(57)【要約】【課題】光学ファインダー像を損なうことなく、位相差検出方式と撮像面位相差検出方式とを組み合わせて焦点検出を行うことが可能な撮像装置及びその制御方法を得る。【解決手段】撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した少なくとも一対の光束を受光する焦点検出画素を有する撮像手段と、撮像光学系の光路上から導かれた光束を利用して焦点検出を行う第１焦点検出手段と、撮像手段が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行う第２焦点検出手段と、光路上から退避可能で、光路上の光束を視認手段へ導く第１光学手段と、第１光学手段とは独立に光路上から退避可能で、光路上の光束を第１焦点検出手段へ導く第２光学手段と、第２光学手段を光路上に設置又は光路上から退避することによって、第１焦点検出手段を用いた焦点検出と第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替える制御手段と、を備える。【選択図】図１
2018031969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した少なくとも一対の光束を受光する焦点検出画素を有する撮像手段と、
前記撮像光学系の光路上から導かれた光束を利用して焦点検出を行う第１焦点検出手段と、
前記撮像手段が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行う第２焦点検出手段と、
前記光路上から退避可能で、前記光路上の光束を視認手段へ導く第１光学手段と、
前記第１光学手段とは独立に前記光路上から退避可能で、前記光路上の光束を前記第１焦点検出手段へ導く第２光学手段と、
前記第２光学手段を前記光路上に設置又は前記光路上から退避することによって、前記第１焦点検出手段を用いた焦点検出と前記第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を行い、前記第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う第２検出領域を、前記第１焦点検出手段を用いて合焦動作を行った第１検出領域が収まるように設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、前記撮像手段から読み出す画素の範囲を、前記第２検出領域が収まる範囲に限定する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
合焦動作を連続して行う際に、焦点検出により得られた焦点外れ量が第１閾値以上である場合は前記第１焦点検出手段に切り替えて焦点検出を行い、前記焦点外れ量が前記第１閾値未満である場合は前記第２焦点検出手段に切り替えて焦点検出を行う
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮影直後に焦点検出を行うときには、撮影中に前記撮像手段から読み出した画像信号に基づいて、前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、前記撮像手段から画像信号を読み出すフレームレートを、被写体像の輝度に応じて調整する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像光学系の絞り値が所定値以上であるときは、前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像光学系を通過する光量を制限する第３光学手段を更に備え、
前記第３光学手段により制限された前記撮像光学系の絞り値が所定値以上であるときは、前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、前記撮像手段から画像信号を読み出すフレームレートを、前記撮像光学系の絞り値に応じて調整する
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
画像を連続して撮影するときには、前記撮像光学系の絞り値を所定の設定Ｆ値に固定したまま、前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した少なくとも一対の光束を受光する焦点検出画素を有する撮像手段と、
前記撮像光学系の光路上から導かれた光束を利用して焦点検出を行う第１焦点検出手段と、
前記撮像手段が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行う第２焦点検出手段と、
前記光路上から退避可能で、前記光路上の光束を視認手段へ導く第１光学手段と、
前記光路上から退避可能で、前記光路上の光束を前記第１焦点検出手段へ導く第２光学手段と、
を備える撮像装置の制御方法であって、
前記第１光学手段とは独立に前記第２光学手段を前記光路上に設置又は前記光路上から退避することによって、前記第１焦点検出手段を用いた焦点検出と前記第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替えるステップ
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した少なくとも一対の光束を受光する焦点検出画素を有する撮像手段と、
前記撮像光学系の光路上から導かれた光束を利用して焦点検出を行う第１焦点検出手段と、
前記撮像手段が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行う第２焦点検出手段と、
前記光路上から退避可能で、前記光路上の光束を視認手段へ導く第１光学手段と、
前記光路上から退避可能で、前記光路上の光束を前記第１焦点検出手段へ導く第２光学手段と、
を備える撮像装置において、コンピュータを、
前記第１光学手段とは独立に前記第２光学手段を前記光路上に設置又は前記光路上から退避することによって、前記第１焦点検出手段を用いた焦点検出と前記第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替える制御手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる焦点検出手段を組み合わせて合焦動作を行う撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の撮像装置は、自動焦点検出機能を備えていることが一般的である。例えばレンズ交換が可能なデジタル一眼レフカメラは、位相差検出方式の自動焦点検出機能を備えていることが多い。
【０００３】
デジタル一眼レフカメラに用いられる位相差検出方式と異なる焦点検出方式として、撮像面位相差検出方式が知られている。例えば特許文献１には、少なくとも一対の焦点検出画素を有する画素を２次元状に配列した撮像素子を備えた撮像装置について記載されている。特許文献１の撮像装置では、撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した一対の光束を、同一のマイクロレンズによって一対の焦点検出画素に投影させ、焦点検出画素から出力される画像信号に基づいて焦点検出を行っている。そして、焦点検出結果に応じて撮像光学系（撮影レンズ）の合焦動作を行っている。
【０００４】
撮像面位相差検出方式は、焦点検出画素が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行うため、焦点検出の精度が高いという特徴を有している。一方、位相差検出方式は、焦点検出専用の光学系で射出瞳を分割し、適切に絞った光束から得た像信号から焦点検出しているので、検出できる焦点の範囲が広く合焦動作が高速であるという特徴を有している。
【０００５】
特許文献２には、位相差検出方式と撮像面位相差検出方式を組み合わせて焦点検出を行ういわゆるハイブリッド位相差ＡＦについて記載されている。また、特許文献３には、デジタル一眼レフカメラにおいて、位相差検出方式と撮像面位相差検出方式を交互に用いてハイブリッド位相差ＡＦを行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４４１０８０４号明細書
