(57)【要約】【課題】  従来の瞳分割方式によるフォーカス検出は、撮像素子の画質劣化を招いたり、撮影画面の周辺部分でのフォーカス検出ができないという問題があった。【解決手段】  本発明では、結像光学系から入射する光束を第１光束と第２光束とに分割する光束分割部と、前記第１光束による被写体像を撮像する撮像部と、前記第２光束による被写体像を結像するファインダスクリーンと、前記ファインダスクリーンに結像された被写体像を観察するファインダ窓とからなり、前記ファインダスクリーンの一部に複数の焦点検出用画素が配置されたファインダ部と、前記複数の焦点検出用画素の出力に応じてフォーカス位置を求める演算部とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2012173335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系から入射する光束を第１光束と第２光束とに分割する光束分割部と、
前記第１光束による被写体像を撮像する撮像部と、
前記第２光束による被写体像を結像するファインダスクリーンと、前記ファインダスクリーンに結像された被写体像を観察するファインダ窓とからなり、前記ファインダスクリーンの一部に複数の焦点検出用画素が配置されたファインダ部と、
前記複数の焦点検出用画素の出力に応じてフォーカス位置を求める演算部と
を有することを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記結像光学系を構成する撮影レンズと、
前記演算部が求めたフォーカス位置に基づいて前記撮影レンズの前記結像光学系を制御する制御部と
を更に設けたことを特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
請求項２に記載の電子カメラにおいて、
フォーカスセンサを更に設け、
前記光束分割部は、前記第１光束の中央部分を第３光束に分割して前記フォーカスセンサに入力し、
前記複数の焦点検出用画素は、前記ファインダスクリーンの前記第３光束に対応する前記中央部分を除く領域に配置され、
前記演算部は、前記ファインダスクリーンの複数の焦点検出用画素の出力と前記フォーカスセンサの出力とに応じてフォーカス位置を求める
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
前記焦点検出用画素は、受光領域と透過領域とを有し、前記受光領域は前記第２光束により結像される被写体像を受光し、前記透過領域は結像された被写体像を前記ファインダ窓側に透過する
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項５】
請求項４に記載の電子カメラにおいて、
前記焦点検出用画素は、受光素子と、前記受光素子の一部を遮光するマスクと、マイクロレンズとで構成され、
前記マスクは、瞳分割方向に応じて対となる焦点検出用画素を形成するように前記受光素子上に配置される
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項６】
請求項５に記載の電子カメラにおいて、
前記焦点検出用画素に入出力される信号は、透明電極により接続される
ことを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子カメラにはオートフォーカス機能が搭載されている。特に一眼レフ型の電子カメラでは、撮影レンズから入射する光束をメインミラーで光学ファインダ側に分割し、さらにメインミラーの中央部分の光束をサブミラーでＡＦセンサモジュール側に分割して、ＡＦセンサモジュールで瞳分割方式（位相差検出方式）によるフォーカス検出を行うようになっている。ところが、メインミラーの中央部分の光束でフォーカス検出を行うので、検出できる範囲が制限され、画面の周辺部でのフォーカス検出ができないという問題がある。