(57)【要約】【課題】被写体からの光束の少なくとも一部を焦点検出系に導く光学部材を用いながらも、撮像のための光量減少を回避でき、しかもレリーズタイムラグを短くすることができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段１１２と、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面１０３ａを備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材１０３とを有する。さらに、該光学部材の第１の位置と第２の位置との間での移動中に、焦点検出手段を動作させる制御手段１３５を有する。【選択図】  図３Ａ
2007187854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、
被写体からの光束を前記焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が前記光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材と、
前記光学部材の前記第１の位置と前記第２の位置との間での移動中に、前記焦点検出手段を動作させ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】
前記光学部材が前記第１の位置と前記第２の位置よりも該第１の位置側にある第３の位置との間に位置するときに、前記光学面の少なくとも一部が前記光路内にあり、
前記制御手段は、前記光学部材の前記第１の位置と前記第３の位置との間での移動中に、前記焦点検出手段を動作させ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】
前記焦点検出手段は受光素子を有し、
前記制御手段は、前記光学部材の前記移動中に、前記受光素子の電荷蓄積動作を行わせることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記光学部材が前記第１の位置に位置しているときおよび前記移動中に継続して前記焦点検出手段を動作させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記光学部材の前記移動の開始後、所定時間が経過することに応じて前記焦点検出手段を動作させる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】
前記光学部材の位置を検出する位置検出手段を有し、
前記制御手段は、前記位置検出手段からの出力に応じて前記焦点検出手段の動作を制御する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７】
被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、
被写体からの光束を前記焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が前記光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材と、
前記焦点検出手段の動作中に、前記光学部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させ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８】
前記光学部材が前記第１の位置と前記第２の位置よりも該第１の位置側にある第３の位置との間に位置するときに、前記光学面の少なくとも一部が前記光路内にあり、
前記制御手段は、前記焦点検出手段の動作中に、前記光学部材を前記第１の位置と前記第３の位置との間で移動させ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】
前記焦点検出手段は受光素子を有し、
前記制御手段は、前記受光素子の電荷蓄積動作中に、該光学部材を移動させることを特徴とする請求項７又は８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記焦点検出手段の動作の開始後、所定時間が経過することに応じて前記光学部材を移動させることを特徴とする請求項７から９のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記光学部材が第２の位置にある状態で、前記焦点検出手段への光の入射を遮断する遮光部材を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写体像を光電変換する撮像素子を有し、
前記制御手段は、前記撮像素子を用いた被写体画像の生成処理と、前記光学部材の前記第１の位置と前記第２の位置との間での移動とを交互に行わせることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光学面は、第１の断面内において被写体からの光束を前記焦点検出手段に向けて反射し、
前記光学部材は、前記第１の断面に対して直交する方向又は該方向を少なくとも一部に含む方向に移動することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記光学面は、被写体からの光束の一部を反射し、他を透過することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記光学面は、被写体からの光束の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１６】
被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、
被写体からの光束を前記焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が前記光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材と、
前記光学部材が第２の位置にある状態で、前記焦点検出手段への光の入射を遮断する遮光部材とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を前記焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が前記光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記光学部材の前記第１の位置と前記第２の位置との間での移動中に、前記焦点検出手段を動作させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１８】
被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を前記焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が前記光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記焦点検出手段の動作中に、前記光学部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビームスプリッタ等の光学部材を被写体からの光束の光路に対して移動させることが可能であり、該光学部材により導かれた光束を用いて焦点検出を行うデジタルカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズからの光束の一部をハーフミラーやビームスプリッタ等の光学部材を用いて分割し、該分割光束を焦点検出ユニットに導いて、撮影レンズの焦点検出を行うようにした撮像装置が従来提案されている。
【０００３】
特許文献１〜３には、撮影レンズからの光路上に、光束の一部を分割するプリズム状の光学部材を設け、該光学部材によって分割された光束を用いて焦点検出を行うカメラが開示されている。
【０００４】
特許文献１，２で開示されたカメラにおいては、該光学部材によって分割された２つの光束のうち一方を焦点検出センサに導き、他方を用いて被写体画像を取得するための撮像素子に導く。
【０００５】
一方、特許文献３で開示されたカメラでは、光学部材によって分割された２つの光束をそれぞれ第１および第２の撮像素子に導き、両撮像素子により取得された画像を合成して１つの被写体画像を生成する。そして、焦点検出時には、一方の分割光束の光路内に焦点検出センサを挿入し、撮像時にはこの焦点検出センサを該光路外に退避させる。
【特許文献１】特開昭６３−１９５６３０号公報（第３頁右上欄２０行〜同頁左下欄７行、第１図等）
【特許文献２】特開２００３−１４０２４６号公報（段落００３３〜００３４、図１等）
【特許文献３】特開平１１−３５２３９３号公報（段落００３８，００４７、図１，図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１，２に開示されたカメラでは、撮像素子を用いた撮像時においても撮影レンズからの光束の一部を分割して焦点検出センサに導くため、撮像素子に到達する光量が少なくなる。
【０００７】
一方、特許文献３に開示されたカメラでは、撮像時に焦点検出センサが光路外に退避し、かつ光学部材で分割された２つの光束を２つの撮像素子に導いて合成画像を生成するため、これら撮像素子に到達する合計の光量の減少はない。しかし、焦点検出センサは、光路内の所定位置に配置された状態でないと焦点検出を行うことができない。このため、焦点検出センサによる焦点検出が完了した後に、焦点検出センサを該所定位置から光路外に退避させる動作を行う必要がある。したがって、焦点検出完了から撮像を行うまでのタイムラグであるレリーズタイムラグが長くなる。
【０００８】
本発明は、被写体からの光束の少なくとも一部を焦点検出系に導く光学部材を用いながらも、撮像のための光量減少を回避でき、しかもレリーズタイムラグを短くすることができる撮像装置および撮像装置の制御方法を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての撮像装置（第１の発明の撮像装置）は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材とを有する。そして、該光学部材の第１の位置と第２の位置との間での移動中に、焦点検出手段を動作させる制御手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の側面としての撮像装置（第２の発明の撮像装置）は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材とを有する。そして、焦点検出手段の動作中に、該光学部材を第１の位置と第２の位置との間で移動させる制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の他の側面としての撮像装置（第３の発明の撮像装置）は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材と、該光学部材が第２の位置にある状態で、焦点検出手段への光の入射を遮断する遮光部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法（第４の発明の制御方法）は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材とを有する撮像装置の制御方法である。そして、該光学部材の第１の位置と第２の位置との間での移動中に、焦点検出手段を動作させるステップを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法（第５の発明の制御方法）は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材とを有する撮像装置の制御方法である。そして、焦点検出手段の動作中に、該光学部材を第１の位置と第２の位置との間で移動させるステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学部材の光学面を光路の内外に移動させることができるため、撮像に際して光学面を光路外に移動させることにより、撮像のための光量減少を回避できる。しかも、光学部材の移動中に焦点検出手段を動作させる又は焦点検出手段の動作中に光学部材を移動させることができる。このため、焦点検出動作と光学部材の移動動作のうち一方を待って他方を行う場合に比べて、レリーズタイムラグを短くしたり、撮像間隔を短時間にしたりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１Ａおよび図１Ｂにはそれぞれ、本発明の実施例１である撮像装置としてのデジタルカメラの側面断面および上面断面を示している。これらの図では、焦点調節や測光等を行う撮影準備動作時に背面に設けられたディスプレイ１０７に表示するための表示用画像を取り込む状態を示している。
【００１７】
これらの図において、１０１はカメラ本体、１０２は被写体（物体）からの光束により被写体像（物体像）を形成する撮影光学系としての結像光学系、１０４は結像光学系１０１の光軸、１０５は結像光学系１０２を収納するレンズ鏡筒である。
【００１８】
結像光学系１０２は、不図示のアクチュエータと駆動機構によってフォーカスレンズを光軸１０４の方向に移動させ、ピント調節を行う。なお、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、その界面形状を変化させて屈折力を変えることでピント調節を行わせるようにしてもよい。また、結像光学系１０２は、単焦点レンズ、ズームレンズ、シフトレンズ等のいずれのレンズであってもよい。
【００１９】
また、本実施例では、レンズ鏡筒が一体に設けられたデジタルカメラについて説明するが、本発明は、種々の特性（Ｆナンバーや焦点距離など）を持った結像光学系を備える交換レンズの着脱が可能なカメラにも適用することができる。