【特許文献２】特開２０１２−１３７６００号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、光学ファインダー（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｖｉｅｗｆｉｎｄｅｒ）を備えないミラーレスデジタル一眼カメラを想定しており、光学ファインダーを好む撮影者にとっては好適でなかった。また、特許文献３に記載の技術では、撮像面位相差焦点検出を行うときに、サブミラーと共にレフレックスミラーを撮像光学系の光路上から退避しなければならない。このため、光学ファインダー像を視認しながらハイブリッド位相差焦点検出を行うことができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る撮像装置は、撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した少なくとも一対の光束を受光する焦点検出画素を有する撮像手段と、撮像光学系の光路上から導かれた光束を利用して焦点検出を行う第１焦点検出手段と、撮像手段が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行う第２焦点検出手段と、光路上から退避可能で、光路上の光束を視認手段へ導く第１光学手段と、第１光学手段とは独立に光路上から退避可能で、光路上の光束を第１焦点検出手段へ導く第２光学手段と、第２光学手段を光路上に設置又は光路上から退避することによって、第１焦点検出手段を用いた焦点検出と第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替える制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る撮像装置の制御方法は、撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過した少なくとも一対の光束を受光する焦点検出画素を有する撮像手段と、撮像光学系の光路上から導かれた光束を利用して焦点検出を行う第１焦点検出手段と、撮像手段が出力する画像信号に基づいて焦点検出を行う第２焦点検出手段と、光路上から退避可能で、光路上の光束を視認手段へ導く第１光学手段と、光路上から退避可能で、光路上の光束を第１焦点検出手段へ導く第２光学手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、第１光学手段とは独立に第２光学手段を光路上に設置又は光路上から退避することによって、第１焦点検出手段を用いた焦点検出と第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替えるステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光学ファインダー像を損なうことなく、位相差検出方式と撮像面位相差検出方式とを組み合わせて焦点検出を行うことが可能な撮像装置及びその制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る撮像装置における焦点検出ユニットの光学系部の構成を示す概略図である。
【図３】第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子の焦点検出画素の配列を示す概略図である。
【図４】第１実施形態に係る撮像装置における焦点外れ量と像ずれ量との関係を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る撮像装置における、第１焦点検出手段を用いた焦点検出が可能な焦点検出領域を示す概略図である。
【図７】第２実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る撮像装置における、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行う際に読み出す画素の範囲を示す概略図である。
【図９】第３実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１０】第４実施形態に係る撮像装置の制御方法を示す第１のフローチャートである。
【図１１】第４実施形態に係る撮像装置の制御方法を示す第２のフローチャートである。
【図１２】第５実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１３】第６実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】第７実施形態に係る撮像装置の制御方法を示す第１のフローチャートである。
【図１４Ｂ】第７実施形態に係る撮像装置の制御方法を示す第２のフローチャートである。
【図１５】第８実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１６】第９実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１７】第１０実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す概略図である。図１に示す撮像装置は、例えばデジタル一眼レフカメラ等のカメラ本体１０２と、カメラ本体１０２に装着可能なレンズ本体１０１とを備えて構成される。
【００１４】
レンズ本体１０１は、対物レンズ群１０４、フォーカスレンズ群１０５、変倍レンズ群１０６、絞りユニット１０７等を有する撮像光学系１０３を備える。フォーカスレンズ駆動部１０８は、フォーカスレンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して撮像光学系１０３の合焦動作を行う。絞りユニット駆動部１１１は、絞りユニット１０７の開口径を制御して光量を調節するとともに、静止画撮影時の露光期間を制御する。なお、レンズ本体１０１は、変倍レンズ群１０６を駆動するためのズーム駆動ユニットや、変倍レンズ群１０６の位置情報及び絞りユニット１０７の絞り状態を検出するための検出器等を更に備えてもよい。また、フォーカスレンズ駆動部１０８には、フォーカスレンズ群１０５の光軸方向の位置を検出するための、フォーカスレンズ位置検出部等が更に含まれてもよい。
【００１５】
レンズ制御部１１０は、レンズ本体１０１の制御を司るＣＰＵ等からなる。また、レンズ記憶部１０９は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等からなり、レンズ本体１０１の個体識別情報や設計上の合焦補正情報を記憶する。
【００１６】
一方、カメラ本体１０２は、カメラ制御部１１７、ＲＯＭ１３４、ＲＡＭ１３６、操作部１３７を備える。カメラ制御部１１７は、カメラ本体１０２の制御を司るＣＰＵ等からなる。また、ＲＯＭ１３４はカメラ本体１０２のＦＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ  ＲＯＭ）等からなり、ＲＡＭ１３６はカメラ本体１０２のＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等からなる。操作部１３７は、後述のシャッター釦や絞り込み釦等を有する。操作部１３７のシャッター釦が半押しされると、カメラ本体１０２は合焦動作を開始し、シャッター釦が全押しされると撮影を開始する。また、操作部１３７の絞り込み釦が押下されると、カメラ本体１０２は絞りユニット駆動部１１１を用いて絞りユニット１０７を絞り込む。
【００１７】
また、カメラ本体１０２は、ペリクルミラー１４０、ペンタプリズム１１３、接眼レンズ１１４等を有するファインダー光学系を備える。ペリクルミラー１４０は、光路上から退避可能に配置されたメインミラーであり、光路上の光束を反射して図１の上方側に導く。ペンタプリズム１１３は、ペリクルミラー１４０により反射された光が形成する被写体像を反転する。接眼レンズ１１４は、ペンタプリズム１１３によって反転された被写体像を拡大して光学ファインダー像を形成する。
【００１８】
サブミラー１５０は、ペリクルミラー１４０の背面側に設けられ、ペリクルミラー１４０の半透過部を透過した光束を反射して図１の下方側に導く。サブミラー１５０は、ペリクルミラー１４０とは独立に光路上から退避可能となるように配置されている。
【００１９】
また、カメラ本体１０２は、公知の位相差検出方式により焦点検出を行う第１焦点検出手段を備える。第１焦点検出手段は、焦点検出ユニット１１６及び位相差検出部１３３を有し、サブミラー１５０により光路上から導かれた光束を利用して撮像光学系１０３の焦点状態を検出する。焦点検出ユニット１１６は、光路を変更するミラー１２０、２次結像レンズ群１２１、焦点検出センサ１２２等を有する。なお、図１の焦点検出ユニット１１６は概略的に示されており、焦点検出ユニット１１６の詳細については、図２を用いて後述する。
【００２０】
また、カメラ本体１０２は、公知の撮像面位相差検出方式により焦点検出を行う第２焦点検出手段を備える。第２焦点検出手段は、撮像素子１１８及び撮像面位相差検出部１３５を有し、撮像素子１１８が出力する画像信号に基づいて、撮像光学系１０３の焦点状態を検出する。撮像素子１１８は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等であり、撮像光学系１０３の射出瞳の全域を通る光を受光して画像を生成する撮像画素を有する。また、撮像素子１１８は、射出瞳の異なる部分領域を通過した一対の光束をそれぞれ受光する焦点検出画素を有する。典型的には、撮像画素は一対の焦点検出画素を備えて構成される。なお、撮像素子１１８の受光部には、光学的ローパスフィルタや、赤外カットフィルタ等の光学部材１１９を設けてもよい。撮像素子１１８の詳細については、図３を用いて後述する。
【００２１】
カメラ本体１０２とレンズ本体１０１とは、接点１２９、１３２を介して相互に各種情報の送受信を行う。接点１２９は、レンズ本体１０１側のマウント１３０の近傍に設けられ、接点１３２は、カメラ本体１０２側のマウント１３１の近傍に設けられる。接点１２９、１３２は、カメラ本体１０２からレンズ本体１０１へ電源を供給する手段としても利用される。
【００２２】
