(57)【要約】【課題】記録用の本画像に生じるピンぼけを防止する。【解決手段】撮影レンズ１４の背後には、赤外光を反射して可視光を透過する分岐光学素子５２が配置されている。スルー画像を撮影する際には、分岐光学素子５２を撮影光軸４４に対して傾けられた傾斜位置へ移動させる。これにより、分岐光学素子５２により反射された赤外光が合焦位置検出光学系５８に入射して合焦位置を検出できる。また、分岐光学素子を透過した可視光がＣＣＤ７４に入射するのでスルー画像の撮影が可能である。他方、本画像を撮影する際には分岐光学素子５２を撮影光軸４４に対して垂直な垂直位置に移動させる。これにより、本画像に生じるピンぼけを防止できる。【選択図】図３
2008263356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラに用いられる合焦位置検出装置において、
撮影レンズとイメージセンサとの間に配置され、撮影レンズを透過した被写体光のうち赤外光を反射し、可視光を透過させる光分岐面を有する分岐光学素子と、
前記光分岐面を撮影光軸に対して垂直にした垂直位置と、前記光分岐面を撮影光軸に対して傾けた傾斜位置との間で、前記分岐光学素子を回動させる回動機構と、
前記傾斜位置の分岐光学素子により反射された赤外光を分光する分光光学系、分光された各赤外光を光電変換して光電信号を生成する光電変換手段を有し、前記光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記傾斜位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記垂直位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴とする合焦位置検出装置。
【請求項２】
撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラにおいて、
撮影レンズとイメージセンサとの間に配置され、撮影レンズを透過した被写体光のうち赤外光を反射し、可視光を透過させる光分岐面を有する分岐光学素子と、
前記光分岐面を撮影光軸に対して垂直にした垂直位置と、前記光分岐面を撮影光軸に対して傾けた傾斜位置との間で、前記分岐光学素子を回動させる回動機構と、
前記傾斜位置の分岐光学素子により反射された赤外光を分光する分光光学系、分光された赤外光のそれぞれを光電変換して光電信号を生成する光電変換手段を有し、前記光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記傾斜位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記垂直位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
被写体へ向けて赤外光を照射する赤外光照射手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
前記分岐光学素子から前記合焦位置検出手段へ向かう赤外光の光路上に配置され、前記分岐光学素子側の前面に入射した赤外光を前記合焦位置検出手段へ向けて反射するとともに、前記分岐光学素子とは反対側の背面に入射した赤外光を前記前面側へ透過させるハーフミラーを備え、
前記赤外光照射手段は、前記ハーフミラーの背面側に配置され、前記分岐光学素子へ向けて赤外光を照射することを特徴とする請求項３記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
前記イメージセンサを撮影光軸に垂直な面内で移動自在に保持するイメージセンサ移動機構、デジタルカメラの振動を検出する振動検出センサを有し、デジタルカメラの振動による画像ブレを防止するように前記イメージセンサを移動させる手ぶれ防止機構を備えるとともに、
前記手ぶれ防止機構は、前記合焦位置を検出する際に、前記分光光学系により分光された赤外光が入射する合焦検出位置へ前記イメージセンサを移動させ、前記イメージセンサを前記光電変換手段として機能させることを特徴とする請求項２〜４いずれか記載のデジタルカメラ。
【請求項６】
撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラに用いられる合焦位置検出装置において、
撮影レンズの背後に配置され、撮影レンズを透過した被写体光を反射するミラーと、
前記ミラーを第１、第２の２つの位置の間で回動させる回動機構と、
前記第１位置のミラーにより反射された被写体光と、前記第２位置のミラーにより反射された被写体光とを導光し、それぞれ異なる光路を介してイメージセンサに入射させる導光手段と、
