(57)【要約】      （修正有）【課題】メインミラーが撮影光学系の光路上に有る無しにかかわらず、常に撮影画像と同じ画像情報を使用した撮像装置を提供する。【解決手段】撮影光学系２により結像される被写体像を撮像する撮像素子１４と、撮影光学系と撮像素子との間の光路中に挿脱可能に設けられたハーフミラー９と、ハーフミラーが撮影光学系と撮像素子との間の光路上にある第１の状態と、ハーフミラーが撮影光学系と撮像素子との間の光路上から退避する第２の状態を切り替える切り替え手段と、第１の状態のときに撮像素子から読み出しを行う第１の読み出し範囲と、第２の状態のときに撮像素子から読み出しを行う第２の読み出し範囲とを、ハーフミラーの第１の状態と第２の状態に応じて、切り替える手段を備える。【選択図】図１
2018026604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子と、
撮影光学系と前記撮像素子との間の光路中に挿脱可能に設けられたハーフミラーと 
前記ハーフミラーが前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路上にある第１の状態と 前記ハーフミラーが前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路上から退避する第２の状態を切り替える切り替え手段と、 
前記第１の状態のときに前記撮像素子のうちの読み出しを行う第１の読み出し範囲と、 
前記第２の状態のときに前記撮像素子のうちの読み出しを行う第２の読み出し範囲と、 
上記ハーフミラーの前記第１の状態と前記第２の状態に応じて、前記第１の読み出し範囲と前記第２の読み出し範囲の読み出し範囲切り替え手段 
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記読み出し範囲は焦点検出を行う測距演算範囲であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記読み出し範囲は測光を行う測光演算範囲であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
レンズ情報により前記第１の読み出し範囲を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記レンズ情報は撮影光学系の射出瞳の位置であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記レンズ情報を記憶するレンズ情報記憶手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像システムに関し、特にハーフミラーを備えた撮像装置および撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来ハーフミラーを備えた一眼レフカメラにおいて、ハーフミラーが撮影光束の光路中に挿入されて、一部の光はカメラ上部に折り曲げられ、ファインダー光学系を介して撮影画像を確認でき、また一部の光はハーフミラーを透過し、撮像素子において焦点検出を行う撮像装置が提案されている。ハーフミラーを透過した光により焦点検出を行う場合、撮影時にはハーフミラーが撮影光束の光路から退避するため、撮影時と焦点検出時では光路が変化するため補正を行う必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１ではハーフミラーを備えた一眼レフデジタルカメラにおいて、ハーフミラーが光路挿入位置にあるときに該ハーフミラーを介して撮像素子に入射する被写体光束に基づいてレンズを合焦位置に移動させるとともに、ハーフミラーを退避位置に移動させる前に、ハーフミラーによる光路長の変化量だけ撮影レンズを移動させ、その後に撮影するものが知られている。
【０００４】
また特許文献２ではハーフミラーが撮像光学系と撮像素子との間の光路上に進出する第１の位置と前記光路から退避する第２の位置にある場合とで、ハーフミラーによる屈折を受けるか否かが異なるので、撮像素子に対する入射光の入射位置が、例えば数画素乃至数十画素程度ずれてしまうので、そのずれの分だけ、撮像素子の撮像時の前記撮像素子の位置を、前記第１の状態と前記第２の状態とで変更させることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２３２３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６７８５５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、上述の特許文献１に開示された従来技術では、ハーフミラーの光路長の変化量だけ撮影レンズを移動させて撮影することで、ピント方向の補正を行うことが出来るが、ハーフミラーの屈折により、撮影像の結像する位置が撮像素子面内で変化してしまうため、撮影したい被写体像と測距を行うときの測距対象像が異なってしまうことになる。