【００２０】
結像光学系１０２を構成するレンズの材質として、アクリル樹脂に５ｎｍから３０ｎｍ程度の大きさの酸化ニオブ粒子を均一に分散させたコンポジット材を使用してもよい。これにより、屈折率が１．８程度と高屈折率でありながら、ガラスよりも衝撃に強く、かつ射出成形によって安価に製造可能となる。
【００２１】
１０３は光束分割光学部材であるビームスプリッタであり、後述する駆動機構によって、図１Ｂに示す矢印１０３ｙの方向、すなわち光軸１０４に直交する方向（完全に直交する方向および許容範囲で直交方向からずれた方向を含む）に移動が可能である。ビームスプリッタ１０３は、撮影準備動作時には結像光学系１０２からの光路（以下、撮影光路という）上に位置し、撮影時には該撮影光路外に退避する。
【００２２】
１１０はビームスプリッタ１０３内における光軸である。１１１はシャッタレリーズボタン（以下、単にレリーズボタンという）である。１０８は画像データを格納する記録メディアであり、半導体メモリ、光ディスク等により構成される。
【００２３】
１０９は光学ファインダの接眼レンズである。１０６は２次元型ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子である。１１２は焦点検出センサ（ＡＦモジュール）であり、受光素子を含む。１１３は光学ローパスフィルタである。表示用画像の取り込み時には、結像光学系１０２からの光束のうちビームスプリッタ１０３および光学ローパスフィルタ１１３を透過した光束が撮像素子１０６上に投影される。また、撮影時には光学ローパスフィルタ１１３を透過した光束が撮像素子１０６上に投影される。
【００２４】
但し、本実施例では、後述するように、撮影者が好みに応じて、撮影時にもビームスプリッタ１０３を撮影光路上に挿入しておくこともできる。この場合、撮影時にも、結像光学系１０２からの光束のうちビームスプリッタ１０３および光学ローパスフィルタ１１３を透過した光束が撮像素子１０６上に投影される。
【００２５】
１１４はビームスプリッタ１０３が撮影光路外に退避したときの光路長差を補完するための平板ガラスである。該平板ガラス１１４は、撮影時にビームスプリッタ１０３が撮影光路外に退避するのに伴って撮影光路内に挿入される。
【００２６】
ディスプレイ１０７はカメラ本体１０１の背面に取り付けられており、撮像素子１０６によって撮像された表示用画像を表示する。撮影者は撮影準備動作時又はその前の状態で該表示用画像を観察することで、撮影構図を決めることができる。ディスプレイ１０７は、有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）空間変調素子や液晶空間変調素子、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るとよい。これにより、消費電力が小さく、かつ薄型のディスプレイとすることができる。
【００２７】
撮像素子１０６は、間引き読み出しによる表示用画像の出力動作と全画素読み出しによる高精細な撮影記録用画像の出力動作とを行う。
【００２８】
図２には、本実施例のデジタルカメラにおける電気的構成を示している。まず、物体像の撮影、記録に関する部分から説明する。
【００２９】
カメラは、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系を有する。撮像系は、結像光学系１０２および撮像素子１０６を含む。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。
【００３０】
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を含む。制御系は、カメラシステム制御回路１３５、操作検出回路１３６および撮像素子駆動回路１３７を含む。
【００３１】
１３８はパーソナルコンピュータ等の外部装置に接続して、データの送受信をするための規格化された接続端子である。これらの電気回路は、不図示の二次電池や燃料電池等の電源からの電力によって駆動される。
【００３２】
撮像系は、物体からの光束を結像光学系１０２を介して撮像素子１０６の受光面に結像させる光学処理系である。この撮像系は、結像光学系１０２の不図示の絞りとメカニカルシャッタを調節して、適切な光量の物体光束で撮像素子１０６を露光する。
【００３３】
撮像素子１０６は、例えば、正方画素が長辺方向に３２６４個、短辺方向に２４４８個並べられた、合計約８００万個の画素を有する。各画素には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のいずれかのカラーフィルタが配置され、４つの画素が一組となった所謂ベイヤー配列を形成している。
【００３４】
ベイヤー配列では、観察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。
【００３５】
一般に、この方式の撮像素子を用いる画像処理では、輝度信号の多くの部分をＧから生成し、色信号はＲ，Ｇ，Ｂから生成する。
【００３６】
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。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換器１３０は、各画素から読み出された信号（蓄積電荷）をその振幅に応じた、例えば１２ビットのデジタル信号に変換して出力する。そして、これ以降の信号処理はデジタル処理にて実行される。
【００３８】
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。この画像処理系は、Ｒ、Ｇ，Ｂの色信号を輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）にて表わされるＹＣ信号などに変換する。
【００３９】
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３２６４×２４４８画素分の信号を処理する。ＲＧＢ画像処理回路１３１は、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路を有し、さらに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。
【００４０】
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。ＹＣ処理回路１３２は、低域輝度信号ＹＬを生成する低域輝度信号発生回路、高域輝度信号ＹＨを生成する高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、低域輝度信号ＹＬと高域輝度信号ＹＨを合成することによって形成される。
【００４１】
記録再生系は、前述した記録メディアへの画像信号の出力と、ディスプレイ１０７への画像信号の出力とを行う。記録処理回路１３３は、記録メディアに対する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、記録メディアから読み出した画像信号を再生して、ディスプレイ１０７に出力する。
【００４２】
また、記録処理回路１３３は、静止画像および動画像を表わすＹＣ信号を所定の圧縮形式にて圧縮したり、圧縮データを読み出す際に伸張したり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１画像毎に蓄積する。そして、該ＹＣ信号を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なわれる。
【００４３】
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１０７に出力される。これにより、可視画像が表示再生される。
【００４４】
制御系は、レリーズボタン１１１等の各種操作部材の操作を検出する操作検出回路１３６を有する。また、その検出信号に応じて各部を制御し、撮影の際のタイミング信号などを生成して出力するカメラシステム制御回路１３５を含む。さらに、カメラシステム制御回路１３５の制御の下に撮像素子１０６を駆動するための駆動信号を生成する撮像素子駆動回路１３７や、光学ファインダ内の情報表示装置やカメラの外面に設けられた情報表示装置を制御する情報表示回路１４２を含む。
【００４５】
制御系は、操作部材の操作に応じて、撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、レリーズボタン１１１の操作を検出して、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。さらに、制御系は、情報表示回路１４２によって光学ファインダ内の情報表示装置に設けられた各セグメントの状態を制御する。
【００４６】
カメラシステム制御回路１３５には、さらにＡＦ制御回路１４０とレンズシステム制御回路１４１が接続されている。これら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。
【００４７】
ＡＦ制御回路１４０は、撮影画面上の所定位置に対応して設けられた焦点検出センサ１１２からの信号出力を得て焦点検出信号を生成する。焦点検出信号は、結像光学系１０２からの光束によって形成された複数の像の位相差を示す信号であり、該位相差は結像光学系１０２の結像状態を示す。位相差が所定値であるときは結像光学系１０２は合焦状態にあり、位相差が該所定値以外の場合は結像光学系１０２はデフォーカス状態にある。
【００４８】
ＡＦ制御回路１４０は、デフォーカスが検出されると、これを結像光学系１０２に含まれるフォーカスレンズの駆動量に変換する。そして、該駆動量の情報を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。
【００４９】
また、移動する物体に対しては、レリーズボタン１１１が押し下げられてから実際の撮像制御が開始されるまでのタイムラグを勘案し、適切なレンズ位置を予測してフォーカスレンズの駆動量を指示する。物体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られないと判定されるときには、不図示のフラッシュユニット、白色ＬＥＤ又は蛍光管によって物体を照明し、輝度を補う。
【００５０】
レンズシステム制御回路１４１は、ＡＦ制御回路１４０からフォーカスレンズの駆動量の情報を受信すると、不図示の駆動機構によって結像光学系１０２内のフォーカスレンズを光軸１０４の方向に移動させ、物体にピントを合わせる。
【００５１】
一連のピント調節動作の結果、ＡＦ制御回路１４０によって物体にピントが合ったことが検出されると、この情報はカメラシステム制御回路１３５に伝えられる。
【００５２】
このとき、レリーズボタン１１１が２段目まで押し下げられると、駆動機構の動作によってビームスプリッタ１０３が撮影光路外に退避し、平板ガラス１１４が撮影光路上に挿入される。これにより、光学ローパスフィルタ１１３を透過した光束によって物体像が撮像素子１０６上に形成され、撮像系、画像処理系および記録再生系による高精細画像の撮像制御が行われる。
【００５３】
この際、結像光学系１０２のピント変動が生じないように、ビームスプリッタ１０３が配置されていた位置に平板ガラス１１４が挿入されるので、ピント補正をする必要はない。したがって、高速な焦点検出機能を損ねることなく、短いレリーズタイムラグを実現できる。
【００５４】
図３Ａおよび図３Ｂにはそれぞれ、本実施例のデジタルカメラ１０１における撮影準備状態でのレンズ鏡筒１０５の側面断面および上面断面を示している。また、図４Ａおよび図４Ｂにはそれぞれ、本実施例のデジタルカメラ１０１における撮影状態での側面断面および上面断面を示している。
【００５５】
図３Ａおよび図３Ｂにおいて、ビームスプリッタ１０３は、結像光学系１０２を構成するレンズ１０２ａ３の後面と撮像素子１０６（より具体的には、光学ローパスフィルタ１１３）との間に位置する。レンズ１０２ａ３はフォーカスレンズであり、光軸１０４の方向に移動してピント調節を行う。
【００５６】
撮像素子１０６は、レンズ鏡筒１０５を構成する不図示の固定地板に対して位置決めされている。また、可視波長域におけるビームスプリッタ１０３の光学長は、平板ガラス１１４の厚みにより定まる光学長に一致する。このため、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ビームスプリッタ１０３が撮影光路外に退避して、平板ガラス１１４が撮影光路上に挿入されたときでも、結像光学系１０２による撮像素子１０６上での結像状態は変化しない。
【００５７】
本実施例のカメラにおける静止画撮影シーケンスは、コンピュータプログラムに従ったカメラシステム制御回路１３５による制御の下、概ね以下の手順で行われる。
【００５８】
ステップ１．
レリーズボタン１１１の１段目の押し下げを検出すると、撮像素子１０６が駆動される。撮像素子１０６は、ビームスプリッタ１０３を透過した光束により形成された物体像の画像データを繰り返し取得して、ディスプレイ１０７に物体画像のリアルタイム表示を行う。
【００５９】
ステップ２．
焦点検出センサ１１２は、ビームスプリッタ１０３で分割された可視波長域の光束を用いて焦点検出を行う。所定量以上のデフォーカスが検出されると、フォーカスレンズ１０２ａ３の駆動量を算出し、該駆動量だけフォーカスレンズ１０２ａ３を駆動して焦点調節を行う。焦点調節の終了後に再び焦点検出センサ１１２を用いて焦点検出を行い、デフォーカス量が所定範囲内にあることを確認すると、音や光によって合焦状態であることを撮影者に認識させるための動作を行う。
【００６０】
ステップ３．
レリーズボタン１１１の２段目までの押し下げを検出すると、ビームスプリッタ１０３を図３Ｂに矢印１０３ｙで示すように撮影光路から退避させ、代わりに平板ガラス１１４を挿入する。（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。
