(57)【要約】【課題】より高速で高精度な合焦制御を行うことが可能なレンズ交換タイプの撮像装置およびそれを有する撮像システムを得ること。【解決手段】撮影光学系からの光路をファインダー系と撮像素子に分割する為の撮影光路から挿脱可能なクイックリターンミラーと、該撮像素子で得られる画像情報を用いて該撮影光学系の合焦状態を検出する第１の焦点検出手段と該クリックリターンミラーを介した光束で該第１の焦点検出手段と異なった方法で該撮影光学系の合焦状態を検出する第２の焦点検出手段と、を有する撮像装置であって、該クイックリターンミラーはペリクルミラーで構成されていること。【選択図】　　　　　図１
2004109864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光路から退避可能なミラーと、該ミラーを介して撮像素子に入射する光束から得られる画像情報を用いて撮影光学系の合焦状態を検出する第１の焦点検出手段と、該第１の焦点検出手段と異なった方法で該撮影光学系の合焦状態を検出する第２の焦点検出手段と、を有する撮像装置であって、該ミラーがペリクルミラーであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の焦点検出手段の検出結果を利用した合焦動作は、前記第２の焦点検出手段の検出結果を利用して行われることを特徴とする請求項１の撮像装置。
【請求項３】
前記第２の焦点検出手段により前記撮影光学系の合焦動作の粗調整を行い、前記第１の焦点検出手段により時系列的に微調整を行うことを特徴とする請求項１又は２の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の焦点検出手段は位相差検出方式を利用していることを特徴とする請求項１、２又は３の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の焦点検出手段はアクティブ三角測距方式を利用していることを特徴とする請求項１、２又は３の撮像装置。
【請求項６】
撮影光路から退避可能なペリクルミラーと、該ペリクルミラーを介して撮像素子に入射する光束から得られる画像情報を用いて撮影光学系の合焦状態を検出する第１の焦点検出手段と、該ペリクルミラーを介した光束を用いて該第１の焦点検出手段と異なった方法で該撮影光学系の合焦状態を検出する第２の焦点検出手段とを有し、該第２の焦点検出手段の検出結果を利用して該第１の焦点検出手段の検出結果を利用した合焦動作を行っていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項の撮像装置と、該撮像装置に着脱可能な撮影光学系を備える特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置およびそれを有する撮像システムに関し、撮像装置に撮影レンズを着脱交換に装着した撮影システム、例えば、デジタル一眼レフカメラや、ビデオカメラ等において、互いに異なった方式の複数の焦点検出手段を用いて撮影レンズ（撮影光学系）の合焦動作を迅速に行うときに好適なものである
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩フィルムカメラに代えて、デジタルカメラが急速に進展している。一般に、デジタルカメラは銀塩フィルムカメラに比べてイメージサイズが小さい。最近のデジタルカメラに用いられている固体撮像素子等の１画素の大きさは数ミクロン程度であり、高解像力の画像が容易に得られるようになってきた。
【０００３】
これに対応してデジタルカメラには高いピント精度が要求されている。さらに、デジタルカメラにはパソコン等に画像を取り込み、拡大鑑賞することが容易にできる為に、ピントの良否が重要となっている。ピント精度に関する許容錯乱円として例えば、銀塩ライカ版フィルムの許容錯乱円径は一般的に３５ミクロン程度といわれているが、デジタルカメラではＡＰＳ−Ｃサイズで１０００万画素のものは、拡大鑑賞を考慮すると、許容錯乱円径は銀塩ライカ版フィルムに比べての半分程度となる。一方、最近のカメラには、自動焦点検出装置が組み込まれているものが多い。
【０００４】
レンズ交換が可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出装置に用いられている焦点検出方式として、銀塩フィルム用の一眼レフカメラに用いられているのと同様な所謂、位相差検出方式（像ずれ検出方式）が知られている。
【０００５】
