(57)【要約】【課題】  位相差検出方式による焦点検出結果の精度を向上させることのできる撮像装置を提供する。【解決手段】  撮像素子（１０６）の出力を用いて、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点調節状態を検出するための第１の検出手段（１３５）と、位相差検出方式により撮影光学系の焦点調節状態を検出するための第２の検出手段（１６７）と、撮影光学系からの光束を分割して、撮像素子及び第２の検出手段に導くための光分割手段（１１１、１２２）と、第１の検出手段の検出結果に基づいて第２の検出手段の検出結果を補正する制御手段（１３５）とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系からの光束によって形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
該撮像素子の出力を用いて、コントラスト検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するための第１の検出手段と、
位相差検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するための第２の検出手段と、
前記撮影光学系からの光束を分割して、前記撮像素子及び前記第２の検出手段に導くための光分割手段と、
前記第１の検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の検出手段の検出結果を補正する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１及び第２の検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の検出手段の検出結果を補正するための補正値を算出す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】
前記光分割手段は、撮影光路内に位置して前記撮影光学系からの光束を前記撮像素子及び前記第２の検出手段に導く状態と、撮影光路から退避した状態との間で動作可能であって、
前記制御手段は、前記光分割手段が前記撮影光路内に位置しているときに、前記補正値の算出を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正値を記憶するための記憶手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の検出手段による検出動作のタイミングと、前記第２の検出手段による検出動作のタイミングとが等しいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光分割手段は、撮影光路に対して進退可能な光学素子を有しており、
前記光学素子は、前記撮影光路内に位置している場合において、前記撮影光学系からの光束のうち一部の光束を前記第２の検出手段に導くとともに、他の光束を前記撮像素子に導くことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮影光学系からの光束を用いて被写体を観察するためのファインダ光学系を有し、
前記光分割手段は、前記撮影光学系からの光束を前記ファインダ光学系及び前記第２の検出手段に導く第１の状態と、前記撮影光学系からの光束を前記撮像素子及び前記第２の検出手段に導く第２の状態との間で切り換わることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光分割手段は、互いに独立して移動可能な第１及び第２のミラーを有しており、
前記光分割手段が前記第１の状態にあるとき、前記第１のミラーが前記撮影光学系からの光束のうち一部の光束を前記ファインダ光学系に反射させて、他の光束を透過させるとともに、前記第２のミラーが前記第１のミラーを透過した光束を前記第２の検出手段に反射させ、
前記光分割手段が前記第２の状態にあるとき、前記第１のミラーが前記一部の光束を前記第２の検出手段に反射させ、他の光束を透過させるとともに、前記第２のミラーが撮影光路から退避することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光分割手段が前記第１の状態にあるとき、前記第２のミラーは、前記第１のミラーを透過した光束のうち一部の光束を前記第２の検出手段に反射させるとともに、他の光束を透過させて前記撮像素子に導くことを特徴とする請求項８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、撮影光学系の焦点調節状態を２つの検出手段を用いて検出し、一方の検出手段の検出結果に基づいて、他方の検出手段の検出結果を補正する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影光学系の焦点調節状態を検出する方式としては、コントラスト検出方式と位相差検出方式が知られている。
【０００３】
コントラスト検出方式とは、撮影光学系によって形成された被写体像の鮮鋭度を撮像素子の出力を所定の関数で評価することによって求め、関数値が極値をとるように撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの位置（光軸方向の位置）を調節するものである。ここで、評価関数としては、隣接する画素における輝度信号の差の絶対値を焦点検出領域内で加算するもの、隣接する画素における輝度信号の差の２乗を焦点検出領域内で加算するもの、又はＲ、Ｇ、Ｂの各画素の出力信号について隣接する信号の差を上記と同様に処理するもの等がある。
【０００４】
一般に、コントラスト検出方式では、焦点検出に用いるセンサと撮像に用いるセンサが同一であるため、経時変化に強く、焦点検出の精度も高いという特徴がある。しかし、フォーカスレンズを光軸方向に僅かに移動させながら評価関数値を求めているために、合焦状態となるまでの時間がかかりすぎることもある。
【０００５】
一方、位相差検出方式では、コントラスト検出方式に比べて、撮影光学系の焦点調節に要する時間が短いという特徴がある。この位相差検出方式は、特許文献１にも開示されているように公知の技術である。すなわち、位相差検出方式では、撮影光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束によって形成された一対の被写体像の相対的な位置関係に基づいて、撮影光学系の焦点調節状態を検出するものである。
【０００６】
ここで、位相差検出方式では、合焦位置に対するずれ量とずれ方向がわかるため、この量及び方向に基づいてフォーカスレンズを移動させるだけでよく、コントラスト検出方式のように、フォーカスレンズを全移動範囲で移動させる必要がない。また、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズを移動させるたびに、評価関数値を求めているが、位相差検出方式では、１回の検出によって撮影光学系の焦点調節状態を検出することができる。
【０００７】
しかし、位相差検出方式では、焦点検出に用いるセンサと撮像に用いるセンサとが異なるために、経時変化の影響を受けやすく、コントラスト検出方式に比べて、焦点検出の精度が低いという問題がある。
【０００８】
一眼レフレックスタイプのカメラでは、撮影光学系からの光（被写体光）を、ハーフミラーで反射させて、ペンタプリズム等を含むファインダ光学系（ＯＶＦ、Optical View Finder）に導くことで、撮影光学系で形成された被写体像を正像として観察することができる。また、ハーフミラーを透過した光は、ハーフミラーの後方に位置するサブミラーによって反射され、位相差方式の焦点検出ユニットに導かれる。ファインダ光学系を介して被写体像を観察する場合には、ハーフミラーが撮影光路内に位置しており、焦点検出ユニットにも被写体光が導かれるようになっている。
【０００９】
上述した構成のカメラにおいて、ハーフミラー及びサブミラーは、カメラ本体内に設けられた位置決め部材との当接によって、所定位置（撮影光路から退避した第１位置と、撮影光路内の第２位置）に位置決めされる。この構成では、上記ミラーの第１位置及び第２位置間の動作が繰り返し行われることで、位置決め部材との当接面が摩耗し、撮影光路内におけるハーフミラー及びサブミラーの位置が変化してしまうことがある。
【００１０】
このようにミラーの位置が変化すると、ハーフミラーで反射した光束の焦点検出ユニットに対する入射角度が変化してしまうことがある。この場合には、焦点検出ユニットの焦点検出結果（位相差検出方式）に基づく合焦位置と、撮像素子を用いた焦点検出結果（コントラスト検出方式）に基づく合焦位置との関係が、初期状態の位置関係に対して変化してしまう。すなわち、焦点検出ユニットで得られる焦点検出結果に誤差が生じてしまう。
【００１１】
そこで、位相差検出方式による焦点検出結果の誤差を抑制するために、コントラスト検出方式による検出結果を用いて、位相差検出方式による検出結果を補正することが考えられる。
【００１２】
ここで、特許文献２には、手動で位相差検出方式とコントラスト検出方式を選択できるカメラが開示されている。位相差検出方式が選択された場合には、ミラーが撮影光路内に位置し、被写体光がミラーで反射して焦点検出ユニットに導かれる。これにより、焦点検出ユニットにおいて、位相差検出方式による焦点検出が行われる。一方、コントラスト検出方式が選択された場合には、ミラーが撮影光路から退避することにより、被写体光が撮像素子側に導かれる。これにより、撮像素子の出力を用いてコントラスト検出方式による焦点検出が行われる。
【００１３】
上述したカメラの構成においては、コントラスト検出方式による焦点検出結果を用いて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。
【００１４】
一方、同一のタイミングにおける同一の被写体に対して、位相差検出方式及びコントラスト検出方式を行うことが可能な撮像装置がある（例えば、特許文献３参照）。この撮像装置では、単一の光電変換部を構成する第１光電変換部群と、２分割された光電変換部を構成する第２光電変換部群とを備えた撮像素子を有している。そして、第２光電変換部群における１対の光電変換部から出力される像信号の位相差に基づいて、撮影光学系の焦点状態を検出している。そして、この構成によれば、第１光電変換部群又は第２光電変換部群からの出力信号を用いてコントラスト検出方式による焦点検出を行うことができる。
【特許文献１】特開平０５−１２７０７４号公報（段落番号００２３、図１等）
【特許文献２】特開２００１−２７５０３３号公報（図２等）
【特許文献３】特開２０００−２９２６８５号公報（段落番号００４６−００７７、図４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献２に記載のカメラでは、ミラーが撮影光路内に位置しているときには、位相差検出方式による焦点検出しか行うことができず、ミラーが撮影光路から退避しているときには、コントラスト検出方式による焦点検出しか行うことができない。この場合には、位相差検出方式の焦点検出を行うタイミングと、コントラスト検出方式の焦点検出を行うタイミングがずれてしまう。
【００１６】
したがって、位相差検出方式による焦点検出結果と、コントラスト検出方式による焦点検出結果は、時間的に同一の被写体像に対する焦点検出結果ではないことになる。例えば、位相差検出方式及びコントラスト検出方式による焦点検出のタイミング間で、被写体が動いたり、手振れ等によって撮像装置が動いたりした場合には、異なる被写体に対して焦点検出を行うことになってしまう。すなわち、位相差検出方式及びコントラスト検出方式による焦点検出結果の整合性を図ることができない。
【００１７】
ここで、特許文献３に記載の撮像装置では、同一のタイミングにおいて、位相差検出方式及びコントラスト検出方式による焦点検出を行うことができるが、以下に説明する問題が生じる。
【００１８】
特許文献３に記載の構成において、光電変換部を２分割すると、光電変換部に蓄積された電荷を垂直転送路に転送するためのトランスファーゲートが２倍必要になる。しかも、トランスファーゲートを駆動するための回路が必要になり、撮像素子の構造が複雑になってしまう。このような複雑な構造を実現するためには、高度な微細化が必要であり、撮像装置のコストアップとなってしまう。
【００１９】
また、第２光電変換部群は第１光電変換部群と受光部形状が異なるために、感度が異なるとともに、デフォーカス状態でのボケ具合も異なる。このため、第２光電変換部群の像信号を用いて撮影画像を生成することは困難であり、周辺に位置する第１光電変換部の出力信号を用いて補間処理を行う必要がある。
【００２０】
さらに、第２光電変換部群は焦点検出領域内に位置しているために、以下に説明する不具合が生じる。すなわち、撮影者は被写体の重要部分を焦点検出領域に合わせることが多く、焦点検出領域内に第２光電変換部群が位置していると、被写体の重要部分を補間処理しなければならなくなる。この場合には、撮影画像の画質を低下させてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明である撮像装置は、撮影光学系からの光束によって形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、撮像素子の出力を用いて、コントラスト検出方式により撮影光学系の焦点調節状態を検出するための第１の検出手段とを有する。また、位相差検出方式により撮影光学系の焦点調節状態を検出するための第２の検出手段と、撮影光学系からの光束を分割して、撮像素子及び第２の検出手段に導くための光分割手段とを有する。さらに、第１の検出手段の検出結果に基づいて、第２の検出手段の検出結果を補正する制御手段とを有する。
【００２２】