本実施形態では、第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を行い、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行う。具体的には、まず、位相差検出部１３３及び焦点検出ユニット１１６は、サブミラー１５０により導かれた光束を利用して、フォーカスレンズ群１０５の焦点外れ量とその方向を求める。カメラ制御部１１７は、位相差検出部１３３から出力される焦点外れ量を含む情報に基づいて、フォーカスレンズ駆動部１０８を用いてフォーカスレンズ群１０５を合焦位置近傍まで駆動させる。この際、フォーカスレンズ群１０５を駆動する際に必要となるフォーカスレンズ群１０５のフォーカス敏感度等の値は、レンズ本体１０１のレンズ記憶部１０９に格納されており、接点１２９、１３２を介してカメラ制御部１１７へ送信される。
【００２３】
次に、カメラ制御部１１７は、例えば許容像面深度の５〜６倍程度の合焦範囲に入ったことを、図示しないフォーカスレンズ位置検出部により確認すると、サブミラー１５０を撮像光学系１０３の光路上から退避させる。そして、第１焦点検出手段を用いた合焦動作の粗調整を終了し、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行う。
【００２４】
具体的には、撮像面位相差検出部１３５は、撮像素子１１８が出力する画像信号に基づいて、フォーカスレンズ群１０５の焦点外れ量とその方向を求める。カメラ制御部１１７は、撮像面位相差検出部１３５から出力される焦点外れ量を含む情報に基づいて、フォーカスレンズ駆動部１０８を用いてフォーカスレンズ群１０５を合焦位置まで駆動させる。
【００２５】
この際、本実施形態では、サブミラー１５０をペリクルミラー１４０とは独立に光路上から退避可能であるため、ペリクルミラー１４０を光路上に設置したまま、位相差検出方式と撮像面位相差検出方式とを組み合わせた焦点検出を行うことができる。なお、機械的なシャッター機構を更に備えていてもよい。この場合、少なくとも第２焦点検出手段によって焦点検出を行っている間は、機械的なシャッター機構を開状態とする。
【００２６】
カメラ制御部１１７は、撮像素子１１８上での像面深度が最終許容範囲内であることを確認すると、フォーカスレンズ群１０５を停止する。そして、撮像素子１１８の露光を開始する。この際、ペリクルミラー１４０は光路上に設置したままでもよいし、光路上から退避させてもよい。
【００２７】
図２は、第１実施形態に係る撮像装置における焦点検出ユニット１１６の光学系部分の構成を示す概略図である。焦点検出ユニット１１６は、撮像光学系１０３の瞳の異なる領域を通過した光を利用して、一対の被写体像の光量分布の相対的なずれ量を、光電変換素子２９１、２９２により求める。そして、像ずれ量から撮像光学系１０３の焦点外れ量を求める。
【００２８】
図２に示す光軸２００は、ペリクルミラー１４０のハーフミラー面を透過して撮像素子１１８の撮像面２１０に至る。近軸的結像面２３０は、サブミラー１５０によって撮像面２１０と共役となっている。焦点検出センサ１２２は、一対の光電変換素子２９１、２９２を有しており、２次結像レンズ群１２１は、光電変換素子２９１、２９２に対応する一対のレンズ２７１、２７２を有している。また、絞り２６０は、レンズ２７１、２７２に対応する一対の開口部２６１、２６２を有している。
【００２９】
サブミラー１５０は曲率を有し、絞り２６０の一対の開口部２６１、２６２を、撮像光学系１０３の射出瞳付近に投影する収束性を有している。サブミラー１５０は、必要な領域のみが光を反射するように、ガラス基板の表面にアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されており、焦点検出を行う範囲を制限する視野マスクの働きを兼ねている。また、反射鏡２４０、２８０も同様に、焦点検出センサ１２２に入射する迷光を減少させるため、必要最低限の領域のみにアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されている。なお、反射鏡２４０、２０８の反射面として機能しない領域には、光吸収性の塗料等を塗布するのがよい。
【００３０】
撮像光学系１０３から焦点検出ユニット１１６へ導かれた光束２０１、２０２は、ペリクルミラー１４０のハーフミラー面を透過した後、サブミラー１５０によって概ねペリクルミラー１４０の傾きに沿った方向に反射される。そして、反射鏡２４０によって後方に向きを変えられた後、赤外カットフィルタ２５０を通過し、絞り２６０の２つの開口部２６１、２６２を通過して、２次結像レンズ群１２１のレンズ２７１、２７２により集光される。更に、反射鏡２８０で下方に向きを変えられ、焦点検出センサ１２２の光電変換素子２９１、２９２において被写体像をそれぞれ形成する。
【００３１】
図２に示す光束２０１、２０２は、撮像面２１０の中央に結像する光束であるが、他の位置に結像する光束についても同様の経路を経て、焦点検出センサ１２２に達する。この結果、全体として、撮像素子１１８の撮像面２１０に形成される被写体像と同一の被写体像が、光電変換素子２９１、２９２上にもそれぞれ形成される。なお、図２では、光束２０１、２０２が絞り２６０により遮断されているが、このような場合でも、絞り２６０により絞られた光束によって、光電変換素子２９１、２９２上に被写体像が形成される。
【００３２】
位相差検出部１３３は、光電変換素子２９１、２９２が出力する一対の被写体像の光量分布に対して、位相差検出方式の検出原理を適用することにより、撮像光学系１０３の焦点検出を行う。具体的には、一対の被写体像の像ずれ量から焦点外れ量を求めて、カメラ制御部１１７に出力する。
【００３３】
レンズ本体１０１のレンズ制御部１１０は、カメラ本体１０２のカメラ制御部１１７から焦点外れ量を受信する。レンズ記憶部１０９には、予め、レンズ本体１０１の焦点位置誤差補正値が記憶されている。これにより、焦点外れ量に応じて求められる焦点調節レンズの合焦位置を、レンズ本体１０１の機種及び個体差毎に高精度に求めることができる。カメラ本体１０２では焦点位置誤差補正値を用いて撮影時における最良結像位置と撮像面２１０とを一致させるための補正を行う。本実施形態では、第１焦点検出手段は、合焦動作の粗調整に用いるので、予めレンズ本体１０１側に記憶する焦点位置誤差補正値は、理想的なカメラ本体１０２に合わせた値であってもよい。
【００３４】
図３は、第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子１１８の焦点検出画素３０１、３０２の配列を示す概略図である。図３には４列×４行の画素３００を示しているが、実際の撮像素子１１８は更に多くの列及び行の画素３００を有している。画素群３１０は、異なるカラーフィルタを有する２列×２行の画素３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂを有して構成される。図３に示す画素群３１０では、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素３００Ｒが左上に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素３００Ｇが右上と左下に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素３００Ｂが右下に配置されている。
【００３５】
各画素３００は、一対の焦点検出画素３０１、３０２に分割されている。焦点検出画素３０１、３０２は、光学系の互いに異なる瞳部分領域を通過した光束を、同一のマイクロレンズを介して受光して、異なる視点情報を有する一対の画像信号を出力する。なお、焦点検出画素３０１、３０２の分割数や各画素３００のレイアウトは、図３に示す構成には限定されず、適宜変更することが可能である。
【００３６】
図４は、第１実施形態に係る撮像装置における焦点外れ量ｄと像ずれ量ｐとの関係を示す図である。以下、図４を参照しながら、画像から算出される焦点外れ量ｄ及び像ずれ量ｐについて説明する。瞳部分領域４０１、４０２を通過した光束は、図４に示す撮像素子１１８の撮像面４００に配置された画素３００に入射し、それぞれ、焦点検出画素３０１、３０２により受光される。
【００３７】
図４に示す焦点外れ量ｄの大きさ｜ｄ｜は、被写体像の結像位置から撮像面４００までの距離として定義される。焦点外れ量ｄの符号は、被写体像の結像位置が撮像面４００よりも被写体４０３、４０４の側にある前ピン状態において負（ｄ＜０）となり、被写体像の結像位置が撮像面４００よりも被写体４０３、４０４の反対側にある後ピン状態において正（ｄ＞０）となる。また、被写体像の結像位置が撮像面４００にある合焦状態においてはｄ＝０となる。図４では、被写体４０３の像は合焦状態（ｄ＝０）となっており、被写体４０４の像は前ピン状態（ｄ＜０）となっている。以下では、前ピン状態又は後ピン状態のことを、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）という。
【００３８】
前ピン状態（ｄ＜０）である被写体４０４からの光束のうち、瞳部分領域４０１を通過した光束は一度集光した後、撮像面４００において光束の重心位置Ｇ１を中心として幅ｗ１だけ広がり、ボケた像となる。ボケた像は、撮像面４００に配列された画素３００の焦点検出画素３０１により受光され、撮像面４００上の重心位置Ｇ１を中心として幅ｗ１だけ広がった被写体像として記録される。瞳部分領域４０２を通過した光束についても同様に、撮像面４００に配列された画素３００の焦点検出画素３０２により受光され、撮像面４００上の重心位置Ｇ２を中心として幅ｗ２だけ広がったボケた被写体像として記録される。