この位相差検出方式では、撮影レンズの像面側に設けた光学手段により撮影レンズの瞳の分離した複数の異なる領域を通過した光束を用いて被写体像に関する対の光量分布を対の光電変換素子面上に形成し、対の光量分布の相対的な位置関係を対の光電変換素子により求め、対の光電変換素子からの信号を用いて撮影レンズの合焦状態を撮影視野内の１つ又は複数の領域で求めている。この方式は合焦レンズの移動方向および移動量を直接求めることができ、合焦動作が早いという特徴がある。
【０００６】
この他の焦点検出装置の焦点検出方式として、撮像素子で得られた画像情報を用いて焦点検出を行うコントラスト検出方式がある。コントラスト検出方式では、被写体像を撮像するための撮像素子から出力された信号（画像情報）に基づいて生成された映像信号の中から高周波成分を抽出し、この高周波成分のレベルを所定のサンプリング間隔で観察して、高周波成分のレベルがピークに向かう方向に焦点調節レンズを駆動することによって、最終的に高周波成分のレベルが所定のピーク範囲に到達することをもって合焦と判定している。このようなコントラスト検出方式では、被写体像を撮像する撮像素子からの出力信号に基づいて得られた映像信号を用いて合焦判定を行うので、被写体に対して高精度で合焦を得ることができるという特徴がある。
【０００７】
ビデオカメラにおいては、コントラスト検出方式の焦点検出装置と位相差検出方式の焦点検出装置とを組み合わせて撮影レンズの合焦制御を行うハイブリッド方式なども知られている（例えば特許文献１）。
レンズ交換が可能なデジタル一眼レフカメラにおいて、位相差検出方式の焦点検出装置を用いると十分な合焦精度が得られない場合がある。その主な理由の１つとしては、観察または撮影される像を形成する撮影光学系の光束と焦点検出装置が取り込む光束とが一般に異なることが挙げられる。
【０００８】
また、位相差検出方式の焦点検出装置においては、本来、縦方向（光軸方向）の収差量によって決定されるべき焦点位置あるいは焦点外れ量を横方向（光軸と直交する方向）の収差に関連した像のずれに変換して求めているため、撮影光学系に収差がある場合には、収差補正の状態によってその両者に差が生じることが考えられる。
【０００９】
こうした問題を解決するために、撮影レンズ毎に固有の補正値Ｃを用いて、例えば焦点外れ量を表す焦点検出信号Ｄを、
ＤＣ＝Ｄ−Ｃ　・・・（１）
により補正するための補正回路を設け、得られた焦点検出信号に基づいて撮影光学系の全体もしくは一部の合焦レンズを駆動し、最良の結像位置を撮像面と一致させるように制御している。
【００１０】
しかし、この補正情報は、同じスペックの製品でも撮影レンズ毎に補正値が異なる。同じ製品を複数持つ場合、どちらも同じ補正値を使って合焦制御を行うため、正確な合焦制御が困難になる場合があった。
【００１１】
一方、前述したコントラスト検出方式は、撮像素子からの撮像信号を用いて画像のコントラストを検出している為、前記位相差検出方式で必要とした補正値は不要であり、極めて直接的にピント位置を検出することができる。こうした特性及び方式の異なる焦点検出方式を組み合わせて、それぞれの欠点を補う構成をとれば高速で、かつ高精度な焦点検出が可能となる。この場合、位相差検出方式やアクティブ三角測距方式等のズレ検出方式で、まず合焦状態（合焦検出）の粗調製を行い、即座にデフォーカスの方向検知を行って、合焦近傍位置までフォーカスレンズを駆動するのが良い。しかる後に、撮像素子からの撮像信号に基づいたコントラスト検出方式を行えば、何ら合焦動作過程で補正が必要なく、高精度なピント精度が得られる。しかし、このハイブリッド焦点検出を可能ならしめるには、光学系が撮影直前まで撮像素子に撮影光束が遮断することなく導光されている構成としなくてはならない。
【００１２】
これに対して従来の一眼レフカメラにおいて、光学ファインダーへの光路と撮像素子への光路を分岐する為の光学部材としてハーフミラーを用いたものが知られている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】
特開２００１−３３０７６７号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２３２３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−３２３２３号公報で提案されている電子カメラでは、静止画撮影時に、ハーフミラーを退避可能としているが、ハーフミラーの下降時には、ハーフミラーの板厚が撮影レンズの収差に影響を与えるので、これを合焦動作時に補正している。同公報で開示されている焦点検出手段は撮像素子によるコントラスト検出手段のみである。この為位相差方式の焦点検出手段と組み合わせた機能・精度の向上効果は得られない。又、ここで開示されている電子カメラは交換レンズシステムにこれを適用した場合、撮影レンズの開放Ｆ値や収差発生状況によって、ハーフミラーの板厚による影響が変化してしまい、リアルタイムに高精度な補正をするには、ズーム情報、Ｆ値情報、場合によっては機種情報、収差情報が必要になり補正が非常に複雑になってくる。この為撮像素子を用いたコントラスト検出方式の最大の利点である補正を必要とせずに直接的な合焦精度を確保するのが難しい。