ここで、制御手段は、第１及び第２の検出手段の検出結果に基づいて、第２の検出手段の検出結果を補正するための補正値を算出することができる。そして、光分割手段を、撮影光路内に位置して撮影光学系からの光束を撮像素子及び第２の検出手段に導く状態と、撮影光路から退避した状態との間で動作させることができる。ここで、光分割手段が撮影光路内に位置しているときに、補正値の算出を行うことができる。この補正値は、記憶手段に記憶しておくことができる。
【００２３】
また、第１の検出手段による検出動作と、第２の検出手段による検出動作とを等しいタイミングで行うことができる。
【００２４】
さらに、光分割手段として、撮影光路に対して進退可能な光学素子を用い、光学素子が撮影光路内に位置している場合において、撮影光学系からの光束のうち一部の光束を第２の検出手段に導くとともに、他の光束を撮像素子に導くことができる。
【００２５】
また、撮影光学系からの光束を用いて被写体を観察するためのファインダ光学系を有している場合において、光分割手段を第１及び第２の状態間で切り換えることができる。ここで、第１の状態とは、撮影光学系からの光束をファインダ光学系及び第２の検出手段に導く状態であり、第２の状態とは、撮影光学系からの光束を撮像素子及び第２の検出手段に導く状態である。
【００２６】
光分割手段において、互いに独立して移動可能な第１及び第２のミラーを用いることができる。ここで、光分割手段が上記第１の状態にあるとき、第１のミラーによって撮影光学系からの光束のうち一部の光束をファインダ光学系に反射させて、他の光束を透過させることができる。そして、第２のミラーによって第１のミラーを透過した光束を第２の検出手段に反射させることができる。
【００２７】
一方、光分割手段が上記第２の状態にあるとき、第１のミラーによって上記一部の光束を第２の検出手段に反射させ、他の光束を透過させることができる。そして、第２のミラーを撮影光路から退避させることができる。
【００２８】
また、光分割手段が上記第１の状態にあるとき、第２のミラーによって、第１のミラーを透過した光束のうち一部の光束を第２の検出手段に反射させつつ、他の光束を透過させて撮像素子に導くことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、光分割手段によって撮影光学系からの光束を撮像素子及び第２の検出手段に導いているため、コントラスト検出方式及び位相差検出方式による撮影光学系の焦点調節状態を略同時に行うことができる。そして、コントラスト検出方式での検出結果に基づいて、位相差検出方式での検出結果を補正することで、位相差検出方式での検出結果の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明の実施例１であるカメラシステムについて、図１から図１５を用いて説明する。
【００３２】
図１は、本実施例のカメラシステムの構成を示す概略図である。本実施例におけるカメラは、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いた単板式のデジタルカラーカメラであり、撮像素子を連続的または単発的に駆動することで動画像又は静止画像を表わす画像信号を得ることができる。ここで、撮像素子は、各画素において、受光した光を電気信号に光電変換して、受光量に応じた電荷を蓄積し、この電荷を読み出すタイプのエリアセンサである。
【００３３】
図１において、１０１はカメラ本体、１０２は、撮影光学系１０３を有し、カメラ本体１０１に対して着脱可能なレンズ装置である。レンズ装置１０２は、マウント機構（不図示）を介してカメラ本体１０１に電気的及び機械的に接続される。ここで、焦点距離の異なるレンズ装置１０２を交換することによって、様々な画角の撮影画面を得ることができる。
【００３４】
レンズ装置１０２は、撮影光学系１０３に含まれるフォーカスレンズやズームレンズを光軸Ｌ１方向に移動させるための駆動機構（不図示）を有している。本実施例では、フォーカスレンズを光軸Ｌ１方向に移動させることによって、撮影光学系１０３の焦点調節を行うものであるが、これに限るものではない。例えば、フォーカスレンズを柔軟性のある透明弾性部材や液体レンズで構成し、この界面形状（屈折力）を変化させることで、焦点調節を行うこともできる。
【００３５】
１０６は、パッケージ１２４に収納された撮像素子である。撮像素子１０６の受光面側には、被写体光に含まれる高周波数成分が撮像素子１０６に到達しないように、撮影光学系１０３のカットオフ周波数を制限する光学ローパスフィルタ１５６が設けられている。また、撮影光学系１０３には、赤外線カットフィルタも形成されている。
【００３６】
撮像素子１０６を用いて撮像された被写体像は、ディスプレイユニット１０７で表示される。ディスプレイユニット１０７は、カメラの背面に取り付けられており、使用者は、ディスプレイユニット１０７に表示された画像を直接観察することができる。ディスプレイユニット１０７を、有機ＥＬ空間変調素子、液晶空間変調素子、微粒子の電気泳動を利用した空間変調素子などで構成すれば、消費電力を低減しつつ、薄型化することができる。
【００３７】
本実施例では、撮像素子１０６として、増幅型固体撮像素子の１つであるＣＭＯＳプロセスコンパチブルのセンサ（ＣＭＯＳセンサ）を用いている。ＣＭＯＳセンサでは、エリアセンサ部のＭＯＳトランジスタと撮像素子駆動回路、ＡＤ変換回路、画像処理回路といった周辺回路を同一工程で形成することができる。このため、マスク枚数やプロセス工程を、ＣＣＤセンサと比べて大幅に削減することができる。また、ＣＭＯＳセンサでは、任意の画素へのランダムアクセスが可能であり、ディスプレイ用に間引いた読み出しができる。これにより、高い表示レートでリアルタイムの表示を行うことができる。
【００３８】
１１１はハーフミラーであり、撮影光学系１０３からの光束（被写体光）のうち、一部の光束を反射させてファインダ光学系に導くとともに、他の光束を透過させる。１０５は、被写体像の予定結像面に配置されたフォーカシングスクリーンである。フォーカシングスクリーン１０５の位置と、撮像素子１０６の位置とは、光学的に共役な関係となっている。
【００３９】
１１２はペンタプリズムであり、撮影光学系１０３からの光束を複数回反射させることで、正立正像に変換する。１０９は、被写体像（光学像）を観察するための接眼レンズであり、実際には３つのレンズ（図３のレンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ）で構成されている。上述したフォーカシングスクリーン１０５、ペンタプリズム１１２、レンズ１０９によって、ファインダ光学系が構成される。
【００４０】
ハーフミラー１１１の屈折率は略１．５であり、厚さは０．５ｍｍである。ハーフミラー１１１の背後には、サブミラー１２２が設けられており、ハーフミラー１１１を透過した光束のうち光軸に近い光束を焦点検出ユニット１２１に向けて反射させる。焦点検出ユニット１２１は、位相差検出方式による焦点検出を行う。
【００４１】
１０４は照明ユニットであり、被写体に対して照明光を照射する。照明ユニット１０４は、使用時にはカメラ本体１０１から突出し、不使用時にはカメラ本体１０１内に収納される。１１３はフォーカルプレンシャッタ（以下、シャッタという）であり、撮像素子１０６に入射する光量を制御する。シャッタ１１３は、複数枚の遮光羽根で構成される先幕および後幕を有している。
【００４２】
シャッタ１１３において、非撮影時には光通過口となるアパーチャを先幕又は後幕で覆うことで撮影光束を遮光しており、撮影時には先幕および後幕がスリットを形成しながら走行することで撮影光束を像面側に通過させる。１１９はメインスイッチであり、カメラ本体１０１を動作させるために操作される。
【００４３】
１１８はキャリブレーションスイッチであり、撮影者がキャリブレーションを実行するときに操作される。１２０はレリーズボタンであり、撮影準備動作（焦点調節動作や測光動作を含む）及び撮影動作の開始を指示するために操作される。１２３はファインダモード切換スイッチであり、光学ファインダモード（ＯＶＦモード）および電子ファインダモード（ＥＶＦモード）の設定を切り換えることができる。ここで、ＯＶＦモードでは、ファインダ光学系を介して物体像を観察することができ、ＥＶＦモードでは、ディスプレイユニット１０７を介して物体像を観察することができる。
【００４４】
なお、撮影モード切換スイッチ１２３は、スライド式のスイッチとなっている。そして、撮影モード切換スイッチ１２３を、ＯＶＦモード又はＥＶＦモードに対応した位置に移動させると、この撮影モードが維持されるようになっている。１８０は情報表示ユニットであり、ファインダ光学系内において所定の情報（例えば、撮影情報）を表示させる。これにより、撮影者は、接眼レンズ１０９を覗くことで被写体像とともに所定の情報を観察することができる。
【００４５】
上述した構成において、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２は、後述するように第１の光路状態から第３の光路状態における３つの状態を選択的にとることができる。第１の光路状態（第１の状態）では、撮影光学系１０３からの光が、ファインダ光学系および焦点検出ユニット１２１に導かれる。第２の光路状態（第２の状態）では、撮影光学系１０３からの光が、撮像素子１０６および焦点検出ユニット１２１に導かれる。第３の光路状態（第３の状態）では、撮影光学系１０３からの光が、直接、撮像素子１０６に到達する。
【００４６】
具体的には、第１の光路状態では、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路内に斜設されている。そして、結像光学系１０３からの光が、ハーフミラー１１１で反射することによりファインダ光学系に導かれるとともに、ハーフミラー１１１を透過した光がサブミラー１２２で反射することにより焦点検出ユニット１２１に導かれる。これにより、第１の光路状態では、接眼レンズ１０９を介して物体像を観察することができるとともに、焦点検出ユニット１２１において焦点検出を行うことができる。
【００４７】
また、第２の光路状態では、ハーフミラー１１１だけが撮影光路中で斜設されたままとなっている。そして、撮影光学系１０３からの光が、ハーフミラー１１１で反射することにより焦点検出ユニット１２１に導かれるとともに、ハーフミラー１１１を透過した光が撮像素子１０６に到達可能となっている。なお、サブミラー１２２は、撮影光路から退避した状態となっている。
【００４８】
これにより、第２の光路状態では、撮像素子１０６の出力に基づいて撮影画像をディスプレイユニット１０７に表示させたり、撮影（連続撮影や動画撮影）を行ったりすることができるとともに、焦点検出ユニット１２１において焦点検出を行うことができる。
【００４９】
第３の光路状態では、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路から退避しており、撮影光学系１０３からの光が直接、撮像素子１０６に到達可能となっている。これにより、第３の光路状態では、撮像素子の１０６の出力に基づいて撮影画像をディスプレイユニット１０７に表示したり、撮影を行ったりすることができる。この撮影では、高精細な画像を生成することができ、撮影画像を拡大して大型プリントを行う場合等において好適である。
【００５０】
上述した３通りの光路状態を高速で切り換えるために、ハーフミラー１１１は透明樹脂で構成され、軽量化が図られている。また、ハーフミラー１１１の裏面には複屈折性をもつ高分子薄膜が貼り付けられている。このため、第２の光路状態において、撮影画像をディスプレイユニット１０７でモニタする場合や高速連続撮影を行う場合には、撮像素子１０６の全画素を用いて撮像しないことに対応して、さらに強いローパス効果を付与する。
【００５１】
なお、ハーフミラー１１１の表面に、可視光の波長よりも小さなピッチをもつ微細な角錐状の周期構造を樹脂によって形成し、いわゆるフォトニック結晶として作用させることもできる。これによって、空気と樹脂との屈折率差による光の表面反射を低減し、光の利用効率を高めることが可能である。そして、第２の光路状態において、ハーフミラー１１１の表裏面での光の多重反射によってゴーストが発生するのを防ぐことができる。
【００５２】
不図示の電磁モータとギア列からなるミラー駆動機構は、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の位置を変化させることにより、光路状態を、上述した第１の光路状態、第２の光路状態および第３の光路状態で切り換える。
【００５３】
第２の光路状態における撮像では、後述するようにハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が所定位置に保持されたままであり、ミラー駆動機構を作動させる必要がない。このため、画像信号処理を高速化させることで超高速連続撮影を行うことができる。また、ディスプレイユニット１０７に画像が表示されているときでも、焦点調節を行うことができる。
【００５４】
図２は、本実施例であるカメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。このカメラシステムは、撮像系、画像処理系、記録再生系および制御系を有する。まず、物体像の撮像、記録に関する説明を行う。なお、図２において、図１で説明した部材と同じ部材については同一符号を付す。
【００５５】
撮像系は、撮影光学系１０３および撮像素子１０６を含み、画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理回路１３１およびＹＣ処理回路１３２を含む。また、記録再生系は、記録処理回路１３３および再生処理回路１３４を含み、制御系は、カメラシステム制御回路（制御回路）１３５、操作検出回路１３６および撮像素子駆動回路１３７を含む。
【００５６】
１３８は、外部のコンピュータ等に接続され、データの送受信を行うための規格化された接続端子である。上記の電気回路は、不図示の小型燃料電池によって駆動される。
【００５７】
撮像系は、被写体からの光を、撮影光学系１０３を介して撮像素子１０６の撮像面に結像する光学処理系である。そして、レンズ装置１０２内の絞り（光量調節ユニット）１４３と、必要に応じてシャッタ１１３における先幕および後幕の走行を調節し、適切な光量の被写体光を撮像素子１０６に露光する。