前記第１位置のミラーにより反射された被写体光を分光する分光光学系を有し、前記分光光学系を介してイメージセンサに入射した被写体光を光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第１位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第２位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴とする合焦位置検出装置。
【請求項７】
撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラにおいて、
撮影レンズの背後に配置され、撮影レンズを透過した被写体光を反射するミラーと、
前記ミラーを第１、第２の２つの位置の間で回動させる回動機構と、
前記第１位置のミラーにより反射された被写体光と、前記第２位置のミラーにより反射された被写体光とを導光し、それぞれ異なる光路を介してイメージセンサに入射させる導光手段と、
前記第１位置のミラーにより反射された被写体光を分光する分光光学系を有し、前記分光光学系を介して前記イメージセンサに入射した被写体光を光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第１位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第２位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項８】
撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラの合焦位置検出方法において、
撮影レンズとイメージセンサとの間に配置され、撮影レンズを透過した被写体光のうち赤外光を反射し、可視光を透過させる光分岐面を有する分岐光学素子と、前記光分岐面を撮影光軸に対して垂直にした垂直位置と、前記光分岐面を撮影光軸に対して傾け傾斜位置との間で、前記分岐光学素子を回動させる回動機構と、前記光分岐面で反射された赤外光を分光し、分光された赤外光をそれぞれ光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを用い、
イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記傾斜位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記垂直位置へ移動させることを特徴とする合焦位置検出方法。
【請求項９】
撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラの合焦位置検出方法において、
撮影レンズの背後に配置され、撮影レンズを透過した被写体光を反射するミラーと、前記ミラーを第１、第２の２つの位置の間で回動させる回動機構と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光と、前記第２位置のミラーにより反射された被写体光とを導光し、それぞれ異なる光路を介してイメージセンサに入射させる導光手段と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光を分光する分光光学系と、前記分光光学系を介してイメージセンサに入射した被写体光を光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを用い、
イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第１位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第２位置へ移動させることを特徴とする合焦位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラ、及びこのようなデジタルカメラの合焦位置検出装置、並びに合焦位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動焦点調節機能（オートフォーカス機能）を備えたデジタルカメラが広く普及している。デジタルカメラのオートフォーカスの方式としては、コントラスト検出方式と、位相差検出方式とが知られている。コントラスト検出方式は、イメージセンサにより取得された画像のコントラストが最も高くなる位置に撮影レンズを移動させるものである。位相差検出方式は、被写体光分光し、分光された被写体光のそれぞれを光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出し、検出した合焦位置へ撮影レンズを移動させるものである。
【０００３】
コントラスト検出方式は、イメージセンサを利用するため手軽であるといった反面、撮影レンズを移動させながら合焦位置を検出するため焦点調整に時間がかかってしまうといった欠点がある。対して位相差検出方式では、被写体光を分光する分光光学系や、被写体光を光電変換する光電変換手段などからなる合焦位置検出手段を設ける必要がある反面、短時間で焦点調節が可能であるといった利点がある。