【００１４】
本発明は、より高速で高精度な合焦制御を行うことが可能なレンズ交換タイプの撮像装置およびそれを有する撮像システムの提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の撮像装置は、異なった２つの方式の焦点検出手段を備え、その一方である撮像素子で得られる画像情報を利用する焦点検出手段が、撮影光路から退避可能なペリクルミラーを介して合焦状態を検出することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態１の要部概略図である。図１の実施形態１は、本発明の撮像装置を含むデジタル一眼レフカメラと交換レンズで構成されるカメラシステムを示している。
【００１７】
このカメラシステムは、レンズ本体（交換レンズ本体）１と、このレンズ本体１の着脱交換が可能なデジタル一眼レフカメラ（撮像装置：以下、カメラ本体ともいう）２とから構成されている。
【００１８】
同図において、レンズ本体１内には、対物レンズ（撮影レンズ）としての撮影光学系ＬＢが収容されている。撮影光学系ＬＢは、１又は複数のレンズ群３、５から構成され、その全てもしくは一部を移動させることで焦点距離を変化させたり（ズーミングを行ったり）、フォーカス調節（合焦動作）を行ったりすることができる。撮影光学系ＬＢに含まれる３はフォーカスレンズ群、５は変倍レンズ群、４は絞りユニットを表す。６はフォーカス調節のために撮影光学系ＬＢ内のフォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動ユニットであり、フォーカスレンズ群３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器（位置検出手段）６ａをそのなかに含んでいる。
【００１９】
７はＲＯＭ等からなる記憶回路（記憶手段）であり、レンズ本体１の個体識別情報と設計上の合焦補正情報を記憶する。８はレンズ本体１の全体の駆動制御を司るＣＰＵ等からなるレンズ制御回路（レンズ制御手段）である。
【００２０】
なお、図示はしないが、レンズ本体１内には、変倍のために撮影光学系内の変倍レンズ５を駆動するためのズーム駆動ユニット、変倍レンズの位置情報や絞り位置状態を検出するための検出器（検出手段）が収容されている。
【００２１】
ここで、フォーカスレンズ位置検出器６ａとしては、例えば、フォーカスレンズを光軸方向に移動させるために回転又は移動する鏡筒に設けられたエンコーダ用の電極と、これに接触する検出用の電極等を用いて構成され、フォーカスレンズ群３の光軸上の位置又は基準位置からの移動量に対応する信号を出力するものが用いられている。但し、フォーカス位置検出器６ａとしてはこれに限らず、光学式や磁気式等の各種検出器を用いることができる。
【００２２】
一方、カメラ本体２内には、撮影光路に対して進退可能なペリクルミラー９と、撮影光路内に配置されたペリクルミラー９で上方（図１において上方）に反射した光により被写体像が形成される焦点板１３、焦点板１３に形成された被写体像を反転するペンタプリズム（像反転手段）１４および接眼レンズ１５とを有するファインダー光学系（ファインダー系）とが収容されている。
【００２３】
さらに、ペリクルミラー９の背面側（光透過側）には、ペリクルミラー９の半透過部を透過した光束を下方（図１において下方）に導くサブミラー１０が、ペリクルミラー９とは独立して撮影光路に対して進退可能に設けられている。
【００２４】
また、カメラ本体２内には、サブミラー１０で反射した光束を利用して撮影光学系ＬＢの焦点状態を検出する第２の焦点検出手段としての公知の焦点検出ユニットＡＦと、カメラ本体２の全ての制御を司るＣＰＵ（カメラ制御手段）２９と、撮影光学系ＬＢが形成する被写体像を光電変換するＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の固体撮像素子１１とが収容されている。撮像素子１１の前には光学的ローパスフィルター、赤外カットフィルターの光学部材１２が配置されている。また、焦点検出ユニットＡＦの構成は図２で詳述するが、焦点検出ユニットＡＦは光路を偏向するミラー２１、２次結像レンズ群２４、焦点検出用のセンサー２６等を有している。