【０００７】
また特許文献２では、撮像素子の位置を変更することで、ハーフミラーが光路上に進出する場合と退避する場合の撮像面内の入射光の入射位置を補正することが出来るが、撮像素子を機械的に移動するために機構が大掛かりになってしまい、また機構を配置するためのスペースが必要となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、
撮影光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子と、
撮影光学系と前記撮像素子との間の光路中に挿脱可能に設けられたハーフミラーと 
前記ハーフミラーが前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路上にある第１の状態と 前記ハーフミラーが前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路上から退避する第２の状態を切り替える切り替え手段と、 
前記第１の状態のときに前記撮像素子のうちの読み出しを行う第１の読み出し範囲と、 
前記第２の状態のときに前記撮像素子のうちの読み出しを行う第２の読み出し範囲と、 
上記ハーフミラーの前記第１の状態と前記第２の状態に応じて、前記第１の読み出し範囲と前記第２の読み出し範囲の読み出し範囲切り替え手段 
を備えたことを特徴とする。 
【発明の効果】
【０００９】
本発明によればメインミラーが撮影光学系の光路上に有る無しにかかわらず、常に撮影画像と同じ画像情報を使用した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態にかかわる、撮像装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態における画素配列の概略図。
【図３】第１の実施形態における画素の概略平面図と概略断面図。
【図４】第１の実施形態における画素と瞳分割の概略図。
【図５】第１の実施形態における画像素子と瞳分割の概略説明図。
【図６】本発明の実施形態における測距点配置図。
【図７】第１の実施形態におけるライブビューモード時の測距演算範囲分割図。
【図８】第１の実施形態における光学ファインダーモード時の測距演算範囲分割とライブビューモード時の測距演算範囲を示す説明図。
【図９】第１の実施形態における撮影光軸上の光線がハーフミラーを透過する様子を模式的に示す概略断面図。
【図１０】第１の実施形態における撮像装置の動作の一例を示す概略フローチャート。
【図１１】第２の実施形態における光束がハーフミラーを透過する様子を模式的に示す概略断面図。
【図１２】第２の実施形態における測距点配置図。
【図１３】第２の実施形態におけるライブビューモード時の測距演算範囲分割と光学ファインダーモード時の測距演算範囲分割のズレ量を示す概略説明図。
【図１４】第３の実施形態における画素配列の概略図。
【図１５】第３の実施形態における撮像素子の撮像画素の配置を示す正面図と断面図。
【図１６】第３の実施形態における撮像素子の焦点検出画素の配置を示す正面図と断面図。
【図１７】第３の実施形態におけるライブビューモード時の焦点検出画素群と光学ファインダーモード時の焦点検出画素群のズレ量を示す概略説明図。
【図１８】第４の実施形態における測距点配置とライブビューモード時の測光範囲分割を示す説明図。
【図１９】第４の実施形態におけるライブビューモード時の測光範囲分割と光学ファインダーモード時の測光範囲分割のズレ量を示す概略説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置である。
【００１２】
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による、ハーフミラーの状態に応じて撮像装置の読み出し範囲を切り替える読み出し範囲切り替え手段について説明する。図１において、着脱可能な撮影レンズ１の内部には撮影光学系２、撮影光学系を構成するレンズのすべて、もしくは一部を移動させ、焦点調整するための焦点調整手段３、撮影レンズ１を制御するためのレンズ制御手段４、ＲＯＭ等のレンズ記憶手段５を含んでいる。
【００１３】
カメラ本体８は、メインミラー９、撮影媒体として撮像素子１４、カメラ制御手段１６、カメラ演算手段１７、カメラ記憶手段１８を含んでいる。撮影レンズ１およびカメラ本体８は接点１９を有し、互いに装着された状態では接点１９を介して情報の通信や電源の供給が行われる。Ｌａは撮影レンズ１の光軸である。光軸Ｌａにそって入射する光束は半透過部を備えるメインミラー９に達し、反射光と透過光の二つの光束に分割される。  