そこで、撮像素子内に瞳分割方式による焦点検出用画素を埋め込んでフォーカス検出を行う方法が考えられている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０２６０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撮像素子内の画像撮影用画素の一部が焦点検出用画素になるため、画素欠陥と同様に撮影画像の品質が劣化するという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、焦点検出用画素を埋め込んだ撮像素子のように画像の品質が劣化せず、画面の周辺部でも瞳分割方式によるフォーカス検出が可能な電子カメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子カメラは、結像光学系から入射する光束を第１光束と第２光束とに分割する光束分割部と、前記第１光束による被写体像を撮像する撮像部と、前記第２光束による被写体像を結像するファインダスクリーンと、前記ファインダスクリーンに結像された被写体像を観察するファインダ窓とからなり、前記ファインダスクリーンの一部に複数の焦点検出用画素が配置されたファインダ部と、前記複数の焦点検出用画素の出力に応じてフォーカス位置を求める演算部とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記結像光学系を構成する撮影レンズと、前記演算部が求めたフォーカス位置に基づいて前記撮影レンズの前記結像光学系を制御する制御部とを更に設けたことを特徴とする。
【０００８】
さらに、フォーカスセンサを更に設け、前記光束分割部は、前記第１光束の中央部分を第３光束に分割して前記フォーカスセンサに入力し、前記複数の焦点検出用画素は、前記ファインダスクリーンの前記第３光束に対応する前記中央部分を除く領域に配置され、前記演算部は、前記ファインダスクリーンの複数の焦点検出用画素の出力と前記フォーカスセンサの出力とに応じてフォーカス位置を求めることを特徴とする。
【０００９】
また、前記焦点検出用画素は、受光領域と透過領域とを有し、前記受光領域は前記第２光束により結像される被写体像を受光し、前記透過領域は結像された被写体像を前記ファインダ窓側に透過することを特徴とする。
【００１０】
さらに、前記焦点検出用画素は、受光素子と、前記受光素子の一部を遮光するマスクと、マイクロレンズとで構成され、前記マスクは、瞳分割方向に応じて対となる焦点検出用画素を形成するように前記受光素子上に配置されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記焦点検出用画素に入出力される信号は、透明電極により接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電子カメラは、焦点検出用画素を埋め込んだ撮像素子のように画像の品質が劣化せず、画面の周辺部でも瞳分割方式によるフォーカス検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る電子カメラ１００の構成例を示す図である。
【図２】フォーカススクリーン２０２の一例を示す図である。
【図３】フォーカススクリーン２０２の断面図である。
【図４】焦点検出ブロック３０１ａＨの一例を示す図である。
【図５】焦点検出ブロック３０１ａＨのその他の例を示す図である。
【図６】焦点検出ブロック３０１ａＨの回路例を示す図である。
【図７】焦点検出ブロック３０１ａＨの焦点検出用画素ｐの回路例を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る電子カメラ１００ｂの構成例を示す図である。
【図９】フォーカススクリーン２０２ｂの一例を示す図である。
【図１０】フォーカススクリーン２０２ｂの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る電子カメラの実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る電子カメラ１００の一例を示す構成図である。電子カメラ１００は、本体１０１と、撮影レンズ１０２とで構成される一眼レフ型カメラで、光学的に被写体像を確認するためのファインダ窓１０３を有している。
【００１６】
図１において、本体１０１は、光束分割部１０４と、メカニカルシャッタ１０５と、撮像部１０６と、制御部１０７と、画像バッファ１０８と、表示部１０９と、メモリカードＩＦ１１０と、操作部１１１と、メモリ１１２と、ＡＥセンサ１１３と、シャッタ駆動部１１４と、後述するファインダ光学系とで構成される。ここで、本実施形態では、光束分割部１０４はハーフミラー２０１で実現され、撮影光学系を構成する撮影レンズ１０２を介して入射する光束を第１光束と第２光束とに分割する。そして、ハーフミラー２０１を透過する第１光束はメカニカルシャッタ１０５を介して撮像素子１０５の受光面に結像される。一方、ハーフミラー２０１で反射された第２光束は、ファインダスクリーン２０２に結像される。
