(57)【要約】【課題】複数の撮像素子を備えた撮像装置において、撮像素子へ光を入射させつつ、焦点を迅速に合わせることができる撮像装置を提供する。【解決手段】カメラ１００は、被写体からの光を複数に分解する分解プリズム９と、分解プリズム９によって分解された光をそれぞれ受けて光電変換を行う第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌとを備えている。輝度用撮像素子１０Ｌは、光を通過させるように構成されている。輝度用撮像素子１０Ｌを通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出ユニット２０をさらに備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を複数に分解する分解部と、
前記分解部によって分解された光をそれぞれ受けて光電変換を行う複数の撮像素子とを備え、
前記撮像素子のうちの少なくとも１つの撮像素子は、光を通過させるように構成されており、
該撮像素子を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出部をさらに備えている撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
複数の前記撮像素子は、輝度に関する情報を取得するための輝度用撮像素子と色に関する情報を取得するための色用撮像素子とを含み、
前記輝度用撮像素子は、光を通過させるように構成されており、
前記位相差検出部は、前記輝度用撮像素子を通過した光を受光するように配設されている撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記輝度用撮像素子の画素数は、前記色用撮像素子の画素数よりも多い撮像装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の撮像装置において、
前記色用撮像素子の画素サイズは、前記輝度用撮像素子の画素サイズよりも大きい撮像装置。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか１つに記載の撮像装置において、
前記輝度用撮像素子及び前記色用撮像素子からの出力に基づいて、Ｌａｂ変換によって画像信号を作成する制御部をさらに備える撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記色用撮像素子は、第１の色に関する情報を取得するための第１色用撮像素子と第２の色に関する情報を取得するための第２色用撮像素子とを含む撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記分解部は、被写体からの光を色が異なる複数の光に分解するように構成されており、
複数の前記撮像素子は、それぞれ異なる色に関する情報を取得するように構成されており、
複数の該撮像素子のうち対応する色の波長が最も長い撮像素子は、光を通過させるように構成されており、
前記位相差検出部は、該撮像素子を通過した光を受光するように配設されている撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
複数の前記撮像素子は、赤色に関する情報を取得するための赤色用撮像素子と、緑色に関する情報を取得するための緑色用撮像素子と、青色に関する情報を取得するための青色用撮像素子とを含み、
前記位相差検出部は、該赤色用撮像素子を通過した光を受光するように配設されている撮像装置。
【請求項９】
請求項１又は８に記載の撮像装置において、
複数の前記撮像素子は、互いの画素が光軸に交差する平面内でずれた状態で配置されている撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を用いて、被写体像を電気信号に変換し、この電気信号をデジタル化して記録するデジタルカメラが普及している。
【０００３】
デジタル一眼レフカメラは、被写体像の位相差を検出する位相差検出部を有し、これによりオートフォーカス（以下、単にＡＦともいう）を行う位相差検出方式ＡＦ機能を備えている。位相差検出方式ＡＦ機能によれば、デフォーカス方向及びデフォーカス量を検出できるため、フォーカスレンズの移動時間を短縮でき、迅速にフォーカスできるという利点を有する（例えば、特許文献１）。従来のデジタル一眼レフカメラでは、位相差検出部に被写体からの光を導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に進出／退避可能に構成された可動ミラーを設けている。
【０００４】
また、いわゆるコンパクトデジタルカメラは、撮像素子を用いたビデオＡＦによるオートフォーカス機能を採用している（例えば、特許文献２）。こうして、コンパクトデジタルカメラでは、被写体からの光を位相差検出部へ導くためのミラーをなくすことにより小型化を実現している。このようなコンパクトデジタルカメラでは、撮像素子を露光しながらオートフォーカスを行うことができる。すなわち、オートフォーカスを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理、例えば、カメラの背面に設けた画像表示部への撮像素子上に結像する画像の表示や、撮像素子上に結像する画像の撮影を行うことができる。このビデオＡＦによるオートフォーカス機能は、一般的に位相差検出方式ＡＦに比べて精度が高いという利点がある。
【０００５】
また、別の構成として、被写体からの光を分解する色分解プリズムと複数（具体的には、３つ）の撮像素子とを備え、複数の撮像素子を被写体からの光路長が互いに異なるように配設し、各撮像素子ごとにボケ特性情報を取得し、該ボケ特性情報に基づいてオートフォーカス機能を実現するものがある（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００７−１６３５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５１４０号公報
【特許文献３】特開２００１−６１１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に係るデジタルカメラのようにビデオＡＦではデフォーカス方向及びデフォーカス量を瞬時に検出することができない。例えば、コントラスト検出方式ＡＦによれば、コントラストピークを検出することで焦点を検出するが、フォーカスレンズを現在の位置から前後に移動させる等しないと、コントラストピークの方向、即ち、デフォーカス方向を検出することができない。また、コントラストピークを一旦通り過ぎるまでフォーカスレンズを移動させなければ、合焦位置を検出することができず、その後、フォーカスレンズを合焦位置まで戻す必要がある。そのため、焦点検出に時間がかかってしまう。
【０００７】
一方、位相差検出方式ＡＦによれば、瞬時にデフォーカス方向及びデフォーカス量を検出することができ、焦点を迅速に検出することができるが、特許文献１に係るデジタル一眼レフカメラのように位相差検出方式ＡＦを採用している撮像装置においては、被写体からの光を位相差検出部へ導くために、レンズ鏡筒から撮像素子への光路上に可動ミラーを進出させる必要がある。そのため、小型化に不利であることに加えて、位相差検出方式ＡＦを行いながら、撮像素子を用いた種々の処理を行うことができないという問題がある。また、位相差検出方式ＡＦにより焦点を合わせてから撮像するまでの間に可動ミラーを退避させる必要があり、レリーズタイムラグが長くなるという問題もある。
【０００８】
その点、特許文献３に係る複数の撮像素子を備えたデジタルカメラによれば、位相差検出方式ＡＦを行う特許文献１に係るデジタルカメラのように可動ミラーを設ける必要もないため、撮像素子を用いた処理とＡＦとを並行して行うことができ、レリーズタイムラグを短縮できると共に、コントラスト検出方式ＡＦを行う特許文献２に係るデジタルカメラのようにフォーカスレンズを一旦移動させてみることでデフォーカス方向やデフォーカス量を検出する必要がないため、焦点を迅速に合わせることができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に係るデジタルカメラでは、複数の撮像素子はそれぞれの光路長が異なるように配置されているため、何れかの撮像素子に対して焦点を合わせて撮影を行うと、その他の撮像素子に対しては焦点が合っておらず、画像信号にボケ成分が含まれることになってしまう。
【００１０】
そこで、特許文献３に係る構成とは異なる構成で、撮像素子を用いた処理とＡＦとを並行して行うことができると共に、焦点を迅速に合わせることができる撮像装置が望まれている。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の撮像素子を備えた撮像装置において、撮像素子へ光を入射させつつ、焦点を迅速に合わせることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る撮像装置は、被写体からの光を複数に分解する分解部と、前記分解部によって分解された光をそれぞれ受けて光電変換を行う複数の撮像素子とを備え、前記撮像素子のうちの少なくとも１つの撮像素子は、光を通過させるように構成されており、該撮像素子を通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出部をさらに備えているものとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の撮像素子のうちの少なくとも１つの撮像素子を光が透過するように構成すると共に、該撮像素子を透過した光を位相差検出部に受光させることによって、撮像素子に光を入射させつつ、位相差検出部で位相差検出を行うことができる。そして、この位相差検出部による位相差検出を利用することにより焦点を迅速に合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。
【００１６】
実施形態１に係るカメラ１００は、図１に示すように、交換レンズ式の一眼レフデジタルカメラであり、主に、カメラシステムの主要な機能を有するカメラ本体４と、カメラ本体４に取り外し可能に装着された交換レンズ７とから構成されている。交換レンズ７は、カメラ本体４の前面に設けられたボディマウント４１に装着されている。ボディマウント４１には電気切片４１ａが設けられている。
【００１７】
−カメラ本体の構成−
カメラ本体４は、被写体からの光を３つの光に分解する分解プリズム９と、被写体像を撮影画像として取得する３つの撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌと、撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌに入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのＩＲカット兼ＯＬＰＦ（Optical Low Pass Filter）４３と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示する画像表示部４４と、ボディ制御部５とを有している。このカメラ本体４が撮像装置本体を構成する。
【００１８】
カメラ本体４には、カメラシステムの電源の入切を操作する電源スイッチ４０ａと、撮影者がフォーカシング時およびレリーズ時に操作するレリーズボタン４０ｂと、種々の撮影モード及び機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替える設定スイッチ４０ｃ，４０ｄとが設けられている。
【００１９】
電源スイッチ４０ａにより電源がＯＮ状態になると、カメラ本体４および交換レンズ７の各部に電源が供給される。
【００２０】
レリーズボタン４０ｂは、２段式であって、半押しすることで後述するオートフォーカスやＡＥ等を行う一方、全押しすることでレリーズが行われる。
【００２１】
ＡＦ設定スイッチ４０ｃは、後述する３つのオートフォーカス機能を切り替えるためのスイッチである。カメラ本体４は、このＡＦ設定スイッチ４０ｃが切り替えられることによって、オートフォーカス機能を３つのうちの何れかに設定するように構成されている。
【００２２】
連写設定スイッチ４０ｄは、後述する連写モードの設定／解除を行うためのスイッチである。カメラ本体４は、この連写設定スイッチ４０ｄが操作されることによって、通常撮影モードと連写モードとを切替可能に構成されている。
【００２３】
また、これらの設定スイッチ４０ｃ，４０ｄは、カメラ撮影機能を種々選択するメニュー内の選択項目であってもよいことは言うまでもない。
【００２４】
分解プリズム９は、第１プリズム９１と、該第１プリズム９１に接合された第２プリズム９２と、該第２プリズム９２に接合された第３プリズム９３と、第１プリズム９１と第２プリズム９２との接合面に設けられた第１半透過膜９４と、第２プリズム９２と第３プリズム９３との接合面に設けられた第２半透過膜９５とを含んでいる。この分解プリズム９が被写体からの光の分解部を構成する。
【００２５】
このように構成された分解プリズム９においては、第１プリズム９１の入射面９１ａから入射した入射光の一部の光が第１半透過膜９４及び第１プリズム９１内で反射して第１プリズム９１の出射面９１ｂから出射する。一方、残りの光は第１半透過膜９４を透過する。そして、第１半透過膜９４を透過した光のさらに一部の光が第２半透過膜９５で反射して第２プリズム９２の出射面９２ｂから出射する。一方、第１半透過膜９４を透過した光のうちの残りの光は、第２半透過膜９５を透過して第３プリズム９３の出射面９３ｂから出射する。分解プリズム９に入射した光が３等分されて３つの出射面９１ｂ，９２ｂ，９３ｂから出射されるように、第１及び第２半透過膜９４，９５が構成されている。
【００２６】
撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌは、光電変換により被写体像を電気信号に変換するものである。第１色用撮像ユニット１ａは、第１プリズム９１の出射面９１ｂに対向して配設され、該出射面９１ｂから出射される光を光電変換して、第１色信号（即ち、第１の色に関する情報）として取得する。第２色用撮像ユニット１ｂは、第２プリズム９２の出射面９２ｂに対向して配設され、該出射面９２ｂから出射される光を光電変換して、第２色信号（即ち、第２の色に関する情報）として取得する。輝度用撮像ユニット１Ｌは、第３プリズム９３の出射面９３ｂに対向して配設されて、該出射面９３ｂから出射される光を光電変換して、輝度信号（即ち、輝度に関する情報）として取得する。これら撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌは、被写体からの光路長（詳しくは、被写体から第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌの各撮像面までの光路長）が等しくなるように分解プリズム９に対して配設されている。また、撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌは、ブレ補正ユニット４５，４５，…によって光軸Ｘに直行する平面内で移動可能に構成されている。撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌの詳しい構成については後述する。
【００２７】
ボディ制御部５は、ボディマイコン５０と、不揮発性メモリ５０ａと、撮像ユニット１の動作を制御すると共に撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する撮像ユニット制御部５２と、例えばカード型記録媒体や内部メモリである画像格納部５８からの画像データの読み出し及び該画像格納部５８への画像データの記録を行う画像読み出し/記録部５３と、画像読み出し/記録部５３を制御する画像記録制御部５４と、画像表示部４４の表示を制御する画像表示制御部５５と、カメラ本体４のブレにより生じる像ブレ量を検出するブレ検出部５６と、ブレ補正ユニット４５を制御する補正ユニット制御部５７とを含む。このボディ制御部５が制御部を構成する。
【００２８】
ボディマイコン５０は、カメラ本体４の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスの制御を行う。ボディマイコン５０には、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭが搭載されている。そして、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディマイコン５０は様々な機能を実現することができる。
【００２９】
このボディマイコン５０は、電源スイッチ４０ａ、レリーズボタン４０ｂ及び各設定スイッチ４０ｃ，４０ｄからの入力信号が入力されると共に、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等に対し制御信号を出力するように構成されており、撮像ユニット制御部５２、画像読み出し/記録部５３、画像記録制御部５４及び補正ユニット制御部５７等にそれぞれの制御を実行させる。また、ボディマイコン５０は、後述するレンズマイコン８０とマイコン間通信を行う。
【００３０】
例えば、ボディマイコン５０の指示により、撮像ユニット制御部５２が撮像ユニット１からの電気信号をＡ／Ｄ変換してボディマイコン５０へ出力する。ボディマイコン５０は、取り込んだ電気信号に所定の画像処理を施して画像信号を作成する。そして、ボディマイコン５０は、画像読み出し/記録部５３に画像信号を送信すると共に、画像記録制御部５４に画像の記録及び表示の指示を行って、画像格納部５８への画像信号の保存と画像表示制御部５５への画像信号の送信を行わせる。画像表示制御部５５は、送信されてきた画像信号に基づいて画像表示部４４を制御して、該画像表示部４４に画像を表示させる。
【００３１】
不揮発性メモリ５０ａには、カメラ本体４に関する各種情報（本体情報）が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体４のメーカー名、製造年月日、型番、ボディマイコン５０にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体４を特定するための型式に関する情報（本体特定情報）、カメラ本体４がブレ補正ユニット４５及びブレ検出部５６等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、ブレ検出部５６の型番および感度などの検出性能に関する情報、エラー履歴なども含まれている。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ５０ａの代わりにボディマイコン５０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【００３２】
ブレ検出部５６は、手ブレなどに起因するカメラ本体４の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、カメラ本体４が静止している状態での出力を基準としてカメラ本体４が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてボディマイコン５０に与えられる。
【００３３】
−交換レンズの構成−
交換レンズ７は、カメラ本体４内の撮像ユニット１に被写体像を結ぶための撮像光学系を構成しており、主に、フォーカシングを行うフォーカス調節部７Ａと、絞りを調節する絞り調節部７Ｂと、光路を調節することで像ブレを補正するレンズ用像ブレ補正部７Ｃと、撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌの露光状態を調節するシャッタユニット７５と、交換レンズ７の動作を制御するレンズ制御部８とを有している。
【００３４】
交換レンズ７は、レンズマウント７１を介して、カメラ本体４のボディマウント４１に取り付けられている。また、レンズマウント７１には、交換レンズ７がカメラ本体４に取り付けられてときにボディマウント４１の電気切片４１ａと電気的に接続される電気切片７１ａが設けられている。
【００３５】
フォーカス調節部７Ａは、フォーカスを調節するフォーカスレンズ群７２で構成されている。フォーカスレンズ群７２は、交換レンズ７の規格として定められた最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間で光軸Ｘ方向に移動可能である。また、フォーカスレンズ群７２は、後述するコントラスト検出方式による合焦位置検出の場合、合焦位置を挟んで光軸Ｘ方向前後に移動可能である必要があるため、上述の最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間よりもさらに光軸Ｘ方向前後に移動可能なレンズシフト余裕区間を有している。なお、フォーカスレンズ群７２は、必ずしも複数のレンズで構成される必要はなく、１枚のレンズで構成されていてもよい。
【００３６】
絞り調節部７Ｂは、絞りまたは開放を調節する絞り部７３で構成されている。この絞り部７３が光量調節部を構成する。
【００３７】
レンズ用像ブレ補正部７Ｃは、ブレ補正レンズ７４と、ブレ補正レンズ７４を光軸Ｘに直行する平面内で移動させるブレ補正レンズ駆動部７４ａとを有している。
【００３８】
