２）が目標位置に到達する前にイメージセンサ（１１０）を移動させて合焦させる。合焦後は、フォーカスレンズ（１２）に追従するようにイメージセンサ（１１０）を移動させて合焦状態を維持する。

Description

撮像装置及び撮像装置の合焦制御方法
　本発明は、撮像装置及びその合焦制御方法に関する。
　撮像装置のＡＦ（autofocus／オートフォーカス）は、位相差、コントラストなどを利用して焦点状態を検出し、その検出結果に基づいて、フォーカスレンズを移動させることにより行われる。あるいは、赤外線、超音波などを照射して被写体までの距離を測定し、その測定結果に基づいて、フォーカスレンズを移動させることにより行われる。
　ＡＦを高速化するためには、フォーカスレンズを高速移動させる必要がある。しかし、フォーカスレンズを高速移動させると、停止の際にオーバーシュートが生じるという問題がある。この問題を解決するため、特許文献１、２には、フォーカスレンズの停止に際して、オーバーシュートを打ち消すように、イメージセンサを移動させる方法が提案されている。
特開昭63-93277号公報 特開2006-145813号公報
　特許文献１、２の方法でＡＦをより高速化するためには、フォーカスレンズをより高速に移動させる必要がある。しかし、高速化できる速度には限界がある。また、フォーカスレンズをより高速に移動させるためには、大きなモータ、大きな電力が必要になり、装置が大型化したり、消費電力が大きくなったりするという問題もある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦを高速化できる撮像装置及びその合焦制御方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。
　（１）フォーカスレンズを有する撮像レンズと、フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、イメージセンサと、イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの駆動目標を設定する駆動目標設定部と、駆動目標設定部で設定された駆動目標に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御するフォーカスレンズ駆動制御部と、フォーカスレンズ駆動制御部がフォーカスレンズの駆動を停止する前にイメージセンサを移動させて合焦させ、合焦後はフォーカスレンズが停止するまでイメージセンサを移動させて合焦状態を維持させるイメージセンサ移動制御部と、を備えた撮像装置。
　本態様によれば、被写体に合焦させるためにフォーカスレンズを駆動すると、その駆動が停止される前にイメージセンサが移動して、早期に合焦する。合焦後もフォーカスレンズが停止するまで、イメージセンサが移動し、合焦状態が維持される。これにより、合焦までの時間を短縮でき、ＡＦを高速化できる。
　（２）フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させ、駆動目標設定部は、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの目標位置を駆動目標として設定し、フォーカスレンズ駆動制御部は、フォーカスレンズ駆動部を制御して、フォーカスレンズを目標位置に移動させる、上記（１）の撮像装置。
　本態様によれば、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させることにより、撮像レンズの焦点調節が行われる。また、駆動目標は、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの目標位置として設定される。フォーカスレンズ駆動制御部は、フォーカスレンズを目標位置に移動させる。イメージセンサ移動制御部は、フォーカスレンズが目標位置に到達する前にイメージセンサを移動させて合焦させる。また、合焦後は、フォーカスレンズの移動に追従ないし同調するようにイメージセンサを移動させて、合焦状態を維持する。
　（３）パッシブ方式又はアクティブ方式のオートフォーカスセンサを更に備え、駆動目標設定部は、オートフォーカスセンサの出力に基づいて、駆動目標を設定する、上記（１）又は（２）の撮像装置。
　本態様によれば、パッシブ方式又はアクティブ方式のオートフォーカスセンサが備えられ、そのオートフォーカスセンサの出力に基づいて、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの駆動目標が設定される。
　（４）オートフォーカスセンサが、位相差検出方式のオートフォーカスセンサで構成される、上記（３）の撮像装置。
　本態様によれば、位相差検出方式のオートフォーカスセンサが備えられ、その位相差検出方式のオートフォーカスセンサの出力に基づいて、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの駆動目標が設定される。
　（５）オートフォーカスセンサが、イメージセンサの撮像面に備えられた複数の位相差検出画素で構成される、上記（４）の撮像装置。
　本態様によれば、位相差検出方式のオートフォーカスセンサが、イメージセンサの撮像面に備えられた複数の位相差検出画素で構成される。すなわち、像面位相差方式によって、焦点状態が検出され、その検出結果に基づいて、フォーカスレンズの駆動目標が設定される。像面位相差方式を採用することにより、イメージセンサの移動中であっても、デフォーカスの方向及び量を直接検出できる。これにより、イメージセンサの移動の制御をより簡素化できる。
　（６）イメージセンサの基準位置が、撮像レンズで規定されるフランジバックの位置に設定される、上記（１）から（５）のいずれか一の撮像装置。
　本態様によれば、イメージセンサの基準位置が、撮像レンズで規定されるフランジバックの位置に設定される。これにより、撮像レンズの光学性能を最大限に発揮させることができる。なお、ここでの「フランジバックの位置」には、実質的にフランジバックの位置とみなせる位置、すなわち、ほぼフランジバックの位置とみなせる位置が含まれる。
　（７）フォーカスレンズ駆動制御部は、フォーカスレンズを目標位置で停止させる前に減速させる、上記（２）の撮像装置。