【００１７】
ここで、ファインダ光学系は、ハーフミラー２０１で反射された第２光束が結像されるファインダスクリーン２０２と、コンデンサレンズ２０３と、ペンタプリズム２０４とで構成され、ファインダスクリーン２０２に結像された被写体像をファインダ窓１０３から観察する。また、ペンタプリズム２０４に入射する光束の一部はＡＥセンサ１１３に入り、ＡＥセンサ１１３は被写体の明るさを測定する。
【００１８】
図１において、撮影レンズ１０２を介して入射される被写体光は、ハーフミラー２０１およびメカニカルシャッタ１０５を介して撮像部１０６の受光面に結像される。ここで、撮影レンズ１０２は、本体１０１の制御部１０７に接続されるレンズ制御部２５１を有し、制御部１０７から出力される制御信号に応じて、絞り２５２の開閉、フォーカスレンズ２５３の位置制御、ズームレンズ２５４の位置制御などを行う。
【００１９】
ファインダ窓１０３は、ペンタプリズム２０４およびコンデンサレンズ２０３を介して、ファインダスクリーン２０２に結像された被写体像を正像で観察するための光学レンズで構成される。
【００２０】
光束分割部１０４は、撮影レンズ１０２から入射する光束を第１光束と第２光束とに分割する。本実施形態に係る電子カメラ１００では、光束分割部１０４をハーフミラー２０１で構成しているが、後の実施形態で説明するような跳ね上げ式のミラーで構成し手もよい。この場合は、撮影前の構図確認時には撮影レンズ１０２から入射する光束をファインダスクリーン２０２側に反射し、撮影時にはミラーを跳ね上げて撮影レンズ１０２から入射する光束を撮像部１０６側に導く。光束分割部１０４は、このような時系列に光束を２方向に分割する構成であってもよい。
【００２１】
メカニカルシャッタ１０５は、制御部１０７の指令を受けたシャッタ駆動部１１４によって指令されたシャッタ速度で開閉される。
【００２２】
撮像部１０６は、例えばＣＭＯＳ型固体撮像素子で構成され、受光面に結像された被写体像の明るさに応じた大きさの電気信号に変換し、さらに画像データにＡ／Ｄ変換して制御部１０７に出力する。
【００２３】
制御部１０７は、例えばメモリ１１２に記憶されたプログラムに従って動作するＣＰＵで構成され、電子カメラ１００全体の動作を制御する。例えば制御部１０７は、操作部１１１のレリーズボタンが押下されると、撮影レンズ１０２のフォーカス制御や絞り制御を行ってメカニカルシャッタ１０３を開閉し、撮像部１０６で被写体画像を撮影する。そして、制御部１０７は、撮像部１０６から撮影画像の画像データを読み出して画像バッファ１０８に取り込む。さらに、制御部１０７は、画像バッファ１０８に取り込まれた画像データにホワイトバランス処理やガンマ変換処理を施し、画像処理後の画像データに所定のファイル名やヘッダ情報を付加して、メモリカードＩＦ１１０を介してメモリカード１１０ａに保存する。或いは、制御部１０７は、画像バッファ１０８に保持されている画像データを読み出して表示部１０９に撮影画像として表示する。特に、本実施形態に係る電子カメラ１００では、制御部１０７はＡＦ処理部１５１を有し、ファインダスクリーン２０２に配置された焦点検出用画素の出力信号から被写体像のデフォーカス量を求め、撮影レンズ１０２のフォーカスレンズ２５３の位置を制御し、撮像部１０６の受光面およびファインダスクリーン２０２に被写体像を結像する際のオートフォーカス制御を行う。
【００２４】
画像バッファ１０８は、撮影画像の画像データを一時的に保持するメモリである。
【００２５】
表示部１０９は、液晶モニタなどで構成され、制御部１０７によって出力される操作メニュー（撮影モードの選択など）や画像バッファ１０８に取り込まれた撮影画像が表示される。
【００２６】
メモリカードＩＦ１１０は、メモリカード１１０ａを装着するためのインターフェースを提供し、制御部１０７によって画像バッファ１０８に取り込まれた撮影画像をメモリカード１１０ａに保存したり、メモリカード１１０ａに保存されている撮影済みの画像を画像バッファ１０８に読み出して表示部１０９に表示する。
【００２７】
操作部１１１は、使用者が電子カメラ１００を操作するための操作ボタンやダイヤル或いはスイッチで構成され、操作情報は制御部１０７に出力される。そして、制御部１０７は、操作部１１１が出力する操作情報に応じて、電子カメラ１００の動作を制御する。
