(57)【要約】  撮像素子へ光を入射させつつ、位相差検出を行うことができる撮像装置を提供する。  撮像ユニット（１）は、光を受けて光電変換を行うと共に、光を通過させるように構成された撮像素子（１０）と、撮像素子（１０）を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出ユニット（２０）とを備えている。撮像素子（１０）は、カラーフィルタ（１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ）が設けられて色情報を取得するための色用受光部（１１ｂ，１１ｂ，…）と、色用受光部（１１ｂ，１１ｂ，…）よりも受光光量が多くなるように構成されて輝度情報を取得するための輝度用受光部（１１ｂ，１１ｂ，…）とを有している。位相差検出ユニット（２０）は、少なくとも輝度用受光部（１１ｂ，１１ｂ，…）を通過した光を受光して位相差検出を行う。
2009104417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受けて光電変換を行うと共に、光を通過させるように構成された撮像素子と、
前記撮像素子を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出部とを備え、
前記撮像素子は、色に関する情報を取得するための色用受光部と、該色用受光部よりも受光光量が多くなるように構成された輝度に関する情報を取得するための輝度用受光部とを有し、
前記位相差検出部は、少なくとも前記輝度用受光部を通過した光を受光して位相差検出を行う撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記色用受光部及び前記輝度用受光部が配設される基板をさらに有し、
前記基板は、光を通過させる撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記基板は、周辺部よりも薄く形成された薄肉部を有し、該薄肉部を介して光を通過させる撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記薄肉部は、複数形成されており、
前記位相差検出部は、前記通過部を通過した光を分割するセパレータレンズと、該セパレータレンズによって分割された光の位相差を検出するセンサとを、それぞれ前記薄肉部に応じた個数ずつ有している撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、１つの前記輝度用受光部とそれぞれ異なる色の光を通過させる３つの前記色用受光部とを１つの繰り返し単位として、該繰り返し単位が規則的に配列されている撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記撮像素子の出力に基づいて画像信号を作成する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記輝度用受光部の周辺の前記色用受光部の出力によって、該輝度用受光部の画素の色に関する情報を補間する撮像装置。
【請求項７】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記色用受光部には、カラーフィルタが設けられている一方、
前記輝度用受光部には、カラーフィルタが設けられていない撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記繰り返し単位における３つの前記色用受光部は、緑色のカラーフィルタが設けられた緑用受光部と、赤色のカラーフィルタが設けられた赤用受光部と、青色のカラーフィルタが設けられた青用受光部とで構成されており、
前記繰り返し単位において、１つの前記輝度用受光部と３つの前記色用受光部とが２行２列に配列され、該輝度用受光部と前記緑用受光部とが一方の対角位置に配設され、前記赤用受光部と前記青用受光部とが他方の対角位置に配設されている撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を用いて、被写体像を電気信号に変換し、この電気信号をデジタル化して記録するデジタルカメラが普及している。【０００３】
デジタル一眼レフカメラは、被写体像の位相差を検出する位相差検出部を有し、これによりオートフォーカス（以下、単にＡＦともいう）を行う位相差検出方式ＡＦ機能を備えている。位相差検出方式ＡＦ機能によれば、デフォーカス方向及びデフォーカス量を検出できるため、フォーカスレンズの移動時間を短縮でき、迅速にフォーカスできるという利点を有する（例えば、特許文献１）。従来のデジタル一眼レフカメラでは、位相差検出部に被写体からの光を導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に進出／退避可能に構成された可動ミラーを設けている。【０００４】
また、いわゆるコンパクトデジタルカメラは、撮像素子を用いたビデオＡＦによるオートフォーカス機能を採用している（例えば、特許文献２）。こうして、コンパクトデジタルカメラでは、被写体からの光を位相差検出部へ導くためのミラーをなくすことにより小型化を実現している。このようなコンパクトデジタルカメラでは、撮像素子を露光しながらオートフォーカスを行うことができる。すなわち、オートフォーカスを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理、例えば、撮像素子上に結像する被写体像から画像信号を取得して、カメラの背面に設けた画像表示部へ表示したり、記録部へ記録したりすることができる。このビデオＡＦによるオートフォーカス機能は、一般的に位相差検出方式ＡＦに比べて精度が高いという利点がある。
【特許文献１】特開２００７−１６３５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ビデオＡＦではデフォーカス方向を瞬時に検出することができない。例えば、コントラスト検出方式ＡＦによれば、コントラストピークを検出することで焦点を検出するが、フォーカスレンズを現在の位置から前後に移動させる等しないと、コントラストピークの方向、即ち、デフォーカス方向を検出することができない。そのため、焦点検出に時間がかかってしまう。【０００６】
つまり、焦点検出に要する時間を短縮する観点からは、位相差検出方式ＡＦの方が有利である。しかしながら、特許文献１に係るデジタル一眼レフカメラのように位相差検出方式ＡＦを採用している撮像装置においては、被写体からの光を位相差検出部へ導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に可動ミラーを進出させる必要がある。そのため、位相差検出方式ＡＦを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理を行うことができない。また、位相差検出方式ＡＦにより焦点検出に要する時間を短縮できたとしても、入射光の進路を位相差検出部へ向かう進路と撮像素子へ向かう進路とで切り替える際には可動ミラーを移動させる必要があり、この可動ミラーの移動のためのタイムラグが生じるという問題がある。【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像素子へ光を入射させつつ、位相差検出を行うことができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る撮像装置は、光を受けて光電変換を行うと共に、光を通過させるように構成された撮像素子と、前記撮像素子を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出部とを備え、前記撮像素子は、カラーフィルタが設けられて色情報を取得するための色用受光部と、該色用受光部よりも受光光量が多くなるように構成されて輝度情報を取得するための輝度用受光部とを有し、前記位相差検出部は、少なくとも前記輝度用受光部を通過した光を受光して位相差検出を行うものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像素子において、色情報を取得するための色用受光部よりも受光光量が多くなるように構成された、輝度情報を取得するための輝度用受光部を設けることによって、撮像素子における輝度用受光部が設けられた部分により多くの光を入射させることができる。その結果、少なくとも該輝度用受光部が設けられた部分を介して光が撮像素子を通過し、該通過した光を位相差検出部に受光させることができる。その結果、撮像素子に光を入射させつつ、位相差検出部に位相差検出を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る撮像素子の平面図である。
【図２】図２は、撮像ユニットの断面図である。
【図３】図３は、撮像素子の断面図である。
【図４】図４は、位相差検出ユニットの平面図である。
【図５】図５は、変形例に係る撮像ユニットの斜視図である。
【図６】図６は、変形例に係る撮像素子の断面図である。
【図７】図７は、別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面の断面図である。
【図８】図８は、別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面と直交する断面の断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態２に係るカメラのブロック図である。
【図１０】図１０は、位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１１】図１１は、位相差検出方式ＡＦを始めとする各撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の基本的な流れを示すフローチャート図である。
【図１２】図１２は、コントラスト検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１３】図１３は、ハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１４】図１４は、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１５】図１５は、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１６】図１６は、連写モードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１７】図１７は、連写モードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【図１８】図１８は、ローコンモードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１９】図１９は、交換レンズの種類によりＡＦ機能を切り替える撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態３に係るカメラのブロック図である。
【図２１】図２１は、クイックリターンミラーと遮光板の構成を説明するための説明図であって、（Ａ）は退避位置に、（Ｂ）は退避位置と反射位置との間に、（Ｃ）は反射位置にクイックリターンミラーが位置するときを示す。
【図２２】図２２は、ファインダ撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２３】図２３は、ファインダ撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【図２４】図２４は、ライブビュー撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２５】図２５は、ライブビュー撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００１１】
１，３０１        撮像ユニット（撮像装置）
１０，２１０      撮像素子
１１ａ，２１１ａ  基板
１１ｂ            Ｒ画素，Ｇ画素，Ｂ画素（色用受光部）、無色画素（輝度用受光部）
１５ｒ            赤色のカラーフィルタ
１５ｇ            緑色のカラーフィルタ
１５ｂ            青色のカラーフィルタ
１７              透過部（薄肉部）
２０，３２０      位相差検出ユニット（位相差検出部）
２３ａ，３２３ａ  セパレータレンズ
２４ａ，３２４ａ  ラインセンサ（センサ）
１００，２００    カメラ（撮像装置）
５                ボディ制御部（制御部）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。【００１３】
《発明の実施形態１》
本発明に係る撮像装置としての撮像ユニット１を図２に示す。この撮像ユニット１は、被写体像を電気信号に変換するための撮像素子１０と、撮像素子１０を保持するためのパッケージ３１と、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差検出ユニット２０とを有している。【００１４】
撮像素子１０は、インターライン型ＣＣＤイメージセンサであって、図３に示すように、半導体材料で構成された光電変換部１１と、垂直レジスタ１２と、転送路１３と、マスク１４と、フィルタ１５と、マイクロレンズ１６とを有している。【００１５】
光電変換部１１は、基板１１ａと、基板１１ａ上に配列された複数の受光部（画素ともいう）１１ｂ，１１ｂ，…とを有している。【００１６】
基板１１ａは、Ｓｉ（シリコン）ベースで構成されている。詳しくは、基板１１ａは、Ｓｉ単結晶基板又はＳＯＩ（Silicon On Insulator wafer）で構成されている。特に、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ薄膜とＳｉＯ２薄膜のサンドイッチ構造をなし、エッチングの処理などにおいてＳｉＯ２層で反応をとめることが可能であり、安定した基板加工を行う上で有利である。【００１７】
また、受光部１１ｂは、フォトダイオードで構成されていて、光を吸収して電荷を発生する。受光部１１ｂ，１１ｂ，…は、基板１１ａ上において行列状に配列された微小な方形の画素領域内にそれぞれ設けられている（図１参照）。【００１８】
垂直レジスタ１２は、受光部１１ｂごとに設けられており、受光部１１ｂに蓄積された電荷を一時蓄積する役割を有する。つまり、受光部１１ｂに蓄積された電荷は、垂直レジスタ１２に転送される。垂直レジスタ１２に転送された電荷は、転送路１３を介して水平レジスタ（図示省略）に転送され、増幅器（図示省略）に送られる。増幅器に送られた電荷は、増幅され電気信号として取り出される。【００１９】
マスク１４は、受光部１１ｂを被写体側に露出させる一方、垂直レジスタ１２及び転送路１３を覆うように設けられていて、垂直レジスタ１２及び転送路１３に光が入射することを防止している。【００２０】
フィルタ１５及びマイクロレンズ１６は、受光部１１ｂごと（即ち、前記微小な方形の画素領域ごと）に設けられている。【００２１】
マイクロレンズ１６は、光を集光して受光部１１ｂに入射させるものである。このマイクロレンズ１６によって受光部１１ｂを効率良く照射できる。【００２２】
フィルタ１５は、色の種類を限定することなく種々の光を透過させる透明フィルタ１５ｃと特定の色だけを透過させるカラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂとで構成されている。【００２３】
撮像素子１０において、図１に示すように、２行２列に隣接する４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、そのうちの３つの受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂにカラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが配設され、残りの１つの受光部１１ｂに透明フィルタ１５ｃが配設されている。【００２４】
詳しくは、繰り返し単位の４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…において、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ（即ち、緑色の可視光波長域に対して緑色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｇが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ（即ち、赤色の可視光波長域に対して赤色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｒが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ（即ち、青色の可視光波長域に対して青色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｂが配設されている。換言すれば、いわゆるベイヤー配列の原色フィルタにおいて、２行２列に隣接する４つのカラーフィルタのうち通常２つ存在する緑のカラーフィルタのうちの一方を削除して光学的に透明な状態としている。これらカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…が色用受光部を構成し、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂが輝度用受光部を構成する。【００２５】
こうして、２行２列に隣接して設けられた透明フィルタ１５ｃ及びカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが基板１１ａに規則正しく配列されている。【００２６】
このように構成された撮像素子１０においては、マイクロレンズ１６，１６，…によって集光された光が、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ及び透明フィルタ１５ｃに入射し、各フィルタに応じた色の光だけが該フィルタを透過して、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に照射する。各受光部１１ｂは、光を吸収して電荷を発生する。この各受光部１１ｂで発生した電荷は、垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。【００２７】
つまり、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…からは、各フィルタに対応した色の受光光量が出力として得られる。一方、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂからは、白色光の受光光量が出力として得られる。【００２８】
こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体における受光部１１ｂ，１１ｂ，…で光電変換を行うことによって、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。【００２９】
ここで、基板１１ａには、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が複数形成されている。透過部１７は、基板１１ａにおける受光部１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄く形成されている。さらに詳しくは、透過部１７は、最も薄肉になっている陥没面１７ａと、該陥没面１７ａと裏面１１ｃとを繋ぐ傾斜面１７ｂ，１７ｂとを有している。【００３０】
この基板１１ａにおける透過部１７を光が透過する程度の厚みに形成することによって、光電変換部１１に照射された光のうち該透過部１７に照射された光の一部は電荷に変換されずに該光電変換部１１を透過する。例えば、透過部１７における基板１１ａの厚みを２〜３μｍに設定することによって、近赤外光より長波長側を約５０％透過させることができる。【００３１】
また、傾斜面１７ｂ，１７ｂは、透過部１７を透過する際に該傾斜面１７ｂで反射する光が後述する位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ向かわない角度に設定されている。こうすることで、後述するラインセンサ２４ａに実像でない像が形成されることを防止している。【００３２】
この透過部１７が、撮像素子１０に入射する光を透過、即ち、通過させる薄肉部を構成する。ここで、少なくとも本明細書においては、「通過」は「透過」を含む概念である。【００３３】
ここで、撮像素子１０における前記透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂにおいては、入射してきた光が透明フィルタ１５ｃを透過する際にあまり減衰せず、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に比べて、より多くの光が光電変換部１１まで到達する。そのため、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂにおいては、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に比べて、電荷に変換されずに光電変換部１１を透過する光量が多くなる。すなわち、透過部１７においては、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…へ入射してきた光よりも、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂへ入射してきた光の方が、該透過部１７をより多く透過する。【００３４】
尚、基板１１ａの透過部１７の厚さは、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂへ入射してきた光だけでなく、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…へ入射してきた光も該透過部１７を透過する程度の厚さに設定してもよいし、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂへ入射してきた光だけが該透過部１７を透過する程度の厚さに設定してもよい。より多くの光に基板１１ａを透過させる観点からは前者が好ましく、基板１１ａを透過する光量を必要最小限に抑えて光電変換により電荷に変換される光量を多くする観点からは後者が好ましい。【００３５】
このように構成された撮像素子１０は、パッケージ３１に保持されている（図２参照）。このパッケージ３１が保持部を構成する。【００３６】
詳しくは、パッケージ３１は、平板状の底板３１ａにフレーム３２が設けられていると共に、四方には立壁３１ｂ，３１ｂ，…が設けられている。撮像素子１０は、立壁３１ｂ，３１ｂ，…により四方を覆われるようにして、フレーム３２にマウントされると共に、フレーム３２に対してボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。【００３７】
また、パッケージ３１の立壁３１ｂ，３１ｂ，…の先端には、撮像素子１０の撮像面（受光部１１ｂ，１１ｂ，…が設けられている面）を覆うようにカバーガラス３３が取り付けられている。このカバーガラス３３によって、撮像素子１０の撮像面はゴミの付着などから保護されている。【００３８】
ここで、パッケージ３１の底板３１ａには、撮像素子１０の透過部１７，１７，…に対応する位置に該透過部１７，１７，…と同じ個数だけ開口３１ｃ，３１ｃ，…が貫通形成されている。この開口３１ｃ，３１ｃ，…により、撮像素子１０を通過した光が、後述する位相差検出ユニット２０まで到達する。この開口３１ｃが通過部を構成する。【００３９】
尚、パッケージ３１の底板３１ａには、必ずしも開口３１ｃが貫通形成される必要はない。すなわち、撮像素子１０を通過した光が位相差検出ユニット２０まで到達する構成であれば、底板３１ａに透明部若しくは半透明部を形成する等の構成であってもよい。【００４０】
位相差検出ユニット２０は、撮像素子１０の背面側（被写体と反対側）に設けられて、撮像素子１０からの通過光を受光して位相差検出を行う。詳しくは、位相差検出ユニット２０は、受光した通過光を測距のための電気信号に変換する。この位相差検出ユニット２０が位相差検出部を構成する。【００４１】
この位相差検出ユニット２０は、図２，４に示すように、コンデンサレンズユニット２１と、マスク部材２２と、セパレータレンズユニット２３と、ラインセンサユニット２４と、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４を取り付けるためのモジュール枠２５とを有している。コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、撮像素子１０の厚さ方向に沿って該撮像素子１０側からこの順で並んでいる。【００４２】
コンデンサレンズユニット２１は、複数のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を一体的にユニット化したものである。コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…は、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各コンデンサレンズ２１ａは、入射する光を集光するためのものであり、撮像素子１０を通過して拡がりつつある光を集光して、セパレータレンズユニット２３の後述するセパレータレンズ２３ａへと導く。各コンデンサレンズ２１ａは、入射面２１ｂが凸状に形成されていると共に、入射面２１ｂ近傍が円柱状に形成されている。【００４３】
このコンデンサレンズ２１ａを設けることによって、セパレータレンズ２３ａへの入射角度が立つ（入射角が小さくなる）ため、セパレータレンズ２３ａの収差を抑えることができると共に、後述するラインセンサ２４ａ上の被写体像間隔を小さくすることができる。その結果、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを小型化することができる。また、撮像光学系からの被写体像の焦点位置が撮像ユニット１から大きく外れたとき（詳しくは、撮像ユニット１の撮像素子１０から大きく外れたとき）、その像のコントラストが著しく下がるが、本実施形態によれば、コンデンサレンズ２１ａとセパレータレンズ２３ａによる縮小効果によりコントラストの低下を抑え、焦点検出範囲を広くすることもできる。尚、焦点位置近傍における高精度な位相差検出等の場合、セパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａ等の寸法に余裕がある場合等においては、コンデンサレンズユニット２１を設けなくてもよい。【００４４】
マスク部材２２は、コンデンサレンズユニット２１とセパレータレンズユニット２３との間に配設される。マスク部材２２は、各セパレータレンズ２３ａに対応する位置ごとに２つのマスク開口２２ａ，２２ａが形成されている。つまり、マスク部材２２は、セパレータレンズ２３ａのレンズ面を２つの領域に分割して、該２つの領域だけをコンデンサレンズ２１ａ側に露出させている。すなわち、マスク部材２２は、コンデンサレンズ２１ａにより集光された光を２つの光束に瞳分割して、セパレータレンズ２３ａへ入射させる。このマスク部材２２により隣り合う一方のセパレータレンズ２３ａからの有害光などが他方のセパレータレンズ２３ａに入らないようにすることができる。尚、このマスク部材２２は、設けなくともよい。【００４５】
セパレータレンズユニット２３は、複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を有し、これら複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を一体的にユニット化したものである。セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各セパレータレンズ２３ａは、マスク部材２２を通過して入射してきた２つの光束を、同一の２つの被写体像としてラインセンサ２４ａ上に結像させる。【００４６】
ラインセンサユニット２４は、複数のラインセンサ２４ａ，２４ａ，…と該ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…を設置する設置部２４ｂとを有する。ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各ラインセンサ２４ａは、撮像面上に結像する像を受光して電気信号に変換する。つまり、ラインセンサ２４ａの出力から、２つの被写体像の間隔を検出することができ、その間隔によって撮像素子１０に結像する被写体像の焦点のずれ量（即ち、デフォーカス量（Ｄｆ量））及び焦点がどちらの方向にずれているか（即ち、デフォーカス方向）を求めることができる（以下、これらＤｆ量及びデフォーカス方向等をデフォーカス情報ともいう）。【００４７】
このように構成されたコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、モジュール枠２５に配設されている。【００４８】
モジュール枠２５は、枠状に形成された部材であって、その内周には、内側に向かって突出する取付部２５ａが設けられている。取付部２５ａの撮像素子１０側には、階段状に第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃが形成されている。また、取付部２５ａの撮像素子１０と反対側には、第３取付部２５ｄが形成されている。【００４９】
そして、撮像素子１０側から、モジュール枠２５の第２取付部２５ｃにマスク部材２２が取り付けられ、第１取付部２５ｂにコンデンサレンズユニット２１が取り付けられている。これらコンデンサレンズユニット２１及びマスク部材２２は、それぞれ第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃに取り付けられる際に、図２，４に示すように、周縁部がモジュール枠２５に嵌り込むように形成されており、それによりモジュール枠２５に対して位置決めされる。【００５０】
一方、撮像素子１０の反対側から、モジュール枠２５の第３取付部２５ｄにセパレータレンズユニット２３が取り付けられている。第３取付部２５ｄには、コンデンサレンズユニット２１と反対側に突出する位置決めピン２５ｅと方向基準ピン２５ｆとが設けられている。一方、セパレータレンズユニット２３には、これら位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆにそれぞれ対応する位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃが形成されている。位置決めピン２５ｅと位置決め孔２３ｂとは嵌合するようにそれぞれの径が設定されている。一方、方向基準ピン２５ｆと方向基準孔２３ｃとは緩やかに嵌るようにそれぞれの径が設定されている。すなわち、セパレータレンズユニット２３は、位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃをそれぞれ第３取付部２５ｄの位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆに挿通させることによって、第３取付部２５ｄに取り付ける際の方向等の姿勢が規定されると共に、位置決め孔２３ｂと位置決めピン２５ｅとの嵌合によって第３取付部２５ｄに対して位置決めされる。こうして、セパレータレンズユニット２３が姿勢及び位置を決めて取り付けられたとき、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…の各レンズ面は、コンデンサレンズユニット２１の側を向くと共に、マスク開口２２ａ，２２ａと対向した状態になる。【００５１】
こうして、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５に対して位置決めされた状態で取り付けられる。すなわち、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５を介して、互いの位置関係が位置決めされる。【００５２】
そして、ラインセンサユニット２４が、セパレータレンズユニット２３の背面側（コンデンサレンズユニット２１と反対側）からモジュール枠２５に対して取り付けられる。このとき、ラインセンサユニット２４は、各セパレータレンズ２３ａを透過した光がラインセンサ２４ａに入射するように位置決めされた状態でモジュール枠２５に取り付けられる。【００５３】
したがって、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４をモジュール枠２５に取り付けることによって、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…に入射した光が、該コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を透過して、マスク部材２２を介してセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…に入射し、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を透過した光がラインセンサ２４ａ，２４ａ，…上に結像するように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、マスク部材２２、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…がそれぞれ位置決めされた状態で配列される。【００５４】
このように構成された撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とは、互いに接合される。詳しくは、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃと位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａとが、互いに嵌合するように構成されている。つまり、位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌め込んだ状態で、モジュール枠２５をパッケージ３１に接着する。こうすることで撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを互いに位置決めした状態で接合することができる。このように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、一体的にユニット化されると共に、ユニット化された状態でパッケージ３１に取り付けられる。【００５５】
このとき、全ての開口３１ｃ，３１ｃ，…と全てのコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とを互いに嵌合するように構成してもよい。あるいは、そのうちのいくつかの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…だけを嵌合状態とし、残りの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とは緩やかに嵌るように構成してもよい。後者の場合には、最も撮像面中央に近いコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面内における位置決めを行い、さらに、撮像面中央から最も離れたコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面中央のコンデンサレンズ２１ａ及び開口３１ｃ回り（即ち、回転角度）の位置決めを行うことが好ましい。【００５６】
こうして、撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを接合した結果、基板１１ａの背面側には、各透過部１７ごとに、コンデンサレンズ２１ａ、マスク部材２２の一対のマスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが配置される。【００５７】
このように構成された撮像ユニット１の動作について、以下に説明する。【００５８】
撮像ユニット１に被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し撮像素子１０に入射する。該光は、撮像素子１０のマイクロレンズ１６により集光された後、フィルタ１５を透過することによりフィルタ１５に応じた色の光が受光部１１ｂに到達する。受光部１１ｂは光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体において、各受光部１１ｂが光を電気信号に変換することによって、撮像面に形成された被写体像を、画像信号を作成するための電気信号に変換する。【００５９】
このとき、透過部１７，１７，…では、撮像素子１０に照射された光の一部が撮像素子１０を透過する。特に、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂにおいては、透明フィルタ１５ｃを透過する際の光の減衰がカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを通過する際に比べて小さく、より多くの光量が光電変換部１１まで到達する。その結果、透過部１７においては、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂに対応する部分からより多くの光が透過してくる。【００６０】
撮像素子１０を透過した光は、パッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合されたコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ入射する。各コンデンサレンズ２１ａを透過することにより集光された光は、マスク部材２２に形成された各対のマスク開口２２ａ，２２ａを通過する際に２つの光束に分割されてセパレータレンズ２３ａに入射する。こうして瞳分割された光は、セパレータレンズ２３ａを透過して、ラインセンサ２４ａ上の２つの位置に同一の被写体像として結像する。ラインセンサ２４ａは、光電変換部１１と同様に、各受光部における受光光量を光電変換により電気信号として出力する。【００６１】
ここで、各透過部１７には、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂが複数設けられており、即ち、１つのコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａに対して、複数の透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…を透過した光が入射するように構成されている。【００６２】
このように動作する撮像ユニット１は、例えば、後述する実施形態２のボディ制御部５のような制御部（図示省略）に接続され、その出力が以下のように処理されることで画像信号が作成されると共に焦点状態が検出される。尚、本実施形態では、制御部は撮像ユニット１に含まれていないが、撮像ユニット１に含まれるように構成してもよい。【００６３】
制御部は、各受光部１１ｂの位置情報と該受光部１１ｂの受光光量に対応した出力データとを撮像素子１０の撮像面全体から得ることによって、撮像面に形成された被写体像を、電気信号として取得する。【００６４】
