(57)【要約】      （修正有）【課題】  高い焦点検出性能を維持しつつ、焦点検出動作を行った場合にも比較的良好な動画像を得ることのできる瞳時分割型ＡＦのカメラを提供する。【解決手段】  瞳分割部は、撮影光学系と撮像素子との間の光路中または撮影光学系内の光路中に配置されるとともに、互いに重心位置の異なる少なくとも２つの開口を備え、該少なくとも２つの開口から少なくとも１つの開口を選択して第１開口とするとともに、該第１開口とは重心位置の異なる少なくとも１つの開口を選択して第２開口とし、第１開口および第２開口を前記光束に対して時分割で開閉する。焦点検出部は、瞳分割部によって撮像素子に形成される被写体の像の画像信号に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する。画像処理部は、瞳分割部のそれぞれ異なる開口を通過した光束によって撮像素子に時分割で形成される２以上の画像に基づいて１つの出力画像を生成する。【選択図】  図１
2006285110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束を結像する撮影光学系の撮像面に配置され、前記被写体の像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路中または前記撮影光学系内の光路中に配置されるとともに、互いに重心位置の異なる少なくとも２つの開口を備え、該少なくとも２つの開口から少なくとも１つの開口を選択して第１開口とするとともに、該第１開口とは重心位置の異なる少なくとも１つの開口を選択して第２開口とし、前記第１開口および前記第２開口を前記光束に対して時分割で開閉する瞳分割部と、
前記瞳分割部によって前記撮像素子に形成される前記被写体の像の画像信号に基づいて前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記瞳分割部のそれぞれ異なる開口を通過した前記光束によって前記撮像素子に時分割で形成される２以上の画像に基づいて１つの出力画像を生成する画像処理部と、
を有することを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記出力画像を表示するモニタ部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記出力画像の画像データを記録する記録部をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記瞳分割部は、互いに重心位置の異なる少なくとも４つの開口を備え、前記第１開口および前記第２開口の配列方向と異なる方向に配列された２つの開口を選択して第３開口および第４開口とし、前記第１開口から前記第４開口までの各開口を前記光束に対して時分割で開閉することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、瞳時分割型の位相差検出方式によって焦点検出を行うカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラの焦点検出方式の一つとして、光学系の射出瞳位置近傍に設けられた一対の開口を交互に切り替えて２像間の像ズレ量から焦点状態を検出する、いわゆる瞳時分割型の位相差検出方式（以下、「瞳時分割型ＡＦ」と称する）が従来から知られている。一般的な瞳時分割型ＡＦのカメラでは、焦点検出時と非焦点検出時との切替時に被写界深度が大きく変化し、また、焦点検出時には絞りの切り替えによりピントのあっていない被写体の像が位置揺れすることとなる。したがって、一般的な瞳時分割型ＡＦのカメラでは、焦点検出動作を行った場合に撮像面の撮像素子で取得される一連の画像がファインダ用の動画表示や動画記録に不向きであるという問題が指摘されている。
【０００３】
一方、特許文献１には、瞳分割手段の比較的小さな部分のみを遮光して、この遮光領域の位置を交互に切り替えて焦点状態を検出するカメラが提案されている。この特許文献１のカメラでは、瞳時分割型ＡＦで焦点検出動作を行った場合にもファインダ用の動画表示や動画記録に耐えうる比較的良好な動画像を得ることができるとされている。