【００２８】
メモリ１１２は、制御部１０７が動作するためのプログラムやパラメータなどを記憶する不揮発性メモリで構成される。
【００２９】
ＡＥセンサ１１３は、撮影しようとする被写体の明るさを測定し、制御部１０７に出力する。制御部１０７は、ＡＥセンサ１１３が出力する測光値から絞り２５２の絞り値やメカニカルシャッタ１０５のシャッタ速度などを求め、撮影時に撮影レンズ１０２のレンズ制御部２５１に指令して絞り２５２の絞り値を制御する。また、求めたシャッタ速度に応じてシャッタ駆動部１１４に指令してメカニカルシャッタ１０５の開閉時間を制御する。
【００３０】
シャッタ駆動部１１４は、制御部１０７の指令に応じてメカニカルシャッタ１０５のシャッタを開閉する駆動機構である。
【００３１】
以上が電子カメラ１００の構成および基本動作である。
［ファインダスクリーン２０２の構成］
図２は、ファインダスクリーン２０２の一例を示す図である。ファインダスクリーン２０２は、結像面にスリガラス状の半透明板３５１で構成され、ファインダ窓１０３側からペンタプリズム２０４およびコンデンサレンズ２０３を介してファインダスクリーン２０２に結像された被写体画像を観察することができる。
【００３２】
本実施形態に係る電子カメラ１００のファインダスクリーン２０２は、従来のファインダスクリーン２０２とは異なり、複数の瞳分割用の焦点検出画素がライン状に配置された焦点検出部３０１を有する。例えば図２の例では、ファインダスクリーン２０２の中心、左右、上下の９ヶ所に焦点検出部３０１ａから３０１ｉが配置されている。ここで、焦点検出部３０１ａから３０１ｉに共通である場合は、これらを代表して焦点検出部３０１と表記し、特定の焦点検出部３０１を指す場合はａからｉのアルファベットを付加して表記する。
【００３３】
例えば、焦点検出部３０１ａは、十字状に配置された水平方向の焦点検出部３０１ａＨと、垂直方向の焦点検出部３０１ａＶとを有する。尚、焦点検出部３０１ａＨおよび焦点検出部３０１ａＶはそれぞれ複数の瞳分割用の焦点検出画素を有し、瞳分割方式による像ずれ量を検出することができる。また、他の焦点検出部３０２から３０９についても焦点検出部３０１と同様に十字状に配置された水平方向の焦点検出部３０１ａＨと、垂直方向の焦点検出部３０１ａＶとを有する。
【００３４】
ここで、図２の例では、焦点検出部３０１の瞳分割方向を水平方向と垂直方向の２方向としたが、斜め方向であってもよい。また、ファインダスクリーン２０２に配置する焦点検出部３０１の個数を９ヶ所としたが、６ヶ所や１２ヶ所などであってもよい。さらに、図２の例では、水平方向の焦点検出部３０１ａＨと垂直方向の焦点検出部３０１ａＶとを重ねて十字状に配置したが、別々に配置してもよい。尚、十字状に配置する場合に重複する画素が生じるが、この場合は水平方向または垂直方向のいずれかの瞳分割方向に対応する画素が配置される。
【００３５】
次に、焦点検出部３０１の断面図を図３に示す。図３の断面図は、図２のファインダスクリーン２０２を点線Ａ−Ｂで切断した時の断面の様子を描いた図である。図３において、焦点検出部３０１ｂ、３０１ａおよび３０１ｈへの入射光束は透過しないが、焦点検出部３０１ｂ、３０１ａおよび３０１ｈ以外の領域はスリガラス状の半透明板３５１で構成され、通常のファインダスクリーン２０２と同様に受光面に結像された被写体像をコンデンサレンズ２０３およびペンタプリズム２０４を介してファインダ窓１０３から観察することができる。
【００３６】
さらに、図３において、焦点検出部３０１ａＨは、複数の瞳分割用の焦点検出画素ｐ（１）からｐ（ｎ）がライン状に配置されている。ここで、焦点検出画素ｐ（１）からｐ（ｎ）に共通である場合は、（１）から（ｎ）の符号を省略して焦点検出画素ｐと表記する。焦点検出画素ｐは、例えば図４（ａ）に示すように、フォトダイオードなどで構成される光電変換部３６１と、遮光のためのマスク３６２と、マイクロレンズ３６３とを有する。図４（ｂ）は、焦点検出部３０１ａＨの複数の焦点検出画素ｐをマイクロレンズ３６３の方向から見た図である。例えば焦点検出画素ｐ（１）などの奇数番目の画素は紙面に向かって光電変換部３６１の右半分がマスク３６２で遮光され（左開口の画素）、偶数番目の画素は紙面向かって光電変換部３６１の左半分がマスク３６２で遮光される（右開口の画素）。
【００３７】