ここで、受光部１１ｂ，１１ｂ，…では同じ光量の光を受光しても光の波長が異なると蓄積電荷量が異なるため、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力データはそれぞれに設けられているカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ及び透明フィルタ１５ｃの種類に応じて補正される。例えば、赤のカラーフィルタ１５ｒが設けられたＲ画素１１ｂ、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられたＧ画素１１ｂ、青のカラーフィルタ１５ｂが設けられたＢ画素１１ｂ及び透明フィルタ１５ｃが設けられた無色画素１１ｂがそれぞれのフィルタに対応する色の光を同じ光量だけ受光したときに、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ、Ｂ画素１１ｂ、無色画素１１ｂからの出力が同じレベルとなるように各画素の補正量が設定される。【００６５】
ただし、本実施形態では基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、透過部１７，１７，…における光電変換効率が、それ以外の部分に比べて低くなる。つまり、同じ光量の光を受光しても、蓄積電荷量は、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の方がそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…よりも少なくなってしまう。その結果、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データにそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データと同様の画像処理を施したのでは、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が適切に撮影されない（例えば、暗く撮影されてしまう）可能性がある。そこで、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を、透過部１７，１７，…の影響がなくなるように補正（例えば、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を増幅する等）する。【００６６】
また、この出力の低下は、光の波長により異なる。すなわち、波長が長いほど基板１１ａの透過率が高くなる。そのため、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ及び透明フィルタ１５ｃの種類により、基板１１ａを透過する光量に差が生じる。そこで、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての透過部１７の影響をなくす補正は、該各画素１１ｂが受光する光の波長に応じて補正量を異ならせている。つまり、透過部１７に対応する各画素１１ｂについて、該各画素１１ｂが受光する光の波長が長いほど補正量を大きくしている。【００６７】
ここで、各画素１１ｂでは、前述の如く、受光する色の種類による蓄積電荷量の差をなくすための補正量が設定されており、この色の種類による蓄積電荷量の差をなくす補正に加えて、透過部１７の影響をなくす補正がなされる。すなわち、透過部１７の影響をなくす補正の補正量は、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての補正量と、透過部１７以外の位置に対応する画素１１ｂであって且つ同じ色を受光する画素１１ｂについての補正量との差となる。本実施形態では、以下に示す関係で色ごとに補正量を異ならせている。こうすることで安定した画像出力を得ることができる。【００６８】
Ｌｋ＞Ｒｋ＞Ｇｋ＞Ｂｋ      ・・・（１）
ここで、
Ｌｋ：透過部１７の無色画素補正量−透過部１７以外の無色画素補正量
Ｒｋ：透過部１７のＲ画素補正量−透過部１７以外のＲ画素補正量
Ｇｋ：透過部１７のＧ画素補正量−透過部１７以外のＧ画素補正量
Ｂｋ：透過部１７のＢ画素補正量−透過部１７以外のＢ画素補正量
とする。【００６９】
すなわち、無色画素はあらゆる波長の光が入射するため、補正量の差が最も大きい。赤、緑、青の３色のうちでは、長波長である赤が最も透過率が高いため、赤の画素での補正量の差が最も大きい。また、該３色のうち短波長である青が最も透過率が低いため、青の画素での補正量の差が最も小さい。【００７０】
つまり、撮像素子１０の各画素１１ｂの出力の補正量は、各画素１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各画素１１ｂに対応するフィルタ１５の種類に基づいて決定される。【００７１】
例えば、赤、緑、青の画素１１ｂの補正量は、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像のホワイトバランスが等しくなるように決定される。一方、無色画素１１ｂの補正量は、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像の輝度が等しくなるように決定される。これらの補正量は、予め同じ光量の基準光源（例えば、Ｄ光源）に対する差をデフォルト係数値として用意しておく。【００７２】
また、制御部は、無色画素１１ｂの補間を行う。つまり、無色画素１１ｂからの出力データは、輝度に関する情報だけであり、色に関する情報を含んでいない。そこで、無色画素１１ｂの色に関する情報を周辺の画素１１ｂの出力データを用いて補間する。【００７３】
詳しくは、無色画素１１ｂと対角方向に隣接する、４つのＧ画素１１ｂ，１１ｂ，…の出力の平均値を用いて無色画素１１ｂの緑色の色信号を補間（標準補間）する。または、無色画素１１ｂと対角方向に隣接する、４つのＧ画素１１ｂ，１１ｂ，…において別々の対角方向に隣接する２組のＧ画素１１ｂ，１１ｂ，…の出力の変化を比較し、変化の大きい方の組の対角方向に隣接するＧ画素１１ｂ，１１ｂの出力の平均値、若しくは変化の小さい方の組の対角方向に隣接するＧ画素１１ｂ，１１ｂの出力の平均値を用いて無色画素１１ｂの緑色の色信号を補間（傾斜補間）する。補間したい画素が合焦被写体のエッジである場合、変化の大きい方の受光部１１ｂ，１１ｂを用いると、エッジをだらしてしまい好ましくない結果となる。したがって、所定の閾値以上の変化がある場合は変化の小さい方を用い、所定の閾値未満の場合は変化の大きい方を用いて、できるだけ滑らかな傾斜を採用する。【００７４】
その後、制御部は、輝度情報と色情報とからなる画像信号を作成する。【００７５】
例えば、制御部は、各画素１１ｂの出力データに所定の係数を乗じて、該画素１１ｂの輝度情報を求める。尚、無色画素１１ｂについては、出力データがそのまま輝度情報となる。また、制御部は、各画素１１ｂの色情報を周辺の近接する画素１１ｂ，１１ｂ，…の出力データで補間する。すなわち、各画素１１ｂの出力データは、赤色、緑色及び青色うちの特定の１色の受光光量である。つまり、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ及びＢ画素１１ｂからはそれぞれ赤色、緑色、青色の出力データが得られる。尚、無色画素１１ｂについては、前述の如く、予めＧ画素で補間しており、緑色の出力データが得られる。そこで、制御部は、画素１１ｂ，１１ｂ，…から得られた出力データに基づいて、各画素１１ｂにおいて欠如している他の２色の出力データを補間する。その結果、画素１１ｂごとに赤色、緑色及び青色の出力データが作成される。そして、この３色の出力データは、輝度情報も含んでいるため、前述の如く求めた画素１１ｂごとの輝度情報を各色の出力データから減算することで輝度情報を含まない色情報が作成される。こうして、制御部は、画素１１ｂごとに輝度情報と色情報を求める。【００７６】
尚、輝度情報と色情報とを区別する必要がない場合には、輝度情報を含んだ色情報を用いて画像処理が行われる場合もある。【００７７】
さらに、制御部は、画素１１ｂごとに求めた輝度情報と色情報とで別々の画像処理を行い、最終的には輝度情報に色情報を合成することで画像信号が形成される。【００７８】
尚、制御部で処理する際の色空間は、ＲＧＢに限られるものではなく、Ｌａｂ変換等、他の色空間へ変換して、処理を行ってもよい。【００７９】
尚、前述の説明では、制御部は、まず、無色画素１１ｂの色に関する情報を周辺の画素１１ｂの出力データを用いて補間しているが、画素１１ｂごとに欠如している色の補間を行う際に無色画素１１ｂについては３色について補間するように構成してもよい。【００８０】
こうして、撮像素子１０の撮像面上に結像された被写体像の画像信号が得られる。【００８１】
ここで、輝度情報に関しては、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ及びＢ画素１１ｂからの出力データには色に関する情報だけでなく輝度に関する情報も含まれるため、各画素１１ｂ，１１ｂ，…の輝度情報をそれぞれの出力データから求めることができ、高解像度の輝度情報を得ることができる。色情報に関しては、欠如している色の出力データを周辺の画素１１ｂ，１１ｂ…から補間し、特に無色画素１１ｂは最終的に赤、緑、青の３色全てを補間している。ところが、人間の目は輝度情報に対し、色情報を検出する解像度が鈍いため、該色情報を前述の高解像度の輝度情報と合成することによって、人間の目にとっては解像度の高いカラー画像を取得することができる。【００８２】
このように撮像素子１０からの出力に対して前述のような補正及び補間を施して画像処理を行うことによって、透明フィルタ１５ｃが設けられた無色画素１１ｂを有する撮像素子１０であっても、被写体像の画像信号を適切に取得することができる。このとき、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力は、主として色に関する情報（前述のＲＧＢや、Ｌａｂにおけるａｂ）を求めることに用いられ、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂの出力は、主として輝度に関する情報を求めることに用いられる。【００８３】
一方、ラインセンサユニット２４から出力される電気信号は、制御部に入力される。この制御部は、撮像素子１０の制御部と同じであってもよいし、別であってもよい。そして、制御部は、ラインセンサユニット２４からの出力に基づいて、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を求め、求めた間隔から、撮像素子１０に結像する被写体像の焦点状態を検出することができる。例えば、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像は、撮像レンズを透過して撮像素子１０に結像する被写体像が正確に結像しているとき（合焦）には、所定の基準間隔を開けて所定の基準位置に位置する。それに対し、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向手前側に結像しているとき（前ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも狭くなる。一方、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向奥側に結像しているとき（後ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも広くなる。つまり、ラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを知ることができる。【００８４】
したがって、本実施形態によれば、複数の受光部１１ｂ，１１ｂ，…において、カラーフィルタを配設しない、輝度情報を取得するための受光部、即ち、無色画素１１ｂを設けることによって、輝度情報用の該受光部１１ｂを介してより多くの光を光電変換部１１に入射させて、その一部を撮像素子１０の背面側に透過させることができる。そして、位相差検出ユニット２０を撮像素子１０の背面側に配設することによって、位相差検出ユニット２０に撮像素子１０を透過した光を受光させて位相差検出を行うことができる。その結果、撮像素子１０に光を入射させて該撮像素子１０を用いた処理を実行しつつ、撮像素子１０の背面側に設けられた位相差検出ユニット２０を用いて位相差検出を行うことができる。【００８５】
また、基板１１ａに透過部１７を設けることによって光が透過し易いように基板１１ａを構成することができ、該透過部１７と無色画素１１ｂとによって、撮像素子１０の背面側への光の透過効率を向上させることができる。その結果、より多くの光を位相差検出ユニット２０に入射させることができ、位相差検出ユニット２０による位相差検出を精度良く行うことができる。あるいは、位相差検出ユニット２０で位相差検出を行うのに最低限の光を撮像素子１０の背面側に透過させるにあたって、基板１１ａの透過部１７の厚さを可及的に厚くすることができる。つまり、基板１１ａの厚さを薄くし過ぎると、光電変換部１１で電荷に変換される光量が減少するが、基板１１ａの厚さを可及的に厚くすることによって、光電変換部１１において変換される電荷量を増加させることができる。したがって、撮像素子１０において電荷に変換される光量と位相差検出ユニット２０に入射させる光量とのバランスを適切にとることができる。【００８６】
ここで、輝度情報用の受光部１１ｂには輝度情報を取得できる限りにおいては有色フィルタであっても配設することができる。ただし、有色フィルタではなく透明フィルタを設けることによって光の減衰を抑制することができ、撮像素子１０を透過する光の透過率をさらに向上させることができる。【００８７】
さらに、透過部１７に対応する位置の複数の受光部１１ｂ，１１ｂ，…中にはカラーフィルタが配設されていない輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…が複数設けられているため、透過部１７ごとに配設されたコンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットには、１つの輝度情報用の受光部１１ｂからの透過光だけではなく、複数の輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの透過光が入射するため、十分な光量を受けて位相差検出を行うことができ、焦点状態を正確に検出することができる。【００８８】
さらに、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットに対して複数の輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの光が入射するように構成することによって、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさが画素の大きさに限定されないという点で好ましい。すなわち、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさは、画素の狭小化による撮像素子１０の高画素化を阻害しない点で好ましい。【００８９】
一方、カラーフィルタが配設されていない輝度情報用の受光部１１ｂは色情報を取得できないため、撮像素子１０の撮像面全体における色情報の解像度が該輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の分だけ低下する。しかしながら、輝度情報に関してはカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…からも取得することができると共に、人間の目は色情報よりも輝度情報に敏感であることから、色情報の解像度が多少低下しても該色情報に高解像度の輝度情報を合成することによって、人間の目に対しては高解像度なカラー画像を取得することができる。【００９０】
また、光を透過させるように構成した撮像素子１０に対して、撮像素子１０を収容するパッケージ３１の底板３１ａに開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側まで容易に到達させることができると共に、パッケージ３１の背面側に位相差検出ユニット２０を配設することによって、撮像素子１０を透過した光を位相差検出ユニット２０で受光する構成を容易に実現することができる。【００９１】
パッケージ３１の底板３１ａに形成される開口３１ｃ，３１ｃ，…は撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側に通過させる構成であれば任意の構成を採用することができるが、貫通孔である開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光を減衰させることなくパッケージ３１の背面側まで到達させることができる。【００９２】
また、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させることによって、開口３１ｃ，３１ｃ，…を利用して、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。尚、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を設けない場合は、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させるように構成すれば、同様に、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。【００９３】
それと共に、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…にパッケージ３１の底板３１ａを貫かせて、基板１１ａに接近させて配設することができるため、撮像ユニット１をコンパクトに構成することができる。【００９４】
尚、本実施形態では、撮像素子１０の全体に亘って、透明フィルタ１５ｃとカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂとが混在する繰り返し単位が配列されているが、これに限られたものではない。例えば、透過部１７が設けられた部分のみ、透明フィルタ１５ｃとカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂとが混在する繰り返し単位が配設される一方、透過部１７が設けられていない部分では、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂがいわゆるベイヤー型に配列される構成であってもよい。具体的には、撮像素子１０において、後述する透過部１７が設けられていない部分ではカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂがいわゆるベイヤー型に配列される。すなわち、２行２列に隣接する４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、一方の対角方向に２つの緑のカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇが配列され、他方の対角方向に赤のカラーフィルタ１５ｒと青のカラーフィルタ１５ｂとが配列される。一方、撮像素子１０において透過部１７が設けられた部分では２行２列に隣接する４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…で構成される繰り返し単位において、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ１５ｇが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ１５ｒが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ１５ｂが配設される。【００９５】
尚、前記輝度用の受光部１１ｂに配設されるフィルタは透明フィルタ１５ｃに限られるものではなく、該輝度用の受光部１１ｂの白色光に対する受光光量がカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された色用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の受光光量よりも多くなる限りにおいては、透明フィルタの替わりにカラーフィルタが配設される構成であってもよい。例えば、白色光に対する透過率が３つのカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂよりも高いフィルタであれば、カラーフィルタ（有色フィルタ）を配設してもよい。このカラーフィルタを配設する場合には、カラーフィルタが配設された輝度用の受光部１１ｂの出力に所定の定数を乗じることによって輝度情報を算出することができる。それに加えて、該受光部１１ｂの出力から該輝度情報を減算することによって色情報も得ることができる。【００９６】
また、本実施形態では、４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…中の、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設されていない受光部１１ｂには透明フィルタが配設されているが、透明フィルタが配設されていなくてもよい。すなわち、マイクロレンズ１６を構成する樹脂等の材料が透明フィルタの替わりに充填されていてもよい。【００９７】
さらにまた、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂは、原色フィルタに限られるものではなく、例えば、補色フィルタであってもよい。【００９８】
また、透過部１７は、基板１１ａにおいて周辺部よりも薄肉状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基板１１ａに照射される光が基板１１ａを透過して基板１１ａ背面側の位相差検出ユニット２０に十分到達するように、基板１１ａ全体の厚さを設定してもよい。この場合、基板１１ａ全体が透過部となる。【００９９】
さらには、前記実施形態では、透過部１７を設けることによって、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に入射してきた光も基板１１ａを通過させるように構成しているが、これに限られるものではない。すなわち、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂに入射してきた光は透過するが、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に入射してきた光は透過させない程度の厚さに基板１１ａを設定し、少なくとも透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂに入射してきた光が基板１１ａを透過するように構成してもよい。【０１００】
また、本実施形態では、基板１１ａに３つの透過部１７，１７，１７が形成されると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが透過部１７，１７，１７に対応して３セット設けられているが、これに限られるものではない。これらの個数は３つに限定されるものではなく、任意の個数に設定し得る。例えば、図５に示すように、基板１１ａに９つの透過部１７，１７，…を形成すると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを９セット設けるようにしてもよい。【０１０１】
さらに、撮像素子１０は、ＣＣＤイメージセンサに限られるものではなく、図６に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。【０１０２】
撮像素子２１０は、ＣＭＯＳイメージセンサであって、半導体材料で構成された光電変換部２１１と、トランジスタ２１２と、信号線２１３と、マスク２１４と、カラーフィルタ２１５と、マイクロレンズ２１６とを有している。【０１０３】
光電変換部２１１は、基板２１１ａと、フォトダイオードで構成された受光部２１１ｂ，２１１ｂ，…とを有している。各受光部２１１ｂごとに、トランジスタ２１２が設けられている。受光部２１１ｂで蓄積された電荷は、トランジスタ２１２で増幅され、信号線２１３を介して外部へ出力される。マスク２１４及びマイクロレンズ２１６は、前記マスク１４及びマイクロレンズ１６と同様の構成である。フィルタ２１５は、前記カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂで構成されていて、透明フィルタを含んでいない。すなわち、マイクロレンズ２１６を構成する樹脂等の材料が透明フィルタの替わりに充填されている。【０１０４】
そして、基板２１１ａには、ＣＣＤイメージセンサと同様に、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が形成されている。透過部１７は、基板２１１ａにおける受光部２１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）２１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄肉に形成されている。【０１０５】
また、ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、トランジスタ２１２の増幅率を受光部２１１ｂごとに設定することができるため、各トランジスタ２１２の増幅率を各受光部１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各受光部１１ｂに対応するカラーフィルタ１５の色の種類に基づいて設定することによって、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が、適切に撮影されないことを防止することができる。【０１０６】
また、位相差検出ユニット２０は、前述の構成に限られるものではない。前述の如く、場合によっては、コンデンサレンズを有さない構成でもよい。あるいは、コンデンサレンズ及びセパレータレンズが一体的に形成されたものであってもよい。【０１０７】
別の例としては、図７，８に示すように、撮像素子１０の背面側において、コンデンサレンズユニット３２１と、マスク部材３２２と、セパレータレンズユニット３２３と、ラインセンサユニット３２４とが撮像素子１０の撮像面と平行な方向に並んで配置される位相差検出ユニット３２０であってもよい。【０１０８】
詳しくは、コンデンサレンズユニット３２１は、複数のコンデンサレンズ３２１ａ，３２１ａ，…を一体的にユニット化していると共に、入射面３２１ｂと反射面３２１ｃと出射面３２１ｄとを有している。すなわち、コンデンサレンズユニット３２１は、コンデンサレンズ３２１ａ，３２１ａ，…によって集光された光を反射面３２１ｃにより略９０°の角度で反射させ、出射面３２１ｄから出射させる。その結果、撮像素子１０を透過してコンデンサレンズユニット３２１へ入射した光は、反射面３２１ｃによってその光路が略垂直に曲げられて、出射面３２１ｄから出射してセパレータレンズユニット３２３のセパレータレンズ３２３ａへ向かう。セパレータレンズ３２３ａへ入射した光は、該セパレータレンズ３２３ａを透過して、ラインセンサ３２４ａに結像する。【０１０９】
このように構成されたコンデンサレンズユニット３２１、マスク部材３２２、セパレータレンズユニット３２３及びラインセンサユニット３２４は、モジュール枠３２５に配設されている。【０１１０】
モジュール枠３２５は、箱状に形成されており、その内部には、コンデンサレンズユニット３２１を取り付けるための段差部３２５ａが形成されている。コンデンサレンズユニット３２１は、コンデンサレンズ３２１ａ，３２１ａ，…がモジュール枠３２５の外方を向くようにして該段差部３２５ａに取り付けられている。【０１１１】
また、モジュール枠３２５には、コンデンサレンズユニット３２１の出射面３２１ｄと対向する位置に、マスク部材３２２及びセパレータレンズユニット３２３を取り付けるための取付壁部３２５ｂが立設されている。この取付壁部３２５ｂには、開口３２５ｃが形成されている。【０１１２】
マスク部材３２２は、取付壁部３２５ｂに対してコンデンサレンズユニット３２１の側から取り付けられている。一方、セパレータレンズユニット３２３は、取付壁部３２５ｂに対してコンデンサレンズユニット３２１と反対側から取り付けられている。【０１１３】
こうして、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を透過した光の光路を折り曲げることによって、コンデンサレンズユニット３２１、マスク部材３２２、セパレータレンズユニット３２３及びラインセンサユニット３２４等を、撮像素子１０の厚さ方向に並べるのではなく、撮像素子１０の撮像面に平行な方向に並べることができるため、撮像ユニット３０１の、撮像素子１０の厚さ方向の寸法を小さくすることができる。つまり、撮像ユニット３０１をコンパクトに形成することができる。【０１１４】
このように、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を透過した光を受けて位相差検出を行うことができる構成であれば、任意の構成の位相差検出ユニットを採用することができる。【０１１５】
《発明の実施形態２》
次に、本発明の実施形態２に係る撮像装置としてのカメラ１００について説明する。【０１１６】
カメラ１００は、図９に示すように、交換レンズ式の一眼レフデジタルカメラであり、主に、カメラシステムの主要な機能を有するカメラ本体４と、カメラ本体４に取り外し可能に装着された交換レンズ７とから構成されている。交換レンズ７は、カメラ本体４の前面に設けられたボディマウント４１に装着されている。ボディマウント４１には電気切片４１ａが設けられている。【０１１７】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体４は、被写体像を撮影画像として取得する前記実施形態１に係る撮像ユニット１と、撮像ユニット１の露光状態を調節するシャッタユニット４２と、撮像ユニット１に入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのＩＲカット兼ＯＬＰＦ（Optical Low Pass Filter）４３と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示する画像表示部４４と、ボディ制御部５とを有している。【０１１８】
カメラ本体４には、カメラシステムの電源の入切を操作する電源スイッチ４０ａと、撮影者がフォーカシング時およびレリーズ時に操作するレリーズボタン４０ｂと、種々の撮影モード及び機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替える設定スイッチ４０ｃ，４０ｄとが設けられている。【０１１９】
電源スイッチ４０ａにより電源がＯＮ状態になると、カメラ本体４および交換レンズ７の各部に電源が供給される。【０１２０】
レリーズボタン４０ｂは、２段式であって、半押しすることで後述するオートフォーカスやＡＥ等を行う一方、全押しすることでレリーズが行われる。【０１２１】
ＡＦ設定スイッチ４０ｃは、後述する３つのオートフォーカス機能を切り替えるためのスイッチである。カメラ本体４は、このＡＦ設定スイッチ４０ｃが切り替えられることによって、オートフォーカス機能を３つのうちの何れかに設定するように構成されている。【０１２２】
連写設定スイッチ４０ｄは、後述する連写モードの設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、この連写設定スイッチ４０ｄが操作されることによって、通常撮影モードと連写モードとを切替可能に構成されている。【０１２３】
また、これらの設定スイッチ４０ｃ，４０ｄは、カメラ撮影機能を種々選択するメニュー内の選択項目であってもよいことは言うまでもない。【０１２４】
撮像ユニット１は、ブレ補正ユニット４５によって光軸Ｘに直交する平面内で移動可能に構成されている。【０１２５】
ボディ制御部５は、ボディマイコン５０と、不揮発性メモリ５０ａと、シャッタユニット４２の駆動を制御するシャッタ制御部５１と、撮像ユニット１の動作を制御すると共に撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する撮像ユニット制御部５２と、例えばカード型記録媒体や内部メモリである画像格納部５８からの画像データの読み出し及び該画像格納部５８への画像データの記録を行う画像読み出し/記録部５３と、画像読み出し/記録部５３を制御する画像記録制御部５４と、画像表示部４４の表示を制御する画像表示制御部５５と、カメラ本体４のブレにより生じる像ブレ量を検出するブレ検出部５６と、ブレ補正ユニット４５を制御する補正ユニット制御部５７とを含む。このボディ制御部５が撮像素子１０の出力に基づいて画像信号を作成する制御部を構成する。【０１２６】
ボディマイコン５０は、カメラ本体４の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスの制御を行う。ボディマイコン５０には、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭが搭載されている。そして、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディマイコン５０は様々な機能を実現することができる。【０１２７】
このボディマイコン５０は、電源スイッチ４０ａ、レリーズボタン４０ｂ及び各設定スイッチ４０ｃ，４０ｄからの入力信号が入力されると共に、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等に対し制御信号を出力するように構成されており、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等にそれぞれの制御を実行させる。また、ボディマイコン５０は、後述するレンズマイコン８０とマイコン間通信を行う。【０１２８】
例えば、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信すると共に、画像記録制御部５４に画像の記録及び表示の指示を行って、画像格納部５８への画像信号の保存と画像表示制御部５５への画像信号の送信を行わせる。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を表示させる。【０１２９】
また、ボディマイコン５０は、所定の画像処理として、前述の如く、受光部１１ｂからの出力の補正や、画素補間等を行っている。【０１３０】
不揮発性メモリ５０ａには、カメラ本体４に関する各種情報（本体情報）が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体４のメーカー名、製造年月日、型番、ボディマイコン５０にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体４を特定するための型式に関する情報（本体特定情報）、カメラ本体４がブレ補正ユニット４５及びブレ検出部５６等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、ブレ検出部５６の型番および感度などの検出性能に関する情報、エラー履歴なども含まれている。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ５０ａの代わりにボディマイコン５０内のメモリ部に格納されていてもよい。【０１３１】
ブレ検出部５６は、手ブレなどに起因するカメラ本体４の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、カメラ本体４が静止している状態での出力を基準としてカメラ本体４が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてボディマイコン５０に与えられる。【０１３２】
−交換レンズの構成−
交換レンズ７は、カメラ本体４内の撮像ユニット１に被写体像を結ぶための撮像光学系を構成しており、主に、フォーカシングを行うフォーカス調節部７Ａと、絞りを調節する絞り調節部７Ｂと、光路を調節することで像ブレを補正するレンズ用像ブレ補正部７Ｃと、交換レンズ７の動作を制御するレンズ制御部８とを有している。【０１３３】
交換レンズ７は、レンズマウント７１を介して、カメラ本体４のボディマウント４１に取り付けられている。また、レンズマウント７１には、交換レンズ７がカメラ本体４に取り付けられてときにボディマウント４１の電気切片４１ａと電気的に接続される電気切片７１ａが設けられている。【０１３４】
フォーカス調節部７Ａは、フォーカスを調節するフォーカスレンズ群７２で構成されている。フォーカスレンズ群７２は、交換レンズ７の規格として定められた最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間で光軸Ｘ方向に移動可能である。また、フォーカスレンズ群７２は、後述するコントラスト検出方式による合焦位置検出の場合、合焦位置を挟んで光軸Ｘ方向前後に移動可能である必要があるため、上述の最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間よりもさらに光軸Ｘ方向前後に移動可能なレンズシフト余裕区間を有している。【０１３５】
絞り調節部７Ｂは、絞りまたは開放を調節する絞り部７３で構成されている。【０１３６】
レンズ用像ブレ補正部７Ｃは、ブレ補正レンズ７４と、ブレ補正レンズ７４を光軸Ｘに直交する平面内で移動させるブレ補正レンズ駆動部７４ａとを有している。【０１３７】
レンズ制御部８は、レンズマイコン８０と、不揮発性メモリ８０ａと、フォーカスレンズ群７２の動作を制御するフォーカスレンズ群制御部８１と、フォーカスレンズ群制御部８１の制御信号を受けてフォーカスレンズ群７２を駆動するフォーカス駆動部８２と、絞り部７３の動作を制御する絞り制御部８３と、交換レンズ７のブレを検出するブレ検出部８４と、ブレ補正レンズ駆動部７４ａを制御するブレ補正レンズユニット制御部８５とを有する。【０１３８】
レンズマイコン８０は、交換レンズ７の中枢を司る制御装置であり、交換レンズ７に搭載された各部に接続されている。具体的には、レンズマイコン８０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。例えば、レンズマイコン８０は、ボディマイコン５０からの信号に基づいてレンズ用像ブレ補正装置（ブレ補正レンズ駆動部７４ａ等）を補正可能状態または補正不能状態に設定する機能を有している。また、レンズマウント７１に設けられた電気切片７１ａとボディマウント４１に設けられた電気切片４１ａとの接触により，ボディマイコン５０およびレンズマイコン８０は電気的に接続されており、互いに情報の送受信が可能となっている。【０１３９】
また、不揮発性メモリ８０ａには、交換レンズ７に関する各種情報（レンズ情報）が格納されている。このレンズ情報には、例えば、交換レンズ７のメーカー名、製造年月日、型番、レンズマイコン８０にインストールされているソフトのバージョンおよびファームアップに関する情報などの交換レンズ７を特定するための型式に関する情報（レンズ特定情報）、交換レンズ７がブレ補正レンズ駆動部７４ａ及びブレ検出部８４等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、像ブレを補正するための手段を搭載している場合は、ブレ検出部８４の型番および感度などの検出性能に関する情報、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの型番および最大補正可能角度などの補正性能に関する情報（レンズ側補正性能情報）、像ブレ補正を行うためのソフトのバージョンなどが含まれている。さらに、レンズ情報には、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動に必要な消費電力に関する情報（レンズ側消費電力情報）およびブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動方式に関する情報（レンズ側駆動方式情報）も含まれている。尚、不揮発性メモリ８０ａは、ボディマイコン５０から送信された情報を格納可能である。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ８０ａの代わりに、レンズマイコン８０内のメモリ部に格納されていてもよい。【０１４０】