　本態様によれば、フォーカスレンズの駆動を停止させる際、減速される。これにより、オーバーシュートの発生を防止できる。
　（８）イメージセンサ移動制御部は、フォーカスレンズを減速させる前にイメージセンサを移動させて合焦させる、上記（７）の撮像装置。
　本態様によれば、フォーカスレンズを減速させる前にイメージセンサが移動を開始する。これにより、合焦までの時間を短縮でき、ＡＦを高速化できる。
　（９）イメージセンサ移動制御部は、フォーカスレンズの駆動開始と同時にイメージセンサを移動させる、上記（１）から（８）のいずれか一の撮像装置。
　本態様によれば、フォーカスレンズの駆動開始と同時にイメージセンサの移動が開始される。これにより、合焦までの時間を短縮でき、ＡＦを高速化できる。なお、ここでの「同時」は、実質的に同時とみなせる範囲を含むものである。すなわち、フォーカスレンの駆動開始とほぼ同時にイメージセンサの移動が開始される場合を含むものである。
　（１０）イメージセンサ移動制御部は、イメージセンサを可動範囲の端部に移動させて待機させる、上記（１）から（９）のいずれか一の撮像装置。
　本態様によれば、イメージセンサが可動範囲の端部に移動して待機する。これにより、合焦までの時間を短縮でき、ＡＦを高速化できる。
　（１１）フォーカスレンズを有する撮像レンズと、フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、イメージセンサと、イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、を備えた撮像装置の合焦制御方法であって、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズの駆動目標を設定するステップと、設定された駆動目標に基づいて、フォーカスレンズを駆動するステップと、フォーカスレンズの駆動を停止する前にイメージセンサを移動させて合焦させ、合焦後はフォーカスレンズが停止するまでイメージセンサを移動させて合焦状態を維持させるステップと、を含む撮像装置の合焦制御方法。
　本態様によれば、被写体に合焦させるためにフォーカスレンズを駆動すると、その駆動が停止される前にイメージセンサが移動して、早期に合焦する。合焦後もフォーカスレンズが停止するまで、イメージセンサが移動し、合焦状態が維持される。これにより、合焦までの時間を短縮でき、ＡＦを高速化できる。
　本発明によれば、ＡＦを高速化できる。
本発明が適用されたデジタルカメラの一実施形態を示す概略構成図 イメージセンサの概略構成を示す図 撮像面の一部を拡大した図 各画素の概略構成を示す図 カメラ制御部及びレンズ制御部が実現するＡＦに係わる機能のブロック図 イメージセンサの移動制御の概念図 本実施の形態のデジタルカメラ１によるＡＦの処理手順を示すフローチャート ＡＦ制御の処理手順を示すフローチャート カメラ制御部及びレンズ制御部が実現するＡＦに係わる機能の変形例を示すブロック図 イメージセンサの移動制御の変形例の概念図 イメージセンサの移動制御の他の変形例の概念図 フォーカスレンズの移動制御の変形例の概念図 ３板式のデジタルカメラに本発明適用する場合の一例を示す図
　以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。
　［全体構成］
　図１は、本発明が適用されたデジタルカメラの一実施形態を示す概略構成図である。
　同図に示すデジタルカメラ１は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、交換レンズ１０及びカメラ本体１００を備える。
　《交換レンズ》
　交換レンズ１０は、撮像レンズの一例である。交換レンズ１０は、マウント１０２を介してカメラ本体１００に着脱自在に装着される。交換レンズ１０は、複数枚のレンズを組み合わせて構成される。交換レンズ１０は、フォーカスレンズ１２及び絞り１４を有する。交換レンズ１０は、フォーカスレンズ１２を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。また、絞り１４の開口量を調整することにより、光量が調整される。
　交換レンズ１０は、フォーカスレンズ１２を駆動するフォーカスレンズ駆動部１６、及び、フォーカスレンズ１２の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部１８を備える。
　フォーカスレンズ駆動部１６は、たとえば、リニアモータ等のアクチュエータ、及び、その駆動回路を備えて構成され、フォーカスレンズ１２を光軸Ｌに沿って前後移動させる。
　フォーカスレンズ位置検出部１８は、たとえば、フォトインタラプタ及びＭＲセンサ（ＭＲセンサ：Magneto Resistive Sensor／磁気抵抗効果素子）で構成される。フォトインタラプタは、フォーカスレンズ１２が、あらかじめ定められた原点位置に位置したことを検出する。ＭＲセンサは、フォーカスレンズ１２の移動量を検出する。フォトインタラプタによってフォーカスレンズ１２が原点位置に位置したことを検出し、ＭＲセンサによって原点位置からのフォーカスレンズ１２の移動量を検出することにより、原点位置に対するフォーカスレンズ１２の位置を検出できる。
　交換レンズ１０は、絞り１４を駆動する絞り駆動部２０を備える。絞り１４は、たとえば、虹彩絞りで構成される。絞り駆動部２０は、虹彩絞りの絞り羽根を駆動するモータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。
　交換レンズ１０は、フォーカスレンズ駆動部１６及び絞り駆動部２０の駆動を制御するレンズ制御部２２を備える。レンズ制御部２２は、たとえば、マイクロコンピュータで構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、フォーカスレンズ駆動制御部、絞り駆動制御部等として機能する。フォーカスレンズ駆動制御部は、フォーカスレンズ駆動部１６の駆動を制御する。絞り駆動制御は、絞り駆動部２０の駆動を制御する。レンズ制御部２２は、マウント１０２に備えられた通信端子（図示せず）を介して、カメラ本体１００のカメラ制御部１５０と通信可能に接続される。
　《カメラ本体》