【特許文献１】特開２００２−２０７１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のカメラでは、瞳分割手段の光束通過部分が大きいので焦点検出に用いる像のコントラストが低くなる傾向がある。そのため、被写体に焦点が合っていないピンボケ状態では焦点検出精度が低下したり、低コントラストの被写体の撮影や低輝度条件下の撮影では焦点検出不能となる場合が多くなる点で改善の余地があった。
本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものであり、その目的は、高い焦点検出性能を維持しつつ、焦点検出動作を行った場合にも比較的良好な動画像を得ることのできる瞳時分割型ＡＦのカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係るカメラは、撮像素子と、瞳分割部と、焦点検出部と、画像処理部と、を有することを特徴とする。撮像素子は、被写体からの光束を結像する撮影光学系の撮像面に配置され、被写体の像を画像信号に変換する。瞳分割部は、撮影光学系と撮像素子との間の光路中または撮影光学系内の光路中に配置されるとともに、互いに重心位置の異なる少なくとも２つの開口を備え、該少なくとも２つの開口から少なくとも１つの開口を選択して第１開口とするとともに、該第１開口とは重心位置の異なる少なくとも１つの開口を選択して第２開口とし、第１開口および第２開口を前記光束に対して時分割で開閉する。焦点検出部は、瞳分割部によって撮像素子に形成される被写体の像の画像信号に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する。画像処理部は、瞳分割部のそれぞれ異なる開口を通過した光束によって撮像素子に時分割で形成される２以上の画像に基づいて１つの出力画像を生成する。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、出力画像を表示するモニタ部をさらに有することを特徴とする。
第３の発明は、第１または第２の発明において、出力画像の画像データを記録する記録部をさらに有することを特徴とする。
第４の発明は、前記瞳分割部は、互いに重心位置の異なる少なくとも４つの開口を備え、前記第１開口および前記第２開口の配列方向と異なる方向に配列された２つの開口を選択して第３開口および第４開口とし、前記第１開口から前記第４開口までの各開口を前記光束に対して時分割で開閉することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のカメラでは、２以上の画像に基づいて１つの出力画像を生成する画像処理部によって、瞳時分割型ＡＦでの焦点検出性能を犠牲にすることなく、焦点検出動作を行った場合にも比較的良好な動画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態の説明）
図１は第１実施形態に係るカメラの概要を示すブロック図である。第１実施形態のカメラは、撮影レンズ１０と、レンズ駆動部１１と、瞳分割部１２および液晶駆動回路１３と、撮像素子１４と、Ａ／Ｄ変換部１５と、画像処理部１６と、メモリ１７と、焦点検出部１８と、記録部１９と、モニタ部２０と、操作部２１と、ＣＰＵ２２と、データバス２３とを有している。なお、Ａ／Ｄ変換部１５、画像処理部１６、メモリ１７、記録部１９、モニタ部２０およびＣＰＵ２２はそれぞれデータバス２３を介して接続されている。
【０００９】
撮影レンズ１０は、光学要素の１つである前レンズ１０ａと、合焦位置調節用のフォーカスレンズ１０ｂとを含む複数のレンズ群で構成されている。この撮影レンズ１０のフォーカスレンズ１０ｂはレンズ駆動部１１によって光軸方向の位置が調整される。
瞳分割部１２は、高分子分散型液晶を用いた円形の平板状光学素子であって、撮影レンズ１０内の光路中に配置されている。この瞳分割部１２は液晶の屈折率変化を利用して任意の領域を選択的に遮光できる液晶シャッタとして機能する。具体的には、瞳分割部１２は光軸から偏心した位置に開口部を設定する一方で、開口部以外の領域を遮光して被写体からの光束を絞る役目を果たす。この第１実施形態の瞳分割部１２では、光軸を中心として上下方向の対称位置および左右方向の対称位置の４箇所に開口部を選択的に形成できる（図３参照）。
【００１０】