レンズ制御部８は、レンズマイコン８０と、不揮発性メモリ８０ａと、フォーカスレンズ群７２の動作を制御するフォーカスレンズ群制御部８１と、フォーカスレンズ群制御部８１の制御信号を受けてフォーカスレンズ群７２を駆動するフォーカス駆動部８２と、絞り部７３の動作を制御する絞り制御部８３と、交換レンズ７のブレを検出するブレ検出部８４と、ブレ補正レンズ駆動部７４ａを制御するブレ補正レンズユニット制御部８５と、シャッタユニット７５の駆動を制御するシャッタ制御部８６とを有する。
【００３９】
レンズマイコン８０は、交換レンズ７の中枢を司る制御装置であり、交換レンズ７に搭載された各部に接続されている。具体的には、レンズマイコン８０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。例えば、レンズマイコン８０は、ボディマイコン５０からの信号に基づいてレンズ用像ブレ補正装置（ブレ補正レンズ駆動部７４ａ等）を補正可能状態または補正不能状態に設定する機能を有している。また、レンズマウント７１に設けられた電気切片７１ａとボディマウント４１に設けられた電気切片４１ａとの接触により，ボディマイコン５０およびレンズマイコン８０は電気的に接続されており、互いに情報の送受信が可能となっている。
【００４０】
また、不揮発性メモリ８０ａには、交換レンズ７に関する各種情報（レンズ情報）が格納されている。このレンズ情報には、例えば、交換レンズ７のメーカー名、製造年月日、型番、レンズマイコン８０にインストールされているソフトのバージョンおよびファームアップに関する情報などの交換レンズ７を特定するための型式に関する情報（レンズ特定情報）、交換レンズ７がブレ補正レンズ駆動部７４ａ及びブレ検出部８４等の像ブレを補正するための手段を搭載しているか否かに関する情報、像ブレを補正するための手段を搭載している場合は、ブレ検出部８４の型番および感度などの検出性能に関する情報、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの型番および最大補正可能角度などの補正性能に関する情報（レンズ側補正性能情報）、像ブレ補正を行うためのソフトのバージョンなどが含まれている。さらに、レンズ情報には、ブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動に必要な消費電力に関する情報（レンズ側消費電力情報）およびブレ補正レンズ駆動部７４ａの駆動方式に関する情報（レンズ側駆動方式情報）も含まれている。尚、不揮発性メモリ８０ａは、ボディマイコン５０から送信された情報を格納可能である。尚、これらの情報は、不揮発性メモリ８０ａの代わりに、レンズマイコン８０内のメモリ部に格納されていてもよい。
【００４１】
フォーカスレンズ群制御部８１は、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出部８１ａと、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出部８１ｂとを有している。絶対位置検出部８１ａは、交換レンズ７の筐体におけるフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出するものである。絶対位置検出部８１ａは、例えば、数ｂｉｔの接触型エンコーダ基板とブラシとによって構成され、絶対位置を検出可能に構成されている。相対位置検出部８１ｂは、それのみではフォーカスレンズ群７２の絶対位置を検出することができないが、フォーカスレンズ群７２の移動方向は検出可能であり、例えば二相エンコーダを用いている。二相エンコーダは回転パルスエンコーダや、ＭＲ素子、ホール素子など、フォーカスレンズ群７２の光軸方向の位置に応じて等しいピッチで２値の信号を交互に出力するものが２つ設けられており、これらのピッチの位相をずらすように設置されている。レンズマイコン８０は、相対位置検出部８１ｂの出力からフォーカスレンズ群７２の光軸方向の相対位置を算出する。
【００４２】
ブレ検出部８４は，手ブレなどに起因する交換レンズ７の動きを検出する角速度センサを備える。角速度センサは、交換レンズ７が静止している状態での出力を基準として交換レンズ７が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。尚、本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の２方向を検出するために角速度センサを２個設けている。出力された角速度信号は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてレンズマイコン８０に与えられる。
【００４３】
ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部（図示せず）を備える。移動量検出部は、ブレ補正レンズ７４の実際の移動量を検出する検出部である。ブレ補正レンズユニット制御部８５は、移動量検出部からの出力に基づいて、ブレ補正レンズ７４を帰還制御している。
【００４４】
シャッタ制御部８６は、レンズマイコン８０からの制御信号を受けて、シャッタユニット７５を駆動制御する。詳しくは、レンズマイコン８０は、ボディマイコン５０からの制御信号を受けてシャッタユニット７５に制御信号を出力する。
【００４５】
尚、カメラ本体４及び交換レンズ７の両方にブレ検出部５６，８４とブレ補正装置４５，７４ａを搭載した例を示したが、カメラ本体４及び交換レンズ７の何れかにブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていてもよく、何れにもブレ検出部及びブレ補正装置が搭載されていない場合であってもよい（その場合は、上述のブレ補正に関するシーケンスを排除すればよい）。
【００４６】
−撮像ユニットの構成−
まずは、第１色用及び第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂについて説明する。第１色用及び第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂは、図２に示すように、被写体像を電気信号に変換するための第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂと、撮像素子１０を保持するためのパッケージ３１とを有している。尚、図２において、第２色用撮像ユニット１ｂに関する符号は括弧付きで付している（図３において同様）。ただし、第１色用撮像素子１０ａと第２色用撮像素子１０ｂとの構成は同様であるため、以下では、第１色用撮像素子１０ａについてのみ説明し、第２色用撮像素子１０ｂの説明を省略する。
【００４７】
第１色用撮像素子１０ａは、インターライン型ＣＣＤイメージセンサであって、図３に示すように、半導体材料で構成された光電変換部１１と、垂直レジスタ１２と、転送路１３と、マスク１４と、カラーフィルタ１５と、マイクロレンズ１６とを有している。
【００４８】
光電変換部１１は、基板１１ａと、基板１１ａ上に配列された複数の受光部（画素ともいう）１１ｂ，１１ｂ，…とを有している。
【００４９】
基板１１ａは、Ｓｉ（シリコン）ベースで構成されている。詳しくは、基板１１ａは、Ｓｉ単結晶基板又はＳＯＩ（Silicon On Insulator wafer）で構成されている。特に、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ薄膜とＳｉＯ２薄膜のサンドイッチ構造をなし、エッチングの処理などにおいてＳｉＯ２層で反応をとめることが可能であり、安定した基板加工を行う上で有利である。
【００５０】
また、受光部１１ｂは、フォトダイオードで構成されていて、光を吸収して電荷を発生する。受光部１１ｂ，１１ｂ，…は、基板１１ａ上において行列状に配列された微小な方形の画素領域内にそれぞれ設けられている（図４参照）。
【００５１】
垂直レジスタ１２は、受光部１１ｂごとに設けられており、受光部１１ｂに蓄積された電荷を一時蓄積する役割を有する。つまり、受光部１１ｂに蓄積された電荷は、垂直レジスタ１２に転送される。垂直レジスタ１２に転送された電荷は、転送路１３を介して水平レジスタ（図示省略）に転送され、増幅器（図示省略）に送られる。増幅器に送られた電荷は、増幅され電気信号として取り出される。
【００５２】
マスク１４は、受光部１１ｂを被写体側に露出させる一方、垂直レジスタ１２及び転送路１３を覆うように設けられていて、垂直レジスタ１２及び転送路１３に光が入射することを防止している。
【００５３】
カラーフィルタ１５及びマイクロレンズ１６は、各受光部１１ｂに対応して前記微小な方形の画素領域ごとに設けられている。
【００５４】
カラーフィルタ１５は、特定の色だけを透過させるためのものであり、原色フィルタ又は補色フィルタが用いられる。本実施形態では、図４に示すように、いわゆるベイヤー型の原色フィルタが用いられている。すなわち、第１色用撮像素子１０ａ全体としては、２行２列に隣接する４つのカラーフィルタ１５，１５，…（又は４つの画素領域）を１つの繰り返し単位としたときに、該繰り返し単位中において、一方の対角方向に２つの緑のカラーフィルタ（即ち、緑色の可視光波長域に対して緑色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｇ，１５ｇが配列され、他方の対角方向に赤のカラーフィルタ（即ち、赤色の可視光波長域に対して赤色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｒと青のカラーフィルタ（即ち、青色の可視光波長域に対して青色以外の他の色の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタ）１５ｂとが配列されている。全体として緑のカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇ，…が縦横に１つおきに配置されている。
【００５５】
マイクロレンズ１６は、光を集光して受光部１１ｂに入射させるものである。このマイクロレンズ１６によって受光部１１ｂを効率良く照射できる。
【００５６】
このように構成された第１色用撮像素子１０ａは、パッケージ３１に保持されている（図２参照）。このパッケージ３１が保持部を構成する。
【００５７】
詳しくは、パッケージ３１は、平板状の底板３１ａにフレーム３２が設けられていると共に、四方には立壁３１ｂ，３１ｂ，…が設けられている。第１色用撮像素子１０ａは、立壁３１ｂ，３１ｂ，…により四方を覆われるようにして、フレーム３２にマウントされると共に、フレーム３２に対してボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。
【００５８】
また、パッケージ３１の立壁３１ｂ，３１ｂ，…の先端には、第１色用撮像素子１０ａの撮像面（受光部１１ｂ，１１ｂ，…が設けられている面）を覆うようにカバーガラス３３が取り付けられている。このカバーガラス３３によって、第１色用撮像素子１０ａがパッケージ内に密封されており、第１色用撮像素子１０ａの撮像面はゴミの付着などから保護されている。
【００５９】
次に、輝度用撮像ユニット１Ｌについて説明する。輝度用撮像ユニット１Ｌは、図５に示すように、被写体像を電気信号に変換するための輝度用撮像素子１０Ｌと、輝度用撮像素子１０Ｌを保持するための輝度用パッケージ３１Ｌと、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差検出ユニット２０とを有している。
【００６０】
輝度用撮像素子１０Ｌの基本的な構成は、前記第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂと同様である。ただし、輝度用撮像素子１０Ｌは、図６に示すように、該第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂと異なり、カラーフィルタを有さず、さらに、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が基板１１ａに複数形成されている。
【００６１】
すなわち、輝度用撮像素子１０Ｌは、カラーフィルタを有さないため、マイクロレンズ１６，１６，…に照射された光は、該マイクロレンズ１６，１６，…により集光された後、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に到達する。つまり、輝度用撮像素子１０Ｌにおいては、カラーフィルタによる光の損失がないため、より多くの光を受光部１１ｂ，１１ｂ，…に到達させることができる。
【００６２】
また、前記透過部１７は、基板１１ａにおける受光部１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄く形成されている。さらに詳しくは、透過部１７は、最も薄肉になっている陥没面１７ａと、該陥没面１７ａと裏面１１ｃとを繋ぐ傾斜面１７ｂ，１７ｂとを有している。
【００６３】
この基板１１ａにおける透過部１７を光が透過する程度の厚みに形成することによって、光電変換部１１に照射された光のうち該透過部１７に照射された光の一部は電荷に変換されずに該光電変換部１１を透過する。例えば、透過部１７における基板１１ａの厚みを２〜３μｍに設定することによって、近赤外光より長波長側の光を約５０％透過させることができる。
【００６４】
また、傾斜面１７ｂ，１７ｂは、透過部１７を透過する際に該傾斜面１７ｂで反射する光が後述する位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ向かわない角度に設定されている。こうすることで、後述するラインセンサ２４ａに実像でない像が形成されることを防止している。
【００６５】
この透過部１７が、輝度用撮像素子１０Ｌに入射する光を透過、即ち、通過させる薄肉部を構成する。ここで、少なくとも本明細書においては、「通過」は「透過」を含む概念である。
【００６６】
また、輝度用パッケージ３１Ｌの基本的な構成も、前記第１色用及び第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂのパッケージ３１と同様である。ただし、輝度用パッケージ３１Ｌは、図６に示すように、該パッケージ３１と異なり、開口３１ｃ，３１ｃ，…が形成されている。
【００６７】
詳しくは、輝度用パッケージ３１Ｌは、平板状の底板３１ａにフレーム３２が設けられていると共に、四方には立壁３１ｂ，３１ｂ，…が設けられている。輝度用撮像素子１０Ｌは、立壁３１ｂ，３１ｂ，…により四方を覆われるようにして、フレーム３２にマウントされると共に、フレーム３２に対してボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。
【００６８】
また、輝度用パッケージ３１Ｌの立壁３１ｂ，３１ｂ，…の先端には、輝度用撮像素子１０Ｌの撮像面を覆うようにカバーガラス３３が取り付けられている。このカバーガラス３３によって、輝度用撮像素子１０Ｌの撮像面はゴミの付着などから保護されている。
【００６９】
ここで、輝度用パッケージ３１Ｌの底板３１ａには、輝度用撮像素子１０Ｌの透過部１７，１７，…に対応する位置に該透過部１７，１７，…と同じ個数だけ開口３１ｃ，３１ｃ，…が貫通形成されている。この開口３１ｃ，３１ｃ，…により、輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光が、後述する位相差検出ユニット２０まで到達する。この開口３１ｃが通過部を構成する。
【００７０】
尚、輝度用パッケージ３１Ｌの底板３１ａには、必ずしも開口３１ｃが貫通形成される必要はない。すなわち、輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光が位相差検出ユニット２０まで到達する構成であれば、底板３１ａに透明部若しくは半透明部を形成する等の構成であってもよい。
【００７１】
位相差検出ユニット２０は、輝度用撮像素子１０Ｌの背面側（被写体と反対側）に設けられて、輝度用撮像素子１０Ｌからの通過光を受光して位相差検出を行う。詳しくは、位相差検出ユニット２０は、受光した通過光を測距のための電気信号に変換する。この位相差検出ユニット２０が位相差検出部を構成する。
【００７２】
この位相差検出ユニット２０は、図５，７に示すように、コンデンサレンズユニット２１と、マスク部材２２と、セパレータレンズユニット２３と、ラインセンサユニット２４と、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４を取り付けるためのモジュール枠２５とを有している。コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、輝度用撮像素子１０Ｌの厚さ方向に沿って該輝度用撮像素子１０Ｌ側からこの順で並んでいる。
【００７３】
コンデンサレンズユニット２１は、複数のコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を一体的にユニット化したものである。コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…は、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各コンデンサレンズ２１ａは、入射する光を集光するためのものであり、輝度用撮像素子１０Ｌを透過して拡がりつつある光を集光して、セパレータレンズユニット２３の後述するセパレータレンズ２３ａへと導く。各コンデンサレンズ２１ａは、入射面２１ｂが凸状に形成されていると共に、入射面２１ｂ近傍が円柱状に形成されている。
【００７４】
このコンデンサレンズ２１ａを設けることによって、セパレータレンズ２３ａへの入射角度が立つ（入射角が小さくなる）ため、セパレータレンズ２３ａの収差を抑えることができると共に、後述するラインセンサ２４ａ上の被写体像間隔を小さくすることができる。その結果、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを小型化することができる。また、撮像光学系からの被写体像の焦点位置が輝度用撮像ユニット１Ｌから大きく外れたとき（詳しくは、輝度用撮像ユニット１Ｌの輝度用撮像素子１０Ｌから大きく外れたとき）、その像のコントラストが著しく下がるが、本実施形態によれば、コンデンサレンズ２１ａとセパレータレンズ２３ａによる縮小効果によりコントラストの低下を抑え、焦点検出範囲を広くすることもできる。尚、焦点位置近傍における高精度な位相差検出等の場合、セパレータレンズ２３ａやラインセンサ２４ａ等の寸法に余裕がある場合等においては、コンデンサレンズユニット２１を設けなくてもよい。
【００７５】
マスク部材２２は、コンデンサレンズユニット２１とセパレータレンズユニット２３との間に配設される。マスク部材２２は、各セパレータレンズ２３ａに対応する位置ごとに２つのマスク開口２２ａ，２２ａが形成されている。つまり、マスク部材２２は、セパレータレンズ２３ａのレンズ面を２つの領域に分割して、該２つの領域だけをコンデンサレンズ２１ａ側に露出させている。すなわち、マスク部材２２は、コンデンサレンズ２１ａにより集光された光を２つの光束に瞳分割して、セパレータレンズ２３ａへ入射させる。このマスク部材２２により隣り合う一方のセパレータレンズ２３ａからの有害光などが他方のセパレータレンズ２３ａに入らないようにすることができる。尚、光学設計上に上記有害光の発生の懸念がない場合は、このマスク部材２２は、設けなくともよい。
【００７６】
セパレータレンズユニット２３は、複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を有し、これら複数のセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を一体的にユニット化したものである。セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各セパレータレンズ２３ａは、マスク部材２２を通過して入射してきた２つの光束を、同一の２つの被写体像としてラインセンサ２４ａ上に結像させる。
【００７７】
ラインセンサユニット２４は、複数のラインセンサ２４ａ，２４ａ，…と該ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…を設置する設置部２４ｂとを有する。ラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…と同様に、透過部１７，１７，…と同じ数だけ設けられている。各ラインセンサ２４ａは、撮像面上に結像する像を受光して電気信号に変換する。つまり、ラインセンサ２４ａの出力から、２つの被写体像の間隔を検出することができ、その間隔によって輝度用撮像素子１０Ｌに結像する被写体像の焦点のずれ量（即ち、デフォーカス量（Ｄｆ量））及び焦点がどちらの方向にずれているか（即ち、デフォーカス方向）を求めることができる（以下、これらＤｆ量及びデフォーカス方向等をデフォーカス情報ともいう）。
【００７８】
このように構成されたコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４は、モジュール枠２５に配設されている。
【００７９】
モジュール枠２５は、枠状に形成された部材であって、その内周には、内側に向かって突出する取付部２５ａが設けられている。取付部２５ａの輝度用撮像素子１０Ｌ側には、階段状に第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃが形成されている。また、取付部２５ａの輝度用撮像素子１０Ｌと反対側には、第３取付部２５ｄが形成されている。