【００３９】
被写体像の幅ｗ１、ｗ２は、焦点外れ量ｄの大きさ｜ｄ｜に概ね比例する。従って、焦点検出画素３０１が出力する第１焦点検出信号と焦点検出画素３０２が出力する第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、焦点外れ量ｄの大きさ｜ｄ｜に概ね比例する。後ピン状態（ｄ＞０）の場合も、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となることを除いて同様である。
【００４０】
このように、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号から算出される焦点外れ量の大きさ｜ｄ｜は、第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号から算出される像ずれ量の大きさ｜ｐ｜に概ね比例する。本実施形態では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の焦点外れ量と像ずれ量の関係性を用いて、第２焦点検出手段による焦点検出を行う。
【００４１】
図５は、第１実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。以下、図５を参照しながら、位相差検出方式及び撮像面位相差検出方式を組み合わせて焦点検出を行う方法について説明する。なお、以下の説明では、焦点検出ユニット１１６を用いた位相差検出方式による焦点検出手段を第１焦点検出手段といい、撮像素子１１８を用いた撮像面位相差検出方式による焦点検出手段を第２焦点検出手段という。
【００４２】
カメラ本体１０２にレンズ本体１０１が新たに装着されたり、レンズ本体１０１が交換されると、カメラ制御部１１７は、まず、第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を行う。その後、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行う。具体的には、以下の処理を実行する。
【００４３】
カメラ本体１０２の操作部１３７のシャッター釦が撮影者等によって半押しされると（ステップＳ５０１）、カメラ制御部１１７は、合焦動作を開始する。まず、カメラ制御部１１７は、撮像光学系１０３の機種、焦点位置誤差補正値、及びフォーカス敏感度等の情報を含むレンズ情報を、カメラ本体１０２から取得する（ステップＳ５０２）。なお、レンズ情報には、レンズ本体１０１に関する他の情報が更に含まれていてもよい。次に、カメラ制御部１１７は、フォーカスレンズ群１０５の位置、レンズ情報、及び焦点外れ量に基づいて、フォーカスレンズ群１０５をフォーカスレンズ駆動部１０８により駆動する（ステップＳ５０３）。
【００４４】
次に、カメラ制御部１１７は、第１焦点検出手段を用いて焦点検出を行う（ステップＳ５０４）。そして、焦点検出により得られた焦点外れ量が所定の第１閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０５）。焦点外れ量が第１閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５０６へ進み、サブミラー１５０を光路上から退避させて、第１焦点検出手段を用いた合焦動作を終了する。一方、焦点外れ量が第１閾値以上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０３に戻って、第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を繰り返す。
【００４５】
次に、カメラ制御部１１７は、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行い（ステップＳ５０７）、フォーカスレンズ群１０５をフォーカスレンズ駆動部１０８により駆動する（ステップＳ５０８）。そして、焦点検出により得られた焦点外れ量が、第１閾値よりも小さい所定の第２閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０９）。焦点外れ量が第２閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、撮像光学系１０３が合焦していると判定し、ステップＳ５１０へ進み、ペリクルミラー１４０を光路上から退避させて、撮影（露光）を開始する（ステップＳ５１０）。一方、焦点外れ量が第２閾値以上である場合（ＮＯ）は、撮像光学系１０３は合焦していないと判定し、ステップＳ５０７に戻って、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を繰り返す。
【００４６】
以上のように、本実施形態の撮像装置は、ペリクルミラー１４０（第２光学手段）とは独立に光路上から退避可能で、光路上の光束を第１焦点検出手段へ導くサブミラー１５０（第１光学手段）を備えている。また、第２光学手段を光路上に設置又は光路上から退避することによって、第１焦点検出手段を用いた焦点検出と第２焦点検出手段を用いた焦点検出とを切り替えるカメラ制御部１１７（制御手段）を備えている。これにより、光学ファインダー像を損なうことなく、光学ファインダー（視認手段）で像を視認しながら、位相差検出方式と撮像面位相差検出方式とを組み合わせて焦点検出を行うことが可能な撮像装置及びその制御方法を得ることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図６及び図７を参照しながら第２実施形態に係る撮像装置について説明する。図６は、第２実施形態に係る撮像装置における、第１焦点検出手段を用いた焦点検出が可能な焦点検出領域６０１〜６０９を示す概略図である。本実施形態でも、第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を行い、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行うことについては第１実施形態と同じである。但し、本実施形態では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う範囲を、第１焦点検出手段を用いて合焦動作を行った焦点検出領域が収まるように設定する。
【００４８】
図６には、撮像素子１１８を用いて撮像が可能な領域６００と、焦点検出ユニット１１６を用いて焦点検出が可能な焦点検出領域６０１〜６０９が示されている。なお、図６には９つの焦点検出領域が示されているが、焦点検出領域６０１〜６０９の個数、配置、大きさ等は適宜変更することが可能である。
【００４９】
本実施形態の撮像装置は、まず、第１焦点検出手段を用いて、焦点検出ユニット１１６の全ての焦点検出領域６０１〜６０９において焦点検出を行う。そして、焦点検出領域６０１〜６０９のうち、焦点検出センサ１２２の面に対して最も至近側に焦点を検出した焦点検出領域６０５を、第１検出領域として選択する。その後、選択した第１検出領域において、第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を行う。選択した第１検出領域は、ＲＡＭ１３６に記憶しておく。
【００５０】
次に、第１検出領域に対応する撮像面２１０上の領域を、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う第２検出領域として設定する。例えば、図６に示す焦点検出領域６０５を第１検出領域として選択した場合には、焦点検出領域６０５が収まるように、第２検出領域６１０を設定する。そして、設定した第２検出領域において、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行う。
【００５１】
図７は、第２実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図５に示す第１実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ７０１〜Ｓ７０４を有している。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００５２】
ステップＳ５０２までの処理は、図５に示す第１実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。まず、カメラ制御部１１７は、第１焦点検出手段を用いて、焦点検出ユニット１１６の全ての焦点検出領域６０１〜６０９において焦点検出を行う（ステップＳ７０１）。次に、カメラ制御部１１７は、焦点検出センサ１２２の面に対して最も至近側に焦点位置を示す焦点検出領域を、第１検出領域として選択する（ステップＳ７０２）。その後、カメラ制御部１１７は、選択した第１検出領域において、第１焦点検出手段を用いて合焦動作の粗調整を行う（ステップＳ５０３〜ステップＳ５０５）。
【００５３】