図２は瞳分割部１２の液晶シャッタの一例を示す透過状態での正面図である。瞳分割部１２の液晶シャッタは、中心部に配置された正八角形の内部領域３０と、内部領域３０の外側に位置する外部領域３１とに分割されている。内部領域３０は、上下および左右の外周部の４箇所にそれぞれ同一形状をなす扁平六角形状の開口部が形成されるように区切られている。なお、内部領域３０の各開口部は直交する他の２つの開口部とそれぞれ部分的に重複するようにパターンが形成されている。
【００１１】
図４、図５は瞳分割部１２の構造を模式的に示す部分断面図である。瞳分割部１２は、一対の透光性板状体３２と、透明導電膜３３と、高分子分散液晶材３４とで構成されている。この瞳分割部１２は、遮光状態と透過状態とを印加電圧の制御によって切り替えることができる。
一対の透光性板状体３２はいずれもガラス等で構成され、所定の間隙を空けた対向状態で配置されている。各透光性板状体３２の互いに対向する面には、それぞれＩＴＯ等で構成された透明導電膜３３が配置されている。この透明導電膜３３には上記の液晶シャッタのパターンに対応する電極パターンが形成されている。ここで、透明導電膜３３の電極パターンは、液晶シャッタの各分割領域をそれぞれ独立してオンオフできるように構成されている。
【００１２】
透光性板状体３２の間隙には、等方性を有する透明な高分子ポリマー３５に液晶粒子３６を分散してなる高分子分散液晶材３４が挟持されている。液晶粒子３６内の液晶分子３６ａは光学的異方性を有し、２つの屈折率、すなわち、楕円体の長径に相当する常屈折率と楕円体の短径に相当する異常屈折率とを有している。そして、等方性の高分子ポリマー３５の屈折率は、液晶分子３６ａの常屈折率または異常屈折率の一方と等しくなるように設定されている。
【００１３】
ここで、図４では瞳分割部１２の透明導電膜３３に電圧を印加していない状態（遮光状態）を示す。この場合には液晶粒子３６内の液晶分子３６ａがランダムな方向に配向している。そのため、高分子ポリマー３５と液晶粒子３６との界面で両者の屈折率差による散乱が生じ、瞳分割部１２に入射した光束が遮光されることとなる。
一方、図５では瞳分割部１２の透明導電膜３３に電圧を印加した状態（透過状態）を示す。この場合には、図示上下方向の電界が発生して液晶分子３６ａが電界方向に配向されることとなる。そのため、配向時の液晶分子３６ａの屈折率と高分子ポリマー３５の屈折率とが等しくなって、瞳分割部１２に入射した光束は散乱することなく瞳分割部１２を透過する。
【００１４】
液晶駆動回路１３は、ＣＰＵ２２の指示により瞳分割部１２の透明導電膜３３に電圧を印加し、瞳分割部１２の遮光領域を切り替える。
撮像素子１４は撮影レンズ１０の像空間側に配置されている。撮像素子１４の受光面には被写体像を光電変換してアナログ画像信号を生成する受光素子が２次元配列されている。この撮像素子１４の出力はＡ／Ｄ変換部１５に接続されている。
【００１５】
また、後述の静止画撮影モードにおいて、撮像素子１４は非レリーズ時にも所定間隔毎に被写体を露光してアナログ画像信号（スルー画像信号）を出力する。このスルー画像信号は、後述の静止画撮影モードでのＡＦ演算およびＡＥ演算やファインダ画像の生成などに使用される。なお、第１実施形態の撮像素子１４は、電荷順次転送方式（ＣＣＤ等）またはＸＹアドレス方式（ＣＭＯＳ等）のいずれであってもよい。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換部１５は撮像素子１４から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。このＡ／Ｄ変換部１５の出力は、焦点検出部１８とデータバス２３とにそれぞれ接続されている。
画像処理部１６は、デジタル画像信号に画像処理（欠陥画素補正、ガンマ補正、補間、色変換、エッジ強調など）を施して撮影画像データ（静止画像データまたは動画像データ）を生成する。また、画像処理部１６は、デジタル画像信号に基づいてファインダ画像を生成する。さらに、画像処理部１６では画像処理後の撮影画像データを圧縮する処理や、圧縮画像データを伸長して復元する処理を実行する。
【００１７】
メモリ１７はＳＤＲＡＭ等で構成される。このメモリ１７には画像処理部１６による画像処理の前工程または後工程でのデータが一時的に保存される。
焦点検出部１８は、上記のデジタル画像信号に基づいてデフォーカス量（フォーカスレンズ１０ｂの合焦位置からのズレ方向およびズレ量）を演算する。具体的には、焦点検出部１８は瞳分割部１２のそれぞれ異なる開口部を通過して結像した２以上の画像の像ズレから位相差検出方式でデフォーカス量を演算する。