【００５８】
撮像素子１０６は、正方画素が長辺方向に３７００個、短辺方向に２８００個並べられ、合計約１０００万個の画素数を有している。また、各画素にＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）のカラーフィルタを交互に配して４画素が１組となる、いわゆるベイヤー配列を形成している。
【００５９】
ベイヤー配列では、撮影者が画像を見たときに強く感じやすいＧの画素をＲやＢの画素よりも多く配置することで、総合的な画像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子１０６を用いる画像処理では、輝度信号は主にＧから生成し、色信号はＲ、Ｇ、Ｂから生成する。
【００６０】
撮像素子１０６から読み出された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３０を介して画像処理系に供給される。Ａ／Ｄ変換器１３０は、露光した各画素の出力信号の振幅に応じて、例えば１０ビットのデジタル信号に変換して出力する信号変換回路であり、以降の画像信号処理はデジタル処理にて実行される。
【００６１】
画像処理系は、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタル信号から所望の形式の画像信号を得る信号処理系であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号を輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）にて表されるＹＣ信号などに変換する。ＲＧＢ画像処理回路１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０を介して撮像素子１０６から受けた３７００×２８００画素の画像信号を処理する信号処理回路であり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路を有する。
【００６２】
ＹＣ処理回路１３２は、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する信号処理回路である。ＹＣ処理回路１３２は、高域輝度信号ＹＨを生成する高域輝度信号発生回路、低域輝度信号ＹＬを生成する低域輝度信号発生回路、および色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する色差信号発生回路で構成されている。輝度信号Ｙは、高域輝度信号ＹＨと低域輝度信号ＹＬを合成することによって形成される。
【００６３】
記録再生系は、メモリ（記録媒体、不図示）への画像信号の出力と、ディスプレイユニット１０７への画像信号の出力とを行う処理系である。記録処理回路１３３は、メモリへの画像信号の書き込み処理および読み出し処理を行う。再生処理回路１３４は、メモリから読み出した画像信号を再生して、ディスプレイユニット１０７に出力する。
【００６４】
また、記録処理回路１３３は、静止画像および動画像を表すＹＣ信号を所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式）にて圧縮するとともに、圧縮データを読み出した際に圧縮データを伸張する圧縮伸張回路を有する。圧縮伸張回路は、信号処理のためのフレームメモリなどを含み、このフレームメモリに画像処理系からのＹＣ信号をフレーム毎に蓄積して、それぞれ複数のブロック毎に読み出して圧縮符号化する。圧縮符号化は、例えば、ブロック毎の画像信号を２次元直交変換、正規化およびハフマン符号化することにより行われる。
【００６５】
再生処理回路１３４は、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをマトリックス変換して、例えばＲＧＢ信号に変換する回路である。再生処理回路１３４によって変換された信号は、ディスプレイユニット１０７に出力され、可視画像が表示（再生）される。再生処理回路１３４およびディスプレイユニット１０７は、Bluetoothなどの無線通信回線を介して接続することができる。このように構成すれば、カメラで撮像した画像を離れたところからモニタすることができる。
【００６６】
一方、制御系の一部である操作検出回路１３６は、レリーズボタン１２０やファインダモード切り換えスイッチ１２３等の操作を検出する。また、カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６の検出信号に応じてハーフミラー１１１やサブミラー１２２を含むカメラ内の各部材の駆動を制御し、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。
【００６７】
撮像素子駆動回路１３７は、カメラシステム制御回路１３５の制御の下に撮像素子１０６を駆動する駆動信号を生成する。情報表示回路１４２は、情報表示ユニット１８０の駆動を制御する。
【００６８】
制御系は、外部操作に応じて撮像系、画像処理系および記録再生系における各回路の駆動を制御する。例えば、制御系は、レリーズボタン１２０が押圧操作されたことを検出して、撮像素子１０６の駆動、ＲＧＢ画像処理回路１３１の動作、記録処理回路１３３の圧縮処理などを制御する。また、制御系は、情報表示回路１４２によって光学ファインダ内に表示される情報における各セグメントの状態を制御する。
【００６９】
次に、焦点調節に関する説明を行う。カメラシステム制御回路１３５には、ＡＦ制御回路１４０およびレンズシステム制御回路１４１が接続されている。これらの制御回路１４０、１４１は、カメラシステム制御回路１３５を中心にして各々の処理に必要とするデータを相互に通信している。
【００７０】
ＡＦ制御回路１４０は、撮影画面上の所定位置に設けられた焦点検出領域に対応する焦点検出用センサ１６７の信号出力を受けることにより焦点検出信号を生成し、撮影光学系１０３の合焦状態（デフォーカス量）を検出する。デフォーカス量が検出されると、このデフォーカス量を撮影光学系１０３内のフォーカスレンズの駆動量に変換し、カメラシステム制御回路１３５を介してレンズシステム制御回路１４１に送信する。
【００７１】
移動する物体に対しては、レリーズボタン１２０が操作されてから実際の撮影動作が開始されるまでのタイムラグを勘案して、適切なレンズ停止位置を予測した結果に基づいてフォーカスレンズの駆動量を指示する。また、被写体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られない場合には、照明ユニット１０４又はカメラ本体１０１に設けられた不図示の白色ＬＥＤや蛍光管によって物体を照明する。ここで、被写体の輝度は、カメラ本体１０１内に設けられた輝度検出ユニット（不図示）によって検出することができる。
【００７２】
レンズシステム制御回路１４１は、カメラシステム制御回路１３５から送られたフォーカスレンズの駆動量を受信すると、レンズ装置１０２内の不図示の駆動機構によってフォーカスレンズを光軸Ｌ１方向に移動させるなどの動作を行い、焦点調節を行う。ＡＦ制御回路１４０において被写体にピントが合ったことが検出されると、この検出情報はカメラシステム制御回路１３５に伝えられる。このとき、レリーズボタン１２０が操作されていれば、上述したように撮像系、画像処理系、記録再生系により撮像制御が行われる。
【００７３】
絞り１４３は、レンズシステム制御回路１４１からの指令に応じて像面側に向かう被写体光の光量を調節する。なお、カメラシステム制御１３５とレンズシステム制御回路１４１は、レンズ装置１０２側のマウント部の電気接点（通信ユニット）１４４ａおよびカメラ本体１０１側のマウント部の電気接点１４４ｂを介して通信が行えるように構成されている。
【００７４】
図３から図７は、本実施例であるカメラシステムの縦断面図である。なお、レンズ装置１０２については、この一部を示している。これらの図では、主にハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の駆動機構（ミラー駆動機構）の動作を時系列で示している。なお、図１および図２で説明した部材と同じ部材については同一符号を付す。
【００７５】
図５を用いてミラー駆動機構の構成について説明する。図５は、カメラが上述した第１の光路状態にあるときの図を示している。
【００７６】
図５において、１０１はカメラ本体、１０２はレンズ装置、１０３ａは撮影光学系を構成する複数のレンズのうち最も像面側に位置するレンズ、１０５はファインダ光学系のフォーカシングスクリーンである。１６４は焦点検出ユニット１２１における光束の取り込み窓となるコンデンサーレンズ、１０７はディスプレイユニットである。１６３は、ファインダ光学系の光路内に進退可能なアイピースシャッタ（遮光部材）である。この遮光部材は、接眼レンズ１０９ａ側からの光による撮像への影響を回避するための部材である。
【００７７】
可動型のハーフミラー１１１は、不図示のハーフミラー受け板に保持されている。このハーフミラー受け板にはピン１７３、１７４が設けられており、ハーフミラー１１１およびピン１７３、１７４はハーフミラー受け板を介して一体となって移動可能となっている。１７０はハーフミラー駆動レバー、１７１はハーフミラー支持アームである。ハーフミラー駆動レバー１７０は、回転軸１７０ａに対して回転可能に支持されており、ハーフミラー支持アーム１７１は、回転軸１７１ａに対して回転可能に支持されている。
【００７８】
ハーフミラー駆動レバー１７０は、不図示の動力伝達機構を介して駆動源に連結されており、駆動源からの駆動力を受けることにより回転軸１７０ａを中心に回転することができる。また、ハーフミラー支持アーム１７１は、接続部１７１ｂを介してミラーボックスの対向する壁面側にある略同一形状の構造と接続されている。
【００７９】
ハーフミラー支持アーム１７１の先端に設けられた貫通孔１７１ｃには、不図示のハーフミラー受け板に設けられたピン１７３が摺動可能に係合している。これにより、ハーフミラー１１１は、ハーフミラー受け板を介して貫通孔１７１ｃを中心に回動可能となっている。また、ハーフミラー受け板のうちピン１７３とピン１７４の中間位置には、不図示のトーションバネによって矢印Ａ方向の付勢力が付与されている。
【００８０】
第１の光路状態（図５）においては、ミラーストッパ（ストッパ部材）１６０、１６１が、撮影光路外であってハーフミラー１１１の移動軌跡内に進入した状態にある。この状態にあるとき、ハーフミラー１１１は、トーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることにより、ミラーストッパ１６０、１６１に当接して位置決めされる。これにより、ハーフミラー１１１は、撮影光路上に斜設された状態となる。
【００８１】
ここで、ピン１７３は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第１カム面１７０ｂに当接しておらず、ピン１７４はハーフミラー駆動レバー１７０の第２カム面１７０ｃに当接していない。また、サブミラー１２２は回転軸１２５周りの回転が抑制された状態で、ハーフミラー１１１の背後に位置している。
【００８２】
上述した第１の光路状態において、撮影光学系１０３から射出した光束のうちハーフミラー１１１で反射した光束はファインダ光学系に導かれる。そして、ハーフミラー１１１を透過した光束は、ハーフミラー１１１の背後にあるサブミラー１２２で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。
【００８３】
ミラーストッパ１６０、１６１がハーフミラー１１１の移動軌跡から退避したときや、ハーフミラー駆動レバー１７０が図５中時計回りに回転したときには、ピン１７３、１７４は、不図示のトーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受ける。これにより、ピン１７３は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第１カム面１７０ｂに当接し、ピン１７４は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第２カム面１７０ｃに当接する。
【００８４】
そして、ピン１７３、１７４はそれぞれ、ハーフミラー駆動レバー１７０の回転量に応じて、第１カム面１７０ｂおよび第２カム面１７０ｃに沿って移動する。これにより、ハーフミラー１１１の姿勢（光軸Ｌ１に対する傾き）が変化する。すなわち、ハーフミラー駆動レバー１７０の回転に連動してハーフミラー支持アーム１７１が回転する。そして、ハーフミラー駆動レバー１７０およびハーフミラー支持アーム１７１にピン１７３、１７４を介して連結しているハーフミラー受け板が作動し、ハーフミラー受け板とともにハーフミラー１１１が作動する。
【００８５】
図３から図７は、ハーフミラー１１１やサブミラー１２２の動作を示す図である。図３は、上述した第２の光路状態を示し、図４は、第１の光路状態から第２の光路状態への移行過程を示す。図６は、第１の光路状態から第３の光路状態への移行過程を示し、図７は上述した第３の光路状態を示す。
【００８６】
第１の光路状態（図５）にあるとき、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２は、上述したように撮像光学系１０３から射出された被写体光を、ファインダ光学系および焦点検出ユニット１２１に導くように作用する。また、第２の光路状態（図３）にあるときには、ハーフミラー１１１が撮像光学系１０３から射出した被写体光を、撮像素子１０６および焦点検出ユニット１２１に導くように作用する。第２の光路状態では、ディスプレイユニット１０７を用いて被写体像を観察しつつ、焦点検出ユニット１２１の焦点検出結果を用いた高速な焦点調節動作を行うことができる。さらに、第３の光路状態（図７）にあるときには、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路から退避する。