【００１４】
反射光側には光軸Ｌａにそって焦点板１０、測距点等の情報表示を行う透過型液晶１１、ペンタプリズム１２、接眼レンズ１３が配置され、これらの部材は焦点板１０上に形成されたファインダー像の視認のためのファインダー系を構成する。
【００１５】
一方、メインミラー９の透過光側の光束は撮像素子１４に入射する。メインミラー９は撮影光学系２と撮像素子１４との撮影光路内に進出する第１の位置と、撮影光学系２と撮像素子１４との撮影光路から退避する第２の位置とに、移動可能になるように設けられている。
【００１６】
メインミラー９が撮像光路内にある第１の位置の場合、メインミラー９は入射光束を反射光束と透過光束とに分離して、反射光束をファインダー系に導き、かつ透過光束を撮像素子１４に導き、撮影者は被写体像を接眼レンズ１３で確認することが出来る。これを光学ファインダーモードと呼ぶ。またメインミラー９を撮像光路外に退避させる第２の位置の場合、撮影光束を透過も反射もせずに撮像素子１４に導き、撮像素子１４で得られる被写体像を液晶画面１５で確認することもできる。これをライブビューモードと呼ぶ。
【００１７】
光学ファインダーモードの場合、撮影を行う際にはメインミラー９を撮像光路外に退避さる第２の位置に移動し、撮像素子１４で撮影を行う。撮像素子１４は撮影レンズ１のうち、後述する瞳分割機能によって２分割された光束により形成された２像を光電変換する焦点検出画素を有している。
【００１８】
光学ファインダーモードの場合、メインミラー９が撮像光路内にあるため、メインミラー９を透過した光束を利用して撮像素子１４の焦点検出画素により焦点検出を行う。
【００１９】
一方、ライブビューモードの場合は、メインミラー９が撮影光路外に退避するため撮影レンズからの入射光束そのものを用いて撮像素子１４の焦点検出画素により焦点検出を行う。
【００２０】
図２は本実施形態における撮像素子１４の撮像用画素を焦点検出用画素の配列の概略図を示している。図２の撮像素子の概略図は、撮像素子１４の画素(撮像用画素)配列を４列×４行の範囲で、焦点検出用画素配列を８列×４行の範囲で示したものである。
【００２１】
本実施形態において、図２に示した２列×２行の画素群２００は赤の分光感度を有する画素２００Ｒが左上、緑の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下に、青の分光感度を有する画素２００Ｂが右下に配置されている。さらに各画素は２列×１行に配置された第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２により構成されている。撮像素子１４は図２に示した画素群２００を面上に多数配置し撮像画像を取得する。
【００２２】
図３は撮像素子のうち一つの撮像画素を受光面側からみた平面図（ａ）と撮像画素の断面図（ｂ）を示す。図３の（ｂ）に示すように、本実施形態の画素２００Ｇでは、各画素の受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が形成され、ｘ方向に２分割、ｙ方向にＩ分割された光電変換部３０１と光電変換部３０２が形成される。光電変換部３０１と３０２が、それぞれ第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出画素２０２に対応する。
【００２３】
各画素には、マイクロレンズ３０５と、光電変換部３０１および光電変換部３０２との間に、カラーフィルタ３０６が形成される。また、必要に応じて、副画素毎にカラーフィルタの分光透過率を変えても良いし、カラーフィルタを省略しても良い。
【００２４】
図３に示した画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、カラーフィルタ３０６で分光されたのち、光電変換部３０１と光電変換部３０２で受光される。図３に示した本実施形態の画素構造と瞳分割との対応関係を示した概略説明図を図４に示す。図３（ａ）に示した本実施形態の画素構造のａ−ａ断面を＋ｙ側から見た断面図と結像光学系の射出瞳面を図４に示す。
【００２５】
図４では、射出瞳面の座標軸と対応を取るために、断面図のｘ軸とｙ軸を図３に対して反転させている。図４で、第１焦点検出用画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面と、マイクロレンズによって、概ね、共役関係になっており、第１焦点検出用画素２０１で受光可能な瞳領域を表している。第１焦点検出用画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、瞳面上で＋Ｘ側に重心が偏心している。
【００２６】
