(57)【要約】【課題】オートフォーカスに用いる光学系や受光素子の位置ずれの影響を受けることなく、焦点検出の結果からサブミラーの経年変化に伴う位置ずれの影響を取り除く。【解決手段】ＬＥＤ３１が発した検出光は投光レンズ３２を介してサブミラー１２の反射面１２ａに形成されたバイナリ光学素子２９へ入射し、回折効果により焦点検出装置１６の方向へ反射される。反射光はマイクロレンズアレイ５２の開口部５２２を透過し、受光素子アレイ５３に設けられた受光素子群５３５へ入射する。マイクロコンピュータ５６は、受光素子群５３５の出力から光束の入射位置を検出する。ボディ駆動制御装置２０は、工場出荷時の光束の入射位置と、撮像装置の使用中に検知された入射位置とを比較し、その差に応じた焦点補正値を求め、マイクロコンピュータ５６が出力するデフォーカス量を補正する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を透過した第１の光束を所定方向へ反射する反射部材と、
前記反射部材によって反射された前記光の反射光を受光する受光手段と、
前記反射光を前記受光手段によって受光して得られる信号に基づいて前記光学系の焦点状態を検出し、検出信号を出力する焦点検出手段と、
前記第１の光束とは異なる第２の光束を前記反射部材に対して照射する光源と、
前記反射部材によって反射された前記第２の光束を前記受光手段によって受光して得られる出力に基づいて前記検出信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置であって、
前記第２の光束は特定の波長の光を含み、
前記反射部材は、前記第２の光束の特定の波長の光を前記受光手段へ向けて反射する回折光学素子を有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点検出装置であって、
前記回折光学素子は、前記反射部材の反射面のうち、前記第１の光束が入射する領域とは異なる領域に設けられることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の焦点検出装置であって、
前記受光手段は、複数の受光素子が配列されており、
前記補正手段は、前記複数の受光素子のうち、前記反射部材によって反射された前記第２の光束を受光する受光素子の位置に基づいて前記焦点状態を補正することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の焦点検出装置であって、
前記第２の光束を受光する前記受光素子の位置の変化に基づいて、前記反射部材が振動していることを検出する振動検出手段を備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の焦点検出装置であって、
前記焦点検出手段は、前記振動検出手段によって前記反射部材が振動していることを検出した際に、前記焦点状態の検出を禁止することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の焦点検出装置であって、
前記受光手段は、
複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイに対して複数の受光素子を配列した受光素子アレイとを有するとともに、前記マイクロレンズのそれぞれを介して前記第１の光束を受光する第１受光部と、
前記第２の光束を受光する第２受光部とを有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の焦点検出装置であって、
前記第２受光部は、前記マイクロレンズアレイを介して前記第２の光束を受光することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の焦点検出装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出装置と撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点検出装置を備えた一眼レフレックスカメラにおいて、撮影光路上にメインミラーとは別に設置したサブミラーで被写体光を反射させ、焦点検出装置へ導く構成が知られている。このようなカメラでは、露光時にサブミラーを撮影光路の外側へ退避させ、撮影が終了するとサブミラーを元の位置に戻す。
【０００３】