【００６１】
ステップ４．
撮像素子１０６を駆動して高精細画像データを取得（撮影）する。
【００６２】
ステップ５．
撮影終了後、平板ガラス１１４を撮影光路から退避させて、ビームスプリッタ１０３を撮影光路に挿入する（図３Ａおよび図３Ｂ参照）。また、撮影された高精細画像データを、記録メディアに書き込む。
【００６３】
次に、ビームスプリッタ１０３による光束分割機能について、図５および図６を用いて説明する。図５には、ビームスプリッタ１０３の断面を、図６には、該ビームスプリッタ１０３の斜視図を示している。図７には、ビームスプリッタ１０３を分解して示している。
【００６４】
ビームスプリッタ１０３は、２つのプリズム１０３−１，１０３−２を光分割機能面１０３ａで貼り合せたものである。ビームスプリッタ１０３の光入射面は、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂとで構成される。また、ビームスプリッタ１０３を透過する直進光の射出面は、プリズム１０３−１の面１０３−１ｄとプリズム１０３−２の面１０３−２ｄとで構成されている。
【００６５】
プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂとの段差や、プリズム１０３−１の面１０３−１ｄとプリズム１０３−２の面１０３−２ｄとの段差は完全にないか、光学的に問題がないレベルに抑えられている。また、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂと面１０３−１ｄ、およびプリズム１０３−２の面１０３−２ｂと面１０３−２ｄとはそれぞれ互いに平行である。したがって、ビームスプリッタ１０３は直進する光に対して平行平板として機能する。
【００６６】
光分割機能面１０３ａは、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｄとに対して異なる傾斜角度を有する。また、光分割機能面１０３ａの前端部（物体側の端部）は、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂに対して交わる。
【００６７】
光分割機能面１０３ａは、所望の光学特性を得るためにプリズム１０３−２の面１０３−２ａ上に誘電体多層膜を形成し、インデックスマッチングをとった光学用接着剤を用いてプリズム１０３−１と貼り合せることによって形成される。
【００６８】
光分割機能面１０３ａの光学特性は図８に示すとおりである。波長４００ｎｍから１０００ｎｍまでの光に対する分光透過率特性は、５００ｎｍ付近に極小値を持つ谷型である。また、分光反射率特性は５００ｎｍ付近に極大値を持つ山型である。すなわち、所定波長域の入射光のうち一部を反射し、他の一部を透過する。
【００６９】
誘電体多層膜の特徴として、吸収をほとんど無視できる程に小さくすることができる。このため、光分割機能面１０３ａにおいて入射光は撮像素子１０６と焦点検出センサ１１２の何れかの方向に分かれる。
【００７０】
ここで、光分割機能面１０３ａの４５０ｎｍから６５０ｎｍまでの可視域では、分光透過率特性はおよそ４５％で一定である。カラーカメラでは、撮像素子１０６の感度域を視感度域に合致させるので、撮像素子１０６の感度波長域では分光反射率特性がフラットであると言える。
【００７１】
プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂによる光入射面からビームスプリッタ１０３の内部に入射した光束のうち、光分割機能面１０３ａで反射した光束は、プリズム１０３−２の面１０３−２ｂで全反射する。その後、面１０３−２ｃから射出する。
【００７２】
面１０３−２ｃに対向する位置には焦点検出センサ１１２が設けられており、ここには光分割機能面１０３ａで反射して、ビームスプリッタ１０３から射出した光束が入射する。ビームスプリッタ１０３（光分割機能面１０３ａ）で反射した光束の分光特性は、該ビームスプリッタ１０３を透過する直進光と実質的に同一である。そして、この反射光束を用いて焦点検出動作を行う。ここでの分光反射率特性はおよそ５５％であるので、十分な光量により高精度な焦点検出が可能である。
【００７３】
なお、焦点検出センサ１１２の分光感度を厳密に撮像素子１０６に合わせるために、焦点検出センサ１１２の入射面に設けられた保護ガラスなどに赤外線カット機能を付加しておくとさらによい。
【００７４】
プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂには、ＮＤ（Neutral Density)フィルタが形成されている。
【００７５】
ＮＤフィルタは光吸収膜の一種であり、クロメルなどの蒸着膜が用いられる。これにより、非常に広い波長域に対してフラットな透過特性を得ることができる。クロメルは、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした合金であり、例えば、Ｃｒ：７．０〜１０．５％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓｉ：１．０以下といった組成比を有する。
【００７６】
図９には、クロメルの蒸着膜を用いたＮＤフィルタの光学特性の例を示す。４５０ｎｍから６５０ｎｍまでの可視域では、分光透過率はおよそ４５％で一定である。一方、この波長域では吸収が多いので、分光反射率はおよそ１５％となる。
【００７７】
次に、焦点検出センサ１１２について説明する。図１０には、焦点検出センサ１１２による焦点検出視野を示す。
【００７８】
図１０において、１２０は撮像範囲と概ね一致する観察範囲としてのファインダ視野である。１２１−１から１２１−９は焦点検出視野である。図１０に示すように、焦点検出視野をファインダ視野の中央付近に配置すると、使い勝手が良いカメラを構成できる。
【００７９】
縦方向の画素列によって構成された焦点検出視野は、縦方向の輝度分布に対して感度があるので、例えば、横線に対する焦点検出が可能である。また、横方向の画素列によって構成された焦点検出視野は、横方向の輝度分布に対して感度があるので、例えば、縦線に対する焦点検出が可能である。
【００８０】
実際の焦点検出用センサ１１２は、図１１に示すように構成される。図１１には、焦点検出センサ１１２の正面図である。１１２−１から１１２−９は焦点検出視野１２１−１から１２１−９を構成する画素列である。
【００８１】
また、図１２には、焦点検出センサ１１２の各画素列を構成する画素部の断面を示してる。図１３（ａ）は、焦点検出用センサ１１２の１画素の光電変換部を示す平面図、図１３（ｂ）は、該１画素の平面図である。
【００８２】
図１２においては、光は上方から焦点検出センサ１１２に入射し、図１３（ａ），（ｂ）においては、図の紙面の手前側から焦点検出センサ１１２に入射する。焦点検出センサ１１２は、オンチップ型マイクロレンズを有するＣＭＯＳ型のセンサであり、マイクロレンズの働きで焦点検出光束（これについては後述する）のＦナンバーを規定できる。
【００８３】
図１２において、１５１はシリコン基板、１５２Ａと１５２Ｂは埋め込みフォトダイオードの光電変換部である。１５４はアルミニウムあるいは銅により形成された遮光性を有する第１配線層である。１５５はアルミニウムあるいは銅を用いた第２配線層である。１５６はシリコン酸化膜、疎水性多孔質シリカ、シリコン酸化窒化膜あるいはシリコン窒化膜などによる層間絶縁膜とパッシベーション膜である。１５８はマイクロレンズ、１５７は第２配線層１５５からマイクロレンズ１５８までの距離を高精度に設定するための平坦化層である。第１配線層１５４と第２配線層１５５は離散的に設けられた開口を備えた金属膜であって、開口以外は可視光を通さない。
【００８４】
第１配線層１５４と第２配線層１５５は焦点検出センサ１１２を動作させる電気的な機能と受光光束の角度特性を制御する光学的な機能を併せ持っている。
【００８５】
平坦化層１５７は熱硬化型の樹脂や紫外線硬化型の樹脂をスピンコートした後にキュアしたり、樹脂フィルムを接着したりするといった手法で形成される。
【００８６】
光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂは、図１３（ａ）に示すように、ジグザグ形に形成されており、その両端部にはそれぞれ回路部１５９Ａ，１５９Ｂが接続されている。回路部１５９Ａ，１５９Ｂ内には、転送スイッチとして働く転送用ＭＯＳトランジスタや、リセット電位を供給するリセット用ＭＯＳトランジスタが設けられている。また、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタや、選択的にソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタから信号を出力させるための選択用ＭＯＳトランジスタ等も設けられている。
【００８７】
光電変換部１５２の上には、図１３（ｂ）に示すように、１画素に対して５個のマイクロレンズ１５８がジグザグ形に連なって設けられている。
【００８８】
ここで、マイクロレンズ１５８は、樹脂、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などで形成されている。マイクロレンズ１５８は、単に集光のためだけではなく、結像のためにも使用されるので、軸対称型の球面レンズあるいは軸対称型の非球面レンズにより構成されている。
【００８９】
マイクロレンズ１５８は、対称軸１６０を持つ形状であるために、平面的に見ると円形であるが、１画素に複数のマイクロレンズ１５８を設けたことによって、画素ピッチを小さくしながらも１画素の受光面積を大きくすることができる。したがって、低輝度の物体に対しても十分な焦点検出出力が得られる。また、半円筒型等、対称軸を持たない形状はレンズとしての結像作用がないので、焦点検出センサ１１２には適当でない。
【００９０】
なお、マイクロレンズ１５８での光の表面反射を抑制するために、マイクロレンズ１５８の表面に、低屈折率の薄膜や可視光の波長以下の微細構造（所謂Sub-Wavelength Structure）を形成してもよい。
【００９１】
ビームスプリッタ１０３を射出した光束は、焦点検出センサ１１２のマイクロレンズ１５８に入射する。このうち第２配線層１５５に設けられた開口１５５Ａと第１配線層１５４に設けられた開口１５４Ａを通り抜けた成分が光電変換部１５２Ａに入射する。また、第２配線層１５５に設けられた開口１５５Ａと第１配線層１５４に設けられた開口１５４Ｂを通り抜けた成分が光電変換部１５２Ｂに入射する。それぞれの光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂに入射した光束は、電気信号に変換される。
【００９２】
開口を形成するための遮光層と第１配線層１５４および第２配線層１５５を兼用したので、開口のための遮光層を特別に設ける必要がなく、焦点検出センサ１１２の構成を簡略化することができる。
【００９３】
図１４と図１５はそれぞれ、図１３に示した画素を連結して焦点検出に使用するための画素列とした状態を表す平面図と斜視図である。
【００９４】
図１４では、光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂとマイクロレンズ１５８との位置関係がわかるように、両端のマイクロレンズ１５８の図示を省略し、光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂが見えるようにしている。
【００９５】
また、図１５では、構成要素のうち、光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂ、第１配線層１５４、第２配線層１５５およびマイクロレンズ１５８を抜き出して、上下方向に分解して示している。また、１画素の境界を分かりやすくするため、第１配線層１５４上と第２配線層１５５上に光電変換部のジグザグの形状を射影して破線で示した。
【００９６】
図１４において、ハッチングを付した５個のマイクロレンズ１５８ａが１画素を構成する。このような画素が横方向に多数連なって図１１に示した画素列１１２−１〜１１２−９を形成している。
【００９７】
ジグザグに並んだマイクロレンズ１５８が、隣接する画素のマイクロレンズ１５８との間を埋めるために、画素列上にはマイクロレンズ１５８が密に配置されている。したがって、マイクロレンズ１５８に入射せずに利用されない光束は、ほとんど無視できる程度に少ない。
【００９８】
また、マイクロレンズ１５８がジグザグに並んでいることによって、ナイキスト周波数付近の画素の周波数レスポンスを下げることができる。この結果、ナイキスト周波数以上の高い空間周波数成分を含む物体像が投影されても、折り返し歪みを生じ難く、後述する焦点検出センサ１１２の出力信号波形間の位相差検出を高精度で行える。
【００９９】
さらに、画素列の周囲には、光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂ上に配置されず、光電変換に寄与しないマイクロレンズ１５８ｂが形成されている。これは、できるだけ均一にマイクロレンズ１５８を配置した方がマイクロレンズ１５８を精度良く製作できるためである。
【０１００】
図１５に示した第１配線層１５４は、菱形様の多数の開口１５４Ａ，１５４Ｂを有している。これらの開口１５４Ａ，１５４Ｂは、平面図である図１６に示すように、マイクロレンズ１５８の各々に対応して一対ずつ設けられ、マイクロレンズ１５８の焦点位置の近傍に形成されている。
【０１０１】
このような構成により、開口１５４Ａ，１５４Ｂがマイクロレンズ１５８によって結像光学系１０２の射出瞳上に逆投影される。このため、画素が取り込む光束の受光角度特性を開口１５４Ａ，１５４Ｂの形状によって決めることが可能となる。
【０１０２】
第２配線層１５５に設けられた開口１５５Ａは、第１配線層の開口１５４Ａ，１５４Ｂ以外の開口に光が入射するのを防ぐための絞りである。この結果、開口１５４Ａ，１５４Ｂに入射した光束だけがそれぞれ光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂに入射する。