図４で、第２焦点検出用画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面と、マイクロレンズによって、概ね、共役関係になっており、第２焦点検出用画素２０２で受光可能な瞳領域を表している。第２焦点検出用画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、瞳面上で−Ｘ側に重心が偏心している。また、図４で、瞳領域５００は、光電変換部３０１と光電変換部３０２（第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２）を全て合わせた際の画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。
【００２７】
本実施形態の撮像素子と瞳分割との対応関係を示した概略図を図５に示す。第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２の異なる瞳部分領域を通過した光束は、撮像素子の各画素に、それぞれ、異なる角度で入射し、２×１分割された第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２で受光される。
【００２８】
本実施形態は、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている例である。必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行っても良い。
【００２９】
本実施形態の撮像素子は、結像光学系の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出用画素と、第１瞳部分領域と異なる結像光学系の第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出用画素が複数配列されている。また、本実施形態の撮像素子は結像光学系の第１瞳部分領域と第２瞳部分領域を合わせた瞳領域を通過する光束を受光する撮像用画素が複数配列されている。
【００３０】
本実施形態の撮像素子では、それぞれの撮像用画素が第１焦点検出用画素と第２焦点検出用画素から構成されている。必要に応じて、撮像用画素と第１焦点検出用画素、第２焦点検出用画素を個別の画素構成とし、撮像用画素配列の一部に、第１焦点検出用画素と第２焦点検出用画素を部分的に配置する構成としても良い。
【００３１】
本実施形態では、撮像素子の各画素の第１焦点検出用画素２０１の受光信号を集めて第１焦点信号を生成し、各画素の第２焦点検出用画素２０２の受光信号を集めて第２焦点信号を生成して焦点検出を行う。また、撮像素子の各画素毎に、第１焦点検出用画素２０１と第２焦点検出用画素２０２の信号を加算することで、有効画素数Ｎの解像度の撮像信号（撮像画像）を生成する。
【００３２】
本実施例では第１焦点検出画素群２０１と第２焦点検出画素群２０２を用いて既知の撮像面位相差ＡＦを行うことにより焦点検出を行う。焦点検出画素が撮像素子全面に配置されているため、撮像素子全面で位相差ＡＦを行うことが出来る。
【００３３】
しかしながら、画像情報の処理が複雑になるため、本実施例では撮像素子のうち焦点検出を行う箇所を数ブロック配置し、ブロック毎に第１の焦点検出用画素２０１の情報と第２の焦点検出用画素２０２の情報を用いて焦点検出を行う。また図６では本実施例で使用する測距点箇所を撮像画像上に投影した図を示す。またライブビューモードでの撮像素子の焦点検出ブロックの分割を図７に示す。
【００３４】
ライブビューモードの場合は、図６の焦点検出箇所が背面液晶に表示される。撮影者は焦点検出を行う箇所を自動または任意に図６に示した測距点から選択する。選択された図６で示した測距点に対応するに図７に示した撮像素子の焦点検出ブロックの焦点検出画素の情報を使用して焦点検出を行う。
【００３５】
一方、光学ファインダーモードの場合はメインミラー９は撮像光路入り、入射光束を反射光束と透過光束とに分離して、反射光束をファインダー系に導き、かつ透過光束を撮像素子に導く。
【００３６】
光学ファインダーモードの場合、図６の撮像画像上の焦点検出箇所は透過型液晶パネル上に表示され、撮影者はファインダーをのぞいて焦点検出箇所を確認することが出来る。また、光学ファインダーモードの場合、メインミラー９を透過した光束は撮像素子１４に到達するため、メインミラー９の透過光束を用いて、撮像素子１４上の焦点検出用画素２０１の情報と第２の焦点検出用画素２０２の情報を用いて焦点検出を行うことが出来る。
【００３７】
このとき、メインミラー９を透過した光束は、メインミラーにより屈折するため、ライブビューモードと同じ図７に示す焦点検出ブロックの分割で焦点検出を行うと、図６で示した撮像画素上の焦点検出箇所と異なる位置で焦点検出を行うことになってしまう。