この動作の影響などによりサブミラーの撮影光路上の静止位置が変化し、焦点検出の結果に誤差が生じてしまう。このため、例えば特許文献１では、サブミラーに予め静止位置検出用の指標を描いておくことで、焦点検出結果の誤差を緩和ないし解消する技術が開示されている。具体的には、位相差式焦点検出装置のイメージセンサで静止位置検出用の指標の位置を検知し、検知結果を用いて焦点検出結果を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９８８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のカメラでは、オートフォーカスに用いる光学系や受光素子によりサブミラーの静止位置を検出する。従って、これらの光学系や受光素子の経年変化等による位置ずれの影響を被ってしまい、精度の高い静止位置検出を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、光学系を透過した第１の光束を所定方向へ反射する反射部材と、前記反射部材によって反射された前記光の反射光を受光する受光手段と、前記反射光を前記受光手段によって受光して得られる信号に基づいて前記光学系の焦点状態を検出し、検出信号を出力する焦点検出手段と、前記第１の光束とは異なる第２の光束を前記反射部材に対して照射する光源と、前記反射部材によって反射された前記第２の光束を前記受光手段によって受光して得られる出力に基づいて前記検出信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置である。
請求項９に係る発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の焦点検出装置を備えることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、オートフォーカスに用いる光学系や受光素子の位置ずれの影響を受けることなく、焦点検出の結果からサブミラーの経年変化の影響を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の撮像装置の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態による撮像装置に組み込まれている焦点検出光学系の構成を示す図である。
【図３】マイクロレンズアレイ５２と受光素子アレイ５３の斜視図である。
【図４】図３に示すマイクロレンズアレイ５２および受光素子アレイ５３のＡ〜Ａ断面を示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態の焦点検出装置１６による第１の焦点検出方法を説明するための図である。
【図６】焦点検出装置１６の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】ＬＥＤ３１から見たサブミラー１２の正面図である。
【図８】位置検出用光束によるサブミラー１２の位置検出の様子を示す図である。
【図９】受光素子アレイ５３上の受光素子群５３５へ位置検出用光束が入射した状態を表す平面図である。
【図１０】第２の実施の形態によるマイクロレンズアレイ６２および受光素子アレイ６３を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態によるサブミラーの位置検出方式を説明するための図である。
【図１２】第２の焦点検出方法の変形例を示す図である。
【図１３】バイナリ光学素子２９を用いずに位置検出用光束を焦点検出装置１６へ導く構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の撮像装置の構成を示す断面図である。なお、図１では本願発明の焦点検出装置および撮像装置に係わる機器および装置のみを示し、それ以外の機器および装置については図示と説明を省略する。本実施形態の撮像装置は、カメラボディ１にレンズ鏡筒２が着脱可能に装着され、レンズ鏡筒２は各種の交換レンズを内蔵したレンズ鏡筒に交換可能である。
【００１０】
カメラボディ１は、メインミラー１１，サブミラー１２，フィルター１３，シャッター１４，撮像素子１５，焦点検出装置１６，ペンタダハプリズム１７，接眼レンズ１８，電気接点１９，ボディ駆動制御装置２０，ＬＥＤ３１，投光レンズ３２などを備えている。フィルター１３は、光学的ローパスフィルターと赤外線カットフィルターを合わせたものである。シャッター１４は撮像素子１５の露光状態を制御する。撮像素子１５はＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、撮影レンズ２１により結像された被写体像を電気信号に変換して出力する。焦点検出装置１６は、撮影レンズ２１の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量を検出する。ボディ駆動制御装置２０は不図示のマイクロコンピューター，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄコンバーターなどから構成され、カメラの各種演算，シーケンス制御，撮像素子の駆動制御などを行う。ＬＥＤ３１は投光レンズ３２を介してサブミラー１２へ静止位置検出用の光束を照射する。
【００１１】