【００１８】
記録部１９は、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等の記録媒体と、上記の記録媒体に撮影画像データを読み書きするドライバユニットとから構成されている。上記の記録媒体は電子カメラに着脱自在に接続されるもの、電子カメラに内蔵されたもの、のいずれでもよい。また、電子カメラに異なる種類の記録部１９を複数設けるようにしてもよい。
【００１９】
モニタ部２０は液晶モニタなどで構成されており、主にカメラの背面等に配置されている。このモニタ部２０には、撮影画像データの再生画像やカメラの各種設定を変更するための設定画面などが表示される。また、撮影時のモニタ部２０にはファインダ画像が直ちに動画表示され、これによりモニタ部２０が電子ビューファインダとして機能するようになっている。
【００２０】
操作部２１は、カメラの各種撮影モード（静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モード等）の切り換えや設定入力を行う入力釦や、レリーズ釦などを備えている。
ＣＰＵ２２は、図示しないＲＯＭに格納されたシーケンスプログラムに従ってカメラの各部動作を制御する。また、ＣＰＵ２２はデジタル画像信号に基づいてＡＥ演算やホワイトバランスゲインの演算などを実行する。
【００２１】
（静止画撮影モードの説明）
図６は、第１実施形態の「静止画撮影モード」の動作を説明する流れ図である。
ステップＳ１０１：ＣＰＵ２２は所定間隔毎に撮像素子１４にスルー画像信号を生成させる。画像処理部１６はスルー画像信号に基づいてファインダ画像を生成し、ＣＰＵ２２はモニタ部２０にファインダ画像を動画表示する。したがって、ユーザーはモニタ部２０に表示されたファインダ画像によって被写体のフレーミングを行うことができる。
【００２２】
ステップＳ１０２：ＣＰＵ２２はレリーズ釦が半押しされたか否かを判定する。レリーズ釦が半押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ１０３に移行する。一方、レリーズ釦に入力がない場合（ＮＯ側）にはＳ１１７に移行する。
ステップＳ１０３：ＣＰＵ２２は、レリーズ釦の半押し直前に取得したスルー画像信号に基づいてＡＥ演算およびホワイトバランスゲインの演算を実行する。
【００２３】
ステップＳ１０４：ＣＰＵ２２はファインダ画像の生成を一時的に停止する。そして、次のファインダ画像が生成されるまで、ＣＰＵ２２はレリーズ釦の半押し直前のファインダ画像をモニタ部２０にそのまま表示する。
ステップＳ１０５：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の左側開口部以外の領域を遮光する（図３（ａ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の左側開口部を通過した光束の画像（第１画像）の画像信号を生成する。この第１画像のデジタル画像信号は焦点検出部１８に入力されるとともにメモリ１７に保存される。
【００２４】
ステップＳ１０６：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の右側開口部以外の領域を遮光して開口部の位置を切り替える（図３（ｂ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の右側開口部を通過した光束の画像（第２画像）の画像信号を生成する。この第２画像のデジタル画像信号は焦点検出部１８に入力されるとともにメモリ１７に保存される。
【００２５】
ステップＳ１０７：焦点検出部１８は、第１画像（Ｓ１０５）および第２画像（Ｓ１０６）の横方向の像ズレから位相差検出方式で第１デフォーカス量を演算する。
ステップＳ１０８：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の上側開口部以外の領域を遮光して開口部の位置を切り替える（図３（ｃ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の上側開口部を通過した光束の画像（第３画像）の画像信号を生成する。この第３画像のデジタル画像信号は焦点検出部１８に入力されるとともにメモリ１７に保存される。