次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ７０２で選択した第１検出領域をＲＡＭ１３６に記憶する（ステップＳ７０３）。そして、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う第２検出領域を、第１検出領域が収まるように設定する（ステップＳ７０４）。その後、カメラ制御部１１７は、設定した第２検出領域において、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を行う（ステップＳ５０７〜ステップＳ５０９）。その後の処理は、図５に示す第１実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。
【００５４】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う第２検出領域を、第１焦点検出手段を用いて合焦動作を行った第１検出領域が収まるように設定している。これにより、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段とで検出範囲が概ね一致するので、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段とを組み合わせて焦点検出する際に、両者で焦点検出結果が大きく異なることを避けることができる。
【００５５】
（第３実施形態）
次に、図８及び図９を参照しながら第３実施形態に係る撮像装置について説明する。図８は、第３実施形態に係る撮像装置における、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行う際に読み出す画素の範囲８０１、８０２を示す概略図である。図８には、図６に示した焦点検出領域６０１〜６０９、及び第２検出領域６１０に加えて、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、撮像素子１１８から読み出す画素の範囲８０１、８０２を示している。
【００５６】
本実施形態では、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行う際に読み出す画素の範囲を、第２検出領域６１０が収まる範囲に限定する。例えば、図８に示すように第２検出領域６１０を設定した場合は、撮像素子１１８から焦点検出信号を読み出す画素を、第２検出領域６１０が収まるように、範囲８０１又は範囲８０２に限定する。あるいは、範囲８０１及び範囲８０２の両方を含む範囲に限定してもよい。これにより、焦点検出信号を処理する垂直方向及び水平方向の画素範囲が限定されるため、カメラ制御部１１７の処理負荷を軽減することができる。
【００５７】
図９は、第３実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図７に示す第１実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ９０１を有している。以下、第２実施形態と異なる構成について説明する。
【００５８】
ステップＳ７０４までの処理は、図７に示す第２実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。次に、カメラ制御部１１７は、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行うために、撮像素子１１８から焦点検出信号を読み出す画素の範囲を、ステップＳ７０４で設定した第２検出領域が収まる範囲に限定する（ステップＳ９０１）。
【００５９】
次に、カメラ制御部１１７は、第２検出領域において、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う（ステップＳ５０７）。この際、カメラ制御部１１７は、撮像素子１１８から焦点検出信号を読み出す画素の範囲を、ステップＳ９０１で限定した範囲に限定する。その後の処理は、図７に示す第２実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。
【００６０】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、撮像素子（撮像手段）から読み出す画素の範囲を、第２検出領域が収まる範囲に限定している。これにより、カメラ制御部の処理負荷を軽減することができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第２実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照しながら第４実施形態に係る撮像装置について説明する。図１０は、第４実施形態に係る撮像装置の制御方法を示す第１のフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図９に示す第３実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ１００１〜Ｓ１００２を有している。
【００６２】
本実施形態では、第３実施形態と同様にして、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせて合焦動作を行う。そして、一度合焦した後も、シャッター釦が半押しされている間（或いはシャッター釦が全押しされるまで）は、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を継続する。以下、第３実施形態と異なる構成について説明する。
【００６３】
ステップＳ５０８までの処理は、図９に示す第３実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ５０７で検出した焦点外れ量が、第１閾値よりも小さい所定の第２閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０９）。焦点外れ量が第２閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、撮像光学系１０３が合焦していると判定し、ステップＳ１００１へ進む。一方、焦点外れ量が第２閾値以上である場合（ＮＯ）は、撮像光学系１０３は合焦していないと判定し、ステップＳ５０７に戻って、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を繰り返す。
【００６４】
次に、カメラ制御部１１７は、シャッター釦の状態をチェックし、シャッター釦が全押しされているか否かを判定する（ステップＳ１００１）。シャッター釦が全押しされている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５１０へ進み、ペリクルミラー１４０を光路上から退避させて、撮影（露光）を開始する。一方、シャッター釦が半押しされたままの場合（ＮＯ）は、ステップＳ１００２へ進み、サブミラー１５０を光路上に設置する。そして、ステップＳ５０４に戻って、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を繰り返す。
【００６５】
なお、ステップＳ１００１において、シャッター釦が半押しされたままの場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０７で検出した焦点外れ量を再度チェックして、次の焦点検出に用いる焦点検出手段を判定するようにしてもよい。図１１は、第４実施形態に係る撮像装置の制御方法を示す第２のフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、図１０に示すフローチャートに加えて、更にステップＳ１１０１を有している。
【００６６】
図１１に示すステップＳ１００１において、シャッター釦が半押しされたままの場合（ＮＯ）には、カメラ制御部１１７は、ステップＳ１１０１へ進み、ステップＳ５０７で検出した焦点外れ量が所定の第１閾値未満であるか否かを判定する。焦点外れ量が第１閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５０７に戻って、第２焦点検出手段を用いて合焦動作の微調整を繰り返す。一方、焦点外れ量が第１閾値以上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ１００２へ進み、サブミラー１５０を光路上に設置する。そして、ステップＳ５０４に戻って、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を繰り返す。なお、図１１に示すように、ステップＳ５０９において、焦点外れ量が第２閾値以上であった場合（ＮＯ）にも、同様の処理を行ってよい。
【００６７】
以上のように、本実施形態の撮像装置によれば、一度合焦した後も、シャッター釦が半押しされている間（或いはシャッター釦が全押しされるまで）は、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を継続することができる。また、合焦動作を継続する際に焦点外れ量を再度チェックすることで、サブミラー１５０を退避又は設置する回数を低減することができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第３実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【００６８】
（第５実施形態）