ここで、図４（ａ）および図４（ｂ）では、焦点検出画素ｐ（１）についてのみ光電変換部３６１、マスク３６２およびマイクロレンズ３６３の符号を付してあるが、他の焦点検出画素ｐ（２）からｐ（ｎ）についても同様に光電変換部３６１、マスク３６２およびマイクロレンズ３６３を有する。そして、左開口の画素と右開口の画素とで瞳分割焦点検出用のペアとなる画素を構成し、奇数番目の左開口の画素列と偶数番目の右開口の画素列とに結像される画像の像ずれ量からデフォーカス量を求めることができる。
【００３８】
尚、像ずれ量からデフォーカス量を求める方法は周知の技術なので詳しい説明を省略するが、例えば瞳分割方向に配置された右開口の画素列と左開口の画素列とで検出される像の位置が予め決められた合焦時の位置から何画素分ずれているか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。そして、制御部１０７は、デフォーカス量とフォーカスレンズの移動量との関係を示すテーブルが記憶されたメモリ１１２を参照して、フォーカスレンズの移動量を知ることができ、レンズ制御部２５１にフォーカスレンズの位置を移動するよう指令する。
【００３９】
また、図４では、左開口の焦点検出画素ｐ（奇数番目）と、右開口の焦点検出画素ｐ（偶数番目）とを同じ列に交互に並べて配置したが、図５（ａ）に示すように、左開口の焦点検出画素ｐｒ（１）からｐｒ（ｎ）までの列と、右開口の焦点検出画素ｐｌ（１）からｐｌ（ｎ）までの列とを隣接する上下の２列に配置して、焦点検出部３０１ａＨを構成してもよい。
【００４０】
或いは、図５（ｂ）に示すように、左開口の光電変換部３６４と右開口の光電変換部３６５とが配置された焦点検出画素ｐｄ（１）からｐｄ（ｎ）を配置して、焦点検出部３０１ａＨを構成してもよい。また、上記以外の配置でも構わず、ファインダスクリーン２０２に焦点検出用の画素が配置される構成であれば、本実施形態に係る電子カメラ１００と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
［焦点検出部３０１の回路例］
次に、焦点検出部３０１の回路例について説明する。図６は、焦点検出部３０１ａＨの回路構成を示す図である。尚、図６は、焦点検出部３０１ａＨの回路構成を示すが、焦点検出部３０１ａＶや他の焦点検出部３０１ｂから３０１ｉについても同様の回路で構成される。
【００４２】
図６において、焦点検出部３０１ａＨは、焦点検出画素ｐと、読み出し回路３５１と、読み出し線ＶＬとを有する。読み出し回路３５１は、制御部１０７から与えられる制御信号（クロック信号、読み出し開始／終了を示す信号など）に従って焦点検出画素ｐの各画素で光電変換された信号を画素毎に順番に読み出し線ＶＬに読み出すためのタイミング信号を出力する。図６の例では、読み出し回路３５１が出力するタイミング信号は、リセット信号ＲＳ、転送信号ＴＸ、選択信号ＳＬの３つである。ここで、特定の焦点検出画素ｐに対するタイミング信号を示す場合は、（１）から（ｎ）の符号を付加して表記する。例えば読み出し回路３５１から焦点検出画素ｐ（１）に出力されるタイミング信号は、リセット信号ＲＳ（１）、転送信号ＴＸ（１）、選択信号ＳＬ（１）の３つである。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る電子カメラ１００では、例えば、焦点検出部３０１ａＨの読み出し回路３５１と各焦点検出画素ｐとを接続する電極、制御部１０７から読み出し回路３５１に入力される制御信号の電極、各焦点検出画素ｐから読み出し線ＶＬに出力する電極、或いは読み出し線ＶＬの配線自体を透明電極で構成する。これにより、先に図３で説明したように、焦点検出部３０１、３０２、３０９の以外の部分に入射する光束を透過してファインダスクリーン２０２に結像された被写体画像をファインダ窓１０３で観察することができる。
【００４４】
一般に撮像センサの回路は、半導体シリコンで作成し、金属電極や金属配線が施される。ところが、半導体シリコン部分、金属電極、金属配線の部分は光を透過しないので、本実施形態に係る電子カメラ１００のファインダスクリーン２０２では、できるだけファインダ窓１０３側に光を透過できるように、金属電極や金属配線の部分を透明電極で構成する。透明電極は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などによる透明導電膜で形成される。
【００４５】