一方、レンズ鏡筒２は、撮影レンズ２１（レンズ２１ａ〜２１ｅ），絞り２２，レンズ駆動制御装置２３などを備えている。レンズ駆動制御装置２３は不図示のマイクロコンピューター，ＲＯＭ，ＲＡＭ，レンズ駆動用アクチュエーター，絞り駆動用アクチュエーターなどから構成され、撮影レンズ２１の焦点調節や絞り２２の開口調節などを行う。なお、カメラボディ１のボディ駆動制御装置２０とレンズ鏡筒２のレンズ駆動制御装置２３は、交換レンズ２のマウント部に設けられた電気接点１９を介して電気的に接続されており、各種情報の授受を行う。
【００１２】
非撮影時には、図１に実線で示すように、メインミラー１１とサブミラー１２が撮影光路中に置かれ、撮影レンズ２１を透過した被写体光の一部はメインミラー１１，ペンタダハプリズム１７，接眼レンズ１８を介して撮影者の目へ導かれ、撮影者に被写体像が視認される。また、被写体光の残りの一部はメインミラー１１，サブミラー１２を介して焦点検出装置１６へ導かれ、焦点検出装置１６により撮影レンズ２１の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量が検出される。
【００１３】
撮影時には、図１に破線で示すように、メインミラー１１とサブミラー１２が撮影光路中から待避し、撮像素子１５による被写体像の撮影が行われる。撮像素子１５から出力された被写体像信号は不図示の画像処理装置により処理され、被写体像が不図示のメモリカードなどの記録装置に記録される。
【００１４】
図２は、第１の実施の形態による撮像装置に組み込まれている焦点検出光学系の構成を示す図である。撮影レンズ２１は、撮像素子１５（図１参照）の受光面１５ａに被写体像を結像する。撮影レンズ２１およびメインミラー１１（図１参照）を透過した被写体からの光束（焦点検出用光束）はサブミラー１２の反射面１２ａで反射され、撮像素子の受光面１５ａと共役な予定焦点面１６ａへ導かれる。なお、この予定焦点面１６ａにおいて被写体像のピントが合うように、撮影レンズ２１の焦点調節が行われる。
【００１５】
焦点検出装置１６は、マイクロレンズアレイ５２と受光素子アレイ５３がカバーガラス５４で蓋をしたパッケージ５５の中に封入されている。
【００１６】
サブミラー１２の反射面１２ａの一部領域には、所定の波長の光を通常とは異なる角度で反射させるバイナリ光学素子２９が形成されている。このバイナリ光学素子２９については詳細を後述する。
【００１７】
また、像高の高い部分の焦点検出用光束を用いて焦点検出を行う場合には、予定焦点面１６ａの近傍から後述するマイクロレンズアレイ５２の間にフィールドレンズ５１を挿入し、像高の高い部分の光線を光軸方向から曲げるようにしてもよい。以下では、フィールドレンズ５１を無視して説明する。
【００１８】
図３はマイクロレンズアレイ５２と受光素子アレイ５３の斜視図である。受光素子アレイ５３はマイクロレンズアレイ５２の背後のごく近傍に配置されるが、図３では説明のために実際より離して描画している。マイクロレンズアレイ５３上には複数のマイクロレンズＭＬが一点鎖線で表す焦点検出用光束の光軸位置を中心に二次元状に配列されている。そして受光素子アレイ５３上には、複数の受光素子を二次元状に配列した受光素子群５３１が、各々のマイクロレンズＭＬに対応する形で二次元状に配列されている。図３では、２５個のマイクロレンズＭＬが５行５列に配列されており、これらのマイクロレンズに対応する形で２５個の受光素子群５３１が５行５列に配列されている。なお、この明細書ではマイクロレンズＭＬごとに複数の受光素子群５３１を対応づけて配列する例を示すが、各マイクロレンズと無関係に複数の受光素子を二次元状に配列してもよい。
【００１９】
迷光を防止するため、マイクロレンズアレイ５２の表面には遮光マスクが設けられ、側面には遮光膜が塗装されている。図３ではこれらの遮光マスクおよび遮光膜が斜線により示されている。マイクロレンズＭＬが配列されている領域５２１の外側には遮光マスクの矩形開口部５２２が設けてある。開口部５２２が設けられた部分のマイクロレンズアレイ５２は平行平板となっている。また、受光素子アレイ５３上の開口部５２２に対応する位置には、上述した複数の受光素子群５３１とは別に、複数の受光素子が二次元状に配列された受光素子群５３５が存在する。この受光素子群５３５は、サブミラー表面のバイナリ光学素子２９（図２参照）に照射された位置検出用光束、すなわちサブミラー１２の撮影光路中における静止位置の経年変化を検出するための光束を受光し、サブミラー位置に応じた信号を出力する。
【００２０】
図４は、図３に示すマイクロレンズアレイ５２および受光素子アレイ５３のＡ〜Ａ断面を示す断面図である。マイクロレンズアレイ５２の表面にはマイクロレンズ以外の部分を覆うように遮光マスク５６が設けられており、マイクロレンズアレイ５２の側面には遮光膜５２ａが塗装されている。また、マイクロレンズＭＬへの入射光のクロストークを防ぐために、各マイクロレンズＭＬの間の境界に沿って遮光隔壁５７が設けられている。これらは、ガラス製のマイクロレンズアレイ５２にエッチングあるいは機械加工で深溝を掘り、そこに遮光性樹脂を充填し硬化させて形成する。