【００８０】
そして、輝度用撮像素子１０Ｌ側から、モジュール枠２５の第２取付部２５ｃにマスク部材２２が取り付けられ、第１取付部２５ｂにコンデンサレンズユニット２１が取り付けられている。これらコンデンサレンズユニット２１及びマスク部材２２は、それぞれ第１取付部２５ｂ及び第２取付部２５ｃに取り付けられる際に、図５，７に示すように、周縁部がモジュール枠２５に嵌り込むように形成されており、それによりモジュール枠２５に対して位置決めされる。
【００８１】
一方、輝度用撮像素子１０Ｌの反対側から、モジュール枠２５の第３取付部２５ｄにセパレータレンズユニット２３が取り付けられている。第３取付部２５ｄには、コンデンサレンズユニット２１と反対側に突出する位置決めピン２５ｅと方向基準ピン２５ｆとが設けられている。一方、セパレータレンズユニット２３には、これら位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆにそれぞれ対応する位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃが形成されている。位置決めピン２５ｅと位置決め孔２３ｂとは嵌合するようにそれぞれの径が設定されている。一方、方向基準ピン２５ｆと方向基準孔２３ｃとは緩やかに嵌るようにそれぞれの径が設定されている。すなわち、セパレータレンズユニット２３は、位置決め孔２３ｂ及び方向基準孔２３ｃをそれぞれ第３取付部２５ｄの位置決めピン２５ｅ及び方向基準ピン２５ｆに挿通させることによって、第３取付部２５ｄに取り付ける際の方向等の姿勢が規定されると共に、位置決め孔２３ｂと位置決めピン２５ｅとの嵌合によって第３取付部２５ｄに対して位置決めされる。こうして、セパレータレンズユニット２３が姿勢及び位置を決めて取り付けられたとき、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…の各レンズ面は、コンデンサレンズユニット２１の側を向くと共に、マスク開口２２ａ，２２ａと対向した状態になる。
【００８２】
こうして、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５に対して位置決めされた状態で取り付けられる。すなわち、これらコンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２及びセパレータレンズユニット２３は、モジュール枠２５を介して、互いの位置関係が位置決めされる。
【００８３】
そして、ラインセンサユニット２４が、セパレータレンズユニット２３の背面側（コンデンサレンズユニット２１と反対側）からモジュール枠２５に対して取り付けられる。このとき、ラインセンサユニット２４は、各セパレータレンズ２３ａを透過した光がラインセンサ２４ａに入射するように位置決めされた状態でモジュール枠２５に取り付けられる。
【００８４】
したがって、コンデンサレンズユニット２１、マスク部材２２、セパレータレンズユニット２３及びラインセンサユニット２４をモジュール枠２５に取り付けることによって、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…に入射した光が、該コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を透過して、マスク部材２２を介してセパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…に入射し、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を透過した光がラインセンサ２４ａ，２４ａ，…上に結像するように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、マスク部材２２、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…がそれぞれ位置決めされた状態で配列される。
【００８５】
このように構成された輝度用撮像素子１０Ｌと位相差検出ユニット２０とは、互いに接合される。詳しくは、輝度用撮像素子１０Ｌにおける輝度用パッケージ３１Ｌの開口３１ｃと位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａとが、互いに嵌合するように構成されている。つまり、位相差検出ユニット２０におけるコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を、輝度用撮像素子１０Ｌにおける輝度用パッケージ３１Ｌの開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌め込んだ状態で、モジュール枠２５を輝度用パッケージ３１Ｌに接着する。こうすることで輝度用撮像素子１０Ｌと位相差検出ユニット２０とを互いに位置決めした状態で接合することができる。このように、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…及びラインセンサ２４ａ，２４ａ，…は、一体的にユニット化されると共に、ユニット化された状態で輝度用パッケージ３１Ｌに取り付けられる。
【００８６】
このとき、全ての開口３１ｃ，３１ｃ，…と全てのコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とを互いに嵌合するように構成してもよい。あるいは、そのうちのいくつかの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…だけを嵌合状態とし、残りの開口３１ｃ，３１ｃ，…とコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…とは緩やかに嵌るように構成してもよい。後者の場合には、最も撮像面中央に近いコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面内における位置決めを行い、さらに、撮像面中央から最も離れたコンデンサレンズ２１ａと開口３１ｃとが嵌合するように構成して撮像面中央のコンデンサレンズ２１ａ及び開口３１ｃ回り（即ち、回転角度）の位置決めを行うことが好ましい。
【００８７】
こうして、輝度用撮像素子１０Ｌと位相差検出ユニット２０とを接合した結果、基板１１ａの背面側には、各透過部１７ごとに、コンデンサレンズ２１ａ、マスク部材２２の一対のマスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが配置される。
【００８８】
このように、光を透過させるように構成した輝度用撮像素子１０Ｌに対して、輝度用撮像素子１０Ｌを収容する輝度用パッケージ３１Ｌの底板３１ａに開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を輝度用パッケージ３１Ｌの背面側まで容易に到達させることができると共に、輝度用パッケージ３１Ｌの背面側に位相差検出ユニット２０を配設することによって、輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を位相差検出ユニット２０で受光する構成を容易に実現することができる。
【００８９】
また、輝度用パッケージ３１Ｌの底板３１ａに形成される開口３１ｃ，３１ｃ，…は輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を輝度用パッケージ３１Ｌの背面側に通過させる構成であれば任意の構成を採用することができるが、貫通孔である開口３１ｃ，３１ｃ，…を形成することによって、輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を減衰させることなく輝度用パッケージ３１Ｌの背面側まで到達させることができる。
【００９０】
また、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させることによって、開口３１ｃ，３１ｃ，…を利用して、輝度用撮像素子１０Ｌに対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。尚、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を設けない場合は、セパレータレンズ２３ａ，２３ａ，…を開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させるように構成すれば、同様に、輝度用撮像素子１０Ｌに対する位相差検出ユニット２０の位置決めを行うことができる。
【００９１】
それと共に、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…に輝度用パッケージ３１Ｌの底板３１ａを貫かせて、基板１１ａに接近させて配設することができるため、撮像ユニット１をコンパクトに構成することができる。
【００９２】
このように構成された第１色用、第２色用及び輝度用撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌについて、まず、第１色用及び第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂの動作を説明する。
【００９３】
第１色用撮像ユニット１ａには、前述の如く、第１プリズム９１の入射面９１ａを介して分解プリズム９に入射した入射光のうち第１半透過膜９４で反射した光が入射する。また、第２色用撮像ユニット１ｂには、該入射光のうち第１半透過膜９４を透過して第２半透過膜９５で反射した光が入射する。
【００９４】
尚、第１色用撮像ユニット１ａと第２色用撮像ユニット１ｂの動作は、同様であるため、以下では、第１色用撮像ユニット１ａの動作について説明し、第２色用撮像ユニット１ｂについての説明を省略する。
【００９５】
第１色用撮像ユニット１ａに被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し第１色用撮像素子１０ａに入射する。該光は、第１色用撮像素子１０ａのマイクロレンズ１６，１６，…により集光された後、カラーフィルタ１５，１５，…に入射し、各カラーフィルタに応じた色の光だけが該カラーフィルタ１５，１５，…を透過して、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に到達する。受光部１１ｂは光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。つまり、受光部１１ｂ，１１ｂ，…からは、各カラーフィルタに対応した色の受光光量が出力として得られる。こうして、第１色用撮像素子１０ａは、その撮像面全体における受光部１１ｂ，１１ｂ，…で光電変換を行うことによって、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。
【００９６】
次に、輝度用撮像ユニット１Ｌの動作について説明すると、輝度用撮像ユニット１Ｌには、前述の如く、第１プリズム９１の入射面９１ａを介して分解プリズム９に入射した入射光のうち第１及び第２半透過膜９４，９５を透過した光が入射する。
【００９７】
輝度用撮像ユニット１Ｌに被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し輝度用撮像素子１０Ｌに入射する。該光は、輝度用撮像素子１０Ｌのマイクロレンズ１６により集光された後、受光部１１ｂに到達する。受光部１１ｂは光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。こうして、輝度用撮像素子１０Ｌは、その撮像面全体において各受光部１１ｂが光を電気信号に変換することによって、撮像面に形成された被写体像を、画像信号を作成するための電気信号に変換する。輝度用撮像素子１０Ｌには、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂのようにカラーフィルタが設けられていないため、カラーフィルタ透過時の光の損失がなく、より多くの光が受光部１１ｂ，１１ｂ，…に到達する。
【００９８】
ここで、輝度用撮像素子１０Ｌにおいては、基板１１ａに透過部１７，１７，…が設けられており、該透過部１７，１７，…では、輝度用撮像素子１０Ｌに照射された光の一部が輝度用撮像素子１０Ｌを透過する。輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光は、輝度用パッケージ３１Ｌの開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合されたコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ入射する。各コンデンサレンズ２１ａを透過することにより集光された光は、マスク部材２２に形成された各対のマスク開口２２ａ，２２ａを通過する際に２つの光束に分割されて各セパレータレンズ２３ａに入射する。こうして瞳分割された光は、セパレータレンズ２３ａを透過して、ラインセンサ２４ａ上の２つの位置に同一の被写体像として結像する。ラインセンサ２４ａは、光電変換により被写体像から電気信号を作成し出力する。
【００９９】
こうして、第１色用、第２色用及び輝度用撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌから出力される電気信号は、撮像ユニット制御部５２を介してボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、第１色用撮像素子１０ａからの出力データをＬａｂ色空間のａ成分信号に変換し、第２色用撮像素子１０ｂからの出力データをＬａｂ色空間のｂ成分信号に変換し、輝度用撮像素子１０Ｌからの出力データをＬａｂ色空間のＬ成分信号に変換する。尚、輝度用撮像素子１０Ｌからの出力データをそのままＬ成分信号としてもよい。また、第１色用撮像素子１０ａからの出力データと第２色用撮像素子１０ｂからの出力データとを合成した上で、ａ成分信号とｂ成分信号に変換してもよい。そして、ボディマイコン５０は、Ｌ成分信号、ａ成分信号及びｂ成分信号を合成することによって画像信号を作成する。こうして、ボディマイコン５０は、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌの撮像面に形成された被写体像の画像信号が得られる。
【０１００】
ここで、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂからの出力は、ボディマイコン５０に入力されるときに補正される。具体的には、受光部１１ｂ，１１ｂ，…では同じ光量の光を受光しても光の波長が異なると蓄積電荷量が異なるため、撮像素子１０の受光部１１ｂ，１１ｂ，…からの出力がそれぞれに設けられているカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂの種類に応じて補正される。例えば、赤のカラーフィルタ１５ｒが設けられたＲ画素１１ｂｒ、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられたＧ画素１１ｂｇ及び青のカラーフィルタ１５ｂが設けられたＢ画素１１ｂｂがそれぞれのカラーフィルタに対応する色の光を同じ光量だけ受光したときに、Ｒ画素１１ｂｒ、Ｇ画素１１ｂｇ、Ｂ画素１１ｂｂからの出力が同じレベルとなるように各画素の補正量が設定される。
【０１０１】
また、輝度用撮像素子１０Ｌからの出力も、ボディマイコン５０に入力されるときに補正される。具体的には、輝度用撮像素子１０Ｌでは基板１１ａの透過部１７，１７，…における光電変換効率がそれ以外の部分に比べて低くなるため、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力が補正される。つまり、同じ光量の光を受光しても、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の蓄積電荷量の方がそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の蓄積電荷量よりも少なくなってしまう。その結果、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データにそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データと同様の画像処理を施したのでは、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が適切に撮影されない（例えば、暗く撮影されてしまう）可能性がある。そこで、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力は、例えば、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像のホワイトバランス及び／又は輝度が等しくなるように増幅する等して、透過部１７，１７，…の影響がなくなるように補正される。このように輝度用撮像素子１０Ｌからの出力を補正することによって、透過部１７，１７，…が設けられた輝度用撮像素子１０Ｌであっても、被写体像を適切に撮影することができる。
【０１０２】
第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌからの出力はこのように補正された後、Ｌａｂ変換されると共に、その前後において所定の信号処理が施される。
【０１０３】
一方、ラインセンサユニット２４から出力される電気信号も、ボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、ラインセンサユニット２４からの出力に基づいて、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を求め、求めた間隔から、輝度用撮像素子１０Ｌに結像する被写体像の焦点状態を検出することができる。例えば、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像は、撮像レンズを透過して輝度用撮像素子１０Ｌに結像する被写体像が正確に結像しているとき（合焦）には、所定の基準間隔を開けて所定の基準位置に位置する。それに対し、被写体像が輝度用撮像素子１０Ｌよりも光軸方向手前側に結像しているとき（前ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも狭くなる。一方、被写体像が輝度用撮像素子１０Ｌよりも光軸方向奥側に結像しているとき（後ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも広くなる。つまり、ラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを知ることができる。
【０１０４】
ここで、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌは被写体からの光路長がそれぞれ等しくなるように配設されているため、輝度用撮像素子１０Ｌに対する焦点状態は第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂに対する焦点状態と等しくなる。つまり、輝度用撮像素子１０Ｌについて被写体の焦点を合わせれば、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂについての焦点も合うことになる。
【０１０５】
尚、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌそれぞれの、被写体からの光路長が等しくない場合であっても、位相差検出ユニット２０を輝度用撮像ユニット１Ｌに設けることによって高解像度の画像を取得することができる。つまり、人間の色情報に対する感度は輝度情報に比べてかなり低いため、輝度信号を取得するための輝度用撮像素子１０Ｌについての焦点が合っていれば、色信号を取得するための第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂについての焦点が多少ずれていても、人間の目には問題がないレベルの高解像度の画像を取得することができる。
【０１０６】
尚、本実施形態では、透過部１７は基板１１ａにおいて周辺部よりも薄肉状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基板１１ａに照射される光が基板１１ａを透過して基板１１ａ背面側の位相差検出ユニット２０に十分到達するように、基板１１ａ全体の厚さを設定してもよい。この場合、基板１１ａ全体が透過部となる。
【０１０７】
また、本実施形態では、基板１１ａに３つの透過部１７，１７，１７が形成されると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａが透過部１７，１７，１７に対応して３セット設けられているが、これに限られるものではない。これらの個数は３つに限定されるものではなく、任意の個数に設定し得る。例えば、図８に示すように、基板１１ａに９つの透過部１７，１７，…を形成すると共に、コンデンサレンズ２１ａ，セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａを９セット設けるようにしてもよい。