【０００４】
位相差検出方式により焦点調節を行う装置として、下記特許文献１には、焦点検出時には、撮影レンズとイメージセンサとの間にミラーを配置し、このミラーにより被写体光を合焦位置検出手段へ導光するとともに、撮影時にはミラーを退避させ、イメージセンサに被写体光が入射するようにしたものが記載されている。しかし、この装置では、焦点検出中はイメージセンサに被写体光が入射しないので、モニタにライブ表示するスルー画像、及び、記憶媒体に記憶させる記録用画像のいずれの撮影もできないといった問題がある。
【０００５】
このため、下記特許文献２には、前述したミラーに代えて、赤外光を反射し、可視光を透過させる分岐光学素子を用い、この分岐光学素子を撮影光軸に対して斜めに配置し、反射された赤外光を利用して焦点調節を行うようにした装置が記載されている。この装置によれば、赤外光は分岐光学素子により反射されて合焦位置検出手段に入射し、可視光は分岐光学素子を透過してイメージセンサに入射するので、焦点調節を行いながら撮影を行うことができる。
【０００６】
また、イメージセンサは赤外光に対しても感度を有しているので、デジタルカメラでは上述したような分岐光学素子を撮影光軸に対して垂直に配置してイメージセンサに赤外光が入射しないようにしている。このため、下記特許文献２記載の装置によれば、合焦位置検出手段を設ける必要はあるものの、従来より用いていた分岐光学素子を利用して焦点調節を行いながら撮影を行うことができるようになるのでコストを抑えることができる。
【０００７】
さらに、分岐光学素子により、被写体光を焦点調節に用いる焦点調節用光束と、撮影に用いる撮影用光束とに分岐させ、焦点調節用光束と記録用光束とを重畳してイメージセンサに入射させ、後の画像処理により両者を分離することによって、焦点調節を行いながら撮影も行えるようにした装置もある（例えば、下記特許文献３参照）。このような構成によっても焦点調節を行いながら撮影を行うことができるようになる
【特許文献１】特開平８−２８６１０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１１８１４１号公報
【特許文献３】特開２０００−１０１８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、イメージセンサは、前面が、複数の光電変換素子が並べられた光電変換面となっており、この前面が撮影光軸に対して垂直になるように配置されている。そして、図９に示すように、分岐光学素子１５０を撮影光軸１５２に対して垂直に配置した場合に、被写体光がＣＣＤ１５４の前面に結像されるようになっている。しかし、同図（Ｂ）に示すように、分岐光学素子１５０を撮影光軸１５２に対して傾けて配置した場合は、被写体光が前面からずれた位置に結像されてしまう。
【０００９】
この結像位置のずれは、分岐光学素子１５０に入射する被写体光の入射角度が撮影光軸１５２に対して非対称になることに起因して発生し、撮影光軸１５２から離れるほど大きくなる。そして、図９（Ｂ）に示す例では、撮影光軸１５２よりも上側へ行くほど被写体光の結像位置が奥側となり、撮影光軸１５２よりも下側へ行くほど被写体光の結像位置が手前側となる。
【００１０】
このため、上記特許文献２記載の装置では、画像の周辺部がピンぼけしてしまうといった問題があった。この問題は、スルー画像においては無視できるレベルであるが、拡大やプリントを前提とした記録用画像では無視できない。
【００１１】
また、上記特許文献３記載の装置では、処理が複雑で焦点調節に時間がかかってしまうといった問題があった。
【００１２】
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、焦点調節を行いながら撮影を可能にするとともに、記録用画像に生じるピンぼけを防止することを目的としている。また、本発明は、短時間で焦点調節を行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の合焦位置検出装置は、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラに用いられる合焦位置検出装置において、撮影レンズとイメージセンサとの間に配置され、撮影レンズを透過した被写体光のうち赤外光を反射し、可視光を透過させる光分岐面を有する分岐光学素子と、前記光分岐面を撮影光軸に対して垂直にした垂直位置と、前記光分岐面を撮影光軸に対して傾けた傾斜位置との間で、前記分岐光学素子を回動させる回動機構と、前記傾斜位置の分岐光学素子により反射された赤外光を分光する分光光学系、分光された赤外光のそれぞれを光電変換して光電信号を生成する光電変換手段を有し、前記光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記傾斜位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