【００２６】
ステップＳ１０９：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の下側開口部以外の領域を遮光して開口部の位置を切り替える（図３（ｄ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の右側開口部を通過した光束の画像（第４画像）の画像信号を生成する。この第４画像のデジタル画像信号は焦点検出部１８に入力されるとともにメモリ１７に保存される。
【００２７】
ステップＳ１１０：焦点検出部１８は、第３画像（Ｓ１０８）および第４画像（Ｓ１０９）の縦方向の像ズレから位相差検出方式で第２デフォーカス量を演算する。
ステップＳ１１１：焦点検出部１８は、第１デフォーカス量（Ｓ１０７）および第２デフォーカス量（Ｓ１１０）の信頼性を被写体のコントラスト等に基づいて比較する。そして、焦点検出部１８はより信頼性が高いデフォーカス量を最終デフォーカス量に決定する。
【００２８】
ステップＳ１１２：画像処理部１６は、メモリ１７に保存された第１画像から第４画像までの各画像のデジタル画像信号を合成処理し、時分割で取得された各画像を重ね合わせたファインダ合成画像を生成する。そして、ＣＰＵ２２はモニタ部２０の表示をファインダ合成画像に更新する。このファインダ合成画像は、次のファインダ画像が生成されるまでモニタ部２０にそのまま表示される。
【００２９】
上記のファインダ合成画像では、ピントの合った被写体はぶれることなく鮮明に結像する一方で、ピントのあっていない被写体は上下左右にぶれた像が重なり合ってボケた状態となる（図７参照）。なお、画像処理部１６は、前のファインダ画像に基づいてファインダ合成画像のゲインを調整し、ファインダ画像間の明るさを揃えるように調整するのが好ましい。
【００３０】
ステップＳ１１３：ＣＰＵ２２は、最終デフォーカス量（Ｓ１１１）が許容範囲外であるか否かを判定する。許容範囲外である場合（ＹＥＳ側）にはＳ１１４に移行する。一方、許容範囲内である場合（ＮＯ側）にはＳ１１５に移行する。
ステップＳ１１４：ＣＰＵ２２はレンズ駆動部１１を駆動させて、最終デフォーカス量（Ｓ１１１）に基づいてフォーカスレンズ１０ｂを移動させる。
【００３１】
ステップＳ１１５：ＣＰＵ２２は再度の焦点検出動作が必要な場合（例えば、コンティニュアスＡＦ設定時にレリーズ釦が半押しされている場合や、最終デフォーカス量の信頼性が閾値以下の場合など）であるか否かを判定する。再度の焦点検出動作を行う場合（ＹＥＳ側）にはＳ１０５に戻って、ＣＰＵ２２は上記動作を繰り返す。一方、再度の焦点検出動作を行わない場合（ＮＯ側）にはＳ１１６に移行する。
【００３２】
ステップＳ１１６：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の全領域を透過状態に変更する。その後のレリーズ釦の全押しにより、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて被写体を撮影する。そして、画像処理部１６は撮像素子１４の画像信号に基づいて静止画像データを生成し、記録部１９に静止画像データが最終的に記録される。なお、上記撮影の後にＣＰＵ２２はスルー画像信号によるファインダ画像の生成を再開する。
【００３３】
ステップＳ１１７：ＣＰＵ２２は、ユーザーの入力による撮影終了指示があるか否かを判定する。撮影終了指示がある場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ２２はスルー画像信号の生成等を停止して撮影を終了する。一方、撮影終了指示がない場合（ＮＯ側）にはＳ１０２に戻って、ＣＰＵ２２は上記動作を繰り返す。以上で第１実施形態の「静止画撮影モード」での動作説明を終了する。
【００３４】
上記の「静止画撮影モード」では以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、焦点検出時には直前のファインダ画像がモニタ部２０に表示され（Ｓ１０４）、第１画像から第４画像までが揃った段階で各画像を重ね合わせたファインダ合成画像がモニタ部２０に表示される（Ｓ１１２）。したがって、上記実施形態では、焦点検出動作の開始時および終了時にファインダ画像の被写界深度が大きく変化したり、瞳分割部の開口部の切り替えでファインダ画像の被写体の位置が瞬時に変化して位置揺れするようなことはない。