フォーカスレンズ群制御部８１は、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出部８１ａと、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出部８１ｂとを有している。絶対位置検出部８１ａは、交換レンズ７の筐体におけるフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出するものである。絶対位置検出部８１ａは、例えば、数ｂｉｔの接触型エンコーダ基板とブラシとによって構成され、絶対位置を検出可能に構成されている。相対位置検出部８１ｂは、それのみではフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出することができないが、フォーカスレンズ群７２の移動方向は検出可能であり、例えば二相エンコーダを用いている。二相エンコーダは回転パルスエンコーダや、ＭＲ素子、ホール素子など、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の位置に応じて等しいピッチで２値の信号を交互に出力するものが２つ設けられており、これらのピッチの位相をずらすように設置されている。レンズマイコン８０は、相対位置検出部８１ｂの出力からフォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を算出する。【０１４１】
ブレ検出部８４は，手ブレなどに起因する交換レンズ７の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、交換レンズ７が静止している状態での出力を基準として交換レンズ７が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてレンズマイコン８０に与えられる。【０１４２】
ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部（図示せず）を備える。移動量検出部は、ブレ補正レンズ７４の実際の移動量を検出する検出部である。ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部からの出力に基づいて、ブレ補正レンズ７４を帰還制御している。【０１４３】
尚、カメラ本体４及び交換レンズ７の両方にブレ検出部５６，８４とブレ補正装置４５，７４ａを搭載した例を示したが、カメラ本体４及び交換レンズ７の何れかにブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていてもよく、何れにもブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていない場合であってもよい（その場合は、上述のブレ補正に関するシーケンスを排除すればよい）。【０１４４】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ１００は、種々の撮影モード及び機能を備えている。以下、カメラ１００の種々の撮影モード及び機能と共にそのときの動作を説明する。【０１４５】
−ＡＦ機能−
カメラ１００は、レリーズボタン４０ｂが半押しされると、ＡＦにより焦点を合わせるが、このＡＦとして、位相差検出方式ＡＦと、コントラスト検出方式ＡＦと、ハイブリッド方式ＡＦとの３つのオートフォーカス機能を有している。これら３つのオートフォーカス機能は、カメラ本体４に設けられたＡＦ設定スイッチ４０ｃを操作することによって、撮影者が選択可能となっている。【０１４６】
以下に、各オートフォーカス機能によるカメラシステムの撮影動作を通常撮影モードを前提に説明する。ここで、通常撮影モードとは、後述する連写モードではない、通常の撮影を行うためのカメラ１００の最も基本的な撮影モードである。【０１４７】
（位相差検出方式ＡＦ）
まず、位相差検出方式ＡＦ方式によるカメラシステムの撮影動作について、図１０，１１を参照して説明する。【０１４８】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳａ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われる（ステップＳａ２）。詳しくは、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニットに電力が供給され、ボディマイコン５０が起動する。同時に、電気切片４１ａ，７１ａを介して、交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットに電極が供給され、レンズマイコン８０が起動する。ボディマイコン５０及びレンズマイコン８０は、起動時に互いに情報を送受信するようプログラミングされており、例えばレンズマイコン８０のメモリ部からボディマイコン５０へ交換レンズ７に関するレンズ情報が送信され、このレンズ情報はボディマイコン５０のメモリ部に格納される。【０１４９】
続いて、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に位置させる（ステップＳａ３）と共に、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ４）。その後、ステップＳａ５へ進み、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。【０１５０】
こうすることで、交換レンズ７を透過して、カメラ本体４内に入射した光は、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施した後、画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。【０１５１】
また、撮像ユニット１へ入射した光の一部は、撮像素子１０の透過部１７，１７，…を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。【０１５２】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳａ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを求める（ステップＳａ６）。【０１５３】
その後、ボディマイコン５０は、ステップＳａ６で取得したＤｆ量分だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させる（ステップＳａ７）。【０１５４】
このとき、本実施形態に係る位相差検出ユニット２は、コンデンサレンズ２１ａ、マスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットを３セット、即ち、位相差検出を行う測距ポイントを３つ有している。そして、位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦにおける位相差検出では、撮影者が任意に選択した測距ポイントに対応したセットのラインセンサ２４ａの出力に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させる。【０１５５】
あるいは、複数の測距ポイントのうち最もカメラに近接した測距ポイントを選択してフォーカスレンズ群７２の駆動を行うように、ボディマイコン５０に自動最適化アルゴリズムを設定しておいてもよい。この場合、中抜け写真などが発生する確率を低減することができる。【０１５６】
尚、この測距ポイントの選択は、位相差検出方式ＡＦに限られるものではなく、位相差検出ユニット２を用いてフォーカスレンズ群７２を駆動させる構成であれば、任意の方式のＡＦに採用できる。【０１５７】
そして、合焦したか否かを判定する（ステップＳａ８）。詳しくは、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値以下であるときには合焦した（ＹＥＳ）と判定してステップＳａ１１へ進む一方、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値より大きいときには合焦していない（ＮＯ）と判定してステップＳａ６へ戻り、ステップＳａ６〜Ｓａ８を繰り返す。【０１５８】
こうして焦点状態の検出とフォーカスレンズ群７２の駆動を繰り返し、Ｄｆ量が所定量以下になったときに合焦と判断され、フォーカスレンズ群７２の駆動が停止される。【０１５９】
また、ステップＳａ６〜Ｓａ８における位相差検出方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳａ９）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳａ１０）。【０１６０】
すなわち、ステップＳａ９においては、撮像素子１０によって該撮像素子１０に入射してくる光の光量が測定される。つまり、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差検出方式ＡＦを行っているため、該位相差検出方式ＡＦと並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。【０１６１】
詳しくは、ボディマイコン５０が、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を取り込み、該電気信号に基づいて被写体光の強度を測定することによって測光を行う。そして、ボディマイコン５０は、測光の結果から、撮影モードに応じた露光時におけるシャッタスピードと絞り値を所定のアルゴリズムに従って決定する。【０１６２】
そして、ステップＳａ９において測光が終了すると、ステップＳａ１０において像ブレ検出を開始する。尚、ステップＳａ９とステップＳａ１０とは並行して行ってもよい。【０１６３】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４には、撮影画像と共に撮影に係る各種情報表示が表示され、撮影者は画像表示部４４を介して各種情報を確認することができる。【０１６４】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされる（即ち、Ｓ２スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで待機する。撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を一旦、閉状態にする（ステップＳａ１２）。こうして、シャッタユニット４２を閉状態にしている間に、後述する露光に備えて、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積されている電荷を転送してしまう。【０１６５】
その後、ボディマイコン５０は、カメラ本体４と交換レンズ７との交信情報、又は撮影者の任意の指定情報を基に像ブレの補正を開始する（ステップＳａ１３）。具体的には、カメラ本体４内のブレ検出部５６の情報を基に交換レンズ７内のブレ補正レンズ駆動部７４ａを駆動する。また、撮影者の意図に応じて、（ｉ）交換レンズ７内のブレ検出部８４とブレ補正レンズ駆動部７４ａを用いる、（ii）カメラ本体４内のブレ検出部５６とブレ補正ユニット４５を用いる、（iii）交換レンズ７内のブレ検出部８４とカメラ本体４内のブレ補正ユニット４５を用いる、の何れかが選択可能である。【０１６６】
尚、像ブレ補正手段の駆動開始は、レリーズボタン４０ｂ半押し時点から開始することで、合焦させたい被写体の動きが軽減され、位相差検出方式ＡＦをより正確に行うことが可能となる。【０１６７】
また、ボディマイコン５０は、像ブレの補正開始と並行して、ステップＳａ９における測光の結果から求められた絞り値となるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を絞り込む（ステップＳａ１４）。【０１６８】
こうして、像ブレの補正が開始されると共に、絞り込みが完了すると、ボディマイコン５０は、ステップＳａ９における測光の結果から求められたシャッタスピードに基づいてシャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ１５）。こうして、シャッタユニット４２を開状態にすることで、被写体からの光が撮像素子１０に入射するようになり、撮像素子１０では所定時間だけ電荷の蓄積を行う（ステップＳａ１６）。【０１６９】
そして、ボディマイコン５０は、該シャッタスピードに基づいて、シャッタユニット４２を閉状態にして、露光を終了する（ステップＳａ１７）。露光完了後、ボディマイコン５０では、撮像ユニット制御部５２を介して撮像ユニット１から画像データを読み出し、所定の画像処理後、画像読み出し/記録部５３を介して画像表示制御部５５へ画像データを出力する。これにより、画像表示部４４へ撮影画像が表示される。また、ボディマイコン５０は、必要に応じて、画像記録制御部５４を介して画像格納部５８に画像データを格納する。【０１７０】
その後、ボディマイコン５０は、像ブレ補正を終了する（ステップＳａ１８）共に、絞り部７３を開放する（ステップＳａ１９）。そして、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を開状態とする（ステップＳａ２０）。【０１７１】
レンズマイコン８０は、リセットが完了すると、ボディマイコン５０にリセット完了を伝える。ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からのリセット完了情報と露光後の一連の処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン４０ｂの状態が、押し込みされていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。その後、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。【０１７２】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳａ２１）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳａ２２）と共に、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳａ２３）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。【０１７３】
このように、位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、位相差検出ユニット２０に基づいたオートフォーカスと並行して、撮像素子１０により測光が行われる。すなわち、位相差検出ユニット２０は撮像素子１０を透過した光を受けてデフォーカス情報を取得するため、デフォーカス情報を取得する際には必ず、被写体からの光が撮像素子１０に照射されている。そこで、オートフォーカス時に撮像素子１０を透過する光を用いて測光を行う。こうすることで、測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズボタン４０ｂが全押しされてから露光が完了するまでの時間（以下、レリーズタイムラグともいう）を短縮することができる。【０１７４】
また、レリーズボタン４０ｂの全押し前に測光を行う構成であっても、測光をオートフォーカスと並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。その際、被写体からの光を測光用センサや位相差検出ユニットへ導くためのミラーを設ける必要がない。【０１７５】
また、従来は、被写体から撮像装置に導かれる光の一部をミラー等で、撮像装置外に設けられた位相差検出ユニットへ導いていたのに対し、撮像ユニット１に導かれた光をそのまま用いて位相差検出ユニット２０によって焦点状態を検出することができるため、焦点状態を非常に高精度に能力することができる。【０１７６】
（コントラスト検出方式ＡＦ）
次に、コントラスト検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１２を参照して説明する。【０１７７】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳｂ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われ（ステップＳｂ２）、フォーカスレンズ群７２を所定の基準位置に位置させ（ステップＳｂ３）、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にし（ステップＳｂ４）、レリーズボタン４０ｂが半押しされるのを待機する（ステップＳｂ５）ところまでは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。【０１７８】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｂ５）、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を駆動させる（ステップＳｂ６）。詳しくは、被写体像の焦点が光軸方向の所定の方向（例えば、被写体側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する。【０１７９】
そして、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して取り込んだ撮像素子１０からの出力に基づいて被写体像のコントラスト値を求め、該コントラスト値が低く変化したか否かを判定する（ステップＳｂ７）。その結果、コントラスト値が低くなった（ＹＥＳ）ときにはステップＳｂ８へ進む一方、コントラスト値が高くなった（ＮＯ）ときにはステップＳｂ９へ進む。【０１８０】
コントラスト値が低くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向とは反対方向に駆動したということであるため、被写体像の焦点が光軸方向の前記所定の方向とは反対方向（例えば、被写体と反対側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を反転駆動する（ステップＳｂ８）。その後、コントラストピークを検出したか否かを判定し（ステップＳｂ１０）、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の反転駆動（ステップＳｂ８）を繰り返す。そして、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の反転駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。【０１８１】
一方、ステップＳｂ６でフォーカスレンズ群７２を駆動させて、コントラスト値が高くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向に駆動させているため、そのままフォーカスレンズ群７２の駆動を継続して（ステップＳｂ９）、コントラスト値のピークを検出したか否かを判定する（ステップＳｂ１０）。その結果、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｂ９）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。【０１８２】
このように、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみて（ステップＳｂ６）、コントラスト値が低く変化したときにはフォーカスレンズ群７２を反転駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ８，Ｓｂ１０）一方、コントラスト値が高く変化したときにはフォーカスレンズ群７２をそのまま駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ９，Ｓｂ１０）。【０１８３】
また、このコントラスト検出方式ＡＦ（ステップＳｂ６〜Ｓｂ１０）と並行して、測光を行う（ステップＳｂ１１）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｂ１２）。これらステップＳｂ１１，Ｓｂ１２は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。【０１８４】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。【０１８５】
このコントラスト検出方式ＡＦでは、ダイレクトにコントラストピークを捕らえることが可能となり、位相差検出方式ＡＦと異なり、開放バック補正（絞りの開口度合いによるピントズレ）などの様々な補正演算が必要ないため高精度なピント性能を得ることができる。ただし、コントラスト値のピークを検出するためには、コントラスト値のピークを一旦超えるまでフォーカスレンズ群７２を駆動する必要がある。こうして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値のピークを一旦越えるところまで移動させた後、検出されたコントラスト値のピークの位置まで戻す必要があるため、フォーカスレンズ群７２の往復駆動動作によりフォーカスレンズ群駆動系に生じるバックラッシュ分を取り除く必要がある。【０１８６】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
続いて、ハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１３を参照して説明する。【０１８７】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｃ１〜Ｓｃ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。【０１８８】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｃ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算して、合焦か非合焦かを検出する（ステップＳｃ６）。さらに、ボディマイコン５０は、前ピンか後ピンか、デフォーカス量はどの位かを求め、デフォーカス情報を取得する（ステップＳｃ７）。その後、ステップＳｃ１０へ進む。【０１８９】
一方、ステップＳｃ６，Ｓｃ７と並行して、測光を行う（ステップＳｃ８）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｃ９）。これらステップＳｃ６，Ｓｃ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳｃ１０へ進む。尚、ステップＳｃ９の後は、ステップＳｃ１０ではなく、ステップＳａ１１へ進んでもよい。【０１９０】
このように、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差に基づく焦点検出を行っているため、該焦点検出と並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。【０１９１】
ステップＳｃ１０では、ボディマイコン５０は、ステップＳｃ７で取得したデフォーカス情報に基づいて、フォーカスレンズ群７２を駆動する。【０１９２】
そして、ボディマイコン５０は、コントラストピークが検出されたか否かを判定する（ステップＳｃ１１）。コントラストピークが検出されていない（ＮＯ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｃ１０）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止して、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させた後、ステップＳａ１１へ進む。【０１９３】
具体的には、ステップＳｃ１０，Ｓｃ１１において、ステップＳｃ７で算出したデフォーカス方向及びデフォーカス量に基づき、フォーカスレンズ群７２を高速に移動させた後、フォーカスレンズ群７２を前述の速度よりも低速で移動させてコントラストピークを検出することが好ましい。【０１９４】
このとき、算出したデフォーカス量に基づいて移動させるフォーカスレンズ群７２の移動量（どこまで移動させるか）を位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７と異ならせることが好ましい。詳しくは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置までフォーカスレンズ群７２を移動させるのに対し、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ１０では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置よりも前後に離れた位置までフォーカスレンズ群７２を駆動する。ハイブリッド方式ＡＦでは、その後、合焦位置と予測される位置に向かってフォーカスレンズ群７２を駆動しながらコントラストピークを検出する。【０１９５】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。【０１９６】
このように、ハイブリッド方式ＡＦでは、まず、位相差検出ユニット２０によってデフォーカス情報を取得し、これらのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する。そして、撮像素子１０からの出力に基づいて算出されるコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ群７２の位置を検出し、フォーカスレンズ群７２を該位置に位置させる。こうすることで、フォーカスレンズ群７２の駆動前にデフォーカス情報を検出することができるため、コントラスト検出方式ＡＦのようにフォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみるというステップが必要ないため、オートフォーカスの処理時間を短縮することができる。また、最終的にはコントラスト検出方式ＡＦによって焦点を合わすため、特に繰り返しパターンのある被写体やコントラストが極端に低い被写体などに対して、位相差検出方式ＡＦよりも精度良く焦点を合わせることができる。【０１９７】
そして、ハイブリッド方式ＡＦは位相差検出を含んでいるにもかかわらず、撮像素子１０を透過した光を用いて位相差検出ユニット２０によりデフォーカス情報を取得しているため、撮像素子１０による測光と位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得とを並行して行うことができる。その結果、位相差検出用に、被写体からの光の一部を分割させるミラーを設ける必要がなく、また、測光用のセンサを別途設ける必要もなく、さらに、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズタイムラグを短縮することができる。そして、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行う構成において、測光をデフォーカス情報の取得と並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。【０１９８】
−変形例−
以上の説明では、レリーズボタン４０ｂの全押し後であって露光の直前に絞り込みを行っているが、以下では、位相差検出方式ＡＦ及びハイブリッド方式ＡＦにおいて、レリーズボタン４０ｂの全押し前であって、さらにオートフォーカス前に絞り込みを行うように構成した変形例について説明する。【０１９９】
（位相差検出方式ＡＦ）
具体的に、まず、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１４を参照して説明する。【０２００】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｄ１〜Ｓｄ５）までは、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。【０２０１】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｄ５）、像ブレ検出を開始する（ステップＳｄ６）と共に、それと並行して、測光を行う（ステップＳｄ７）。これらステップＳｄ５，Ｓｄ６は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。【０２０２】
その後、ステップＳｄ７の測光の結果に基づいて露光時の絞り値を求め、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳｄ８）。そして、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きい（ＹＥＳ）ときにはステップＳｄ１０に進む一方、求めた絞り値が所定の絞り閾値以下（ＮＯ）のときにはステップＳｄ９へ進む。ステップＳｄ９では、ボディマイコン５０は、求めた絞り値になるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を駆動する。【０２０３】
ここで、所定の絞り閾値は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａの出力に基づいてデフォーカス情報の取得ができる程度の絞り値に設定されている。つまり、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値よりも大きい場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ると、後述する位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得ができないため、絞り部７３を絞ることなく、ステップＳｄ１０へ進む。一方、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値以下の場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ってから、ステップＳｄ１０へ進む。【０２０４】
ステップＳｄ１０〜Ｓｄ１２では、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ６〜Ｓａ８と同様に、ボディマイコン５０が、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カに基づいてデフォーカス情報を求め（ステップＳｄ１０）、該デフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動し（ステップＳｄ１１）、合焦したか否かを判定する（ステップＳｄ１２）。合焦後は、ステップＳａ１１へ進む。【０２０５】
ステップＳａ１１では、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、上述の位相差検出方式ＡＦと同様である。【０２０６】
ただし、ステップＳｄ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいと判定されたときにのみ、ステップＳａ１４において絞り部７３の絞り込みを行う。つまり、ステップＳｄ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値以下であると判定されたときにステップＳｄ９において絞り部７３の絞り込みが予め行われているため、ステップＳａ１４を行う必要はない。【０２０７】
このように、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、測光の結果に基づいて求められる露光時の絞り値が位相差検出方式ＡＦを行うことができる程度の値であるときには、露光に先立ってオートフォーカス前に絞り部７３を絞っておく。こうすることで、レリーズボタン４０ｂ全押し後に絞り部７３の絞り込みを行う必要がなく、レリーズタイムラグを短縮することができる。【０２０８】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
次に、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１５を参照して説明する。【０２０９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｅ１〜Ｓｅ５）までは、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。【０２１０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｅ５）、像ブレ検出を開始する（ステップＳｅ６）と共に、それと並行して、測光を行う（ステップＳｅ７）。これらステップＳｅ６，Ｓｅ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。【０２１１】
その後、ステップＳｅ７の測光の結果に基づいて露光時の絞り値を求め、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳｅ８）。そして、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きい（ＹＥＳ）ときにはステップＳｅ１０に進む一方、求めた絞り値が所定の絞り閾値以下（ＮＯ）のときにはステップＳｅ９へ進む。ステップＳｅ９では、ボディマイコン５０は、求めた絞り値になるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を駆動する。【０２１２】
ここで、所定の絞り閾値は、撮像素子１０の出力から算出されるコントラスト値のピークが検出できる程度の絞り値に設定されている。つまり、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値よりも大きい場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ると、後述するコントラストピークの検出ができないため、絞り部７３を絞ることなく、ステップＳｅ１０へ進む。一方、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値以下の場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ってから、ステップＳｅ１０へ進む。【０２１３】
ステップＳｅ１０〜Ｓｅ１２では、上述の通常のハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様に、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カに基づいてデフォーカス情報を求め（ステップＳｅ１０，Ｓｅ１１）、該デフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させ（ステップＳｅ１２）、コントラストピークを検出してフォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させる（ステップＳｅ１３）。【０２１４】
その後、ステップＳａ１１において、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、上述の通常の位相差検出方式ＡＦと同様である。【０２１５】
ただし、ステップＳｅ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいと判定されたときにのみ、ステップＳａ１４において絞り部７３の絞り込みを行う。つまり、ステップＳｅ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値以下であると判定されたときにステップＳｅ９において絞り部７３の絞り込みが予め行われているため、ステップＳａ１４を行う必要はない。【０２１６】
このように、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、測光の結果に基づいて求められる露光時の絞り値がコントラスト検出方式ＡＦを行うことができる程度の値であるときには、露光に先立ってオートフォーカス前に絞り部７３を絞っておく。こうすることで、レリーズボタン４０ｂ全押し後に絞り部７３の絞り込みを行う必要がなく、レリーズタイムラグを短縮することができる。【０２１７】
−連写モード−
以上の説明では、レリーズボタン４０ｂが全押しされるごとに１つの画像が撮影されるが、カメラ１００は、レリーズボタン４０ｂの１回の全押し操作で複数の画像が撮影される連写モードを備えている。【０２１８】
以下に、連写モードについて、図１６，１７を参照して説明する。ここでは、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、連写モードは、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、ハイブリッド方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。【０２１９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてから、レリーズボタン４０ｂが半押しされて、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させるまで（ステップＳｆ１〜Ｓｆ１３）は、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｅ１〜Ｓｅ１３と同じである。【０２２０】
そして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させた後、ボディマイコン５０は、そのとき（即ち、コントラスト検出方式ＡＦにより合焦したとき）の、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔をメモリ部に記憶させる（ステップＳｆ１４）。【０２２１】
その後、ステップＳｆ１５において、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１２〜Ｓａ１７と同様に、露光を行う。【０２２２】
具体的には、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を一旦、閉状態にし（ステップＳｆ１６）、像ブレの補正を開始し（ステップＳｆ１７）、ステップＳｆ９で絞り部７３を絞っていないときには測光の結果に基づいて絞り部７３を絞り込み（ステップＳｆ１８）、その後、シャッタユニット４２を開状態にして（ステップＳｆ１９）、露光を開始し（ステップＳｆ２０）、シャッタユニット４２を閉状態にして（ステップＳｆ２１）露光を終了する。【０２２３】
そして、露光終了後、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたか否かを判定する（ステップＳｆ２２）。そして、レリーズボタン４０ｂが解除された（ＹＥＳ）ときには、ステップＳｆ２９，Ｓｆ３０へ進む一方、レリーズボタン４０ｂの全押しが継続されている（ＮＯ）ときには、連写を行うべく、ステップＳｆ２３へ進む。【０２２４】
レリーズボタン４０ｂの全押しが継続されているときには、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を開状態にして（ステップＳｆ２３）、位相差検出方式ＡＦを行う（ステップＳｆ２４〜Ｓｆ２６）。【０２２５】