【００２５】
１７はレンズ本体１側のマウント１６近傍に配置された通信接点であり、１９はカメラ本体２のカメラ側マウント１８近傍に備えられた通信接点であり、互いに装着された状態で通信接点１７、１９を介して各種情報のやり取りやカメラ本体２側からレンズ本体１側への電源供給が行われる。
【００２６】
カメラ本体２内には、撮影時に、撮像素子１１からの画像信号からコントラスト検出信号を抽出し、焦点状態を検出する公知の第１の焦点検出手段の一部を構成するコントラスト検出手段２８を有している。
【００２７】
第１の検出手段ではコントラスト検出方式を用いておりフォーカスレンズ群３を光軸方向に微小振動させたときに、撮像素子１１で得られる画像信号の高周波成分のレベルを検出して、合焦信号を得ている。
【００２８】
位相差検出手段２７は、前記焦点検出ユニットＡＦの検出結果に基づき、像ズレの方向検知と数回の合焦判定検出を行い、合焦近傍位置までフォーカスレンズ群３をすばやく駆動する。位相差検出手段２７では、センサー２６上での像ズレ量は判るが、フォーカスレンズ群３を実際に駆動するには、フォーカスレンズ群３のフォーカス敏感度の値が既知であることが必要で、このフォーカス敏感度の値等は、レンズ本体１内の記憶手段７に格納され、通信接点を介してカメラ本体２側ＣＰＵ２９に送られる。３０はカメラ本体２側のＲＯＭ等から成る記憶手段である。カメラ本体２側のＣＰＵ２９は、第２の焦点検出手段の一部である位相差検出手段２７で得られた合焦信号（合焦レンズの移動方向）に基づいて、フォーカスレンズ群３を合焦近傍位置まで駆動する指令（信号）を出す。フォーカスレンズ位置検出手段６ａで、たと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ＣＰＵ２９が確認すると、サブミラー１０を撮影光路から退避させ、撮像素子１１からの画像情報を用いて焦点検出を行う第１の焦点検出手段に切り替える。
【００２９】
第１の焦点検出手段による焦点検出では、第２の焦点検出手段の位相差検出手段２７で像ズレ方向がすでに判っているので、さらに延長した方向にフォーカスレンズ群３を微小ピッチで駆動する。これにより高速の合焦動作を行っている。ペリクルミラー９は下降した状態にまだあるので、ファインダー光学系に光路を分割したままであるのでファインダー像を観察しつつ、撮像信号を得ることが出来る。勿論、メカニカルなシャッターが必要な撮像素子でも、この時はシャッターを開状態とする。
【００３０】
ＣＰＵ２９はコントラスト検出手段２８の検出結果に基づき、撮像素子１１上での像面深度が最終許容値に入ったことを確認、または予測確認してフォーカスレンズ群３の駆動を停止する。合焦動作後、すぐに撮影する場合は、ペリクルミラー９を上方に退避させ撮像素子１１に露光する。ペリクルミラー９で、ファインダー光路と撮影光路に光束が分割されるので双方ともに明るさが減じられるが、撮影時にはペリクルミラー９が撮影光路からは完全に退避するので撮影光としては充分な光量が得られる。しかも最終的には撮像素子１１上の撮像信号を使用しているので、直接的に合焦状態を判定しており誤差がない。また直接的に合焦を判定しているので撮影レンズ固有な補正値も必要ない。これは半透過ミラーとしてペリクルミラーを採用したからで、ハーフミラーでは別に補正値が必要になる。
【００３１】
図２には、図１に示した焦点検出ユニットＡＦの光学系部分の構成の要部概略図である。本実施形態の焦点検出ユニットＡＦでは、撮影光学系ＬＢの像面側に設けた光学手段により撮影光学系ＬＢの瞳の異なる領域を通過した光束を用いて被写体像に関する対の光量分布を光電変換素子面上に形成し、対の光量分布の相対的な位置関係を該対の光電変換素子により求め、対の光電変換素子からの信号を用いて撮影光学系ＬＢの合焦状態を撮影視野内の１又は複数の領域で求めている。
【００３２】
図２において、２７は撮影光学系ＬＢから主ミラー９を透過して撮像素子１１の撮像面１１ａに至る光軸である。Ｐはサブミラー１０より撮像面１１ａに共役な近軸的結像面、２１は反射鏡である。２２は赤外カットフィルタである。２３は絞りであり、２つの開口部２３−１，２３−２を有している。２４は２次結像系であり、絞り２３の２つの開口部２３−１，２３−２に対応して配置された２つのレンズ２４−１，２４−２を有している。２５は反射鏡であり、２６は光電変換素子（センサ）である。この光電変換素子２６は、２つのエリアセンサ（１対の光電変換素子）２６−１，２６−２を有している。