【０１０８】
さらに、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌは、ＣＣＤイメージセンサに限られるものではなく、図９に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。
【０１０９】
例えば、ＣＭＯＳイメージセンサで構成される輝度用撮像素子２１０Ｌは、半導体材料で構成された光電変換部２１１と、トランジスタ２１２と、信号線２１３と、マスク２１４と、マイクロレンズ２１６とを有している。
【０１１０】
光電変換部２１１は、基板２１１ａと、フォトダイオードで構成された受光部２１１ｂ，２１１ｂ，…とを有している。各受光部２１１ｂごとに、トランジスタ２１２が設けられている。受光部２１１ｂで蓄積された電荷は、トランジスタ２１２で増幅され、信号線２１３を介して外部へ出力される。マスク２１４及びマイクロレンズ２１６は、前記マスク１４及びマイクロレンズ１６と同様の構成である。
【０１１１】
そして、基板２１１ａには、ＣＣＤイメージセンサと同様に、照射された光を透過させる透過部１７，１７，…が形成されている。透過部１７は、基板２１１ａにおける受光部２１１ｂが設けられている面とは反対側の面（以下、単に裏面ともいう）２１１ｃを切削、研磨又はエッチングにより凹状に陥没させることによって形成されており、周辺部よりも薄肉に形成されている。
【０１１２】
また、ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、トランジスタ２１２の増幅率を受光部２１１ｂごとに設定することができるため、各トランジスタ２１２の増幅率を各受光部１１ｂが透過部１７に対応する位置に位置するか否かに基づいて設定することによって、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が、適切に撮影されないことを防止することができる。
【０１１３】
さらにまた、位相差検出ユニット２０は、前述の構成に限られるものではない。例えば、輝度用撮像素子１０Ｌの透過部１７に対してコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａが位置決めされる構成であれば、コンデンサレンズ２１ａと輝度用パッケージ３１Ｌの開口３１ｃとの嵌合は必ずしも必要ない。また、コンデンサレンズを有さない構成でもよい。あるいは、コンデンサレンズ及びセパレータレンズが一体的に形成されたものであってもよい。
【０１１４】
さらに、別の例としては、図１０，１１に示すように、輝度用撮像ユニット４０１Ｌの輝度用撮像素子１０Ｌの背面側において、コンデンサレンズユニット４２１と、マスク部材４２２と、セパレータレンズユニット４２３と、ラインセンサユニット４２４とが輝度用撮像素子１０Ｌの撮像面と平行な方向に並んで配置される位相差検出ユニット４２０であってもよい。
【０１１５】
詳しくは、コンデンサレンズユニット４２１は、複数のコンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…を一体的にユニット化していると共に、入射面４２１ｂと反射面４２１ｃと出射面４２１ｄとを有している。すなわち、コンデンサレンズユニット４２１は、コンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…によって集光された光を反射面４２１ｃにより略９０°の角度で反射させ、出射面４２１ｄから出射させる。その結果、輝度用撮像素子１０Ｌを透過してコンデンサレンズユニット４２１へ入射した光は、反射面４２１ｃによってその光路が略垂直に曲げられて、出射面４２１ｄから出射してセパレータレンズユニット４２３のセパレータレンズ４２３ａへ向かう。セパレータレンズ４２３ａへ入射した光は、該セパレータレンズ４２３ａを透過して、ラインセンサ４２４ａに結像する。
【０１１６】
このように構成されたコンデンサレンズユニット４２１、マスク部材４２２、セパレータレンズユニット４２３及びラインセンサユニット４２４は、モジュール枠４２５に配設されている。
【０１１７】
モジュール枠４２５は、箱状に形成されており、その内部には、コンデンサレンズユニット４２１を取り付けるための段差部４２５ａが形成されている。コンデンサレンズユニット４２１は、コンデンサレンズ４２１ａ，４２１ａ，…がモジュール枠４２５の外方を向くようにして該段差部４２５ａに取り付けられている。
【０１１８】
また、モジュール枠４２５には、コンデンサレンズユニット４２１の出射面４２１ｄと対向する位置に、マスク部材４２２及びセパレータレンズユニット４２３を取り付けるための取付壁部４２５ｂが立設されている。この取付壁部４２５ｂには、開口４２５ｃが形成されている。
【０１１９】
マスク部材４２２は、取付壁部４２５ｂに対してコンデンサレンズユニット４２１の側から取り付けられている。一方、セパレータレンズユニット４２３は、取付壁部４２５ｂに対してコンデンサレンズユニット４２１と反対側から取り付けられている。
【０１２０】
こうして、輝度用撮像素子１０Ｌの背面側において、輝度用撮像素子１０Ｌを通過した光の光路を折り曲げることによって、コンデンサレンズユニット４２１、マスク部材４２２、セパレータレンズユニット４２３及びラインセンサユニット４２４等を、輝度用撮像素子１０Ｌの厚さ方向に並べるのではなく、輝度用撮像素子１０Ｌの撮像面に平行な方向に並べることができるため、輝度用撮像ユニット４０１Ｌの、輝度用撮像素子１０Ｌの厚さ方向の寸法を小さくすることができる。つまり、輝度用撮像ユニット４０１Ｌをコンパクトに形成することができる。
【０１２１】
このように、輝度用撮像素子１０Ｌの背面側において、輝度用撮像素子１０Ｌを通過した光を受けて位相差検出を行うことができる構成であれば、任意の構成の位相差検出ユニットを採用することができる。
【０１２２】
−カメラの動作説明−
このように構成されたカメラ１００は、種々の撮影モード及び機能を備えている。以下、カメラ１００の種々の撮影モード及び機能と共にそのときの動作を説明する。
【０１２３】
−ＡＦ機能−
カメラ１００は、レリーズボタン４０ｂが半押しされると、ＡＦにより焦点を合わせるが、このＡＦとして、位相差検出方式ＡＦと、コントラスト検出方式ＡＦと、ハイブリッド方式ＡＦとの３つのオートフォーカス機能を有している。これら３つのオートフォーカス機能は、カメラ本体４に設けられたＡＦ設定スイッチ４０ｃを操作することによって、撮影者が選択可能となっている。
【０１２４】
以下に、各オートフォーカス機能によるカメラシステムの撮影動作を通常撮影モードを前提に説明する。ここで、通常撮影モードとは、後述する連写モードではない、通常の撮影を行うためのカメラ１００の最も基本的な撮影モードである。
【０１２５】
（位相差検出方式ＡＦ）
まず、位相差検出方式ＡＦ方式によるカメラシステムの撮影動作について、図１２，１３を参照して説明する。
【０１２６】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳａ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われる（ステップＳａ２）。詳しくは、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニットに電力が供給され、ボディマイコン５０が起動する。同時に、電気切片４１ａ，７１ａを介して、交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットに電極が供給され、レンズマイコン８０が起動する。ボディマイコン５０及びレンズマイコン８０は、起動時に互いに情報を送受信するようプログラミングされており、例えばレンズマイコン８０のメモリ部からボディマイコン５０へ交換レンズ７に関するレンズ情報が送信され、このレンズ情報はボディマイコン５０のメモリ部に格納される。
【０１２７】
続いて、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に位置させる（ステップＳａ３）と共に、それと並行して、レンズマイコン８０を介してシャッタユニット７５を開状態にする（ステップＳａ４）。その後、ステップＳａ５へ進み、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１２８】
こうすることで、被写体からの光が交換レンズ７を透過してカメラ本体４内に入射する。カメラ本体４内に入射した光はＩＲカット兼ＯＬＰＦ４３を透過し、分解プリズム９へ入射する。分解プリズム９へ入射した光は３つに分解されて、それぞれ第１色用、第２色用及び輝度用撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌへ入射する。そして、第１色用、第２色用及び輝度用撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌにて結像した被写体像は各撮像ユニットで電気信号に変換される。ボディマイコン５０は、この電気信号に基づいて被写体像の画像信号を作成し、画像表示部４４に表示させる。撮影者は画像表示部４４を介して被写体の正立像を観察できる。詳しくは、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌからの電気信号を一定の周期で読み込み、読み込んだ電気信号に対して所定の画像処理を施すと共に、Ｌａｂ変換により画像信号を作成し、画像表示制御部５５を制御して画像表示部４４にライブビュー画像を表示させる。
【０１２９】
また、輝度用撮像ユニット１Ｌへ入射した光の一部は、輝度用撮像素子１０Ｌの透過部１７，１７，…を透過して位相差検出ユニット２０へ入射する。
【０１３０】
ここで、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチ（図示省略）がＯＮされる）と（ステップＳａ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを求める（ステップＳａ６）。
【０１３１】
その後、ボディマイコン５０は、ステップＳａ６で取得したＤｆ量分だけデフォーカス方向にフォーカスレンズ群７２をレンズマイコン８０を介して駆動させる（ステップＳａ７）。
【０１３２】
このとき、本実施形態に係る位相差検出ユニット２０は、コンデンサレンズ２１ａ、マスク開口２２ａ，２２ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａのセットを３セット、即ち、位相差検出を行う測距ポイントを３つ有している。そして、位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦにおける位相差検出では、撮影者が任意に選択した測距ポイントに対応したセットのラインセンサ２４ａの出力に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させる。
【０１３３】
あるいは、複数の測距ポイントのうち最もカメラに近接した測距ポイントを選択してフォーカスレンズ群７２の駆動を行うように、ボディマイコン５０に自動最適化アルゴリズムを設定しておいてもよい。この場合、中抜け写真などが発生する確率を低減することができる。
【０１３４】
尚、この測距ポイントの選択は、位相差検出方式ＡＦに限られるものではなく、位相差検出ユニット２０を用いてフォーカスレンズ群７２を駆動させる構成であれば、任意の方式のＡＦに採用できる。
【０１３５】
そして、合焦したか否かを判定する（ステップＳａ８）。詳しくは、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値以下であるときには合焦した（ＹＥＳ）と判定してステップＳａ１１へ進む一方、ラインセンサ２４ａの出力から得られるＤｆ量が所定値より大きいときには合焦していない（ＮＯ）と判定してステップＳａ６へ戻り、ステップＳａ６〜Ｓａ８を繰り返す。
【０１３６】
こうして焦点状態の検出とフォーカスレンズ群７２の駆動を繰り返し、Ｄｆ量が所定量以下になったときに合焦と判断され、フォーカスレンズ群７２の駆動が停止される。ここで、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌは被写体からの光路長が等しくなるように配置されているため、輝度用撮像素子１０Ｌについて合焦させることで、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂについても合焦させることができる。
【０１３７】
また、ステップＳａ６〜Ｓａ８における位相差検出方式ＡＦと並行して、測光を行う（ステップＳａ９）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳａ１０）。
【０１３８】
すなわち、ステップＳａ９においては、輝度用撮像素子１０Ｌによって該輝度用撮像素子１０Ｌに入射してくる光の光量が測定される。つまり、本実施形態においては、輝度用撮像素子１０Ｌに入射して該輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を用いて上述の位相差検出方式ＡＦを行っているため、該位相差検出方式ＡＦと並行して、輝度用撮像素子１０Ｌを用いて測光を行うことができる。
【０１３９】
詳しくは、ボディマイコン５０が、撮像ユニット制御部５２を介して輝度用撮像素子１０Ｌからの電気信号を取り込み、該電気信号に基づいて被写体光の強度を測定することによって測光を行う。そして、ボディマイコン５０は、測光の結果から、撮影モードに応じた露光時におけるシャッタスピードと絞り値を所定のアルゴリズムに従って決定する。尚、測光は、第１色用又は第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂで行ってもよい。
【０１４０】
そして、ステップＳａ９において測光が終了すると、ステップＳａ１０において像ブレ検出を開始する。尚、ステップＳａ９とステップＳａ１０とは並行して行ってもよい。
【０１４１】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると、画像表示部４４には、撮影画像と共に撮影に係る各種情報表示が表示され、撮影者は画像表示部４４を介して各種情報を確認することができる。
【０１４２】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされる（即ち、Ｓ２スイッチ（図示省略）がＯＮされる）まで待機する。撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、ボディマイコン５０は、シャッタユニット７５を一旦、閉状態にする（ステップＳａ１２）。こうして、シャッタユニット７５を閉状態にしている間に、後述する露光に備えて、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌの受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積されている電荷を転送してしまう。
【０１４３】
その後、ボディマイコン５０は、カメラ本体４と交換レンズ７との交信情報、又は撮影者の任意の指定情報を基に像ブレの補正を開始する（ステップＳａ１３）。具体的には、カメラ本体４内のブレ検出部５６の情報を基に交換レンズ７内のブレ補正レンズ駆動部７４ａを駆動する。また、撮影者の意図に応じて、（ｉ）交換レンズ７内のブレ検出部８４とブレ補正レンズ駆動部７４ａを用いる、（ii）カメラ本体４内のブレ検出部５６とブレ補正ユニット４５を用いる、（iii）交換レンズ７内のブレ検出部８４とカメラ本体４内のブレ補正ユニット４５を用いる、の何れかが選択可能である。
【０１４４】
尚、像ブレ補正手段の駆動開始は、レリーズボタン４０ｂ半押し時点から開始することで、合焦させたい被写体の動きが軽減され、位相差検出方式ＡＦをより正確に行うことが可能となる。
【０１４５】
また、ボディマイコン５０は、像ブレの補正開始と並行して、ステップＳａ９における測光の結果から求められた絞り値となるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を絞り込む（ステップＳａ１４）。
【０１４６】
こうして、像ブレの補正が開始されると共に、絞り込みが完了すると、ボディマイコン５０は、ステップＳａ９における測光の結果から求められたシャッタスピードに基づいてシャッタユニット７５を開状態にする（ステップＳａ１５）。こうして、シャッタユニット７５を開状態にすることで、被写体からの光が第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌに入射するようになり、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌでは所定時間だけ電荷の蓄積を行う（ステップＳａ１６）。
【０１４７】
そして、ボディマイコン５０は、該シャッタスピードに基づいて、シャッタユニット７５を閉状態にして、露光を終了する（ステップＳａ１７）。露光完了後、ボディマイコン５０では、撮像ユニット制御部５２を介して第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌから画像データを読み出し、所定の画像処理後、画像読み出し/記録部５３を介して画像表示制御部５５へ画像データ（画像信号）を出力する。これにより、画像表示部４４へ撮影画像が表示される。また、ボディマイコン５０は、必要に応じて、画像記録制御部５４を介して画像格納部５８に画像データを格納する。
【０１４８】
その後、ボディマイコン５０は、像ブレ補正を終了する（ステップＳａ１８）共に、絞り部７３を開放する（ステップＳａ１９）。そして、ボディマイコン５０は、シャッタユニット７５を開状態とする（ステップＳａ２０）。
【０１４９】
レンズマイコン８０は、リセットが完了すると、ボディマイコン５０にリセット完了を伝える。ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からのリセット完了情報と露光後の一連処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン４０ｂの状態が、押し込みされていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。その後、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０１５０】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳａ２１）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳａ２２）と共に、シャッタユニット７５を閉状態にする（ステップＳａ２３）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０１５１】
このように、位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、位相差検出ユニット２０に基づいたオートフォーカスと並行して、輝度用撮像素子１０Ｌにより測光が行われる。すなわち、位相差検出ユニット２０は輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を受けてデフォーカス情報を取得するため、デフォーカス情報を取得する際には必ず、被写体からの光が輝度用撮像素子１０Ｌに照射されている。そこで、オートフォーカス時に輝度用撮像素子１０Ｌを透過する光を用いて測光を行う。こうすることで、測光用のセンサを別途設ける必要がなくなると共に、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズボタン４０ｂが全押しされてから露光が完了するまでの時間（以下、レリーズタイムラグともいう）を短縮することができる。
【０１５２】
尚、本実施形態においては、位相差検出ユニット２０に被写体からの光が入射しているときには、輝度用撮像素子１０Ｌだけでなく、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂにも被写体からの光が入射しているため、第１色用又は第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂによって測光を行うこともできる。ただし、輝度用撮像素子１０Ｌにはあらゆる帯域の光が入射しているため、輝度用撮像素子１０Ｌを用いて測光を行う方が測光を精度良く行うことができる点で好ましい。
【０１５３】
また、レリーズボタン４０ｂの全押し前に測光を行う構成であっても、測光をオートフォーカスと並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。その際、被写体からの光を測光用センサや位相差検出ユニットへ導くためのミラーを設ける必要がない。
【０１５４】
また、従来は、被写体から撮像装置に導かれる光の一部をミラー等で、撮像装置外に設けられた位相差検出ユニットへ導いていたのに対し、輝度用撮像ユニット１Ｌに導かれた光をそのまま用いて位相差検出ユニット２０によって焦点状態を検出することができるため、焦点状態を非常に高精度に能力することができる。
【０１５５】
（コントラスト検出方式ＡＦ）