【００２１】
図５は、第１の実施の形態の焦点検出装置１６による焦点検出方式を説明するための図である。図５は、図４と同様に図３のＡ〜Ａ断面におけるマイクロレンズアレイ５２および受光素子アレイ５３を示しているが、説明のためマイクロレンズＭＬおよび受光素子群５３１がより多く並んだ状態を図示している。なお、図５では遮光隔壁５７（図４参照）の図示を省略する。この一実施の形態では、１個のマイクロレンズＭＬとそのマイクロレンズＭＬに対応する受光素子群の組を１個の画素と呼ぶ。図５では、各マイクロレンズＭＬごとに１列当たり５個の受光素子を有する画素が並んでいる。
【００２２】
マイクロレンズアレイ５２の各マイクロレンズＭＬによる受光素子アレイ５３の各受光素子の像は、マイクロレンズＭＬの頂点よりわずかに被写体側の結像面１６ｂに結ぶ。この結像面１６ｂは図２に示すカメラの予定焦点面１６ａの近傍になるように構成されている。
【００２３】
第１の実施の形態の焦点検出装置１６は、瞳分割型位相差検出方式による焦点検出装置である。すなわち、撮影レンズ２１の瞳面上の一対の領域を通過した一対の焦点検出用光束により形成される一対の被写体像の位置ズレ量に基づいて、撮影レンズ２１のデフォーカス量を検出する。具体的な焦点検出方法を以下に説明する。
【００２４】
第１の焦点検出方法は、隣接する画素、または一つおきなどの画素の受光素子群で検出した一対の被写体像の位置ズレ量に基づいてデフォーカス量を検出する方法である。図５に示すＡ列とＢ列の受光素子群上に結像された一対の被写体像は、結像面１６ｂ上のＡ’、Ｂ’で示す「マイクロレンズによる受光素子群の逆投影像」の位置に、撮像レンズ２１により結像される一対の被写体像に対応する。したがって、Ａ列とＢ列の受光素子群の出力に基づいて、結像面１６ｂ上の撮影レンズ２１により結像された一対の被写体像の位置ズレ量を検出する。
【００２５】
第２の焦点検出方法は、連続して配置される画素の各受光素子群の端からｎ番目どうしの受光素子出力を繋げた波形が表す合成像と、（ｎ＋ｍ）番目どうしの受光素子出力を繋げた波形が表す合成像との位置ズレ量に基づいてデフォーカス量を検出する方法である。図５に示すように、連続して配置される画素の各受光素子群の左端から２番目の受光素子ｃの出力を繋げた信号列に対応する像と、左端から４番目の受光素子ｄの出力を繋げた信号列に対応する像は、結像面１６ｂ上のＣ’とＤ’で示す「マイクロレンズによる受光素子群の逆投影像」の位置に撮影レンズ２１により結像される一対の被写体像に対応する。すなわち、受光素子ｃを連ねた離散的受光素子群Ｃと、受光素子ｄを連ねた離散的受光素子群Ｄの出力波形が表す合成像がそれぞれＣ’とＤ’の位置の被写体像に対応する。したがって、受光素子群Ｃと受光素子群Ｄの出力に基づいて、結像面１６ｂ上の撮影レンズ２１により結像された一対の被写体像の位置ズレ量を検出する。
【００２６】
図６は焦点検出装置１６の詳細な構成を示すブロック図である。受光素子アレイ５３の出力はＡ／Ｄコンバーター５４によりデジタル信号に変換され、いったんメモリ５５に記憶される。マイクロコンピューター５６はソフトウエア形態により合成信号列作成部５６ａ、像ズレ演算部５６ｂおよびデフォーカス量算出部５６ｃを備え、メモリ５５から受光素子アレイ５３の出力データを読み出し、合成信号列作成部５６ａにより第１信号列 {ａ(i)}＝ａ(1)，ａ(2)，ａ(3)，・・・と、第２信号列{ｂ(i)}＝ｂ(1)，ｂ(2)，ｂ(3)，・・・を作成する。
【００２７】
ここで、上述した第１の焦点検出方法の場合は、信号列{ａ(i)}、{ｂ(i)}はそれぞれ図５に示す隣接する画素Ａ、Ｂの各受光素子群の受光素子出力の並びである。また、上述した第２の焦点検出方法の場合は、信号列{ａ(i)}、{ｂ(i)}はそれぞれ図５に示す受光素子群ＣとＤの出力の並びである。
【００２８】
こうして得られた第１信号列{ａ(i)}と第２信号列{ｂ(i)}に基づいて、公知の方法により像ズレ演算を行い、デフォーカス量を算出する。２つの信号列{ａ(i)}、{ｂ(i)}からデフォーカス量を算出する方法はよく知られており、まず第１信号列{ａ(i)}と第２信号列{ｂ(i)} （ｉ＝１，２，３，・・・）から対応する一対の像の相関量Ｃ(N)を求める。
Ｃ(N)＝Σ｜ａ(i)−ｂ(ｊ)｜  ・・・（１）
（１）式において、ｊ−ｉ＝Ｎであり、Ｎはシフト数である。また、Σはｉに関する所定範囲の総和演算を表す。
【００２９】
（１）式により離散的に求められた相関量Ｃ(N)から次のようにしてシフト量を求める
。ここで、相関量Ｃ(N)の中でシフト量Ｎ＝Ｎ０のときに極小値を与える相関量をＣ０と
し、シフト量（Ｎ０−１）における相関量をＣｒ、シフト量（Ｎ０＋１）における相関量をＣｆとする。相関量Ｃｒ、Ｃ０、Ｃｆの並びから精密なシフト量Ｎａを求める。
ＤＬ＝０．５・（Ｃｒ−Ｃｆ）  ・・・（２），
Ｅ＝ＭＡＸ{（Ｃｆ−Ｃ０）、（Ｃｒ−Ｃ０）}  ・・・（３），