【０１０３】
ここで、焦点検出センサ１１２の各画素列から出力される出力信号に不均一を生じさせないために、１つの焦点検出視野を形成する画素列については開口１５４Ａ，１５４Ｂの形状は一定である。
【０１０４】
図１７および図１８は、図１１に示した焦点検出視野１１２−１の部分断面図である。各マイクロレンズ１５８は、第１配線層１５４の開口１５４Ａ，１５４Ｂを結像光学系１０２の射出瞳に逆投影する。したがって、図１７に示すように、光束１３２Ａが開口１５４Ａを通過するということは、光束１３２Ａが第１配線層１５４の開口１５４Ａの逆投影像から射出することと等価である。
【０１０５】
同様に図１８に示すように、光束１３２Ｂが開口１５４Ｂを通過するということは、光束１３２Ｂが第１配線層１５４の開口１５４Ｂの逆投影像から射出してくるということと等価である。
【０１０６】
したがって、開口１５４Ａ，１５４Ｂの逆投影像以外から焦点検出センサ１１２に入射した光線は、必ず第１配線層１５４か第２配線層１５５によって阻止されて光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂまで到達できず、光電変換されることはない。
【０１０７】
１つの焦点検出視野を構成する画素列について、光電変換部１５２Ａからの出力信号を配列して得た出力信号波形と、光電変換部１５２Ｂからの出力信号を配列して得た出力信号波形との間には、以下のような関係がある。すなわち、これらの間には、焦点検出視野上に結像光学系１０２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。
【０１０８】
これは、結像光学系１０２の射出瞳上で光束の通過する領域が、光電変換部１５２Ａからの出力信号を配列して得た出力信号波形と、光電変換部１５２Ｂからの出力信号を配列して得た出力信号波形とでは異なるためである。
【０１０９】
前ピンおよび後ピンでは、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）を方向を含めて検出するのが焦点検出の原理である。
【０１１０】
図１９および図２０には、ＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出センサ１１２の出力信号波形を示している。横軸は画素の並びを、縦軸は出力値を表している。図１９は物体にピントが合っていない状態での出力信号波形、図２０は物体にピントが合った状態での出力信号波形である。
【０１１１】
このように、まず一組の信号の同一性を判定することで合焦検知を行うことができる。さらに、相関演算を用いた公知の手法、例えば特公平５−８８４４５号公報にて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。
【０１１２】
得られたデフォーカス量を結像光学系１０２のフォーカスレンズ１０２ａ３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。フォーカスレンズ１０２ａ３を駆動すべき量が予め分かるので、通常、合焦位置までのレンズ駆動は１回で済み、極めて高速な焦点調節ができる。
【０１１３】
ここで、焦点検出光束について説明する。焦点検出センサ１１２では、焦点検出視野毎に受光角度特性を制御することによって、焦点検出視野毎に焦点検出光束のＦナンバー（Ｆｎｏ）が異なる。結像光学系１０２の射出瞳上で光束の通過する領域の大きさは、中央の焦点検出視野１１２−１で大きく、周辺の焦点検出視野（例えば、１１２−４）では小さい。
【０１１４】
図２１は、結像光学系１０２の射出瞳上での焦点検出光束の通過領域を説明するための図である。瞳領域１４１は、焦点検出視野１１２−１の端部から見たときの結像光学系１０２の口径蝕を表し、瞳領域１４５は、焦点検出視野１１２−４，１１２−５，１１２−６および１１２−７の端部から見たときの結像光学系１０２の口径蝕を表す。
【０１１５】
これに対し、焦点検出視野１１２−１における焦点検出光束の通過領域１４３Ａ，１４３Ｂは、瞳領域１４１の内側に位置する。また、焦点検出視野１１２−４における焦点検出光束の通過領域１４４Ａ，１４４Ｂは、瞳領域１４５の内側に位置する。
【０１１６】
焦点検出光束の通過領域が広いほど、センサに投射される光量が多くなり、低輝度の物体の焦点検出も高精度に行うことができる。
【０１１７】
この構成を物体光の利用効率の観点から見てみる。結像光学系１０２の特性として、瞳領域が大きい画面中央の焦点検出視野１１２−１では実際の焦点検出光束の通過領域も大きい。一方、結像光学系１０２の他の特性として、瞳領域が狭く、けられが生じ易くなっている画面周辺の焦点検出視野１１２−４では、実際の焦点検出光束の通過領域も狭い。
したがって、本実施例では、画面中央での光量と画面周辺での焦点検出視野の配置という２つの要求をうまく満たし、極めて効率的に物体光の利用が図られている。
【０１１８】
次に、ビームスプリッタ１０３上での焦点検出光束の通過領域について説明する。図２３は焦点検出光束を描いたビームスプリッタ１０３の断面図である。図２３において、１７０は焦点検出用センサ１１２の焦点検出視野１１３−２へ向かう焦点検出光束、１７１は焦点検出視野１１２−１へ向かう焦点検出光束、１７２は焦点検出視野１１２−２へ向かう焦点検出光束である。
【０１１９】
焦点検出光束１７０，１７１，１７２は、光分離機能面１０３ａで反射した後、面１０３−２ｂで空気とプリズム１０３−２の屈折率差で全反射し、面１０３−２ｃから射出する。
【０１２０】
この断面においては、全焦点検出光束内で焦点検出光束１７０，１７２が最も外側を通過するので、各面の有効範囲の大きさを決める上では、焦点検出光束１７０，１７２に注目すればよい。
【０１２１】
ビームスプリッタ１０３は、撮像素子１０６上に物体像を形成する光学系の一部であるので、その厚みはできるだけ薄い方が、カメラのコンパクト化に有利である。特に、結像光学系１０２（レンズ鏡筒１０５）を沈胴させてカメラ本体１１０１の内部に収納する場合には、突出した状態での光学系の光学面間隔のうち、空気長が大きいほど、沈胴時の寸法を短くすることができる。
【０１２２】
ビームスプリッタ１０３の厚さＴを小さくするためには、光分離機能面１０３ａの寸法Ｌと面１０３−２ｃの寸法Ｄを、少なくとも焦点検出光束を通す最小の値に、これらの製作上考慮すべき誤差量を加算した値とすればよい。
【０１２３】
このような考えに基づいてビームスプリッタ１０３の厚さＴを設定すると、図１０で説明したように、焦点検出視野が撮像範囲の中央付近に位置するため、結像光学系１０２からの光束（以下、被写体光束という）の一部は光分離機能面１０３ａの外側を通ることになる。
【０１２４】
図２２には、実際の被写体光束の様子を示している。図２２において、１７３は撮像素子１０６の上端部に入射する被写体光束、１７４は撮像素子１０６の中央に入射する被写体光束、１７５は撮像素子１０６の下端部に入射する被写体光束である。
【０１２５】
被写体光束１７４は光分割機能面１０３ａを通過するので、ビームスプリッタ１０３から射出する該被写体光束１７４の強度分布は、先に図８を用いて説明した光分割機能面１０３ａの分光透過特性と物体の分光強度特性の積で得られる分布となる。
【０１２６】
また、被写体光束１７３，１７５は、ＮＤフィルタが形成されたプリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂをそれぞれ通過する。このため、ビームスプリッタ１０３から射出する被写体光束１７３，１７５の強度分布は、先に図９を用いて説明したＮＤフィルタの分光透過特性と物体の分光強度特性の積で得られる分布となる。
【０１２７】
光分割機能面１０３ａ、面１０３−１ｂおよび面１０３−２ｂの分光透過率は可視波長域においてはほとんど差がない。このため、均一輝度面の光学像を撮像すると、図２４に示すように均一な明るさの画像１８０が得られる。すなわち、特段の輝度むらが発生することなく何ら通常の画像と変わらない撮影結果が得られる。
【０１２８】
仮に、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂにＮＤフィルタが形成されておらず、１００％に近い透過率を有する場合には、撮像された物体の画像は、図２５に示すようになる。すなわち、中央の暗い領域１８１を挟んで上下に明るい領域１８２，１８３が形成された画像１８４が撮像される。このため、ＮＤフィルタを用いて透過率を調整する効果は極めて大きい。
【０１２９】
図２６および図２７は、ビームスプリッタ１０３、平板ガラス１１４および焦点検出センサ１１２を内包するＡＦモジュールのレンズ鏡筒１０５内での配置関係を示す正面図（下側の図）および上面図（上側の図）である。これらの図では、ビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４の駆動機構も示している。なお、これらの図では、光学ローパスフィルタ１１３を撮像素子１０６に一体化して示している。
【０１３０】
図２６および図２７において、ビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４を保持する保持部材２０１に形成された長孔２０１ａには、レンズ鏡筒１０５のベースとなる固定地板２０４に形成された４箇所の固定ピン２０４ａが挿入されている。このため、保持部材２０１は図の左右方向にスライド可能であるが、図の上下方向には高精度に位置決めされている。
【０１３１】
また、上面図に示すように、各固定ピン２０４ａの周囲には付勢バネ２０４ｂが配置されており、各付勢バネ２０４ｂは保持部材２０１を光軸方向に付勢している。このため、保持部材２０１は、光軸方向にもガタなく支持されている。
【０１３２】
保持部材２０１のうちビームスプリッタ１０３の背面に対向する領域には開口が形成されている。このため、結像光学系１０２からの被写体光束は、ビームスプリッタ１０３および該開口（および光学ローパスフィルタ１１３）を通して撮像素子１０６上に結像する。
【０１３３】
また、保持部材２０１における平板ガラス１１４の背面に対向する領域にも開口が形成されている。このため、平板ガラス１１４が撮影光路上に位置したときは、被写体光束は平板ガラス１１４および該開口（および光学ローパスフィルタ１１３）を通して撮像素子１０６に結像する。
【０１３４】
固定地板２０４には、モータ２０２が取り付けられている。モータ２０２のピニオン２０２ａは、保持部材２０１に形成されたラック２０１ｂと噛み合っている。このため、モータ２０２の回転により保持部材２０１およびビームスプリッタ１０３と平板ガラス１１４は、図の左右方向に移動する。
【０１３５】
具体的には、ビームスプリッタ１０３は、図２６に示すように、撮影光路上において光分割機能面１０３ａの中心付近が光軸１０４上に位置する第１の位置と、図２７に示すように、光分割機能面１０３ａが撮影光路から退避する第２の位置との間で移動する。
【０１３６】
図２６に示す状態では、被写体光束は焦点検出センサ１１２と撮像素子１０６の両方に導かれる。図２７に示す状態では、ビームスプリッタ１０３が撮影光路から退避する代わりに、平板ガラス１１４が撮影光路内に挿入され、被写体光束は撮像素子１０６にのみ導かれる。
【０１３７】
上述したように、保持部材２０１、つまりはビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４は、図の上下方向および図の紙面に垂直な方向（光軸方向）に高精度に位置決めされている。しかし、図の左右方向ではモータ２０２の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
【０１３８】
図２３などで示したように、ビームスプリッタ１０３の光分割機能面１０３ａは、光軸１０４に直交する方向のうち左右方向を長手方向とするように延びている。言い換えれば、光分割機能面１０３ａが、図２３に示す第１の断面内において結像光学系１０２からの光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射する場合、光分割機能面１０３ａの長手方向は該第１の断面に対して直交する方向に一致する。さらに言い換えると、光分割機能面１０３ａは、該光分割機能面１０３ａに対して入反射する光束を含む平面（第１の断面）に直交する方向を長手方向とするように延びている。
【０１３９】
そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えられている。このため、ビームスプリッタ１０３の位置が該移動方向に多少ずれたとしても、被写体光束は高精度に焦点検出センサ１１２に導かれる。
【０１４０】
例えば、ビームスプリッタ１０３が図２３の上下方向に移動するように構成した場合、ビームスプリッタ１０３の第１の位置での光分離機能面１０３ａの位置は、駆動むらによって二点差線１０３ａ’で示す位置にずれることがある。この場合、焦点検出センサ１１２に入射する光束の位置が変化してしまうので、精度の良い焦点検出が行えない。
【０１４１】
これに対し、光分割機能面１０３ａの長手方向にビームスプリッタ１０３を移動させると、図２６に示すように、多少ビームスプリッタ１０３の左右位置が点線１０３’の位置にずれても、光分割機能面１０３ａの反射角度や上下方向での位置は変わらない。このため、被写体光束は高精度に焦点検出センサ１１２に導かれる。
【０１４２】
しかも、図３Ａに示したように、結像光学系１０２および焦点検出センサ１１２は、レンズ鏡筒１０５の固定地板（図２６，２７中の２０４）に対して固定されているので、結像光学系１０２と焦点検出センサ１１２の位置関係は高精度に保たれている。
【０１４３】
以上のことから、ＡＦ精度を劣化させないようなビームスプリッタ１０３の駆動が可能である。
【０１４４】