【００３３】
ここで、サブミラー１０は曲率を有し、絞り２３の２つの開口部２３−１，２３−２を撮影光学系ＬＢの射出瞳付近に投影する収束性のパワー（屈折力）を持っている。
【００３４】
また。サブミラー１０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いて、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。
【００３５】
また、他の反射鏡２１，２５においても、光電変換素子２６上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、各反射鏡２１，２５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。
【００３６】
図３は、図２に示した絞り２３を光入射方向から見た概略図である。絞り２３には、横長の２つの開口部２３−１，２３−２を開口幅の狭い方向に並べた構成となっている。図中に点線で示されているのは、絞り２３の開口部２３−１，２３−２に対応してその光射出側に配置されている２次結像系２４の各レンズ２４−１，２４−２である。
【００３７】
図４は、図２に示した光電変換素子２６を光入射方向から見た概略図である。２つのエリアセンサ２６−１，２６−２はそれぞれ、この図に示すように２次元的に画素を配列したセンサであり、これら２つのエリアセンサ２６−１，２６−２は光軸２７の延長線に対して対称に並べられている。
【００３８】
以上のように構成された焦点検出ユニットＡＦおよびこれに光を導く光学系では、図２に示すように、撮影光学系ＬＢからの光束２７−１，２７−２がペリクルミラー９のハーフミラー面を透過した後、サブミラー１０によりほぼペリクルミラー９の傾きに沿った方向に反射され、反射鏡２１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２２を通って絞り２３の２つの開口部２３−１，２３−２を通る。そして、絞り２３の２つの開口部２３−１，２３−２を通った光束は、２次結像系２４のレンズ２４−１，２４−２により集光され、反射鏡２５で下方に向きを変えられて光電変換素子２６上のエリアセンサ２６−１，２６−２にそれぞれ到達し、そこに各々の面上に被写体像を形成する。
【００３９】
図２において光束２７−１，２７−２は、撮像面１１ａ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、光電変換素子２６に達し、全体として撮像素子１１上の所定の２次元領域に対応する同一の被写体像に対して２つの被写体像に関する光量分布が光電変換素子２６の各エリアセンサ２６−１，２６−２上に形成される。
【００４０】
焦点検出ユニットＡＦの位相差検出手段２７は、上記のようして得られた２つの被写体像に関する光量分布に対して、位相差検出方式の検出原理に従って、被写体像の分離方向および分離量、すなわち図４に示す２つのエリアセンサ２６−１，２６−２上での上下方向における相対的位置関係を、エリアセンサ２６−１，２６−２上の各位置で算出することで、撮影光学系ＬＢの焦点調節状態の検出（以下、焦点検出という）を行い、その結果を焦点外れ量（デフォーカス量）Ｄとしてカメラ側の制御手段２９に出力する。
【００４１】
カメラ本体２から出力される焦点外れ量Ｄをレンズ本体１側のレンズ制御手段８が受け取る。この焦点外れ量Ｄに応じて求められる焦点調節レンズの合焦を得るための駆動位置がレンズ本体１の機種及び個体差毎にできるだけ精度の高い合焦を得るための値となるように、予めレンズ側の記憶回路６には、該レンズ本体１の誤差補正値が記憶されている。カメラ本体２側ではこれを用いて撮影時における最良結像位置と撮像面１１ａとを一致させるための補正を行う。この時、第２の焦点検出手段はあくまで租調整でも良いので、あらかじめレンズ本体１側に記憶されている補正値は、あくまで理想的なカメラ本体２に合わせこんだ補正値で良い。
【００４２】
ここで、図５に示すフローチャートを用いて、上記複合的な焦点検出を行うカメラシステムの動作について説明する。
【００４３】
実施形態１では、レンズ本体１を新たにカメラ本体２に装着したとき又は交換したときに、カメラ本体２に設けられた第２の焦点検出手段を構成する位相差検出手段２７で粗調整を行い、ついで第１の焦点検出手段であるコントラスト検出手段２８で微調整を行うべく、以下のフローを実行する。
【００４４】
撮影者のシャッタースイッチの半押しによって焦点検出動作がスタートする（ステップ５０１）。
【００４５】