詳しくは、位相差検出ユニット２０を介して撮像素子１０における被写体像の焦点状態を検出し（ステップＳｆ２４）、デフォーカス情報を取得し（ステップＳｆ２５）、そのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する（ステップＳｆ２６）。【０２２６】
ここで、レリーズボタン４０ｂ全押し前のハイブリッド方式ＡＦでは、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔と予め設定された基準間隔とを比較してデフォーカス情報が求められる（ステップＳｆ１１）のに対し、レリーズボタン４０ｂ全押し後のステップＳｆ２４，Ｓｆ２５では、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を、ステップＳｆ１４で記憶した、ハイブリッド方式ＡＦにおけるコントラスト検出方式ＡＦ後のラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔と比較して焦点状態及びデフォーカス情報を求める。【０２２７】
こうして位相差検出方式ＡＦを行った後、ボディマイコン５０は、ボディマイコン５０からシャッタ制御部５１及び撮像ユニット制御部５２へ露光を開始する信号（即ち、露光開始信号）を出力するタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳｆ２７）。この露光開始信号の出力タイミングは、連写モードにおける連写のタイミングである。そして、露光開始信号の出力タイミングでない（ＮＯ）ときには位相差検出方式ＡＦを繰り返す（ステップＳｆ２４〜Ｓｆ２６）一方、露光開始信号の出力タイミングが到来している（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止し（ステップＳｆ２８）、露光を行う（ステップＳｆ２０）。【０２２８】
尚、フォーカスレンズ群７２の停止後、露光を開始する前には、位相差検出方式ＡＦ中に撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積された電荷を掃き出す必要がある。そのため、電子シャッタにより受光部１１ｂ，１１ｂ，…の電荷を掃き出すか、あるいは、シャッタユニット４２を一旦、閉状態として、受光部１１ｂ，１１ｂ，…の電荷を掃き出した後、シャッタユニット４２を開状態として露光を開始する。【０２２９】
そして、露光終了後は、再度、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたか否かを判定し（ステップＳｆ２２）、レリーズボタン４０ｂが全押しされている限り、位相差検出方式ＡＦ及び露光を繰り返す（Ｓｆ２３〜Ｓｆ２８，Ｓｆ２０，Ｓｆ２１）。【０２３０】
一方、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたときには、像ブレ補正を終了する（ステップＳｆ２９）と共に、絞り部７３を開放し（ステップＳｆ３０）、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳｆ３１）。【０２３１】
リセット完了後、撮影シーケンスを終了すると、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。【０２３２】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳｆ３２）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳｆ３３）と共に、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳｆ３４）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。【０２３３】
このように、連写モードにおけるカメラシステムの撮影動作においては、連写中の各露光間において位相差検出方式ＡＦを行うことができるため、高いピント性能を実現することができる。【０２３４】
また、このときのオートフォーカスが位相差検出方式ＡＦであるため、デフォーカス方向を瞬時に取得することができ、連写間の短い時間であっても、瞬時に焦点を合わせることができる。【０２３５】
さらに、位相差検出方式ＡＦであっても、従来のように位相差検出用の可動ミラーを設ける必要がないため、レリーズタイムラグを短縮することができると共に、電力消費を抑制することができる。さらにまた、従来であれば可動ミラーの上げ下げ動作の分だけレリーズタイムラグがあるため、被写体が動体である場合には、該レリーズタイムラグ中の動体の動きを予測して撮影する必要があったが、本実施形態では、可動ミラーの上げ下げ動作に対応するレリーズタイムラグがないため、露光直前まで被写体の動きを追尾しながら焦点を合わせることができる。【０２３６】
また、連写中の位相差検出方式ＡＦにおいて、合焦を判定する、ラインセンサ２４ａ上の２つの被写体像間の基準距離として、レリーズボタン４０ｂの半押し時にコントラスト検出方式ＡＦにより合焦させたときのラインセンサ２４ａ上の２つの被写体像間距離を用いることによって、実機及び実際の撮影条件に即した、高精度のオートフォーカスを行うことができる。【０２３７】
尚、連写モードにおける１コマ目の撮影時には、ハイブリッド方式ＡＦに限られるものではない。位相差検出方式ＡＦでも、コントラスト検出方式ＡＦでもよい。ただし、位相差検出方式ＡＦの場合は、ステップＳｆ１４を行わず、ステップＳｆ２４，Ｓｆ２５では、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を予め設定された基準間隔と比較して焦点状態及びデフォーカス情報を求める。【０２３８】
また、連写モードに限られず、通常の撮影においても、被写体が動体である場合には、一旦、焦点が合った後も、レリーズボタン４０ｂが全押しされるまで位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。【０２３９】
−ローコンモード−
本実施形態に係るカメラ１００は、被写体像のコントラストに応じてオートフォーカスの方式を切り替えるように構成されている。つまり、カメラ１００は、コントラストが低い条件下で撮影を行うローコンモードを備えている。【０２４０】
以下に、ローコンモードについて図１８を参照して説明する。ここでは、ハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、ローコンモードは、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。【０２４１】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｇ１〜Ｓｇ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。【０２４２】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｇ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算する（ステップＳｇ６）。そして、ローコントラスト状態か否かを判定する（ステップＳｇ７）。具体的には、ラインセンサ２４ａ上に結像される２つの被写体像の位置を、ラインセンサ２４ａからの出力に基づいて検出できる程度にコントラスト値が高いか否かを判定する。【０２４３】
その結果、２つの被写体像の位置を検出できる程度にコントラスト値が高い（ＮＯ）ときには、ローコントラスト状態ではないとして、ステップＳｇ８へ進んでハイブリッド方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｇ８〜Ｓｇ１０は、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。【０２４４】
一方、２つの被写体像の位置を検出できる程度までコントラスト値が高くない（ＹＥＳ）ときには、ローコントラスト状態であるとして、ステップＳｇ１１へ進んでコントラスト検出方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｇ１１〜Ｓｇ１５は、コントラスト検出方式ＡＦにおけるステップＳｂ６〜Ｓｂ１０と同様である。【０２４５】
こうして、ハイブリッド方式ＡＦ又はコントラスト検出方式ＡＦを行った後は、ステップＳａ１１へ進む。【０２４６】
また、このオートフォーカス動作（ステップＳｇ６〜Ｓｇ１５）と並行して、測光を行う（ステップＳｇ１６）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｇ１７）。これらステップＳｇ１６，Ｓｇ１７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳａ１１へ進む。【０２４７】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、通常のハイブリッド方式ＡＦと同様である。【０２４８】
すなわち、ローコンモードにおいては、撮影時のコントラストが位相差検出方式ＡＦを行うことができる程度に高いときにはハイブリッド方式ＡＦを行う一方、撮影時のコントラストが位相差検出方式ＡＦを行うことができない程度に低いときにはコントラスト検出方式ＡＦを行う。【０２４９】
尚、本実施形態では、まず、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出力に基づいて位相差検出方式による合焦状態の検出が可能か否かを判定して、ハイブリッド方式ＡＦかコントラスト検出方式ＡＦかを決定しているが、これに限られるものではない。例えば、レリーズボタン４０ｂが半押しされた後、位相差焦点を検出する前に（即ち、図１８におけるステップＳｇ５とステップＳｇ６との間に）、撮像素子１０の出力からコントラスト値を求め、この撮像素子１０の出力から求めたコントラスト値が所定値より高いか否かを判定するように構成してもよい。ここで、所定値は、ラインセンサ２４ａ上に結像される被写体像の位置を検出できる程度のコントラスト値に設定する。すなわち、撮像素子１０の出力から求めたコントラスト値が位相差検出方式による合焦状態の検出が可能な程度の値以上であるときにはハイブリッド方式ＡＦを行う一方、撮像素子１０の出力から求めたコントラスト値が位相差検出方式による合焦状態の検出が可能な程度の値未満であるときにはコントラスト検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。【０２５０】
また、本実施形態では、位相差検出方式による合焦状態の検出が可能なときには、ハイブリッド方式ＡＦを行うように構成しているが、位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。【０２５１】
このように、撮像素子１０を透過する光を位相差検出ユニット２０により受光する撮像ユニット１を備えたカメラ１００においては、従来のような光を位相差検出ユニットに導くための可動ミラーを設けることなく、位相差検出方式ＡＦ（ハイブリッド方式ＡＦを含む）とコントラスト検出方式ＡＦとを行うことができる。そのため、コントラストに応じて、位相差検出方式ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを選択することによって、高精度なピント性能を実現することができる。【０２５２】
−交換レンズの種類によるＡＦ切替−
さらに、本実施形態に係るカメラ１００は、カメラ本体４に取り付けられた交換レンズ７の種類に応じてオートフォーカスの方式を切り替えるように構成されている。【０２５３】
以下に、交換レンズの種類によるＡＦの切替機能について、図１９を参照して説明する。ここでは、ハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、交換レンズによるＡＦの切替機能は、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。【０２５４】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｈ１〜Ｓｈ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。【０２５５】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｈ５）、測光を行う（ステップＳｈ６）と共に、それと並行して、像ブレ検出を開始する（ステップＳｈ７）。これらステップＳｈ６，Ｓｈ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。尚、これら測光及び像ブレ検出は、後述するオートフォーカス動作と並行して行ってもよい。【０２５６】
その後、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からの情報に基づいて、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦ（スムース・トランス・フォーカス）レンズか否かを判定する（ステップＳｈ８）。交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズである（ＹＥＳ）ときにはステップＳｈ１３へ進んでコントラスト検出方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｈ１３〜Ｓｈ１７は、コントラスト検出方式ＡＦにおけるステップＳｂ６〜Ｓｂ１０と同様である。【０２５７】
一方、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでも、ＳＴＦレンズでもない（ＮＯ）ときにはステップＳｈ９へ進んでハイブリッド方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｈ９〜Ｓｈ１２は、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。【０２５８】
こうして、コントラスト検出方式ＡＦ又はハイブリッド方式ＡＦを行った後は、ステップＳａ１１へ進む。【０２５９】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、ハイブリッド方式ＡＦと同様である。【０２６０】
つまり、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズであるときには、位相差検出を精度良く行えない可能性があるため、ハイブリッド方式ＡＦ（詳しくは、位相差検出方式ＡＦ）を行わず、コントラスト検出方式ＡＦを行う。一方、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでも、ＳＴＦレンズでもないときには、ハイブリッド方式ＡＦを行う。すなわち、ボディマイコン５０は、交換レンズ７の光軸が位相差検出方式ＡＦを行える程度に合っている保証があるか否かを判定し、位相差検出方式ＡＦが行える程度に光軸が合っている保証がある交換レンズ７のみハイブリッド方式ＡＦを行う一方、位相差検出方式ＡＦが行える程度に光軸が合っている保証がない交換レンズ７についてはコントラスト検出方式ＡＦを行うように構成されている。【０２６１】
このように、撮像素子１０を透過する光を位相差検出ユニット２０により受光する撮像ユニット１を備えたカメラ１００においては、従来のような光を位相差検出ユニットに導くための可動ミラーを設けることなく、位相差検出方式ＡＦ（ハイブリッド方式ＡＦを含む）とコントラスト検出方式ＡＦとを行うことができる。そのため、交換レンズ７の種類に応じて、位相差検出方式ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを選択することによって、高精度なピント性能を実現することができる。【０２６２】
尚、本実施形態では、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズであるか否かによって、ハイブリッド方式ＡＦを行うかコントラスト検出方式ＡＦを行うかを決定しているが、これに限られるものではない。反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズであるか否かまでは問題とせず、交換レンズ７がサードバーティー製か否かによってハイブリッド方式ＡＦを行うかコントラスト検出方式ＡＦを行うかを決定するように構成してもよい。【０２６３】
また、本実施形態では、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでも、ＳＴＦレンズでもないときには、ハイブリッド方式ＡＦを行うように構成しているが、位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。【０２６４】
《発明の実施形態３》
次に、本発明の実施形態３に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。【０２６５】
実施形態３に係るカメラ２００は、図２０に示すように、ファインダ光学系６を備えている。【０２６６】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体２０４は、実施形態２のカメラ本体４の構成に加えて、ファインダ６５を介して被写体像を視認するためのファインダ光学系６と、交換レンズ７からの入射光をファインダ光学系６に導く半透過のクイックリターンミラー４６とをさらに有している。【０２６７】
カメラ本体２０４は、ファインダ光学系６を介して被写体像を視認しながら撮影を行うファインダ撮影モードと、画像表示部４４を介して被写体像を視認しながら撮影を行うライブビュー撮影モードとを有している。そして、カメラ本体２０４には、ファインダモード設定スイッチ４０ｇが設けられている。このファインダモード設定スイッチ４０ｇをＯＮ操作することによってファインダ撮影モードに設定される一方、ＯＦＦ操作することによってライブビュー撮影モードに設定される。【０２６８】
ファインダ光学系６は、クイックリターンミラー４６からの反射光が結像するファインダスクリーン６１と、ファインダスクリーン６１に投影された被写体像を正立像に変換するペンタプリズム６２と、投影された被写体像を拡大視認する接眼レンズ６３と、ファインダ視野内に各種情報を表示するインファインダ表示部６４と、カメラ本体２０４の背面側に設けられたファインダ６５とを含む。【０２６９】
すなわち、ファインダスクリーン６１上に結像された被写体像をペンタプリズム６２及び接眼レンズ６３を介して該ファインダ６５から観察することができる。【０２７０】
ボディ制御部２０５は、実施形態２のボディ制御部５の構成に加えて、ボディマイコン５０からの制御信号に基づいて、後述するクイックリターンミラー４６の跳ね上げ駆動を制御するミラー制御部２６０をさらに含む。【０２７１】
クイックリターンミラー４６は、入射光を反射及び透過可能な半透過ミラーであって、シャッタユニット４２の前方において、被写体から撮像ユニット１へ向かう光路Ｘ上の反射位置（図２０の実線参照）と光路Ｘ外であって且つファインダ光学系６に近接した退避位置（図２０の二点鎖線参照）との間で回動自在に構成されている。クイックリターンミラー４６は、反射位置において、入射光をファインダ光学系６へ向かって反射する反射光とクイックリターンミラー４６の背面側に透過させる透過光とに分割する。【０２７２】
詳しくは、クイックリターンミラー４６は、シャッタユニット４２の前方（即ち、被写体側）に配設されていて、シャッタユニット４２上部の前方において水平に延びる軸Ｙ回りに回動自在に支持されている。このクイックリターンミラー４６は、付勢バネ（図示省略）によって退避位置側へ付勢されている。また、クイックリターンミラー４６は、シャッタユニット４２の開閉を行うモータ（図示省略）により付勢バネが巻き上げられることによって、反射位置まで移動する。反射位置まで移動させられたクイックリターンミラー４６は、電磁石等によって反射位置において係止される。そして、この係止を解除することによって、クイックリターンミラー４６は、付勢バネの力で退避位置まで回動する。【０２７３】
すなわち、入射光の一部をファインダスクリーン６１に導くときには、モータで付勢バネを巻き上げることによって、クイックリターンミラー４６を反射位置に位置させる。一方、入射光の全てを撮像ユニット１に導くときには、電磁石等による係止を解除することによって、該付勢バネの弾性力によりクイックリターンミラー４６を退避位置まで回動させる。【０２７４】
このクイックリターンミラー４６には、図２１に示すように、遮光板４７が連結されている。この遮光板４７は、クイックリターンミラー４６と連動して動作し、クイックリターンミラー４６が退避位置に位置するときに、クイックリターンミラー４６を下方（被写体から撮像ユニット１への光路Ｘ側）から覆うように構成されている。こうすることで、クイックリターンミラー４６が退避位置に位置するときに、ファインダ光学系６から入射してくる光が撮像ユニット１へ到達することを防止している。【０２７５】
詳しくは、遮光板４７は、クイックリターンミラー４６の、回動軸Ｙとは反対側の端部に回動自在に連結された第１遮光板４８と、該第１遮光板４８に回動自在に連結された第２遮光板４９とを有している。第１遮光板４８は、第１カムフォロア４８ａを有している。一方、カメラ本体２０４には、該第１カムフォロア４８ａが係合する第１カム溝４８ｂが設けられている。また、第２遮光板４９は、第２カムフォロア４９ａを有している。一方、カメラ本体２０４には、該第２カムフォロア４９ａが係合する第２カム溝４９ｂが設けられている。【０２７６】
つまり、クイックリターンミラー４６が回動すると、該クイックリターンミラー４６に追従して第１遮光板４８が移動すると共に、該第１遮光板４８に追従して第２遮光板４９が移動する。このとき、該第１及び第２遮光板４８，４９は、第１及び第２カムフォロア４８ａ，４９ａがそれぞれ第１及び第２カム溝４８ｂ，４９ｂに案内されながら、クイックリターンミラー４６に連動して移動する。【０２７７】
その結果、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６が退避位置に位置するときには、図２１（Ａ）に示すように、クイックリターンミラー４６下方において１枚の平板状に並んだ状態となって、クイックリターンミラー４６とシャッタユニット４２、即ち、撮像ユニット１との間を遮光する。このとき、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６と同様に光路Ｘ外に位置する。そのため、第１及び第２遮光板４８，４９が、被写体から撮像ユニット１へ入射する光に影響を与えることはない。【０２７８】
そして、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６が退避位置から反射位置へ移動するのに伴って、図２１（Ｂ）に示すように、平板状態から折れ曲がり、クイックリターンミラー４６が反射位置まで回動したときには、図２１（Ｃ）に示すように、互いに対向する程度に折れ曲がった状態となる。このとき、第１及び第２遮光板４８，４９は、光路Ｘ外であって且つ光路Ｘを挟んでファインダスクリーン６１と反対側に位置する。そのため、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６が反射位置に位置するときには、クイックリターンミラー４６によりファインダ光学系６へ反射される光や、クイックリターンミラー４６を透過する光に影響を与えることはない。【０２７９】
このように、クイックリターンミラー４６を半透過にすると共に、遮光板４７を設けることによって、ファインダ撮影モードにおいて、撮影前にはファインダ光学系６による被写体像の視認を可能としつつ、撮像ユニット１に光を到達させることができると共に、撮影時には被写体からの光を撮像ユニット１へ導きつつ、ファインダ光学系６から入射した光が撮像ユニット１に到達することを遮光板４７により防止することができる。また、ライブビュー撮影モードにおいては、ファインダ光学系６から入射した光が撮像ユニット１に到達することを遮光板４７により防止することができる。【０２８０】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ２００は、被写体の視認の仕方が異なる、ファインダ撮影モードとライブビュー撮影モードとの２つの撮影モードを備えている。以下、カメラ２００の２つの撮影モードの動作を説明する。【０２８１】
−ファインダ撮影モード−
まず、ファインダ撮影モードにおけるカメラシステムの撮影動作について、図２２，２３を参照して説明する。【０２８２】
電源スイッチ４０ａがＯＮされ（ステップＳｉ１）、撮影者にレリーズボタン４０ｂが半押しされ（ステップＳｉ５）、その後、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされ（ステップＳｉ１１）、シャッタユニット４２が一旦、閉状態にされる（ステップＳｉ１２）までは、実施形態２に係る位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ１２の動作と基本的には同様である。【０２８３】
ただし、電源スイッチ４０ａがＯＮされたときには、クイックリターンミラー４６が光路Ｘ上における上記反射位置に位置している。そのため、カメラ本体２０４内に入射した光は、その一部が反射してファインダスクリーン６１に入射する。【０２８４】
ファインダスクリーン６１に入射した光は、被写体像として結像する。この被写体像は、ペンタプリズム６２によって正立像に変換され、接眼レンズ６３に入射する。つまり、実施形態２のように画像表示部４４に被写体像が表示されるのではなく、撮影者は接眼レンズ６３を介して被写体の正立像を観察できる。このとき、画像表示部４４には、被写体像ではなく、撮影に関する各種情報が表示されている。【０２８５】
そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｉ５）、接眼レンズ６３より観察されるインファインダ表示部６４に撮影に係る各種情報（以下のＡＦや測光に関する情報等）が表示される。つまり、撮影者は、画像表示部４４以外に、インファインダ表示部６４によっても撮影に係る各種情報を確認できる。【０２８６】
ここで、クイックリターンミラー４６が半透過であるため、カメラ本体２０４へ入射した光の一部はクイックリターンミラー４６によりファインダ光学系６へ導かれるものの、残りの光はクイックリターンミラー４６を透過してシャッタユニット４２へ入射する。そして、シャッタユニット４２が開状態となる（ステップＳｉ４）と、クイックリターンミラー４６を透過した光は、撮像ユニット１へ入射する。その結果、ファインダ光学系６を介した被写体像の視認を可能としつつ、撮像ユニット１によるオートフォーカス（ステップＳｉ６〜Ｓｉ８）及び測光（ステップＳｉ９）を行うことができる。【０２８７】
詳しくは、ステップＳｉ６〜Ｓｉ８において撮像ユニット１の位相差検出ユニット２０からの出力に基づいて位相差検出方式ＡＦを行うと共に、それと並行して、ステップＳｉ９において撮像ユニット１の撮像素子１０からの出力に基づいて測光を行うことができる。【０２８８】
ステップＳｉ６における位相差焦点検出においては、被写体像光がクイックリターンミラー４６を透過するため、その厚み分だけ光学長が伸びる。そのため、クイックリターンミラー４６が被写体像光路内から退避して撮像状態になった場合と、クイックリターンミラー４６が反射位置に位置する場合とでは、位相差焦点検出部の位相検出幅が異なってしまう。したがって、クイックリターンミラー４６が被写体像光路内に挿入されるファインダ撮影モードでは、実施形態１の位相差焦点検出における位相検出幅（則ち、後述するライブビュー撮影モードのハイブリッド方式ＡＦ中の位相差焦点検出における位相検出幅）よりも所定量変更した位相検出幅でデフォーカス情報を出力するようにしている。なお、位相検出幅とは、デフォーカス量を０と算出、すなわち、合焦と判定する基準の位相差のことである。【０２８９】
尚、位相差検出方式ＡＦを行うステップＳｉ６〜Ｓｉ８は実施形態２の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ６〜Ｓａ８と同様である。【０２９０】
ステップＳｉ９においては、撮像素子１０によって該撮像素子１０に入射してくる光の光量が測定される。ただし、本実施形態では、実施形態２のように被写体からの光の全てが撮像素子１０に入射するわけではないため、ボディマイコン５０は、撮像素子１０からの出力を、クイックリターンミラー４６の反射特性に基づいて補正して、被写体からの光量を求めている。【０２９１】
そして、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされ（ステップＳｉ１１）、シャッタユニット４２が一旦、閉状態にされた（ステップＳｉ１２）後は、像ブレ補正の開始（ステップＳｉ１３）及び絞り部７３の絞り込み（ステップＳｉ１４）と並行して、ステップＳｉ１５において、クイックリターンミラー４６の退避位置への跳ね上げが行われる。【０２９２】
その後、ステップＳｉ１６〜Ｓｉ１８においては、実施形態２の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１５〜Ｓａ１７と同様に、露光が行われる。【０２９３】
露光終了後は、像ブレ補正の終了（ステップＳｉ１９）及び絞り部７３の開放（ステップＳｉ２０）と並行して、ステップＳｉ２１において、クイックリターンミラー４６の反射位置への移動が行われる。こうすることで、再度、撮影者はファインダ光学系６を介して被写体像を視認できるようになる。【０２９４】
その後、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳｉ２２）。こうして、リセット完了後、撮影シーケンスが終了すると、ステップＳｉ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。【０２９５】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされた後のステップＳｉ２３〜Ｓｉ２５は、実施形態２の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ２１〜Ｓａ２３と同様である。【０２９６】
このように、被写体からの光をクイックリターンミラー４６によってファインダ光学系６に導いてファインダ光学系６を介した被写体像の視認を可能とする構成であっても、撮像ユニット１に撮像素子１０を透過した光を用いて位相差を検出する位相差検出ユニット２０を設けているため、クイックリターンミラー４６を半透過にして、クイックリターンミラー４６に入射する光の一部を撮像ユニット１へ到達させることによって、ファインダ光学系６を介した被写体像の視認を可能としつつ、位相差検出方式ＡＦと測光との並行処理を行うことができる。こうすることで、位相差検出方式ＡＦ用の反射ミラーや測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、オートフォーカスと並行して測光を行うことができるためレリーズタイムラグを短縮できる。【０２９７】
−ライブビュー撮影モード−
次に、ライブビュー撮影モードにおけるカメラシステムの撮影動作について、図２４，２５を参照して説明する。【０２９８】
まず、電源スイッチ４０ａがＯＮされてからシャッタユニット４２を開状態とする（ステップＳｊ１〜Ｓｊ４）までは、実施形態２に係るハイブリッド方式ＡＦにおける動作と同様である。【０２９９】
ここで、カメラ２００では、電源スイッチ４０ａのＯＮ直後はクイックリターンミラー４６が反射位置に位置するため、ステップＳｊ５において、ボディマイコン５０がクイックリターンミラー４６を退避位置へ跳ね上げる。【０３００】
その結果、被写体からカメラ本体４に入射する光は、ファインダ光学系６へ分割されることなく、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体像を観察できる。また、撮像ユニット１へ入射した光の一部は、撮像素子１０を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。【０３０１】
そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｊ６）、ファインダ撮影モードと異なり、ハイブリッド方式ＡＦを行う。ハイブリッド方式ＡＦに係るステップＳｊ７，Ｓｊ８，Ｓｊ１１，Ｓｊ１２は、実施形態２に係るハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。【０３０２】
尚、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、コントラスト検出方式ＡＦ又は位相差検出方式ＡＦを行ってもよい。【０３０３】
このハイブリッド方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳｊ９）と共に、像ブレの検出を開始する（ステップＳｊ１０）。これらステップＳｊ９，Ｓｊ１０は、実施形態２に係るハイブリッド方式ＡＦのステップＳｃ８，Ｓｃ９と同様である。【０３０４】
こうして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４に撮影に係る各種情報（ＡＦや測光に関する情報等）が表示される。【０３０５】
その後、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされて（ステップＳｊ１３）から露光を終了してリセットが完了する（ステップＳｊ２２）までは、シャッタユニット４２を閉状態とした後にクイックリターンミラー４６を退避位置に移動させるステップ（ステップＳｉ１５に相当）がない点、及びシャッタユニット４２を閉状態にして露光を終了した後にクイックリターンミラー４６を反射位置に移動させるステップ（ステップＳｉ２１に相当）がない点を除いては、ファインダ撮影モードにおけるステップＳｉ１１〜Ｓｉ２２と基本的に同様である。【０３０６】
そして、本実施形態では、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳｊ２３）と、フォーカスレンズ群７２を基準位置へ移動させ（ステップＳｊ２４）、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳｊ２５）のと並行して、ステップＳｊ２６においてクイックリターンミラー４６を反射位置へ移動させる。その後、カメラ本体２０４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。【０３０７】
このライブビュー撮影モードにおけるカメラシステムの撮影動作は、クイックリターンミラー４６の動作を除いて、実施形態２に係るカメラ１００の撮影動作と同様である。つまり、前記説明では、ハイブリッド方式ＡＦについて説明したが、実施形態２に係る種々の撮影動作を実行することができ、同様の作用・効果を奏することができる。【０３０８】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。【０３０９】
すなわち、前記実施形態３では、ファインダ光学系６を備えているが、これに限られるものではない。例えば、ファインダ光学系６に換えて、ＥＶＦ（Electronic View Finder）を備える構成であってもよい。すなわち、液晶等で構成された小型の画像表示部をカメラ本体２０４内においてファインダから視認できる位置に配設し、撮像ユニット１で取得された画像データを該画像表示部に表示させる。こうすることで、複雑なファインダ光学系６を設けなくても、ファインダを覗きながらの撮影を実現することができる。かかる構成においては、クイックリターンミラー４６が不要となる。撮影動作については、画像表示部が２つあるというだけで、実施形態２に係るカメラ１００と同様になる。【０３１０】
また、前記実施形態２，３では、撮像ユニット１をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。例えば、撮像ユニット１はビデオカメラに搭載することもできる。【０３１１】
ビデオカメラの撮影動作の一例を説明すると、電源スイッチ４０ａをＯＮすると、絞り部とシャッタユニットが開放され、撮像ユニット１の撮像素子１０において画像の取込みが開始される。そして、ライブビュー表示に最適な測光、ＷＢ調整がなされ、ライブビュー画像を画像表示部に映し出す。こうして撮像素子１０による撮像と並行して、撮像ユニット１に内蔵された位相差検出ユニット２０の出力に基づいて焦点状態を検出し、被写体の動き等に合わせてフォーカスレンズ群を駆動し続ける。こうして、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを継続しながら、ＲＥＣボタンが押されるのを待機する。ＲＥＣボタンが操作されると、位相差検出方式ＡＦを繰り返しながら、撮像素子１０により取得される画像データを記録していく。こうすることで、常に合焦状態を保つことができると共に、従来のデジタルビデオカメラのようにフォーカスレンズの微小な光軸方向駆動（ウォブリング）を行う必要がなく、電力的に負荷の大きいモータなどのアクチュエータを駆動させる必要がない。【０３１２】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチがＯＮされる）とＡＦが開始される構成ついて説明したが、レリーズボタン４０ｂは半押しされる前からＡＦを行ってもよい。また、合焦と判断するとＡＦを終了する構成について説明したが、合焦判定後もＡＦを継続するようにしてもよく、合焦判定をせずに継続してＡＦを行ってもよい。以下に具体例を説明する。図１０，１１において、ステップＳａ４でシャッタユニット４２が開かれた後、ステップＳａ６の位相差焦点検出とステップＳａ７のフォーカスレンズ駆動とを繰り返して行うようにする。これと並行して、ステップＳａ５の判定、ステップＳａ９の測光、ステップＳａ１０の像ブレ検出開始、ステップＳａ１１の判定を行う。これにより、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる前から合焦状態にすることができる。例えば、ライブビュー画像の表示と併用することにより、合焦状態でのライブビュー画像の表示が可能となる。また、位相差検出方式ＡＦを用いれば、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを併用さることができる。このような動作を「常時ＡＦモード」としてカメラに備えるようにしてもよく、「常時ＡＦモード」のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成してもよい。【０３１３】
前記実施形態では、撮像ユニット１をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。撮像ユニット１を搭載したカメラは、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができるカメラの一例である。これに限られず、例えば、撮像素子への光を分離する光分離素子（例えば、プリズム、半透過ミラー等）により被写体光を撮像素子と位相差検出ユニットの両方に導くカメラで
あってもよい。また、撮像素子のマイクロレンズの一部をセパレータレンズとし、瞳分割された被写体光をそれぞれ受光部にて受光できるように配列したカメラであってもよい。【０３１４】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０３１５】
以上説明したように、本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置について有用である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月9日(2010.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を用いて、被写体像を電気信号に変換し、この電気信号をデジタル化して記録するデジタルカメラが普及している。