【００８７】
次に、焦点検出ユニット１２１と焦点検出のための信号処理について説明する。
【００８８】
図３から図７において、１６４はコンデンサーレンズ、１６５は反射ミラー、１６６は再結像レンズ、１６７は焦点検出用センサである。
【００８９】
撮影光学系１０３から射出し、ハーフミラー１１１（第２の光路状態のとき）又は、サブミラー１２２（第１の光路状態のとき）で反射した光束は、ミラーボックス下部のコンデンサーレンズ１６４に入射する。そして、反射ミラー１６５で偏向し、再結像レンズ１６６の作用によって焦点検出用センサ１６７上に物体の２次像を形成する。
【００９０】
焦点検出用センサ１６７には少なくとも２つの画素列が備えられている。２つの画素列の出力信号波形の間には、焦点検出領域上に撮影光学系１０３によって形成された物体像の結像状態に応じて、相対的に横シフトした状態が観測される。前ピン、後ピンでは出力信号波形のシフト方向が逆になり、相関演算などの手法を用いてこの位相差（シフト量）を、シフト方向を含めて検出するのが焦点検出（位相差検出方式）の原理である。
【００９１】
図８及び図９は、ＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出用センサ１６７の出力信号波形を表す図である。横軸は画素の並びを、縦軸は出力値を表している。図８は被写体像にピントが合っていない状態での出力信号波形を示し、図９は被写体像にピントが合った状態での出力信号波形を示す。
【００９２】
一般に、焦点検出のための光束は、絞り開放状態での結像光束と同じではなく、結像光束の一部を使用して焦点検出が行われる。すなわち、焦点検出には暗いＦナンバーの光束が用いられる。また、機構の誤差を考慮すると、撮像素子１０６の位置と焦点検出用センサ１６７の位置が厳密な意味で光学的に共役とはいえない。この結果、被写体像にピントが合った状態であっても、２つの出力信号波形の間には僅かの初期位相差Δが残る（図９）。
【００９３】
これは、後述する電子画像表示のピントをシャープにするためのピント補正モードでの補正（図１１のステップＳ２０７参照）とは異なるものである。初期位相差Δの存在自体は、これを２像の相関演算で検出された位相差から差し引けば真の位相差を知ることができるので、通常問題とはならない。
【００９４】
しかしながら、第１の光路状態におけるサブミラー１２２の反射面位置と、第２の光路状態におけるハーフミラー１１１の反射面位置が機構精度上完全には一致しないという問題があり、初期位相差Δも僅かに異なる。通常の部品加工精度では、およそ３０μm程度は反射面がその法線方向にずれる可能性があり、この量を小さくしようとすると、部品加工のためのコストが極めて高くなる。
【００９５】
そこで、第１の光路状態と第２の光路状態とで初期位相差Δをそれぞれ設定しておき、光路状態に応じて初期位相差Δの値を変更する。例えば、第１の光路状態および第２の光路状態における初期位相差Δをカメラシステム制御回路１３５内に設けられたメモリ１３５ａに格納しておく。そして、ミラー（ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２）の位置を検出したり、ファインダモード（ＥＶＦモードおよびＯＶＦモード）を検出したりすることで、第１の光路状態や第２の光路状態における初期位相差Δを読み出すことができる。
【００９６】
このように構成することによって、何れの光路状態の場合にも良好な精度で焦点検出を行うことが可能である。
【００９７】
このように、まず初期位相差の考え方を使って、１組の信号の同一性を判別することで合焦状態の検知を行うことができる。また、相関演算を用いた公知の手法、例えば、特公平０５−０８８４４５号公報に開示されている手法を用いて位相差を検出することにより、デフォーカス量を求めることができる。得られたデフォーカス量を撮影光学系１０３のフォーカスレンズを駆動すべき量に換算すれば、自動焦点調節が可能である。
【００９８】
この方法では、フォーカスレンズを駆動すべき量があらかじめ分かるので、通常、フォーカスレンズの合焦位置への駆動はほぼ１回で済み、極めて高速な焦点調節が可能である。
【００９９】
次に、本実施例のカメラシステムにおける撮影シーケンスについて、図１０を用いて説明する。
【０１００】
ステップＳ１００では、メインスイッチ１１９が操作（ＯＮ状態）されるまで待機し、操作されることでステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、カメラ本体１０１内の各種電気回路に電流を供給（起動）する。ステップＳ２００では、ファインダモード切換処理のサブルーチンを実行する。この処理内容については、後述する。
【０１０１】
ステップＳ１０２では、ファインダモード切換スイッチ１２３の操作が行われたか否かを判別する。ファインダモード切換スイッチ１２３の操作を検出した場合には、ステップＳ２００に戻り、ファインダモードの切換を実行する。一方、ファインダモード切換スイッチ１２３の操作を検出しない場合には、ステップＳ１０３に進む。
【０１０２】
ステップＳ１０３では、リモート撮影モード又はセルフタイマー撮影モードが設定されているか否かを判別する。これらの撮影モードは、カメラ本体１０１に設けられた不図示の設定スイッチによって設定することができる。
【０１０３】
ここで、リモート撮影モードとは、カメラ本体１０１とは別体のリモートコントロール装置の操作によって、カメラシステムにおいて撮影動作を行わせるモードである。そして、リモート撮影モードは、撮影者自身も被写体となる場合などに設定されることが多い。また、セルフタイマー撮影モードとは、撮影動作を開始させるための操作（例えば、レリーズボタン１２０の全押し操作）が行われてから所定時間経過後に、撮影動作を行わせるモードである。このセルフタイマー撮影モードも、撮影者自身が被写体となる場合などに設定されることが多い。
【０１０４】
ステップＳ１０３において、リモート撮影モードやセルフタイマー撮影モードが設定されている場合には、ステップＳ１０４に進み、設定されていない場合には、ステップＳ１０５に進む。
【０１０５】
ステップＳ１０４では、ファインダ光学系のアイピースシャッタ１６３を閉じ状態とする。ここで、リモート撮影モードやセルフタイマー撮影モードでは、撮影者がファインダ光学系の接眼レンズ１０９を覗かないため、外部からの光がファインダ光学系を介してカメラ本体１０１内に入射してしまうことがある。この場合において、ファインダ光学系からの逆入光が焦点検出ユニット１２１に到達した場合には、焦点検出の誤差が発生するおそれがあり、高精度の焦点検出を行うことができないおそれがある。そこで、ステップＳ１０４では、アイピースシャッタ１６３を閉じ状態とすることで、ファインダ光学系からの逆入光がカメラ本体１０１内に入射するのを防止するようにしている。
【０１０６】
ステップＳ１０５では、キャリブレーションスイッチ１１８が操作（オン）されたか否かを判別する。ここで、キャリブレーションスイッチ１１８が操作されている場合には、ステップＳ７００に進み、キャリブレーションモードのサブルーチンを実行する。このサブルーチンの内容については、後述する（図１４）。一方、キャリブレーションスイッチ１１８が操作されていない場合には、ステップＳ１０６に進む。
【０１０７】
ステップＳ１０６では、操作検出回路１３６の出力に基づいて、レリーズボタン１２０が半押し操作されたか否か（言い換えれば、ＳＷ１がオン状態であるか否か）を判別する。ここで、ＳＷ１がオン状態であれば、ステップＳ１０７に進み、オフ状態であれば、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０８】
ステップＳ１０７では、被写体輝度の測定（測光動作）が行われるとともに、焦点検出ユニット１２１において位相差検出方式による焦点検出動作が行われる。これらの検出結果は、カメラシステム制御回路１３５に送られ、露出値（シャッタ速度及び絞り値）及びデフォーカス量が演算される。ここで、焦点検出ユニット１２１の検出結果は、後述するように、ＥＶＦキャリブレーション（図１５）で得られる補正量Δｘを用いて補正された値である。
【０１０９】
そして、演算されたデフォーカス量に基づいて、ＡＦ制御回路１４０及びレンズシステム制御回路１４１の制御により、撮影光学系のフォーカスレンズを駆動してピント合わせを行う。また、演算された絞り値に基づいて、絞り１４３を駆動して光通過口の開口面積を切り換える。なお、ＥＶＦモードに設定されている場合、言い換えれば、カメラ本体１０１が第２の光路状態（図３）にある場合には、撮像素子１０６の出力に基づいて、コントラスト検出方式による焦点検出を行うこともできる。
【０１１０】
ステップＳ１０８では、操作検出回路１３６の出力に基づいて、レリーズボタン１２０が全押し操作されたか否か（言い換えれば、ＳＷ２がオン状態であるか否か）を判別する。ここで、ＳＷ２がオン状態であれば、ステップＳ１０９に進み、オフ状態であれば、ステップＳ１０６に戻る。
【０１１１】
ステップＳ１０９では、ファインダ光学系のアイピースシャッタ１６３を閉じ状態とする。ステップＳ１１０では、ミラー駆動機構を駆動することにより、ハーフミラー１１１及びサブミラー１２２を第３の光路状態（図７）とする。ステップＳ１１１では、ステップＳ１０７で演算されたシャッタ速度に基づいてシャッタ１１３を動作させることで、撮像素子１０６への露光を行う。撮像素子１０６からの出力信号は、上述したように、画像処理系に入力される。
【０１１２】
ステップＳ１１２では、撮像素子１０６から読み出された画像信号が、Ａ／Ｄ変換器１３０を介してＲＧＢ画像処理回路１３１に送られ、ホワイトバランス処理、ガンマ補正、補間演算処理が施される。また、ＹＣ処理回路１３２において、ＹＣ処理が行われて画像処理が完了する。これらの画像処理により、高精彩な画像の取り込みが可能となる。
【０１１３】
ステップＳ１１３では、画像処理後の画像を記録処理回路１３３に送り、所定の圧縮形式にて圧縮して記録する。ステップＳ１１４では、画像処理後の画像を再生処理回路１３４にも送り、ディスプレイユニット１０７に撮影画像を表示（プレビュー表示）させる。ステップＳ１１４の処理の後は、ステップＳ２００に戻る。
【０１１４】
次に、ファインダモードの切り換え動作について説明する。
【０１１５】
カメラ内の電気回路が動作している間は、各操作スイッチの状態が操作検出回路１３６を介して検出され、ファインダモード切換スイッチ１２３が操作されたことを検出すると、ファインダモード（ＯＶＦモードおよびＥＶＦモード）の切り換え動作が直ちに開始される（図１０のステップＳ２００）。
【０１１６】
図１１は、ファインダモードの切り換え動作を説明するためのフローチャートであり、以下、このフローに沿って説明する。
【０１１７】
ステップＳ２０１において、現在のファインダモードが検知され、ファインダモード切換スイッチ１２３の操作によりＯＶＦモードからＥＶＦモードへ切り換えられたときには、ステップＳ２０２へ移行する。一方、ファインダモード切換スイッチ１２３の操作により、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ切り換えられたときにはステップＳ２２０へ移行する。
【０１１８】
まず、ＯＶＦモードからＥＶＦモードに切り換えられた場合について説明する。
【０１１９】
ＯＶＦモードにおいては、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２からなる光路分割系が第１の光路状態（図５）となっている。ＥＶＦモードでは、光学ファインダに物体光を導かないため、まず、ステップＳ２０２において、カメラシステム制御回路１３５は、不図示の駆動源を駆動することによりアイピースシャッタ１６３を閉じ動作させる。すなわち、アイピースシャッタ１６３を、レンズ１０９ｂおよびレンズ１０９ｃ間におけるファインダ光路内に進入させる。
【０１２０】
これは、ＥＶＦモードが設定されているときに接眼レンズ１０９を介して被写体像が見えなくなるのを、撮影者がカメラの故障と誤解しないようにするためである。また、光学ファインダからの逆入光が撮像素子１０６に入射することにより、ゴーストが発生するのを防ぐためである。
【０１２１】
ステップＳ２０３では、情報表示ユニット１８０の駆動制御により光学ファインダ内の情報表示を非表示状態とする。これは、ステップＳ２０２において、すでにアイピースシャッタ１６３を閉じ状態としているため、光学ファインダ内に情報表示を行っても撮影者はこの表示を見ることができないからである。これにより、電力消費を軽減して電池の消耗を抑えることができる。
【０１２２】
ステップＳ２０４では、ミラー駆動機構を動作させることにより、ハーフミラー１１１を第２の光路状態（図３）に移行させるのに備えて、サブミラー１２２をミラーボックスの下部に退避させる（図３）。
【０１２３】
ステップＳ２０５では、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡上から退避させる。ミラーストッパ１６０、１６１が退避した後、ステップＳ２０６では、ミラー駆動機構によりハーフミラー駆動レバー１７０を反時計方向に回転させる。これにより、ハーフミラー１１１は、不図示のトーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることで、図４に示す状態を経て第２の光路状態（図３）となる。
【０１２４】
ハーフミラー１１１が第２の光路状態にあるときには、撮影光学系１０３からの光束のうち一部の光束がハーフミラー１１１で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。また、残りの光束は、ハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６側に向かう。
【０１２５】