まず、撮影レンズＬＢの機種情報と撮影レンズＬＢの焦点位置誤差補正値をカメラ本体２側から呼び出す。（ステップ５０２）この方法は、レンズ本体１側が持っている補正情報テーブルを全て呼び出す。
【００４６】
次に、カメラ本体２側のＣＰＵ２９は、撮影レンズＬＢのズーム状態とその時のディフォーカス量に応じた敏感度からフォーカスレンズ群３を合焦位置近傍まで移動する。（ステップ５０３）
カメラ本体２は、位相差検出手段２７からの像ズレ量を検出する。（ステップ５０４）
像ズレ量が、所定の範囲にあるかを判定し、範囲内にある場合には次のステップに移行し、範囲内にない場合はステップ５０３にもどり繰り返し焦点検出動作を行う。（ステップ５０５）
次に、位相差検出手段２７からのピント残り量が所定値以下に入ったとき、粗調整（第２の焦点検出）を完了し、図１のサブミラー１０を光路外へ退避させる。ついで撮像素子からの画像信号を用いたコントラスト検出による微調整（第１の焦点検出）を実行する。（ステップ５０６）。
【００４７】
さらにフォーカスレンズ群３を同方向に微少量駆動する。（ステップ５０７）コントラスト検出手段２８により、最終的なピント許容量に入るまで、ステップ５０７に戻り微調整を行う（ステップ５０８）。
【００４８】
最終的なピント残り量が、許容量以下になった時、ペリクルミラー９を上昇させて光路外に退避させ露光（撮影動作）を開始する。（ステップ５０９）
上述したように、実施形態１では、方向検知が可能な位相差検出手段２７で粗調整を行い、ついで撮像素子１１からの信号を用いてコントラスト検出手段２８で微調整を行うので最終的には補正の不要な直接的な合焦動作が可能である。又この間、ペリクルミラー９により収差が無視しうる状態で、ピント状態を監視できるので、ペリクルミラー９が上昇しても、ピント位置に変化はなく、即露光開始に移行できる。
【００４９】
また、実施形態１では、位相差検出手段２７で焦点ずれの方向検知を行い、合焦位置をいきすぎない状態で祖調整を終了することで、コトラスト検出時のフォーカスレンズ群の駆動方向は、その延長の同方向でよいことも明白である。
【００５０】
実施形態１におけるで第２の焦点検出手段は、位相差検出手段方式の他アクティブ三角測距方式等の、所謂コントラスト検出方式とは異なる焦点検出方式が適用できる第２の焦点検出方式としては，第１の焦点検出方式の欠点を補い、方向検知や、すばやく合焦位置近傍までフォーカスレンズを移動可能とすることができる検出方式が良い。
【００５１】
静止画撮影時の実際の動作としては、合焦動作の粗調整は前記第２の焦点検出手段により行われ、時系列的に微調整を前記第１の焦点検出手段によって行っている。
【００５２】
ペリクルミラーの製法としては、厚みの収差の影響をほぼ無視できる程度のフィルムシートに、誘電体多層膜等を蒸着して半透過部を形成し、
該シートの四隅辺を中空の筐枠に保持した形で用いている。
【００５３】
ペリクルミラーは撮像装置に組み込まれた状態では、高い面精度を維持している。
【００５４】
図６は本発明の実施形態２の要部概略図である。
【００５５】
実施形態２では、レンズ本体１を新たにカメラ本体２に装着したとき又は交換したときに、カメラ本体２のファインダー光学系の光路中に設けられた焦点検出ユニットＡＦとカメラ本体２の下方の位相差検出手段２７によって粗調整を行い、その後、コントラスト検出手段２８で微調整を行う。尚図６において図１と同じ機能を有するものは同じ番号を附す。但しピント板１３は、素通し状態に近く、そこに、撮影レンズＬＢによる空中像が形成される。ピント板１３又はその近傍に形成される被写体像に基づく光束はペンタプリズム１４で偏向され、接眼レンズ１５に入射するがその一部はペンタプリズム１４の面１４ａより取り出し再結像レンズ（２次結像系）３１に入射する。そして再結像レンズ３１で被写体像を焦点検出用のセンサー３２に結像し、位相差検出を行う。このときの位相差検出の検出原理は実施形態１と同様である。
【００５６】
図７に実施形態２における複合の焦点検出動作のフローを示す。実施形態２では、レンズ本体１を新たにカメラ本体２に装着したとき又は交換したときに、カメラ本体２に設けられた第２の焦点検出手段の一部を構成する位相差検出手段２７で粗調整を行い、ついで第１の焦点検出手段の一部を構成するコントラスト検出手段２８で微調整を行う。以下その動作を図７のフローを用いて説明する。
【００５７】
撮影者のシャッタースイッチの半押しによって焦点検出動作がスタートする（ステップ７０１）。
【００５８】
まず、撮影レンズＬＢの機種情報と撮影レンズＬＢの焦点位置誤差補正値をカメラ本体２側から呼び出す（ステップ７０２）。この場合、現在のズーム位置情報、フォーカスレンズ位置に相当する敏感度情報等、必要な情報だけを呼び出す。