次に、コントラスト検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１４を参照して説明する。
【０１５６】
電源スイッチ４０ａがＯＮされると（ステップＳｂ１）、カメラ本体４と交換レンズ７との交信が行われ（ステップＳｂ２）、フォーカスレンズ群７２を所定の基準位置に位置させ（ステップＳｂ３）、それと並行して、シャッタユニット７５を開状態にし（ステップＳｂ４）、レリーズボタン４０ｂが半押しされるのを待機する（ステップＳｂ５）ところまでは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１５７】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｂ５）、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０を介してフォーカスレンズ群７２を駆動させる（ステップＳｂ６）。詳しくは、被写体像の焦点が光軸方向の所定の方向（例えば、被写体側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１５８】
そして、ボディマイコン５０は、撮像ユニット制御部５２を介して取り込んだ輝度用撮像素子１０Ｌからの出力に基づいて被写体像のコントラスト値を求め、該コントラスト値が低く変化したか否かを判定する（ステップＳｂ７）。その結果、コントラスト値が低くなった（ＹＥＳ）ときにはステップＳｂ８へ進む一方、コントラスト値が高くなった（ＮＯ）ときにはステップＳｂ９へ進む。
【０１５９】
コントラスト値が低くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向とは反対方向に駆動したということであるため、被写体像の焦点が光軸方向の前記所定の方向とは反対方向（例えば、被写体と反対側）に移動するようにフォーカスレンズ群７２を反転駆動する（ステップＳｂ８）。その後、コントラストピークを検出したか否かを判定し（ステップＳｂ１０）、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の反転駆動（ステップＳｂ８）を繰り返す。そして、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の反転駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１６０】
一方、ステップＳｂ６でフォーカスレンズ群７２を駆動させて、コントラスト値が高くなったときには、フォーカスレンズ群７２を焦点が合う方向に駆動させているため、そのままフォーカスレンズ群７２の駆動を継続して（ステップＳｂ９）、コントラスト値のピークを検出したか否かを判定する（ステップＳｂ１０）。その結果、コントラストピークを検出されない（ＮＯ）間はフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｂ９）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときには、フォーカスレンズ群７２の駆動を停止すると共に、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させ、ステップＳａ１１へ進む。
【０１６１】
このように、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみて（ステップＳｂ６）、コントラスト値が低く変化したときにはフォーカスレンズ群７２を反転駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ８，Ｓｂ１０）一方、コントラスト値が高く変化したときにはフォーカスレンズ群７２をそのまま駆動してコントラスト値のピークを探す（ステップＳｂ９，Ｓｂ１０）。
【０１６２】
また、このコントラスト検出方式ＡＦ（ステップＳｂ６〜Ｓｂ１０）と並行して、測光を行う（ステップＳｂ１１）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｂ１２）。これらステップＳｂ１１，Ｓｂ１２は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０１６３】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１６４】
このコントラスト検出方式ＡＦでは、ダイレクトにコントラストピークを捕らえることが可能となり、位相差検出方式ＡＦと異なり、開放バック補正（絞りの開口度合いによるピントズレ）などの様々な補正演算が必要ないため高精度なピント性能を得ることができる。ただし、コントラスト値のピークを検出するためには、コントラスト値のピークを一旦超えるまでフォーカスレンズ群７２を駆動する必要がある。こうして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値のピークを一旦越えるところまで移動させた後、検出されたコントラスト値のピークの位置まで戻す必要があるため、フォーカスレンズ群７２の往復駆動動作によりフォーカスレンズ群駆動系に生じるバッククラッシュ分を取り除く必要がある。
【０１６５】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
続いて、ハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１５を参照して説明する。
【０１６６】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｃ１〜Ｓｃ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１６７】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｃ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算して、合焦か非合焦かを検出する（ステップＳｃ６）。さらに、ボディマイコン５０は、前ピンか後ピンか、デフォーカス量はどの位かを求め、デフォーカス情報を取得する（ステップＳｃ７）。その後、ステップＳｃ１０へ進む。
【０１６８】
一方、ステップＳｃ６，Ｓｃ７と並行して、測光を行う（ステップＳｃ８）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｃ９）。これらステップＳｃ６，Ｓｃ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳｃ１０へ進む。尚、ステップＳｃ９の後は、ステップＳｃ１０ではなく、ステップＳａ１１へ進んでもよい。
【０１６９】
このように、本実施形態においては、輝度用撮像素子１０Ｌに入射して該輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を用いて上述の位相差に基づく焦点検出を行っているため、該焦点検出と並行して、輝度用撮像素子１０Ｌを用いて測光を行うことができる。
【０１７０】
ステップＳｃ１０では、ボディマイコン５０は、ステップＳｃ７で取得したデフォーカス情報に基づいて、フォーカスレンズ群７２を駆動する。
【０１７１】
そして、ボディマイコン５０は、輝度用撮像素子１０Ｌからの出力に基づいて被写体像のコントラスト値を求め、コントラストピークが検出されたか否かを判定する（ステップＳｃ１１）。コントラストピークが検出されていない（ＮＯ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動（ステップＳｃ１０）を繰り返す一方、コントラストピークが検出された（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止して、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置まで移動させた後、ステップＳａ１１へ進む。
【０１７２】
具体的には、ステップＳｃ１０，Ｓｃ１１において、ステップＳｃ７で算出したデフォーカス方向及びデフォーカス量に基づき、フォーカスレンズ群７２を高速に移動させた後、フォーカスレンズ群７２を前述の速度よりも低速で移動させてコントラストピークを検出することが好ましい。
【０１７３】
このとき、算出したデフォーカス量に基づいて移動させるフォーカスレンズ群７２の移動量（どこまで移動させるか）を位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７と異ならせることが好ましい。詳しくは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ７では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置までフォーカスレンズ群７２を移動させるのに対し、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ１０では、デフォーカス量に基づいて合焦位置と予測される位置よりも前後に離れた位置までフォーカスレンズ群７２を駆動する。ハイブリッド方式ＡＦでは、その後、合焦位置と予測される位置に向かってフォーカスレンズ群７２を駆動しながらコントラストピークを検出する。
【０１７４】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１７５】
このように、ハイブリッド方式ＡＦでは、まず、位相差検出ユニット２０によってデフォーカス情報を取得し、これらのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する。そして、輝度用撮像素子１０Ｌからの出力に基づいて算出されるコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ群７２の位置を検出し、フォーカスレンズ群７２を該位置に位置させる。こうすることで、フォーカスレンズ群７２の駆動前にデフォーカス情報を検出することができるため、コントラスト検出方式ＡＦのようにフォーカスレンズ群７２をとりあえず駆動してみるというステップが必要ないため、オートフォーカスの処理時間を短縮することができる。また、最終的にはコントラスト検出方式ＡＦによって焦点を合わすため、特に繰り返しパターンのある被写体やコントラストが極端に低い被写体などに対して、位相差検出方式ＡＦよりも精度良く焦点を合わせることができる。
【０１７６】
そして、ハイブリッド方式ＡＦは位相差検出を含んでいるにもかかわらず、輝度用撮像素子１０Ｌを透過した光を用いて位相差検出ユニット２０によりデフォーカス情報を取得しているため、輝度用撮像素子１０Ｌによる測光と位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得とを並行して行うことができる。その結果、位相差検出用に、被写体からの光の一部を分割させるミラーを設ける必要がなく、また、測光用のセンサを別途設ける必要もなく、さらに、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行っておくことができるため、レリーズタイムラグを短縮することができる。そして、レリーズボタン４０ｂが全押しされる前に測光を行う構成において、測光をデフォーカス情報の取得と並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。
【０１７７】
−変形例−
以上の説明では、レリーズボタン４０ｂの全押し後であって露光の直前に絞り込みを行っているが、以下では、位相差検出方式ＡＦ及びハイブリッド方式ＡＦにおいて、レリーズボタン４０ｂの全押し前であって、さらにオートフォーカス前に絞り込みを行うように構成した変形例について説明する。
【０１７８】
（位相差検出方式ＡＦ）
具体的に、まず、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１６を参照して説明する。
【０１７９】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｄ１〜Ｓｄ５）までは、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１８０】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｄ５）、像ブレ検出を開始する（ステップＳｄ６）と共に、それと並行して、測光を行う（ステップＳｄ７）。これらステップＳｄ５，Ｓｄ６は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０１８１】
その後、ステップＳｄ７の測光の結果に基づいて露光時の絞り値を求め、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳｄ８）。そして、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きい（ＹＥＳ）ときにはステップＳｄ１０に進む一方、求めた絞り値が所定の絞り閾値以下（ＮＯ）のときにはステップＳｄ９へ進む。ステップＳｄ９では、ボディマイコン５０は、求めた絞り値になるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を駆動する。
【０１８２】
ここで、所定の絞り閾値は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａの出力に基づいてデフォーカス情報の取得ができる程度の絞り値に設定されている。つまり、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値よりも大きい場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ると、後述する位相差検出ユニット２０によるデフォーカス情報の取得ができないため、絞り部７３を絞ることなく、ステップＳｄ１０へ進む。一方、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値以下の場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ってから、ステップＳｄ１０へ進む。
【０１８３】
ステップＳｄ１０〜Ｓｄ１２では、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ６〜Ｓａ８と同様に、ボディマイコン５０が、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カに基づいてデフォーカス情報を求め（ステップＳｄ１０）、該デフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動し（ステップＳｄ１１）、合焦したか否かを判定する（ステップＳｄ１２）。合焦後は、ステップＳａ１１へ進む。
【０１８４】
ステップＳａ１１では、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、上述の位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１８５】
ただし、ステップＳｄ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいと判定されたときにのみ、ステップＳａ１４において絞り部７３の絞り込みを行う。つまり、ステップＳｄ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値以下であると判定されたときにステップＳｄ９において絞り部７３の絞り込みが予め行われているため、ステップＳａ１４を行う必要はない。
【０１８６】
このように、変形例に係る位相差検出方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、測光の結果に基づいて求められる露光時の絞り値が位相差検出方式ＡＦを行うことができる程度の値であるときには、露光に先立ってオートフォーカス前に絞り部７３を絞っておく。こうすることで、レリーズボタン４０ｂ全押し後に絞り部７３の絞り込みを行う必要がなく、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【０１８７】
（ハイブリッド方式ＡＦ）
次に、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作について、図１７を参照して説明する。
【０１８８】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｅ１〜Ｓｅ５）までは、上述の位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０１８９】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｅ５）、像ブレ検出を開始する（ステップＳｅ６）と共に、それと並行して、測光を行う（ステップＳｅ７）。これらステップＳｅ６，Ｓｅ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。
【０１９０】
その後、ステップＳｅ７の測光の結果に基づいて露光時の絞り値を求め、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳｅ８）。そして、求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きい（ＹＥＳ）ときにはステップＳｅ１０に進む一方、求めた絞り値が所定の絞り閾値以下（ＮＯ）のときにはステップＳｅ９へ進む。ステップＳｅ９では、ボディマイコン５０は、求めた絞り値になるようにレンズマイコン８０を介して絞り部７３を駆動する。
【０１９１】
ここで、所定の絞り閾値は、輝度用撮像素子１０Ｌの出力から算出されるコントラスト値のピークが検出できる程度の絞り値に設定されている。つまり、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値よりも大きい場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ると、後述するコントラストピークの検出ができないため、絞り部７３を絞ることなく、ステップＳｅ１０へ進む。一方、測光の結果に基づいて求めた絞り値が絞り閾値以下の場合には、該絞り値まで絞り部７３を絞ってから、ステップＳｅ１０へ進む。
【０１９２】
ステップＳｅ１０〜Ｓｅ１２では、上述の通常のハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様に、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カに基づいてデフォーカス情報を求め（ステップＳｅ１０，Ｓｅ１１）、該デフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動させ（ステップＳｅ１２）、コントラストピークを検出してフォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させる（ステップＳｅ１３）。
【０１９３】
その後、ステップＳａ１１において、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、上述の通常の位相差検出方式ＡＦと同様である。
【０１９４】
ただし、ステップＳｅ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値よりも大きいと判定されたときにのみ、ステップＳａ１４において絞り部７３の絞り込みを行う。つまり、ステップＳｅ８において測光の結果に基づいて求めた絞り値が所定の絞り閾値以下であると判定されたときにステップＳｅ９において絞り部７３の絞り込みが予め行われているため、ステップＳａ１４を行う必要はない。
【０１９５】
このように、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによるカメラシステムの撮影動作においては、測光の結果に基づいて求められる露光時の絞り値がコントラスト検出方式ＡＦを行うことができる程度の値であるときには、露光に先立ってオートフォーカス前に絞り部７３を絞っておく。こうすることで、レリーズボタン４０ｂ全押し後に絞り部７３の絞り込みを行う必要がなく、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【０１９６】
−連写モード−
以上の説明では、レリーズボタン４０ｂが全押しされるごとに１つの画像が撮影されるが、カメラ１００は、レリーズボタン４０ｂの１回の全押し操作で複数の画像が撮影される連写モードを備えている。
【０１９７】
以下に、連写モードについて、図１８，１９を参照して説明する。ここでは、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、連写モードは、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、ハイブリッド方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。