　カメラ本体１００は、イメージセンサ１１０、イメージセンサ移動駆動部１２０、イメージセンサ位置検出部１２２、イメージセンサ駆動部１２４、アナログ信号処理部１２６、ＡＤＣ（Analog-to-digital converter／アナログデジタル変換器）１２８、デジタル信号処理部１３０、位相差ＡＦ処理部１３２、メモリカードインタフェース１３４、メモリカード１３６、表示部１３８、操作部１４０及びカメラ制御部１５０を備える。
　〈イメージセンサ〉
　イメージセンサ１１０は、交換レンズ１０を通る光を受光して被写体を撮像する。イメージセンサ１１０は、たとえば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子で構成される。イメージセンサ１１０は、その撮像面に複数の位相差検出画素を有する。
　図２は、イメージセンサの概略構成を示す図である。
　イメージセンサ１１０は、多数の画素がｘ方向（行方向）及びｙ方向（列方向）に二次元的に配列された撮像面１１２を有する。撮像面１１２は、複数のＡＦ（autofocus）エリア１１４を有する。ＡＦエリア１１４は、焦点合わせが可能な領域として撮像面１１２に設定された領域である。図２に示す例では、画面中央部分に９つのＡＦエリア１１４を設定している。
　図３は、撮像面の一部を拡大した図である。
　撮像面１１２には、多数の画素が規則的に配置される。各画素は光電変換部を備え、受光量に応じた信号を出力する。また、各画素は、Ｒ（Red／赤）、Ｇ（Green／緑）、Ｂ（Blue／青）のいずれかの色のカラーフィルタを有する。カラーフィルタは、所定の配列となるように、各画素に割り当てられる。図３は、ベイヤ配列の例を示している。なお、同図では、Ｒのカラーフィルタを有する画素（Ｒ画素）にＲの文字を付し、Ｇのカラーフィルタを有する画素（Ｇ画素）にＧの文字を付し、Ｂのカラーフィルタを有する画素（Ｂ画素）にＢの文字を付している。
　ＡＦエリアには、通常画素１１６及び位相差検出画素１１８が配置される。通常画素１１６とは、通常の撮像用の画素のことである。位相差検出画素１１８とは、位相差を検出する画素のことである。位相差検出画素１１８は、位相差検出方式のオートフォーカスセンサの一例である。位相差検出画素以外は、通常画素を構成する。ＡＦエリア以外の領域には、通常画素のみが配置される。
　図３では、位相差検出画素１１８を斜線で示している。同図に示すように、位相差検出画素１１８は、撮像面１１２に規則的に配置される。
　位相差検出画素１１８は、第１位相差検出画素１１８Ａ及び第２位相差検出画素１１８Ｂで構成される。第１位相差検出画素１１８Ａ及び第２位相差検出画素１１８Ｂは、互いに近接して配置される。図３に示す例では、互いに近接する同じ配列の２つの行の一方に一定の間隔で第１位相差検出画素１１８Ａを配置し、他方に一定の間隔で第２位相差検出画素１１８Ｂを配置した例を示している。特に、Ｒ画素及びＧ画素が配列された特定の行の特定のＧ画素を位相差検出画素として利用した場合の例を示している。
　図４は、各画素の概略構成を示す図である。
　各画素は、所定の開口部を備えた遮光膜を有する。図４は、各画素に備えられる遮光膜の開口部を白抜きで示している。
　通常画素１１６は、開口部が、光電変換部の中心と一致した遮光膜を有する。通常画素１１６は、交換レンズ１０の瞳領域のほぼ全ての部分を通過した光束を受光する。
　第１位相差検出画素１１８Ａは、開口部が光電変換部の中心に対して右側に偏心した遮光膜を有する。この結果、第１位相差検出画素１１８Ａは、交換レンズ１０の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束のうち一方の光束が受光される。
　第２位相差検出画素１１８Ｂは、開口部が光電変換部の中心に対して左側に偏芯した遮光膜を有する。この結果、第２位相差検出画素１１８Ｂでは、交換レンズ１０の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束のうち他方の光束が受光される。
　以上の構成により、第１位相差検出画素１１８Ａ及び第２位相差検出画素１１８Ｂの信号を取得し、両者を比較することにより、位相差量の検出が可能となる。
　〈イメージセンサ移動駆動部〉
　イメージセンサ移動駆動部１２０は、イメージセンサ１１０を光軸Ｌに沿って前後に移動させる。イメージセンサ移動駆動部１２０は、たとえば、ピエゾアクチュエータ等のアクチュエータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。
　イメージセンサ２１０は、可動範囲内で移動し、その可動範囲の中央に基準位置が設定される。基準位置は、交換レンズ１０で規定されるフランジバックの位置に設定される。一般に交換レンズ１０は、フランジバックの位置を基準に光学設計が行われる。したがって、イメージセンサ１１０を基準位置に位置させることにより、交換レンズ１０の光学性能を最大限に発揮させることができる。
　たとえば、Ｃマウントを採用する交換レンズのフランジバックは、１７．５２６ｍｍである。また、ＣＳマウントを採用する交換レンズのフランジバックは、１２．５ｍｍである。
　〈イメージセンサ位置検出部〉
　イメージセンサ位置検出部１２２は、基準位置に対するイメージセンサ１１０の位置を検出する。イメージセンサ位置検出部１２２は、たとえば、渦電流センサ等の変位センサで構成される。
　〈イメージセンサ駆動部〉
　イメージセンサ駆動部１２４は、カメラ制御部１５０による制御の下、イメージセンサ１１０を駆動する。イメージセンサ１１０は、イメージセンサ駆動部１２４に駆動されて、画像を撮像する。
　〈アナログ信号処理部〉
　アナログ信号処理部１２６は、イメージセンサ１１０から出力される画素ごとのアナログの画像信号を取り込み、所定の信号処理（たとえば、相関二重サンプリング処理、増幅処理等）を施す。
　〈ＡＤＣ〉
　ＡＤＣ１２８は、アナログ信号処理部１２６から出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して出力する。
　〈デジタル信号処理部〉
　デジタル信号処理部１３０は、デジタルの画像信号を取り込み、所定の信号処理（たとえば、階調変換処理、ホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、同時化処理、ＹＣ変換処理等）を施して、画像データを生成する。