記垂直位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のデジタルカメラは、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラにおいて、撮影レンズとイメージセンサとの間に配置され、撮影レンズを透過した被写体光のうち赤外光を反射し、可視光を透過させる光分岐面を有する分岐光学素子と、前記光分岐面を撮影光軸に対して垂直にした垂直位置と、前記光分岐面を撮影光軸に対して傾けた傾斜位置との間で、前記分岐光学素子を回動させる回動機構と、前記傾斜位置の分岐光学素子により反射された赤外光を分光する分光光学系、分光された赤外光のそれぞれを光電変換して光電信号を生成する光電変換手段を有し、前記光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記傾斜位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記垂直位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
被写体へ向けて赤外光を照射する赤外光照射手段を備えていることが好ましい。また、前記分岐光学素子から前記合焦位置検出手段へ向かう赤外光の光路上に配置され、前記分岐光学素子側の前面に入射した赤外光を前記合焦位置検出手段へ向けて反射するとともに、前記分岐光学素子とは反対側の背面に入射した赤外光を前記前面側へ透過させるハーフミラーを備え、前記赤外光照射手段は、前記ハーフミラーの背面側に配置され、前記分岐光学素子へ向けて赤外光を照射することが好ましい。
【００１６】
さらに、前記イメージセンサを撮影光軸に垂直な面内で移動自在に保持するイメージセンサ移動機構、デジタルカメラの振動を検出する振動検出センサを有し、デジタルカメラの振動による画像ブレを防止するように前記イメージセンサを移動させる手ぶれ防止機構を備えるとともに、前記手ぶれ防止機構は、前記合焦位置を検出する際に、前記分光光学系により分光された赤外光が入射する合焦検出位置へ前記イメージセンサを移動させ、前記イメージセンサを前記光電変換手段として機能させることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の合焦位置検出装置は、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラに用いられる合焦位置検出装置において、撮影レンズの背後に配置され、撮影レンズを透過した被写体光を反射するミラーと、前記ミラーを第１、第２の２つの位置の間で回動させる回動機構と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光と、前記第２位置のミラーにより反射された被写体光とを導光し、それぞれ異なる光路を介してイメージセンサに入射させる導光手段と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光をさらに分光する分光光学系を有し、前記分光光学系を介してイメージセンサに入射した被写体光を光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第１位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第２位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
さらに、本発明のデジタルカメラは、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラにおいて、撮影レンズの背後に配置され、撮影レンズを透過した被写体光を反射するミラーと、前記ミラーを第１、第２の２つの位置の間で回動させる回動機構と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光と、前記第２位置のミラーにより反射された被写体光とを導光し、それぞれ異なる光路を介してイメージセンサに入射させる導光手段と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光を分光する分光光学系を有し、前記分光光学系を介して前記イメージセンサに入射した被写体光を光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記回動機構を制御して、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第１位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第２位置へ移動させる回転制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の合焦位置検出方法は、