Ｎａ＝Ｎ０＋ＤＬ／Ｅ  ・・・（４）
次に、シフト量Ｎａに、焦点検出面の位置に応じた補正量（定数CONST）を加え、焦点検
出面上での像ズレ量Δｎ＝Ｎａ＋CONSTを算出する。さらに、像ズレ量Δｎに検出開角に
依存した定数Ｋｆを乗じ、デフォーカス量Ｄｆを算出する。
Ｄｆ＝Ｋｆ・Δｎ  ・・・（５）
【００３０】
図７はＬＥＤ３１から見たサブミラー１２の正面図である。図７に示すように、サブミラー１２の反射面１２ａは大きく２つの領域１２ｃ，１２ｄに分けられる。領域１２ｃは焦点検出に用いられる領域である。撮影レンズ２１を透過した被写体光のうち、領域１２ｃへ入射した光束が焦点検出に用いられる。領域１２ｃに描かれた縦横の破線の交差点１２ｅが領域１２ｃの中心であり、サブミラー１２は交差点１２ｅの位置が撮影レンズ２１の光軸位置とほぼ一致するように設置される。他方、領域１２ｄはサブミラー１２の位置検出に用いられる領域であり、ＬＥＤ３１はこの領域へ向けて位置検出用光束を照射する。反射面１２ａのうち領域１２ｄにはバイナリ光学素子２９が形成されている。
【００３１】
図８は位置検出用光束によるサブミラー１２の位置検出の様子を示す図である。サブミラー１２の反射面１２ａに形成されたバイナリ光学素子２９は、特定の波長の光を回折効果により通常とは異なる方向へ反射させる機能を有する。また、ＬＥＤ３１はバイナリ光学素子２９による回折効果が働く波長を多く含む発光特性を備える。
【００３２】
ＬＥＤ３１が発した光は投光レンズ３２を介してバイナリ光学素子２９へ入射する。この光のほとんどの成分は回折効果により焦点検出装置１６の方向へ反射される。図８ではこの光束の中心をＬ２で表す。なお、ＬＥＤ３１によりバイナリ光学素子２９へ照射された光のうち、上述した特定波長成分以外は、サブミラー１２の反射面１２ａによる通常の反射と同様に反射され、焦点検出装置１６の外部へ向かう。従って、この光が焦点検出装置１６内で迷光となり焦点検出へ悪影響を及ぼすことはない。
【００３３】
回折効果により焦点検出装置１６の方向へ反射した光束はマイクロレンズアレイ５２の開口部５２２（図３参照）を透過し、受光素子アレイ５３に設けられた受光素子群５３５（図３参照）へ入射する。このとき、投光レンズ３２のレンズ作用によりＬＥＤ３１の発光部分の像が受光素子群５３５上にできる。
【００３４】
なお、被写体光の一部がバイナリ光学素子２９へ入射することがあるが、この光のうち上述した特定波長以外の波長成分は反射面１２ａ上の他の領域と同様に反射することとなる。また、この光に含まれる特定波長成分はバイナリ光学素子２９の作用により焦点検出装置１６の外部へ反射する。従って、バイナリ光学素子２９へ入射した被写体光は焦点検出に生じさせない。
【００３５】
図９は受光素子アレイ５３上の受光素子群５３５へ位置検出用光束が入射した状態を表す平面図である。図９は受光素子アレイ５３をサブミラー１２側から見た図であり、図９の矢印Ｂ，Ｆは図８の矢印Ｂ，Ｆと同一方向を指している。同様に、図９の位置Ｘは図８の位置Ｘと同一の位置を表している。サブミラー１２が工場出荷時に定められた位置にあるときには、位置検出用光束が図９の位置Ｘへ入射する。また、位置検出用光束の入射範囲６１は複数の受光素子に跨る広さとなっている。サブミラー１２の静止位置が経年変化により図８の方向Ｕへずれると、位置検出用光束が入射する位置は図９の方向Ｆへサブミラー１２のずれ量に応じた大きさだけ移動する。他方、サブミラー１２の静止位置が図８の方向Ｄへずれた場合、静止位置検出用光束は図９の方向Ｂへサブミラー１２のずれ量に応じた大きさだけ移動する。
【００３６】
焦点検出装置１６が有するマイクロコンピュータ５６は、受光素子群５３５の出力から位置検出用光束の入射位置を検出する。この検出結果は、サブミラー１２の静止位置の経年変化を表す。ボディ駆動制御装置２０（図１参照）は、工場出荷時の位置検出用光束の入射位置と、本実施形態の撮像装置の使用中に検知された入射位置とを比較し、その差に応じた焦点補正値を予め記憶したテーブルを参照するかあるいは所定の演算を行うことにより求める。そして、求められた補正値を用いてマイクロコンピュータ５６が出力するデフォーカス量を補正し、サブミラー１２の撮影光路内における静止位置の経年変化に起因した焦点検出誤差のない撮影レンズ２１の焦点検出結果を得る。
【００３７】
上述したサブミラー１２の静止位置の検出処理は、撮像装置のユーザが不図示の操作部材により処理実行を指示したときに行われる。このとき、レンズキャップ等により撮影レンズ２１へ入る光が遮られていることが望ましい。これは、被写体からの光がサブミラーの静止位置検出に対し有害光となることを防ぐためである。ボディ駆動制御装置２０は上述の処理により求められた焦点補正値を不図示の不揮発性記憶装置に記憶し、マイクロコンピュータ５６がデフォーカス量を出力する度に保存されている焦点補正値による補正を行う。
【００３８】