　〈位相差ＡＦ処理部〉
　位相差ＡＦ（autofocus）処理部１３２は、ユーザによって指定されたＡＦエリア１１４から第１位相差検出画素１１８Ａ及び第２位相差検出画素１１８Ｂの信号を取得し、取得した信号に対して相関演算処理を行って位相差量を算出する。そして、算出した位相差量に基づいて、デフォーカスの方向及び量を算出する。
　〈メモリカードインタフェース及びメモリカード〉
　メモリカードインタフェース１３４は、カメラ制御部１５０による制御の下、カードスロットに装着されたメモリカード１３６に対して、データの読み書きを行う。
　〈表示部〉
　表示部１３８は、画像を含む各種情報を表示する。表示部１３８は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（EL：ElectroLuminescent）等の表示デバイス、及び、その駆動回路を備えて構成される。
　表示部１３８には、撮像済みの画像の他、ライブビューが表示される。ライブビューとは、イメージセンサ１１０がとらえた画像をリアルタイムに表示する機能である。ライブビューを表示することより、表示部１３８で画像を確認しながら撮像できる。また、表示部１３８は、各種設定を行う際のユーザインターフェースとしても利用される。
　〈操作部〉
　操作部１４０は、レリーズボタン、電源スイッチ、撮像モードダイヤル、シャッタースピードダイヤル、露出補正ダイヤル、コマンドダイヤル、メニューボタン、十字キー、決定ボタン、キャンセルボタン、消去ボタン等のデジタルカメラとしての一般的な操作手段を含み、操作に応じた信号をカメラ制御部１５０に出力する。
　レリーズボタンは、いわゆる半押し及び全押しが可能な二段ストローク式のボタンで構成され、半押しでＳ１ＯＮ信号、全押しでＳ２ＯＮ信号が出力される。
　〈カメラ制御部〉
　カメラ制御部１５０は、デジタルカメラ１の全体の動作を統括制御する制御部である。カメラ制御部１５０は、たとえば、マイクロコンピュータで構成され、所定のプログラムを実行することにより、各種機能を提供する。
　図５は、カメラ制御部及びレンズ制御部が実現するＡＦに係わる機能のブロック図である。
　図５に示すように、カメラ制御部１５０は、所定のプログラムを実行することにより、目標位置設定部１５０ａ、ＡＦ（autofocus）制御部１５０ｂ及びイメージセンサ移動制御部１５０ｃとして機能する。また、レンズ制御部２２は、所定のプログラムを実行することにより、フォーカスレンズ駆動制御部２２ａとして機能する。
　目標位置設定部１５０ａは、駆動目標設定部の一例である。目標位置設定部１５０ａは、位相差ＡＦ処理部１３２で求めたデフォーカスの方向及び量に基づいて、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ１２の目標位置を設定する。
　ＡＦ制御部１５０ｂは、目標位置設定部１５０ａで設定された目標位置の情報をフォーカスレンズ駆動制御部２２ａに通知し、フォーカスレンズ駆動制御部２２ａに駆動指令を出力する。また、ＡＦ制御部１５０ｂは、イメージセンサ移動制御部１５０ｃに対して、目標位置の情報を通知し、ＡＦ制御に移行したことを通知する。
　フォーカスレンズ駆動制御部２２ａは、ＡＦ制御部１５０ｂからの駆動指令に基づいて、フォーカスレンズ１２を目標位置に移動させる制御を行う。具体的には、フォーカスレンズ位置検出部１８で検出されるフォーカスレンズ１２の現在位置の情報に基づいて、フォーカスレンズ駆動部１６を制御し、フォーカスレンズ１２を目標位置に移動させる。
　また、フォーカスレンズ駆動制御部２２ａは、フォーカスレンズ位置検出部１８で検出されるフォーカスレンズ１２の現在位置の情報をイメージセンサ移動制御部１５０ｃに出力する。
　イメージセンサ移動制御部１５０ｃは、フォーカスレンズ１２の目標位置の情報、フォーカスレンズ駆動制御部２２ａから出力されるフォーカスレンズ１２の現在位置の情報、及び、イメージセンサ１１０の現在位置の情報に基づいて、イメージセンサ移動駆動部１２０を制御し、イメージセンサ１１０の移動を制御する。具体的には、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達する前に合焦するようにイメージセンサ１１０を移動させ、合焦後は、フォーカスレンズ１２の移動に追従ないし同調するようにイメージセンサ１１０を移動させて、合焦状態を維持させる。
　図６は、イメージセンサの移動制御の概念図である。
　同図において、符号Ｌ１は、交換レンズ１０によって形成される被写体の像の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ１１０の移動軌跡（撮像面の移動軌跡）を示している。交換レンズ１０によって形成される被写体の像の位置は、フォーカスレンズ１２を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより移動する。交換レンズ１０によって形成される被写体の像の位置が、イメージセンサ１１０の撮像面上に位置することにより合焦する。
　フォーカスレンズ１２は、位相差ＡＦ処理部１３２で求めたデフォーカスの方向及び量に基づいて目標位置が設定される。この目標位置は、交換レンズ１０によって形成される被写体の像の位置が、基準位置に位置したイメージセンサ１１０の撮像面上に位置するように設定される。したがって、現在の位置から目標位置にフォーカスレンズ１２を移動させることにより、交換レンズ１０によって形成される被写体の像が、基準位置に位置したイメージセンサ１１０の撮像面の位置に移動する。
　いま、時間Ｔ０でＡＦ制御が開始されたとする。時間Ｔ０において、イメージセンサ１１０は、基準位置に位置している。
　フォーカスレンズ１２は、時間Ｔ０から目標位置に向けて移動を開始する。イメージセンサ１１０もフォーカスレンズ１２と同時、又は、ほぼ同時に移動を開始し、時間Ｔ０から移動を開始する。この際、イメージセンサ１１０は、被写体の像を迎えに行くように、移動を開始する。すなわち、被写体の像の位置に向けて移動を開始する。たとえば、被写体の像の位置が、基準位置よりも被写体側（前側）に位置している場合は、被写体側（前側）に向けてイメージセンサ１１０を移動させる。一方、被写体の像の位置が、基準位置よりも像面側（後側）に位置している場合は、像面側（後側）に向けてイメージセンサ１１０を移動させる。