ファインダスクリーン２０２の製造方法の一例として、ガラス基板上にポリシリコンを積層してＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で回路を形成し、金属配線の代わりに透明電極で配線する方法が考えられる。この場合、ガラス基板上に形成された回路で不要な部分をエッチングなどで除去することで透明にすることができる。
【００４６】
或いは、シリコン基板上に形成した焦点検出部の回路をレーザーなどで切り取ってファインダスクリーン２０２に空けた同形状の穴に埋め込む方法でも構わない。
【００４７】
尚、上記以外の製造方法でも構わず、ファインダスクリーン２０２に焦点検出用の画素が配置される構成であれば、本実施形態に係る電子カメラ１００と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
［焦点検出画素ｐの回路例］
次に、焦点検出画素ｐの回路例について、図７を用いて説明する。図７において、焦点検出画素ｐは、フォトダイオードＰＤと、転送用トランジスタＴｔｘと、リセット用トランジスタＴｒｓｔと、増幅用トランジスタＴａｍｐと、選択用トランジスタＴｓｅｌとで構成される。また、画素ｐには、電源電圧Ｖｃｃおよび電源グランドＧＮＤが電子カメラ１００の電源から供給される。
【００４９】
図７において、フォトダイオードＰＤは、入射光量に応じた電荷を蓄積し、転送用トランジスタＴｔｘは、垂直走査回路１０２が出力する転送信号ＴＸにより、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷を浮遊拡散領域ＦＤに転送する。また、リセット用トランジスタＴｒｓｔは、垂直走査回路１０２が出力するリセット信号ＲＳにより、浮遊拡散領域ＦＤの電荷またはフォトダイオードＰＤの電荷をリセットする。そして、増幅用トランジスタＴａｍｐは、浮遊拡散領域ＦＤの電荷量を電気信号に変換し、選択用トランジスタＴｓｅｌは、垂直走査回路１０２が出力する選択信号ＳＬにより、増幅用トランジスタＴａｍｐが出力する電気信号を読み出し線ＶＬに読み出す。
【００５０】
このように、本実施形態に係る電子カメラ１００は、ファインダスクリーン２０２に瞳分割用の焦点検出部３０１（図２の例では、焦点検出部３０１ａから焦点検出部３０１ｉ）を配置することにより、従来のように撮像部１０６の画像撮影用画素に焦点検出用画素を配置する必要がなく、撮影画像の画質が損なわれるという問題を回避できる。
【００５１】
さらに、従来のように、瞳分割方式に対応する専用の焦点検出センサ（ＡＦセンサモジュールと呼ばれている）を設けることなく、瞳分割方式に対応するフォーカス検出を行うことができ、電子カメラ１００の部品点数を削減でき、低価格化が可能になる。
【００５２】
また、ＡＦセンサモジュールの場合、次の実施形態で説明するように、一般に撮影画像の中央部分をサブミラーでＡＦセンサモジュール側に光束を導いて焦点検出を行う構成になっているので、撮影画像の周辺部分でフォーカス検出を行うことができないという問題があるが、本実施形態に係る電子カメラ１００では、図２に示すように、ファインダスクリーン２０２の中心部分だけでなく周辺部分にも焦点検出画素を配置できるので、周辺部分でのフォーカス検出が可能になる。
【００５３】
特に、ファインダスクリーン２０２に結像された被写体像がファインダ窓１０３で観察できるように、焦点検出部３０１ａから焦点検出部３０１ｉ以外の部分を従来と同様にスリガラス状の半透明板３５１で構成するので、ファインダ窓１０３からファインダスクリーン２０２に結像された被写体像を観察することができる。
【００５４】
ここで、焦点検出部３０１ａＨや焦点検出部３０１ａＶは、読み出し回路３５１を除くと一画素分の列幅なので、被写体像を遮る面積が狭く、ファインダ窓１０３から観察する被写体像には殆ど影響を与えない。特に、従来のファインダスクリーンでもフォーカス位置を示す十字印が印刷されており、丁度、本実施形態の焦点検出部３０１が配置される十字部分でフォーカス位置を示すことができ、従来のように十字印を印刷する必要がなくなる。
【００５５】
また、できるだけ視野の妨げにならないように、例えば、回路間の電極や制御信号線および読み出し線ＶＬなどの電極を透明電極で構成するので、これらの部分に結像される被写体像もファインダ窓１０３で観察することができる。尚、読み出し回路３５１は簡単な分周器や論理回路で構成でき、ある程度の受光面積が必要な光電変換部３６１を構成するフォトダイオードを有する画素に比べて同程度の回路規模で実現できるのでファインダ窓１０３から観察する被写体像の視野の妨げには殆どならない。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電子カメラ１００ｂについて図８を用いて説明する。図８において、電子カメラ１００ｂは、本体１０１ｂと、撮影レンズ１０２とで構成される一眼レフ型カメラで、ファインダ窓１０３を有している。尚、第１実施形態で説明した図１と同符号のものは同じものを示す。