【００３８】
そこで本実施例では光学ファインダーモードの場合、焦点検出ブロックの分割をメインミラー９の屈折分だけ位置をずらして配置する。
【００３９】
図８に光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックを示す。図８中、実線で示した８０１が光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックの分割である。また図８中、点線で示した８０２がライブビューモードの場合の焦点検出ブロックの分割となり、図７と同じ分割となっている。
【００４０】
図９はメインミラー９が撮像光路にある場合、撮影レンズの光軸に沿って入射する光線が、メインミラー９を透過する様子を模式的に示す概略図である。図９においてメインミラー９の傾き角度をθ１、レンズ光軸Ｌａに沿って入射する光線のメインミラー９への入射角度をθ２、光線の屈折角をθ３で示している。
【００４１】
メインミラー９の厚みをｄ、メインミラー９の基板の屈折率をｎとすると、メインミラー９が撮像光路外に退避している場合と、メインミラー９が撮像光路内に配置されているときのレンズ光軸Ｌａに沿って入射する光線のズレ量Δｙは、
【００４２】
【数１】
2018026604.tif 000003
【００４３】
で表わされる。
【００４４】
図８において実線で示した光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックの分割示した８０１は点線で示したライブビューモードの場合の焦点検出ブロックの分割８０２は式１で示したΔy分だけずらした位置で分割されている。
【００４５】
本実施例ではメインミラーの角度４５度、メインミラー９の厚み１．５ｍｍ、メインミラー９の屈折率は１．５３である。したがって、Δｙは０．５０８ｍｍとなる。
【００４６】
図１０は本実施形態の概略フローチャートである。カメラ本体に配置されている釦によりライブビューモードか光学ファインダーモードかが選択されると（ステップ１００３）、ライブビューモードの場合はメインミラー９がアップされているか確認をする(ステップ１００４)。ここでミラーアップとはメインミラー９が撮影光学系２と撮像素子１４との撮影光路から退避している状態を示す。ミラーアップされていない場合はミラーアップを行う(ステップ１００５)。
【００４７】
またライブビューモードが選択されている場合は、測距演算を行う範囲の分割をライブビューのブロック分割に設定する(ステップ１００６)。一方、光学ファインダーモードが選択された場合は、測距演算を行う範囲の分割を光学フィンダーモードのブロック分割に設定する(ステップ１００７)。
【００４８】
その後、シャッターボタンが半押しされた場合（ステップ１００８）、測距点選択が自動か任意かを確認する（ステップ１００９）。測距点選択が自動の場合は全測距点に対応する全ブロックにおいて測距演算を行い(ステップ１０１０)、測距点を決定する（ステップ１０１１）。
【００４９】
ステップ１０１１で測距点を決定する方法としては、例えば全ブロックにおいて測距演算を行ったなかで撮影レンズのフォーカスレンズの駆動可能範囲のなかでもっとも撮像装置に近い位置に被写体が存在すると思われる測距点に決定する。
【００５０】
一方、測距点選択が任意の場合は選択されている測距点に対応するブロックにおいて測距演算を行う（ステップ１０１２）。演算を行った後、演算結果をもとに撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する(ステップ１０１３)。
【００５１】
その後、シャッター釦が全押しされると(ステップ１０１４)、メインミラーの状態を確認し（ステップ１０１５）、メインミラーがアップされていない場合は、メインミラーの撮像光路外に退避させる（ステップ１０１６）。メインミラーが撮像光路外に退避された状態で撮像を行う（ステップ１０１７）。
【００５２】
［実施例２］
以下、図１１を参照して、本発明の第２の実施例による、ハーフミラーの状態に応じて撮像装置の読み出し範囲を切り替える読み出し範囲切り替え手段について説明する。
【００５３】
図１１はメインミラー９が撮像光路中にある場合に、メインミラー９が撮像光路から退避した際に撮像センサーｙ１の位置に入射する光線がメインミラー９を透過する様子を模式的に示す概略図である。
【００５４】
図１１において１１０１は撮影レンズの射出瞳、１４は図１に示した撮像素子を表す。点線で示す１１０３はメインミラー９が撮像光路外に退避している際に、撮像素子のｙ１の位置に入射する光線の主光線を表している。また、実線で示す１１０２はメインミラー９が撮像光路外に退避している際に撮像素子のｙ１の位置に入射する光線の主光線がメインミラーが撮像光路にある場合にメインミラー９を透過する様子を模式的に示している。