【０１９８】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてから、レリーズボタン４０ｂが半押しされて、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させるまで（ステップＳｆ１〜Ｓｆ１３）は、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｅ１〜Ｓｅ１３と同じである。
【０１９９】
そして、フォーカスレンズ群７２をコントラスト値がピークとなった位置に移動させた後、ボディマイコン５０は、そのとき（即ち、コントラスト検出方式ＡＦにより合焦したとき）の、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔をメモリ部に記憶させる（ステップＳｆ１４）。
【０２００】
その後、ステップＳｆ１５において、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。そして、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが全押しされると、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１２〜Ｓａ１７と同様に、露光を行う。
【０２０１】
具体的には、ボディマイコン５０は、シャッタユニット７５を一旦、閉状態にし（ステップＳｆ１６）、像ブレの補正を開始し（ステップＳｆ１７）、ステップＳｆ９で絞り部７３を絞っていないときには測光の結果に基づいて絞り部７３を絞り込み（ステップＳｆ１８）、その後、シャッタユニット７５を開状態にして（ステップＳｆ１９）、露光を開始し（ステップＳｆ２０）、シャッタユニット７５を閉状態にして（ステップＳｆ２１）露光を終了する。
【０２０２】
そして、露光終了後、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたか否かを判定する（ステップＳｆ２２）。そして、レリーズボタン４０ｂが解除された（ＹＥＳ）ときには、ステップＳｆ２９，Ｓｆ３０へ進む一方、レリーズボタン４０ｂの全押しが継続されている（ＮＯ）ときには、連写を行うべく、ステップＳｆ２３へ進む。
【０２０３】
レリーズボタン４０ｂの全押しが継続されているときには、ボディマイコン５０は、シャッタユニット７５を開状態にして（ステップＳｆ２３）、位相差検出方式ＡＦを行う（ステップＳｆ２４〜Ｓｆ２６）。
【０２０４】
詳しくは、位相差検出ユニット２０を介して輝度用撮像素子１０Ｌにおける被写体像の焦点状態を検出し（ステップＳｆ２４）、デフォーカス情報を取得し（ステップＳｆ２５）、そのデフォーカス情報に基づいてフォーカスレンズ群７２を駆動する（ステップＳｆ２６）。
【０２０５】
ここで、レリーズボタン４０ｂ全押し前のハイブリッド方式ＡＦでは、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔と予め設定された基準間隔とを比較してデフォーカス情報が求められる（ステップＳｆ１１）のに対し、レリーズボタン４０ｂ全押し後のステップＳｆ２４，Ｓｆ２５では、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を、ステップＳｆ１４で記憶した、ハイブリッド方式ＡＦにおけるコントラスト検出方式ＡＦ後のラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔と比較して焦点状態及びデフォーカス情報を求める。
【０２０６】
こうして位相差検出方式ＡＦを行った後、ボディマイコン５０は、ボディマイコン５０からシャッタ制御部８６及び撮像ユニット制御部５２へ露光を開始する信号（即ち、露光開始信号）を出力するタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳｆ２７）。この露光開始信号の出力タイミングは、連写モードにおける連写のタイミングである。そして、露光開始信号の出力タイミングでない（ＮＯ）ときには位相差検出方式ＡＦを繰り返す（ステップＳｆ２４〜Ｓｆ２６）一方、露光開始信号の出力タイミングが到来している（ＹＥＳ）ときにはフォーカスレンズ群７２の駆動を停止し（ステップＳｆ２８）、露光を行う（ステップＳｆ２０）。
【０２０７】
尚、フォーカスレンズ群７２の停止後、露光を開始する前には、位相差検出方式ＡＦ中に第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌの受光部１１ｂ，１１ｂ，…に蓄積された電荷を掃き出す必要がある。そのため、電子シャッタにより受光部１１ｂ，１１ｂ，…の電荷を掃き出すか、あるいは、シャッタユニット７５を一旦、閉状態として、受光部１１ｂ，１１ｂ，…の電荷を掃き出した後、シャッタユニット７５を開状態として露光を開始する。
【０２０８】
そして、露光終了後は、再度、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたか否かを判定し（ステップＳｆ２２）、レリーズボタン４０ｂが全押しされている限り、位相差検出方式ＡＦ及び露光を繰り返す（Ｓｆ２３〜Ｓｆ２８，Ｓｆ２０，Ｓｆ２１）。
【０２０９】
一方、レリーズボタン４０ｂの全押しが解除されたときには、像ブレ補正を終了する（ステップＳｆ２９）と共に、絞り部７３を開放し（ステップＳｆ３０）、シャッタユニット７５を開状態にする（ステップＳｆ３１）。
【０２１０】
リセット完了後、撮影シーケンスを終了すると、ステップＳａ５へ戻り、レリーズボタン４０ｂが半押しされるまで待機する。
【０２１１】
尚、電源スイッチ４０ａがＯＦＦされる（ステップＳｆ３２）と、ボディマイコン５０は、フォーカスレンズ群７２を予め設定された所定の基準位置に移動させる（ステップＳｆ３３）と共に、シャッタユニット７５を閉状態にする（ステップＳｆ３４）。そして、カメラ本体４内のボディマイコン５０及び各種ユニット、並びに交換レンズ７内のレンズマイコン８０及び各種ユニットの作動を停止する。
【０２１２】
このように、連写モードにおけるカメラシステムの撮影動作においては、連写中の各露光間において位相差検出方式ＡＦを行うことができるため、高いピント性能を実現することができる。
【０２１３】
また、このときのオートフォーカスが位相差検出方式ＡＦであるため、デフォーカス方向を瞬時に取得することができ、連写間の短い時間であっても、瞬時に焦点を合わせることができる。
【０２１４】
さらに、位相差検出方式ＡＦであっても、従来のように位相差検出用の可動ミラーを設ける必要がないため、レリーズタイムラグを短縮することができると共に、電力消費を抑制することができる。さらにまた、従来であれば可動ミラーの上げ下げ動作の分だけレリーズタイムラグがあるため、被写体が動体である場合には、該レリーズタイムラグ中の動体の動きを予測して撮影する必要があったが、本実施形態では、可動ミラーの上げ下げ動作に対応するレリーズタイムラグがないため、露光直前まで被写体の動きを追尾しながら焦点を合わせることができる。
【０２１５】
また、連写中の位相差検出方式ＡＦにおいて、合焦を判定する、ラインセンサ２４ａ上の２つの被写体像間の基準距離として、レリーズボタン４０ｂの半押し時にコントラスト検出方式ＡＦにより合焦させたときのラインセンサ２４ａ上の２つの被写体像間距離を用いることによって、実機及び実際の撮影条件に即した、高精度のオートフォーカスを行うことができる。
【０２１６】
尚、連写モードにおける１コマ目の撮影時には、ハイブリッド方式ＡＦに限られるものではない。位相差検出方式ＡＦでも、コントラスト検出方式ＡＦでもよい。ただし、１コマ目の撮影時には、ハイブリッド方式ＡＦやコントラスト検出方式ＡＦのように、最終的にはコントラスト値に基づいて焦点を調節するＡＦを採用することによって、前述の如く、１コマ目撮影時の高い精度で合焦した状態を基準に２コマ目以降の撮影時の位相差検出方式ＡＦを行うことができる。尚、位相差検出方式ＡＦの場合は、ステップＳｆ１４を行わず、ステップＳｆ２４，Ｓｆ２５では、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を予め設定された基準間隔と比較して焦点状態及びデフォーカス情報を求める。
【０２１７】
また、連写モードに限られず、通常の撮影においても、被写体が動体である場合には、一旦、焦点が合った後も、レリーズボタン４０ｂが全押しされるまで位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２１８】
−ローコンモード−
本実施形態に係るカメラ１００は、被写体像のコントラストに応じてオートフォーカスの方式を切り替えるように構成されている。つまり、カメラ１００は、コントラストが低い条件下で撮影を行うローコンモードを備えている。
【０２１９】
以下に、ローコンモードについて、図２０を参照して説明する。ここでは、ハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、ローコンモードは、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。
【０２２０】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｇ１〜Ｓｇ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０２２１】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｇ５）、ボディマイコン５０は、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算する（ステップＳｇ６）。そして、ローコントラスト状態か否かを判定する（ステップＳｇ７）。具体的には、ラインセンサ２４ａ上に結像される２つの被写体像の位置を、ラインセンサ２４ａからの出力に基づいて検出できる程度にコントラスト値が高いか否かを判定する。
【０２２２】
その結果、２つの被写体像の位置を検出できる程度にコントラスト値が高い（ＮＯ）ときには、ローコントラスト状態ではないとして、ステップＳｇ８へ進んでハイブリッド方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｇ８〜Ｓｇ１０は、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。
【０２２３】
一方、２つの被写体像の位置を検出できる程度までコントラスト値が高くない（ＹＥＳ）ときには、ローコントラスト状態であるとして、ステップＳｇ１１へ進んでコントラスト検出方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｇ１１〜Ｓｇ１５は、コントラスト検出方式ＡＦにおけるステップＳｂ６〜Ｓｂ１０と同様である。
【０２２４】
こうして、ハイブリッド方式ＡＦ又はコントラスト検出方式ＡＦを行った後は、ステップＳａ１１へ進む。
【０２２５】
また、このオートフォーカス動作（ステップＳｇ６〜Ｓｇ１５）と並行して、測光を行う（ステップＳｇ１６）と共に、像ブレ検出を開始する（ステップＳｇ１７）。これらステップＳｇ１６，Ｓｇ１７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。その後、ステップＳａ１１へ進む。
【０２２６】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、通常のハイブリッド方式ＡＦと同様である。
【０２２７】
すなわち、ローコンモードにおいては、撮影時のコントラストが位相差検出方式ＡＦを行うことができる程度に高いときにはハイブリッド方式ＡＦを行う一方、撮影時のコントラストが位相差検出方式ＡＦを行うことができない程度に低いときにはコントラスト検出方式ＡＦを行う。
【０２２８】
尚、本実施形態では、まず、位相差検出ユニット２０のラインセンサ２４ａからの出力に基づいて位相差検出方式による合焦状態の検出が可能か否かを判定して、ハイブリッド方式ＡＦかコントラスト検出方式ＡＦかを決定しているが、これに限られるものではない。例えば、レリーズボタン４０ｂが半押しされた後、位相差焦点を検出する前に（即ち、図２０におけるステップＳｇ５とステップＳｇ６との間に）、輝度用撮像素子１０Ｌの出力からコントラスト値を求め、この輝度用撮像素子１０Ｌの出力から求めたコントラスト値が所定値より高いか否かを判定するように構成してもよい。ここで、所定値は、ラインセンサ２４ａ上に結像される被写体像の位置を検出できる程度のコントラスト値に設定する。すなわち、輝度用撮像素子１０Ｌの出力から求めたコントラスト値が位相差検出方式による合焦状態の検出が可能な程度の値以上であるときにはハイブリッド方式ＡＦを行う一方、輝度用撮像素子１０Ｌの出力から求めたコントラスト値が位相差検出方式による合焦状態の検出が可能な程度の値未満であるときにはコントラスト検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２２９】
また、本実施形態では、位相差検出方式による合焦状態の検出が可能なときには、ハイブリッド方式ＡＦを行うように構成しているが、位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２３０】
このように、輝度用撮像素子１０Ｌを透過する光を位相差検出ユニット２０により受光する輝度用撮像ユニット１Ｌを備えたカメラ１００においては、従来のような光を位相差検出ユニットに導くための可動ミラーを設けることなく、位相差検出方式ＡＦ（ハイブリッド方式ＡＦを含む）とコントラスト検出方式ＡＦとを行うことができる。そのため、コントラストに応じて、位相差検出方式ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを選択することによって、高精度なピント性能を実現することができる。
【０２３１】
−交換レンズの種類によるＡＦ切替−
さらに、本実施形態に係るカメラ１００は、カメラ本体４に取り付けられた交換レンズ７の種類に応じてオートフォーカスの方式を切り替えるように構成されている。
【０２３２】
以下に、交換レンズの種類によるＡＦの切替機能について、図２１を参照して説明する。ここでは、ハイブリッド方式ＡＦを行うものを前提に説明をする。尚、交換レンズによるＡＦの切替機能は、ハイブリッド方式ＡＦに限られず、位相差検出方式ＡＦ、コントラスト検出方式ＡＦ、変形例に係る位相差検出方式ＡＦ、変形例に係るハイブリッド方式ＡＦ等、任意の構成に採用することができる。
【０２３３】
電源スイッチ４０ａがＯＮされてからレリーズボタン４０ｂの半押しを待機する（ステップＳｈ１〜Ｓｈ５）までは、位相差検出方式ＡＦにおけるステップＳａ１〜Ｓａ５と同じである。
【０２３４】
撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされると（ステップＳｈ５）、測光を行う（ステップＳｈ６）と共に、それと並行して、像ブレ検出を開始する（ステップＳｈ７）。これらステップＳｈ６，Ｓｈ７は、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９，Ｓａ１０と同様である。尚、これら測光及び像ブレ検出は、後述するオートフォーカス動作と並行して行ってもよい。
【０２３５】
その後、ボディマイコン５０は、レンズマイコン８０からの情報に基づいて、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズか否かを判定する（ステップＳｈ８）。交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズである（ＹＥＳ）ときにはステップＳｈ１３へ進んでコントラスト検出方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｈ１３〜Ｓｈ１７は、コントラスト検出方式ＡＦにおけるステップＳｂ６〜Ｓｂ１０と同様である。
【０２３６】
一方、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでない（ＮＯ）ときにはステップＳｈ９へ進んでハイブリッド方式ＡＦを行う。尚、ステップＳｈ９〜Ｓｈ１２は、ハイブリッド方式ＡＦにおけるステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ１０，Ｓｃ１１と同様である。
【０２３７】
こうして、コントラスト検出方式ＡＦ又はハイブリッド方式ＡＦを行った後は、ステップＳａ１１へ進む。
【０２３８】
ステップＳａ１１では、撮影者にレリーズボタン４０ｂが全押しされるまで待機する。レリーズボタン４０ｂが全押しされてからのフローは、ハイブリッド方式ＡＦと同様である。
【０２３９】
つまり、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズであるときには、位相差検出を精度良く行えない可能性があるため、ハイブリッド方式ＡＦ（詳しくは、位相差検出方式ＡＦ）を行わず、コントラスト検出方式ＡＦを行う。一方、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでないときには、ハイブリッド方式ＡＦを行う。すなわち、ボディマイコン５０は、交換レンズ７の光軸が位相差検出方式ＡＦを行える程度に合っている保証があるか否かを判定し、位相差検出方式ＡＦが行える程度に光軸が合っている保証がある交換レンズ７のみハイブリッド方式ＡＦを行う一方、位相差検出方式ＡＦが行える程度に光軸が合っている保証がない交換レンズ７についてはコントラスト検出方式ＡＦを行うように構成されている。
【０２４０】
このように、輝度用撮像素子１０Ｌを透過する光を位相差検出ユニット２０により受光する撮像ユニット１を備えたカメラ１００においては、従来のような光を位相差検出ユニットに導くための可動ミラーを設けることなく、位相差検出方式ＡＦ（ハイブリッド方式ＡＦを含む）とコントラスト検出方式ＡＦとを行うことができる。そのため、交換レンズ７の種類に応じて、位相差検出方式ＡＦとコントラスト検出方式ＡＦとを選択することによって、高精度なピント性能を容易に実現することができる。
【０２４１】
尚、本実施形態では、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズであるか否かによって、ハイブリッド方式ＡＦを行うかコントラスト検出方式ＡＦを行うかを決定しているが、これに限られるものではない。反射望遠レンズであるか否かまでは問題とせず、交換レンズ７がサードバーティー製か否かによってハイブリッド方式ＡＦを行うかコントラスト検出方式ＡＦを行うかを決定するように構成してもよい。
【０２４２】
また、本実施形態では、交換レンズ７がサードパーティー製の反射望遠レンズでないときには、ハイブリッド方式ＡＦを行うように構成しているが、位相差検出方式ＡＦを行うように構成してもよい。
【０２４３】
したがって、本実施形態によれば、輝度用撮像素子１０Ｌを光が通過するように構成し且つ該輝度用撮像素子１０Ｌを通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出ユニット２０を設けることによって、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌを用いた種々の処理と位相差検出ユニット２０を用いたオートフォーカス（前記位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦ）とを並行して行うことができ、処理時間を短縮することができる。そして、このときのオートフォーカスが被写体像の位相差を用いたものであるため、デフォーカス方向及びデフォーカス量を迅速に検出することができ、焦点を迅速に合わせることができる。
【０２４４】
ここで、輝度用撮像素子１０Ｌにおいては、カラーフィルタが設けられていないため、マイクロレンズ１６に入射してきた光が光電変換部１１に到達するまでにあまり減衰せず、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂに比べて、より多くの光が光電変換部１１まで到達する。そのため、輝度用撮像素子１０Ｌにおいては、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂに比べて、光電変換部１１を透過する光量が多くなる。つまり、該第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂではなく、輝度用撮像素子１０Ｌの基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、より多くの光を基板１１ａを透過させて、位相差検出ユニット２０に入射させることができ、位相差検出を精度良く行うことができる。あるいは、位相差検出ユニット２０で位相差検出を行うのに最低限の光を第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌの背面側に透過させるにあたって、透過部１７，１７，…を輝度用撮像素子１０Ｌに設ける方が第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂに設けるよりも、透過部１７における基板１１ａの厚さを可及的に厚くすることができる。つまり、基板１１ａの厚さを薄くし過ぎると、光電変換部１１で電荷に変換される光量が減少するが、基板１１ａの厚さを可及的に厚くすることによって、光電変換部１１において変換される電荷量を増加させることができる。その結果、輝度用撮像素子１０Ｌにおいて電荷に変換される光量を確保しつつ、位相差検出ユニット２０にも十分な光量の光を入射させることができる。