次に、図１２を参照しながら第５実施形態に係る撮像装置について説明する。図１２は、第５実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図１１に示す第４実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ１２０１〜Ｓ１２０７を有している。
【００６９】
本実施形態では、第４実施形態と同様に、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を行った後、撮影（露光）を開始する。そして、撮影直後に焦点検出を行う際には、撮影中に撮像素子１１８から読み出した画像信号に基づいて、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う。その後は、第２焦点検出手段を用いた焦点検出により得られた焦点外れ量に応じて、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段のどちらを用いるかを判定する。以下、第４実施形態と異なる構成について説明する。
【００７０】
ステップＳ５１０までの処理は、図１１に示す第４実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ５１０で開始した露光期間が終了すると（ステップＳ１２０１）、撮影中に読み出した第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号から画像信号を生成する（ステップＳ１２０２）。
【００７１】
次に、カメラ制御部１１７は、直近のステップＳ７０４と同等の領域を第２検出領域として設定する（ステップＳ１２０３）。そして、設定した第２検出領域において、撮影中に読み出した第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号から焦点検出信号を生成する（ステップＳ１２０４）。
【００７２】
次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ１２０４で生成した焦点検出信号に基づいて、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う（ステップＳ１２０５）。そして、焦点検出により得られた焦点外れ量が、所定の第１閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２０６）。焦点外れ量が第１閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５０７に戻って、第２焦点検出手段を用いた合焦動作の微調整を行う。一方、焦点外れ量が第１閾値以上である場合（ＮＯ）は、サブミラー１５０を光路上に設置し（ステップＳ１２０７）、ステップＳ７０１に戻って、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を繰り返す。
【００７３】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、撮影直後に焦点検出を行うときには、撮影中に撮像手段から読み出した画像信号に基づいて、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うようにしている。これにより、撮影を開始した後でも、シャッター釦が半押しされている間は、第１焦点検出手段と第２焦点検出手段を組み合わせた合焦動作を継続することができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第４実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【００７４】
（第６実施形態）
次に、図１３を参照しながら第６実施形態に係る撮像装置について説明する。図１３は、第６実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図１２に示す第５実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ１３０１〜Ｓ１３０２を有している。
【００７５】
本実施形態では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、撮像素子１１８から画像信号を読み出す頻度（以下「フレームレート」という）を、撮像素子１１８の撮像面２１０に投影された被写体像の輝度に応じて調整する。例えば、撮像素子１１８から読み出した画像信号の輝度が所定値よりも低い場合は、フレームレートを下げて撮像素子１１８の露光期間を長くすることで、第２焦点検出手段を用いた焦点検出の精度を向上させる。以下、第５実施形態と異なる構成について説明する。
【００７６】
ステップＳ９０１までの処理は、図１２に示す第５実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。次に、カメラ制御部１１７は、第２検出領域において読み出した画像信号の輝度が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０１）。輝度が所定値以上である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５０７へ進み、第２焦点検出手段を用いて合焦動作を行う。一方、輝度が所定値未満である場合（ＮＯ）は、ステップＳ１３０２へ進んでフレームレートを下げる。そして、ステップＳ１３０１に戻って、画像信号の輝度が所定値以上であるか否かの判定を繰り返す。その後の処理は、図１２に示す第５実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。なお、ステップＳ１３０１においては、現在のフレームレートが通常であるか否かを合わせて判定するようにしてもよい。この場合、現在のフレームレートが通常であるときにだけ、フレームレートを下げるようにする。
【００７７】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、撮像素子（撮像手段）から画像信号を読み出すフレームレートを、被写体像の輝度に応じて調整している。これにより、被写体像の輝度が減少した場合でも露光期間が長く調整されるため、第２焦点検出手段を用いた焦点検出の精度を向上させることができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第５実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【００７８】
（第７実施形態）
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら第７実施形態に係る撮像装置について説明する。本実施形態では、撮像光学系１０３の開放Ｆ値が大きく、第１焦点検出手段では焦点検出が十分に行えない場合には、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う。
【００７９】
第１焦点検出手段の焦点検出ユニット１１６は、絞り２６０の異なる瞳部分領域を通過した一対の光束が形成する一対の像を比較して焦点検出を行う。このため、撮像光学系１０３の開放Ｆ値が絞り２６０の想定する開放Ｆ値よりも大きく、所望の像が得られない場合には、第１焦点検出手段では焦点検出の精度が低下したり焦点検出が行えなくなる場合がある。一方、第２焦点検出手段では、射出瞳を絞ることなく瞳分割するため、撮像光学系１０３の開放Ｆ値の違いによる焦点検出の精度への影響は小さい。
【００８０】
一般に、撮像光学系１０３は、焦点距離が長くなるほど開放Ｆ値が大きくなる。また、ズームレンズの場合は、倍率が大きくなるほど開放Ｆ値が大きくなり、テレコンバーター等のコンバージョンレンズを装着した場合も開放Ｆ値が大きくなる。従って、これらの撮影レンズを装着する場合は、前述のように、第１焦点検出手段では焦点検出の精度が低下したり焦点検出が行えなくなる場合がある。
【００８１】
そこで、本実施形態の撮像装置は、撮像光学系１０３の開放Ｆ値が大きく、第１焦点検出手段では焦点検出が十分に行えない場合は、サブミラー１５０を光路上から退避し、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う。本実施形態のサブミラー１５０は、ペリクルミラー１４０とは独立に光路上から退避可能であるため、光学ファインダー像を損なうことなく、あるいは撮影者にそのことを意識させることなく、焦点検出を行うことができる。以下、本実施形態の構成について説明する。
【００８２】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、第７実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。まず、カメラ制御部１１７は、撮像光学系１０３の機種、焦点位置誤差補正値、及びフォーカス敏感度等の情報を含むレンズ情報を、カメラ本体１０２から取得する（ステップＳ１４０１）。なお、レンズ情報には、レンズ本体１０１に関する他の情報が更に含まれていてもよい。
【００８３】
次に、カメラ制御部１１７は、シャッター釦の状態をチェックし、シャッター釦が半押しされているか否かを判定する（ステップＳ１４１０）。シャッター釦が半押しされている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４１１へ進み、第１焦点検出手段の使用を許可する。一方、シャッター釦が半押しされていない場合（ＮＯ）は、合焦動作を終了する。