　このように、被写体の像の位置に向けてイメージセンサ１１０を移動させることにより、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達する前に合焦させることができる。
　合焦する前にイメージセンサ１１０が、可動範囲の端部に到達した場合は、その端部の位置でイメージセンサ１１０の移動を停止し、待機させる。図６に示す例は、合焦するよりも速くイメージセンサ１１０が可動範囲の端部に到達した場合を示しており、時間Ｔ１で可動範囲の端部に到達した場合を示している。この場合、イメージセンサ１１０は、可動範囲の端部で停止して待機する。
　可動範囲の端部に待機していると、やがて被写体の像の位置が、イメージセンサ１１０の撮像面の位置に到達する。これにより、合焦する。イメージセンサ移動制御部１５０ｃは、目標位置に対するフォーカスレンズ１２の現在位置の情報及びイメージセンサ１１０の現在位置の情報に基づいて、合焦したか否かを判定する。図６に示す例は、時間Ｔ２で合焦した場合を示している。
　合焦後は、フォーカスレンズ１２の移動が停止するまで、追従処理が行われる。すなわち、フォーカスレンズ１２の移動に追従ないし同調するように、イメージセンサ１１０を移動させる。これにより、被写体の像の位置の移動に追従ないし同調して撮像面が移動し、合焦状態が維持される。
　なお、停止の際にオーバーシュートが生じる場合は、そのオーバーシュートを打ち消すように、イメージセンサ１１０を移動させる。オーバーシュートの有無は、フォーカスレンズ１２の移動特性から事前に求めることができる。
　図６は、時間Ｔ３でフォーカスレンズ１２の移動が停止した場合を示している。フォーカスレンズ１２は、基準位置に位置するイメージセンサ１１０に被写体の像が結像するように目標位置が設定される。したがって、フォーカスレンズ１２が目標位置に移動することにより、イメージセンサ１１０も基準位置に復帰する。
　このように、イメージセンサ移動制御部１５０ｃは、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達する前にイメージセンサ１１０を移動させて早期に合焦させ、合焦後は、フォーカスレンズ１２の移動に追従ないし同調するようにイメージセンサ１１０を移動させて合焦状態を維持する制御を行う。
　［作用］
　図７は、本実施の形態のデジタルカメラによるＡＦの処理手順を示すフローチャートである。
　まず、初期設定が行われる（ステップＳ１１）。具体的には、イメージセンサ１１０を基準位置に位置させる処理が行われる。
　その後、ＡＦ実行の指示の有無が判定される。ＡＦ実行は、レリーズボタンの半押しで指示される。レリーズボタンが半押しされると、操作部１４０からカメラ制御部１５０にＳ１ＯＮ信号が入力され、ＡＦ実行が指示される。したがって、Ｓ１ＯＮ信号の有無によって、ＡＦ実行の有無が判定される（ステップＳ１２）。
　Ｓ１ＯＮ信号が入力され、ＡＦ実行が指示されると、まず、デフォーカスの方向及び量が検出される（ステップＳ１３）。デフォーカスの方向及び量は、位相差検出画素１１８の出力に基づいて、位相差ＡＦ処理部１３２で検出される。位相差ＡＦ処理部１３２は、ユーザによって指定されたＡＦエリア１１４から第１位相差検出画素１１８Ａ及び第２位相差検出画素１１８Ｂの信号を取得し、デフォーカスの方向及び量を算出する。ＡＦエリア１１４の選択は、操作部１４０で行われる。
　デフォーカスの方向及び量が検出されると、その検出結果に基づいて、フォーカスレンズ１２の目標位置が設定される（ステップＳ１４）。目標位置設定部１５０ａは、位相差ＡＦ処理部１３２で求めたデフォーカスの方向及び量に基づいて、被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ１２の目標位置を設定する。
　目標位置が設定されると、ＡＦ制御が実行される（ステップＳ１５）。
　図８は、ＡＦ制御（合焦制御方法）の処理手順を示すフローチャートである。
　まず、フォーカスレンズ駆動部１６が駆動され、目標位置に向けてフォーカスレンズ１２が移動する（ステップＳ２１）。これと同時にイメージセンサ移動駆動部１２０が駆動され、合焦する方向に向けてイメージセンサ１１０が移動する（ステップＳ２２）。
　イメージセンサ１１０が合焦する方向に向けて移動することにより、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達する前に合焦する。すなわち、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達する前に被写体の像がイメージセンサ１１０の撮像面上に位置する。イメージセンサ移動制御部１５０ｃは、目標位置に対するフォーカスレンズ１２の現在位置とイメージセンサ１１０の現在位置とに基づいて、合焦したか否かを判定する（ステップＳ２３）。
　合焦したと判定すると、イメージセンサ移動制御部１５０ｃは、追従処理を開始する（ステップＳ２４）。すなわち、フォーカスレンズ１２は、合焦後も目標位置に向かって移動するので、このフォーカスレンズ１２の移動に追従ないし同調するようにイメージセンサ１１０を移動させる。これにより、継続して合焦状態が維持される。
　この後、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達したか否かが判定される（ステップＳ２５）。目標位置に到達すると、フォーカスレンズ駆動部１６の駆動が停止され、フォーカスレンズ１２が停止する（ステップＳ２６）。更に、イメージセンサ移動駆動部１２０の駆動が停止され、イメージセンサ１１０が停止する（ステップＳ２７）。なお、フォーカスレンズ１２の停止に際してオーバーシュートが発生する場合は、そのオーバーシュートを打ち消すように、イメージセンサ１１０を移動させて停止する。
　以上一連の工程でＡＦの処理が完了する。この後、レリーズボタンが全押しされると、記録用の撮像処理が実行される。
　以上説明したように、本実施の形態のデジタルカメラ１によれば、フォーカスレンズ１２が目標位置に到達する前にイメージセンサ１１０を合焦する方向に向けて移動させるので、早期に合焦させることができる。これにより、合焦するまでの時間を短縮でき、ＡＦを高速化できる。
　［変形例］