上述した第１の実施の形態による撮像装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ボディ駆動制御装置２０は、受光素子アレイ５３が静止位置検出用光束を受光して行った出力に基づいてデフォーカス量を補正する。これにより、サブミラー１２の経年変化による誤差を補正することができる。
【００３９】
（２）サブミラー１２の反射面１２ａに形成されたバイナリ光学素子２９が特定の波長の光を反射する方向は、バイナリ光学素子の形状により決まる。従って、バイナリ光学素子の形状を適宜設計することにより、バイナリ光学素子に対する入射光の方向が制限されることなく、カメラボディ１内におけるＬＥＤ３１の位置の自由度が高まる。
【００４０】
（３）バイナリ光学素子２９は、サブミラー１２の反射面１２ａのうち、焦点検出用光束が入射する領域１２ｃとは異なる領域１２ｄに設けられる。これにより、焦点検出に用いられる領域を減らすことなく、サブミラー１２の静止位置検出を行うことができる。
【００４１】
上述した第１の実施の形態では、サブミラー１２の静止位置検出用光束を、受光素子群５３５がマイクロレンズＭＬを介さずに受光していた。以下に詳述する第２の実施の形態では、静止位置検出用光束を、焦点検出用光束と同様にマイクロレンズＭＬを介して受光する。なお、以下の説明において上述した第１の実施の形態と共通する部位については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図１０は本実施形態によるマイクロレンズアレイ６２および受光素子アレイ６３を示す図である。図１０に示すように、本実施形態ではマイクロレンズアレイ６２には位置検出用光束を透過させる矩形開口部が存在しない。上記の光束は焦点検出用光束と同様に図１０のマイクロレンズＭＬへ入射し、複数の受光素子群５３１により受光される。本実施形態のボディ駆動制御装置２０が有するマイクロコンピュータ５６は、複数の受光素子群５３１に入射した位置検出用光束の入射位置を検出し、検出結果に応じて第１の実施の形態と同様にデフォーカス量を補正する。
【００４３】
図１１は第２の実施の形態によるサブミラーの位置検出方式を説明するための図である。図１１（ａ），（ｂ）には図１０に示したマイクロレンズアレイ６２および受光素子アレイ６３のＡ〜Ａ断面が示されている。投光レンズ３２は、ＬＥＤ３１がサブミラー１２へ向けて照射した光が結像面１６ｂに結ぶように設定される。このように設定することで、ＬＥＤ３１の発光部分の像が受光素子アレイ６３上にできる。
【００４４】
図１１（ａ）にはＬＥＤ３１から照射された光が投光レンズ３２を介して受光素子群５３１ｂの真上に入射する様子が描かれている。図１１（ａ）に示す通り、このとき受光素子群５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃの３つの受光素子群によりＬＥＤ３１から照射された光が検知される。ボディ駆動制御装置２０が有するマイクロコンピュータ５６は、これらの受光素子の出力によりサブミラー１２の静止位置検出用光束が入射した位置を検知する。
【００４５】
図１１（ａ）において、サブミラー１２の撮影光路中における静止位置が経年変化により変化し、例えば図１１（ａ）の矢印ＳＳ１方向に位置検出用光束が移動すると、受光素子アレイ６３上において、マイクロレンズアレイ６２を通った光が入射する位置は矢印ＳＳ２方向に移動する。位置検出用光束が矢印ＳＳ１方向へ一定以上移動すると、やがて受光素子群５３１ａには光が入射しなくなる。しかし、受光素子群５３１ｂ，５３１ｃに光が入射する状態は依然として維持される。
【００４６】
図１１（ａ）において、位置検出用光束が矢印ＳＳ１方向へマイクロレンズＭＬの幅の半分だけ移動した様子を、図１１（ｂ）に示す。図１１（ｂ）では、上述したように、受光素子アレイ６３上における光の入射位置が矢印ＳＳ２方向に移動し、受光素子群５３１ａに光が入射しない状態となっているものの、受光素子群５３１ｂ，５３１ｃにより位置検出用光束の入射位置を検知することが可能となっている。位置検出用光束が更に矢印ＳＳ１方向へ移動すると、受光素子群５３１ｄに対しても光が入射するようになり、図１１（ａ）からちょうどマイクロレンズＭＬの幅だけ移動したときには、図１１（ａ）における受光素子群５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃへの光の入射と同様に、受光素子群５３１ｂ，５３１ｃ，５３１ｄへ光が入射する状態となる。
【００４７】
以上のように、結像面１６ｂ上にサブミラー１２の位置検出用光束が結ぶ位置がマイクロレンズＭＬの真上であっても、あるいは各マイクロレンズ間に存在する遮光マスク５６の真上であっても、位置検出用光束の入射位置をいずれかの受光素子群により検知することが可能な状態が維持される。
【００４８】