【００５５】
撮像素子１４から撮影レンズの射出瞳位置までの距離をＰ、メインミラー９が撮像光路から退避した際に光線が到達する撮像センサーのｙ方向の座標をｙ１とする。またメインミラー９の垂直方向からの傾き量をθ１a、メインミラー９が撮像光路外に退避している際に、撮像素子のｙ１の位置に入射する光線の主光線の光軸との角度をθ2a、光線の屈折角をθ３aとする。このときメインミラー９が撮像光路から退避した際に光線が到達する撮像センサーのｙ１に到達する光線が、メインミラーが撮像光路に入ることによってずれる位置Δｙ１は
【００５６】
【数２】
2018026604.tif 000004
【００５７】
で表わされる。
【００５８】
したがってメインミラー９が撮像光路にあるかないかによって光線がずれる量は、撮影レンズの射出瞳位置Pと、撮像素子の位置ｙ１によって変化する。
【００５９】
本実施例では、この撮影レンズの射出瞳位置Pと、撮像素子の位置ｙ１によって光線ズレ量Δｙ１が変化する分をレンズごとに変えて、正しい箇所で測距演算を行う。
【００６０】
図１２の実線で書かれた箇所は本実施例の測距点を示している。また図１３には焦点検出ブロックの分割を示す。
【００６１】
図１３中、点線で書かれたブロック分割がライブビューモードの場合の焦点検出ブロックの分割を示す。また図１３中、実線で書かれたブロック分割が光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックの分割を示す。
【００６２】
図１２に示す測距点のうち、１２０１で示す測距点群に対応した焦点検出ブロックの分割のズレ量を図１３のΔｙ１３２で示している。また図１２に示す測距点のうち、１２０２で示す測距点群に対応した焦点検出ブロックの分割のズレ量を図１３のΔｙ１３１で示している。さらに、図１２に示す測距点のうち、１３０３で示す測距点群に対応した焦点検出ブロックの分割のズレ量を図１３のΔｙ１３３で示している。
【００６３】
本実施例ではメインミラーの角度４５度、メインミラー９の厚み１．５ｍｍ、メインミラー９の屈折率は１．５３、図１２に示す測距点群１２０１のｙ方向の像高は９．６ｍｍ、測距点群１２０３のｙ方向の像高はー９．６ｍｍである。したがって、射出瞳位置Ｐが７０ｍｍの撮影レンズが装着された際には、Δｙ１３１は０．５０８ｍｍ、Δｙ１３２は０．６４８ｍｍ、Δｙ１３３は０．３９６ｍｍとなる。
【００６４】
本実施例には、撮影レンズの射出瞳の位置によって光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックの分割の位置を変更する。撮影レンズ２の射出瞳位置はレンズ記憶手段５に記憶されている。
【００６５】
カメラ本体８は接点１９を通して、レンズ記憶手段５に記憶されている撮影レンズ２の射出瞳位置を取得する。取得した射出瞳位置と、カメラ記憶手段に記憶されている各測距点の像高から光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックの分割のズレ量を計算し、光学ファインダーモードの場合の焦点検出ブロックの分割の位置を変更する。
【００６６】
［実施例３］
以下、図１４を参照して、本発明の第３の実施例による、ハーフミラーの状態に応じて撮像装置の読み出し範囲を切り替える読み出し範囲切り替え手段について説明する。
【００６７】
実施例３で使用する画像素子を図１４に示す。図１に示す撮像素子１４は、撮影レンズ１のうち、後述する瞳分割機能によって２分割された光束により形成された２像を光電変換する焦点検出画素群を有する。
【００６８】
本実施例は、撮像素子１４上の焦点検出画素群からの２つの像信号に対して相関演算を行い、該２つの像信号の焦点検出画素位相差を算出する。そして、該焦点検出画素位相差に基づいて、撮像レンズ１のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量に基づいて、焦点調整手段３を介してフォーカスレンズを駆動する。
【００６９】
図１５、図１６を用いて撮像素子１４の撮影画素群と焦点検出画素群について説明する。図１５の（ａ）には、２行×２列の撮影画素群を示している。
【００７０】
本実施例では、撮像素子１４として、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の原色カラーフィルタがベイヤー配列された２次元単板ＣＭＯSカラーイメージセンサーが用いられている。ベイヤー配列では２行×２列の４画素のうち対角方向にＧ画素が配置され、他の２画素としてＲとＢの画素が配置される。撮像素子１４の全体にこの２行×２列の画素配置が繰り返される。
【００７１】