【００３５】
（２）上記実施形態では、焦点検出時の瞳分割部１２が所定の開口部以外の全領域を遮光して被写体からの光束を絞るので（Ｓ１０５等）、焦点検出に用いる像のコントラストは高くなる。そのため、従来技術のように光束の通過領域を大きくした場合と比べて、上記実施形態での焦点検出部１８の焦点検出性能はより高い水準で安定する。また、瞳時分割型ＡＦで焦点検出動作を行うことによって、コントラスト検出方式ＡＦの山登り動作の場合よりも短時間で焦点検出を行うことが可能となる。
【００３６】
（３）上記実施形態では、上下左右の４つの異なる開口部を通過した光束による４画像を重ね合わせてファインダ合成画像が生成される（Ｓ１１２）。そのため、ファインダ合成画像では、ピントのあっていない被写体のボケの状態が通常のファインダ画像での表示状態に近くなる。また、焦点検出時に被写体とカメラとの相対位置が手ぶれ等で光軸垂直方向にズレた場合には正確な焦点検出ができなくなるが、この場合には著しくズレた画像が重なり合ってファインダ合成画像が生成される。そのため、ユーザーはモニタ部２０の表示により上記の状況を的確に把握できる。
【００３７】
（４）上記実施形態で複数回の焦点検出動作が連続する場合には、第１画像から第４画像までの各画像が揃うごとにファインダ合成画像が生成される（Ｓ１１２、Ｓ１１５）。そのため、ファインダ合成画像が生成されるごとにモニタ部２０の表示が逐次更新されるので、焦点検出動作時においてもユーザーはモニタ部２０の表示に基づいて被写体のフレーミングを通常通りに行うことができる。
【００３８】
（動画撮影モードの説明）
図８は、第１実施形態での「動画撮影モード」の動作を説明する流れ図である。なお、「動画撮影モード」の動作に関し、上記の「静止画撮影モード」と共通する部分については説明を一部省略する。
ステップＳ２０１：ＣＰＵ２２は動画像の撮影開始とともに撮像素子１４を駆動させて被写体を撮影する。画像処理部１６は撮像素子１４の出力に基づいて動画像データを順次生成し、記録部１９に動画像データが最終的に記録される。なお、撮影時のモニタ部２０には動画像データの画像をリサイズしたファインダ画像が動画表示される。
【００３９】
ステップＳ２０２：ＣＰＵ２２はレリーズ釦半押しによりＡＦ動作が指示されたか否かを判定する。レリーズ釦が半押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ２０３に移行する。一方、レリーズ釦に入力がない場合（ＮＯ側）にはＳ２１５に移行する。
ステップＳ２０３：ＣＰＵ２２は焦点検出動作に先だって、動画像データの生成を一時的に停止する。また、次のファインダ画像が生成されるまで、ＣＰＵ２２はレリーズ釦の半押し直前のファインダ画像をモニタ部２０にそのまま表示する。
【００４０】
ステップＳ２０４：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の左側開口部以外の領域を遮光する（図３（ａ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の左側開口部を通過した光束の画像（第１画像）の画像信号を生成する。
ステップＳ２０５：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の右側開口部以外の領域を遮光して開口部の位置を切り替える（図３（ｂ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の右側開口部を通過した光束の画像（第２画像）の画像信号を生成する。
【００４１】
ステップＳ２０６：焦点検出部１８は、第１画像（Ｓ２０４）および第２画像（Ｓ２０５）の横方向の像ズレから位相差検出方式で第１デフォーカス量を演算する。
ステップＳ２０７：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の上側開口部以外の領域を遮光して開口部の位置を切り替える（図３（ｃ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の上側開口部を通過した光束の画像（第３画像）の画像信号を生成する。
【００４２】