そして、このようにビームスプリッタ１０３の移動が生じても焦点検出精度の劣化がないことを利用すれば、焦点検出終了に先立ってビームスプリッタ１０３の退避動作を開始できるため、焦点検出の開始からビームスプリッタ１０３の退避完了までの時間を短縮することができる。
すなわち、焦点検出動作中であっても、ビームスプリッタ１０３の第１の位置から第２の位置への退避駆動を開始し、ビームスプリッタ１０３の駆動に要する時間と焦点調節に要する時間とをオーバーラップさせることができる。
【０１４５】
図２８には、カメラの動作のタイミングチャートを示している。図２８において、横軸は時間を、縦軸は焦点検出に関わる各動作を示している。ビームスプリッタ１０３の動作は波形２０８で示す。２０８ａはビームスプリッタ１０３の第１の位置、２０８ｂは第２の位置、２０８ｃは第１の位置から第２の位置への移動を開始するタイミングを示している。また、２０８ｈは、後述する第３の位置への到達タイミングを示している。
【０１４６】
撮影開始を指示するレリーズ操作（レリーズボタン１１１の２段目の操作ＳＷ２）により生成されるレリーズ信号を波形２１０で示す。レリーズ操作がまだ行われていない状態を２１０ａ、レリーズ操作後を２１０ｂで示している。
【０１４７】
ビームスプリッタ１０３に退避駆動を行わせるための駆動信号を波形２１１で示す。駆動信号が出力されていない状態を２１１ａで、駆動信号が出力された状態を２１１ｂで示す。
【０１４８】
焦点検出センサ（受光素子）１１２の動作状態を波形２１２で示す。電荷蓄積動作を行っている状態を２１２ａで示し、該蓄積動作を行わない状態を２１２ｂで示す。
【０１４９】
図２８においては、ビームスプリッタ１０３は最初に第１の位置に配置されている。そして焦点検出センサ１１２による焦点検出動作および該検出結果に基づくフォーカスレンズ１０２ａ３の焦点調節駆動が終了しているものとする。
【０１５０】
ここで、レリーズ操作が行われた波形２１０ｂの立ち上がり時の直後に、焦点検出センサ１１２は、ピント確認のために電荷蓄積動作を開始する（２１２ｂ）。そして、この電荷蓄積動作が終了する前に、ビームスプリッタ１０３の駆動信号が出力され（２１１ｂ）、電荷蓄積動作中であるにもかかわらず、ビームスプリッタ１０３の第１の位置から第２の位置への退避駆動が開始される（２０８ｃ）。
【０１５１】
ビームスプリッタ１０３の退避駆動が行われている間でも、光分割機能面１０３ａの端部付近が光軸１０４上にある（撮影光路の中心付近をカバーする）第３の位置に到達するまで（２０８ｈ）、焦点検出センサ１１２に、必要な被写体光束が導かれる。このため、適正な焦点検出動作を続行することができる。
【０１５２】
したがって、ビームスプリッタ１０３の退避移動中における第１の位置から第３の位置まで移動する間は、ピント確認のための焦点検出動作を同時進行で行うことができる。この結果、ビームスプリッタ１０３を第１の位置に維持した状態でピント確認動作を行った後に、ビームスプリッタ１０３を第２の位置に向かって退避駆動させる場合に比べて、レリーズタイムラグを短くすることができる。
【０１５３】
図２９は、本実施例のカメラの動作を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す動作は、カメラの電源オンによりスタートし、カメラシステム制御回路１３５によるコンピュータプログラムに従った制御下で行われる。そして、電源オフで終了する。
【０１５４】
ステップ（図では、Ｓと記す）１００１では、撮像素子１０６を駆動して被写体像の光電変換により電荷を蓄積する。撮像素子１０６から出力された信号に対してＲＧＢ処理回路１３１やＹＣ処理回路１３２による各種の処理が施されることで画像信号が生成され、ディスプレイ１０７に表示用画像が表示される。
【０１５５】
また、このとき、被写体の明るさが検出され、その明るさ情報に応じてレンズ鏡筒１０５内の絞りを調節したり、撮像素子１０６の信号のゲインアップを行ったりして、ディスプレイ１０７に適切な明るさの被写体画像が表示される。さらに、この明るさ情報はステップ１００７にて、ビームスプリッタ１０３を退避駆動させるか否かの必要性の判定にも使われる。
【０１５６】
ステップ１００２では、レリーズボタン１１１の半押し（１段目）操作ＳＷ１がなされたか否かを判別し、半押し操作が行われた場合はステップ１００３に進み、行われていなければステップ１００１に戻る。
【０１５７】
ステップ１００３では、ビームスプリッタ１０３から焦点検出センサ１１２に導かれた被写体光束を用いて焦点検出を行う。このとき、ビームスプリッタ１０３は、第１の位置に配置されている。
【０１５８】
ステップ１００４では、焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズ１０２ａ３の駆動量を演算し、該演算結果に応じてフォーカスレンズ１０２ａ３を駆動してピント合わせを行う。ピント合わせが終了した後、再度、焦点検出センサ１１２に導かれた光束を用いて焦点検出を行い、ピントが合っているか否かを確認する。ここで、ピントが十分に合っていないと判定した場合には、その結果に基づいて再度、フォーカスレンズ１０２ａ３を駆動して、ピント合わせを行い、さらにピント確認を行う。所定回数ピントが合わせを行ってもピントが十分に合わない場合には、合焦不能を表示して、ステップ１００５に進む。なお、ピントが十分に合っていると判定しない限り、ステップ１００５に進まないようにしてもよい。
【０１５９】
ステップ１００５では、レリーズボタン１１１の全押し（２段目）操作ＳＷ２がなされたか否かを判別し、該操作が行われた場合にはステップ１００６に進み、行われていない場合はステップ１００２に戻る。
【０１６０】
ステップ１００６では、再度ピント確認を行うために、ビームスプリッタ１０３からの被写体光束に対する焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を開始する。
【０１６１】
ステップ１００７では、撮影モードを確認する。ここにいう撮影モードは、撮影時にビームスプリッタ１０３を撮影光路内に挿入しておくか撮影光路外に退避させるかを撮影者が選択できる選択モードと、被写体の明るさ情報に応じて自動的にビームスプリッタ１０３の挿入と退避が選択される自動モードである。自動モードの場合は、ステップ１００８に進み、選択モードの場合はステップ１０１１に進む。
【０１６２】
ステップ１００８では、ステップ１００１で求められた被写体の明るさ情報に基づいて、撮影時にビームスプリッタ１０３を撮影光路外に退避させるか否かを判定する。ビームスプリッタ１０３自体は、前述したように撮像素子１０６に入射する光量を減ずる。このため、明るい被写体の場合には、ビームスプリッタ１０３を撮影光路内の第１の位置に配置していてもよい。しかし、暗い被写体の場合には、ビームスプリッタ１０３を第２の位置に退避させて撮像素子１０６に十分な光量の光束が入射するようにする必要がある。
【０１６３】
最近の撮像素子は感度が高いために、多少被写体が暗くても、ビームスプリッタ１０３の退避は不要である。逆に、撮像素子の感度が高いために、被写体が明るい場合に絞りを絞り込まなくてはならない状況が増えている。このような場合においても、ビームスプリッタ１０３によって光量を減ずることができるので、絞りを絞り込む必要がなく、いわゆる小絞りによる回折の発生や被写界深度が深くなることを回避できる。
【０１６４】
従来のデジタルカメラには、被写体が明るい場合にＮＤフィルタを撮影光路内に挿入して光量を調節するものもあるが、本実施例のカメラでは、独立したＮＤフィルタが不要になる。さらに、撮影時にビームスプリッタ１０３の退避動作が不要となるために、レリーズタイムラグをより短くすることができる。
【０１６５】
また、本実施例では、被写体が極端に暗い場合には、ビームスプリッタ１０３を退避させて、十分な光量を撮像素子１０６に導き、ノイズの発生を抑えるようにしている。
【０１６６】
そして、明るさ情報がビームスプリッタ１０３を退避させた方が好ましい暗さを示す場合にはステップ１０１２に進み、そうでない場合にはステップ１００９に進む。
【０１６７】
ステップ１００９では、ステップ１００６で開始された焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を終了し、該電荷信号に基づいてピントが合っているか否かを判定する（ピント確認）。ピントが合っていると確認した場合はステップ１０１０に進み、ピントが合っていない場合にはステップ１００４に戻る。すなわち、ピントが合っていない場合には、再度、フォーカスレンズ１０２ａ３を駆動する。
【０１６８】
ステップ１０１０では、撮像素子１０６による記録用画像の撮影を行う。このとき、撮像素子１０６に蓄積されている電荷をリセットした後、電荷蓄積を開始し、被写体の明るさに応じた蓄積時間の経過後に、不図示のメカニカルシャッタを閉じる。そして、蓄積された電荷を読み出し、読み出した電荷信号から生成された画像データを記録メディアに記録する。
【０１６９】
そして、撮影が終了した後、図示していないが、レリーズボタン１１１の操作ＳＷ１，ＳＷ２が継続されている場合は、ステップ１０１０で待機し、その間に撮影した画像をディスプレイ１０７に再生し続ける。レリーズボタン１１１の操作が解除された場合には、再びメカニカルシャッタを開けてステップ１００２に戻る。
【０１７０】
ステップ１００８において、被写体が暗く、撮影時にビームスプリッタ１０３を退避させた方が好ましいと判別した場合には、ステップ１０１２に進む。
【０１７１】
ステップ１０１２では、設定されている撮影モードが、静止画撮影モードか動画撮影モードかを判定する。静止画撮影モードの場合には、ステップ１０１３からのビームスプリッタ１０３を退避させる処理に進む。動画撮影モードの場合には、ステップ１００９に進み、ビームスプリッタ１０３を退避させずに動画記録を行う。これは、動画の場合には、動画記録中に焦点検出および焦点調節動作を必要とする場合があるためである。
【０１７２】
ステップ１０１３では、ピント確認のために必要な焦点検出センサ１１２での電荷蓄積時間が終了するまでの残り時間が所定時間以下か否かを判別する。言い換えれば、電荷蓄積を開始した後の経過時間が、上記所定時間を残す時間に到達したか否かを判別する。残り時間が所定時間より多い場合には、ビームスプリッタ１０３を第１の位置に維持したまま焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を続行する。残り時間が所定時間以下である場合は、ステップ１０１４に進む。
【０１７３】
ステップ１０１４では、ビームスプリッタ１０３の第１の位置から第２の位置（図には、退避位置と記す）への退避駆動を開始する。前述したように、この退避駆動中も、ビームスプリッタ１０３が前述した第３の位置に到達するまでは焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を継続する。上記所定時間は、ビームスプリッタ１０３の第１の位置から第３の位置に到達するまでの駆動時間に対応して設定される。但し、所定時間を短く設定し、ビームスプリッタ１０３が第３の位置に到達した後に、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積が終了するまでビームスプリッタ１０３を第３の位置に停止させておくようにしてもよい。
【０１７４】
ステップ１０１５では、焦点検出センサ１１２からの出力に基づいてピント確認を行い、ピントが合っている場合はステップ１０１６に進む。ピントが合っていない場合はステップ１００４に戻り、再度、フォーカスレンズ１０２ａ３を駆動する。
【０１７５】
ステップ１０１６では、ステップ１０１０と同様に、記録用画像（静止画像）の撮影を行う。そして、撮影が終了した後、図示していないが、レリーズボタン１１１の操作ＳＷ１，ＳＷ２が継続されている場合は、ステップ１０１６で待機し、その間に撮影した画像をディスプレイ１０７に再生し続ける。レリーズボタン１１１の操作が解除された場合には、再びメカニカルシャッタを開けてステップ１０１７に進む。
【０１７６】
ステップ１０１７では、スプリッタ１０３を第１の位置（図には反射位置と記す）に戻し、ステップ１００２に戻る。
【０１７７】
ステップ１０１１では、選択モードでの判定動作として、ビームスプリッタ１０３を第１の位置に挿入するか第２の位置に退避させるかの操作状況を確認する。第１の位置への挿入が選択されている場合には、ステップ１００９に進んでピント確認の後、ステップ１０１０で撮影を行う。また、第２の位置への退避が選択されている場合には、ステップ１０１３に進む。
【０１７８】
ここで、退避が選択された場合には、静止画撮影、動画撮影にかかわらず、撮影時にはビームスプリッタ１０３を第２の位置に退避させて、撮影者の選択に従う。
【０１７９】
以上説明したように、本実施例によれば、ビームスプリッタ１０３の退避駆動が開始された後でも焦点検出センサ１１２での適正な電荷蓄積を継続することができる。言い換えれば、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積中にビームスプリッタ１０３の退避駆動を開始させることができる。つまり、ビームスプリッタ１０３の退避駆動のために必要な時間の一部と焦点検出センサ１１２での電荷蓄積時間（焦点検出動作）の一部とをオーバーラップさせることができる。これにより、レリーズタイムラグを短くすることができる。
【実施例２】
【０１８０】
図３０は、本発明の実施例２であるデジタルカメラにおけるビームスプリッタ１０３、平板ガラス１１４および焦点検出センサ１１２を内包するＡＦモジュールのレンズ鏡筒１０５内での配置関係を示す正面図である。この図では、ビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４の駆動機構も示している。なお、本実施例は、実施例１の変形例であり、実施例１と同じ構成要素又は同じ機能を有する部品には、実施例１と同じ符号を付している。図３０に示す状態では、ビームスプリッタ１０３は第１の位置に挿入され、該ビームスプリッタ１０３で分割された光束は、撮像素子１０６と焦点検出センサ１１２とに導かれる。