【００８４】
次に、カメラ制御部１１７は、撮像光学系１０３の絞り値が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４２０）。撮像光学系１０３の絞り値が所定値以上の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４３０へ進む。一方、撮像光学系１０３の絞り値が所定値未満の場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４２１へ進み、第１焦点検出手段の使用を禁止する。
【００８５】
次に、カメラ制御部１１７は、第１焦点検出手段の使用が禁止されているか否かを判定する（ステップＳ１４３０）。第１焦点検出手段の使用が禁止されている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４３４へ進み、サブミラー１５０を光路上から退避する。一方、第１焦点検出手段の使用が許可されている場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４３１へ進み、サブミラー１５０を光路上に設置する。
【００８６】
第１焦点検出手段の使用が許可されている場合には、カメラ制御部１１７は、第１焦点検出手段を用いて、焦点検出ユニット１１６の全ての焦点検出領域６０１〜６０９において焦点検出を行う（ステップＳ１４３２）。そして、各焦点検出領域６０１〜６０９において焦点外れ量を算出する（ステップＳ１４３３）。
【００８７】
一方、第１焦点検出手段の使用が禁止されている場合には、カメラ制御部１１７は、焦点検出ユニット１１６の焦点検出領域６０１〜６０９のうちの少なくとも１つに対応する撮像面２１０上の領域を、第２検出領域として設定する（ステップＳ１４３５）。そして、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行うために、撮像素子１１８から焦点検出信号を読み出す画素の範囲を、ステップＳ１４３５で設定した第２検出領域が収まる範囲に限定する（ステップＳ１４３６）。その後、ステップＳ１４４０へ進む。
【００８８】
次に、カメラ制御部１１７は、第２検出領域において読み出した画像信号の輝度が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４４０）。輝度が所定値以上である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４４２へ進む。一方、輝度が所定値未満である場合（ＮＯ）は、フレームレートを下げてから（ステップＳ１４４１）、ステップＳ１４４２へ進む。その後、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行い（ステップＳ１４４２）、ステップＳ１１４３７へ進む。なお、ステップＳ１４４０においては、現在のフレームレートが通常であるか否かを合わせて判定するようにしてもよい。この場合、現在のフレームレートが通常であるときにだけ、フレームレートを下げるようにする。
【００８９】
次に、カメラ制御部１１７は、焦点検出領域６０１〜６０９、又は対応する第２検出領域において得られた焦点外れ量の中から、最至近の焦点外れ量を選択する（ステップＳ１４３７）。そして、最至近の焦点外れ量が所定の第１閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４５０）。
【００９０】
最至近の焦点外れ量が第１閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４５１へ進み、ステップＳ１４３７で選択した最至近の焦点外れ量を示す焦点検出領域を、第１検出領域としてＲＡＭ１３６に記憶する（ステップＳ１４５１）。そして、サブミラー１５０を光路上から退避させる（ステップＳ１４５２）。一方、焦点外れ量が第１閾値以上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４８１へ進み、フォーカスレンズ群１０５を駆動する。そして、ステップＳ１４１０へ戻って、合焦動作を繰り返す。
【００９１】
次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ１４５１で記憶した第１検出領域に対応する撮像面２１０上の領域を、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行う第２検出領域として設定する（ステップＳ１４５３）。そして、カメラ制御部１１７は、第２焦点検出手段を用いた焦点検出を行うために、撮像素子１１８から焦点検出信号を読み出す画素の範囲を、ステップＳ１４５３で設定した第２検出領域が収まる範囲に限定する（ステップＳ１４５４）。
【００９２】
次に、カメラ制御部１１７は、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う（ステップＳ１４５５）。そして、焦点検出により得られた焦点外れ量が、第１閾値よりも小さい所定の第２閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４６０）。焦点外れ量が第２閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、撮像光学系１０３が合焦していると判定し、ステップＳ１４７０へ進む。一方、焦点外れ量が第２閾値以上である場合（ＮＯ）は、撮像光学系１０３は合焦していないと判定し、ステップＳ１４８１へ進んでフォーカスレンズ群１０５を駆動する。そして、ステップＳ１４１０へ戻って、合焦動作を繰り返す。
【００９３】
次に、カメラ制御部１１７は、シャッター釦の状態をチェックし、シャッター釦が全押しされているか否かを判定する（ステップＳ１４７０）。シャッター釦が全押しされている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４７１へ進み、撮影（露光）を開始する。一方、シャッター釦が半押しされたままの場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４１０へ戻って、合焦動作を繰り返す。
【００９４】
次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ１４７１で開始した露光期間が終了すると（ステップＳ１４７２）、撮影中に読み出した第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号から画像信号を生成する（ステップＳ１４７３）。次に、カメラ制御部１１７は、直近のステップＳ１４３５で設定した焦点検出領域と同等の第２検出領域を設定する（ステップＳ１４７４）。そして、設定した第２検出領域において、読み出した第１焦点検出信号及び第２焦点検出信号から焦点検出信号を生成する（ステップＳ１４７５）。
【００９５】
次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ１４７５で生成した焦点検出信号に基づいて、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う（ステップＳ１４７６）。そして、焦点検出により得られた焦点外れ量が、所定の第１閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４８０）。焦点外れ量が第１閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４１０へ戻って、合焦動作を繰り返す。一方、焦点外れ量が第１閾値以上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４８１へ進み、フォーカスレンズ群１０５を駆動する。そして、ステップＳ１４１０へ戻って、合焦動作を繰り返す。
【００９６】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、撮像光学系の絞り値が所定値以上であるときは、サブミラーを光路上から退避して、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うようにしている。本実施形態のサブミラーは、ペリクルミラーとは独立に光路上から退避可能であるため、光学ファインダー像を損なうことなく、あるいは撮影者にそのことを意識させることなく、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うことができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第６実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【００９７】
（第８実施形態）
次に、図１５を参照しながら第８実施形態に係る撮像装置について説明する。図１５は、第８実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図１４Ａに示す第７実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ１５０１〜Ｓ１５０３を有している。