　《イメージセンサの移動制御の変形例》
　上記実施の形態では、フォーカスレンズ１２の目標位置の情報、フォーカスレンズ１２の現在位置の情報、及び、イメージセンサ１１０の現在位置の情報に基づいて、イメージセンサ１１０の移動を制御する構成としているが、イメージセンサ１１０の移動制御の態様は、これに限定されるものではない。たとえば、位相差ＡＦ処理部１３２で検出されるデフォーカスの方向及び量に基づいて、イメージセンサ１１０の移動を制御する構成としてもよい。
　図９は、カメラ制御部及びレンズ制御部が実現するＡＦに係わる機能の変形例を示すブロック図である。
　位相差ＡＦ処理部１３２は、連続的にデフォーカスの方向及び量を検出し、その検出結果をイメージセンサ移動制御部１５０ｃに出力する。
　イメージセンサ移動制御部１５０ｃは、位相差ＡＦ処理部１３２で検出されたデフォーカスの方向及び量に基づいて、イメージセンサ１１０の移動を制御する。すなわち、デフォーカス量が0となるように、イメージセンサ１１０の移動を制御する。
　本態様によれば、フォーカスレンズ１２の位置情報を必要としないので、レンズ側からカメラ側に位置情報を送ることを想定していない場合においても実現できる。また、イメージセンサ１１０の移動制御の処理も簡素化できる。
　また、上記実施の形態では、フォーカスレンズ１２の駆動開始と同時にイメージセンサ１１０を移動させているが、イメージセンサ１１０を移動させるタイミングは、これに限定されるものではない。
　図１０は、イメージセンサの移動制御の変形例の概念図である。
　図１０に示す例では、交換レンズ１０によって形成される被写体の像が、イメージセンサ１１０の可動範囲の端部に到達するタイミングに合わせて、イメージセンサ１１０を移動させている。
　図１１は、イメージセンサの移動制御の他の変形例の概念図である。
　図１１は、交換レンズ１０によって形成される被写体の像が、イメージセンサ１１０の可動範囲内に存在する場合のイメージセンサ１１０を移動制御の例を示している。この場合、フォーカスレンズ１２の駆動と同時にイメージセンサ１１０を移動させる。これにより、早期に合焦させることができる。合焦後は、フォーカスレンズ１２の移動に追従ないし同調するようにイメージセンサ１１０を移動させる。
　《フォーカスレンズの移動制御の変形例》
　上記実施の形態では、フォーカスレンズ１２を目標位置に向けて移動させる際、一定速度で移動させているが、フォーカスレンズ１２を目標位置で停止させる前に減速させる構成としてもよい。これにより、オーバーシュートの発生を防止できる。
　図１２は、フォーカスレンズの移動制御の変形例の概念図である。
　同図において、符号Ｌ１は、交換レンズ１０によって形成される被写体の像の移動軌跡を示し、符号Ｌ２は、イメージセンサ１１０の移動軌跡を示している。交換レンズ１０によって形成される被写体の像の移動軌跡Ｌ１は、フォーカスレンズ１２の移動軌跡と一致する。
　フォーカスレンズ１２は、時間Ｔ０で移動を開始し、時間Ｔ３で目標位置に到達する。図１２に示すように、目標位置に到達する前にフォーカスレンズ１２を減速させる。図１２に示す例では、時間Ｔｘで減速し、その後、時間Ｔ３で目標位置に到達する。この場合、イメージセンサ１１０は、フォーカスレンズ１２を減速させる前に合焦するように移動を制御する。図１２に示す例では、時間T２で合焦し、その後、フォーカスレンズ１２を減速させる構成としている。
　減速を開始する位置は、交換レンズ１０によって形成される被写体の像の位置が、イメージセンサ１１０の可動範囲に入った後に設定される。これにより、少なくとも減速を開始する前にイメージセンサ１１０の移動によって、被写体に合焦させることができる。
　《オートフォーカスセンサの変形例》
　上記実施の形態では、イメージセンサ１１０の撮像面１１２に備えられた位相差検出画素１１８をオートフォーカスセンサとして使用しているが、オートフォーカスセンサの構成は、これに限定されるものではない。パッシブ方式、アクティブ方式等の公知のオートフォーカスセンサを採用できる。パッシブ方式としては、位相差を利用する方式の他、コントラストを利用する方式のオートフォーカスセンサを採用できる。コントラストを利用する方式のオートフォーカスセンサは、イメージセンサをオートフォーカスセンサとして利用できる。また、アクティブ方式のオートフォーカスセンサとしては、赤外線、超音波等を照射して距離を測定する方式のオートフォーカスセンサを採用できる。
　また、上記実施の形態では、位相差検出画素をｘ方向に沿って一定の間隔で配置しているが、ｙ方向に沿って一定の間隔で配置してもよい。また、ｘ方向及びｙ方向に沿って一定の間隔で配置してもよい。
　また、上記実施の形態では、画面中央に設定されたＡＦエリアにのみ位相差検出画素を配置しているが、位相差検出画素を配置する領域は、これに限定されるものではない。画面全体に配置する構成としてもよい。
　《フォーカスレンズの変形例》
　上記実施の形態では、フォーカスレンズを光軸に沿って前後移動させて焦点調節しているが、撮像レンズの焦点調節機構は、これに限定されるものではない。この他、液体レンズ、液晶レンズ等をフォーカスレンズとして利用することもできる。液体レンズ及び液晶レンズでは、屈折率変化を利用して、焦点調節する。
　フォーカスレンズに液体レンズを用いた場合、フォーカスレンズ駆動部は、液体レンズに印加する電圧（駆動電圧）を変化させることにより、液体レンズの屈折率を変化させる。この場合、駆動目標として、被写体に合焦させるための液体レンズの屈折率が設定される。イメージセンサ移動制御部は、目標とする屈折率となる前にイメージセンサを移動させて合焦させる。合焦後は、屈折率の変化による焦点の変動に追従ないし同調するように、イメージセンサを移動させる。
　同様に、フォーカスレンズに液晶レンズを用いた場合、フォーカスレンズ駆動部は、液晶レンズに印加する電圧（駆動電圧）を変化させることにより、液晶レンズの屈折率を変化させる。この場合、駆動目標として、被写体に合焦させるための液晶レンズの屈折率が設定される。イメージセンサ移動制御部は、目標とする屈折率となる前にイメージセンサを移動させて合焦させる。合焦後は、屈折率の変化による焦点の変動に追従ないし同調するように、イメージセンサを移動させる。
　《イメージセンサ移動駆動部の変形例》