【０１８１】
図３０において、ビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４を保持する保持部材２０１は、固定地板２０４に設けられたピン２０１ｃの周りで回転可能に支持されている。このピン２０１ｃと保持部材２０１との嵌め合いは高精度に管理されており、保持部材２０１が光軸方向（図の紙面に垂直な方向）および上下方向にガタつくことはない。
【０１８２】
保持部材２０１のうちビームスプリッタ１０３の背面に対向する領域には開口が形成されている。このため、結像光学系１０２からの被写体光束は、ビームスプリッタ１０３および該開口（および図３０には示していない光学ローパスフィルタ１１３）を通して撮像素子１０６上に結像する。
【０１８３】
また、保持部材２０１における平板ガラス１１４の背面に対向する領域にも開口が形成されている。このため、平板ガラス１１４が撮影光路上に位置したときは、被写体光束は平板ガラス１１４および該開口（および光学ローパスフィルタ１１３）を通して撮像素子１０６に結像する。
【０１８４】
固定地板２０４には、フラットタイプのモータ２０２が取り付けられている。該モータ２０２は、通電されたフラットコイル２０２ｂとこれに対向する永久磁石（図示せず）との間に作用する磁力によって回転動作する。
【０１８５】
焦点検出センサ１１２は、保持部材２０１よりも上側に設けられた不図示のセンサホルダによって固定地板２０４に対して固定されている。
【０１８６】
モータ２０２の外周には歯車が形成されており、保持部材２０１に設けられたラック２０１ｂと噛み合っている。このため、モータ２０２の回転により保持部材２０１およびビームスプリッタ１０３と平板ガラス１１４は、ピン２０１ｃを中心として左右方向に回動する。これにより、ビームスプリッタ１０３を第１の位置と第２の位置との間で移動させることができる。
【０１８７】
ここで、回動中心であるピン２０１ｃに対してビームスプリッタ１０３は遠く離れている。このため、ビームスプリッタ１０３が撮像素子１０６の前側（実施例１と同様に定義される第１の位置から第３の位置）に配置されているときのビームスプリッタ１０３の移動方向は、ビームスプリッタ１０３の中心から見て左右方向とみなすことができる。つまり、ビームスプリッタ１０３が、光分割機能面１０３ａの中心付近が光軸１０４上にある第１の位置から、光分割機能面１０３ａの端部が光軸１０４上にある第３の位置の間に位置する場合には、被写体光束は焦点検出センサ１１２に適正に導かれる。
【０１８８】
そして、ビームスプリッタ１０３が撮影光路から退避すると、実施例１と同様に、平板ガラス１１４が撮影光路内に挿入され、ビームスプリッタ１０３が退避したことによる光路長差（つまりはピント移動）を補正する。
【０１８９】
上述したように、保持部材２０１、つまりはビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４は、図の上下方向および図の紙面に垂直な方向（光軸方向）に高精度に位置決めされている。但し、左右方向ではモータ２０２の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
【０１９０】
しかし、実施例１と同様に、ビームスプリッタ１０３の光分割機能面１０３ａは、光軸１０４に直交する方向のうち左右方向を長手方向とするように延びている。言い換えれば、光分割機能面１０３ａが、実施例１において図２３に示した第１の断面と同じ断面内において結像光学系からの光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射する場合、光分割機能面１０３ａの長手方向は該断面に対して直交する方向に一致する。さらに言い換えると、光分割機能面１０３ａは、該光分割機能面１０３ａに対して入反射する光束を含む平面（第１の断面）に直交する方向を長手方向とするように延びている。
【０１９１】
そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えられている。このため、ビームスプリッタ１０３の位置が、図中に点線１０３’で示すように該移動方向に多少ずれたとしても、被写体光束は高精度に焦点検出センサ１１２に導かれる。したがって、ＡＦ精度を劣化させないようなビームスプリッタ１０３の駆動が可能である。
【０１９２】
このようにビームスプリッタ１０３の移動が生じても焦点検出精度の劣化がないことを利用すれば、焦点検出の開始からビームスプリッタ１０３の退避完了までの時間を短縮することができる。すなわち、焦点検出動作中であっても、ビームスプリッタ１０３の第１の位置から第２の位置への退避駆動を開始し、ビームスプリッタ１０３の駆動に要する時間と焦点調節に要する時間とをオーバーラップさせることができる。
【０１９３】
したがって、実施例１で図２９に示したフローチャートと同様なフローチャートに従って動作を行うことにより、ビームスプリッタ１０３の退避駆動が開始された後でも焦点検出センサ１１２での適正な電荷蓄積を継続することができる。言い換えれば、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積中にビームスプリッタ１０３の退避駆動を開始させることができる。これにより、レリーズタイムラグを短くすることができる。
【実施例３】
【０１９４】
図３１Ａおよび図３１Ｂには、本発明の実施例３であるデジタルカメラのレンズ鏡筒１０５の構成を示している。図３１Ａには撮影準備状態での側面断面を、図３１Ｂには同状態での上面断面を示している。
【０１９５】
本実施例では、光学部材として、実施例１，２で示した光分割機能面を備えたビームスプリッタに代えて、光軸１０４に対して４５度の傾きを有する反射面３０３ａを備えた反射ミラー３０３を用いている。なお、本実施例において、実施例１と同じ構成要素および同じ機能を有する部品には、実施例１と同じ符号を付す。
【０１９６】
反射ミラー４５は、撮影光路内では、結像光学系１０２を構成するレンズ（フォーカスレンズ）１０２ａ３の後端と撮像素子１０６（より具体的には、光学ローパスフィルタ１１３）との間に位置する。
【０１９７】
撮像素子１０６はレンズ鏡筒１０５の不図示の固定地板に対して位置決めされている。
【０１９８】
反射ミラー３０３（反射面３０３ａ）が、撮影光路の中心位置（光軸１０４上）である第１の位置に配置されている場合は、被写体光束のうち中央の光束は、ほぼ１００％が反射ミラー３０３によって直角に折り曲げられて焦点検出センサ１１２に導かれる。
【０１９９】
本実施例のカメラにおける静止画撮影シーケンスは、コンピュータプログラムに従ったカメラシステム制御回路（図示せず）による制御の下、概ね以下の手順で行われる。
【０２００】
ステップ１．
反射ミラー３０３は、撮影光路外の第２の位置に退避している。この状態で、撮像素子１０６は、結像光学系１０２からの光束により形成された物体像の画像データを繰り返し取得して、不図示のディスプレイに物体画像のリアルタイム表示を行う。
【０２０１】
ステップ２．
レリーズボタンの第１段階の押し下げを検出すると、第２の位置から撮影光路内の第１の位置に向かって反射ミラー３０３の挿入を開始する。
【０２０２】
ステップ３．
反射ミラー３０３の第１の位置への挿入駆動中であっても、被写体光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射できる第３の位置まで到達すると、焦点検出センサ１１２による焦点検出のための電荷蓄積を開始する。第１の位置への到達後も、電荷蓄積を続行する。ここにいう第３の位置は、反射ミラー３０３の反射面の端部付近が光軸１０４上に配置される位置、すなわち反射面が撮影光路の中心付近をカバーする位置である。
【０２０３】
ステップ４．
焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を完了するまでの残り時間が所定時間以下になると、反射ミラー３０３を第１の位置から第２の位置に向けて、図３１Ｂ中の矢印３０３ｙの方向に反射ミラー３０３の退避駆動を開始する。反射ミラー３０３の第２の位置への退避駆動中であっても、第３の位置に到達するまでは、焦点検出センサ１１２による焦点検出のための電荷蓄積を続行する。所定時間は、反射ミラー３０３が第１の位置から第３の位置に駆動されるのに必要な時間に対応して設定される。
【０２０４】
ステップ５．
焦点検出センサ１１２からの出力に基づいて所定量以上のデフォーカスが検出された場合は、フォーカスレンズ１０２ａ３の駆動量を演算し、該演算結果に応じてフォーカスレンズ１０２ａ３を駆動して焦点調節を行う。
【０２０５】
ステップ６．
焦点調節が終了した後に反射ミラー３０３の第１の位置と第２の位置との間での駆動を繰り返す。このとき、第１の位置と第３の位置との間での挿入および退避方向の駆動中にも、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を行う。こうして焦点検出用センサ１１２による焦点検出を行い、デフォーカス量が所定量以下にあることを確認した場合は、音や光による合焦表示を出力する。
【０２０６】
この間、ディスプレイによるリアルタイム表示は行わず、反射ミラー３０３の挿入直前の画像を表示し続ける。これにより、反射ミラー３０３の挿入および退避による画像の劣化がディスプレイ上に表れないようにすることができる。
【０２０７】
ステップ７．
反射ミラー３０３が第２の位置に退避させた状態で撮像素子１０６を駆動し、物体像の画像データを繰り返し取得して、ディスプレイに物体画像のリアルタイム表示を行う。この際に、いわゆるコントラスト検出方式又は山登り方式ＡＦを行って、ピントの再確認を行ってもよい。また、ステップ６を省略して、コントラスト検出方式又は山登り方式ＡＦによりピントの微調整を行ってもよい。すなわち、ピント再確認作業を山登り方式ＡＦに任せてもよい。
【０２０８】
ステップ８．
レリーズボタンの２段目までの押し下げを検出すると、撮像素子１０６を駆動して高精細画像データを取得（撮影）する。
【０２０９】
ステップ９．
撮影された高精細画像データを、記録メディアに書き込む。
【０２１０】
ステップ１０．
ステップ１．に戻る。
【０２１１】
このように、本実施例では、レリーズボタンの半押し操作時（ピント調節等を行う撮影準備時）にのみ反射ミラー３０３が撮影光路内に挿入される。
【０２１２】
反射ミラー３０３は光束を透過しないので、反射ミラー３０３が撮像素子１０６の前に位置すると画像の取り込みができなくなるが、反射ミラー３０３の挿入時には画像の取り込みを止めてディスプレイ画面をフリーズする。このため、反射ミラー３０３の小型化および軽量化を図ることができる。また、実施例１，２で用いられた光路長（ピント）補正のための平板ガラスが不要になる。したがって、反射ミラー３０３の挿入および退避駆動を実施例１，２に比べてより高速で行うことができ、該駆動に要する時間を極めて短くできる。
【０２１３】
ディスプレイ画面のフリーズ時間は、反射ミラー３０３の挿入駆動時間、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積時間および反射ミラー３０３の退避駆動時間の和であり、通常の明るさの被写体を撮影する際は１／１５秒程度である。このため、画像表示の繰り返しレートである１／３０秒に対して大きな差はなく、１又は２フレームがフリーズする程度である。このため、焦点検出の際の画面フリーズは殆ど問題にならない。
【０２１４】
図３２は、本実施例のデジタルカメラにおける反射ミラー３０３および焦点検出センサ１１２を内包するＡＦモジュールのレンズ鏡筒１０５内での配置関係を示す正面図である。この図では、反射ミラー３０３の駆動機構も示している。なお、本実施例において、実施例１と同じ構成要素又は同じ機能を有する部品には、実施例１と同じ符号を付している。図３２に示す状態では、反射ミラー３０３で反射された光束は、焦点検出センサ１１２に導かれる。
【０２１５】
反射ミラー３０３を保持する保持部材２０１は、固定地板２０４によって両端部２０３ａを支えられた摺動軸２０３上に、軸受け部２０１ｄを介してスライド可能に取り付けられている。
【０２１６】
摺動軸２０３と保持部材２０１との嵌め合いは高精度に管理されており、保持部材２０１が光軸方向（図の紙面に垂直な方向）および上下方向にガタつくことはない。
【０２１７】
固定地板２０４にはモータ２０２が取り付けられている。該モータ２０２のピニオン２０２ａは、保持部材２０１に形成されたラック２０１ｂと噛み合っている。このため、モータ２０２の回転により、保持部材２０１および反射ミラー３０３は図中の左右方向において、第１の位置と第２の位置との間で移動する。
【０２１８】
上述したように、保持部材２０１、つまりは反射ミラー３０３は、図の上下方向および光軸方向に高精度に位置決めされている。但し、左右方向ではモータ２０２の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
【０２１９】
しかし、実施例１と同様に、反射ミラー３０３の反射面３０３ａは、光軸１０４に直交する方向のうち左右方向を長手方向とするように延びている。言い換えれば、反射面３０３ａが、実施例１において図２３に示した第１の断面と同じ断面内において結像光学系からの光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射する場合、反射面３０３ａの長手方向は該断面に対して直交する方向に一致する。さらに言い換えると、反射面３０３ａは、該反射面３０３ａに対して入反射する光束を含む平面（第１の断面）に直交する方向を長手方向とするように延びている。
【０２２０】
そして、反射ミラー３０３の移動方向もこの方向に揃えられている。このため、反射ミラー３０３の位置が、該移動方向に多少ずれたとしても、被写体光束は高精度に焦点検出センサ１１２に導かれる。したがって、ＡＦ精度を劣化させないような反射ミラー３０３の駆動が可能である。
【０２２１】