【００９８】
本実施形態の操作部１３７は、撮影者が設定Ｆ値の被写界深度を確認する際に操作する絞り込み釦を有している。そして、絞り込み釦が押下されて撮影レンズが絞り込まれたときの絞り値が所定量よりも大きければ、サブミラー１５０を光路上から退避して第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行う。なお、絞り込み釦は、物理的に存在する釦やレバー等であってもよいし、タッチパネル上に表示された仮想的な釦であってもよい。以下、第７実施形態と異なる構成について説明する。
【００９９】
まず、カメラ制御部１１７は、撮像光学系１０３の機種、焦点位置誤差補正値、及びフォーカス敏感度等の情報を含むレンズ情報を、カメラ本体１０２から取得する（ステップＳ１４０１）。なお、レンズ情報には、レンズ本体１０１に関する他の情報が更に含まれていてもよい。
【０１００】
次に、カメラ制御部１１７は、絞り込み釦の状態をチェックし、絞り込み釦が押下されているか否かを判定する（ステップＳ１５０１）。絞り込み釦が押下されている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１５０２へ進み、絞りユニット１０７を設定Ｆ値まで絞り込む。その後、ステップＳ１４１０へ進む。一方、絞り込み釦が押下されていない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１５０３へ進み、絞りユニット１０７を開放する。
【０１０１】
その後、ステップＳ１４２０において、カメラ制御部１１７は、撮像光学系１０３の絞り値が所定値以上であるか否かを判定する。撮像光学系１０３の絞り値が所定値以上の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４３０へ進む。一方、撮像光学系１０３の絞り値が所定値未満の場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４２１へ進み、第１焦点検出手段の使用を禁止する。その後の処理は、図１４に示す第７実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。
【０１０２】
以上のように、本実施形態の操作部は、撮像光学系を通過する光量を制限する絞りユニット（第３光学手段）を備えている。そして、第３光学手段により制限された撮像光学系の絞り値が所定値以上であるときは、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うようにしている。これにより、撮影者は、光学ファインダーで被写界深度を確認しながら合焦動作を行うことができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第７実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【０１０３】
（第９実施形態）
次に、図１６を参照しながら第９実施形態に係る撮像装置について説明する。図１６は、第９実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図１５に示す第８実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ１６０１を有している。
【０１０４】
本実施形態では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、撮像素子１１８から画像信号を読み出す頻度（以下「フレームレート」という）を、絞りユニット１０７により制限された撮像光学系１０３の絞り値に応じて調整する。以下、第８実施形態と異なる構成について説明する。
【０１０５】
ステップＳ１５０２までの処理は、図１５に示す第８実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。次に、カメラ制御部１１７は、ステップＳ１５０２で設定Ｆ値まで絞り込んだ絞り値に応じてフレームレートを算出し、ＲＡＭ１３６に記憶する（ステップＳ１６０１）。例えば撮像光学系１０３の射出瞳の大きさが、絞り開放時に比べて半分になる場合は、フレームレートも半分にする。
【０１０６】
その後、ステップＳ１４４１において、カメラ制御部１１７は、ＲＡＭ１３６に記憶したフレームレートの値までフレームレートを下げる。その後の処理は、図１５に示す第８実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。
【０１０７】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うときに、撮像素子（撮像手段）から画像信号を読み出すフレームレートを、撮像光学系の絞り値に応じて調整している。これにより、被写体像の輝度が減少した場合でも露光期間が長く調整されるため、第２焦点検出手段を用いた焦点検出の精度を向上させることができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第８実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【０１０８】
（第１０実施形態）
次に、図１７を参照しながら第１０実施形態に係る撮像装置について説明する。図１７は、第１０実施形態に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態のフローチャートは、図１６に示す第９実施形態のフローチャートに加えて、更にステップＳ１７０１を有している。
【０１０９】
一般的に、画像を高速に連続撮影する際は、撮影レンズの絞り値は固定しておくことが望ましい。これは、撮影レンズの絞り羽の開閉動作が連写速度を律する要因となり得るからである。一方で、設定Ｆ値は撮影者により好適な値が設定されるが、前述のように、撮像光学系１０３の絞り値を設定Ｆ値まで絞り込むと、第１焦点検出手段では焦点検出が十分に行えない場合がある。そこで、本実施形態では、画像を連続して撮影するときには、撮像光学系１０３の絞り値を設定Ｆ値に固定したまま、前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うようにする。以下、第９実施形態と異なる構成について説明する。
【０１１０】
ステップＳ１５０１までの処理は、図１６に示す第９実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。次に、カメラ制御部１１７は、撮像装置が高速連写モードか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。高速連写モードである場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１５０２へ進み、絞りユニット１０７を設定Ｆ値まで絞り込む。その後、ステップＳ１６０１へ進む。一方、高速連写モードでない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１５０３へ進む。その後の処理は、図１６に示す第９実施形態の処理と同じであるので説明は省略する。
【０１１１】
以上のように、本実施形態の撮像装置では、画像を連続して撮影するときには、撮像光学系の絞り値を設定Ｆ値に固定したまま、前記第２焦点検出手段を用いて焦点検出を行うようにしている。これにより、画像を高速に連続撮影することができる。なお、本実施形態において追加したステップは、第９実施形態のフローチャートに対してだけでなく、その他の実施形態のフローチャートに対しても追加することが可能である。
【０１１２】
［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態に記載の撮像装置の構成は一例を示したものであり、本発明を適用可能な撮像装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。
【０１１３】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１１４】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０１            ：レンズ本体
１０２            ：カメラ本体
１０３            ：撮像光学系
１０４            ：対物レンズ群
１０５            ：フォーカスレンズ群
１０７            ：絞りユニット
１１６            ：焦点検出ユニット
１１７            ：カメラ制御部
１１８            ：撮像素子
１３３            ：位相差検出部
１３５            ：撮像面位相差検出部
１３７            ：操作部
１４０            ：ペリクルミラー
１５０            ：サブミラー
【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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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