【０２４５】
また、被写体から第１色用、第２色用及び輝度用撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌまでの光路長を等しくすることによって、輝度用撮像ユニット１Ｌについて焦点を合わせることで第１色用及び第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂについても焦点を合わせることができる。
【０２４６】
ただし、各光路長がずれている場合であっても、位相差検出ユニット２０を輝度用撮像ユニット１Ｌに設けることによって、少なくとも輝度情報は焦点を合わせた状態で取得することができるため、輝度情報に敏感な人間の目にとっては焦点が合った高解像度の画像信号を取得することができる。すなわち、本発明は必ずしも各光路長が等しくなければならないわけではなく、設計によっては撮像ユニットの各光路長をずらして配置してもよい。かかる場合であっても、前述の如く、位相差検出ユニット２０を輝度用撮像ユニット１Ｌに設けることによって、人間の目にとっては焦点が合った高解像度の画像信号を取得することができる。
【０２４７】
また、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌを用いた種々の処理と位相差検出ユニット２０を用いたオートフォーカスとを並行して行わないとしても、前記構成によれば輝度用撮像素子１０Ｌに光が入射しているときには位相差検出ユニット２０にも光が入射しているため、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌを用いた種々の処理と位相差検出ユニット２０を用いたオートフォーカスとをボディ制御部５の制御の切替により容易に切り替えることができる。すなわち、従来のように被写体からの光の進む方向を可動ミラーを進退させて撮像素子と位相差検出ユニットとに切り替える構成と比較して、可動ミラーを進退させる必要がないため、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌを用いた種々の処理と位相差検出ユニット２０を用いたオートフォーカスとを即座に切り替えることができると共に、可動ミラーの進退に伴う音も生じ得ないため、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌを用いた種々の処理と位相差検出ユニット２０を用いたオートフォーカスとを静かに切り替えることができる。こうして、カメラ１００の利便性を向上させることができる。
【０２４８】
具体的には、輝度用撮像素子１０Ｌを光が通過するように構成し且つ該輝度用撮像素子１０Ｌを通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出ユニット２０を設けることによって、位相差検出ユニット２０を用いたＡＦと輝度用撮像素子１０Ｌを用いた測光とを並行して行うことができる。こうすることによって、レリーズボタン４０ｂの全押し後に測光を行う必要がなくなり、レリーズタイムラグを短縮することができる。また、レリーズボタン４０ｂの全押し前に測光を行う構成であっても、測光をオートフォーカスと並行して行うことによって、レリーズボタン４０ｂ半押し後の処理時間を長くしてしまうことも防止できる。さらに、輝度用撮像素子１０Ｌを用いて測光を行うため、測光用センサを別途設ける必要がない。さらにまた、被写体からの光を測光用センサや位相差検出ユニットへ導くための可動ミラーを設ける必要がない。そのため、電力消費を抑制することができる。
【０２４９】
また、輝度用撮像素子１０Ｌを光が通過するように構成し且つ該輝度用撮像素子１０Ｌを通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出ユニット２０を設けることによって、前記ハイブリッド方式ＡＦのように、まず、位相差検出ユニット２０の検出結果に基づいてフォーカスレンズ群７２の駆動方向を決定し、その後、輝度用撮像素子１０Ｌの出力に基づいたコントラスト検出方式ＡＦを迅速に行うことができる。つまり、位相差検出ユニット２０による位相差検出から輝度用撮像素子１０Ｌを用いたコントラスト検出への切り替えを、従来の可動ミラーを用いた光路の切り替え等を行うことなく、ボディ制御部５内の制御で即座に行うことができるため、ハイブリッド方式ＡＦに要する時間を短縮することができる。また、可動ミラーが不要なため、可動ミラーによる騒音もなくなり、ハイブリッド方式ＡＦを静かに行うことができる。
【０２５０】
また、被写体から第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌへ向かう光を可動ミラー等を用いて、輝度用撮像素子１０Ｌの背面側とは別の場所に配設された位相差検出ユニットへ向かわせる従来の構成においては、露光時の光路と位相差検出時の光路とが異なることや可動ミラーの設置誤差等によって焦点調節の精度が高くないが、本実施形態においては位相差検出ユニット２０が輝度用撮像素子１０Ｌを通過する光を受けて位相差検出を行うため、露光時の光路と同じ光路のまま位相差検出を行うことができると共に、可動ミラーのような誤差を生じさせる部材がないため、位相差検出に基づく焦点調節の精度を向上させることができる。
【０２５１】
尚、前記実施形態では、画素１１ｂの総数（即ち、画素数）及び画素１１ｂのサイズが第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌにおいて等しくなるように構成されているが、これに限られるものではない。すなわち、色信号よりも輝度信号の方が人間の目に与える影響が大きいため、輝度用撮像素子１０Ｌの画素数を第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂの画素数よりも多くしてもよい。また、第１色用及び第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂにおいては、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂにより入射光が減衰するため、画素１１ｂのサイズを大きくしてもよい。こうすることで、入射光が減衰する場合であっても、十分な入射光を受けて光電変換を行うことができる。
【０２５２】
《発明の実施形態２》
次に、実施形態２に係る撮像装置としてのカメラについて説明する。
【０２５３】
実施形態２に係るカメラ２００は、複数の撮像ユニットのそれぞれで取得する出力データおよび該出力データから画像信号を作成する処理が実施形態１と異なる。
【０２５４】
実施形態２に係るカメラ本体２０４は、図２２に示すように、被写体からの光を３つの光に分解する色分解プリズム２０９と、被写体像を撮影画像として取得する３つの撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに入射する被写体像の赤外光除去とモアレ現象を軽減するためのＩＲカット兼ＯＬＰＦ（Optical Low Pass Filter）４３と、液晶モニタで構成され、撮影画像やライブビュー画像や各種情報を表示する画像表示部４４と、ボディ制御部２０５とを有している。
【０２５５】
色分解プリズム２０９は、第１プリズム２９１と、該第１プリズム２９１に接合された第２プリズム２９２と、該第２プリズム２９２に接合された第３プリズム２９３と、第１プリズム２９１と第２プリズム２９２との接合面に設けられ赤色の光を反射する第１ダイクロイック膜２９４と、第２プリズム２９２と第３プリズム２９３との接合面に設けられ緑色の光を反射する第２ダイクロイック膜２９５とを含んでいる。この色分解プリズム２０９が分解部を構成している。
【０２５６】
このように構成された色分解プリズム２０９においては、第１プリズム２９１の入射面２９１ａから入射した入射光のうち赤色の光が第１ダイクロイック膜２９４及び第１プリズム２９１内で反射して第１プリズム２９１の出射面２９１ｂから出射する。一方、残りの光は第１ダイクロイック膜２９４を透過する。そして、第１ダイクロイック膜２９４を透過した光のうち緑色の光が第２ダイクロイック膜２９５で反射して第２プリズム２９２の出射面２９２ｂから出射する。一方、第１ダイクロイック膜２９４を透過した光のうちの残りの光、即ち、青色の光は、第２ダイクロイック膜２９５を透過して第３プリズム２９３の出射面２９３ｂから出射する。
【０２５７】
撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、光電変換により被写体像を電気信号に変換するものである。赤色用撮像ユニット１Ｒは、第１プリズム２９１の出射面２９１ｂに対向して配設され、該出射面２９１ｂから出射される赤色の光を光電変換して、赤色信号（即ち、赤色に関する情報）として取得する。緑色用撮像ユニット１Ｇは、第２プリズム２９２の出射面２９２ｂに対向して配設され、該出射面２９２ｂから出射される緑色の光を光電変換して、緑色信号（即ち、緑色に関する情報）として取得する。青色用撮像ユニット１Ｂは、第３プリズム２９３の出射面２９３ｂに対向して配設されて、該出射面２９３ｂから出射される青色の光を光電変換して、青色信号（青色に関する情報）として取得する。これら赤色用、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、被写体からの光路長（詳しくは、被写体から赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各撮像面までの光路長）が等しくなるように色分解プリズム２０９に対して配設されている。また、撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、ブレ補正ユニット４５，４５，…によって光軸Ｘに直行する平面内で移動可能に構成されている。
【０２５８】
赤色用撮像ユニット１Ｒは、図２３に示すように、実施形態１に係る輝度用撮像ユニット１Ｌと同様の構成をしており、被写体像を電気信号に変換するための赤色用撮像素子１０Ｒと、赤色用撮像素子１０Ｒを保持するための赤色用パッケージ３１Ｒと、位相差検出ユニット２０とを有している。
【０２５９】
赤色用撮像素子１０Ｒは、基本的な構成は輝度用撮像素子１０Ｌと同様であり、図２４に示すように、赤色のカラーフィルタ１５ｒ，１５ｒ，…が設けられている点が異なる。すなわち、赤色用撮像素子１０Ｒでは、マイクロレンズ１６，１６，…に入射した光のうち赤色の光だけがカラーフィルタ１５ｒ，１５ｒ，…を透過して受光部１１ｂ，１１ｂ，…まで到達する。こうして、赤色用撮像素子１０Ｒは、被写体からの光のうち赤色の光の受光光量を検出して出力する。
【０２６０】
さらに、赤色用撮像素子１０Ｒでは、基板１１ａに透過部１７，１７，…が設けられており、光電変換部１１へ入射してきた光の一部が赤色用撮像素子１０Ｒの背面側に透過するように構成されている。
【０２６１】
また、赤色用パッケージ３１Ｒは、輝度用パッケージ１０Ｌと同様の構成をしており、底板３１ａにおける、赤色用撮像素子１０Ｒの透過部１７，１７，…に対応する位置に開口３１ｃ，３１ｃ，…が形成されている。
【０２６２】
さらに、位相差検出ユニット２０も、輝度用撮像ユニット１Ｌの位相差検出ユニット２０と同様の構成をしており、コンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…を赤色用パッケージ３１Ｒの開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合させることによって、赤色用撮像素子１０Ｒに対して位置決めした状態で取り付けられている。
【０２６３】
つまり、赤色用撮像ユニット１Ｒにおいて、光電変換部１１まで到達した赤色の光のうちの一部が該光電変換部１１を透過して、位相差検出ユニット２０に入射するように構成されている。
【０２６４】
一方、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｇ，１Ｂは、図２５に示すように、実施形態１に係る第１色用及び第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂと同様の構成をしており、被写体像を電気信号に変換するための緑色用及び青色用撮像素子１０Ｇ，１０Ｂと、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｇ，１０Ｂを保持するための緑色用及び青色用パッケージ３１Ｇ，３１Ｂとを有している。尚、図２５において、青色用撮像ユニット１Ｂに関する符号は括弧付きで付している（図２６において同様）。
【０２６５】
緑色用撮像素子１０Ｇは、基本的な構成は第１色用又は第２色用撮像素子１０ａ，１０ｂと同様であり、図２６に示すように、ベイヤー型の原色フィルタではなく、緑色のカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇ，…だけが設けられている点で異なる。すなわち、緑色用撮像素子１０Ｇでは、マイクロレンズ１６，１６，…に入射した光のうち緑色の光だけがカラーフィルタ１５ｇ，１５ｇ，…を透過して受光部１１ｂ，１１ｂ，…まで到達する。こうして、緑色用撮像素子１０Ｇは、被写体からの光のうち緑色の光の受光光量を検出して出力する。
【０２６６】
また、青色用撮像素子１０Ｂは、基本的な構成は第１色用又は第２色用撮像ユニット１ａ，１ｂの撮像素子１０と同様であり、図２６に示すように、ベイヤー型の原色フィルタではなく、青色のカラーフィルタ１５ｂ，１５ｂ，…だけが設けられている点で異なる。すなわち、青色用撮像素子１０Ｂでは、マイクロレンズ１６，１６，…に入射した光のうち青色の光だけがカラーフィルタ１５ｂ，１５ｂ，…を透過して受光部１１ｂ，１１ｂ，…まで到達する。こうして、青色用撮像素子１０Ｂは、被写体からの光のうち青色の光の受光光量を検出して出力する。
【０２６７】
尚、緑色用撮像ユニット１Ｇと青色用撮像ユニット１Ｂとは、カラーフィルタにおいて透過させる光の種類が異なるだけで、その他の構成は同様である。
【０２６８】
このように構成された赤色用、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、光軸に対して空間的に画素１１ｂ，１１ｂ，…の位置をずらして、即ち、光軸に直交する方向にずらして配置されている。具体的には、図２７に示すように、緑色用撮像素子１０ＧのＧ画素１１ｂｇ，１１ｂｇ，…（図（Ａ）参照）に対して、赤色用撮像素子１０ＲのＲ画素１１ｂｒ，１１ｂｒ，…（図（Ｂ）参照）及び青色用撮像素子１０ＢのＢ画素１１ｂｂ，１１ｂｂ，…（図（Ｃ）参照）が画素ピッチの１／２に相当する量だけ水平及び垂直方向に、即ち、行及び列方向にずれている。そして、このように配置された赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂそれぞれの画素１１ｂ，１１ｂ，…を重ねると、図（Ｄ）に示すように、１つ１つの画素１１ｂが見かけ上、４つの領域に分割される。これら４つの領域それぞれでは、Ｒ画素１１ｂｒとＧ画素１１ｂｇとＢ画素１１ｂｂとの組合せが異なっている。例えば、Ｇ画素１１ｂｇの分割された４つの領域では、それぞれ異なる位置のＲ画素１１ｂｒ及びＢ画素１１ｂｂが重ねられている。こうして、見かけ上の解像度を向上させることができる。
【０２６９】
このように構成された赤色用、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの動作について説明する。
【０２７０】
赤色用撮像ユニット１Ｒには、前述の如く、第１プリズム２９１の入射面２９１ａを介して色分解プリズム２０９に入射した入射光のうち第１ダイクロイック膜２９４で反射した光、即ち、赤色の光が入射する。緑色用撮像ユニット１Ｇには、該入射光のうち第１ダイクロイック膜２９４を透過して第２ダイクロイック膜２９５で反射した光、即ち、緑色の光が入射する。青色用撮像ユニット１Ｂには、該入射光のうち第１及び第２ダイクロイック膜２９４，２９５を透過した光、即ち、青色の光が入射する。
【０２７１】
赤色用、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれにおいて、被写体からの光が入射すると、該光は、カバーガラス３３を透過し撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂそれぞれに入射する。該光は、マイクロレンズ１６，１６，…により集光された後、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｒ，…（１５ｇ，１５ｇ，…又は１５ｂ，１５ｂ，…）に入射し、各カラーフィルタ１５ｒ，１５ｒ，…（１５ｇ，１５ｇ，…又は１５ｂ，１５ｂ，…）に応じた色の光だけが該カラーフィルタ１５ｒ，１５ｒ，…（１５ｇ，１５ｇ，…又は１５ｂ，１５ｂ，…）を透過して、受光部１１ｂ，１１ｂ，…に到達する。すなわち、赤色用撮像素子１０Ｒにおいては赤色の光だけが、緑色用撮像素子１０Ｇにおいては緑色の光だけが、青色用撮像素子１０Ｂにおいては青色の光だけが受光部１１ｂ，１１ｂ，…に到達する。そして、受光部１１ｂは入射してきた光を吸収して電荷を発生する。発生した電荷は垂直レジスタ１２及び転送路１３を介して増幅器に送られ、電気信号として出力される。つまり、受光部１１ｂ，１１ｂ，…からは、各カラーフィルタに対応した色の受光光量が出力として得られる。こうして、撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、その撮像面全体における受光部１１ｂ，１１ｂ，…で光電変換を行うことによって、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。
【０２７２】
このとき、赤色用撮像素子１０Ｒにおいては、基板１１ａに透過部１７，１７，…が設けられており、該透過部１７，１７，…では、赤色用撮像素子１０Ｒに照射された光の一部が赤色用撮像素子１０Ｒを透過する。赤色用撮像素子１０Ｒを透過した光は、赤色用パッケージ３１Ｒの開口３１ｃ，３１ｃ，…に嵌合されたコンデンサレンズ２１ａ，２１ａ，…へ入射する。各コンデンサレンズ２１ａを透過することにより集光された光は、マスク部材２２に形成された各対のマスク開口２２ａ，２２ａを通過する際に２つの光束に分割されて各セパレータレンズ２３ａに入射する。こうして瞳分割された光は、セパレータレンズ２３ａを透過して、ラインセンサ２４ａ上の２つの位置に同一の被写体像として結像する。ラインセンサ２４ａは、光電変換により被写体像から電気信号を作成し出力する。
【０２７３】
ここで、基板１１ａの透過率は波長が長いほど高くなる。そのため、本実施形態においては、最も波長の長い光を受光する赤色用撮像素子１０Ｒの基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けている。こうすることで、光電変換部１１に入射してきた光に、該光電変換部１１を効率良く透過させることができる。
【０２７４】
尚、ダイクロイックプリズム２０９で満足な分光特性が得られる場合は、各撮像素子に配されるカラーフィルタを無くすことも可能である。
【０２７５】
こうして赤色用、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力される電気信号、即ち、赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの電気信号は、撮像ユニット制御部５２を介してボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、各受光部１１ｂの位置情報と該受光部１１ｂの受光光量に対応した出力データとを赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの撮像面全体から得ることによって、撮像面に形成された被写体像を、電気信号として取得する。
【０２７６】
ここで、受光部１１ｂ，１１ｂ，…では同じ光量の光を受光しても光の波長が異なると蓄積電荷量が異なるため、赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの出力はそれぞれに設けられているカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂの種類に応じて補正される。例えば、赤色用撮像素子１０ＲのＲ画素１１ｂｒ、緑色用撮像素子１０ＧのＧ画素１１ｂｇ及び青色用撮像素子１０ＢのＢ画素１１ｂｂがそれぞれのカラーフィルタに対応する色の光を同じ光量だけ受光したときに、Ｒ画素１１ｂｒ、Ｇ画素１１ｂｇ、Ｂ画素１１ｂｂからの出力が同じレベルとなるように赤色用、緑色用及び青色用撮像ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂそれぞれの補正量が設定される。
【０２７７】