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラの合焦位置検出方法において、撮影レンズとイメージセンサとの間に配置され、撮影レンズを透過した被写体光のうち赤外光を反射し、可視光を透過させる光分岐面を有する分岐光学素子と、前記光分岐面を撮影光軸に対して垂直にした垂直位置と、前記光分岐面を撮影光軸に対して傾け傾斜位置との間で、前記分岐光学素子を回動させる回動機構と、前記光分岐面で反射された赤外光を分光し、分光した赤外光のそれぞれを光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを用い、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記傾斜位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記分岐光学素子を前記垂直位置へ移動させることを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明の合焦位置検出方法は、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換するイメージセンサを備え、前記イメージセンサにより、モニタにライブ表示するスルー画像の撮影と、記憶媒体に記憶させる記録用画像の撮影とを行うデジタルカメラの合焦位置検出方法において、撮影レンズの背後に配置され、撮影レンズを透過した被写体光を反射するミラーと、前記ミラーを第１、第２の２つの位置の間で回動させる回動機構と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光と、前記第２位置のミラーにより反射された被写体光とを導光し、それぞれ異なる光路を介してイメージセンサに入射させる導光手段と、前記第１位置のミラーにより反射された被写体光を分光する分光光学系と、前記分光光学系を介してイメージセンサに入射した被写体光を光電変換した光電信号の位相差に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを用い、イメージセンサがスルー画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第１位置へ移動させ、イメージセンサが記録用画像の撮影を行う際には前記ミラーを前記第２位置へ移動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スルー画像の撮影時には、分岐光学素子を透過した可視光をイメージセンサに入射させるとともに、分岐光学素子により反射された赤外光に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出するようにしたので、焦点調節を行いながらスルー画像を撮影できる。また、分岐光学素子を撮影光軸に対して垂直にした状態で記録用画像の撮影を行うようにしたので、記録用画像に生じるピンぼけを防止できる。さらに、合焦位置を検出するために複雑な処理を行う必要がないので短時間で焦点調節できる。
【００２２】
また、スルー画像や記録用画像の撮影を行う撮影位置と、合焦位置の検出を行う合焦検出位置との間でイメージセンサを移動させ、合焦位置の検出にイメージセンサを用いるようにすれば、イメージセンサとは別に光電変換手段を設ける場合と比較してコストを抑えることができる。さらに、イメージセンサを移動させて手ぶれ補正を行うデジタルカメラにおいて、手ぶれ補正機構を利用し、撮影位置と合焦検出位置との間でイメージセンサを移動すれば、よりコストを抑えることができる。
【００２３】
さらに、本発明の別の構成によれば、ミラーにより、被写体光の光路を切り替え、スルー画像の撮影時には、分光光学系により分光された被写体光をイメージセンサに入射させるようにした。このように、分光した被写体光を共通のイメージセンサに入射させるため、１つ当たりの受光面積が小さく、画素数が少なく（解像度が低く）なるがスルー画像の撮影を行うことができる。また、分光された被写体光に基づいて合焦位置を検出し、焦点調整を行うことができる。さらに、記録用画像の撮影時には被写体光を分光することなくイメージセンサに入射させるようにしたので、記録用画像の画素数が少なく（解像度が低く）なるといったこともない。また、本構成によれば、イメージセンサを合焦位置検出用に用いているため、合焦位置を検出するための光電変換手段を設ける場合と比較してコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１において、デジタルカメラ１０には、カメラ本体１２の前面に撮影レンズ１４が設けられている。また、カメラ本体１２の上面には、レリーズボタン１６が設けられ、側面にはメモリカード１８が着脱自在に装填されるメモリーカードスロット２０が設けられている。デジタルカメラ１０は、自動露出（ＡＥ）機能、自動焦点調節（ＡＦ）機能を備えており、撮影モードにセットしてレリーズボタン１６を押下するとフルオートで撮影が行われ、この撮影により得られた画像データがメモリカード１８に記憶される。