ステップＳ２０８：ＣＰＵ２２は液晶駆動回路１３を駆動させて、瞳分割部１２の下側開口部以外の領域を遮光して開口部の位置を切り替える（図３（ｄ）参照）。そして、ＣＰＵ２２は撮像素子１４を駆動させて、瞳分割部１２の右側開口部を通過した光束の画像（第４画像）の画像信号を生成する。
ステップＳ２０９：焦点検出部１８は、第３画像（Ｓ２０７）および第４画像（Ｓ２０８）の縦方向の像ズレから位相差検出方式で第２デフォーカス量を演算する。
【００４３】
ステップＳ２１０：焦点検出部１８は、第１デフォーカス量（Ｓ２０６）および第２デフォーカス量（Ｓ２０９）の信頼性を比較し、より信頼性が高いデフォーカス量を最終デフォーカス量に決定する。
ステップＳ２１１：ＣＰＵ２２は、最終デフォーカス量（Ｓ２１０）が許容範囲外であるか否かを判定する。許容範囲外である場合（ＹＥＳ側）にはＳ２１２に移行する。一方、許容範囲内である場合（ＮＯ側）にはＳ２１３に移行する。
【００４４】
ステップＳ２１２：ＣＰＵ２２はレンズ駆動部１１を駆動させて、最終デフォーカス量（Ｓ２１０）に基づいてフォーカスレンズ１０ｂを移動させる。
ステップＳ２１３：画像処理部１６は、メモリ１７に保存された第１画像から第４画像までの各画像のデジタル画像信号を合成処理し、時分割で取得された各画像を重ね合わせた合成画像を生成する（合成画像の説明はファインダ合成画像の説明とほぼ共通であるので省略する）。そして、ＣＰＵ２２は、Ｓ２０４からＳ２１２までの期間に生成されるフレーム数だけ合成画像のフレームを補充して動画像データを生成する。また、ＣＰＵ２２はモニタ部２０の表示を合成画像に基づくファインダ画像に更新する。
【００４５】
ステップＳ２１４：ＣＰＵ２２は再度の焦点検出動作が必要な場合であるか否かを判定する。再度の焦点検出動作を行う場合（ＹＥＳ側）にはＳ２０４に戻って、ＣＰＵ２２は焦点検出動作を繰り返す。一方、再度の焦点検出動作を行わない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２２は瞳分割部１２の全領域を透過状態に変更した後にＳ２１５に移行する。
ステップＳ２１５：ＣＰＵ２２は、ユーザーの入力による撮影終了指示があるか否かを判定する。撮影終了指示がある場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ２２は撮影を終了する。一方、撮影終了指示がない場合（ＮＯ側）にはＳ２０１に戻って、ＣＰＵ２２は動画像データの生成を継続する。以上で第１実施形態の「動画撮影モード」での動作説明を終了する。
【００４６】
上記の「動画撮影モード」では、動画撮影時に瞳時分割型ＡＦで焦点検出動作を行った場合であっても、焦点検出動作の期間は第１画像から第４画像までを重ね合わせた合成画像のフレームが挿入される（Ｓ２１３）。そのため、上記実施形態では、焦点検出時には画像が若干ぎこちなくなるが、動画像の被写界深度の激変やピントの合わない被写体の位置揺れなどのない比較的良好な動画を撮影できる。また、瞳時分割型ＡＦで焦点検出動作を行うことによって、コントラスト検出方式ＡＦの山登り動作の場合よりも短時間で焦点検出を行うことが可能となる。
【００４７】
（第２実施形態の説明）
図９は第２実施形態に係るカメラの概要を示すブロック図である。なお、第２実施形態において第１実施形態と共通の構成には同一符号を付して重複説明を省略する。
第２実施形態のカメラは、フイルム２６による撮影と撮像素子１４による撮影とが可能なハイブリットカメラの例である。第２実施形態のカメラでは、撮影レンズ１０の像空間側にハーフミラー２４が傾斜配置されている。そして、被写体からの光束の一方はハーフミラー２４を透過し、ハーフミラー２４の背面に配置されたシャッタ機構２５およびフイルム２６の方向に導かれる。また、被写体からの光束の他方はハーフミラー２４で反射され、ハーフミラー２４の上側に配置された撮像素子１４に導かれる。
【００４８】
第２実施形態のカメラでは、銀塩写真の撮影時には撮像素子１４の出力によって瞳時分割型ＡＦと電子ファインダによるフレーミングを行うことができる。また、第１実施形態と同様に、撮像素子１４によって静止画撮影および動画撮影を行なうことも可能である。
（実施形態の補足事項）
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような形態であってもよい。