図３３は、本実施例のカメラの動作を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す動作は、カメラの電源オンによりスタートし、カメラシステム制御回路によるコンピュータプログラムに従った制御下で行われる。そして、電源オフで終了する。
【０２２２】
ステップ２００１では、撮像素子１０６を駆動して被写体像の光電変換により電荷を蓄積する。撮像素子１０６から出力された信号に対して、不図示のＲＧＢ処理回路やＹＣ処理回路による各種の処理が施されることで画像信号が生成され、ディスプレイに表示用画像が表示される。
【０２２３】
また、このとき、被写体の明るさが検出され、その明るさ情報に応じてレンズ鏡筒１０５内の絞りを調節したり、撮像素子１０６の信号のゲインアップを行ったりして、ディスプレイに適切な明るさの被写体画像が表示される。
【０２２４】
ステップ２００２では、レリーズボタンの半押し（１段目）操作ＳＷ１がなされたか否かを判別し、半押し操作が行われた場合はステップ１０１８に進み、行われていなければステップ２００１に戻る。
【０２２５】
ステップ２００３では、第２の位置に退避していた反射ミラー３０３の第１の位置への駆動を開始する。
【０２２６】
図３４には、カメラの動作のタイミングチャートを示している。図３４において、横軸は時間を、縦軸は焦点検出に関わる各動作を示している。反射ミラー３０３の動作は波形２０８で示す。２０８ｉは反射ミラー３０３の第２の位置、２０８ｄは反射ミラー３０３が第１の位置に到達してメカニカル端で跳ね返るタイミングを示している。また、２０８ｅはメカニカル端で跳ね返った反射ミラー３０３が、再度第１の位置に戻る途中でのタイミングを、２０８ｆは第１の位置で安定するタイミングを示している。２０８ｇは第１の位置から第２の位置への移動中における第３の位置への到達タイミングを示している。
【０２２７】
撮影準備動作の開始を指示するレリーズ操作（レリーズボタンの１段目の操作ＳＷ１）により生成されるレリーズ信号を波形２１０で示す。レリーズ操作がまだ行われていない状態を２１０ｃ、レリーズ操作後を２１０ｄで示している。
【０２２８】
反射ミラー３０３に駆動を行わせるための駆動信号を波形２１１で示す。駆動信号が出力されていない状態を２１１ｃで、駆動信号が出力された状態を２１１ｄで示す。
【０２２９】
焦点検出センサ（受光素子）１１２の動作状態を波形２１２で示す。電荷蓄積動作を行っている状態を２１２ｃで示し、該蓄積動作を行わない状態を２１２ｄで示す。
【０２３０】
ステップ２００４では、所定時間待機する。この所定時間は、図３４に２０８ｅで示すように、反射ミラー３０３が第１の位置（図３３では、反射位置と記す）から跳ね返り、その後に第１の位置で安定する（２０８ｆ）までの時間よりも短い時間である。
【０２３１】
ステップ２００５では、焦点検出を行うために焦点検出センサ１１２における電荷蓄積を開始する（図３４の２１２ｃ）。このように、焦点検出のための電荷蓄積２０９は、反射ミラー３０３が第１の位置に安定的に配置される前から開始される。言い換えれば、反射ミラー３０３の移動中に電荷蓄積が開始される。このため、反射ミラー３０３の挿入駆動と電荷蓄積動作とを同時進行で行うことができ、その結果、レリーズタイムラグを短くすることができる。
【０２３２】
ステップ２００６では、所定時間待機する。この所定時間は、ステップ２００１で求められた明るさ情報に応じた電荷蓄積時間よりも短い時間である。
【０２３３】
ステップ２００７では、反射ミラー３０３の第２の位置（退避位置）への退避駆動を開始する（図３４に示す２１１ｄの立ち下がりタイミング）。このように、まだ焦点検出のための電荷蓄積期間中であるにもかかわらず、反射ミラー３０３の退避駆動が開始される。これにより、反射ミラー３０３の退避駆動と電荷蓄積動作とを同時進行で行うことができ、その結果、レリーズタイムラグをより短くすることができる。
【０２３４】
なお、ステップ２００５，２００７において、反射ミラー３０３の移動中でも、反射ミラー３０３の一部が撮影光路の中心付近をカバーしている限り（第１から第３の位置の間に位置している限り）、被写体光束は焦点検出センサ１１２に適正に導かれる。このため、焦点検出精度を維持することができる。
【０２３５】
ステップ２００８では、焦点検出センサ１１２からの出力に基づいて、フォーカスレンズ１０２ａ３の駆動量を演算し、該演算結果に応じてフォーカスレンズ１０２ａ３を駆動してピント合わせを行う。
【０２３６】
ステップ２００９では、該ピント合わせが終了するまで待機する。
【０２３７】
ステップ２０１０〜ステップ２０１３までは、ステップ２００３からステップ２００７と同様に、反射ミラー３０３の駆動と焦点検出センサ１１２に電荷蓄積動作を行わせる。
【０２３８】
ステップ２０１４では、焦点検出センサ１１２からの出力に基づいて、ピント確認を行う。ピントが合っていない場合にはステップ２００２に戻り、再度焦点検出とピント合わせとを行い、ピントが合っている場合には、ステップ２０１６に進む。
【０２３９】
ステップ２０１６では、レリーズボタンの全押し（２段目）操作ＳＷ２がなされたか否かを判別し、該操作が行われた場合にはステップ２０１８に進み、行われていない場合はステップ２０１７に進む。なお、ここではピントが合っていることが確認されなければステップ２０１６に進まないように構成されているが、ピントが合っていることが確認されなくても（ピントが合っていなくても）ステップ２０１６に進む構成にしてもよい。
【０２４０】
ステップ２０１７では、レリーズボタンの半押し操作ＳＷ１が継続されているか否かを判別し、継続されている場合は、ステップ２０１６に戻る。継続されていない場合は、ステップ２００１に戻る。
【０２４１】
ステップ２０１８では、記録用画像の撮影を行う。すなわち、撮像素子１０６に蓄積されている電荷をリセットした後、電荷蓄積を開始し、被写体の明るさに応じた蓄積時間の経過後に、不図示のメカニカルシャッタを閉じる。そして、蓄積された電荷を読み出し、読み出した電荷信号から生成された画像データを記録メディアに記録する。
【０２４２】
そして、撮影が終了した後、図示していないが、レリーズボタンの操作ＳＷ１，ＳＷ２が継続されている場合は、ステップ２０１８で待機し、その間に撮影した画像をディスプレイに再生し続ける。レリーズボタンの操作が解除された場合には、再びメカニカルシャッタを開けてステップ２００２に戻る。
【０２４３】
以上説明したように、本実施例によれば、反射ミラー３０３の挿入動作が完了する（第１の位置にて安定する）前や退避駆動が開始された後でも焦点検出センサ１１２での適正な電荷蓄積を行うことができる。言い換えれば、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積中に反射ミラー３０３を移動させることができる。つまり、反射ミラー３０３の駆動のために必要な時間の一部と焦点検出センサ１１２での電荷蓄積時間（焦点検出動作）の一部とをオーバーラップさせることができる。これにより、レリーズタイムラグを短くすることができる。
【実施例４】
【０２４４】
図３５は、本発明の実施例４であるデジタルカメラにおける反射ミラー３０３および焦点検出センサ１１２を内包するＡＦモジュールのレンズ鏡筒内での配置関係を示す正面図である。この図では、反射ミラー３０３の駆動機構も示している。なお、本実施例は、実施例３の変形例であり、実施例３と同じ構成要素又は同じ機能を有する部品には、実施例３と同じ符号を付している。図３５に示す状態では、反射ミラー３０３は第１の位置に挿入され、該反射ミラー３０３で反射された光束は焦点検出センサ１１２に導かれる。
【０２４５】
反射ミラー３０３を保持する保持部材２０１は、固定地板２０４に各端部２０３ａが支えられた一対の摺動軸２０３上に、軸受け部２０１ｄを介してスライド可能に支持されている。
【０２４６】
一対の摺動軸２０３のうち、一方の摺動軸２０３と保持部材２０１との嵌め合いは高精度に管理されており、保持部材２０１が光軸方向（図の紙面に垂直な方向）および図の上下方向にガタつくことはない。
【０２４７】
また、他方の摺動軸２０３は、保持部材２０３が上記一方の摺動軸２０３周で回転することを阻止するために用いられる。
【０２４８】
固定地板２０４には、フラットコイル２０５が取り付けられている。該フラットコイル２０５は、通電されると、保持部材２０１に取り付けられた永久磁石２０６との間に発生する磁力によって保持部材２０１を図の左右方向に駆動する。これにより、反射ミラー３０３を第１の位置と第２の位置との間で移動させることができる。
【０２４９】
フラットコイル２０５の中央には、ホール素子などの位置検出素子２０７が配置されている。該位置検出素子２０７は、永久磁石２０６の位置、つまりは保持部材２０１の位置を検出する。そして、不図示のカメラシステム制御回路は、その位置検出結果に基づいて、焦点検出センサ１１２の動作や撮像素子１０６の駆動を制御する。
【０２５０】
なお、図３５に示す状態でも、カメラシステム制御回路は、フラットコイル２０５に通電して保持部材２０１を第１の位置の方向に付勢している。これにより、カメラに生じた振動などで反射ミラー３０３が第２の位置の方向にずれることを回避している。
【０２５１】
また、保持部材２０１には遮光部材としてのシャッタ２１３が設けられている。このシャッタ２１３は、反射ミラー３０３を第２の位置に退避させた際に、図中に二点鎖線２１３′で示すように、焦点検出センサ１１２の受光部を覆う。このため、反射ミラー３０３が退避した状態で、撮影に有効な光束以外の光束が焦点検出センサ１１２に入射および反射し、撮像素子１０６にゴースト光として入射してしまうことを防止することができる。
【０２５２】
カメラシステム制御回路は、反射ミラー３０３を第２の位置に退避させた状態でフラットコイル２０５に通電し、保持部材２０１を第２の位置の方向に付勢する。これにより、カメラに生じた振動などで反射ミラー３０３が撮影光路内に侵入することを回避している。
【０２５３】
なお、フラットコイル２０５に通電して保持部材２０１を第２の位置の方向に付勢することに代えて、バネの付勢力を用いて保持部材２０１を第２の位置の方向に常に付勢するようにしてもよい。
【０２５４】
上述したように、保持部材２０１、つまりは反射ミラー３０３は、図の上下方向および光軸方向に高精度に位置決めされている。但し、左右方向ではフラットコイル２０５の駆動量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
【０２５５】
しかし、反射ミラー３０３の反射面は、光軸１０４に直交する方向のうち左右方向を長手方向とするように延びている。言い換えれば、反射面が実施例１において図２３に示した第１の断面と同じ断面内において結像光学系からの光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射する場合、反射面の長手方向は該断面に対して直交する方向に一致する。さらに言い換えると、反射面は、該反射面に対して入反射する光束を含む平面（第１の断面）に直交する方向を長手方向とするように延びている。
【０２５６】
そして、反射ミラー３０３の移動方向もこの方向に揃えられている。このため、反射ミラー３０３の位置が、該移動方向に多少ずれたとしても、被写体光束は高精度に焦点検出センサ１１２に導かれる。したがって、ＡＦ精度を劣化させないような反射ミラー３０３の駆動が可能である。
【０２５７】
上記実施例１〜３では、焦点検出センサ１１２の電荷蓄積タイミングがビームスプリッタ１０３又は反射ミラー３０３の動作と関連付けられ、経過時間を計測して決められていた。しかし、本実施例では、第２の位置から第１の位置の方向への駆動が開始された反射ミラー３０３が、被写体光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射できる第３の位置まで到達したことを検出する位置検出素子２０７を用いる。そして、該検出出力に応じて焦点検出センサ１１２の電荷蓄積動作を制御する。
【０２５８】
図３６には、本実施例の動作フローチャートを示しており、基本的な流れは実施例３において示した図３４のフローチャートと同じである。但し、図３４でのステップ２００４，２０１１に代えて、ステップ２０２１，２０２２を有する。これらステップ２０２１，２０２２では、反射ミラー３０３の第２の位置から第３の位置への到達を検出している。そして、ステップ２００５，２０１２では、該到達の検出をトリガとして、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を開始する。
【０２５９】
このように、位置検出素子２０７を用いた反射ミラー３０３の位置検出結果に基づいて焦点検出センサ１１２での電荷蓄積を制御することにより、反射ミラー３０３の実際の動きに合わせて電荷蓄積タイミングを制御できる。このため、安定的に電荷蓄積を行うことができる。
【実施例５】
【０２６０】
図３７には、本発明の実施例５であるデジタルカメラにおける反射ミラー３０３および焦点検出センサ１１２を内包するＡＦモジュールのレンズ鏡筒内での配置関係を示す正面図である。この図では、反射ミラー３０３の駆動機構も示している。なお、本実施例は、実施例３の変形例であり、実施例３と同じ構成要素又は同じ機能を有する部品には、実施例３と同じ符号を付している。図３７に実線で示す状態では、反射ミラー３０３は第１の位置に挿入され、該反射ミラー３０３で反射された光束は焦点検出センサ１１２に導かれる。図３７に点線で示す状態では、反射ミラー３０３は第２の位置に退避している。
【０２６１】
反射ミラー３０３を保持する保持部材２０１は、固定地板２０４に形成されたピン２０１ｃの周りで回転可能に支持されている。ピン２０１ｃと保持部材２０１との嵌め合いは高精度に管理されており、保持部材２０１が光軸方向（図の紙面に垂直な方向）および図の上下方向にガタつくことはない。
【０２６２】
保持部材２０１には、フラットコイル２０５が取り付けられている。フラットコイル２０５に通電すると、該フラットコイル２０５と固定地板２０４に取り付けられた永久磁石２０６との間に発生する磁力によって保持部材２０１はピン２０１ｃを中心として左右方向に回動する。これにより、反射ミラー３０３を第１の位置と第２の位置との間で移動させることができる。