なお図１１の例では、常時２箇所以上の受光素子群にマイクロレンズＭＬを通過した位置検出用光束が入射するよう構成しているが、少なくとも１つの受光素子群に光が入射していれば位置検出用光束の入射位置を検知することが可能である。すなわち、図１１（ａ）に示した角度Ｄｔは、入射位置の検知に最低限必要な位置検出用光束の広がりよりも大きな角度となっている。実際には、角度Ｄｔの３分の２強、すなわちマイクロレンズアレイ６２上においてマイクロレンズＭＬの幅の２倍強の広がりを有する角度でよい。この場合、図１１（ａ）において、受光素子群５３１ａ，５３１ｃに入射する光が半分欠けた状態となるものの、位置検出用光束の入射位置は検知可能である。図１１では説明のためマイクロレンズＭＬの下部を実際よりも大きく描画しているが、実際には結像面１６ｂとマイクロレンズアレイ６２との距離はマイクロレンズＭＬの幅の数十倍なので、位置検出用光束に上記の広がりを持たせることは容易である。
【００４９】
上述した第２の実施の形態による撮像装置によれば、第１の実施の形態による撮像装置で得られる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）焦点検出用光束を受光する受光素子によりサブミラー１２の静止位置検出用光束を受光し、サブミラー１２の静止位置検出を行う。これにより、マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイが簡略化され、製造コストを削減することができる。
【００５０】
上述した第２の実施の形態では、ＬＥＤ３１の照射光をサブミラー１２の経年変化による影響を補正するためだけに利用していた。以下に詳述する第３の実施の形態では、ＬＥＤ３１の照射光を用いて、サブミラー１２の振動状態を検知する。なお、以下の説明において上述した第２の実施の形態と共通する部位については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５１】
（第３の実施の形態）
本実施形態による撮像装置は撮影の際、図１に示すように、メインミラー１１およびサブミラー１２が撮影光路上にある状態で焦点検出を行い、その後メインミラー１１およびサブミラー１２を撮影光路から退避させて露光を行う。従って、露光中に焦点検出を行うことはできない。
【００５２】
本実施形態による撮像装置を用いて連写を行う際には、焦点検出，メインミラー１１とサブミラー１２から成るミラー群の退避，露光，およびミラー群の復帰という一連の処理が短い時間間隔で繰り返される。露光時間を一定とすると、焦点検出以外の動作に必要な時間が短いほど、焦点検出に費やすことができる時間は長くなり、焦点検出の精度が高くなる。すなわち、ミラー群が復帰してから焦点検出を開始するまでの時間は短いほどよい。
【００５３】
図１に示すようなメインミラー１１およびサブミラー１２の構成では、退避したサブミラー１２の撮影光路への復帰は、メインミラー１１のミラーダウン動作と共に行われる。メインミラー１１がミラーダウン動作を行うと、退避状態においてメインミラー１１と重なっていたサブミラー１２はバネ力によりメインミラー１１から開く。そしてサブミラー１２と一体的に接合された不図示のサブミラー受け部品が、カメラボディ１内のピンなどの不図示の制限部材に衝突して止まり、サブミラー１２は所定の位置に所定の姿勢で静止する。
【００５４】
サブミラー１２がメインミラー１１から開く際、サブミラー１２が制限部材に衝突して跳ね返り、静止するまでにしばらく振動する場合がある。サブミラー１２が振動している間は、サブミラー１２で反射し焦点検出装置１６に入射する光も振動するため、正確な焦点検出を行えない。従って、サブミラー１２の振動が収まるのを待ってから焦点検出を行わなければならない。
【００５５】
本実施形態による撮像装置では、メインミラー１１のミラーダウン動作開始時にＬＥＤ３１を点灯し、ミラーダウン動作の後、マイクロコンピュータ５６が受光素子アレイ６３の出力に基づきサブミラー１２の振動状態を検知する。そして、サブミラー１２が振動していないことが検知された時点でＬＥＤ３１を消灯し焦点検出装置１６による焦点検出が行われる。
【００５６】
上述した第３の実施の形態による撮像装置によれば、第２の実施の形態による撮像装置で得られる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）マイクロコンピュータ５６は、受光素子アレイ６３上の位置検出用光束の入射位置の変化に基づいて、サブミラー１２が振動していることを検出する。これにより、焦点検出を行うタイミングを正確に判断することができる。
【００５７】
（変形例１）
第３の実施の形態の変形例として、第２の実施の形態と同様としていたサブミラー角度検出する構成を第１の実施の形態と同様とした物もできる。なお、第３の実施の形態およびその変形例共に、サブミラーの振動状態検出にあたっては、後述の変形例５における「第１の対策」や「第３の対策」と同様の対策を採ることが望ましい。
【００５８】
（変形例２）