【００５９】
次に、カメラ本体２側のＣＰＵ２９は、撮影レンズＬＢのズーム状態とその時のディフォーカス量に応じた敏感度からフォーカスレンズ群３を合焦位置近傍まで移動する（ステップ７０３）。
【００６０】
カメラ本体２は、位相差検出手段２７からの像ズレ量を検出する（ステップ７０４）。
【００６１】
像ズレ量が、所定の範囲にあるかを判定し、範囲内にある場合には次のステップに移行し、範囲内にない場合はステップ７０３にもどり繰り返し焦点検出動作を行う（ステップ７０５）。
【００６２】
次に、位相差検出手段２７からのピント残り量が所定値以下に入ったとき、粗調整（第２の焦点検出）を完了するが、実施形態２が実施形態１と異なるのは、位相差検出を行う光学部材がファインダー光路中にある為、微調整の為に撮像素子１１からの画像信号を読み出すのを何ら阻害しない。
【００６３】
次にコントラスト検出による微調整（第１の焦点検出）を実行する。（ステップ７０６）。
【００６４】
さらにフォーカスレンズ群３を同方向に微少量駆動する（ステップ７０７）。
【００６５】
コントラスト検出手段２８により、最終的なピント許容量に入るまで、ステップ７０７に戻り微調整を行う（ステップ７０８）。
【００６６】
最終的なピント残り量が、許容量以下になった時、ペリクルミラー９を上昇させて光路外に退避させ露光（撮影動作）を開始する（ステップ７０９）。
【００６７】
実施形態２では常に位相差検出手段とコントラスト検出手段を同時に並行して用いることが可能な為、レリーズＳＷ半押し状態で被写体が移動した場合でも、瞬時にピントを捕捉しなおすことが出来る。
【００６８】
図８は本発明の実施形態３の要部概略図である。実施形態３では、レンズ本体１を新たにカメラ本体２に装着したとき又は交換したときに、カメラ本体２のファインダー光学系にいたる光路中に設けられたアクティブ投光式の三角測距方式を用いた焦点検出ユニット（８１〜８４）によって粗調整（第２の焦点検出）を行う。図８において、図１と同じ機能を有するものは同じ番号を附す。
【００６９】
ピント板１３の光入射側の直前に近赤外光反射で可視光透過のダイクロイックミラー８２を有した光路分岐手段８１を配設する。ファインダー光軸をはさんで近赤外光束を放射する光源であるＩＲＥＤ８４とアクティブ方式の焦点検出用センサ８３を設けている。
【００７０】
図９は実施形態３の動作のフローである。実施形態３の動作を図９のフローを用いて説明する。
【００７１】
実施形態３では、レンズ本体１を新たにカメラ本体２に装着したとき又は交換したときに、カメラ本体２に設けられた第２の焦点検出手段の一部を構成するアクティブ三角測距方式で粗調整を行い、ついで第１の焦点検出手段の一部を構成するコントラスト検出手段２８で微調整を行うべく、以下その動作を図９のフローを用いて説明する。
【００７２】
撮影者のシャッタースイッチの半押しによって焦点検出動作がスタートする（ステップ９０１）。
【００７３】
図８において、ＩＲＥＤ（投光手段）８３からの投射光は、ダイクロイックミラー８２を有した光路分岐手段８１でペリクルミラー９側に反射され、ついでペリクルミラーＬＢで反射され撮影レンズＬＢに向かう。ペリクルミラー９は近赤外域まで半透過であるとする。さらに近赤外波長での反射率をあげるようにダイクロイックミラーとしても良い。撮影レンズＬＢを通して被写体に投光された近赤外光は、再度撮影レンズＬＢを戻り、投光時と逆の光路をたどって近赤外光の受光センサー８４で受光光のスポットの位置を計測する。三角測距の原理としては、フォーカスがあった状態では受光センサー８４の所定位置に受光スポットが戻るように調整しておき、フォーカスレンズ群３がズレた状態では、受光センサー上での受光スポットの変位量を算出して方向検知、及び概略の合焦位置を検知手段３３で予測する。
【００７４】
フローにおいては、ついで、撮影レンズＬＢの機種情報と撮影レンズＬＢの焦点位置誤差補正値をカメラ本体２側から呼び出す（ステップ９０２）。この場合、現在のズーム位置情報、フォーカスレンズ位置に相当する敏感度情報等、必要な情報だけを呼び出す。
【００７５】
次に、カメラ本体２側のＣＰＵ２９は検知手段３３からの信号に基づいて撮影レンズＬＢのズーム状態とその時のディフォーカス量に応じた敏感度からフォーカスレンズ群３を合焦位置近傍まで移動する（ステップ９０３）。
【００７６】
カメラ本体２のＣＰＵ２９は、アクティブ三角測距手段の一部を構成する検知手段３３から焦点状態（ピントズレ量）を得る（ステップ９０４）。
【００７７】