図１５の（ａ）に示した撮像画素の断面図Ａ−Ａを（ｂ）に示す。ＭＬは各画素の前面に配置されたマイクロレンズであり、ＣＦＲはＲのカラーフィルタ、ＣＦＧはＧのカラーフィルタ、ＰＤはＣＭＯＳセンサの光電変換部を模式的に示している。ＣＬは、ＣＭＯＳセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。ＴＬは、撮影光学系を模式的に示している。撮像素子のマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。
【００７２】
すなわち、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰと光電変換部ＰＤとはマイクロレンズＭＬにより共役関係におかれ、かつ光電変換部ＰＤの有効面積が大きく設定されている。また図１５の（ｂ）では、Ｒ画素への入射光束を示しているが、Ｇ画素及びＢ画素へも同様に撮影光学系ＴＬを通過した光束が入射する。
【００７３】
したがってＲＧＢの各撮像画素に対応した射出瞳ＥＰの径は大きくなり、被写体からの光束を効率よく取り込むことが出来る。これにより、ライブビュー画像や記録用画像を生成するために用いられる撮像信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００７４】
図１６の（ａ）には、図３の（ａ）中の左右方向（横方向）に撮影光学系の瞳分割を行う焦点検出画素を含む２行×２列の画素群の平面図である。Ｇ画素は、輝度情報の主成分となるＧ撮像信号を出力する。人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるため、Ｇ画素が欠損すると画質劣化が認められやすい。逆にＲ、Ｂ画素は、主として色情報を取得する画素であるが、人間は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素に多少欠損が生じても画質劣化が認識されにくい。このため、本実施例では、図１６（ａ）に示した２行×２列の撮像素子のうち、Ｇ画素は撮像画素として残し、ＲとＢの画素の一部を焦点検出画素に置き換えている。
【００７５】
図１６（ａ）において、焦点検出画素をＳＡ、ＳＢで示す。図１６の（ａ）に示した焦点検出画素の断面Ｂ−Ｂを（ｂ）に示す。焦点検出画素におけるマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、図１５（ｂ）に示した撮像画素のマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤと同じである。
【００７６】
本実施例では、焦点検出画素からの画像信号は、ライブビュー画像や記録用画像を生成するためには用いないため、焦点検出画素にはカラーフィルタの代わりに、透明膜ＣＦＷ（Ｗｈｉｔｅ）が配置されている。
【００７７】
また、焦点検出画素に瞳分割機能を持たせるために、配線層ＣＬの開口部（以下絞り開口という）ＯＰＨＡ，ＯＰＨＢが、マイクロレンズＭＬの中心線に対して一方向に偏って配置される。
【００７８】
具体的には、焦点検出画素ＳＡにおいては、絞り開口部ＯＰＨＡは図１３中の右側に偏って配置されており、撮影光学系ＴＬの射出瞳のうち射出瞳領域ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。
【００７９】
一方、焦点検出画素ＳＢにおいては、絞り開口部ＯＰＨＡは図１３中の左側に偏って配置されており、撮影光学系ＴＬの射出瞳のうち射出瞳領域ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。
【００８０】
これにより、焦点検出画素ＳＡ、ＳＢは同一被写体の異なった２つの光束を受光し、これらを光電変換することができる。複数の焦点検出画素ＳＡを垂直方向に規則的に配列し、該２像のうちこれらの焦点検出画素群ＳＡ上に形成される一方の像をＡ像とする。複数の焦点検出画素ＳＢを垂直方向に規則的に配列し、該２像のうちこれらの焦点検出画素群ＳＢ上に形成される一方の像をＢ像とする。焦点検出画素ＳＡ、ＳＢによってＡ像とＢ像を光電変換し、該焦点検出画素ＳＡ、ＳＢから出力される像信号のずれ量（方向を含む）としての位相差（以下、焦点検出画素位相差という）を算出する。
【００８１】
そして該焦点検出画素位相差に基づいて、撮像レンズ１のデフォーカス量（方向を含む）を求めることができる。水平方向（横方向）でのＡ像とＢ像の位相差を検出する場合には、焦点検出画素ＳＡの絞り開口部ＯＰＨＡと焦点検出画素ＳＢの絞り開口部ＯＨＰＢを左右にそれぞれ偏らせて配置すればよい。また垂直方向（縦方向）でのＡ像とＢ像の位相差を検出する場合には、焦点検出画素ＳＡの絞り開口部ＯＰＨＡと焦点検出画素ＳＢの絞り開口部ＯＨＰＢを上下にそれぞれ偏らせて配置すればよい。
【００８２】