第２の光路状態では、ハーフミラー１１１が、トーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることにより、撮影光路外に配置されたミラーストッパ１７５、１７６に当接して位置決めされる。このとき、ピン１７３は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第１カム面１７０ｂに当接しておらず、ピン１７４は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第２カム面１７０ｃに当接していない。
【０１２６】
ハーフミラー１１１の反射面の位置は、第１の光路状態においてサブミラー１２２の反射面があった位置と略等しくなっている。このように構成することで、サブミラー１２２（第１の光路状態）により焦点検出ユニット１２１に導かれる反射光と、ハーフミラー１１１（第２の光路状態）により焦点検出ユニット１２１に導かれる反射光とがずれるのを抑制することができる。これにより、焦点検出領域の位置がほとんど変化しないようにすることができる。
【０１２７】
ここで、ハーフミラー１１１を透過した光束が撮像素子１０６上で結像されることで形成される被写体像のピント位置は、被写体光がハーフミラー１１１を透過しない場合のピント位置に比べて若干ずれることがある。このため、ステップＳ２０７では、ピント位置のずれを補正するために、ピント補正モードを起動する。
【０１２８】
第１の光路状態において、焦点検出ユニット１２１は、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路から退避（第３の光路状態）したときに、物体像が撮像素子１０６上にシャープに結像するように焦点検出信号を出力している。
【０１２９】
これに対して、第２の光路状態でピント補正モードがオン状態にあるときは、ハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６上に投影された被写体像がシャープに結像するように焦点検出ユニット１２１の焦点検出信号を補正する。これにより、第２の光路状態でピント補正モードが設定されている場合、第２の光路状態におけるフォーカスレンズの合焦位置は、焦点検出ユニット１２１の焦点検出信号を補正した分だけ、第３の光路状態におけるフォーカスレンズの合焦位置に対してずれる。
【０１３０】
したがって、ＥＶＦモードが設定されている状態において、撮像動作の開始に応じて、第２の光路状態から第３の光路状態に切り換わるときには、これと同期してシャッタ１１３の先幕駆動機構をチャージ（シャッタ１１３を閉じ状態）する。また、ピント補正モードにより物体像のピント位置を補正した分だけフォーカスレンズを元の位置（第３の光路状態における合焦位置）に戻す。その後、シャッタ１１３を所定時間だけ開けて撮像素子１０６による撮像を行う。
【０１３１】
このように構成することにより、第２の光路状態においてディスプレイユニット１０７に表示された画像に基づいてピントの状態を正確に確認した上で、第３の光路状態でピントの合った画像を撮像することができる。
【０１３２】
ステップＳ２０８では、シャッタ１１３の先幕だけを走行させてバルブ露光状態にして撮像素子１１６に連続的に物体光を導き、ディスプレイユニット１０７上に画像を表示するための撮像を可能にする。
【０１３３】
ステップＳ３００では、ＥＶＦキャリブレーションを実行し、コントラスト検出方式の焦点検出結果を用いて、位相差検出方式の焦点検出結果を補正するための補正量を求める。このＥＶＦキャリブレーションの具体的な内容については、後述する（図１５）。本実施例では、ＥＶＦモードが設定される度に、位相差検出方式の焦点検出結果を補正するための補正量を求めるようにしている。これにより、経時変化に応じた補正量を求めることができ、この補正量を用いることによって位相差検出方式の検出誤差を抑制することができる。そして、位相差検出方式の検出精度を向上させることができる。
【０１３４】
ステップＳ２０９では、ディスプレイユニット１０７の電源を投入する。ステップＳ２１０では、撮像素子１０６にて連続的に物体像を撮像し、ディスプレイユニット１０７上でリアルタイム表示を開始し、一連のファインダ切り換え処理を終了する。
【０１３５】
ＥＶＦモード（第２の光路状態）では、撮影光学系１０３から射出された被写体光がハーフミラー１１１での屈折作用を受けるため、ディスプレイユニット１０７上にリアルタイム表示される被写体の電子画像は、第３の光路状態において実際に撮像される画像に比べて僅かに上下方向にずれる。
【０１３６】
図１２は、第２の光路状態でディスプレイユニット１０７上に表示される画像と、第３の光路状態で実際に撮影される画像とのズレを説明するための図である。図１２において、１９０は、第２の光路状態で撮像される撮像範囲（太線の枠で囲まれた領域）を示す。すなわち、リアルタイム表示の際にディスプレイユニット１０７に出力可能な撮影画像の範囲を示す。１９１は、第３の光路状態で撮像される撮像範囲である。
【０１３７】
撮像範囲１９０と撮像範囲１９１は上下方向にシフトした関係にある。この結果、ディスプレイユニット１０７には出力可能であるものの、第３の光路状態で撮像されない領域１９０ａ、すなわち、撮像範囲１９０のうち撮像範囲１９１と重ならない領域が存在する。
【０１３８】
そこで、再生処理回路１３４は、図１３に示すように図１２の領域１９０ａに相当する領域１９２を非表示状態とし、撮影範囲１９０全体をディスプレイユニット１０７で表示しないように処理する。これにより、ディスプレイユニット１０７には、撮像領域１９０のうち領域１９２を覗く領域が表示されることになる。これにより、ＥＶＦモードでディスプレイユニット１０７に表示されているにもかかわらず、実際には撮影されないという不具合を無くすことができる。
【０１３９】
次に、ステップＳ２０１におけるファインダモードの判別により、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ切り換えるためにステップＳ２２０へ移行した場合について説明する。
【０１４０】
初期状態のＥＶＦモードにおいては、ハーフミラー１１１とサブミラー１２２からなる光路分割系は第２の光路状態（図３）にあり、上述したようにディスプレイユニット１０７でリアルタイム表示が為されている。
【０１４１】
ステップＳ２２０では、ディスプレイユニット１０７の電源をオフ状態にするとともに、撮像素子１０６による撮像を停止する。ステップＳ２２１では、シャッタ１１３の後幕を走行させてシャッタ１１３を閉じ状態とし、撮影に備えて先幕・後幕駆動機構をチャージする。
【０１４２】
ステップＳ２２２では、ハーフミラー１１１の移動を可能にするために、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡から退避させる。ステップＳ２２３では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図３中時計回りに回転させることにより、光路分割系であるハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を図４の状態→図５の状態→図６の状態→図７の状態（第３の光路状態）となるように移動させる。
【０１４３】
ハーフミラー駆動レバー１７０が時計方向に回転すると、ピン１７４は第２カム面１７０ｃに押し込まれて移動し、ピン１７３は第１カム面１７０ｂに押し込まれて移動する。これにより、ハーフミラー支持アーム１７１が回転軸１７１ａを中心に時計方向に回転するとともに、ハーフミラー１１１がピン１７３を中心に時計方向に回転する。
【０１４４】
ステップＳ２２４では、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡内に挿入させる。第３の光路状態までハーフミラー１１１を移動させてからミラーストッパ１６０、１６１を挿入するため、ミラーストッパ１６０、１６１の挿入に際してハーフミラー１１１と衝突することはない。そして、ハーフミラー１１１の位置を切り換える際（ＯＶＦモードおよびＥＶＦモード間の切り換え）の機構的信頼性を高くすることができる。
【０１４５】
なお、本実施例ではハーフミラー１１１を第３の光路状態まで移動させているが、ミラーストッパ１６０、１６１がハーフミラー１１１に衝突しなければよいため、ハーフミラー１１１を第３の光路状態に相当する位置の近傍まで移動させてもよい。
【０１４６】
ステップＳ２２５では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図７中反時計回りに回転させることにより、ハーフミラー１１１を第３の光路状態（図７）から図６の状態を経て第１の光路状態（図５）とする。このとき、ハーフミラー１１１は、ミラー駆動機構内の不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ１６０、１６１に当接した状態となる。
【０１４７】
ステップＳ２２６では、アイピースシャッタ１６３を開く。ステップＳ２２７では、操作検出回路１３６からの出力に基づいてマニュアル（Ｍ）フォーカスモードに設定されているか否かを判別する。ここで、マニュアルフォーカスモードであればステップＳ２０８に移行し、マニュアルフォーカスモードではなくオートフォーカスモードであれば、ステップ２２８に進む。
【０１４８】
マニュアルフォーカスモードである場合には、焦点検出ユニット１２１を動作させる必要がなく、背景のボケ具合の把握が光学ファインダよりも電子画像表示の方が正確にできる。このため、ディスプレイユニット１０７でのリアルタイム表示を行うステップＳ２０８に移行する。
【０１４９】
ステップＳ２２８では、焦点検出ユニット１２１に被写体光を導くようにサブミラー１２２を所定の位置にセットする。すなわち、ミラーボックスの下部に収納（図７）されているサブミラー１２２を、回転軸１２５を中心に回転させることにより、ハーフミラー１１１の背後に移動させる（図５）。
【０１５０】
ステップＳ２２９では、情報表示ユニット１８０の駆動制御により所定の情報をファインダ内に点灯表示し、一連のファインダ切り換え処理を終了する。
【０１５１】
次に、図１４を用いて、キャリブレーションモード（図１０のステップＳ７００）について説明する。
【０１５２】
ステップＳ７０１では、ファインダモードがＥＶＦモードであるか否かを判別する。ここで、ＥＶＦモードが設定されている場合にはステップＳ３００に進み、ＥＶＦモードが設定されていない場合にはステップＳ７０２に進む。
【０１５３】
ステップＳ３００では、ＥＶＦキャリブレーションを実行し、コントラスト検出方式の焦点検出結果を用いて、位相差検出方式の焦点検出結果を補正するための補正量を求める。このＥＶＦキャリブレーションの具体的な内容については、後述する（図１５）。本実施例では、キャリブレーションスイッチ１１８が操作されるたびに、位相差検出方式の焦点検出結果を補正するための補正量を求めるようにしている。これにより、経時変化に応じた補正量を求めることができ、この補正量を用いることによって位相差検出方式の検出誤差を抑制することができる。そして、位相差検出方式の検出精度を向上させることができる。
【０１５４】
ステップＳ７０２では、ファインダ光学系のアイピースシャッタ１６３を閉じ状態とする。ステップＳ７０３では、ミラー駆動機構を動作させることにより、ハーフミラー１１１を第２の光路状態（図３）に移動させるのに備えて、サブミラー１２２をミラーボックス下部に退避させる（図３）。
【０１５５】
ステップＳ７０４では、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡から退避させる。ミラーストッパ１６０、１６１が退避した後、ステップＳ７０５では、ミラー駆動機構によりハーフミラー駆動レバー１７０を反時計方向に回転させる。これにより、ハーフミラー１１１は、不図示のバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることで、図４に示す状態を経て第２の光路状態（図３）となる。この結果、被写体光が、ハーフミラー１１１で反射して、焦点検出ユニット１２１に導かれる状態となる。
【０１５６】
ステップＳ７０６では、シャッタ１１３の先幕だけを走行させてバルブ露光状態にして撮像素子１０６に連続的に被写体光を導き、ディスプレイユニット１０７上に画像を表示するための撮像を可能にする。ステップＳ３００では、後述するＥＶＦキャリブレーションを実行する。
【０１５７】
ステップＳ７０７では、シャッタ１１３の後幕を走行させてシャッタ１１３を閉じ状態とし、撮影に備えて先幕・後幕駆動機構をチャージする。ステップＳ７０８では、ハーフミラー１１１の移動を可能にするために、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡から退避させる。
【０１５８】
ステップＳ７０９では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図３中時計回りに回転させることにより、光路分割系であるハーフミラー１１１及びサブミラー１２２を、図４の状態→図５の状態→図６の状態→図７の状態（第３の光路状態）となるように移動させる。
【０１５９】
ステップＳ７１０では、ミラーストッパ１６０、１６１を、ハーフミラー１１１の移動軌跡内に挿入させる。第３の光路状態までハーフミラー１１１を移動させてからミラーストッパ１６０、１６１を挿入するため、ミラーストッパ１６０、１６１の挿入に際してハーフミラー１１１と衝突することはない。そして、ハーフミラー１１１の位置を切り換える際（ＯＶＦモード及びＥＶＦモード間の切り換え）の機械的信頼性を向上させることができる。
【０１６０】
ステップＳ７１１では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図７中反時計回りに回転させることにより、ハーフミラー１１１を第３の光路状態（図７）から図６の状態を経て、第１の光路状態（図５）とする。このとき、ハーフミラー１１１は、ミラー駆動機構内の不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ１６０、１６１に当接した状態となる。