第２の焦点検出方法の変形例として、図１２に示すように、連続して配置される画素の各受光素子群の端から１番目と２番目の受光素子出力を加算した信号列、すなわち、合成受光素子ｃが連なる受光素子群Ｃの出力波形と、端から４番目と５番目の受光素子出力を加算した信号列、すなわち、合成受光素子ｄが連なる受光素子群Ｄの出力波形に基づいて、結像面１６ｂ上の撮影レンズ２１により結像された一対の被写体像の位置ズレ量を検出するようにしてもよい。つまり、隣接した複数の受光素子の出力を合成して１個の受光素子出力としてもよい。さらに、特開２００８−１１６６１６号公報にあるように、種々の配列を持った受光部群の出力を加算してもよい。
【００５９】
（変形例３）
サブミラー１２の反射面１２ａにバイナリ光学素子２９を設けずに、ＬＥＤ３１が照射する位置検出用光束を焦点検出装置１６へ導いてもよい。例えば、図１３に示すように、ＬＥＤ３１がメインミラー１１の裏面へ光を照射し、メインミラー１１の裏面で反射した光がサブミラー１２の反射面１２ａで反射して焦点検出装置１６へ入射するようにカメラボディ１を構成してよい。
【００６０】
（変形例４）
サブミラー１２の反射面１２ａ上に、バイナリ光学素子２９の代わりに凹面鏡と等価の結像作用のある回折光学素子を設けてもよい。この場合、投光レンズ３２を省略することが可能である。
【００６１】
（変形例５）
第１の実施の形態の変形例として、サブミラー１２の位置検出をユーザ操作に依らず自動的に実行する構成としてもよい。例えば、サブミラー１２の位置検出を最後に実行した時から所定日数が経過した後、最初に撮像装置を起動した時に、サブミラー１２の位置検出が実行されるようにしてもよい。この場合、被写体光が受光素子群５３５に入射しサブミラー１２の位置検出を妨害することを防ぐために、以下のいずれかの対策あるいは複数の対策の組み合わせを実施することが望ましい。
【００６２】
第１の対策として、撮像素子１５等で捉えた被写体の輝度に比べ十分に明るくＬＥＤ３１を発光させる。この場合、受光素子群５３５に入射する被写体光は位置検出用光束に比べて輝度が小さくなるため、被写体光による妨害の影響は相対的に小さくなる。
【００６３】
第２の対策として、サブミラー１２の位置検出を実行する際には、レンズ鏡筒２内の絞り２２を小径に絞る。これにより、開口部５２２を透過する光は入射角が大きい、すなわち大きく傾いた光のみとなるので、被写体光が受光素子群５３５へ入射しなくなる。
【００６４】
第３の対策として、ＬＥＤ３１の発光波長以外の波長成分を遮断するフィルターで受光素子群５３５を覆う。なお、バイナリ光学素子２９等の回折光学素子を用いる場合には、回折光学素子が偏向効果をもたらす波長成分以外を遮断するフィルターであってもよい。
【００６５】
（変形例６）
図７のようにサブミラー１２の片側にだけサブミラー１２の位置検出用光束が入射する領域を用意するのではなく、サブミラー１２の両側に位置検出用光束が入射する領域を設け、ＬＥＤ３１，投光レンズ３２，および受光素子群５３５をそれぞれ２つずつ設けてもよい。サブミラー１２の両側の領域を用いて位置検出を行うことにより、位置検出の結果を平均することで位置検出の精度を高めることが可能となると共に、サブミラー１２にねじれ変形が生じた場合にも両側の検出結果を比較することでこれを検知することが可能となる。また、メインミラー１１とサブミラー１２の左右方向の重心位置がほぼ一致し、これらのミラーを動作させる際のバランスがよくなる。
【００６６】
（変形例７）
位置検出用光束が入射する受光素子群５３５は、受光素子を二次元に配列したものではなく、一次元に配列したものであってもよい。二次元に配列した場合、静止位置検出用光束の入射位置をより厳密に検出できる。他方、一次元に配列した場合には、個々の受光素子の面積を比較的大きくすることが可能であり、より低輝度の光に対しても感度を有することとなる。
【００６７】
（変形例８）
図３および図１０では、受光素子群５３１，５３５が受光素子アレイ上に互いに分離して配置されているが、これらの一部あるいは全部が連続していてもよい。
【００６８】
（変形例９）
第２の実施の形態では、焦点検出を行うための受光素子へサブミラー１２の位置検出用光束が入射していたが、位置検出用光束がマイクロレンズＭＬを介して位置検出を行うために独立して用意された受光素子群へ入射するようにしてもよい。
【００６９】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１２  サブミラー
１２ａ  反射面
１６  焦点検出装置
２０  ボディ駆動制御装置
２１  撮影レンズ
２９  バイナリ光学素子
３１  ＬＥＤ
３２  投光レンズ
５２，６２  マイクロレンズアレイ
５３，６３  受光素子アレイ
５３５  サブミラー位置検出用受光素子群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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