また、赤色用撮像素子１０Ｒでは基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、透過部１７，１７，…における光電変換効率が、それ以外の部分に比べて低くなる。つまり、同じ光量の光を受光しても、蓄積電荷量は、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…の方がそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…よりも少なくなってしまう。その結果、透過部１７，１７，…に対応する位置に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データにそれ以外の部分に設けられた画素１１ｂ，１１ｂ，…から出力された出力データと同様の画像処理を施したのでは、透過部１７，１７，…に対応する部分の画像が適切に撮影されない（例えば、暗く撮影されてしまう）可能性がある。そこで、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力は、例えば、透過部１７からの出力と透過部１７以外からの出力とにより表示される画像のホワイトバランス及び／又は輝度が等しくなるように増幅する等して、透過部１７，１７，…の影響がなくなるように補正（例えば、透過部１７，１７，…における各画素１１ｂの出力を増幅する等）される。このように赤色用撮像素子１０Ｒからの出力を補正することによって、透過部１７，１７，…が設けられた赤色用撮像素子１０Ｒであっても、被写体像を適切に撮影することができる。
【０２７８】
つまり、赤色用撮像素子１０Ｒの出力には、受光する色による光電変換量の違いをなくす補正と透過部１７の影響をなくす補正とが施される。
【０２７９】
ボディマイコン５０は、このように赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから出力を補正した後、該出力に所定の信号処理を施し、画像信号を作成する。このとき、赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂそれぞれの画素１１ｂ，１１ｂ，…は光軸に直交する方向に（即ち、光軸に直交する平面内で）互いにずれているため、各画素１１ｂは、Ｒ画素１１ｂｒ、Ｇ画素１１ｂｇ及びＢ画素１１ｂｂの組み合わせが異なる複数の領域に分割されることになり、該分割された領域を見かけ上の画素として、該見かけ上の画素ごとにＲ画素１１ｂｒ、Ｇ画素１１ｂｇ及びＢ画素１１ｂｂの出力データが割り当てられる。その後、見かけ上の画素ごとの出力データに基づいて、各見かけ上の画素における位置情報、色情報及び輝度情報とを含む画像信号を作成する。こうして、撮像素子１０の撮像面上に結像された被写体像の画像信号が、実際の赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの解像度よりも高解像度で得られる。
【０２８０】
一方、ラインセンサユニット２４から出力される電気信号も、ボディマイコン５０に入力される。そして、ボディマイコン５０は、ラインセンサユニット２４からの出力に基づいて、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像の間隔を求め、求めた間隔から、赤色用撮像素子１０Ｒに結像する被写体像の焦点状態を検出することができる。例えば、ラインセンサ２４ａ上に結像する２つの被写体像は、撮像レンズを透過して赤色用撮像素子１０Ｒに結像する被写体像が正確に結像しているとき（合焦）には、所定の基準間隔を開けて所定の基準位置に位置する。それに対し、被写体像が赤色用撮像素子１０Ｒよりも光軸方向手前側に結像しているとき（前ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも狭くなる。一方、被写体像が赤色用撮像素子１０Ｒよりも光軸方向奥側に結像しているとき（後ピン）には、２つの被写体像の間隔が合焦時の基準間隔よりも広くなる。つまり、ラインセンサ２４ａからの出カを増幅した後、演算回路にて演算することによって、合焦か非合焦か、前ピンか後ピンか、Ｄｆ量はどの位かを知ることができる。
【０２８１】
ここで、赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは被写体からの光路長がそれぞれ等しくなるように配設されているため、赤色用撮像素子１０Ｒに対する焦点状態は緑色用及び青色用撮像素子１０Ｇ，１０Ｂに対する焦点状態と等しくなる。つまり、赤色用撮像素子１０Ｒについて被写体の焦点を合わせれば、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｇ，１０Ｂについての焦点も合うことになる。
【０２８２】
このように構成されたカメラ２００は、前記実施形態１に係るカメラ１００と同様に、赤色用撮像ユニット１Ｒに入射する光のうち赤色用撮像素子１０Ｒを透過する光を用いて位相差検出に基づいたＡＦ（前記位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦ）を行うことができる。尚、本実施形態においては、ＡＦと並行して行われる測光（例えば、位相差検出方式ＡＦのステップＳａ９）は、緑色用撮像素子１０Ｇを用いて行われる。
【０２８３】
したがって、本実施形態によれば、赤色用撮像素子１０Ｒを光が通過するように構成し且つ該赤色用撮像素子１０Ｒを通過した光を受光して位相差検出を行う位相差検出ユニット２０を設けることによって、赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いた種々の処理と位相差検出ユニット２０を用いたオートフォーカス（前記位相差検出方式ＡＦやハイブリッド方式ＡＦ）とを並行して行うことができ、処理時間を短縮することができる。そして、このときのオートフォーカスが被写体像の位相差を用いたものであるため、デフォーカス方向及びデフォーカス量を迅速に検出することができ、焦点を迅速に合わせることができる。
【０２８４】
ここで、基板１１ａの透過率は波長が長いほど高いため、赤色用撮像素子１０Ｒの基板１１ａに透過部１７，１７，…を設けることによって、入射してきた光に基板１１ａを効率良く透過させて、位相差検出ユニット２０に入射させることができる。その結果、位相差検出ユニット２０に十分な光を入射させて、位相差検出を精度良く行うことができる。あるいは、位相差検出ユニット２０で位相差検出を行うのに最低限の光を赤色用、緑色用又は青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの背面側に透過させるにあたって、透過部１７，１７，…を赤色用撮像素子１０Ｒに設ける方が緑色用又は青色用撮像素子１０Ｇ，１０Ｂに設けるよりも、透過部１７における基板１１ａの厚さを可及的に厚くすることができる。つまり、基板１１ａの厚さを薄くし過ぎると、光電変換部１１で電荷に変換される光量が減少するが、基板１１ａの厚さを可及的に厚くすることによって、光電変換部１１において変換される電荷量を増加させることができる。その結果、赤色用撮像素子１０Ｒにおいて電荷に変換される光量を確保しつつ、位相差検出ユニット２０にも十分な光量の光を入射させることができる。
【０２８５】
尚、空間画素ずらしに関し、赤色用、緑色用及び青色用撮像素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの画素１１ｂ，１１ｂ，…をずらす態様は前記構成に限られるものではない。各画素１１ｂ，１１ｂ，…を空間的にずらすことで見かけの解像度が向上する配置であれば、任意の配置を採用することができる。例えば、図２８に示すように、緑色用撮像素子１０ＧのＧ画素１１ｂｇ，１１ｂｇ，…に対して、赤色用撮像素子１０ＲのＲ画素１１ｂｒ，１１ｂｒ，…を画素ピッチの１／２に相当する量だけ水平及び垂直方向の一方にずらし、青色用撮像素子１０ＢのＢ画素１１ｂｂ，１１ｂｂ，…を画素ピッチの１／２に相当する量だけ水平及び垂直方向の他方にずらすように構成してもよい。
【０２８６】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０２８７】
すなわち、複数の撮像ユニットを備える構成としては、前述のような、Ｌａｂ変換を行う構成や、ＲＧＢの３色の色信号を取得する構成に限られるものではない。例えば、複数（３個に限られるものではない）の撮像ユニットを備え、各撮像ユニットにベイヤー型のカラーフィルタが設けられ、それぞれの撮像ユニットがＲＧＢの３色に関する出力データを出力するものであってもよい。かかる構成においては、複数の撮像ユニットを互いの画素が空間的にずれるように配置した（即ち、前述の空間画素ずらしを採用した）構成であってもよい。その場合、何れの撮像ユニットに位相差検出ユニットを設けてもよい。
【０２８８】
そして、ベイヤー型の原色フィルタが設けられた撮像ユニットのように複数の色の受光光量を出力する撮像ユニットの場合、光が通過する撮像素子の構成としては、前述の如く、透過部１７，１７，…を設ける構成に限られるものではない。光が撮像素子を通過（前述の如く、透過も含む）する構成であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、図２９に示すように、基板３１１ａに複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…が形成された通過部３１８を有する撮像素子３１０であってもよい。
【０２８９】
貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…は、基板３１１ａを厚さ方向に貫通して形成されている。詳しくは、基板３１１ａ上の行列状の画素領域において、２行２列に隣接する４つの画素領域を１単位としたときに、そのうちの３つの画素領域に受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂが配設され、残りの１つの画素領域に貫通孔３１８ａが形成されている。
【０２９０】
そして、該４つの画素領域中の受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂが配設された３つの画素領域には、３つの受光部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂそれぞれに対応する３色のカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが配設されている。詳しくは、貫通孔３１８ａに対して対角位置に位置する受光部１１ｂには緑のカラーフィルタ１５ｇが配設され、貫通孔３１８ａと隣接する一方の受光部１１ｂには赤のカラーフィルタ１５ｒが配設され、貫通孔３１８ａと隣接する他方の受光部１１ｂには青のカラーフィルタ１５ｂが配設されている。そして、貫通孔３１８ａに対応する画素領域には、カラーフィルタが設けられていない。
【０２９１】
この撮像素子３１０においては、貫通孔３１８ａに対応する画素を、該貫通孔３１８ａに隣接する受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力を用いて補間する。具体的には、貫通孔３１８ａと画素領域の対角方向に隣接する、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられた４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力の平均値を用いて貫通孔３１８ａに対応する画素の信号を補間（標準補間）する。または、貫通孔３１８ａと画素領域の対角方向に隣接する、緑のカラーフィルタ１５ｇが設けられた４つの受光部１１ｂ，１１ｂ，…において別々の対角方向に隣接する２組の受光部１１ｂ，１１ｂ，…の出力の変化を比較し、変化の大きい方の組の対角方向に隣接する受光部１１ｂ，１１ｂの出力の平均値、若しくは変化の小さい方の組の対角方向に隣接する受光部１１ｂ，１１ｂの出力の平均値を用いて貫通孔３１８ａに対応する画素の信号を補間（傾斜補間）する。補間したい画素が合焦被写体のエッジである場合、変化の大きい方の受光部１１ｂ，１１ｂを用いると、エッジをだらしてしまい好ましくない結果となる。したがって、所定の閾値以上の変化がある場合は変化の小さい方を用い、所定の閾値未満の場合は変化の大きい方を用いて、できるだけ滑らかな傾斜を採用する。
【０２９２】
こうして、貫通孔３１８ａに対応する受光部１１ｂの出力データを補間した後、受光部１１ｂ，１１ｂ，…のそれぞれの出力データを用いて、各受光部１１ｂに対応する画素の輝度情報及び色情報を求めて、さらには所定の画像処理や合成を行って画像信号を作成する。
【０２９３】
こうすることによって、通過部３１８，３１８，…における画像が暗く撮影されてしまうことを防止することができる。
【０２９４】
このように構成された撮像素子３１０は、入射してきた光を複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…を介して通過させることができる。
【０２９５】
このように、基板３１１ａに、透過部１７ではなく、複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…で構成される通過部３１８を設けることによっても、光が通過する撮像素子３１０を構成することができる。また、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットに対して複数の貫通孔３１８ａ，３１８ａ，…からの光が入射するように構成することによって、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさが画素の大きさに限定されないという点で好ましい。すなわち、コンデンサレンズ２１ａ、セパレータレンズ２３ａ及びラインセンサ２４ａの１セットの大きさは、画素の狭小化による撮像素子３１０の高画素化を阻害しない点で好ましい。
【０２９６】
尚、この通過部３１８は、位相差検出ユニット２０のコンデンサレンズ２１ａやセパレータレンズ２３ａに対応する位置だけに設けてもよいし、基板３１１ａ全体に設けてもよい。
【０２９７】
また、前記実施形態１，２では、複数の撮像ユニットをカメラに搭載した構成について説明しているが、これに限られるものではない。例えば、複数の撮像ユニットはビデオカメラに搭載することもできる。
【０２９８】
実施形態１に係る撮像ユニットをビデオカメラの撮影動作の一例を説明すると、電源スイッチ４０ａをＯＮすると、絞り部とシャッタユニットが開放され、第１色用、第２色用及び輝度用撮像ユニット１ａ，１ｂ，１Ｌの第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌにおいて画像の取込みが開始される。そして、ライブビュー表示に最適な測光、ＷＢ調整がなされ、ライブビュー画像を画像表示部に映し出す。こうして撮像素子１０による撮像と並行して、輝度用撮像ユニット１Ｌに内蔵された位相差検出ユニット２０の出力に基づいて焦点状態を検出し、被写体の動き等に合わせてフォーカスレンズ群を駆動し続ける。こうして、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを継続しながら、ＲＥＣボタンが押されるのを待機する。ＲＥＣボタンが操作されると、位相差検出方式ＡＦを繰り返しながら、第１色用、第２色用及び輝度用撮像素子１０ａ，１０ｂ，１０Ｌにより取得される画像データを記録していく。こうすることで、常に合焦状態を保つことができると共に、従来のデジタルビデオカメラのようにフォーカスレンズの微小な光軸方向駆動（ウォブリング）を行う必要がなく、電力的に負荷の大きいモータなどのアクチュエータを駆動させる必要がない。
【０２９９】
また、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる（即ち、Ｓ１スイッチがＯＮされる）とＡＦが開始される構成ついて説明したが、レリーズボタン４０ｂは半押しされる前からＡＦを行ってもよい。また、合焦と判断するとＡＦを終了する構成について説明したが、合焦判定後もＡＦを継続するようにしてもよく、合焦判定をせずに継続してＡＦを行ってもよい。以下に具体例を説明する。図１２，１３において、ステップＳａ４でシャッタユニット７５が開かれた後、ステップＳａ６の位相差焦点検出とステップＳａ７のフォーカスレンズ駆動とを繰り返して行うようにする。これと並行して、ステップＳａ５の判定、ステップＳａ９の測光、ステップＳａ１０の像ブレ検出開始、ステップＳａ１１の判定を行う。これにより、撮影者によりレリーズボタン４０ｂが半押しされる前から合焦状態にすることができる。例えば、ライブビュー画像の表示と併用することにより、合焦状態でのライブビュー画像の表示が可能となる。また、位相差検出方式ＡＦを用いれば、ライブビュー画像の表示と位相差検出方式ＡＦとを併用さることができる。このような動作を「常時ＡＦモード」としてカメラに備えるようにしてもよく、「常時ＡＦモード」のＯＮ／ＯＦＦを切替可能に構成してもよい。
【０３００】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０３０１】
以上説明したように、本発明は、光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０３０２】
【図１】本発明の実施形態１に係るカメラのブロック図である。
【図２】色用撮像ユニットの断面図である。
【図３】色用撮像素子の断面図である。
【図４】色用撮像素子の平面図である。
【図５】輝度用撮像ユニットの断面図である。
【図６】輝度用撮像素子の断面図である。
【図７】位相検出ユニットの平面図である。
【図８】変形例に係る撮像ユニットの斜視図である。
【図９】変形例に係る撮像素子の断面図である。
【図１０】別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面の断面図である。
【図１１】別の変形例に係る撮像ユニットの図２に相当する断面と直交する断面の断面図である。
【図１２】位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１３】位相差検出方式ＡＦを始めとする各撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の基本的な流れを示すフローチャート図である。
【図１４】コントラスト検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１５】ハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１６】変形例に係る位相差検出方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１７】変形例に係るハイブリッド方式ＡＦによる撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１８】連写モードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図１９】連写モードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされた後の流れを示すフローチャート図である。
【図２０】ローコンモードの撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２１】交換レンズの種類によりＡＦ機能を切り替える撮影動作における、レリーズボタンが全押しされるまでの流れを示すフローチャート図である。
【図２２】本発明の実施形態２に係るカメラのブロック図である。
【図２３】赤色用撮像ユニットの断面図である。
【図２４】赤色用撮像素子の断面図である。
【図２５】緑色用及び青色用撮像ユニットの断面図である。
【図２６】緑色用及び青色用撮像素子の断面図である。
【図２７】赤色用、緑色用及び青色用撮像素子の画素の配置を示すイメージ図であって、（Ａ）は緑色用撮像素子の画素を、（Ｂ）は赤色用撮像素子の画素を、（Ｃ）は青色用撮像素子の画素を、（Ｄ）は赤色用、緑色用及び青色用撮像素子の画素を重ね合わせた状態を表す図である。
【図２８】赤色用、緑色用及び青色用撮像素子の画素の別の配置を示すイメージ図であって、（Ａ）は緑色用撮像素子の画素を、（Ｂ）は赤色用撮像素子の画素を、（Ｃ）は青色用撮像素子の画素を、（Ｄ）は赤色用、緑色用及び青色用撮像素子の画素を重ね合わせた状態を表す図である。
【図２９】その他の実施形態に係る撮像素子の断面図である。
【符号の説明】
【０３０３】
１０ａ                第１色用撮像素子（撮像素子）
１０ｂ                第２色用撮像素子（撮像素子）
１０Ｌ                輝度用撮像素子（撮像素子）
１０Ｒ                赤色用撮像素子（撮像素子）
１０Ｇ                緑色用撮像素子（撮像素子）
１０Ｂ                青色用撮像素子（撮像素子）
２０，４２０          位相差検出ユニット（位相差検出部）
５，２０５            ボディ制御部（制御部）
９                    分解プリズム（分解部）
１００，２００        カメラ（撮像装置）
２０９                色分解プリズム（分解部）
３１０                撮像素子
【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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【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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