【０１６１】
ステップＳ７１２では、ファインダ光学系のアイピースシャッタ１６３を開き状態とする。ステップＳ７１３では、焦点検出ユニット１２１に被写体光が導かれるように、サブミラー１２２を所定位置（図５に示す位置）に移動させる。
【０１６２】
図１４で説明したように、本実施例では、ＥＶＦモードが設定されていない場合でも、キャリブレーションスイッチ１１８を操作するだけで、自動的にＥＶＦキャリブレーションが実行される。すなわち、ＥＶＦモード及びＯＶＦモードのいずれかが設定されているかに拘わらず、キャリブレーションスイッチ１１８を操作するだけで、自動的にＥＶＦキャリブレーションを実行させることができる。このため、ＯＶＦモードに設定されている場合において、ＥＶＦキャリブレーションを実行させるために、ファインダモード切換スイッチ１２３の操作によって、ＥＶＦモードに切り換える必要がない。
【０１６３】
次に、図１５を用いて、ＥＶＦキャリブレーション（図１１及び図１４のステップＳ３００）のサブルーチンについて説明する。
【０１６４】
ステップＳ３０１では、焦点検出ユニット１２１を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う。ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で得られた焦点検出結果に基づいて、撮影光学系１０３のフォーカスレンズを光軸方向に駆動する。具体的には、焦点検出結果におけるずれの方向に、所定量（デフォーカス量に対応した量）だけフォーカスレンズを移動させる。これにより、フォーカスレンズは、位相差検出方式において合焦状態と判断される位置で停止することになる。
【０１６５】
ステップＳ３０３では、フォーカスレンズの位置を示すレンズ繰り出し段数ｎに、初期値「１」を代入する。ステップＳ３０４において、カメラシステム制御回路１３５は、ＡＦ制御回路１４０に制御信号を出力することにより、焦点検出用センサ１６７による焦点検出動作を開始させる。そして、ステップＳ３０５において、カメラシステム制御回路１３５は、撮像素子駆動回路１３７を介して撮像素子１０６の駆動を制御することにより、撮像面における被写体像のコントラスト値Ｃｎを取得する。具体的には、撮像素子１０６の撮像面のうち、焦点検出領域に対応する撮像領域のコントラスト値Ｃｎを取得する。
【０１６６】
ここで、上述したように、撮像素子１０６に到達する光束は、ハーフミラー１１１での屈折作用を受けるため、ハーフミラー１１１を透過せずに撮像素子１０６に到達する光束の結像位置に対して上下方向にずれてしまう。このため、本実施例では、コントラスト検出方式の焦点検出に用いられる撮像領域は、上記ずれを考慮した位置に設定している。これにより、ハーフミラー１１１の透過光を用いてコントラスト検出方式の焦点検出を行う場合にも、撮像素子１０６上での焦点検出領域が焦点検出用センサ１６７での焦点検出領域に対してずれることがない。すなわち、これらの焦点検出領域を光学的に共役な位置関係に維持することができる。
【０１６７】
また、本実施例では、撮像素子１０６を用いて、高速フレームレートで撮像を行うことで、コントラスト値Ｃｎを取得する。高速フレームレートを実現するために、撮像素子１０６では間引いた読み出しを行っている。ここで、本実施例では、撮像素子１０６として、任意の画素へのランダムアクセスが可能であるＣＭＯＳセンサを用いているため、コントラスト取得用の間引いた読み出しを行うことができる。
【０１６８】
ステップＳ３０４における位相差検出方式では、被写体光のうちハーフミラー１１１で反射した成分を用いて焦点検出を行っている。また、ステップＳ３０５におけるコントラスト検出方式では、被写体光のうちハーフミラー１１１を透過した成分を用いて焦点検出を行っている。すなわち、ステップＳ３０４及びステップＳ３０５では、同一の被写体からの光を用いて焦点検出を行っていることになる。
【０１６９】
また、ステップＳ３０４及びステップＳ３０５の各処理を略同じタイミングで行うことで、同一の被写体に対して略同一のタイミングで焦点検出を行うことができる。これにより、略同一のタイミングにおいて、同一の被写体に対する２つの焦点検出結果を得ることができる。
【０１７０】
ステップＳ３０６において、カメラシステム制御回路１３５は、レンズシステム制御回路１４１を介して撮影光学系１０３のフォーカスレンズを駆動する。具体的には、１ステップ分だけフォーカスレンズを光軸方向一方向に移動させる。ここで、フォーカスレンズの駆動時における１ステップは、許容錯乱円径（δ）と撮影光学系１０３のＦナンバー（Ｆ）の定数倍とする。許容錯乱円とは、撮像面上において一定のボケを仮定し、ボケがこれよりも小さければ人間の目にはピンぼけと感じず、合焦していると感じるボケ量のことである。フォーカスレンズをステップ駆動した後でも、撮影光学系１０３の焦点調節状態が許容錯乱円よりも小さいボケ量を示すために、通常はＦδ／２のステップでフォーカスレンズを駆動する。
【０１７１】
ステップＳ３０７では、再び焦点検出用センサ１６７を駆動することにより、位相差検出方式による焦点検出を行う。ステップＳ３０８では、撮像素子１０６を駆動することにより、コントラスト値Ｃｎを取得する。このステップＳ３０７、Ｓ３０８においても、フォーカスレンズを駆動した後における同一の被写体に対して、略同一のタイミングにて焦点検出を行っている。
【０１７２】
ステップＳ３０９では、ステップＳ３０５で得られたコントラスト値ＣｎとステップＳ３０８で得られたコントラスト値Ｃｎ＋１とを比較して、コントラスト値のピークが発生したか否かを判別する。ここで、ピーク値が発生したか否かの判別方法としては、幾つかの方法がある。例えば、今回取得時のコントラスト値が前回取得時のコントラスト値を下回ったら、今回取得時のコントラスト値をピーク値と決定する方法がある。また、過去取得時のコントラスト値の最大値を連続して３回下回ったらピーク値を越えたものと判別する方法もある。さらに、過去取得時のコントラスト値の最大値に対して所定値以上下回った場合に、ピーク値を越えたものと判別する方法もある。なお、本発明は、これらの方法に限定されるものではない。
【０１７３】
ステップＳ３０９においてピーク値が発生していないと判別した場合には、ステップＳ３１２において、フォーカスレンズの位置を示すレンズ繰り出し段数「ｎ」をインクリメントして、ステップ３０６に戻る。そして、ピーク値が発生したと判別されるまで、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９、ステップＳ３１２の処理を繰り返し行う。すなわち、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９、ステップＳ３１２の処理では、コントラスト検出方式において、撮影光学系１０３が合焦状態であるか否かの判別を行っている。一方、ステップＳ３０９において、ピーク値が発生したと判別した場合には、ステップＳ３１０に進む。
【０１７４】
ステップＳ３１０では、第２の光路状態及び第３の光路状態の各状態において、撮像素子１０６に到達するまでの光路長の差を補正する。第２の光路状態（図３）では、被写体光がハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６に到達するため、第３の光路状態（図７）における被写体光の光路長とは異なる。そこで、ステップＳ３１０では、コントラスト方式検出方式で得られた検出結果（コントラスト値Ｃｎ、Ｃｎ＋１）に対して、上記光路長の差の分だけ補正を行う。
【０１７５】
ステップＳ３１１では、位相差検出方式による焦点検出結果と、コントラスト検出方式による焦点検出結果との差である補正量Δｘを算出する。この補正量Δｘは、後述するように、位相差検出方式で合焦状態と判別されるフォーカスレンズの位置と、コントラスト検出方式で合焦状態と判別されるフォーカスレンズの位置との差を示す。そして、補正量Δｘは、位相差検出方式による焦点検出結果を補正するために用いられる。
【０１７６】
図１６を用いて、補正量Δｘの算出方法について説明する。図１６（Ａ）において、横軸は、レンズ繰り出し段数ｎに対応したフォーカスレンズの位置を示し、縦軸は、撮像素子１０６から得られるコントラスト値Ｃｎを示す。また、図１６（Ｂ）において、横軸は、レンズ繰り出し段数ｎに対応したフォーカスレンズの位置を示し、縦軸は、位相差検出方式による検出結果（焦点検出用センサ１６７における一対の被写体像の位相差Ｐｎ）を示す。
【０１７７】
図１６（Ａ）に示すコントラスト値が得られた場合には、ステップＳ３０９において、レンズ繰り出し段数ｎが「４」であるときに、コントラスト値がピーク値に達したものと判別される。すなわち、コントラスト検出方式においては、コントラスト値Ｃ４において、撮影光学系１０３が合焦状態になっているものと判別される。一方、位相差検出方式においては、図１６（Ｂ）に示す複数の位相差Ｐｎ（ｎ＝１〜７）を結ぶ直線が、横軸（位相差がゼロ）と交わる点において、撮影光学系１０３が合焦状態になっているものと判別される。
【０１７８】
ここで、図１５のステップＳ３０２では、ステップＳ３０１での位相差検出方式による検出結果に基づいて、フォーカスレンズを合焦位置（位相差Ｐ１に対応した位置）まで移動させている。しかし、図１６に示すように、位相差検出方式による合焦位置（位相差Ｐ１近傍の位置）と、コントラスト検出方式による合焦位置（コントラスト値Ｃ４に対応した位置）とは、Δｘの分だけずれていることがある。
【０１７９】
この差Δｘが存在する理由としては、主に、ミラーの駆動機構におけるメカ的誤差等がある。例えば、経時変化等によって、第２の光路状態（図３）におけるハーフミラー１１１の撮影光軸Ｌ１に対する傾き角度が変化してしまうと、ハーフミラー１１１で反射した光の焦点検出ユニット１２１に対する入射角度が変化してしまう。この場合には、焦点検出ユニット１２１における焦点検出結果に誤差が生じてしまう。そして、図１６に示すように、位相差検出方式による合焦位置がコントラスト検出方式による合焦位置に対してΔｘの分だけずれてしまう。
【０１８０】
ここで、本実施例では、撮像素子１０６を用いたコントラスト検出方式による焦点検出結果を用いて、焦点検出ユニット１２１を用いた位相差検出方式による焦点検出結果を補正している。すなわち、補正量Δｘを算出し、この補正量Δｘに基づいて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正している。これにより、位相差検出方式による焦点検出結果の誤差を抑制することができる。
【０１８１】
また、本実施例では、ハーフミラー１１１を第２の光路状態（図３）とすることで、同一の被写体からの光を焦点検出ユニット１２１及び撮像素子１０６に同時に導くようにしている。そして、焦点検出ユニット１２１を用いた位相差検出方式による焦点検出と、撮像素子１０６を用いたコントラスト検出方式による焦点検出とを、略同一のタイミングで行うようにしている。この場合には、略同一のタイミングにおける同一の被写体に対して、位相差検出方式及びコントラスト検出方式による焦点検出を行うことができ、これら焦点検出結果の整合性を図ることができる。
【０１８２】
ここで、特許文献２のように、互いに異なるタイミングにおいて、位相差検出方式及びコントラスト検出方式による焦点検出を行うと、これらの焦点検出結果は同一の被写体に対するものではないことがある。この場合において、コントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正しても、位相差検出方式による焦点検出結果の精度を確保することができない。
【０１８３】
本実施例では、上述したように、略同一のタイミングにおける同一の被写体に対して、２つの焦点検出結果を得ることができるため、位相差検出方式による焦点検出結果の精度を向上させることができる。ここで、本実施例における２つの焦点検出結果の差（補正量Δｘ）は、ハーフミラー１１１の位置ずれに起因したものであり、互いに異なるタイミングで行われる焦点検出動作に起因するものではない。そして、補正量Δｘに基づいて位相差検出方式による焦点検出結果を補正すれば、ハーフミラー１１１の位置ずれに起因した焦点検出結果の誤差を正確に補正することができる。
【０１８４】
ステップＳ３１２では、ステップＳ３１１で算出した補正量Δｘを、カメラシステム制御回路１３５内のメモリ１３５ａに格納する。この補正量Δｘは、図１５に示すＥＶＦキャリブレーションが実行されるたびに算出され、メモリ１３５ａに蓄積されていく。
【０１８５】
ここで、図１５に示すＥＶＦキャリブレーションを実行する場合において、焦点検出用センサ１６７や撮像素子１０６に偶然ゴミ等が付着していたために、誤った焦点検出結果が得られるおそれがある。この場合には、補正量Δｘも誤った値となってしまう。そこで、本実施例では、上述したように、ＥＶＦキャリブレーションが実行されるたびに、補正量Δｘを算出し、これらの補正量Δｘをメモリ１３５ａに蓄積させることで、誤った補正量Δｘが用いられるのを防止することができる。すなわち、メモリ１３５ａ内に、他の補正量Δｘと明らかに異なる補正量Δｘが存在する場合には、この補正量Δｘを用いるのを禁止して他の補正量Δｘを用いることで、位相差検出方式による焦点検出結果の補正精度を向上させることができる。
【０１８６】
なお、メモリ１３５ａに格納された複数の補正量Δｘのうち、明らかに誤った値である補正量Δｘが含まれている場合には、この補正量Δｘをメモリ１３５ａから削除しておくこともできる。例えば、他の補正量Δｘに比べて所定量以上異なる補正量Δｘが含まれている場合には、この補正量Δｘを削除することができる。
【０１８７】
ここで、本実施例では、図１０のステップＳ１０７において、焦点検出ユニット１２１を用いて位相差検出方式による焦点検出を行うが、この検出結果に対して、メモリ１３５ａに格納された補正量Δｘを用いて補正する。
【０１８８】