このときのピントズレ量が、所定の範囲にあるかを判定し、範囲内にある場合には次のステップに移行し、範囲内にない場合はステップ９０３にもどり繰り返し焦点検出動作を行う（ステップ９０５）。
【００７８】
次に、検出手段３３からの信号でピントずれ量が所定値以下に入ったと判断したとき、粗調整を完了する。実施形態３が実施形態１と異なるのは、アクティブ三角測距手段を構成する部材８１〜８４がファインダー光路中にある為、微調整の為に撮像素子１１からの画像信号を読み出すのを何ら阻害しない点である。
【００７９】
次にコントラスト検出による微調整（第１の焦点検出）を実行する（ステップ９０６）。
【００８０】
さらにフォーカスレンズ群３を同方向に微少量駆動する（ステップ９０７）。
【００８１】
コントラスト検出手段２８により、最終的なピント許容量に入るまで、ステップ９０７に戻り微調整を行う（ステップ９０８）。
最終的なピントずれ量が、許容量以下になった時、ペリクルミラー９を上昇させて光路外に退避させ露光（撮影動作）を開始する（ステップ９０９）。
【００８２】
実施形態３では常にアクティブ三角測距方式の焦点検出手段とコントラスト検出手段を同時に並行して用いることが可能な為、レリーズＳＷ半押し状態で被写体が移動した場合でも、瞬時にピントを捕捉しなおすことが出来る。
【００８３】
本発明の各実施形態では、以上の構成を採用することで、高速性に優れた位相差検出方式やアクティブ三角測距方式での検出精度の不十分さを補い、撮像素子からのコントラスト検出に基づき、かつペリクルミラーを用いることで収差発生がなく、何ら補正を必要としない極めて高精度な合焦制御を可能としている。
【００８４】
又、合焦動作に関して補正を必要としない為に、交換レンズを撮像装置に装着するカメラシステムにおいて、どのような仕様の交換レンズであっても、即ちどのような収差を有する交換レンズにもかかわらず、最良の合焦精度レベルを確保することができる。特に板厚をもったクイックリターンミラーに代えて収差領域でもその影響を無視しうるペリクルミラーを用いて、さらに実際の撮影時には従来と同じく撮影光路から退避させることで、撮影に必要な充分な光量を得て、結果としてはＳ／Ｎやダイナミックレンジの広い高品位な画像を容易に入手することができる。
【００８５】
以上説明した実施形態によれば、撮像素子で得られる画像情報を利用して焦点検出を行うコントラスト検出手段を含む、互いに異なった方式の２以上の焦点検出手段を光学系中に、光路分割手段としてペリクルミラーを介して、適切に配置することによって、どのような交換レンズを用いても高速でかつ高精度に合焦制御を行うことができる撮像装置およびそれを有する撮像システムを達成することができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によればより高速で高精度な合焦制御を行うことが可能なレンズ交換タイプの撮像装置およびそれを有する撮像システムを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のカメラシステムの構成を示す概略図
【図２】図１のカメラシステムを構成する焦点検出ユニットの主要部分の構成の説明図
【図３】図２に示した絞りの平面図
【図４】図２に示した光電変換素子の平面図
【図５】図１のカメラシステムにおける合焦動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施形態２のカメラシステムの構成の概略図
【図７】図６のカメラシステムにおける合焦動作を示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態３のカメラシステムの構成の概略図
【図９】図８のカメラシステムにおける合焦動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１　レンズ本体
ＬＢ　撮影光学系
２　カメラ本体
３　フォーカスレンズ群
４　絞りユニット
５　変倍レンズ群
６　フォーカス駆動ユニット
７　レンズ側ＲＯＭ
８　レンズ側ＣＰＵ
９　ペリクルミラー
１０　サブミラー
１１　撮像素子
１２　光学ローパスフィルター
１３　ピント板
１４　ペンタプリズム
１５　接眼レンズ
１６　レンズ側マウント
１７　レンズ側通信接点
１８　カメラ側マウント
１９　カメラ側通信接点
２１　反射鏡
２４　焦点検出用再結像レンズ
２６　光電変換素子
【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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