【００５７】
図８において、本体１０１ｂは、光束分割部１０４ｂと、メカニカルシャッタ１０５と、撮像部１０６と、制御部１０７ｂと、画像バッファ１０８と、表示部１０９と、メモリカードＩＦ１１０と、操作部１１１と、メモリ１１２と、ＡＥセンサ１１３と、シャッタ駆動部１１４と、ＡＦセンサ１１５と、ミラー駆動部１１６と、後述するファインダ光学系とで構成される。ここで、本実施形態では、光束分割部１０４ｂは跳ね上げ式のハーフミラー２０１ｂと、サブミラー２０５とで実現され、ミラー駆動部１１６によって、軸を中心にファインダスクリーン２０２側にハーフミラー２０１ｂとサブミラー２０５を跳ね上げ、結像光学系を構成する撮影レンズ１０２を介して入射する光束は、メカニカルシャッタ１０５を介して撮像素子１０５の受光面に結像される。
【００５８】
また、ハーフミラー２０１ｂとサブミラー２０５を跳ね上げていない状態では、撮影レンズ１０２を介して入射する光束の一部は、ハーフミラー２０１ｂの中央部分を透過した光束がサブミラー２０５で反射され、ＡＦセンサ１１５の受光面に結像される。また、ハーフミラー２０１で反射された光束は、ファインダスクリーン２０２ｂに結像される。
【００５９】
ファインダ光学系は、ハーフミラー２０１で反射された光束が結像されるファインダスクリーン２０２ｂと、コンデンサレンズ２０３と、ペンタプリズム２０４とで構成され、ファインダスクリーン２０２ｂに結像された被写体像をファインダ窓１０３から観察する。
【００６０】
ここで、第２実施形態に係る電子カメラ１００ｂが第１実施形態に係る電子カメラ１００と異なる主要部分は、光束分割部１０４ｂと、ファインダスクリーン２０２ｂと、ＡＦセンサ１１５と、ミラー駆動部１１６と、制御部１０７ｂとである。これら以外の部分は、図１の電子カメラ１００と同じである。
【００６１】
制御部１０７ｂは、制御部１０７と同様に、例えばメモリ１１２に記憶されたプログラムに従って動作するＣＰＵで構成され、電子カメラ１００全体の動作を制御する。制御部１０７ｂが制御部１０７と異なるのは、操作部１１１のレリーズボタンが押下されると、撮影レンズ１０２のフォーカス制御や絞り制御を行ってメカニカルシャッタ１０３を開閉する時にミラー駆動部１１６に指令してハーフミラー２０１ｂとサブミラー２０５を跳ね上げ、撮像部１０６で被写体画像を撮影する。また、制御部１０７ｂはＡＦ処理部１５１ｂを有し、図１のＡＦ処理部１５１と同様にファインダスクリーン２０２ｂに配置された焦点検出用画素の出力信号から被写体像のデフォーカス量を求める。さらに、ＡＦ処理部１５１ｂは、ＡＦセンサ１１５とは異なり、ＡＦセンサ１１５の出力信号からも被写体像のデフォーカス量を求める。ここで、サブミラー２０５は、撮影レンズ１０２から入射する光束の中央部分のみをＡＦセンサ１１５側に反射するので、ＡＦセンサ１１５は、撮影画像の中央部分の被写体像の像ずれ量しか検出することができない。そこで、本実施形態に係る電子カメラ１００ｂでは、ファインダスクリーン２０２ｂの焦点検出用画素の出力信号から撮影画像の周辺部分での像ずれ量を求めることにより、ＡＦセンサ１１５で検出できない撮影画像の領域でのフォーカス制御が可能になる。
［ファインダスクリーン２０２ｂの構成］
図９は、ファインダスクリーン２０２ｂの一例を示す図である。ファインダスクリーン２０２ｂは、図２のファインダスクリーン２０２と同様に、結像面がスリガラス状の半透明板３５１で構成され、ファインダ窓１０３側からペンタプリズム２０４およびコンデンサレンズ２０３を介してファインダスクリーン２０２に結像された被写体画像を観察することができる。特に、本実施形態のファインダスクリーン２０２ｂは、図２のファインダスクリーン２０２の中央部分３５２の焦点検出部３０１ｉが無く、半透明板３５１で構成される。そして、中央部分３５２の領域は、ＡＦセンサ１１５の像ずれ量の検出位置に相当する部分である。つまり、中央部分３５２の領域の像ずれ量はＡＦセンサ１１５によって検出される。そして、ＡＦセンサ１１５によって検出できない中央部分３５２以外の領域では、ファインダスクリーン２０２ｂに配置された焦点検出部３０１ａから３０１ｈまでの８つの焦点検出部３０１の出力信号によって像ずれ量を求めることができる。