【０００３】
デジタル一眼レフカメラは、被写体像の位相差を検出する位相差検出部を有し、これによりオートフォーカス（以下、単にＡＦともいう）を行う位相差検出方式ＡＦ機能を備えている。位相差検出方式ＡＦ機能によれば、デフォーカス方向及びデフォーカス量を検出できるため、フォーカスレンズの移動時間を短縮でき、迅速にフォーカスできるという利点を有する（例えば、特許文献１）。従来のデジタル一眼レフカメラでは、位相差検出部に被写体からの光を導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に進出／退避可能に構成された可動ミラーを設けている。
【０００４】
また、いわゆるコンパクトデジタルカメラは、撮像素子を用いたビデオＡＦによるオートフォーカス機能を採用している（例えば、特許文献２）。こうして、コンパクトデジタルカメラでは、被写体からの光を位相差検出部へ導くためのミラーをなくすことにより小型化を実現している。このようなコンパクトデジタルカメラでは、撮像素子を露光しながらオートフォーカスを行うことができる。すなわち、オートフォーカスを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理、例えば、撮像素子上に結像する被写体像から画像信号を取得して、カメラの背面に設けた画像表示部へ表示したり、記録部へ記録したりすることができる。このビデオＡＦによるオートフォーカス機能は、一般的に位相差検出方式ＡＦに比べて精度が高いという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６３５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビデオＡＦではデフォーカス方向を瞬時に検出することができない。例えば、コントラスト検出方式ＡＦによれば、コントラストピークを検出することで焦点を検出するが、フォーカスレンズを現在の位置から前後に移動させる等しないと、コントラストピークの方向、即ち、デフォーカス方向を検出することができない。そのため、焦点検出に時間がかかってしまう。
【０００７】
つまり、焦点検出に要する時間を短縮する観点からは、位相差検出方式ＡＦの方が有利である。しかしながら、特許文献１に係るデジタル一眼レフカメラのように位相差検出方式ＡＦを採用している撮像装置においては、被写体からの光を位相差検出部へ導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に可動ミラーを進出させる必要がある。そのため、位相差検出方式ＡＦを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理を行うことができない。また、位相差検出方式ＡＦにより焦点検出に要する時間を短縮できたとしても、入射光の進路を位相差検出部へ向かう進路と撮像素子へ向かう進路とで切り替える際には可動ミラーを移動させる必要があり、この可動ミラーの移動のためのタイムラグが生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像素子へ光を入射させつつ、位相差検出を行うことができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、光を受けて光電変換を行うと共に、光を通過させるように構成された撮像素子と、前記撮像素子を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出部とを備え、前記撮像素子は、カラーフィルタが設けられて色情報を取得するための色用受光部と、該色用受光部よりも受光光量が多くなるように構成されて輝度情報を取得するための輝度用受光部とを有し、前記位相差検出部は、少なくとも前記輝度用受光部を通過した光を受光して位相差検出を行うものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像素子において、色情報を取得するための色用受光部よりも受光光量が多くなるように構成された、輝度情報を取得するための輝度用受光部を設けることによって、撮像素子における輝度用受光部が設けられた部分により多くの光を入射させることができる。その結果、少なくとも該輝度用受光部が設けられた部分を介して光が撮像素子を通過し、該通過した光を位相差検出部に受光させることができる。その結果、撮像素子に光を入射させつつ、位相差検出部に位相差検出を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る撮像素子の平面図である。
【図２】図２は、撮像ユニットの断面図である。
【図３】図３は、撮像素子の断面図である。
【図４】図４は、位相差検出ユニットの平面図である。
【図５】図５は、変形例に係る撮像ユニットの斜視図である。
【図６】図６は、変形例に係る撮像素子の断面図である。
【図７】図７は、別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面の断面図である。
【図８】図８は、別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面と直交する断面の断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態２に係るカメラのブロック図である。
【図１０】図１０は、位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１１】図１１は、位相差検出方式ＡＦを始めとする各撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の基本的な流れを示すフローチャート図である。
【図１２】図１２は、コントラスト検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１３】図１３は、ハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１４】図１４は、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１５】図１５は、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１６】図１６は、連写モードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１７】図１７は、連写モードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【図１８】図１８は、ローコンモードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１９】図１９は、交換レンズの種類によりＡＦ機能を切り替える撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態３に係るカメラのブロック図である。
【図２１】図２１は、クイックリターンミラーと遮光板の構成を説明するための説明図であって、（Ａ）は退避位置に、（Ｂ）は退避位置と反射位置との間に、（Ｃ）は反射位置にクイックリターンミラーが位置するときを示す。
【図２２】図２２は、ファインダ撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２３】図２３は、ファインダ撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【図２４】図２４は、ライブビュー撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２５】図２５は、ライブビュー撮影モードにおける、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《発明の実施形態１》
本発明に係る撮像装置としての撮像ユニット１を図２に示す。この撮像ユニット１は、被写体像を電気信号に変換するための撮像素子１０と、撮像素子１０を保持するためのパッケージ３１と、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差検出ユニット２０とを有している。
【００１４】
撮像素子１０は、インターライン型ＣＣＤイメージセンサであって、図３に示すように、半導体材料で構成された光電変換部１１と、垂直レジスタ１２と、転送路１３と、マスク１４と、フィルタ１５と、マイクロレンズ１６とを有している。
【００１５】
光電変換部１１は、基板１１ａと、基板１１ａ上に配列された複数の受光部（画素ともいう）１１ｂ，１１ｂ，…とを有している。
【００１６】
基板１１ａは、Ｓｉ（シリコン）ベースで構成されている。詳しくは、基板１１ａは、Ｓｉ単結晶基板又はＳＯＩ（Silicon On Insulator wafer）で構成されている。特に、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ薄膜とＳｉＯ２薄膜のサンドイッチ構造をなし、エッチングの処理などにおいてＳｉＯ２層で反応をとめることが可能であり、安定した基板加工を行う上で有利である。
【００１７】
また、受光部１１ｂは、フォトダイオードで構成されていて、光を吸収して電荷を発生する。受光部１１ｂ，１１ｂ，…は、基板１１ａ上において行列状に配列された微小な方形の画素領域内にそれぞれ設けられている（図１参照）。
【００１８】
垂直レジスタ１２は、受光部１１ｂごとに設けられており、受光部１１ｂに蓄積された電荷を一時蓄積する役割を有する。つまり、受光部１１ｂに蓄積された電荷は、垂直レジスタ１２に転送される。垂直レジスタ１２に転送された電荷は、転送路１３を介して水平レジスタ（図示省略）に転送され、増幅器（図示省略）に送られる。増幅器に送られた電荷は、増幅され電気信号として取り出される。
【００１９】
マスク１４は、受光部１１ｂを被写体側に露出させる一方、垂直レジスタ１２及び転送路１３を覆うように設けられていて、垂直レジスタ１２及び転送路１３に光が入射することを防止している。
【００２０】
フィルタ１５及びマイクロレンズ１６は、受光部１１ｂごと（即ち、前記微小な方形の画素領域ごと）に設けられている。
【００２１】
マイクロレンズ１６は、光を集光して受光部１１ｂに入射させるものである。このマイクロレンズ１６によって受光部１１ｂを効率良く照射できる。
【００２２】
フィルタ１５は、色の種類を限定することなく種々の光を透過させる透明フィルタ１５ｃと特定の色だけを透過させるカラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂとで構成されている。
【００２３】
撮像素子１０において、図１に示すように、２行２列に隣接する４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、そのうちの３つの受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂにカラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが配設され、残りの１つの受光部１１ｂに透明フィルタ１５ｃが配設されている。
【００２４】
詳しくは、繰り返し単位の４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…において、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ（即ち、緑色の可視光波長域に対して緑色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｇが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ（即ち、赤色の可視光波長域に対して赤色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｒが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ（即ち、青色の可視光波長域に対して青色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｂが配設されている。換言すれば、いわゆるベイヤー配列の原色フィルタにおいて、２行２列に隣接する４つのカラーフィルタのうち通常２つ存在する緑のカラーフィルタのうちの一方を削除して光学的に透明な状態としている。これらカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…が色用受光部を構成し、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂが輝度用受光部を構成する。
【００２５】
こうして、２行２列に隣接して設けられた透明フィルタ１５ｃ及びカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが基板１１ａに規則正しく配列されている。
【００２６】
このように構成された撮像素子１０においては、マイクロレンズ１６，１６，…によって集光された光が、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ及び透明フィルタ１５ｃに入射し、各フィルタに応じた色の光だけが該フィルタを透過して、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に照射する。各受光部１１ｂは、光を吸収して電荷を発生する。この各受光部１１ｂで発生した電荷は、垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。
【００２７】
つまり、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…からは、各フィルタに対応した色の受光光量が出力として得られる。一方、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂからは、白色光の受光光量が出力として得られる。
【００２８】
こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体における受光部１１ｂ，１１ｂ，…で光電変換を行うことによって、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。
【００２９】
ここで、基板１１ａには、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が複数形成されている。透過部１７は、基板１１ａにおける受光部１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄く形成されている。さらに詳しくは、透過部１７は、最も薄肉になっている陥没面１７ａと、該陥没面１７ａと裏面１１ｃとを繋ぐ傾斜面１７ｂ，１７ｂとを有している。
【００３０】
この基板１１ａにおける透過部１７を光が透過する程度の厚みに形成することによって、光電変換部１１に照射された光のうち該透過部１７に照射された光の一部は電荷に変換されずに該光電変換部１１を透過する。例えば、透過部１７における基板１１ａの厚みを２〜３μｍに設定することによって、近赤外光より長波長側を約５０％透過させることができる。
【００３１】
また、傾斜面１７ｂ，１７ｂは、透過部１７を透過する際に該傾斜面１７ｂで反射する光が後述する位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ向かわない角度に設定されている。こうすることで、後述するラインセンサ２４ａに実像でない像が形成されることを防止している。
【００３２】
この透過部１７が、撮像素子１０に入射する光を透過、即ち、通過させる薄肉部を構成する。ここで、少なくとも本明細書においては、「通過」は「透過」を含む概念である。
【００３３】
ここで、撮像素子１０における前記透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂにおいては、入射してきた光が透明フィルタ１５ｃを透過する際にあまり減衰せず、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に比べて、より多くの光が光電変換部１１まで到達する。そのため、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂにおいては、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に比べて、電荷に変換されずに光電変換部１１を透過する光量が多くなる。すなわち、透過部１７においては、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…へ入射してきた光よりも、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂへ入射してきた光の方が、該透過部１７をより多く透過する。
【００３４】
尚、基板１１ａの透過部１７の厚さは、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂへ入射してきた光だけでなく、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…へ入射してきた光も該透過部１７を透過する程度の厚さに設定してもよいし、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂへ入射してきた光だけが該透過部１７を透過する程度の厚さに設定してもよい。より多くの光に基板１１ａを透過させる観点からは前者が好ましく、基板１１ａを透過する光量を必要最小限に抑えて光電変換により電荷に変換される光量を多くする観点からは後者が好ましい。
【００３５】
このように構成された撮像素子１０は、パッケージ３１に保持されている（図２参照）。このパッケージ３１が保持部を構成する。
【００３６】
詳しくは、パッケージ３１は、平板状の底板３１ａにフレーム３２が設けられていると共に、四方には立壁３１ｂ，３１ｂ，…が設けられている。撮像素子１０は、立壁３１ｂ，３１ｂ，…により四方を覆われるようにして、フレーム３２にマウントされると共に、フレーム３２に対してボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。
【００３７】
また、パッケージ３１の立壁３１ｂ，３１ｂ，…の先端には、撮像素子１０の撮像面（受光部１１ｂ，１１ｂ，…が設けられている面）を覆うようにカバーガラス３３が取り付けられている。このカバーガラス３３によって、撮像素子１０の撮像面はゴミの付着などから保護されている。
【００３８】
ここで、パッケージ３１の底板３１ａには、撮像素子１０の透過部１７，１７，…に対応する位置に該透過部１７，１７，…と同じ個数だけ開口３１ｃ，３１ｃ，…が貫通形成されている。この開口３１ｃ，３１ｃ，…により、撮像素子１０を通過した光が、後述する位相差検出ユニット２０まで到達する。この開口３１ｃが通過部を構成する。
【００３９】
尚、パッケージ３１の底板３１ａには、必ずしも開口３１ｃが貫通形成される必要はない。すなわち、撮像素子１０を通過した光が位相差検出ユニット２０まで到達する構成であれば、底板３１ａに透明部若しくは半透明部を形成する等の構成であってもよい。
【００４０】
位相差検出ユニット２０は、撮像素子１０の背面側（被写体と反対側）に設けられて、撮像素子１０からの通過光を受光して位相差検出を行う。詳しくは、位相差検出ユニット２０は、受光した通過光を測距のための電気信号に変換する。この位相差検出ユニット２０が位相差検出部を構成する。
【００４１】
この位相差検出ユニット２０は、図２，４に示すように、コンデンサレンズユニット２１と、マスク部材２２と、セパレータレンズユニット２３と、ラインセンサユニット２４と、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４を取り付けるためのモジュール枠２５とを有している。コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、撮像素子１０の厚さ方向に沿って該撮像素子１０側からこの順で並んでいる。
【００４２】
コンデンサレンズユニット２１は、複数のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を一体的にユニット化したものである。コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…は、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各コンデンサレンズ２１ａは、入射する光を集光するためのものであり、撮像素子１０を通過して拡がりつつある光を集光して、セパレータレンズユニット２３の後述するセパレータレンズ２３ａへと導く。各コンデンサレンズ２１ａは、入射面２１ｂが凸状に形成されていると共に、入射面２１ｂ近傍が円柱状に形成されている。
【００４３】
このコンデンサレンズ２１ａを設けることによって、セパレータレンズ２３ａへの入射角度が立つ（入射角が小さくなる）ため、セパレータレンズ２３ａの収差を抑えることができると共に、後述するラインセンサ２４ａ上の被写体像間隔を小さくすることができる。その結果、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを小型化することができる。また、撮像光学系からの被写体像の焦点位置が撮像ユニット１から大きく外れたとき（詳しくは、撮像ユニット１の撮像素子１０から大きく外れたとき）、その像のコントラストが著しく下がるが、本実施形態によれば、コンデンサレンズ２１ａとセパレータレンズ２３ａによる縮小効果によりコントラストの低下を抑え、焦点検出範囲を広くすることもできる。尚、焦点位置近傍における高精度な位相差検出等の場合、セパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａ等の寸法に余裕がある場合等においては、コンデンサレンズユニット２１を設けなくてもよい。
【００４４】
マスク部材２２は、コンデンサレンズユニット２１とセパレータレンズユニット２３との間に配設される。マスク部材２２は、各セパレータレンズ２３ａに対応する位置ごとに２つのマスク開口２２ａ，２２ａが形成されている。つまり、マスク部材２２は、セパレータレンズ２３ａのレンズ面を２つの領域に分割して、該２つの領域だけをコンデンサレンズ２１ａ側に露出させている。すなわち、マスク部材２２は、コンデンサレンズ２１ａにより集光された光を２つの光束に瞳分割して、セパレータレンズ２３ａへ入射させる。このマスク部材２２により隣り合う一方のセパレータレンズ２３ａからの有害光などが他方のセパレータレンズ２３ａに入らないようにすることができる。尚、このマスク部材２２は、設けなくともよい。
【００４５】
セパレータレンズユニット２３は、複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を有し、これら複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を一体的にユニット化したものである。セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各セパレータレンズ２３ａは、マスク部材２２を通過して入射してきた２つの光束を、同一の２つの被写体像としてラインセンサ２４ａ上に結像させる。
【００４６】
ラインセンサユニット２４は、複数のラインセンサ２４ａ，２４ａ，…と該ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…を設置する設置部２４ｂとを有する。ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各ラインセンサ２４ａは、撮像面上に結像する像を受光して電気信号に変換する。つまり、ラインセンサ２４ａの出力から、２つの被写体像の間隔を検出することができ、その間隔によって撮像素子１０に結像する被写体像の焦点のずれ量（即ち、デフォーカス量（Ｄｆ量））及び焦点がどちらの方向にずれているか（即ち、デフォーカス方向）を求めることができる（以下、これらＤｆ量及びデフォーカス方向等をデフォーカス情報ともいう）。
【００４７】
このように構成されたコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、モジュール枠２５に配設されている。
【００４８】
モジュール枠２５は、枠状に形成された部材であって、その内周には、内側に向かって突出する取付部２５ａが設けられている。取付部２５ａの撮像素子１０側には、階段状に第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃが形成されている。また、取付部２５ａの撮像素子１０と反対側には、第３取付部２５ｄが形成されている。
【００４９】
そして、撮像素子１０側から、モジュール枠２５の第２取付部２５ｃにマスク部材２２が取り付けられ、第１取付部２５ｂにコンデンサレンズユニット２１が取り付けられている。これらコンデンサレンズユニット２１及びマスク部材２２は、それぞれ第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃに取り付けられる際に、図２，４に示すように、周縁部がモジュール枠２５に嵌り込むように形成されており、それによりモジュール枠２５に対して位置決めされる。
【００５０】
一方、撮像素子１０の反対側から、モジュール枠２５の第３取付部２５ｄにセパレータレンズユニット２３が取り付けられている。第３取付部２５ｄには、コンデンサレンズユニット２１と反対側に突出する位置決めピン２５ｅと方向基準ピン２５ｆとが設けられている。一方、セパレータレンズユニット２３には、これら位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆにそれぞれ対応する位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃが形成されている。位置決めピン２５ｅと位置決め孔２３ｂとは嵌合するようにそれぞれの径が設定されている。一方、方向基準ピン２５ｆと方向基準孔２３ｃとは緩やかに嵌るようにそれぞれの径が設定されている。すなわち、セパレータレンズユニット２３は、位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃをそれぞれ第３取付部２５ｄの位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆに挿通させることによって、第３取付部２５ｄに取り付ける際の方向等の姿勢が規定されると共に、位置決め孔２３ｂと位置決めピン２５ｅとの嵌合によって第３取付部２５ｄに対して位置決めされる。こうして、セパレータレンズユニット２３が姿勢及び位置を決めて取り付けられたとき、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…の各レンズ面は、コンデンサレンズユニット２１の側を向くと共に、マスク開口２２ａ，２２ａと対向した状態になる。
【００５１】
こうして、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５に対して位置決めされた状態で取り付けられる。すなわち、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５を介して、互いの位置関係が位置決めされる。
【００５２】
そして、ラインセンサユニット２４が、セパレータレンズユニット２３の背面側（コンデンサレンズユニット２１と反対側）からモジュール枠２５に対して取り付けられる。このとき、ラインセンサユニット２４は、各セパレータレンズ２３ａを透過した光がラインセンサ２４ａに入射するように位置決めされた状態でモジュール枠２５に取り付けられる。
【００５３】
したがって、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４をモジュール枠２５に取り付けることによって、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…に入射した光が、該コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を透過して、マスク部材２２を介してセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…に入射し、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を透過した光がラインセンサ２４ａ，２４ａ，…上に結像するように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、マスク部材２２、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…がそれぞれ位置決めされた状態で配列される。
【００５４】
このように構成された撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とは、互いに接合される。詳しくは、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃと位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａとが、互いに嵌合するように構成されている。つまり、位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を、撮像素子１０におけるパッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌め込んだ状態で、モジュール枠２５をパッケージ３１に接着する。こうすることで撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを互いに位置決めした状態で接合することができる。このように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、一体的にユニット化されると共に、ユニット化された状態でパッケージ３１に取り付けられる。
【００５５】
このとき、全ての開口３１ｃ，３１ｃ，…と全てのコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とを互いに嵌合するように構成してもよい。あるいは、そのうちのいくつかの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…だけを嵌合状態とし、残りの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とは緩やかに嵌るように構成してもよい。後者の場合には、最も撮像面中央に近いコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面内における位置決めを行い、さらに、撮像面中央から最も離れたコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面中央のコンデンサレンズ２１ａ及び開口３１ｃ回り（即ち、回転角度）の位置決めを行うことが好ましい。
【００５６】
こうして、撮像素子１０と位相差検出ユニット２０とを接合した結果、基板１１ａの背面側には、各透過部１７ごとに、コンデンサレンズ２１ａ、マスク部材２２の一対のマスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが配置される。
【００５７】
このように構成された撮像ユニット１の動作について、以下に説明する。
【００５８】
撮像ユニット１に被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し撮像素子１０に入射する。該光は、撮像素子１０のマイクロレンズ１６により集光された後、フィルタ１５を透過することによりフィルタ１５に応じた色の光が受光部１１ｂに到達する。受光部１１ｂは光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。こうして、撮像素子１０は、その撮像面全体において、各受光部１１ｂが光を電気信号に変換することによって、撮像面に形成された被写体像を、画像信号を作成するための電気信号に変換する。
【００５９】
このとき、透過部１７，１７，…では、撮像素子１０に照射された光の一部が撮像素子１０を透過する。特に、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂにおいては、透明フィルタ１５ｃを透過する際の光の減衰がカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを通過する際に比べて小さく、より多くの光量が光電変換部１１まで到達する。その結果、透過部１７においては、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂに対応する部分からより多くの光が透過してくる。
【００６０】
撮像素子１０を透過した光は、パッケージ３１の開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合されたコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ入射する。各コンデンサレンズ２１ａを透過することにより集光された光は、マスク部材２２に形成された各対のマスク開口２２ａ，２２ａを通過する際に２つの光束に分割されてセパレータレンズ２３ａに入射する。こうして瞳分割された光は、セパレータレンズ２３ａを透過して、ラインセンサ２４ａ上の２つの位置に同一の被写体像として結像する。ラインセンサ２４ａは、光電変換部１１と同様に、各受光部における受光光量を光電変換により電気信号として出力する。
【００６１】
ここで、各透過部１７には、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂが複数設けられており、即ち、１つのコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａに対して、複数の透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…を透過した光が入射するように構成されている。
【００６２】
このように動作する撮像ユニット１は、例えば、後述する実施形態２のボディ制御部５のような制御部（図示省略）に接続され、その出力が以下のように処理されることで画像信号が作成されると共に焦点状態が検出される。尚、本実施形態では、制御部は撮像ユニット１に含まれていないが、撮像ユニット１に含まれるように構成してもよい。
【００６３】
制御部は、各受光部１１ｂの位置情報と該受光部１１ｂの受光光量に対応した出力データとを撮像素子１０の撮像面全体から得ることによって、撮像面に形成された被写体像を、電気信号として取得する。
【００６４】
ここで、受光部１１ｂ，１１ｂ，…では同じ光量の光を受光しても光の波長が異なると蓄積電荷量が異なるため、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力データはそれぞれに設けられているカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ及び透明フィルタ１５ｃの種類に応じて補正される。例えば、赤のカラーフィルタ１５ｒが設けられたＲ画素１１ｂ、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられたＧ画素１１ｂ、青のカラーフィルタ１５ｂが設けられたＢ画素１１ｂ及び透明フィルタ１５ｃが設けられた無色画素１１ｂがそれぞれのフィルタに対応する色の光を同じ光量だけ受光したときに、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ、Ｂ画素１１ｂ、無色画素１１ｂからの出力が同じレベルとなるように各画素の補正量が設定される。
【００６５】
ただし、本実施形態では基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、透過部１７，１７，…における光電変換効率が、それ以外の部分に比べて低くなる。つまり、同じ光量の光を受光しても、蓄積電荷量は、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の方がそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…よりも少なくなってしまう。その結果、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データにそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データと同様の画像処理を施したのでは、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が適切に撮影されない（例えば、暗く撮影されてしまう）可能性がある。そこで、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を、透過部１７，１７，…の影響がなくなるように補正（例えば、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を増幅する等）する。
【００６６】
また、この出力の低下は、光の波長により異なる。すなわち、波長が長いほど基板１１ａの透過率が高くなる。そのため、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ及び透明フィルタ１５ｃの種類により、基板１１ａを透過する光量に差が生じる。そこで、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての透過部１７の影響をなくす補正は、該各画素１１ｂが受光する光の波長に応じて補正量を異ならせている。つまり、透過部１７に対応する各画素１１ｂについて、該各画素１１ｂが受光する光の波長が長いほど補正量を大きくしている。
【００６７】
ここで、各画素１１ｂでは、前述の如く、受光する色の種類による蓄積電荷量の差をなくすための補正量が設定されており、この色の種類による蓄積電荷量の差をなくす補正に加えて、透過部１７の影響をなくす補正がなされる。すなわち、透過部１７の影響をなくす補正の補正量は、透過部１７に対応する各画素１１ｂについての補正量と、透過部１７以外の位置に対応する画素１１ｂであって且つ同じ色を受光する画素１１ｂについての補正量との差となる。本実施形態では、以下に示す関係で色ごとに補正量を異ならせている。こうすることで安定した画像出力を得ることができる。
【００６８】
Ｌｋ＞Ｒｋ＞Ｇｋ＞Ｂｋ      ・・・（１）
ここで、
Ｌｋ：透過部１７の無色画素補正量−透過部１７以外の無色画素補正量
Ｒｋ：透過部１７のＲ画素補正量−透過部１７以外のＲ画素補正量
Ｇｋ：透過部１７のＧ画素補正量−透過部１７以外のＧ画素補正量
Ｂｋ：透過部１７のＢ画素補正量−透過部１７以外のＢ画素補正量
とする。
【００６９】
すなわち、無色画素はあらゆる波長の光が入射するため、補正量の差が最も大きい。赤、緑、青の３色のうちでは、長波長である赤が最も透過率が高いため、赤の画素での補正量の差が最も大きい。また、該３色のうち短波長である青が最も透過率が低いため、青の画素での補正量の差が最も小さい。
【００７０】
つまり、撮像素子１０の各画素１１ｂの出力の補正量は、各画素１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各画素１１ｂに対応するフィルタ１５の種類に基づいて決定される。
【００７１】