【０２６３】
ここで、回動中心であるピン２０１ｃに対して反射ミラー３０３は遠く離れている。このため、反射ミラー３０３が撮像素子１０６の前側（第１の位置から第３の位置）に配置されているときの反射ミラー３０３の移動方向は、該反射ミラー３０３の中心から見て左右方向とみなすことができる。つまり、反射ミラー３０３（反射面）の中心付近が光軸１０４上にある第１の位置と、反射ミラー３０３の端部付近が光軸１０４上にある第３の位置との間に位置する場合には、被写体光束は焦点検出センサ１１２に適正に導かれる。
【０２６４】
なお、第１の位置では、カメラシステム制御回路は、フラットコイル２０５に通電して保持部材２０１を第１の位置の方向に付勢している。これにより、カメラに生じた振動などで反射ミラー３０３が第２の位置の方向にずれることを回避している。また、第２の位置では、カメラシステム制御回路は、フラットコイル２０５に通電し、保持部材２０１を第２の位置の方向に付勢する。これにより、カメラに生じた振動などで反射ミラー３０３が撮影光路内に侵入することを回避している。
【０２６５】
なお、フラットコイル２０５に通電して保持部材２０１を第２の位置の方向に付勢することに代えて、バネの付勢力を用いて保持部材２０１を第２の位置の方向に常に付勢するようにしてもよい。
【０２６６】
上述したように、保持部材２０１、つまりは反射ミラー３０３は、図の上下方向および光軸方向に高精度に位置決めされている。但し、左右方向ではフラットコイル２０５の駆動量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
【０２６７】
しかし、反射ミラー３０３の反射面は、光軸１０４に直交する方向のうち左右方向を長手方向とするように延びている。言い換えれば、反射面が実施例１において図２３に示した第１の断面と同じ断面内において結像光学系からの光束を焦点検出センサ１１２に向けて反射する場合、反射面の長手方向は該断面に対して直交する方向に一致する。さらに言い換えると、反射面は、該反射面に対して入反射する光束を含む平面（第１の断面）に直交する方向を長手方向とするように延びている。
【０２６８】
そして、第１の位置と第３の位置との間では、反射ミラー３０３の移動方向もこの方向に揃えられている。このため、反射ミラー３０３の位置が、該移動方向に多少ずれたとしても、被写体光束は高精度に焦点検出センサ１１２に導かれる。したがって、ＡＦ精度を劣化させないような反射ミラー３０３の駆動が可能である。
【０２６９】
なお、本実施例５は、以下の撮像装置を開示する。
【０２７０】
（１）撮像装置は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段を有する。また、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材を有する。さらに、該光学部材の位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段からの出力に基づいて、焦点検出手段の動作を制御する制御手段とを有する。
【０２７１】
（２）撮像装置は、被写体からの光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段を有する。また、被写体からの光束を焦点検出手段に導くための光学面を備え、該光学面が被写体からの光束の光路内に配置される第１の位置と該光学面が該光路外に配置される第２の位置との間で移動可能な光学部材を有する。さらに、該光学部材が第２の位置にある状態で、焦点検出手段への光の入射を遮断する遮光部材を有する。
【０２７２】
（１）の撮像装置によれば、光学部材の位置検出出力に基づいて焦点検出手段の動作を制御できるので、光学面が光路内に確実に進入した状態で該動作を開始させたり、光学面が該光路外に退避した状態で確実に該動作を停止させたりすることができる。
【０２７３】
（２）の撮像装置によれば、光学面が被写体からの光路外に退避した状態で、遮光部材により焦点検出手段への光の入射を遮断することができるので、焦点検出手段の受光面等で反射した光が撮像に影響を与えないようにすることができる。したがって、良好な被写体画像を撮像することが可能になる。
【実施例６】
【０２７４】
図３８には、本発明の実施例６であるデジタルカメラの上面断面（上側の図）および正面断面（下側の図）を示している。実施例１では、光軸１０４が撮像素子１０６まで直線的に延びる一般的な結像光学系１０２を用いたカメラについて説明した。しかし、本実施例のカメラでは、光軸１０４がミラーによって折り曲げられて撮像素子１０６まで延びる屈曲結像光学系（撮影光学系）を用いている。
【０２７５】
図３９には、該屈曲結像光学系の側面断面を示している。屈曲結像光学系は、被写体側から順に、第１レンズユニット（２０７ｆ，２０７ｃ，２０７ｊ）と、第２レンズユニット２０７ｋと、第３レンズユニット２０７ｌと、第４レンズユニット２０７ｍとにより形成されている。
【０２７６】
第１レンズユニットは、第１レンズサブユニット２０７ｆ、ミラー２０７ｃおよび貼り合せレンズにより構成される第２レンズサブユニット２０７ｊとにより構成されている。ミラー２０７ｃは、第１レンズサブユニット２０７ｆから入射する被写体光束の光軸２０７ｂを、ほぼ直角に下方に折り曲げる。折り曲げ後の光軸２０７ａは、撮像素子１０６に到達する。
【０２７７】
第２レンズユニット２０７ｋは、変倍のために光軸２０７ｂに沿って移動する。第３レンズユニット２０７ｌは固定レンズユニットである。さらに、第４レンズユニット２０７ｍは、焦点調節のために光軸２０７ａに沿って移動する。
【０２７８】
そして、第４レンズユニット２０７ｍと撮像素子１０６との間の撮影光路に対して、実施例１で説明したビームスプリッタ１０３および平板ガラス（図示せず）が挿入および退避する。ビームスプリッタ１０３および平板ガラスの移動方向は、図３９の紙面に垂直な方向であり、ビームスプリッタ１０３の光分割機能面の長手方向に一致する。また、この方向は、ミラー２０７ｃによる折り曲げ前後の光軸２０７ｂ，２０７ａを含む面（図３９の紙面の面内）に直交する方向であり、図３８に示したデジタルカメラ２０８の長辺方向にも一致する。これにより、デジタルカメラの薄型化を図っている。
【０２７９】
ビームスプリッタ１０３の移動方向を光分割機能面の長手方向に一致させるのは、実施例１でも説明したように、ビームスプリッタ１０３に該方向での多少の位置ずれがあっても焦点検出精度を高く維持できるためである。
【０２８０】
本実施例でも、実施例１と同様にカメラの動作を制御することにより、反射ミラー３０３の挿入動作が完了する（第１の位置にて安定する）前や退避駆動が開始された後でも焦点検出センサ１１２での適正な電荷蓄積を行うことができる。言い換えれば、焦点検出センサ１１２での電荷蓄積中に反射ミラー３０３を移動させることができる。つまり、反射ミラー３０３の駆動のために必要な時間の一部と焦点検出センサ１１２での電荷蓄積時間（焦点検出動作）の一部とをオーバーラップさせることができる。これにより、レリーズタイムラグを短くすることができる。
【０２８１】
なお、本発明は、上述した各デジタルスチルカメラに限られず、ビデオカメラや、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話用のカメラなどにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２８２】
【図１Ａ】本発明の実施例１であるデジタルカメラの側面断面図。
【図１Ｂ】実施例１のカメラの上面断面図。
【図２】実施例１のカメラの電気的構成を示すブロック図。
【図３Ａ】実施例１のカメラにおけるレンズ鏡筒（ビームスプリッタ挿入状態）の側面断面図。
【図３Ｂ】実施例１のカメラにおけるレンズ鏡筒（ビームスプリッタ挿入状態）の上面断面図。
【図４Ａ】実施例１のカメラにおけるレンズ鏡筒（ビームスプリッタ退避状態）の側面断面図。
【図４Ｂ】実施例１のカメラにおけるレンズ鏡筒（ビームスプリッタ退避状態）の上面断面図。
【図５】実施例１のカメラにおけるビームスプリッタの断面図。
【図６】実施例１におけるビームスプリッタの斜視図。
【図７】実施例１におけるビームスプリッタの分解斜視図。
【図８】実施例１におけるビームスプリッタに設けられる光分割機能面の光学特性図。
【図９】実施例１におけるビームスプリッタに設けられるＮＤフィルタの光学特性図。
【図１０】実施例１のカメラにおける焦点検出視野を示す図。
【図１１】実施例１のカメラにおける焦点検出センサ（ＡＦモジュール）の平面図。
【図１２】実施例１の焦点検出センサの断面図。
【図１３】（ａ）は実施例１の焦点検出センサの１画素の光電変換部を示す平面図、（ｂ）は該焦点検出センサの１画素の平面図。
【図１４】実施例１の焦点検出センサにおける各画素の連結状態を示す平面図。
【図１５】実施例１の焦点検出センサにおける各画素の連結状態を示す斜視図。
【図１６】実施例１の焦点検出センサにおける第１配線層の開口を示す平面図。
【図１７】実施例１の焦点検出センサの部分断面図。
【図１８】実施例１の焦点検出センサの部分断面図。
【図１９】実施例１の焦点検出用センサの出力信号波形（デフォーカス状態）を示す図。
【図２０】実施例１の焦点検出用センサの出力信号波形（フォーカス状態）を示す図。
【図２１】実施例１のカメラにおける結像光学系の射出瞳上での焦点検出光束の通過領域を説明する図。
【図２２】実施例１のカメラにおける被写体光束の説明図。
【図２３】実施例１のビームスプリッタに焦点検出光束を描いた断面図。
【図２４】撮影画像上での輝度むらの発生を示す図。
【図２５】輝度むらがない撮影画像を示す図。
【図２６】実施例１のカメラにおけるビームスプリッタの駆動機構（ビームスプリッタ挿入状態）を示す上面図および正面図。
【図２７】実施例１のカメラにおけるビームスプリッタの駆動機構（ビームスプリッタ退避状態）を示す上面図および正面図。
【図２８】実施例１のカメラの動作を示すタイミングチャート。
【図２９】実施例１のカメラの動作を示すフローチャート。
【図３０】本発明の実施例２であるデジタルカメラにおけるビームスプリッタの駆動機構（ビームスプリッタ挿入状態）を示す正面図。
【図３１Ａ】本発明の実施例３であるデジタルカメラにおけるレンズ鏡筒（ビームスプリッタ挿入状態）の側面断面図。
【図３１Ｂ】実施例３のカメラにおけるレンズ鏡筒（ビームスプリッタ退避状態）の側面断面図。
【図３２】実施例３のカメラにおけるビームスプリッタの駆動機構（ビームスプリッタ挿入状態）を示す正面図。
【図３３】実施例３のカメラの動作を示すフローチャート。
【図３４】実施例３のカメラの動作を示すタイミングチャート。
【図３５】本発明の実施例４であるデジタルカメラにおけるビームスプリッタの駆動機構（ビームスプリッタ挿入状態）を示す正面図。
【図３６】実施例４のカメラの動作を示すフローチャート。
【図３７】本発明の実施例５であるデジタルカメラにおけるビームスプリッタの駆動機構（ビームスプリッタ挿入状態）を示す正面図。
【図３８】本発明の実施例６であるデジタルカメラの上面断面図および正面断面図。
【図３９】実施例６のカメラにおける屈曲結像光学系およびビームスプリッタの構成を示す側面断面図。
【符号の説明】
【０２８３】
１０３  ビームスプリッタ
１０６  撮像素子
１１２  焦点検出センサ
１１３  ローパスフィルタ
１１４  平板ガラス
２０７  位置検出素子
２０１  保持部材
２１３  シャッタ
３０３  反射ミラー
【図１Ａ】
2007187854.tif 000003
【図１Ｂ】
2007187854.tif 000004
【図２】
2007187854.tif 000005
【図３Ａ】
2007187854.tif 000006
【図３Ｂ】
2007187854.tif 000007
【図４Ａ】
2007187854.tif 000008
【図４Ｂ】
2007187854.tif 000009
【図５】
2007187854.tif 000010
【図６】
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【図７】
2007187854.tif 000012
【図８】
2007187854.tif 000013
【図９】
2007187854.tif 000014
【図１０】
2007187854.tif 000015
【図１１】
2007187854.tif 000016
【図１２】
2007187854.tif 000017
【図１３】
2007187854.tif 000018
【図１４】
2007187854.tif 000019
【図１５】
2007187854.tif 000020
【図１６】
2007187854.tif 000021
【図１７】
2007187854.tif 000022
【図１８】
2007187854.tif 000023
【図１９】
2007187854.tif 000024
【図２０】
2007187854.tif 000025
【図２１】
2007187854.tif 000026
【図２２】
2007187854.tif 000027
【図２３】
2007187854.tif 000028
【図２４】
2007187854.tif 000029
【図２５】
2007187854.tif 000030
【図２６】
2007187854.tif 000031
【図２７】
2007187854.tif 000032
【図２８】
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【図２９】
2007187854.tif 000034
【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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