【００２５】
図２において、カメラ本体１２の背面には、各種操作を行うための操作部２２、並びに、各種表示を行うための液晶モニタ（ＬＣＤ）２４が設けられている。操作部２２には、電源のオンオフを行うための電源ボタンや、撮影モード、再生モード、メニューモードの各モードを切り替えるためのモード選択ボタンや、主にメニューモードにて使用されるカーソルキーなどが設けられている。
【００２６】
ＬＣＤ２４には、撮影モードにおいては、被写体のスルー画像が表示される。撮影モードでは、このスルー画像を観察することでフレーミングを行える。また、ＬＣＤ２４には、再生モードにおいては、メモリカード１８に記録済みの画像が表示され、メニューモードにおいては、各種設定を行うためのメニュー画面が表示される。
【００２７】
図３に示すように、デジタルカメラ１０の内部には、ＣＰＵ３０が設けられている。ＣＰＵ３０には、制御プログラムや各種設定情報が記憶されたＲＯＭ３２と、作業用メモリであるＲＡＭ３４とが設けられている。ＣＰＵ３０は、データバス３５を介してデジタルカメラ１０の各部に接続されており、ＲＯＭ３２に記憶された情報をＲＡＭ３４に読み出してデジタルカメラ１０を統括的に駆動制御する。
【００２８】
撮影レンズ１４は、ズームレンズ３６と、フォーカスレンズ３８とからなる。ズームレンズ３６、フォーカスレンズ３８は、それぞれズームモータ４０、フォーカスモータ４２によって駆動され、撮影光軸４４に沿って前後移動される。撮影レンズ１４の背後には絞り４６が配置されている。絞り４６は、アイリスモータ４８により駆動され、絞り開口径を変化させる。
【００２９】
各モータ４０、４２、４８は、ステッピングモータからなり、ＣＰＵ３０に接続されたモータドライバ５０から送信される駆動パルスにより動作制御される。ＣＰＵ３０は、モータドライバ５０を介して、ズームレンズ３６と、フォーカスレンズ３８、絞り４６を駆動制御することによって露出制御及び焦点調節を行う。
【００３０】
絞り４６の背後には分岐光学素子５２が配置されている。分岐光学素子５２は、矩形板状に形成され、その前面が赤外光を反射し可視光透過させる性質を有する光分岐面５４となっている。分岐光学素子５２は、カムやギア並びにモータなどからなる回転機構５６により駆動されて、光分岐面５４を撮影光軸４４に対して傾けた傾斜位置（図３に破線で示す位置）と、光分岐面５４を撮影光軸４４と垂直にした垂直位置（図３に実線で示す位置）との間で回動する。ＣＰＵ３０は、回転機構５６を制御して、スルー画像の撮影を行う際には分岐光学素子５２を傾斜位置に移動させる。また、メモリカード１８に記憶させる記録用の本画像の撮影を行う際には分岐光学素子５２を垂直位置に移動させる。
【００３１】
分岐光学素子５２の上方には、合焦位置検出光学系５８が配置されている。合焦位置検出光学系５８には、傾斜位置の分岐光学素子５２が反射した被写体光（赤外光）が入射される。合焦位置検出光学系５８は、コンデンサレンズ６０、ミラー６２、再結像レンズ６４、光電変換センサ６６とから構成される。合焦位置検出光学系５８は、分岐光学素子５２が反射した被写体光（赤外光）をコンデンサレンズ６０により集光し、ミラー６２を介して再結像レンズ６４に入射させる。
【００３２】
図４に示すように、再結像レンズ６４は、撮影光軸４４とは垂直な方向に２枚のレンズ６８、７０が並べて配置されたものであり、ミラー６２からの被写体光（赤外光）を分光し、それぞれを光電変換センサ６６の前面に結像させる。光電変換センサ６６は、前面に受光量に応じた電荷を蓄積する複数の光電変換素子が、レンズ６８、７０の並べられた方向に並べて配置されている。そして、光電変換センサ６６は、再結像レンズ６４により結像された２つの被写体光（赤外光）を光電変換した光電信号を出力する。
【００３３】
光電変換センサ６６から出力された光電信号はＡＦ制御部７２に入力される。ＡＦ制御部７２は、入力された２つ光電信号の位相差に基づいて、フォーカスレンズ３８の合焦位置を検出する。そして、ＣＰＵ３０は、検出された合焦位置にフォーカスレンズ３８を移動させる。これにより焦点調節が完了する。このように、デジタルカメラ１０では、傾斜位置の分岐光学素子５２が反射した被写体光（赤外光）により焦点調節が行われる。
【００３４】
一方、分岐光学素子５２を透過した被写体光（可視光）は、分岐光学素子５２の背後に配置されたＣＣＤ７４に入射する。ＣＣＤ７４は、周知のように、入射光量に応じた電荷を蓄積する複数の光電変換素子を備え、入射した被写体光（可視光）を光電変換した光電信号を出力する。ＣＣＤ７４は、ＣＰＵ３０により駆動され、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると画素数を落としてスルー画像の撮影を開始し、撮影モード中にレリーズボタン１６が押下されるとスルー画像の撮影を中断して記録用の本画像の撮影を行う。