本実施例のカメラシステムによれば、ＥＶＦキャリブレーションで得られた補正量Δｘを用いて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正することで、この焦点検出結果の精度を向上させることができる。しかも、ＥＶＦキャリブレーションが実行されるたびに補正量Δｘが算出されるため、最新の補正量Δｘを用いて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。すなわち、経時変化等によって補正量Δｘが変化する場合であっても、最新の補正量Δｘを用いることで、経時変化に対応することができる。そして、位相差検出方式による焦点検出結果を高精度のままで維持することができる。
【０１８９】
また、本実施例では、高度な微細化技術を要する複雑な撮像素子を用いる必要が無いため、コストアップを抑制することができる。さらに、撮像に用いられる画素列と焦点検出に用いられる画素列が混在することもないため、被写体像の一部を補間処理によって求めなくてもよく、高品位な撮影画像を得ることができる。
【実施例２】
【０１９０】
本発明の実施例２であるカメラシステムの構成について、図１７を用いて説明する。ここで、図１７に示す状態は、実施例１における第１の光路状態（図５）に対応している。なお、図１７において、実施例１で説明した部材と同じ部材については、同一符号を用いている。
【０１９１】
実施例１におけるサブミラー１２２は、第１の光路状態（図５）において、ハーフミラー１１１を透過した光束をすべて反射させる構成となっている。一方、本実施例では、ハーフミラーで構成されたサブミラー１７７を用いている。このため、図１７に示す光路状態（実施例１における第１の光路状態）において、撮影光学系１０３からの被写体光は、ハーフミラー１１１及びサブミラー１７７によって、以下に説明する３つの成分に分割される。
【０１９２】
第１の成分は、ハーフミラー１１１で反射してファインダ光学系に導かれる成分である。この第１の成分は、ファインダ光学系を介して被写体像を観察するために用いられる。第２の成分は、ハーフミラー１１１を透過し、サブミラー１７７で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる成分である。この第２の成分は、焦点検出ユニット１２１において、位相差検出方式による焦点検出に用いられる。第３の成分は、ハーフミラー１１１及びサブミラー１７７を透過して、撮像素子１０６側に向かう成分である。この第３の成分は、撮像素子１０６の出力から得られた撮影画像をディスプレイユニット１０７に表示させたり、撮像素子１０６を用いたコントラスト検出方式による焦点検出に用いられたりする。
【０１９３】
このように本実施例のカメラシステムでは、ファインダ光学系を用いて被写体像を観察しつつ、位相差検出方式による焦点検出及びコントラスト検出方式による焦点検出を同時に行うことができる。そして、実施例１と同様に、コントラスト検出方式による焦点検出結果を用いて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。
【０１９４】
本実施例のカメラシステムにおける撮影シーケンスは、実施例１のカメラシステムの場合（図１０）と同じであるため、説明を省略する。本実施例では、上記撮影シーケンスにおけるファインダモード切換処理のサブルーチンの内容が、実施例１と異なっている。以下、本実施例のファインダモード切換処理について、図１８を用いて説明する。
【０１９５】
ステップＳ４０１において、現在のファインダモードが検知され、ファインダモード切り換えスイッチ１２３の操作によりＯＶＦモードからＥＶＦモードへ切り換えられたときには、ステップＳ４０２へ移行する。一方、ファインダモード切り換えスイッチ１２３の操作により、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ切り換えられたときにはステップＳ４２０へ移行する。
【０１９６】
ここで、図１８における各ステップＳ４０２〜Ｓ４０８の処理は、実施例１（図１１）における各ステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０１９７】
ステップＳ３００では、実施例１（図１５）で説明したようにＥＶＦキャリブレーションを実行する。すなわち、位相差検出方式による焦点検出結果及びコントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正するための補正量Δｘを算出する。本実施例においても、ＥＶＦモードが設定されるたびに、ＥＶＦキャリブレーションが実行される。なお、本実施例のステップＳ３００における具体的な処理は、実施例１で説明した処理（図１５参照）と同様である。
【０１９８】
ステップＳ３００の処理が終了した後は、ステップＳ４０９に進む。ここで、各ステップＳ４０９、Ｓ４１０の処理は、実施例１（図１１）における各ステップＳ２０９、Ｓ２１０の処理と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０１９９】
一方、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ切り換えられた場合において、各ステップＳ４２０〜Ｓ４２５の処理は、実施例１（図１１）における各ステップＳ２２０〜Ｓ２２５の処理と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０２００】
ステップＳ５００では、ＯＶＦキャリブレーションを実行する。このＯＶＦキャリブレーションの動作は、ステップＳ３００におけるＥＶＦキャリブレーションの動作と同様である。すなわち、位相差検出方式による焦点検出結果及びコントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正するための補正量Δｘを算出する。
【０２０１】
ここで、実施例１（図１５）で説明したＥＶＦキャリブレーションでは、ハーフミラー１１１を透過した光束とハーフミラー１１１を透過しない光束との光路長の差に基づいて、コントラスト値を補正していた（図１５のステップＳ３１０）。一方、本実施例において、図１７に示す光路状態では、被写体光がハーフミラー１１１及びサブミラー１１７を透過して撮像素子１０６に到達するようになっている。そこで、ハーフミラー１１１及びサブミラー１１７を透過した光束と、ハーフミラー１１１及びサブミラー１１７を透過しない光束（図７に示す光束）との光路長の差に基づいて、コントラスト値を補正するようにしている。
【０２０２】
ステップＳ５００の処理が終了した後は、ステップＳ４２６に進む。ここで、各ステップＳ４２６〜Ｓ４２９の処理は、実施例１（図１１）における各ステップＳ２２６〜Ｓ２２９の処理と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０２０３】
本実施例のカメラシステムにおいても、上述した実施例１のカメラシステムと同様の効果を得ることができる。すなわち、補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正するため、この焦点検出結果の精度を向上させることができる。しかも、キャリブレーションモード（図１０のステップＳ７００）が実行されるたびに補正量Δｘが算出されるため、最新の補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。これにより、位相差検出方式による焦点検出結果を高精度のままで維持することができる。
【０２０４】
ここで、本実施例では、ファインダモードが切り換わるたびにＥＶＦキャリブレーションやＯＶＦキャリブレーションが実行されるため、いずれのファインダモードにおいても補正量Δｘを算出することができる。
【０２０５】
また、本実施例では、ＥＶＦモード及びＯＶＦモードのいずれのファインダモードでも補正量Δｘが算出されるため、メモリ１３５ａに格納される補正量Δｘの数が増え、位相差検出方式による焦点検出結果の精度を向上させることができる。すなわち、補正量Δｘの数が増えることで、誤って算出された補正量Δｘに基づいて、位相差検出方式による焦点検出結果の補正が行われるのを防止することができる。
【０２０６】
さらに、ＥＶＦモード及びＯＶＦモードにおいて補正量Δｘが算出されるため、例えば、ＥＶＦモード又はＯＶＦモードの設定を全く行わない使用状況においても、設定された一方のファインダモードにおいて補正量Δｘを算出することができる。これにより、この補正量Δｘを用いて、位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。
【０２０７】
なお、本実施例では、ハーフミラー１１１及びサブミラー１７７を、図１７に示す状態と撮影光路から退避させた状態（図７に示す状態）との２つの状態間で動作させることもできる。
【実施例３】
【０２０８】
本発明の実施例３であるカメラシステムの構成について、図１９及び図２０を用いて説明する。ここで、実施例１（図３〜図７）で説明した部材と同じ部材については、同一符号を用いている。以下、実施例１と異なる点について説明する。
【０２０９】
本実施例のカメラシステムでは、ファインダ光学系を設けていない。また、本実施例では、実施例１で説明したサブミラーを設けておらず、ハーフミラー１１１だけを用いている。以下、本実施例のカメラシステムの具体的な構成について説明する。
【０２１０】
図１９は、本実施例のカメラシステムにおける第１の光路状態を示す図であり、図２０は、本実施例のカメラシステムにおける第２の光路状態を示す図である。ハーフミラー１１１は、撮影光路内に斜設された位置（図１９に示す位置）と、撮影光路から退避した位置（図２０に示す位置）との間で移動可能となっている。
【０２１１】
ハーフミラー１１１が撮影光路内に位置している場合において、撮影光学系１０３からの被写体光のうち一部の成分は、ハーフミラー１１１で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。一方、残りの成分は、ハーフミラー１１１を透過して、撮像素子１０６側に導かれる。このため、撮像素子１０６の出力から得られた撮影画像をディスプレイユニット１０７に表示させつつ、焦点検出ユニット１２１での位相差検出方式による焦点検出結果に基づいて、高速な焦点調節を行うことができる。
【０２１２】
一方、ハーフミラー１１１が撮影光路から退避している場合において、撮影光学系１０３からの被写体光は、図２０に示すように、直接撮像素子１０６側に向かうことになる。
【０２１３】
ここで、ハーフミラー１１１の駆動機構について、簡単に説明する。ハーフミラー１１１は、不図示のハーフミラー受け板に保持されている。このハーフミラー受け板は、回転軸１７８を中心として回動可能に支持されている。ハーフミラー受け板は、不図示のトーションバネによって付勢されている。すなわち、トーションバネは、ハーフミラー１１１を、図２０に示す位置から図１９に示す位置に向けて付勢している。そして、ハーフミラー受け板は、カメラ本体１０１内に設けられた不図示のミラーストッパに当接することで、図１９に示す状態に保持される。
【０２１４】
また、ハーフミラー受け板は、不図示の動力伝達機構を介して不図示の駆動源と連結されており、駆動源からの駆動力を受けることによって、動作可能となっている。ここで、ハーフミラー１１１を第１の光路状態（図１９）から第２の光路状態（図２０）に移動させる場合には、駆動源の駆動力を用いることにより、ハーフミラー受け板をトーションバネの付勢力に抗して回動させる。そして、ハーフミラー受け板は、カメラ本体１０１内に設けられた不図示のミラーストッパに当接することで、図２０に示す状態に保持される。
【０２１５】
一方、ハーフミラー１１１を第２の光路状態（図２０）から第１の光路状態（図１９）に移動させる場合には、トーションバネの付勢力に抗した力を解除し、トーションバネの付勢力によってハーフミラー１１１を回動させる。これにより、ハーフミラー受け板は、ミラーストッパに当接して、図１９に示す状態に保持される。
【０２１６】
次に、本実施例のカメラシステムにおける撮影シーケンスについて、図２１を用いて説明する。
【０２１７】
ステップＳ６００では、メインスイッチ１１９が操作（ＯＮ状態）されるまで待機し、操作されることでステップＳ６０１に進む。ステップＳ６０１では、カメラ本体１０１内の各種電気回路に電流を供給（起動）する。
【０２１８】
ステップＳ６０２では、ピント補正モードを動作させる。カメラ本体１０１を起動させた段階において、ハーフミラー１１１は、図１９に示す状態となる。ここで、ハーフミラー１１１を透過した光束の撮像素子１０６上での結像位置は、ハーフミラー１１１を透過しない場合と比べて若干ずれることがある。このため、ステップＳ６０２では、ピント補正モードを動作させることにより、ハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６上に投影された被写体像がシャープに結像するように、焦点検出ユニット１２１の焦点検出信号を補正する。
【０２１９】
ステップＳ３００では、ＥＶＦキャリブレーションを実行し、コントラスト検出方式の焦点検出結果及び位相差検出方式の焦点検出結果に基づいて、位相差検出方式の焦点検出結果を補正するための補正量Δｘを算出する。ここで、ＥＶＦキャリブレーションの処理は、実施例１（図１５）と同様である。
【０２２０】
ステップＳ６０３では、キャリブレーションスイッチ１１８が操作（オン）されたか否かを判別する。ここで、キャリブレーションスイッチ１１８が操作された場合には、ステップＳ３００に進み、操作されていない場合には、ステップＳ６０４に進む。ここで、ステップＳ３００では、再び、ＥＶＦキャリブレーションを実行する。
【０２２１】
ステップＳ６０４〜ステップＳ６０６までの各処理は、実施例１（図１０）で説明したステップＳ１０６〜ステップＳ１０８と同様である。ここで、ステップＳ６０５における焦点調節においては、位相差検出方式の焦点調節結果を、ステップＳ３００のＥＶＦキャリブレーションで得られた補正量Δｘを用いて補正したものに基づいて行われる。
【０２２２】