【００６２】
次に、ファインダスクリーン２０２ｂの断面図を図１０に示す。図１０の断面図は、図８のファインダスクリーン２０２ｂを点線Ａ−Ｂで切断した時の断面の様子を描いた図である。図１０において、焦点検出部３０１ｃおよび３０１ｇへの入射光束は透過しないが、焦点検出部３０１ｃおよび３０１ｇ以外の領域はスリガラス状の半透明板３５１で構成され、通常のファインダスクリーンと同様に受光面に結像された被写体像をコンデンサレンズ２０３およびペンタプリズム２０４を介してファインダ窓１０３から観察することができる。
【００６３】
さらに、図１０において、焦点検出部３０１ｃＨは、図３の焦点検出部３０１ａＨと同様に、複数の瞳分割用の焦点検出画素ｐ（１）からｐ（ｎ）がライン状に配置されている。尚、焦点検出画素ｐは、第１実施形態で説明した図４（ａ）および図４（ｂ）と同様に構成される。
【００６４】
このように、本実施形態に係る電子カメラ１００ｂは、ファインダスクリーン２０２ｂに瞳分割用の焦点検出部３０１（図９の例では、焦点検出部３０１ａから焦点検出部３０１ｈ）を配置することにより、従来のように撮像部１０６の画像撮影用画素に焦点検出用画素を配置する必要がなく、撮影画像の画質が損なわれるという問題を回避できる。
【００６５】
特に、瞳分割方式に対応する専用のＡＦセンサ１１５で焦点検出を行うことができない撮影画像の周辺部分でのデフォーカス量の検出をファインダスクリーン２０２ｂで行うことができる。
【００６６】
また、ファインダスクリーン２０２ｂに結像された被写体像がファインダ窓１０３で観察できるように、焦点検出部３０１ａから焦点検出部３０１ｈ以外の部分を従来と同様にスリガラス状の半透明板３５１で構成するので、ファインダ窓１０３からファインダスクリーン２０２に結像された被写体像を観察することができる。
【００６７】
また、できるだけ視野の妨げにならないように、例えば、回路間の電極や制御信号線および読み出し線ＶＬなどの電極を透明電極で構成するので、これらの部分に結像される被写体像もファインダ窓１０３で観察することができる。尚、読み出し回路３５１は簡単な分周器や論理回路で構成でき、ある程度の受光面積が必要な光電変換部３６１を構成するフォトダイオードを有する画素に比べて同程度の回路規模で実現できるのでファインダ窓１０３から観察する被写体像の視野の妨げには殆どならない。
【００６８】
以上、本発明に係る電子カメラについて、各実施形態で例を挙げて説明してきたが、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の多様な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。
【符号の説明】
【００６９】
１００，１００ｂ・・・電子カメラ；１０１，１０１ｂ・・・本体；１０２・・・撮影レンズ；１０３・・・ファインダ窓；１０４，１０４ｂ・・・光束分割部；１０５・・・メカニカルシャッタ；１０６・・・撮像部；１０７，１０７ｂ・・・制御部；１０８・・・画像バッファ；１０９・・・表示部；１１０・・・メモリカードＩＦ；１１１・・・操作部；１１２・・・メモリ；１１３・・・ＡＥセンサ；１１４・・・シャッタ駆動部；１５１，１５１ｂ・・・ＡＦ処理部；２０１・・・ハーフミラー；２０２，２０２ｂ・・・ファインダスクリーン；２０３・・・コンデンサレンズ；２０４・・・ペンタプリズム；２５１・・・レンズ制御部；２５２・・・絞り；２５３・・・フォーカスレンズ；２５４・・・ズームレンズ；３０１ｈ・・・焦点検出部；ｐ・・・焦点検出画素；３６１・・・光電変換部；３６２・・・マスク；３６３・・・マイクロレンズ；３６４・・・左開口の光電変換部；３６５・・・右開口の光電変換部；３５１・・・読み出し回路；ＶＬ・・・読み出し線；ＲＳ・・・リセット信号；ＴＸ・・・転送信号；ＳＬ・・・選択信号；ＰＤ・・・フォトダイオード；Ｔｔｘ・・・転送用トランジスタ；Ｔｒｓｔ・・・リセット用トランジスタ；Ｔａｍｐ・・・増幅用トランジスタ；Ｔｓｅｌ・・・選択用トランジスタ
【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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