例えば、赤、緑、青の画素１１ｂの補正量は、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像のホワイトバランスが等しくなるように決定される。一方、無色画素１１ｂの補正量は、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像の輝度が等しくなるように決定される。これらの補正量は、予め同じ光量の基準光源（例えば、Ｄ光源）に対する差をデフォルト係数値として用意しておく。
【００７２】
また、制御部は、無色画素１１ｂの補間を行う。つまり、無色画素１１ｂからの出力データは、輝度に関する情報だけであり、色に関する情報を含んでいない。そこで、無色画素１１ｂの色に関する情報を周辺の画素１１ｂの出力データを用いて補間する。
【００７３】
詳しくは、無色画素１１ｂと対角方向に隣接する、４つのＧ画素１１ｂ，１１ｂ，…の出力の平均値を用いて無色画素１１ｂの緑色の色信号を補間（標準補間）する。または、無色画素１１ｂと対角方向に隣接する、４つのＧ画素１１ｂ，１１ｂ，…において別々の対角方向に隣接する２組のＧ画素１１ｂ，１１ｂ，…の出力の変化を比較し、変化の大きい方の組の対角方向に隣接するＧ画素１１ｂ，１１ｂの出力の平均値、若しくは変化の小さい方の組の対角方向に隣接するＧ画素１１ｂ，１１ｂの出力の平均値を用いて無色画素１１ｂの緑色の色信号を補間（傾斜補間）する。補間したい画素が合焦被写体のエッジである場合、変化の大きい方の受光部１１ｂ，１１ｂを用いると、エッジをだらしてしまい好ましくない結果となる。したがって、所定の閾値以上の変化がある場合は変化の小さい方を用い、所定の閾値未満の場合は変化の大きい方を用いて、できるだけ滑らかな傾斜を採用する。
【００７４】
その後、制御部は、輝度情報と色情報とからなる画像信号を作成する。
【００７５】
例えば、制御部は、各画素１１ｂの出力データに所定の係数を乗じて、該画素１１ｂの輝度情報を求める。尚、無色画素１１ｂについては、出力データがそのまま輝度情報となる。また、制御部は、各画素１１ｂの色情報を周辺の近接する画素１１ｂ，１１ｂ，…の出力データで補間する。すなわち、各画素１１ｂの出力データは、赤色、緑色及び青色うちの特定の１色の受光光量である。つまり、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ及びＢ画素１１ｂからはそれぞれ赤色、緑色、青色の出力データが得られる。尚、無色画素１１ｂについては、前述の如く、予めＧ画素で補間しており、緑色の出力データが得られる。そこで、制御部は、画素１１ｂ，１１ｂ，…から得られた出力データに基づいて、各画素１１ｂにおいて欠如している他の２色の出力データを補間する。その結果、画素１１ｂごとに赤色、緑色及び青色の出力データが作成される。そして、この３色の出力データは、輝度情報も含んでいるため、前述の如く求めた画素１１ｂごとの輝度情報を各色の出力データから減算することで輝度情報を含まない色情報が作成される。こうして、制御部は、画素１１ｂごとに輝度情報と色情報を求める。
【００７６】
尚、輝度情報と色情報とを区別する必要がない場合には、輝度情報を含んだ色情報を用いて画像処理が行われる場合もある。
【００７７】
さらに、制御部は、画素１１ｂごとに求めた輝度情報と色情報とで別々の画像処理を行い、最終的には輝度情報に色情報を合成することで画像信号が形成される。
【００７８】
尚、制御部で処理する際の色空間は、ＲＧＢに限られるものではなく、Ｌａｂ変換等、他の色空間へ変換して、処理を行ってもよい。
【００７９】
尚、前述の説明では、制御部は、まず、無色画素１１ｂの色に関する情報を周辺の画素１１ｂの出力データを用いて補間しているが、画素１１ｂごとに欠如している色の補間を行う際に無色画素１１ｂについては３色について補間するように構成してもよい。
【００８０】
こうして、撮像素子１０の撮像面上に結像された被写体像の画像信号が得られる。
【００８１】
ここで、輝度情報に関しては、Ｒ画素１１ｂ、Ｇ画素１１ｂ及びＢ画素１１ｂからの出力データには色に関する情報だけでなく輝度に関する情報も含まれるため、各画素１１ｂ，１１ｂ，…の輝度情報をそれぞれの出力データから求めることができ、高解像度の輝度情報を得ることができる。色情報に関しては、欠如している色の出力データを周辺の画素１１ｂ，１１ｂ…から補間し、特に無色画素１１ｂは最終的に赤、緑、青の３色全てを補間している。ところが、人間の目は輝度情報に対し、色情報を検出する解像度が鈍いため、該色情報を前述の高解像度の輝度情報と合成することによって、人間の目にとっては解像度の高いカラー画像を取得することができる。
【００８２】
このように撮像素子１０からの出力に対して前述のような補正及び補間を施して画像処理を行うことによって、透明フィルタ１５ｃが設けられた無色画素１１ｂを有する撮像素子１０であっても、被写体像の画像信号を適切に取得することができる。このとき、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力は、主として色に関する情報（前述のＲＧＢや、Ｌａｂにおけるａｂ）を求めることに用いられ、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂの出力は、主として輝度に関する情報を求めることに用いられる。
【００８３】
一方、ラインセンサユニット２４から出力される電気信号は、制御部に入力される。この制御部は、撮像素子１０の制御部と同じであってもよいし、別であってもよい。そして、制御部は、ラインセンサユニット２４からの出力に基づいて、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を求め、求めた間隔から、撮像素子１０に結像する被写体像の焦点状態を検出することができる。例えば、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像は、撮像レンズを透過して撮像素子１０に結像する被写体像が正確に結像しているとき（合焦）には、所定の基準間隔を開けて所定の基準位置に位置する。それに対し、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向手前側に結像しているとき（前ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも狭くなる。一方、被写体像が撮像素子１０よりも光軸方向奥側に結像しているとき（後ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも広くなる。つまり、ラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを知ることができる。
【００８４】
したがって、本実施形態によれば、複数の受光部１１ｂ，１１ｂ，…において、カラーフィルタを配設しない、輝度情報を取得するための受光部、即ち、無色画素１１ｂを設けることによって、輝度情報用の該受光部１１ｂを介してより多くの光を光電変換部１１に入射させて、その一部を撮像素子１０の背面側に透過させることができる。そして、位相差検出ユニット２０を撮像素子１０の背面側に配設することによって、位相差検出ユニット２０に撮像素子１０を透過した光を受光させて位相差検出を行うことができる。その結果、撮像素子１０に光を入射させて該撮像素子１０を用いた処理を実行しつつ、撮像素子１０の背面側に設けられた位相差検出ユニット２０を用いて位相差検出を行うことができる。
【００８５】
また、基板１１ａに透過部１７を設けることによって光が透過し易いように基板１１ａを構成することができ、該透過部１７と無色画素１１ｂとによって、撮像素子１０の背面側への光の透過効率を向上させることができる。その結果、より多くの光を位相差検出ユニット２０に入射させることができ、位相差検出ユニット２０による位相差検出を精度良く行うことができる。あるいは、位相差検出ユニット２０で位相差検出を行うのに最低限の光を撮像素子１０の背面側に透過させるにあたって、基板１１ａの透過部１７の厚さを可及的に厚くすることができる。つまり、基板１１ａの厚さを薄くし過ぎると、光電変換部１１で電荷に変換される光量が減少するが、基板１１ａの厚さを可及的に厚くすることによって、光電変換部１１において変換される電荷量を増加させることができる。したがって、撮像素子１０において電荷に変換される光量と位相差検出ユニット２０に入射させる光量とのバランスを適切にとることができる。
【００８６】
ここで、輝度情報用の受光部１１ｂには輝度情報を取得できる限りにおいては有色フィルタであっても配設することができる。ただし、有色フィルタではなく透明フィルタを設けることによって光の減衰を抑制することができ、撮像素子１０を透過する光の透過率をさらに向上させることができる。
【００８７】
さらに、透過部１７に対応する位置の複数の受光部１１ｂ，１１ｂ，…中にはカラーフィルタが配設されていない輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…が複数設けられているため、透過部１７ごとに配設されたコンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットには、１つの輝度情報用の受光部１１ｂからの透過光だけではなく、複数の輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの透過光が入射するため、十分な光量を受けて位相差検出を行うことができ、焦点状態を正確に検出することができる。
【００８８】
さらに、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットに対して複数の輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの光が入射するように構成することによって、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさが画素の大きさに限定されないという点で好ましい。すなわち、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさは、画素の狭小化による撮像素子１０の高画素化を阻害しない点で好ましい。
【００８９】
一方、カラーフィルタが配設されていない輝度情報用の受光部１１ｂは色情報を取得できないため、撮像素子１０の撮像面全体における色情報の解像度が該輝度情報用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の分だけ低下する。しかしながら、輝度情報に関してはカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…からも取得することができると共に、人間の目は色情報よりも輝度情報に敏感であることから、色情報の解像度が多少低下しても該色情報に高解像度の輝度情報を合成することによって、人間の目に対しては高解像度なカラー画像を取得することができる。
【００９０】
また、光を透過させるように構成した撮像素子１０に対して、撮像素子１０を収容するパッケージ３１の底板３１ａに開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側まで容易に到達させることができると共に、パッケージ３１の背面側に位相差検出ユニット２０を配設することによって、撮像素子１０を透過した光を位相差検出ユニット２０で受光する構成を容易に実現することができる。
【００９１】
パッケージ３１の底板３１ａに形成される開口３１ｃ，３１ｃ，…は撮像素子１０を透過した光をパッケージ３１の背面側に通過させる構成であれば任意の構成を採用することができるが、貫通孔である開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、撮像素子１０を透過した光を減衰させることなくパッケージ３１の背面側まで到達させることができる。
【００９２】
また、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させることによって、開口３１ｃ，３１ｃ，…を利用して、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。尚、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を設けない場合は、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させるように構成すれば、同様に、撮像素子１０に対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。
【００９３】
それと共に、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…にパッケージ３１の底板３１ａを貫かせて、基板１１ａに接近させて配設することができるため、撮像ユニット１をコンパクトに構成することができる。
【００９４】
尚、本実施形態では、撮像素子１０の全体に亘って、透明フィルタ１５ｃとカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂとが混在する繰り返し単位が配列されているが、これに限られたものではない。例えば、透過部１７が設けられた部分のみ、透明フィルタ１５ｃとカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂとが混在する繰り返し単位が配設される一方、透過部１７が設けられていない部分では、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂがいわゆるベイヤー型に配列される構成であってもよい。具体的には、撮像素子１０において、後述する透過部１７が設けられていない部分ではカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂがいわゆるベイヤー型に配列される。すなわち、２行２列に隣接する４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、一方の対角方向に２つの緑のカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇが配列され、他方の対角方向に赤のカラーフィルタ１５ｒと青のカラーフィルタ１５ｂとが配列される。一方、撮像素子１０において透過部１７が設けられた部分では２行２列に隣接する４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…で構成される繰り返し単位において、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ１５ｇが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ１５ｒが配設され、透明フィルタ１５ｃが設けられた受光部１１ｂと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ１５ｂが配設される。
【００９５】
尚、前記輝度用の受光部１１ｂに配設されるフィルタは透明フィルタ１５ｃに限られるものではなく、該輝度用の受光部１１ｂの白色光に対する受光光量がカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された色用の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の受光光量よりも多くなる限りにおいては、透明フィルタの替わりにカラーフィルタが配設される構成であってもよい。例えば、白色光に対する透過率が３つのカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂよりも高いフィルタであれば、カラーフィルタ（有色フィルタ）を配設してもよい。このカラーフィルタを配設する場合には、カラーフィルタが配設された輝度用の受光部１１ｂの出力に所定の定数を乗じることによって輝度情報を算出することができる。それに加えて、該受光部１１ｂの出力から該輝度情報を減算することによって色情報も得ることができる。
【００９６】
また、本実施形態では、４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…中の、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設されていない受光部１１ｂには透明フィルタが配設されているが、透明フィルタが配設されていなくてもよい。すなわち、マイクロレンズ１６を構成する樹脂等の材料が透明フィルタの替わりに充填されていてもよい。
【００９７】
さらにまた、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂは、原色フィルタに限られるものではなく、例えば、補色フィルタであってもよい。
【００９８】
また、透過部１７は、基板１１ａにおいて周辺部よりも薄肉状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基板１１ａに照射される光が基板１１ａを透過して基板１１ａ背面側の位相差検出ユニット２０に十分到達するように、基板１１ａ全体の厚さを設定してもよい。この場合、基板１１ａ全体が透過部となる。
【００９９】
さらには、前記実施形態では、透過部１７を設けることによって、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に入射してきた光も基板１１ａを通過させるように構成しているが、これに限られるものではない。すなわち、透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂに入射してきた光は透過するが、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設された受光部１１ｂ，１１ｂ，…に入射してきた光は透過させない程度の厚さに基板１１ａを設定し、少なくとも透明フィルタ１５ｃが配設された受光部１１ｂに入射してきた光が基板１１ａを透過するように構成してもよい。
【０１００】
また、本実施形態では、基板１１ａに３つの透過部１７，１７，１７が形成されると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが透過部１７，１７，１７に対応して３セット設けられているが、これに限られるものではない。これらの個数は３つに限定されるものではなく、任意の個数に設定し得る。例えば、図５に示すように、基板１１ａに９つの透過部１７，１７，…を形成すると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを９セット設けるようにしてもよい。
【０１０１】
さらに、撮像素子１０は、ＣＣＤイメージセンサに限られるものではなく、図６に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。
【０１０２】
撮像素子２１０は、ＣＭＯＳイメージセンサであって、半導体材料で構成された光電変換部２１１と、トランジスタ２１２と、信号線２１３と、マスク２１４と、カラーフィルタ２１５と、マイクロレンズ２１６とを有している。
【０１０３】
光電変換部２１１は、基板２１１ａと、フォトダイオードで構成された受光部２１１ｂ，２１１ｂ，…とを有している。各受光部２１１ｂごとに、トランジスタ２１２が設けられている。受光部２１１ｂで蓄積された電荷は、トランジスタ２１２で増幅され、信号線２１３を介して外部へ出力される。マスク２１４及びマイクロレンズ２１６は、前記マスク１４及びマイクロレンズ１６と同様の構成である。フィルタ２１５は、前記カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂで構成されていて、透明フィルタを含んでいない。すなわち、マイクロレンズ２１６を構成する樹脂等の材料が透明フィルタの替わりに充填されている。
【０１０４】
そして、基板２１１ａには、ＣＣＤイメージセンサと同様に、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が形成されている。透過部１７は、基板２１１ａにおける受光部２１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）２１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄肉に形成されている。
【０１０５】
また、ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、トランジスタ２１２の増幅率を受光部２１１ｂごとに設定することができるため、各トランジスタ２１２の増幅率を各受光部１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否か、および、各受光部１１ｂに対応するカラーフィルタ１５の色の種類に基づいて設定することによって、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が、適切に撮影されないことを防止することができる。
【０１０６】
また、位相差検出ユニット２０は、前述の構成に限られるものではない。前述の如く、場合によっては、コンデンサレンズを有さない構成でもよい。あるいは、コンデンサレンズ及びセパレータレンズが一体的に形成されたものであってもよい。
【０１０７】
別の例としては、図７，８に示すように、撮像素子１０の背面側において、コンデンサレンズユニット３２１と、マスク部材３２２と、セパレータレンズユニット３２３と、ラインセンサユニット３２４とが撮像素子１０の撮像面と平行な方向に並んで配置される位相差検出ユニット３２０であってもよい。
【０１０８】
詳しくは、コンデンサレンズユニット３２１は、複数のコンデンサレンズ３２１ａ，３２１ａ，…を一体的にユニット化していると共に、入射面３２１ｂと反射面３２１ｃと出射面３２１ｄとを有している。すなわち、コンデンサレンズユニット３２１は、コンデンサレンズ３２１ａ，３２１ａ，…によって集光された光を反射面３２１ｃにより略９０°の角度で反射させ、出射面３２１ｄから出射させる。その結果、撮像素子１０を透過してコンデンサレンズユニット３２１へ入射した光は、反射面３２１ｃによってその光路が略垂直に曲げられて、出射面３２１ｄから出射してセパレータレンズユニット３２３のセパレータレンズ３２３ａへ向かう。セパレータレンズ３２３ａへ入射した光は、該セパレータレンズ３２３ａを透過して、ラインセンサ３２４ａに結像する。
【０１０９】
このように構成されたコンデンサレンズユニット３２１、マスク部材３２２、セパレータレンズユニット３２３及びラインセンサユニット３２４は、モジュール枠３２５に配設されている。
【０１１０】
モジュール枠３２５は、箱状に形成されており、その内部には、コンデンサレンズユニット３２１を取り付けるための段差部３２５ａが形成されている。コンデンサレンズユニット３２１は、コンデンサレンズ３２１ａ，３２１ａ，…がモジュール枠３２５の外方を向くようにして該段差部３２５ａに取り付けられている。
【０１１１】
また、モジュール枠３２５には、コンデンサレンズユニット３２１の出射面３２１ｄと対向する位置に、マスク部材３２２及びセパレータレンズユニット３２３を取り付けるための取付壁部３２５ｂが立設されている。この取付壁部３２５ｂには、開口３２５ｃが形成されている。
【０１１２】
マスク部材３２２は、取付壁部３２５ｂに対してコンデンサレンズユニット３２１の側から取り付けられている。一方、セパレータレンズユニット３２３は、取付壁部３２５ｂに対してコンデンサレンズユニット３２１と反対側から取り付けられている。
【０１１３】
こうして、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を透過した光の光路を折り曲げることによって、コンデンサレンズユニット３２１、マスク部材３２２、セパレータレンズユニット３２３及びラインセンサユニット３２４等を、撮像素子１０の厚さ方向に並べるのではなく、撮像素子１０の撮像面に平行な方向に並べることができるため、撮像ユニット３０１の、撮像素子１０の厚さ方向の寸法を小さくすることができる。つまり、撮像ユニット３０１をコンパクトに形成することができる。
【０１１４】
このように、撮像素子１０の背面側において、撮像素子１０を透過した光を受けて位相差検出を行うことができる構成であれば、任意の構成の位相差検出ユニットを採用することができる。
【０１１５】
《発明の実施形態２》
次に、本発明の実施形態２に係る撮像装置としてのカメラ１００について説明する。
【０１１６】
カメラ１００は、図９に示すように、交換レンズ式の一眼レフデジタルカメラであり、主に、カメラシステムの主要な機能を有するカメラ本体４と、カメラ本体４に取り外し可能に装着された交換レンズ７とから構成されている。交換レンズ７は、カメラ本体４の前面に設けられたボディマウント４１に装着されている。ボディマウント４１には電気切片４１ａが設けられている。
【０１１７】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体４は、被写体像を撮影画像として取得する前記実施形態１に係る撮像ユニット１と、撮像ユニット１の露光状態を調節するシャッタユニット４２と、撮像ユニット１に入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのＩＲカット兼ＯＬＰＦ（Optical Low Pass Filter）４３と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示する画像表示部４４と、ボディ制御部５とを有している。
【０１１８】
カメラ本体４には、カメラシステムの電源の入切を操作する電源スイッチ４０ａと、撮影者がフォーカシング時およびレリーズ時に操作するレリーズボタン４０ｂと、種々の撮影モード及び機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替える設定スイッチ４０ｃ，４０ｄとが設けられている。
【０１１９】
電源スイッチ４０ａにより電源がＯＮ状態になると、カメラ本体４および交換レンズ７の各部に電源が供給される。
【０１２０】
レリーズボタン４０ｂは、２段式であって、半押しすることで後述するオートフォーカスやＡＥ等を行う一方、全押しすることでレリーズが行われる。
【０１２１】
ＡＦ設定スイッチ４０ｃは、後述する３つのオートフォーカス機能を切り替えるためのスイッチである。カメラ本体４は、このＡＦ設定スイッチ４０ｃが切り替えられることによって、オートフォーカス機能を３つのうちの何れかに設定するように構成されている。
【０１２２】
連写設定スイッチ４０ｄは、後述する連写モードの設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、この連写設定スイッチ４０ｄが操作されることによって、通常撮影モードと連写モードとを切替可能に構成されている。
【０１２３】
また、これらの設定スイッチ４０ｃ，４０ｄは、カメラ撮影機能を種々選択するメニュー内の選択項目であってもよいことは言うまでもない。
【０１２４】
撮像ユニット１は、ブレ補正ユニット４５によって光軸Ｘに直交する平面内で移動可能に構成されている。
【０１２５】
ボディ制御部５は、ボディマイコン５０と、不揮発性メモリ５０ａと、シャッタユニット４２の駆動を制御するシャッタ制御部５１と、撮像ユニット１の動作を制御すると共に撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する撮像ユニット制御部５２と、例えばカード型記録媒体や内部メモリである画像格納部５８からの画像データの読み出し及び該画像格納部５８への画像データの記録を行う画像読み出し/記録部５３と、画像読み出し/記録部５３を制御する画像記録制御部５４と、画像表示部４４の表示を制御する画像表示制御部５５と、カメラ本体４のブレにより生じる像ブレ量を検出するブレ検出部５６と、ブレ補正ユニット４５を制御する補正ユニット制御部５７とを含む。このボディ制御部５が撮像素子１０の出力に基づいて画像信号を作成する制御部を構成する。
【０１２６】
ボディマイコン５０は、カメラ本体４の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスの制御を行う。ボディマイコン５０には、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭが搭載されている。そして、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディマイコン５０は様々な機能を実現することができる。
【０１２７】
このボディマイコン５０は、電源スイッチ４０ａ、レリーズボタン４０ｂ及び各設定スイッチ４０ｃ，４０ｄからの入力信号が入力されると共に、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等に対し制御信号を出力するように構成されており、シャッタ制御部５１、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等にそれぞれの制御を実行させる。また、ボディマイコン５０は、後述するレンズマイコン８０とマイコン間通信を行う。
【０１２８】
例えば、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信すると共に、画像記録制御部５４に画像の記録及び表示の指示を行って、画像格納部５８への画像信号の保存と画像表示制御部５５への画像信号の送信を行わせる。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を表示させる。
【０１２９】
また、ボディマイコン５０は、所定の画像処理として、前述の如く、受光部１１ｂからの出力の補正や、画素補間等を行っている。
【０１３０】
不揮発性メモリ５０ａには、カメラ本体４に関する各種情報（本体情報）が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体４のメーカー名、製造年月日、型番、ボディマイコン５０にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体４を特定するための型式に関する情報（本体特定情報）、カメラ本体４がブレ補正ユニット４５及びブレ検出部５６等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、ブレ検出部５６の型番および感度などの検出性能に関する情報、エラー履歴なども含まれている。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ５０ａの代わりにボディマイコン５０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【０１３１】
ブレ検出部５６は、手ブレなどに起因するカメラ本体４の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、カメラ本体４が静止している状態での出力を基準としてカメラ本体４が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてボディマイコン５０に与えられる。
【０１３２】
−交換レンズの構成−
交換レンズ７は、カメラ本体４内の撮像ユニット１に被写体像を結ぶための撮像光学系を構成しており、主に、フォーカシングを行うフォーカス調節部７Ａと、絞りを調節する絞り調節部７Ｂと、光路を調節することで像ブレを補正するレンズ用像ブレ補正部７Ｃと、交換レンズ７の動作を制御するレンズ制御部８とを有している。
【０１３３】
交換レンズ７は、レンズマウント７１を介して、カメラ本体４のボディマウント４１に取り付けられている。また、レンズマウント７１には、交換レンズ７がカメラ本体４に取り付けられてときにボディマウント４１の電気切片４１ａと電気的に接続される電気切片７１ａが設けられている。
【０１３４】
フォーカス調節部７Ａは、フォーカスを調節するフォーカスレンズ群７２で構成されている。フォーカスレンズ群７２は、交換レンズ７の規格として定められた最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間で光軸Ｘ方向に移動可能である。また、フォーカスレンズ群７２は、後述するコントラスト検出方式による合焦位置検出の場合、合焦位置を挟んで光軸Ｘ方向前後に移動可能である必要があるため、上述の最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間よりもさらに光軸Ｘ方向前後に移動可能なレンズシフト余裕区間を有している。
【０１３５】
絞り調節部７Ｂは、絞りまたは開放を調節する絞り部７３で構成されている。
【０１３６】
レンズ用像ブレ補正部７Ｃは、ブレ補正レンズ７４と、ブレ補正レンズ７４を光軸Ｘに直交する平面内で移動させるブレ補正レンズ駆動部７４ａとを有している。
【０１３７】
レンズ制御部８は、レンズマイコン８０と、不揮発性メモリ８０ａと、フォーカスレンズ群７２の動作を制御するフォーカスレンズ群制御部８１と、フォーカスレンズ群制御部８１の制御信号を受けてフォーカスレンズ群７２を駆動するフォーカス駆動部８２と、絞り部７３の動作を制御する絞り制御部８３と、交換レンズ７のブレを検出するブレ検出部８４と、ブレ補正レンズ駆動部７４ａを制御するブレ補正レンズユニット制御部８５とを有する。
【０１３８】
レンズマイコン８０は、交換レンズ７の中枢を司る制御装置であり、交換レンズ７に搭載された各部に接続されている。具体的には、レンズマイコン８０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。例えば、レンズマイコン８０は、ボディマイコン５０からの信号に基づいてレンズ用像ブレ補正装置（ブレ補正レンズ駆動部７４ａ等）を補正可能状態または補正不能状態に設定する機能を有している。また、レンズマウント７１に設けられた電気切片７１ａとボディマウント４１に設けられた電気切片４１ａとの接触により，ボディマイコン５０およびレンズマイコン８０は電気的に接続されており、互いに情報の送受信が可能となっている。
【０１３９】
また、不揮発性メモリ８０ａには、交換レンズ７に関する各種情報（レンズ情報）が格納されている。このレンズ情報には、例えば、交換レンズ７のメーカー名、製造年月日、型番、レンズマイコン８０にインストールされているソフトのバージョンおよびファームアップに関する情報などの交換レンズ７を特定するための型式に関する情報（レンズ特定情報）、交換レンズ７がブレ補正レンズ駆動部７４ａ及びブレ検出部８４等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、像ブレを補正するための手段を搭載している場合は、ブレ検出部８４の型番および感度などの検出性能に関する情報、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの型番および最大補正可能角度などの補正性能に関する情報（レンズ側補正性能情報）、像ブレ補正を行うためのソフトのバージョンなどが含まれている。さらに、レンズ情報には、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動に必要な消費電力に関する情報（レンズ側消費電力情報）およびブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動方式に関する情報（レンズ側駆動方式情報）も含まれている。尚、不揮発性メモリ８０ａは、ボディマイコン５０から送信された情報を格納可能である。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ８０ａの代わりに、レンズマイコン８０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【０１４０】
フォーカスレンズ群制御部８１は、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出部８１ａと、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出部８１ｂとを有している。絶対位置検出部８１ａは、交換レンズ７の筐体におけるフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出するものである。絶対位置検出部８１ａは、例えば、数ｂｉｔの接触型エンコーダ基板とブラシとによって構成され、絶対位置を検出可能に構成されている。相対位置検出部８１ｂは、それのみではフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出することができないが、フォーカスレンズ群７２の移動方向は検出可能であり、例えば二相エンコーダを用いている。二相エンコーダは回転パルスエンコーダや、ＭＲ素子、ホール素子など、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の位置に応じて等しいピッチで２値の信号を交互に出力するものが２つ設けられており、これらのピッチの位相をずらすように設置されている。レンズマイコン８０は、相対位置検出部８１ｂの出力からフォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を算出する。
【０１４１】
ブレ検出部８４は，手ブレなどに起因する交換レンズ７の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、交換レンズ７が静止している状態での出力を基準として交換レンズ７が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてレンズマイコン８０に与えられる。
【０１４２】
ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部（図示せず）を備える。移動量検出部は、ブレ補正レンズ７４の実際の移動量を検出する検出部である。ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部からの出力に基づいて、ブレ補正レンズ７４を帰還制御している。
【０１４３】
尚、カメラ本体４及び交換レンズ７の両方にブレ検出部５６，８４とブレ補正装置４５，７４ａを搭載した例を示したが、カメラ本体４及び交換レンズ７の何れかにブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていてもよく、何れにもブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていない場合であってもよい（その場合は、上述のブレ補正に関するシーケンスを排除すればよい）。
【０１４４】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ１００は、種々の撮影モード及び機能を備えている。以下、カメラ１００の種々の撮影モード及び機能と共にそのときの動作を説明する。
【０１４５】
−ＡＦ機能−
カメラ１００は、レリーズボタン４０ｂが半押しされると、ＡＦにより焦点を合わせるが、このＡＦとして、位相差検出方式ＡＦと、コントラスト検出方式ＡＦと、ハイブリッド方式ＡＦとの３つのオートフォーカス機能を有している。これら３つのオートフォーカス機能は、カメラ本体４に設けられたＡＦ設定スイッチ４０ｃを操作することによって、撮影者が選択可能となっている。
【０１４６】
以下に、各オートフォーカス機能によるカメラシステムの撮影動作を通常撮影モードを前提に説明する。ここで、通常撮影モードとは、後述する連写モードではない、通常の撮影を行うためのカメラ１００の最も基本的な撮影モードである。
【０１４７】
（位相差検出方式ＡＦ）
まず、位相差検出方式ＡＦ方式によるカメラシステムの撮影動作について、図１０，１１を参照して説明する。