【００４９】
（１）瞳分割部１２は上下方向または左右方向のいずれかに１対の開口部を備えたものであってもよい。また、瞳分割部１２の１対の開口部は上下方向または左右方向の配置に限定されず、一対の開口部が斜めに配列されるようにしてもよい。また、瞳分割部１２の液晶シャッタのパターンを同心円状に分割し、瞳分割部１２が絞りを兼ねるようにしてもよい（いずれも図示を省略する）。
【００５０】
（２）瞳分割部１２は高分子分散型液晶を用いた構成に限定されることなく、例えば、特開平９−４３５０７号公報や特開平９−１８４９７３号公報に記載のカメラのように、開口を有する遮光板を機械的に移動させる構成であってもよい。また、上記実施形態では、電圧印加時に透過状態となる瞳分割部１２の構成を示したが、例えば特開平１１−２０２１９０号公報に記載のカメラのように、電圧印加時に遮光状態となるリバース型高分子分散型液晶で瞳分割部１２を構成してもよい。さらに、瞳分割部１２の配置は上記実施形態に限定されず、撮影レンズ１０の像空間側に配置されていてもかまわない。
【００５１】
（３）第１実施形態のカメラにおいて、モニタ部２０とは別に電子ファインダをさらに設けるようにしてもよい。また、第１実施形態では撮像素子１４が測光部として機能する例を示したが、撮像素子１４とは別にＡＥ演算用の測光部および測光回路を設けてもよい。
（４）第１実施形態で焦点検出動作の一層の高速化が求められる場合には、第１デフォーカス量の信頼性が閾値未満の場合のみ、第２デフォーカス量を演算するようにしてもよい。
【００５２】
（５）第１実施形態のカメラにおいて、焦点検出動作時の各画像の画像信号を間引き読み出しして、撮像素子１４からの信号読み出しを高速化してもよい。この場合には、撮像素子１４からの信号読み出しの高速化と、画像合成時の画像処理部１６の演算負荷とを軽減することができ、合成画像をより短い間隔で生成できる。
例えば、瞳分割部１４で１対の開口部を切り替えた場合に第１画像では奇数行を間引き読み出しし、第２画像では偶数行を間引き読み出しするインターレース方式を採用してもよい。上記のインターレース方式の合成画像では、ピントのあっていない被写体は画像の各行ごとに互い違いの方向にぶれた状態で重なりあうこととなる（図示を省略する）。しかし、一般的に動画像の解像度は比較的低く、また間引き読み出しの場合には合成画像の更新頻度も高くなるので、動画像としてみた場合には通常の撮影状態とさほど違和感のない画像を得ることができる。
【００５３】
（６）第１実施形態の静止画撮影時には、ファインダ合成画像の表示を省略するモードを選択できるようにしてもよい。上記の場合には、焦点検出時に第１画像から第４画像までのＡＦエリアの画像信号のみを通常読み出しし、他の部分の画像信号を高速掃き出しすることで、焦点検出動作を高速化することが可能となる。
（７）第１実施形態のカメラにおいて、瞳時分割型ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを併用するようにしてもよい。特に動画撮影の場合には、通常はコントラスト検出方式ＡＦの山登り動作で焦点検出を行ってフレーム落ちのない状態で撮影を行い、撮影開始直後や急激に画像が変化した場合のみ瞳時分割型ＡＦで高速な焦点検出を行うようにするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係るカメラの概要を示すブロック図
【図２】瞳分割部の液晶シャッタの一例を示す透過状態での正面図
【図３】瞳分割部の開口部の切り替え状態を示す図
【図４】遮光状態における瞳分割部の構造を模式的に示す部分断面図
【図５】透過状態における瞳分割部の構造を模式的に示す部分断面図
【図６】第１実施形態の「静止画撮影モード」での動作を説明する流れ図
【図７】ファインダ合成画像の説明図
【図８】第１実施形態の「動画撮影モード」での動作を説明する流れ図
【図９】第２実施形態に係るカメラの概要を示すブロック図
【符号の説明】
【００５５】
１０…撮影レンズ、１２…瞳分割部、１４…撮像素子、１６…画像処理部、１８…焦点検出部、１９…記録部、２０…モニタ部、２２…ＣＰＵ
【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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