【００３５】
ＣＣＤ７４から出力された画像信号は、信号処理回路７６に入力される。信号処理回路７６は、画像信号に対して、増幅処理、ノイズ除去処理、デジタル変換処理、階調変換処理、ホワイトバランス調整処理、γ変換処理、ＹＣ変換処理など周知の各種信号処理を施す。信号処理回路７６による処理済みの画像信号は、スルー画像として撮影されたものはアナログのコンポジット信号に変換されてＬＣＤ２４に表示される。また、本画像として撮影されたものは、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ方式）で圧縮された後メモリカード１８に記録される。
【００３６】
以下、上記構成による本発明の作用について、図５に示すフローチャートをもとに説明する。デジタルカメラ１０を撮影モードにセットすると、分岐光学素子５２が傾斜位置に移動される。これにより、被写体光のうち可視光がＣＣＤ７４に入射され、赤外光が合焦位置検出光学系５８に入射される。
【００３７】
そして、この状態でスルー画像の撮影が開始され、撮影されたスルー画像がＬＣＤ２４に表示される。また、スルー画像の撮影とともに、分岐光学素子５２により反射された被写体光（赤外光）に基づいて合焦位置の検出が開始される。さらに、検出された合焦位置へフォーカスレンズ３８が移動されることで焦点調節が行われる。
【００３８】
撮影モード中にレリーズボタン１６を押下すると、分岐光学素子５２が垂直位置に移動される。これにより、被写体光のうち可視光がＣＣＤ７４に入射され、赤外光が撮影レンズ１４へ向けて反射される。そして、この状態で本画像の撮影が行われ、撮影された本画像がメモリカード１８に記憶される。
【００３９】
このように、デジタルカメラ１０によれば、スルー画像の撮影を行う際に、分岐光学素子を傾斜位置に移動することで、撮影しながら合焦位置の検出ができる。このとき、分岐光学素子が撮影光軸に対して傾くことに起因して画像の周辺部にピンぼけが発生するが、スルー画像であるので気になることもない。また、デジタルカメラ１０によれば、本画像の撮影を行う際に、分岐光学素子５２を垂直位置に移動することで、ピンぼけのない画像を撮影できる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、赤外光を照射する光源をカメラ本体の前面に設け、被写体に赤外光を照射してもよい。こうすることで、照射された赤外光が被写体で反射して合焦位置検出光学系に入射するので、被写体からの赤外光の光量が増し、より確実に合焦位置を検出できる。
【００４１】
また、例えば、図６に示すデジタルカメラ１００のように、カメラ本体１２の内部に赤外光を発行する光源１０２を設け、この光源１０２からの赤外光を被写体に照射するといったことも考えられる。なお、図６以降の図面を用いた説明では、前述の実施形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を省略している。
【００４２】
図６において、デジタルカメラ１００では、合焦位置検出光学系１０４に前述した実施形態のミラー６２に代えてハーフミラー１０６を配置している。ハーフミラー１０６は、前面側（コンデンサレンズ６０側）から入射する被写体光（赤外光）を再結像レンズ６４へ向けて反射するとともに、背面側から入射する赤外光を透過させる性質を有する。光源１０２はハーフミラー１０６の背面側に配置され、コンデンサレンズ６０へ向けて赤外光を照射する。
【００４３】
これにより、光源１０２からの赤外光はコンデンサレンズ６０を介して分岐光学素子５２に入射し、分岐光学素子５２により反射されて被写体へ照射される。さらに、被写体に照射された赤外光は、被写体により反射されて撮影レンズ１４を介してデジタルカメラ１００内に取り込まれ、合焦位置検出に用いられる。こうすることで、被写体からの赤外光の光量が増し、より確実に合焦位置を検出できる。
【００４４】
また、上記実施形態では、合焦位置の検出に用いる光電変換センサと、撮影を行うイメージセンサを別個に設ける例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すデジタルカメラ１１０のように、ＣＣＤ７４を光電変換センサとして機能させ、光電変換センサを廃止してもよい。
【００４５】
図７において、デジタルカメラ１１０には、カメラ本体１２の振動を検出する振動検出センサ１１２、ＣＣＤ７４を撮影光軸４４に垂直な面内で移動させる移動機構１１４とが設けられている。そして、デジタルカメラ１１０のＣＰＵ１１６は、移動機構１１４を制御して、デジタルカメラ１１０の振動による画像ブレを防止するように、ＣＣＤ７４を移動させる。これにより、デジタルカメラ１１０では、手ぶれによる画像ブレを防止できる。
【００４６】