【０１４８】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳａ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われる（ステップＳａ２）。詳しくは、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニットに電力が供給され、ボディマイコン５０が起動する。同時に、電気切片４１ａ，７１ａを介して、交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットに電極が供給され、レンズマイコン８０が起動する。ボディマイコン５０及びレンズマイコン８０は、起動時に互いに情報を送受信するようプログラミングされており、例えばレンズマイコン８０のメモリ部からボディマイコン５０へ交換レンズ７に関するレンズ情報が送信され、このレンズ情報はボディマイコン５０のメモリ部に格納される。
【０１４９】
続いて、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に位置させる（ステップＳａ３）と共に、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ４）。その後、ステップＳａ５へ進み、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１５０】
こうすることで、交換レンズ７を透過して、カメラ本体４内に入射した光は、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施した後、画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。
【０１５１】
また、撮像ユニット１へ入射した光の一部は、撮像素子１０の透過部１７，１７，…を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。
【０１５２】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳａ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを求める（ステップＳａ６）。
【０１５３】
その後、ボディマイコン５０は、ステップＳａ６で取得したＤｆ量分だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させる（ステップＳａ７）。
【０１５４】
このとき、本実施形態に係る位相差検出ユニット２は、コンデンサレンズ２１ａ、マスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットを３セット、即ち、位相差検出を行う測距ポイントを３つ有している。そして、位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦにおける位相差検出では、撮影者が任意に選択した測距ポイントに対応したセットのラインセンサ２４ａの出力に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させる。
【０１５５】
あるいは、複数の測距ポイントのうち最もカメラに近接した測距ポイントを選択してフォーカスレンズ群７２の駆動を行うように、ボディマイコン５０に自動最適化アルゴリズムを設定しておいてもよい。この場合、中抜け写真などが発生する確率を低減することができる。
【０１５６】
尚、この測距ポイントの選択は、位相差検出方式ＡＦに限られるものではなく、位相差検出ユニット２を用いてフォーカスレンズ群７２を駆動させる構成であれば、任意の方式のＡＦに採用できる。
【０１５７】
そして、合焦したか否かを判定する（ステップＳａ８）。詳しくは、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値以下であるときには合焦した（ＹＥＳ）と判定してステップＳａ１１へ進む一方、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値より大きいときには合焦していない（ＮＯ）と判定してステップＳａ６へ戻り、ステップＳａ６〜Ｓａ８を繰り返す。
【０１５８】
こうして焦点状態の検出とフォーカスレンズ群７２の駆動を繰り返し、Ｄｆ量が所定量以下になったときに合焦と判断され、フォーカスレンズ群７２の駆動が停止される。
【０１５９】
また、ステップＳａ６〜Ｓａ８における位相差検出方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳａ９）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳａ１０）。
【０１６０】
すなわち、ステップＳａ９においては、撮像素子１０によって該撮像素子１０に入射してくる光の光量が測定される。つまり、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差検出方式ＡＦを行っているため、該位相差検出方式ＡＦと並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。
【０１６１】
詳しくは、ボディマイコン５０が、撮像ユニット制御部５２を介して撮像素子１０からの電気信号を取り込み、該電気信号に基づいて被写体光の強度を測定することによって測光を行う。そして、ボディマイコン５０は、測光の結果から、撮影モードに応じた露光時におけるシャッタスピードと絞り値を所定のアルゴリズムに従って決定する。
【０１６２】
そして、ステップＳａ９において測光が終了すると、ステップＳａ１０において像ブレ検出を開始する。尚、ステップＳａ９とステップＳａ１０とは並行して行ってもよい。
【０１６３】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４には、撮影画像と共に撮影に係る各種情報表示が表示され、撮影者は画像表示部４４を介して各種情報を確認することができる。
【０１６４】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされる（即ち、Ｓ２スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで待機する。撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を一旦、閉状態にする（ステップＳａ１２）。こうして、シャッタユニット４２を閉状態にしている間に、後述する露光に備えて、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積されている電荷を転送してしまう。
【０１６５】
その後、ボディマイコン５０は、カメラ本体４と交換レンズ７との交信情報、又は撮影者の任意の指定情報を基に像ブレの補正を開始する（ステップＳａ１３）。具体的には、カメラ本体４内のブレ検出部５６の情報を基に交換レンズ７内のブレ補正レンズ駆動部７４ａを駆動する。また、撮影者の意図に応じて、（ｉ）交換レンズ７内のブレ検出部８４とブレ補正レンズ駆動部７４ａを用いる、（ii）カメラ本体４内のブレ検出部５６とブレ補正ユニット４５を用いる、（iii）交換レンズ７内のブレ検出部８４とカメラ本体４内のブレ補正ユニット４５を用いる、の何れかが選択可能である。
【０１６６】
尚、像ブレ補正手段の駆動開始は、レリーズボタン４０ｂ半押し時点から開始することで、合焦させたい被写体の動きが軽減され、位相差検出方式ＡＦをより正確に行うことが可能となる。
【０１６７】
また、ボディマイコン５０は、像ブレの補正開始と並行して、ステップＳａ９における測光の結果から求められた絞り値となるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を絞り込む（ステップＳａ１４）。
【０１６８】
こうして、像ブレの補正が開始されると共に、絞り込みが完了すると、ボディマイコン５０は、ステップＳａ９における測光の結果から求められたシャッタスピードに基づいてシャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳａ１５）。こうして、シャッタユニット４２を開状態にすることで、被写体からの光が撮像素子１０に入射するようになり、撮像素子１０では所定時間だけ電荷の蓄積を行う（ステップＳａ１６）。
【０１６９】
そして、ボディマイコン５０は、該シャッタスピードに基づいて、シャッタユニット４２を閉状態にして、露光を終了する（ステップＳａ１７）。露光完了後、ボディマイコン５０では、撮像ユニット制御部５２を介して撮像ユニット１から画像データを読み出し、所定の画像処理後、画像読み出し/記録部５３を介して画像表示制御部５５へ画像データを出力する。これにより、画像表示部４４へ撮影画像が表示される。また、ボディマイコン５０は、必要に応じて、画像記録制御部５４を介して画像格納部５８に画像データを格納する。
【０１７０】
その後、ボディマイコン５０は、像ブレ補正を終了する（ステップＳａ１８）共に、絞り部７３を開放する（ステップＳａ１９）。そして、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を開状態とする（ステップＳａ２０）。
【０１７１】
レンズマイコン８０は、リセットが完了すると、ボディマイコン５０にリセット完了を伝える。ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からのリセット完了情報と露光後の一連の処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン４０ｂの状態が、押し込みされていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。その後、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１７２】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳａ２１）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳａ２２）と共に、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳａ２３）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０１７３】
このように、位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、位相差検出ユニット２０に基づいたオートフォーカスと並行して、撮像素子１０により測光が行われる。すなわち、位相差検出ユニット２０は撮像素子１０を透過した光を受けてデフォーカス情報を取得するため、デフォーカス情報を取得する際には必ず、被写体からの光が撮像素子１０に照射されている。そこで、オートフォーカス時に撮像素子１０を透過する光を用いて測光を行う。こうすることで、測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズボタン４０ｂが全押しされてから露光が完了するまでの時間（以下、レリーズタイムラグともいう）を短縮することができる。
【０１７４】
また、レリーズボタン４０ｂの全押し前に測光を行う構成であっても、測光をオートフォーカスと並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。その際、被写体からの光を測光用センサや位相差検出ユニットへ導くためのミラーを設ける必要がない。
【０１７５】
また、従来は、被写体から撮像装置に導かれる光の一部をミラー等で、撮像装置外に設けられた位相差検出ユニットへ導いていたのに対し、撮像ユニット１に導かれた光をそのまま用いて位相差検出ユニット２０によって焦点状態を検出することができるため、焦点状態を非常に高精度に能力することができる。
【０１７６】
（コントラスト検出方式ＡＦ）
次に、コントラスト検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１２を参照して説明する。
【０１７７】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳｂ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われ（ステップＳｂ２）、フォーカスレンズ群７２を所定の基準位置に位置させ（ステップＳｂ３）、それと並行して、シャッタユニット４２を開状態にし（ステップＳｂ４）、レリーズボタン４０ｂが半押しされるのを待機する（ステップＳｂ５）ところまでは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１７８】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｂ５）、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を駆動させる（ステップＳｂ６）。詳しくは、被写体像の焦点が光軸方向の所定の方向（例えば、被写体側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１７９】
そして、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して取り込んだ撮像素子１０からの出力に基づいて被写体像のコントラスト値を求め、該コントラスト値が低く変化したか否かを判定する（ステップＳｂ７）。その結果、コントラスト値が低くなった（ＹＥＳ）ときにはステップＳｂ８へ進む一方、コントラスト値が高くなった（ＮＯ）ときにはステップＳｂ９へ進む。
【０１８０】
コントラスト値が低くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向とは反対方向に駆動したということであるため、被写体像の焦点が光軸方向の前記所定の方向とは反対方向（例えば、被写体と反対側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を反転駆動する（ステップＳｂ８）。その後、コントラストピークを検出したか否かを判定し（ステップＳｂ１０）、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の反転駆動（ステップＳｂ８）を繰り返す。そして、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の反転駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１８１】
一方、ステップＳｂ６でフォーカスレンズ群７２を駆動させて、コントラスト値が高くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向に駆動させているため、そのままフォーカスレンズ群７２の駆動を継続して（ステップＳｂ９）、コントラスト値のピークを検出したか否かを判定する（ステップＳｂ１０）。その結果、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｂ９）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１８２】
このように、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみて（ステップＳｂ６）、コントラスト値が低く変化したときにはフォーカスレンズ群７２を反転駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ８，Ｓｂ１０）一方、コントラスト値が高く変化したときにはフォーカスレンズ群７２をそのまま駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ９，Ｓｂ１０）。
【０１８３】
また、このコントラスト検出方式ＡＦ（ステップＳｂ６〜Ｓｂ１０）と並行して、測光を行う（ステップＳｂ１１）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｂ１２）。これらステップＳｂ１１，Ｓｂ１２は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０１８４】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１８５】
このコントラスト検出方式ＡＦでは、ダイレクトにコントラストピークを捕らえることが可能となり、位相差検出方式ＡＦと異なり、開放バック補正（絞りの開口度合いによるピントズレ）などの様々な補正演算が必要ないため高精度なピント性能を得ることができる。ただし、コントラスト値のピークを検出するためには、コントラスト値のピークを一旦超えるまでフォーカスレンズ群７２を駆動する必要がある。こうして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値のピークを一旦越えるところまで移動させた後、検出されたコントラスト値のピークの位置まで戻す必要があるため、フォーカスレンズ群７２の往復駆動動作によりフォーカスレンズ群駆動系に生じるバックラッシュ分を取り除く必要がある。
【０１８６】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
続いて、ハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１３を参照して説明する。
【０１８７】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｃ１〜Ｓｃ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１８８】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｃ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算して、合焦か非合焦かを検出する（ステップＳｃ６）。さらに、ボディマイコン５０は、前ピンか後ピンか、デフォーカス量はどの位かを求め、デフォーカス情報を取得する（ステップＳｃ７）。その後、ステップＳｃ１０へ進む。
【０１８９】
一方、ステップＳｃ６，Ｓｃ７と並行して、測光を行う（ステップＳｃ８）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｃ９）。これらステップＳｃ６，Ｓｃ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳｃ１０へ進む。尚、ステップＳｃ９の後は、ステップＳｃ１０ではなく、ステップＳａ１１へ進んでもよい。
【０１９０】
このように、本実施形態においては、撮像素子１０に入射して該撮像素子１０を透過した光を用いて上述の位相差に基づく焦点検出を行っているため、該焦点検出と並行して、撮像素子１０を用いて測光を行うことができる。
【０１９１】
ステップＳｃ１０では、ボディマイコン５０は、ステップＳｃ７で取得したデフォーカス情報に基づいて、フォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１９２】
そして、ボディマイコン５０は、コントラストピークが検出されたか否かを判定する（ステップＳｃ１１）。コントラストピークが検出されていない（ＮＯ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｃ１０）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止して、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させた後、ステップＳａ１１へ進む。
【０１９３】
具体的には、ステップＳｃ１０，Ｓｃ１１において、ステップＳｃ７で算出したデフォーカス方向及びデフォーカス量に基づき、フォーカスレンズ群７２を高速に移動させた後、フォーカスレンズ群７２を前述の速度よりも低速で移動させてコントラストピークを検出することが好ましい。
【０１９４】
このとき、算出したデフォーカス量に基づいて移動させるフォーカスレンズ群７２の移動量（どこまで移動させるか）を位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７と異ならせることが好ましい。詳しくは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置までフォーカスレンズ群７２を移動させるのに対し、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ１０では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置よりも前後に離れた位置までフォーカスレンズ群７２を駆動する。ハイブリッド方式ＡＦでは、その後、合焦位置と予測される位置に向かってフォーカスレンズ群７２を駆動しながらコントラストピークを検出する。
【０１９５】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１９６】
このように、ハイブリッド方式ＡＦでは、まず、位相差検出ユニット２０によってデフォーカス情報を取得し、これらのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する。そして、撮像素子１０からの出力に基づいて算出されるコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ群７２の位置を検出し、フォーカスレンズ群７２を該位置に位置させる。こうすることで、フォーカスレンズ群７２の駆動前にデフォーカス情報を検出することができるため、コントラスト検出方式ＡＦのようにフォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみるというステップが必要ないため、オートフォーカスの処理時間を短縮することができる。また、最終的にはコントラスト検出方式ＡＦによって焦点を合わすため、特に繰り返しパターンのある被写体やコントラストが極端に低い被写体などに対して、位相差検出方式ＡＦよりも精度良く焦点を合わせることができる。
【０１９７】
そして、ハイブリッド方式ＡＦは位相差検出を含んでいるにもかかわらず、撮像素子１０を透過した光を用いて位相差検出ユニット２０によりデフォーカス情報を取得しているため、撮像素子１０による測光と位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得とを並行して行うことができる。その結果、位相差検出用に、被写体からの光の一部を分割させるミラーを設ける必要がなく、また、測光用のセンサを別途設ける必要もなく、さらに、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズタイムラグを短縮することができる。そして、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行う構成において、測光をデフォーカス情報の取得と並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。
【０１９８】
−変形例−
以上の説明では、レリーズボタン４０ｂの全押し後であって露光の直前に絞り込みを行っているが、以下では、位相差検出方式ＡＦ及びハイブリッド方式ＡＦにおいて、レリーズボタン４０ｂの全押し前であって、さらにオートフォーカス前に絞り込みを行うように構成した変形例について説明する。
【０１９９】
（位相差検出方式ＡＦ）
具体的に、まず、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１４を参照して説明する。
【０２００】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｄ１〜Ｓｄ５）までは、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０２０１】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｄ５）、像ブレ検出を開始する（ステップＳｄ６）と共に、それと並行して、測光を行う（ステップＳｄ７）。これらステップＳｄ５，Ｓｄ６は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０２０２】
その後、ステップＳｄ７の測光の結果に基づいて露光時の絞り値を求め、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳｄ８）。そして、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きい（ＹＥＳ）ときにはステップＳｄ１０に進む一方、求めた絞り値が所定の絞り閾値以下（ＮＯ）のときにはステップＳｄ９へ進む。ステップＳｄ９では、ボディマイコン５０は、求めた絞り値になるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を駆動する。
【０２０３】
ここで、所定の絞り閾値は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａの出力に基づいてデフォーカス情報の取得ができる程度の絞り値に設定されている。つまり、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値よりも大きい場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ると、後述する位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得ができないため、絞り部７３を絞ることなく、ステップＳｄ１０へ進む。一方、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値以下の場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ってから、ステップＳｄ１０へ進む。
【０２０４】
ステップＳｄ１０〜Ｓｄ１２では、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ６〜Ｓａ８と同様に、ボディマイコン５０が、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カに基づいてデフォーカス情報を求め（ステップＳｄ１０）、該デフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動し（ステップＳｄ１１）、合焦したか否かを判定する（ステップＳｄ１２）。合焦後は、ステップＳａ１１へ進む。
【０２０５】
ステップＳａ１１では、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、上述の位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０２０６】
ただし、ステップＳｄ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいと判定されたときにのみ、ステップＳａ１４において絞り部７３の絞り込みを行う。つまり、ステップＳｄ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値以下であると判定されたときにステップＳｄ９において絞り部７３の絞り込みが予め行われているため、ステップＳａ１４を行う必要はない。
【０２０７】
このように、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、測光の結果に基づいて求められる露光時の絞り値が位相差検出方式ＡＦを行うことができる程度の値であるときには、露光に先立ってオートフォーカス前に絞り部７３を絞っておく。こうすることで、レリーズボタン４０ｂ全押し後に絞り部７３の絞り込みを行う必要がなく、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【０２０８】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
次に、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１５を参照して説明する。
【０２０９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｅ１〜Ｓｅ５）までは、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０２１０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｅ５）、像ブレ検出を開始する（ステップＳｅ６）と共に、それと並行して、測光を行う（ステップＳｅ７）。これらステップＳｅ６，Ｓｅ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０２１１】
その後、ステップＳｅ７の測光の結果に基づいて露光時の絞り値を求め、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳｅ８）。そして、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きい（ＹＥＳ）ときにはステップＳｅ１０に進む一方、求めた絞り値が所定の絞り閾値以下（ＮＯ）のときにはステップＳｅ９へ進む。ステップＳｅ９では、ボディマイコン５０は、求めた絞り値になるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を駆動する。
【０２１２】
ここで、所定の絞り閾値は、撮像素子１０の出力から算出されるコントラスト値のピークが検出できる程度の絞り値に設定されている。つまり、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値よりも大きい場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ると、後述するコントラストピークの検出ができないため、絞り部７３を絞ることなく、ステップＳｅ１０へ進む。一方、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値以下の場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ってから、ステップＳｅ１０へ進む。
【０２１３】
ステップＳｅ１０〜Ｓｅ１２では、上述の通常のハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様に、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カに基づいてデフォーカス情報を求め（ステップＳｅ１０，Ｓｅ１１）、該デフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させ（ステップＳｅ１２）、コントラストピークを検出してフォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させる（ステップＳｅ１３）。
【０２１４】
その後、ステップＳａ１１において、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、上述の通常の位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０２１５】
ただし、ステップＳｅ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいと判定されたときにのみ、ステップＳａ１４において絞り部７３の絞り込みを行う。つまり、ステップＳｅ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値以下であると判定されたときにステップＳｅ９において絞り部７３の絞り込みが予め行われているため、ステップＳａ１４を行う必要はない。
【０２１６】
このように、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、測光の結果に基づいて求められる露光時の絞り値がコントラスト検出方式ＡＦを行うことができる程度の値であるときには、露光に先立ってオートフォーカス前に絞り部７３を絞っておく。こうすることで、レリーズボタン４０ｂ全押し後に絞り部７３の絞り込みを行う必要がなく、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【０２１７】
−連写モード−
以上の説明では、レリーズボタン４０ｂが全押しされるごとに１つの画像が撮影されるが、カメラ１００は、レリーズボタン４０ｂの１回の全押し操作で複数の画像が撮影される連写モードを備えている。
【０２１８】
以下に、連写モードについて、図１６，１７を参照して説明する。ここでは、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、連写モードは、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、ハイブリッド方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。
【０２１９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてから、レリーズボタン４０ｂが半押しされて、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させるまで（ステップＳｆ１〜Ｓｆ１３）は、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｅ１〜Ｓｅ１３と同じである。
【０２２０】
そして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させた後、ボディマイコン５０は、そのとき（即ち、コントラスト検出方式ＡＦにより合焦したとき）の、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔をメモリ部に記憶させる（ステップＳｆ１４）。
【０２２１】
その後、ステップＳｆ１５において、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１２〜Ｓａ１７と同様に、露光を行う。
【０２２２】
具体的には、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を一旦、閉状態にし（ステップＳｆ１６）、像ブレの補正を開始し（ステップＳｆ１７）、ステップＳｆ９で絞り部７３を絞っていないときには測光の結果に基づいて絞り部７３を絞り込み（ステップＳｆ１８）、その後、シャッタユニット４２を開状態にして（ステップＳｆ１９）、露光を開始し（ステップＳｆ２０）、シャッタユニット４２を閉状態にして（ステップＳｆ２１）露光を終了する。
【０２２３】
そして、露光終了後、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたか否かを判定する（ステップＳｆ２２）。そして、レリーズボタン４０ｂが解除された（ＹＥＳ）ときには、ステップＳｆ２９，Ｓｆ３０へ進む一方、レリーズボタン４０ｂの全押しが継続されている（ＮＯ）ときには、連写を行うべく、ステップＳｆ２３へ進む。
【０２２４】
レリーズボタン４０ｂの全押しが継続されているときには、ボディマイコン５０は、シャッタユニット４２を開状態にして（ステップＳｆ２３）、位相差検出方式ＡＦを行う（ステップＳｆ２４〜Ｓｆ２６）。
【０２２５】
詳しくは、位相差検出ユニット２０を介して撮像素子１０における被写体像の焦点状態を検出し（ステップＳｆ２４）、デフォーカス情報を取得し（ステップＳｆ２５）、そのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する（ステップＳｆ２６）。
【０２２６】
ここで、レリーズボタン４０ｂ全押し前のハイブリッド方式ＡＦでは、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔と予め設定された基準間隔とを比較してデフォーカス情報が求められる（ステップＳｆ１１）のに対し、レリーズボタン４０ｂ全押し後のステップＳｆ２４，Ｓｆ２５では、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を、ステップＳｆ１４で記憶した、ハイブリッド方式ＡＦにおけるコントラスト検出方式ＡＦ後のラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔と比較して焦点状態及びデフォーカス情報を求める。
【０２２７】
こうして位相差検出方式ＡＦを行った後、ボディマイコン５０は、ボディマイコン５０からシャッタ制御部５１及び撮像ユニット制御部５２へ露光を開始する信号（即ち、露光開始信号）を出力するタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳｆ２７）。この露光開始信号の出力タイミングは、連写モードにおける連写のタイミングである。そして、露光開始信号の出力タイミングでない（ＮＯ）ときには位相差検出方式ＡＦを繰り返す（ステップＳｆ２４〜Ｓｆ２６）一方、露光開始信号の出力タイミングが到来している（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止し（ステップＳｆ２８）、露光を行う（ステップＳｆ２０）。
【０２２８】
尚、フォーカスレンズ群７２の停止後、露光を開始する前には、位相差検出方式ＡＦ中に撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積された電荷を掃き出す必要がある。そのため、電子シャッタにより受光部１１ｂ，１１ｂ，…の電荷を掃き出すか、あるいは、シャッタユニット４２を一旦、閉状態として、受光部１１ｂ，１１ｂ，…の電荷を掃き出した後、シャッタユニット４２を開状態として露光を開始する。
【０２２９】
そして、露光終了後は、再度、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたか否かを判定し（ステップＳｆ２２）、レリーズボタン４０ｂが全押しされている限り、位相差検出方式ＡＦ及び露光を繰り返す（Ｓｆ２３〜Ｓｆ２８，Ｓｆ２０，Ｓｆ２１）。
【０２３０】
一方、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたときには、像ブレ補正を終了する（ステップＳｆ２９）と共に、絞り部７３を開放し（ステップＳｆ３０）、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳｆ３１）。
【０２３１】
リセット完了後、撮影シーケンスを終了すると、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０２３２】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳｆ３２）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳｆ３３）と共に、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳｆ３４）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０２３３】
このように、連写モードにおけるカメラシステムの撮影動作においては、連写中の各露光間において位相差検出方式ＡＦを行うことができるため、高いピント性能を実現することができる。
【０２３４】
また、このときのオートフォーカスが位相差検出方式ＡＦであるため、デフォーカス方向を瞬時に取得することができ、連写間の短い時間であっても、瞬時に焦点を合わせることができる。
【０２３５】