図１４および図１７には、撮像素子上での撮影画素群及び焦点検出用画素群の配置例を示している。焦点検出画素群ＳＡ，ＳＢが画像生成に使用されないことを考慮して、本実施例では、焦点検出画素ＳＡ，ＳＢを、水平方向に間隔を空けて離散的に配置している。また、焦点検出画素ＳＡ，ＳＢによる画像上での画素欠損（つまりは画像の劣化）が目立ちにくくなるように、焦点検出画素はＧ画素の位置に配置しないことが望ましい。   
【００８３】
本実施例では、メインミラー９が撮像光路から退避しているライブビューモードの場合は、図１７中の焦点検出画素群１７２を使用して焦点検出を行う。また、メインミラー９が撮像光路上にある光学ファインダーモードの場合は、図１７中の焦点検出画素群１７３を使用して焦点検出を行う。光学ファインダーモードの場合、メインミラー９を透過した光束は、メインミラーにより屈折する。
【００８４】
この場合、ライブビューモードと同じ図１７に示す焦点検出画素群１７２で焦点検出を行うと、図６で示した撮像画素上の焦点検出箇所と異なる位置で焦点検出を行うことになってしまう。
【００８５】
したがってメインミラー９で光束が屈折される分だけずれた箇所で焦点検出を行う必要がある。メインミラー９で屈折され光束がずれる量は、式１により求められる。
【００８６】
本実施例では図１７のΔｙ１７１がメインミラー９で光束が屈折されずれる量に相当し、
Δｙ１７１ずれた箇所にも焦点検出画素を配置している。
【００８７】
本実施例ではメインミラーの角度４５度、メインミラー９の厚み１．５ｍｍ、メインミラー９の屈折率は１．５３である。したがって、Δｙ１７１は０．５０８ｍｍとなる。したがってメインミラー９の位置にかかわらず撮影したい被写体対象像で焦点検出を行うことが出来る。
【００８８】
［実施例４］
以下、図１８を参照して、本発明の第３の実施例による、ハーフミラーの状態に応じて撮像装置の読み出し範囲を切り替える読み出し範囲切り替え手段について説明する。
【００８９】
本実施例では、図１の画像素子１４の画像情報をもとに撮像の測光を行う場合の本発明の実施に関して説明する。本実施例では、図１の撮像カメラにおいて、撮像素子１４の画像情報をもとに測光を行い、撮影の露出調整を行う。
【００９０】
メインミラー９が撮像光路外に退避しているライブビューモードの場合、撮像光路そのものが撮像素子１４に入射している。ライブビューモードの場合、撮像素子１４を図１８のブロックに分割をして、各ブロックごとに蓄積される電荷量を取得する。
【００９１】
図１８中、ライブビューモードの場合の測光演算範囲のブロック分割を点線１８１で示す。図１８中、実線１８２は撮像画像上の焦点検出箇所を示していて、これは図６に示した測距点配置と同じものである。
【００９２】
図１８に示す測光用の撮像素子ブロック分割１８１は、測距点配置１８２と対応しており、測光用の撮像素子ブロック分割１８１の各ブロックの中心は測距点配置１８２の中心と略同一となる分割となっている。
【００９３】
一方、光学ファインダーモードの場合、メインミラー９が撮像光路内にあるため、入射光線が屈折し、ライブビューモードの時とは異なる位置に結像する。したがって図６に示す測距点の中心と測光を行う際の撮像素子分割のブロックはライブビューモードのフロック分割の配置からメインミラー９の屈折分だけずらす必要がある。
【００９４】
図１９に本実施例で使用するライブビューモード時の測光ブロック分割を点線１９２で、光学ファインダーモード時に使用する測光ブロック分割を実線１９１で示す。
【００９５】
光学ファンダーモード時の測光ブロック分割１９１はライブビューモード時の測光ブロック分割１９２に対してメインミラー９による屈折の影響分カメラ下側にずれた位置でブロック分割を行う。
【００９６】
光学ファンダーモード時の測光ブロック分割１９１とライブビューモード時の測光ブロック分割１９２のズレ量は図１９中Δｙ１９で示される。Δｙ１９は実施例１の式１で示したΔｙと同じ式で算出できる。
【００９７】
本実施例ではメインミラーの角度４５度、メインミラー９の厚み１．５ｍｍ、メインミラー９の屈折率は１．５３である。したがって、Δｙ１９は０．５０８ｍｍとなる。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１  撮影レンズ
２  撮影光学系
３  焦点調節手段
４  レンズ制御初段
５  レンズ記憶手段
８  カメラ本体
９  メインミラー
１０  焦点板
１１  透過型液晶
１２  ペンタプリズム
１３  接眼レンズ
１４  撮像素子
１５  背面液晶
１６  カメラ制御手段
１７  カメラ演算手段
１８  カメラ記憶手段
１９  接点
【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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