また、デジタルカメラ１１０では、ＣＣＤ７４の移動幅にゆとりを持たせることによって、分岐光学素子５２を透過した被写体光（可視光）が入射する撮影位置（図７に実線で示す位置）と、分岐光学素子５２により反射された被写体光（赤外光）が入射する合焦検出位置（図７に破線で示す位置）との間でＣＣＤ７４を移動できるようになっている。そして、ＣＰＵ１１６は、移動機構１１４を制御して、スルー画像や本画像の撮影を行う際にはＣＣＤ７４を撮影位置に移動させ、合焦位置の検出を行う際にはＣＣＤ７４を合焦検出位置に移動させる。
【００４７】
ＣＣＤ７４は、赤外光に対する感度を有しているので、合焦検出位置に移動させることで被写体光（赤外光）を光電変換して被写体光（赤外光）の光電信号を生成できる。そして、デジタルカメラ１１０では、合焦検出位置のＣＣＤ７４から出力された光電信号の位相差に基づいてＡＦ制御部１１８が合焦位置を検出する。このように、本構成によれば光電変換センサを廃止することが可能であり、コストを抑えることができる。なお、合焦位置の検出タイミング（ＣＣＤを合焦検出位置に移動させるタイミング）は、任意のタイミングに設定できる。例えば、撮影モード中は所定の時間毎に合焦位置を検出するとともに、記録用画像の撮影直前に合焦位置を検出してもよい。
【００４８】
さらに、図８に示すデジタルカメラ１２０によっても光電変換センサを廃止できる。デジタルカメラ１２０は、撮影レンズ１４の背後に、上述した分岐光学素子５２に代えてミラー１２２を設けている。ミラー１２２は、回動機構１２４により駆動され、撮影レンズ１４を透過した被写体光を、合焦位置検出光学系１２６へ向けて反射する第１位置と、ＣＣＤ７４へ向けて反射する第２位置との間で回動する。ＣＰＵ１２８は、回動機構１２４を制御し、スルー画像の撮影を行う際にはミラー１２２を第１位置へ移動させ、本画像の撮影を行う際にはミラー１２２を第２位置へ移動させる。
【００４９】
合焦位置検出光学系１２６は、コンデンサレンズ６０、再結像レンズ６４、並びに、ミラー１３０、１３２とから構成される。合焦位置検出光学系１２６は、第１位置のミラー１２２により反射された被写体光をコンデンサレンズ６０により集光し、ミラー１３０を介して再結像レンズ６４に入射させる。そして、再結像レンズ６４により被写体光を分光し、ミラー１３２を介してＣＣＤ７４に入射させる。
【００５０】
デジタルカメラ１２０では、スルー画像の撮影時に、合焦位置検出光学系１２６により分光された２つの被写体光がＣＣＤ７４に入射する。ＣＣＤ７４は、この２つの被写体光に対応する２種類の画像信号（光電信号）を出力する。ＡＦ制御部１３４は、２種類の光電信号の位相差に基づいて合焦位置の検出を行う。また、デジタルカメラ１２０では、２種類の光電信号の一方をアナログのコンポジット信号に変換した後、ＬＣＤ２４に表示する。なお、２種類の光電信号を合成したものをアナログのコンポジット信号に変換してＬＣＤ２４に表示してもよい。
【００５１】
このように、デジタルカメラ１２０によれば、スルー画像の撮影時は被写体光を分光してＣＣＤ７４に入射させるようにした。このため、合焦位置の検出と撮影とを同時に行うことができる。このとき、被写体光を分光してＣＣＤ７４に入射させているので、１つ当たりの受光面積が小さくなり、画素数が少なく（解像度が低く）なるが、スルー画像なので気になることもない。また、本画像の撮影時は、被写体光を分光することなくＣＣＤ７４に入射させるようにした。このため、本画像の画素数が少なく（解像度が低く）なることもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】デジタルカメラの前面側外観図である。
【図２】デジタルカメラの背面側外観図である。
【図３】デジタルカメラの構成図である。
【図４】被写体光が分光される様子を表す説明図である。
【図５】分岐光学素子の位置を切り替る手順を表すフローチャートである。
【図６】デジタルカメラの構成図である。
【図７】デジタルカメラの構成図である。
【図８】デジタルカメラの構成図である。
【図９】分岐光学素子を撮影光軸に対して傾けることで被写体光の結像位置ずれが生じる様子を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１００、１１０、１２０  デジタルカメラ
１４  撮影レンズ
１６  レリーズボタン
１８  メモリカード
２４  ＬＣＤ
３０、１１６、１２８  ＣＰＵ
３８  フォーカスレンズ
４４、１５２  撮影光軸
５２  分岐光学素子
５４  光分岐面
５６、１２４  回転機構
５８、１０４、１２６  合焦位置検出光学系
６２、１２２、１３０、１３２  ミラー
６６  光電変換センサ
７２、１１８、１３４  ＡＦ制御部
７４  ＣＣＤ
１０２  光源
１０６  ハーフミラー
１１２  振動検出センサ
１１４  移動機構
【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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