　上記実施の形態では、ピエゾアクチュエータを使用して、イメージセンサ２１０を光軸Ｌに沿って移動させる構成としているが、イメージセンサ移動駆動部の構成は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、リニアモータ、送りネジ機構等の公知の直動式の駆動機構を採用して、イメージセンサ２１０を光軸Ｌに沿って移動させることができる。
　《イメージセンサの基準位置の変形例》
　上記実施の形態では、イメージセンサの基準位置を可動範囲の中央に設定しているが、基準位置として設定する位置は、これに限定されるものではない。たとえば、可動範囲の中央よりも被写体側（前側）の位置に基準位置を設定してもよいし、また、像面側（後側）の位置に基準位置を設定してもよい。また、ユーザが、任意に設定できる構成としてもよい。なお、上記のように、可動範囲の中央に基準位置を設定することにより、追従性を向上できる。
　また、上記実施の形態では、フランジバックの位置に基準位置を設定しているが、フランジバックと異なる位置に設定してもよい。なお、上記のように、フランジバックの位置に基準位置を設定することにより、基準位置で合焦した際に交換レンズの光学性能を最大限に発揮させることができる。
　また、基準位置が可変する構成とすることもできる。たとえば、過去の被写体の合焦時のイメージセンサの位置情報を参照して、基準位置を適宜切り替える構成とすることができる。また、被写体に応じて、基準位置を適宜切り替える構成とすることもできる。たとえば、被写体の移動方向等に応じて、適宜切り替える構成とすることができる。たとえば、一方向に移動する被写体については、結像点の移動方向と反対方向に基準位置を設定する。
　《撮像部の変形例》
　上記実施の形態では、本発明を単板式のデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明は多板式のカメラにも適用できる。
　図１３は、３板式のデジタルカメラに本発明適用する場合の一例を示す図である。
　同図に示すように、３板式のデジタルカメラは、撮像部に色分解プリズム３１０、及び、３つのイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂを備える。
　色分解プリズム３１０は、入射面３１０ａに入射した光をＲ（Red）光、Ｇ（Green）光及びＢ（Blue）光の３色の光に分解する。分解された３色の光は、それぞれＲ光出射面３１０ｒ、Ｇ光出射面３１０ｇ、Ｂ光出射面３１０ｂから出射される。
　３つのイメージセンサは、Ｒ光を受光するイメージセンサ２１０Ｒと、Ｇ光を受光するイメージセンサ２１０Ｇと、Ｂ光を受光するイメージセンサ２１０Ｂと、で構成される。
　Ｒ光を受光するイメージセンサ２１０Ｒは、Ｒ光出射面３１０ｒに対向して配置され、Ｒ光出射面３１０ｒから出射されるＲ光を受光する。
　Ｇ光を受光するイメージセンサ２１０Ｇは、Ｇ光出射面３１０ｇに対向して配置され、Ｇ光出射面３１０ｇから出射されるＧ光を受光する。
　Ｂ光を受光するイメージセンサ２１０Ｂは、Ｂ光出射面３１０ｂに対向して配置され、Ｂ光出射面３１０ｂから出射されるＢ光を受光する。
　３つのイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、それぞれ色分解プリズム３１０の入射面３１０ａからの光路長が同じになる位置に配置される。
　３つのイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、図示しないホルダを介して、色分解プリズム３１０に一体的に取り付けられる。色分解プリズム３１０にイメージセンサ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂが一体化されたユニットを撮像ユニット３３０とする。イメージセンサ移動駆動部２２０ｘは、撮像ユニット３３０を光軸Ｌに沿って前後移動させる。また、イメージセンサ位置検出部２２２ｘは、基準位置に対する撮像ユニット３３０の位置を検出する。
　《撮像装置の変形例》
　上記実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、ビデオカメラ、テレビカメラ、シネマカメラ等にも適用でき、更に、撮像機能を備えた電子機器（たとえば、携帯電話、スマートフォン、タブレットパソコン、ノートパソコン等）にも同様に適用できる。
　《その他の変形例》
　上記実施の形態では、駆動目標設定部、フォーカスレンズ駆動制御部、イメージセンサ移動制御部等をマイクロコンピュータで構成しているが、これらの機能を実現するためのハードウェア的な構成は、これに限定されるものではない。各種のプロセッサで構成できる。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理を行う処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ、ＦＰＧＡ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるＰＬＤ（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）、ＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
　一つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの一つで構成されていてもよいし、同種又は異種の二つ以上のプロセッサで構成されていてもよい。たとえば、複数のＦＰＧＡで構成されてもよいし、ＣＰＵ及びＦＰＧＡの組み合わせで構成されてもよい。
　また、複数の処理部を一つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を一つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント、サーバなどのコンピュータに代表されるように、一つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組合せで一つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（ＳｏＣ：System On Chip）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を一つのＩＣチップ（ＩＣ：Integrated Circuit）で実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを一つ以上用いて構成される。