さらに、位相差検出方式ＡＦであっても、従来のように位相差検出用の可動ミラーを設ける必要がないため、レリーズタイムラグを短縮することができると共に、電力消費を抑制することができる。さらにまた、従来であれば可動ミラーの上げ下げ動作の分だけレリーズタイムラグがあるため、被写体が動体である場合には、該レリーズタイムラグ中の動体の動きを予測して撮影する必要があったが、本実施形態では、可動ミラーの上げ下げ動作に対応するレリーズタイムラグがないため、露光直前まで被写体の動きを追尾しながら焦点を合わせることができる。
【０２３６】
また、連写中の位相差検出方式ＡＦにおいて、合焦を判定する、ラインセンサ２４ａ上の２つの被写体像間の基準距離として、レリーズボタン４０ｂの半押し時にコントラスト検出方式ＡＦにより合焦させたときのラインセンサ２４ａ上の２つの被写体像間距離を用いることによって、実機及び実際の撮影条件に即した、高精度のオートフォーカスを行うことができる。
【０２３７】
尚、連写モードにおける１コマ目の撮影時には、ハイブリッド方式ＡＦに限られるものではない。位相差検出方式ＡＦでも、コントラスト検出方式ＡＦでもよい。ただし、位相差検出方式ＡＦの場合は、ステップＳｆ１４を行わず、ステップＳｆ２４，Ｓｆ２５では、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を予め設定された基準間隔と比較して焦点状態及びデフォーカス情報を求める。
【０２３８】
また、連写モードに限られず、通常の撮影においても、被写体が動体である場合には、一旦、焦点が合った後も、レリーズボタン４０ｂが全押しされるまで位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２３９】
−ローコンモード−
本実施形態に係るカメラ１００は、被写体像のコントラストに応じてオートフォーカスの方式を切り替えるように構成されている。つまり、カメラ１００は、コントラストが低い条件下で撮影を行うローコンモードを備えている。
【０２４０】
以下に、ローコンモードについて図１８を参照して説明する。ここでは、ハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、ローコンモードは、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。
【０２４１】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｇ１〜Ｓｇ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０２４２】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｇ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算する（ステップＳｇ６）。そして、ローコントラスト状態か否かを判定する（ステップＳｇ７）。具体的には、ラインセンサ２４ａ上に結像される２つの被写体像の位置を、ラインセンサ２４ａからの出力に基づいて検出できる程度にコントラスト値が高いか否かを判定する。
【０２４３】
その結果、２つの被写体像の位置を検出できる程度にコントラスト値が高い（ＮＯ）ときには、ローコントラスト状態ではないとして、ステップＳｇ８へ進んでハイブリッド方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｇ８〜Ｓｇ１０は、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。
【０２４４】
一方、２つの被写体像の位置を検出できる程度までコントラスト値が高くない（ＹＥＳ）ときには、ローコントラスト状態であるとして、ステップＳｇ１１へ進んでコントラスト検出方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｇ１１〜Ｓｇ１５は、コントラスト検出方式ＡＦにおけるステップＳｂ６〜Ｓｂ１０と同様である。
【０２４５】
こうして、ハイブリッド方式ＡＦ又はコントラスト検出方式ＡＦを行った後は、ステップＳａ１１へ進む。
【０２４６】
また、このオートフォーカス動作（ステップＳｇ６〜Ｓｇ１５）と並行して、測光を行う（ステップＳｇ１６）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｇ１７）。これらステップＳｇ１６，Ｓｇ１７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳａ１１へ進む。
【０２４７】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、通常のハイブリッド方式ＡＦと同様である。
【０２４８】
すなわち、ローコンモードにおいては、撮影時のコントラストが位相差検出方式ＡＦを行うことができる程度に高いときにはハイブリッド方式ＡＦを行う一方、撮影時のコントラストが位相差検出方式ＡＦを行うことができない程度に低いときにはコントラスト検出方式ＡＦを行う。
【０２４９】
尚、本実施形態では、まず、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出力に基づいて位相差検出方式による合焦状態の検出が可能か否かを判定して、ハイブリッド方式ＡＦかコントラスト検出方式ＡＦかを決定しているが、これに限られるものではない。例えば、レリーズボタン４０ｂが半押しされた後、位相差焦点を検出する前に（即ち、図１８におけるステップＳｇ５とステップＳｇ６との間に）、撮像素子１０の出力からコントラスト値を求め、この撮像素子１０の出力から求めたコントラスト値が所定値より高いか否かを判定するように構成してもよい。ここで、所定値は、ラインセンサ２４ａ上に結像される被写体像の位置を検出できる程度のコントラスト値に設定する。すなわち、撮像素子１０の出力から求めたコントラスト値が位相差検出方式による合焦状態の検出が可能な程度の値以上であるときにはハイブリッド方式ＡＦを行う一方、撮像素子１０の出力から求めたコントラスト値が位相差検出方式による合焦状態の検出が可能な程度の値未満であるときにはコントラスト検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２５０】
また、本実施形態では、位相差検出方式による合焦状態の検出が可能なときには、ハイブリッド方式ＡＦを行うように構成しているが、位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２５１】
このように、撮像素子１０を透過する光を位相差検出ユニット２０により受光する撮像ユニット１を備えたカメラ１００においては、従来のような光を位相差検出ユニットに導くための可動ミラーを設けることなく、位相差検出方式ＡＦ（ハイブリッド方式ＡＦを含む）とコントラスト検出方式ＡＦとを行うことができる。そのため、コントラストに応じて、位相差検出方式ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを選択することによって、高精度なピント性能を実現することができる。
【０２５２】
−交換レンズの種類によるＡＦ切替−
さらに、本実施形態に係るカメラ１００は、カメラ本体４に取り付けられた交換レンズ７の種類に応じてオートフォーカスの方式を切り替えるように構成されている。
【０２５３】
以下に、交換レンズの種類によるＡＦの切替機能について、図１９を参照して説明する。ここでは、ハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、交換レンズによるＡＦの切替機能は、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。
【０２５４】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｈ１〜Ｓｈ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０２５５】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｈ５）、測光を行う（ステップＳｈ６）と共に、それと並行して、像ブレ検出を開始する（ステップＳｈ７）。これらステップＳｈ６，Ｓｈ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。尚、これら測光及び像ブレ検出は、後述するオートフォーカス動作と並行して行ってもよい。
【０２５６】
その後、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からの情報に基づいて、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦ（スムース・トランス・フォーカス）レンズか否かを判定する（ステップＳｈ８）。交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズである（ＹＥＳ）ときにはステップＳｈ１３へ進んでコントラスト検出方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｈ１３〜Ｓｈ１７は、コントラスト検出方式ＡＦにおけるステップＳｂ６〜Ｓｂ１０と同様である。
【０２５７】
一方、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでも、ＳＴＦレンズでもない（ＮＯ）ときにはステップＳｈ９へ進んでハイブリッド方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｈ９〜Ｓｈ１２は、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。
【０２５８】
こうして、コントラスト検出方式ＡＦ又はハイブリッド方式ＡＦを行った後は、ステップＳａ１１へ進む。
【０２５９】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、ハイブリッド方式ＡＦと同様である。
【０２６０】
つまり、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズであるときには、位相差検出を精度良く行えない可能性があるため、ハイブリッド方式ＡＦ（詳しくは、位相差検出方式ＡＦ）を行わず、コントラスト検出方式ＡＦを行う。一方、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでも、ＳＴＦレンズでもないときには、ハイブリッド方式ＡＦを行う。すなわち、ボディマイコン５０は、交換レンズ７の光軸が位相差検出方式ＡＦを行える程度に合っている保証があるか否かを判定し、位相差検出方式ＡＦが行える程度に光軸が合っている保証がある交換レンズ７のみハイブリッド方式ＡＦを行う一方、位相差検出方式ＡＦが行える程度に光軸が合っている保証がない交換レンズ７についてはコントラスト検出方式ＡＦを行うように構成されている。
【０２６１】
このように、撮像素子１０を透過する光を位相差検出ユニット２０により受光する撮像ユニット１を備えたカメラ１００においては、従来のような光を位相差検出ユニットに導くための可動ミラーを設けることなく、位相差検出方式ＡＦ（ハイブリッド方式ＡＦを含む）とコントラスト検出方式ＡＦとを行うことができる。そのため、交換レンズ７の種類に応じて、位相差検出方式ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを選択することによって、高精度なピント性能を実現することができる。
【０２６２】
尚、本実施形態では、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズであるか否かによって、ハイブリッド方式ＡＦを行うかコントラスト検出方式ＡＦを行うかを決定しているが、これに限られるものではない。反射望遠レンズ、もしくはＳＴＦレンズであるか否かまでは問題とせず、交換レンズ７がサードバーティー製か否かによってハイブリッド方式ＡＦを行うかコントラスト検出方式ＡＦを行うかを決定するように構成してもよい。
【０２６３】
また、本実施形態では、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでも、ＳＴＦレンズでもないときには、ハイブリッド方式ＡＦを行うように構成しているが、位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２６４】
《発明の実施形態３》
次に、本発明の実施形態３に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。
【０２６５】
実施形態３に係るカメラ２００は、図２０に示すように、ファインダ光学系６を備えている。
【０２６６】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体２０４は、実施形態２のカメラ本体４の構成に加えて、ファインダ６５を介して被写体像を視認するためのファインダ光学系６と、交換レンズ７からの入射光をファインダ光学系６に導く半透過のクイックリターンミラー４６とをさらに有している。
【０２６７】
カメラ本体２０４は、ファインダ光学系６を介して被写体像を視認しながら撮影を行うファインダ撮影モードと、画像表示部４４を介して被写体像を視認しながら撮影を行うライブビュー撮影モードとを有している。そして、カメラ本体２０４には、ファインダモード設定スイッチ４０ｇが設けられている。このファインダモード設定スイッチ４０ｇをＯＮ操作することによってファインダ撮影モードに設定される一方、ＯＦＦ操作することによってライブビュー撮影モードに設定される。
【０２６８】
ファインダ光学系６は、クイックリターンミラー４６からの反射光が結像するファインダスクリーン６１と、ファインダスクリーン６１に投影された被写体像を正立像に変換するペンタプリズム６２と、投影された被写体像を拡大視認する接眼レンズ６３と、ファインダ視野内に各種情報を表示するインファインダ表示部６４と、カメラ本体２０４の背面側に設けられたファインダ６５とを含む。
【０２６９】
すなわち、ファインダスクリーン６１上に結像された被写体像をペンタプリズム６２及び接眼レンズ６３を介して該ファインダ６５から観察することができる。
【０２７０】
ボディ制御部２０５は、実施形態２のボディ制御部５の構成に加えて、ボディマイコン５０からの制御信号に基づいて、後述するクイックリターンミラー４６の跳ね上げ駆動を制御するミラー制御部２６０をさらに含む。
【０２７１】
クイックリターンミラー４６は、入射光を反射及び透過可能な半透過ミラーであって、シャッタユニット４２の前方において、被写体から撮像ユニット１へ向かう光路Ｘ上の反射位置（図２０の実線参照）と光路Ｘ外であって且つファインダ光学系６に近接した退避位置（図２０の二点鎖線参照）との間で回動自在に構成されている。クイックリターンミラー４６は、反射位置において、入射光をファインダ光学系６へ向かって反射する反射光とクイックリターンミラー４６の背面側に透過させる透過光とに分割する。
【０２７２】
詳しくは、クイックリターンミラー４６は、シャッタユニット４２の前方（即ち、被写体側）に配設されていて、シャッタユニット４２上部の前方において水平に延びる軸Ｙ回りに回動自在に支持されている。このクイックリターンミラー４６は、付勢バネ（図示省略）によって退避位置側へ付勢されている。また、クイックリターンミラー４６は、シャッタユニット４２の開閉を行うモータ（図示省略）により付勢バネが巻き上げられることによって、反射位置まで移動する。反射位置まで移動させられたクイックリターンミラー４６は、電磁石等によって反射位置において係止される。そして、この係止を解除することによって、クイックリターンミラー４６は、付勢バネの力で退避位置まで回動する。
【０２７３】
すなわち、入射光の一部をファインダスクリーン６１に導くときには、モータで付勢バネを巻き上げることによって、クイックリターンミラー４６を反射位置に位置させる。一方、入射光の全てを撮像ユニット１に導くときには、電磁石等による係止を解除することによって、該付勢バネの弾性力によりクイックリターンミラー４６を退避位置まで回動させる。
【０２７４】
このクイックリターンミラー４６には、図２１に示すように、遮光板４７が連結されている。この遮光板４７は、クイックリターンミラー４６と連動して動作し、クイックリターンミラー４６が退避位置に位置するときに、クイックリターンミラー４６を下方（被写体から撮像ユニット１への光路Ｘ側）から覆うように構成されている。こうすることで、クイックリターンミラー４６が退避位置に位置するときに、ファインダ光学系６から入射してくる光が撮像ユニット１へ到達することを防止している。
【０２７５】
詳しくは、遮光板４７は、クイックリターンミラー４６の、回動軸Ｙとは反対側の端部に回動自在に連結された第１遮光板４８と、該第１遮光板４８に回動自在に連結された第２遮光板４９とを有している。第１遮光板４８は、第１カムフォロア４８ａを有している。一方、カメラ本体２０４には、該第１カムフォロア４８ａが係合する第１カム溝４８ｂが設けられている。また、第２遮光板４９は、第２カムフォロア４９ａを有している。一方、カメラ本体２０４には、該第２カムフォロア４９ａが係合する第２カム溝４９ｂが設けられている。
【０２７６】
つまり、クイックリターンミラー４６が回動すると、該クイックリターンミラー４６に追従して第１遮光板４８が移動すると共に、該第１遮光板４８に追従して第２遮光板４９が移動する。このとき、該第１及び第２遮光板４８，４９は、第１及び第２カムフォロア４８ａ，４９ａがそれぞれ第１及び第２カム溝４８ｂ，４９ｂに案内されながら、クイックリターンミラー４６に連動して移動する。
【０２７７】
その結果、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６が退避位置に位置するときには、図２１（Ａ）に示すように、クイックリターンミラー４６下方において１枚の平板状に並んだ状態となって、クイックリターンミラー４６とシャッタユニット４２、即ち、撮像ユニット１との間を遮光する。このとき、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６と同様に光路Ｘ外に位置する。そのため、第１及び第２遮光板４８，４９が、被写体から撮像ユニット１へ入射する光に影響を与えることはない。
【０２７８】
そして、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６が退避位置から反射位置へ移動するのに伴って、図２１（Ｂ）に示すように、平板状態から折れ曲がり、クイックリターンミラー４６が反射位置まで回動したときには、図２１（Ｃ）に示すように、互いに対向する程度に折れ曲がった状態となる。このとき、第１及び第２遮光板４８，４９は、光路Ｘ外であって且つ光路Ｘを挟んでファインダスクリーン６１と反対側に位置する。そのため、第１及び第２遮光板４８，４９は、クイックリターンミラー４６が反射位置に位置するときには、クイックリターンミラー４６によりファインダ光学系６へ反射される光や、クイックリターンミラー４６を透過する光に影響を与えることはない。
【０２７９】
このように、クイックリターンミラー４６を半透過にすると共に、遮光板４７を設けることによって、ファインダ撮影モードにおいて、撮影前にはファインダ光学系６による被写体像の視認を可能としつつ、撮像ユニット１に光を到達させることができると共に、撮影時には被写体からの光を撮像ユニット１へ導きつつ、ファインダ光学系６から入射した光が撮像ユニット１に到達することを遮光板４７により防止することができる。また、ライブビュー撮影モードにおいては、ファインダ光学系６から入射した光が撮像ユニット１に到達することを遮光板４７により防止することができる。
【０２８０】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ２００は、被写体の視認の仕方が異なる、ファインダ撮影モードとライブビュー撮影モードとの２つの撮影モードを備えている。以下、カメラ２００の２つの撮影モードの動作を説明する。
【０２８１】
−ファインダ撮影モード−
まず、ファインダ撮影モードにおけるカメラシステムの撮影動作について、図２２，２３を参照して説明する。
【０２８２】
電源スイッチ４０ａがＯＮされ（ステップＳｉ１）、撮影者にレリーズボタン４０ｂが半押しされ（ステップＳｉ５）、その後、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされ（ステップＳｉ１１）、シャッタユニット４２が一旦、閉状態にされる（ステップＳｉ１２）までは、実施形態２に係る位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ１２の動作と基本的には同様である。
【０２８３】
ただし、電源スイッチ４０ａがＯＮされたときには、クイックリターンミラー４６が光路Ｘ上における上記反射位置に位置している。そのため、カメラ本体２０４内に入射した光は、その一部が反射してファインダスクリーン６１に入射する。
【０２８４】
ファインダスクリーン６１に入射した光は、被写体像として結像する。この被写体像は、ペンタプリズム６２によって正立像に変換され、接眼レンズ６３に入射する。つまり、実施形態２のように画像表示部４４に被写体像が表示されるのではなく、撮影者は接眼レンズ６３を介して被写体の正立像を観察できる。このとき、画像表示部４４には、被写体像ではなく、撮影に関する各種情報が表示されている。
【０２８５】
そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｉ５）、接眼レンズ６３より観察されるインファインダ表示部６４に撮影に係る各種情報（以下のＡＦや測光に関する情報等）が表示される。つまり、撮影者は、画像表示部４４以外に、インファインダ表示部６４によっても撮影に係る各種情報を確認できる。
【０２８６】
ここで、クイックリターンミラー４６が半透過であるため、カメラ本体２０４へ入射した光の一部はクイックリターンミラー４６によりファインダ光学系６へ導かれるものの、残りの光はクイックリターンミラー４６を透過してシャッタユニット４２へ入射する。そして、シャッタユニット４２が開状態となる（ステップＳｉ４）と、クイックリターンミラー４６を透過した光は、撮像ユニット１へ入射する。その結果、ファインダ光学系６を介した被写体像の視認を可能としつつ、撮像ユニット１によるオートフォーカス（ステップＳｉ６〜Ｓｉ８）及び測光（ステップＳｉ９）を行うことができる。
【０２８７】
詳しくは、ステップＳｉ６〜Ｓｉ８において撮像ユニット１の位相差検出ユニット２０からの出力に基づいて位相差検出方式ＡＦを行うと共に、それと並行して、ステップＳｉ９において撮像ユニット１の撮像素子１０からの出力に基づいて測光を行うことができる。
【０２８８】
ステップＳｉ６における位相差焦点検出においては、被写体像光がクイックリターンミラー４６を透過するため、その厚み分だけ光学長が伸びる。そのため、クイックリターンミラー４６が被写体像光路内から退避して撮像状態になった場合と、クイックリターンミラー４６が反射位置に位置する場合とでは、位相差焦点検出部の位相検出幅が異なってしまう。したがって、クイックリターンミラー４６が被写体像光路内に挿入されるファインダ撮影モードでは、実施形態１の位相差焦点検出における位相検出幅（則ち、後述するライブビュー撮影モードのハイブリッド方式ＡＦ中の位相差焦点検出における位相検出幅）よりも所定量変更した位相検出幅でデフォーカス情報を出力するようにしている。なお、位相検出幅とは、デフォーカス量を０と算出、すなわち、合焦と判定する基準の位相差のことである。
【０２８９】
尚、位相差検出方式ＡＦを行うステップＳｉ６〜Ｓｉ８は実施形態２の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ６〜Ｓａ８と同様である。
【０２９０】
ステップＳｉ９においては、撮像素子１０によって該撮像素子１０に入射してくる光の光量が測定される。ただし、本実施形態では、実施形態２のように被写体からの光の全てが撮像素子１０に入射するわけではないため、ボディマイコン５０は、撮像素子１０からの出力を、クイックリターンミラー４６の反射特性に基づいて補正して、被写体からの光量を求めている。
【０２９１】
そして、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされ（ステップＳｉ１１）、シャッタユニット４２が一旦、閉状態にされた（ステップＳｉ１２）後は、像ブレ補正の開始（ステップＳｉ１３）及び絞り部７３の絞り込み（ステップＳｉ１４）と並行して、ステップＳｉ１５において、クイックリターンミラー４６の退避位置への跳ね上げが行われる。
【０２９２】
その後、ステップＳｉ１６〜Ｓｉ１８においては、実施形態２の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１５〜Ｓａ１７と同様に、露光が行われる。
【０２９３】
露光終了後は、像ブレ補正の終了（ステップＳｉ１９）及び絞り部７３の開放（ステップＳｉ２０）と並行して、ステップＳｉ２１において、クイックリターンミラー４６の反射位置への移動が行われる。こうすることで、再度、撮影者はファインダ光学系６を介して被写体像を視認できるようになる。
【０２９４】
その後、シャッタユニット４２を開状態にする（ステップＳｉ２２）。こうして、リセット完了後、撮影シーケンスが終了すると、ステップＳｉ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０２９５】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされた後のステップＳｉ２３〜Ｓｉ２５は、実施形態２の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ２１〜Ｓａ２３と同様である。
【０２９６】
このように、被写体からの光をクイックリターンミラー４６によってファインダ光学系６に導いてファインダ光学系６を介した被写体像の視認を可能とする構成であっても、撮像ユニット１に撮像素子１０を透過した光を用いて位相差を検出する位相差検出ユニット２０を設けているため、クイックリターンミラー４６を半透過にして、クイックリターンミラー４６に入射する光の一部を撮像ユニット１へ到達させることによって、ファインダ光学系６を介した被写体像の視認を可能としつつ、位相差検出方式ＡＦと測光との並行処理を行うことができる。こうすることで、位相差検出方式ＡＦ用の反射ミラーや測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、オートフォーカスと並行して測光を行うことができるためレリーズタイムラグを短縮できる。
【０２９７】
−ライブビュー撮影モード−
次に、ライブビュー撮影モードにおけるカメラシステムの撮影動作について、図２４，２５を参照して説明する。
【０２９８】
まず、電源スイッチ４０ａがＯＮされてからシャッタユニット４２を開状態とする（ステップＳｊ１〜Ｓｊ４）までは、実施形態２に係るハイブリッド方式ＡＦにおける動作と同様である。
【０２９９】
ここで、カメラ２００では、電源スイッチ４０ａのＯＮ直後はクイックリターンミラー４６が反射位置に位置するため、ステップＳｊ５において、ボディマイコン５０がクイックリターンミラー４６を退避位置へ跳ね上げる。
【０３００】
その結果、被写体からカメラ本体４に入射する光は、ファインダ光学系６へ分割されることなく、シャッタユニット４２を通過して、さらにＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、撮像ユニット１へ入射する。そして、撮像ユニット１にて結像した被写体像は画像表示部４４に表示され、撮影者は画像表示部４４を介して被写体像を観察できる。また、撮像ユニット１へ入射した光の一部は、撮像素子１０を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。
【０３０１】
そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｊ６）、ファインダ撮影モードと異なり、ハイブリッド方式ＡＦを行う。ハイブリッド方式ＡＦに係るステップＳｊ７，Ｓｊ８，Ｓｊ１１，Ｓｊ１２は、実施形態２に係るハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。
【０３０２】
尚、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、コントラスト検出方式ＡＦ又は位相差検出方式ＡＦを行ってもよい。
【０３０３】
このハイブリッド方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳｊ９）と共に、像ブレの検出を開始する（ステップＳｊ１０）。これらステップＳｊ９，Ｓｊ１０は、実施形態２に係るハイブリッド方式ＡＦのステップＳｃ８，Ｓｃ９と同様である。
【０３０４】
こうして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４に撮影に係る各種情報（ＡＦや測光に関する情報等）が表示される。
【０３０５】
その後、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされて（ステップＳｊ１３）から露光を終了してリセットが完了する（ステップＳｊ２２）までは、シャッタユニット４２を閉状態とした後にクイックリターンミラー４６を退避位置に移動させるステップ（ステップＳｉ１５に相当）がない点、及びシャッタユニット４２を閉状態にして露光を終了した後にクイックリターンミラー４６を反射位置に移動させるステップ（ステップＳｉ２１に相当）がない点を除いては、ファインダ撮影モードにおけるステップＳｉ１１〜Ｓｉ２２と基本的に同様である。
【０３０６】
そして、本実施形態では、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳｊ２３）と、フォーカスレンズ群７２を基準位置へ移動させ（ステップＳｊ２４）、シャッタユニット４２を閉状態にする（ステップＳｊ２５）のと並行して、ステップＳｊ２６においてクイックリターンミラー４６を反射位置へ移動させる。その後、カメラ本体２０４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０３０７】
このライブビュー撮影モードにおけるカメラシステムの撮影動作は、クイックリターンミラー４６の動作を除いて、実施形態２に係るカメラ１００の撮影動作と同様である。つまり、前記説明では、ハイブリッド方式ＡＦについて説明したが、実施形態２に係る種々の撮影動作を実行することができ、同様の作用・効果を奏することができる。
【０３０８】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０３０９】
すなわち、前記実施形態３では、ファインダ光学系６を備えているが、これに限られるものではない。例えば、ファインダ光学系６に換えて、ＥＶＦ（Electronic View Finder）を備える構成であってもよい。すなわち、液晶等で構成された小型の画像表示部をカメラ本体２０４内においてファインダから視認できる位置に配設し、撮像ユニット１で取得された画像データを該画像表示部に表示させる。こうすることで、複雑なファインダ光学系６を設けなくても、ファインダを覗きながらの撮影を実現することができる。かかる構成においては、クイックリターンミラー４６が不要となる。撮影動作については、画像表示部が２つあるというだけで、実施形態２に係るカメラ１００と同様になる。
【０３１０】
また、前記実施形態２，３では、撮像ユニット１をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。例えば、撮像ユニット１はビデオカメラに搭載することもできる。
【０３１１】
ビデオカメラの撮影動作の一例を説明すると、電源スイッチ４０ａをＯＮすると、絞り部とシャッタユニットが開放され、撮像ユニット１の撮像素子１０において画像の取込みが開始される。そして、ライブビュー表示に最適な測光、ＷＢ調整がなされ、ライブビュー画像を画像表示部に映し出す。こうして撮像素子１０による撮像と並行して、撮像ユニット１に内蔵された位相差検出ユニット２０の出力に基づいて焦点状態を検出し、被写体の動き等に合わせてフォーカスレンズ群を駆動し続ける。こうして、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを継続しながら、ＲＥＣボタンが押されるのを待機する。ＲＥＣボタンが操作されると、位相差検出方式ＡＦを繰り返しながら、撮像素子１０により取得される画像データを記録していく。こうすることで、常に合焦状態を保つことができると共に、従来のデジタルビデオカメラのようにフォーカスレンズの微小な光軸方向駆動（ウォブリング）を行う必要がなく、電力的に負荷の大きいモータなどのアクチュエータを駆動させる必要がない。
【０３１２】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチがＯＮされる）とＡＦが開始される構成ついて説明したが、レリーズボタン４０ｂは半押しされる前からＡＦを行ってもよい。また、合焦と判断するとＡＦを終了する構成について説明したが、合焦判定後もＡＦを継続するようにしてもよく、合焦判定をせずに継続してＡＦを行ってもよい。以下に具体例を説明する。図１０，１１において、ステップＳａ４でシャッタユニット４２が開かれた後、ステップＳａ６の位相差焦点検出とステップＳａ７のフォーカスレンズ駆動とを繰り返して行うようにする。これと並行して、ステップＳａ５の判定、ステップＳａ９の測光、ステップＳａ１０の像ブレ検出開始、ステップＳａ１１の判定を行う。これにより、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる前から合焦状態にすることができる。例えば、ライブビュー画像の表示と併用することにより、合焦状態でのライブビュー画像の表示が可能となる。また、位相差検出方式ＡＦを用いれば、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを併用さることができる。このような動作を「常時ＡＦモード」としてカメラに備えるようにしてもよく、「常時ＡＦモード」のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成してもよい。
【０３１３】
前記実施形態では、撮像ユニット１をカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。撮像ユニット１を搭載したカメラは、撮像素子の露光と位相差検出ユニットによる位相差検出を同時に行うことができるカメラの一例である。これに限られず、例えば、撮像素子への光を分離する光分離素子（例えば、プリズム、半透過ミラー等）により被写体光を撮像素子と位相差検出ユニットの両方に導くカメラで
あってもよい。また、撮像素子のマイクロレンズの一部をセパレータレンズとし、瞳分割された被写体光をそれぞれ受光部にて受光できるように配列したカメラであってもよい。
【０３１４】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０３１５】
以上説明したように、本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置について有用である。
【符号の説明】
【０３１６】
１，３０１        撮像ユニット（撮像装置）
１０，２１０      撮像素子
１１ａ，２１１ａ  基板
１１ｂ            Ｒ画素，Ｇ画素，Ｂ画素（色用受光部）、無色画素（輝度用受光部）
１５ｒ            赤色のカラーフィルタ
１５ｇ            緑色のカラーフィルタ
１５ｂ            青色のカラーフィルタ
１７              透過部（薄肉部）
２０，３２０      位相差検出ユニット（位相差検出部）
２３ａ，３２３ａ  セパレータレンズ
２４ａ，３２４ａ  ラインセンサ（センサ）
１００，２００    カメラ（撮像装置）
５                ボディ制御部（制御部）
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受けて光電変換を行うと共に、光を通過させるように構成された撮像素子と、
前記撮像素子を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出部とを備え、
前記撮像素子は、色に関する情報を取得するための色用受光部と、該色用受光部よりも受光光量が多くなるように構成された輝度に関する情報を取得するための輝度用受光部とを有し、
前記位相差検出部は、少なくとも前記輝度用受光部を通過した光を受光して位相差検出を行う撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記色用受光部及び前記輝度用受光部が配設される基板をさらに有し、
前記基板は、光を通過させる撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記基板は、周辺部よりも薄く形成された薄肉部を有し、該薄肉部を介して光を通過させる撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記薄肉部は、複数形成されており、
前記位相差検出部は、前記通過部を通過した光を分割するセパレータレンズと、該セパレータレンズによって分割された光の位相差を検出するセンサとを、それぞれ前記薄肉部に応じた個数ずつ有している撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、１つの前記輝度用受光部とそれぞれ異なる色の光を通過させる３つの前記色用受光部とを１つの繰り返し単位として、該繰り返し単位が規則的に配列されている撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記撮像素子の出力に基づいて画像信号を作成する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記輝度用受光部の周辺の前記色用受光部の出力によって、該輝度用受光部の画素の色に関する情報を補間する撮像装置。
【請求項７】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記色用受光部には、カラーフィルタが設けられている一方、
前記輝度用受光部には、カラーフィルタが設けられていない撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記繰り返し単位における３つの前記色用受光部は、緑色のカラーフィルタが設けられた緑用受光部と、赤色のカラーフィルタが設けられた赤用受光部と、青色のカラーフィルタが設けられた青用受光部とで構成されており、
前記繰り返し単位において、１つの前記輝度用受光部と３つの前記色用受光部とが２行２列に配列され、該輝度用受光部と前記緑用受光部とが一方の対角位置に配設され、前記赤用受光部と前記青用受光部とが他方の対角位置に配設されている撮像装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2009104417.tif 000029
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009104417.tif 000032
【図６】
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【図７】
2009104417.tif 000034
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2009104417.tif 000043
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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