ステップＳ６０７では、ミラー駆動機構を駆動することによって、ハーフミラー１１１を第１の光路状態（図１９）から第２の光路状態（図２０）に移動させる。これにより、撮影光学系１０３からの被写体光は、撮像素子１０６側に直接向かうことになる。ステップＳ６０８では、実施例１（図１０）のステップＳ１１１と同様に撮像動作を行う。
【０２２３】
ステップＳ６０９では、ミラー駆動機構を駆動することによって、ハーフミラー１１１を第２の光路状態から第１の光路状態に移動させる。ステップＳ６１０〜ステップＳ６１２の各処理は、実施例１（図１０）で説明したステップＳ１１２〜ステップＳ１１４の各処理と同様である。
【０２２４】
本実施例のカメラシステムによれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。すなわち、補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正することで、この焦点検出結果の精度を向上させることができる。しかも、補正量Δｘは、カメラシステムを起動するたびに算出されるようになっているため、最新の補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。これにより、位相差検出方式による焦点検出結果を高精度のままで維持することができる。
【実施例４】
【０２２５】
本発明の実施例４であるカメラの構成について、図２２を用いて説明する。ここで、図２２は、本実施例のカメラの構成を示す概略図である。
【０２２６】
２０１はカメラ本体である。２０３は複数枚のレンズ（ズームレンズやフォーカスレンズを含む）で構成された撮影光学系であり、２０２は撮影光学系２０３を保持するレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒２０２は、不図示の駆動機構によって、ズームレンズやフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。ズームレンズの位置を変化させることで、撮影画角を変化させ、フォーカスレンズの位置を変化させることで、撮影光学系２０３を合焦状態とすることができる。なお、レンズ鏡筒２０２は、カメラ本体２０１に固定されている。
【０２２７】
レンズ鏡筒２０２及びカメラ本体２０１を一体として構成することで、撮影光束（被写体光）が通過する空間を略密閉状態に保つことができる。ここで、カメラ本体２０１に対するレンズ鏡筒２０２の取り付けを、塵やゴミが少ないクリーンルームで行えば、撮影光束が通過する空間内に、外部から塵やゴミが入るのを防止することができる。
【０２２８】
２０４はパッケージに収納されたＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。撮像素子２０４に対して撮影光学系２０３側には、被写体光に含まれる高周波成分が撮像素子２０４に到達しないように撮影光学系２０３のカットオフ周波数を制限する光学ローパスフィルタ２０５が設けられている。また、撮影光学系２０３には赤外線カットフィルタも形成されている。
【０２２９】
撮像素子２０４の出力から得られた撮影画像はディスプレイユニット２１１上で表示される。ディスプレイユニット２１１は、カメラ本体２０１の背面に取り付けられており、使用者は、ディスプレイユニット２１１に表示された画像を直接観察することができる。
【０２３０】
２０６はビームスプリッタであり、図中の矢印で示すように、撮影光路内に位置する状態と撮影光路から退避した状態との間で移動可能である。また、ビームスプリッタ２０６は、撮影光路内に位置しているときに、撮影光学系２０３からの光を分割する。ビームスプリッタ２０６は、複数のプリズムを貼り合わせて構成されており、貼り合わせ面にはダイクロ膜２０７が蒸着されている。ダイクロ膜２０７は、可視領域の光束を透過させ、近赤外領域の光束を反射するように構成されている。
【０２３１】
ダイクロ膜２０７で反射した光束は、ビームスプリッタ２０６の光入射面（撮影光学系２０３からの光が最初に入射する面）側に進むが、この光入射面に対する入射角が臨界角よりも大きいために、光入射面で全反射する。そして、全反射した光束は、ビームスプリッタ２０６の端面（図中下側）から射出して、焦点検出ユニット２０８に導かれる。焦点検出ユニット２０８は、位相差検出方式によって撮影光学系２０３の焦点調節状態を検出する。焦点検出ユニット２０８におけるセンサ面（受光面）は、撮像素子２０４の撮像面（受光面）と光学的に共役な位置関係となっている。
【０２３２】
上述した構成において、ビームスプリッタ２０６が撮影光路内に位置している場合には、可視領域の光束がダイクロ膜２０７を透過して撮像素子２０４側に向かうようになっている。この光束は、ディスプレイユニット２１１上で撮影画像を表示させたり、撮像素子２０４を用いたコントラスト検出方式による焦点検出を行ったりするために用いられる。一方、近赤外領域の光束は、ダイクロ膜２０７とビームスプリッタ２０６の光入射面で反射して焦点検出ユニット２０８に導かれる。この光束は、位相差検出方式による焦点検出に用いられる。
【０２３３】
すなわち、ビームスプリッタ２０６が撮影光路内に位置する第１の光路状態では、ディスプレイユニット２１１で被写体像を観察しながら、焦点検出ユニット２０８によって焦点検出を行うことができる。また、第１の光路状態では、高速連続撮影を行うことができる。しかも、信号処理系を高速化させれば、更に高速の連続撮影を行うことができる。一方、ビームスプリッタ２０６が撮影光路から退避した第２の状態では、大型のプリントなどに好適な高精細な撮影画像を得ることができる。
【０２３４】
本実施例では、ビームスプリッタ２０６が撮影光路内に位置している場合において、ビームスプリッタ２０６の反射光を用いて位相差検出方式の焦点検出を行い、ビームスプリッタ２０６の反射光を用いてコントラスト検出方式の焦点検出を行う。ここで、位相差検出方式及びコントラスト検出方式においては、同一の被写体からの光束を用いて焦点検出を行うことができる。
【０２３５】
このため、実施例１（図１５）で説明したＥＶＦキャリブレーションを実行することで、位相差検出方式による焦点検出結果を補正するための補正量Δｘを算出することができる。そして、補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正することで、この焦点検出結果の精度を向上させることができる。ここで、本実施例では、カメラが起動されるたびに、補正量Δｘの算出が行われるようになっている。
【０２３６】
次に、焦点検出ユニット２０８における焦点検出の原理について説明する。図２３は、焦点検出ユニット２０８の構成と、撮影光学系２０３との関係を示した図である。この図では、説明を分かりやすくするために、撮影光学系２０３及び焦点検出ユニット２０８を同軸上に配置した構成としている。
【０２３７】
２２０は撮影光学系２０３の瞳である。焦点検出ユニット２０８の受光面は、撮影光学系２０３の予定結像面に配置されている。また、焦点検出ユニット２０８の１画素は、２つの光電変換素子２０９ａ、２０９ｂで構成されている。各光電変換素子２０９ａ、２０９ｂに対して撮影光学系２０３側に配置されたマイクロレンズ２１０は、各光電変換素子２０９ａ、２０９ｂが撮影光学系２０３の瞳２２０の異なる位置を透過した光束を受光するように構成されている。
【０２３８】
図２３において、光電変換素子２０９ａは主に撮影光学系２０３の瞳２２０の図中下方を透過する光束を受光し、光電変換素子２０９ｂは主に撮影光学系２０３の瞳２２０の図中上方を透過する光束を受光する。図２４は、図２３に示す構成において、焦点検出ユニット２０８側から見たときの撮影光学系２０３の瞳２２０である。光電変換素子２０９ａが受光する光束は、瞳２２０における瞳領域２２１ａを通過し、光電変換素子２０９ｂが受光する光束は、瞳領域２２１ａとは異なる瞳領域２２１ｂを通過する。
【０２３９】
焦点検出時には、各光電変換素子２０９ａ、２０９ｂの蓄積信号を読み出すとともに、焦点検出ユニット２０８の各画素からの出力に基づいて、撮影光学系２０３の異なる瞳位置を透過した光束による像信号が生成される。そして、瞳領域２２１ａを通過した光束による像信号と、瞳領域２２１ｂを通過した光束による像信号の相対位置関係に基づいて、焦点検出を行う。
【０２４０】
図２５に、焦点検出ユニット２０８の画素配列を示す。図２５は、焦点検出ユニット２０８を撮影光学系２０３側から見たときの図である。一対の光電変換部２０９ａ、２０９ｂに対応した領域上には、１つのマイクロレンズ２１０（点線で示す）が配置されている。そして、一対の光電変換部２０９ａ、２０９ｂとマイクロレンズ２１０によって、焦点検出ユニット２０８における一つの画素を構成している。
【０２４１】
ここで、焦点検出を行う場合には、一対の光電変換部２０９ａ、２０９ｂの並ぶ画素列を焦点検出用の画素列として用いる。そして、焦点検出用の画素列おける一対の光電変換部から得られる二つの像信号に基づいて、位相差検出方式による焦点検出を行う。
【０２４２】
本実施例における撮影シーケンスは、実施例３（図２１）と同様である。但し、ステップＳ６０２のピント補正モードにおける補正量が異なる。実施例３では、ハーフミラー１１１を透過した光束の撮像素子１０６上での結像位置と、ハーフミラー１１１を透過しない光束の撮像素子１０６上での結像位置との差を補正するようにしていた。一方、本実施例では、ビームスプリッタ２０６を透過した光束の撮像素子２０４上での結像位置と、ビームスプリッタ２０６を透過しない光束の撮像素子２０４上での結像位置との差を補正するようにしている。すなわち、本実施例では、ビームスプリッタ２０６を透過して撮像素子２０４上に投影された被写体像がシャープに結像するように焦点検出ユニット２０８の焦点検出信号を補正している。
【０２４３】
上述したように、焦点検出のための光束は近赤外領域の光束であり、撮像に用いられる光束は可視領域の光束である。ビームスプリッタ２０６を透過するときの屈折率は波長によって異なるため、撮像素子２０４での結像位置と焦点検出ユニット２０８での結像位置は厳密な意味で光学的に共役とはいえない。この結果、被写体像にピントが合った状態であっても、焦点検出ユニット２０８の検出結果では僅かの初期位相差Δが残る（図９参照）。このため、焦点検出ユニット２０８で得られた位相差から、初期位相差Δを差し引くことで、真の位相差を得ることができる。初期位相差Δは予め求めておくことができる。
【０２４４】
本実施例のカメラにおいても、実施例１のカメラシステムと同様の効果を得ることができる。すなわち、補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正することにより、この焦点検出結果の精度を向上させることができる。しかも、カメラが起動されるたびに補正量Δｘを算出することで、最新の補正量Δｘを用いて位相差検出方式による焦点検出結果を補正することができる。これにより、位相差検出方式による焦点検出結果を高精度のままで維持することができる。
【０２４５】
また、本実施例では、ビームスプリッタ２０６を撮影光路に対して移動させるだけであるため、ビームスプリッタ２０６の駆動機構を簡単な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４６】
【図１】本発明の実施例１であるカメラシステムの構成を示す概略図である。
【図２】実施例１のカメラシステムの回路構成を示す概略図である。
【図３】実施例１のカメラシステムにおける第２の光路状態を示す図である。
【図４】実施例１のカメラシステムにおける第１及び第２の光路状態間の状態を示す図である。
【図５】実施例１のカメラシステムにおける第１の光路状態を示す図である。
【図６】実施例１のカメラシステムにおける第１及び第３の光路状態間の状態を示す図である。
【図７】実施例１のカメラシステムにおける第３の光路状態を示す図である。
【図８】焦点検出用センサの出力信号の波形を示す図である。
【図９】焦点検出用センサの出力信号の波形を示す図である。
【図１０】実施例１のカメラシステムにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施例１におけるファインダモードの切換動作を示すフローチャートである。
【図１２】画像表示に出力可能な視野と撮像される視野との関係を表す図である。
【図１３】画像表示に出力可能な視野と撮像される視野との関係を表す図である。
【図１４】実施例１におけるキャリブレーションモードの処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施例１におけるＥＶＦキャリブレーションの処理を示すフローチャートである。
【図１６】コントラスト検出方式による焦点検出結果（Ａ）と位相差検出方式による焦点検出結果（Ｂ）との関係を示す図である。
【図１７】本発明の実施例２であるカメラシステムの構成を示す図である。
【図１８】実施例２におけるファインダモードの切換動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施例３であるカメラシステムの構成を示す図である。
【図２０】本発明の実施例３であるカメラシステムの構成を示す図である。
【図２１】実施例３のカメラシステムにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施例４であるカメラの構成を示す図である。
【図２３】撮影光学系及び焦点検出ユニットの関係を示す図である。
【図２４】撮影光学系の瞳を示す図である。
【図２５】実施例４における焦点検出ユニットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２４７】
１０１：カメラ本体
１０２：レンズ装置
１０３：撮影光学系
１０６：撮像素子
１１１：ハーフミラー
１２１：焦点検出ユニット
１２２：サブミラー
１３５：カメラシステム制御回路
１３５ａ：メモリ
【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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