　更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路である。
１　デジタルカメラ
１０　交換レンズ
１２　フォーカスレンズ
１４　絞り
１６　フォーカスレンズ駆動部
１８　フォーカスレンズ位置検出部
２０　絞り駆動部
２２　レンズ制御部
２２ａ　フォーカスレンズ駆動制御部
１００　カメラ本体
１０２　マウント
１１０　イメージセンサ
１１２　撮像面
１１４　ＡＦエリア
１１６　通常画素
１１８　位相差検出画素
１１８Ａ　第１位相差検出画素
１１８Ｂ　第２位相差検出画素
１２０　イメージセンサ移動駆動部
１２２　イメージセンサ位置検出部
１２４　イメージセンサ駆動部
１２６　アナログ信号処理部
１２８　ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）
１３０　デジタル信号処理部
１３２　位相差ＡＦ処理部
１３４　メモリカードインタフェース
１３６　メモリカード
１３８　表示部
１４０　操作部
１５０　カメラ制御部
１５０ａ　目標位置設定部
１５０ｂ　ＡＦ制御部
１５０ｃ　イメージセンサ移動制御部
２１０Ｂ　イメージセンサ
２１０Ｇ　イメージセンサ
２１０Ｒ　イメージセンサ
２２０ｘ　イメージセンサ移動駆動部
２２２ｘ　イメージセンサ位置検出部
３１０　色分解プリズム
３１０ａ　入射面
３１０ｂ　Ｂ光出射面
３１０ｇ　Ｇ光出射面
３１０ｒ　Ｒ光出射面
３３０　撮像ユニット
Ｌ　光軸
Ｌ１　交換レンズによって形成される被写体の像の移動軌跡
Ｌ２　イメージセンサの移動軌跡
Ｓ１１～Ｓ１５　ＡＦの処理手順
Ｓ２１～Ｓ２７　ＡＦ制御の処理手順

Claims (11)

  1. 　フォーカスレンズを有する撮像レンズと、
    　前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、
    　イメージセンサと、
    　前記イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、
    　被写体に合焦させるための前記フォーカスレンズの駆動目標を設定する駆動目標設定部と、
    　前記駆動目標設定部で設定された前記駆動目標に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御するフォーカスレンズ駆動制御部と、
    　前記フォーカスレンズ駆動制御部が前記フォーカスレンズの駆動を停止する前に前記イメージセンサを移動させて合焦させ、合焦後は前記フォーカスレンズが停止するまで前記イメージセンサを移動させて合焦状態を維持させるイメージセンサ移動制御部と、
    　を備えた撮像装置。
  2. 　前記フォーカスレンズ駆動部は、前記フォーカスレンズを光軸に沿って移動させ、
    　前記駆動目標設定部は、被写体に合焦させるための前記フォーカスレンズの目標位置を前記駆動目標として設定し、
    　前記フォーカスレンズ駆動制御部は、前記フォーカスレンズ駆動部を制御して、前記フォーカスレンズを前記目標位置に移動させる、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　パッシブ方式又はアクティブ方式のオートフォーカスセンサを更に備え、
    　前記駆動目標設定部は、前記オートフォーカスセンサの出力に基づいて、前記駆動目標を設定する、
    　請求項１又は２に記載の撮像装置。
  4. 　前記オートフォーカスセンサが、位相差検出方式のオートフォーカスセンサで構成される、
    　請求項３に記載の撮像装置。
  5. 　前記オートフォーカスセンサが、前記イメージセンサの撮像面に備えられた複数の位相差検出画素で構成される、
    　請求項４に記載の撮像装置。
  6. 　前記イメージセンサの基準位置が、前記撮像レンズで規定されるフランジバックの位置に設定される、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  7. 　前記フォーカスレンズ駆動制御部は、前記フォーカスレンズを前記目標位置で停止させる前に減速させる、
    　請求項２に記載の撮像装置。
  8. 　前記イメージセンサ移動制御部は、前記フォーカスレンズを減速させる前に前記イメージセンサを移動させて合焦させる、
    　請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　前記イメージセンサ移動制御部は、前記フォーカスレンズの駆動開始と同時に前記イメージセンサを移動させる、
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
  10. 　前記イメージセンサ移動制御部は、前記イメージセンサを可動範囲の端部に移動させて待機させる、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
  11. 　フォーカスレンズを有する撮像レンズと、前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、イメージセンサと、前記イメージセンサを光軸に沿って移動させるイメージセンサ移動駆動部と、を備えた撮像装置の合焦制御方法であって、
    　被写体に合焦させるための前記フォーカスレンズの駆動目標を設定するステップと、
    　設定された前記駆動目標に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動するステップと、
    　前記フォーカスレンズの駆動を停止する前に前記イメージセンサを移動させて合焦させ、合焦後は前記フォーカスレンズが停止するまで前記イメージセンサを移動させて合焦状態を維持させるステップと、
    　を含む撮像装置の合焦制御方法。
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