JP2000101880A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像素子の画素を有効に利用しつつ、合焦を
行う際にも画像を表示することができる撮像装置を提供
する。 【解決手段】 撮影レンズ系１を通過した光束を記録用
光束と合焦用光束とに分割するメインハーフミラー５
と、上記合焦用光束を位相差検出を行うために２分割し
て再結像させる補助光学装置７と、上記記録用光束が有
効撮像領域に結像されるとともに、上記補助光学装置７
からの合焦用光束が該有効撮像領域内の周辺部の合焦検
出領域に重畳して結像され、その像を光電変換して画像
信号として出力する撮像素子６と、この画像信号から上
記合焦用光束による信号成分を抽出して合焦信号を作成
する合焦信号分離手段１０と、上記画像信号から上記合
焦信号成分を取り除いて画像表示用信号を作成する表示
画像作成手段３０と、記録動作時に上記補助光学装置７
のハーフミラー４７を記録用光束の通過範囲外に退避さ
せる移動手段２６とを備えた撮像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置、より詳
しくは、撮像素子から出力される画像信号に基づき合焦
検出を行う撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮像素子から出力される画像信号に基づ
いて、合焦状態を直接検出するオートフォーカスの方式
としては、該画像信号中のコントラストが最大となる位
置を合焦位置とする、いわゆる山登り方式が一般的であ
る。

【０００３】しかし、この山登り方式は、フォーカスレ
ンズを逐次移動してコントラスト最大位置を検出するも
のであるために、合焦位置を検出するのに時間を要する
という難点がある。

【０００４】これに対して、銀塩フィルムカメラにおい
ては、位相差検出方式が従来より一般的に利用されてい
る。こうした位相差検出方式の原理について、図面を参
照して説明する。

【０００５】図８、図９、図１０は、従来の位相差検出
方式のＡＦ手段を有する焦点検出装置の概略を示す要部
構成図であって、図８は合焦状態を、図９は前ピン状態
を、図１０は後ピン状態をそれぞれ示している。

【０００６】ここで合焦状態とは、所定の位置にある被
写体からの光束が撮影レンズ系１０１によって集光され
ることにより形成される所望の被写体像が、同撮影レン
ズ系１０１の一次結像面１０５上に結像したときの状態
をいうものとする。また、前ピン状態とは、同様に撮影
レンズ系１０１の一次結像面１０５よりも前方に所望の
被写体像が結像している状態であり、後ピン状態とは、
撮影レンズ系１０１の一次結像面１０５よりも後方に所
望の被写体像が結像している状態を指すものとする。

【０００７】なお、図８，図９，図１０において符号Ｏ
で示す一点鎖線は、撮影レンズ系１０１，コンデンサレ
ンズ１０２，セパレータレンズ１０４を含んでなる光学
系全体の光軸を示している。また、図９，図１０におい
て点線で示す光束Ｐ０は、図８の合焦状態における光束
Ｐ０の線を重ねて図示したものである。

【０００８】従来の焦点検出装置における位相差検出方
式のＡＦ手段は、図８に示すように撮影レンズ系１０１
の一次結像面１０５の近傍に設けられており、同撮影レ
ンズ系１０１を透過した光束Ｐ０を集光するコンデンサ
レンズ１０２と、このコンデンサレンズ１０２を透過し
た光束を光軸Ｏを挟んで二分割して、それぞれの光束を
二次結像面（再結像面）１０６上に結像させるセパレー
タレンズ１０４と、このセパレータレンズ１０４の二次
結像面１０６に略一致する位置に受光面を配置した撮像
素子１０７ａ，１０７ｂと、セパレータレンズ１０４の
前面に設けられ、このセパレータレンズ１０４への入射
光束を規制するセパレータ絞り１０３等と、を有して構
成されている。

【０００９】このようにして構成された焦点検出装置に
おいて、撮影レンズ系１０１への入射光束Ｐ０は、撮影
レンズ系１０１を透過して一次結像面１０５において結
像した後に、コンデンサレンズ１０２を介してセパレー
タレンズ１０４によって二分割されて、それぞれの光束
による被写体像が二次結像面１０６上に再度結像され
る。

【００１０】この場合において、図８に示す合焦状態で
は、セパレータレンズ１０４によって二分割されたそれ
ぞれの光束による結像は、撮像素子１０７ａ，１０７ｂ
の受光面の対応する同一点に一致する。

【００１１】一方、図９に示す前ピン状態または図１０
に示す後ピン状態では、二つの光束による各結像は、合
焦位置を基準としてその位置が入れ代わり、従って位置
ずれが生じることになる。

【００１２】つまり、前ピン状態における入射光束Ｐ１
の結像点は、図９に示すように合焦状態の光束Ｐ０の結
像点から、ずれ量Ｚ１だけ外側にずれた位置に結像す
る。また、後ピン状態における入射光束Ｐ２の結像点
は、図１０に示すように合焦状態の光束Ｐ０の結像点か
ら、ずれ量Ｚ２だけ内側にずれた位置に結像することに
なる。

【００１３】そして、このずれ量Ｚ１，Ｚ２を検出する
ことによって、合焦状態であるか、前ピン状態または後
ピン状態であるかの焦点状態を検出することができる。

【００１４】また、上述のずれ量Ｚ１，Ｚ２は、撮影レ
ンズ系１０１の焦点調節量に対応している。従って、前
ピン状態または後ピン状態である場合には、そのずれ量
Ｚ１，Ｚ２を検出することにより合焦位置を算出するこ
とができる。そこで、この算出結果に基づいて駆動手段
を制御して、撮影レンズ系１０１のフォーカスレンズ群
を光軸Ｏ方向に所定量だけ移動させることにより、焦点
調節動作を行うことができる。

【００１５】このように、従来のカメラの焦点検出装置
における位相差検出方式のＡＦ手段は、上述したコント
ラスト検出を行う山登り方式と同様にＴＴＬ方式である
ために、パララックスを考慮する必要がなく、高精度な
焦点検出結果を得ることができると共に、該コントラス
ト検出方式に比べてより高速に動作させることが容易で
あるという利点がある。

【００１６】そこで、撮像素子から出力される画像信号
を利用して上述した位相差検出方式を行うことが考えら
れ、その中でも、画像用の撮像素子の一部を合焦用に利
用して、撮像素子の信号の一部を合焦用の検出信号とし
て抽出し、その位相やコントラストを比較演算して合焦
位置を算出する撮像装置が提案されている。

【００１７】このような技術の一例として、例えば特開
昭５７−１０１８０９号公報には、撮影光束中に設けら
れており被写体の中央部の光束を合焦のために分割する
ビームスプリッタと、このビームスプリッタにより分割
された光束を結像する光学系と、この光学系による像を
その端部に設けられた合焦専用領域に結像させる画像用
撮像素子とを有し、この撮像素子の合焦専用領域から得
られる信号を抽出して、その先鋭度を検出し、該先鋭度
が最大になる位置にフォーカスレンズを移動させる方式
に関する技術が記載されている。

【００１８】しかし、上記特開昭５７−１０１８０９号
公報に記載されたような技術では、撮像素子の一部を合
焦領域専用部にしてしまうために、撮像素子の撮影用の
画素が削減されてしまい、解像度の低下を招くという難
点がある。

【００１９】これに対して本出願人は、特願平１０−１
５７９９７号において、撮像素子の前面に進退自在に配
設され、被写体像を形成する入射光束を２分割して撮像
素子の受光面に結像させる光学装置と、撮像素子によっ
て抽出された２つの画像信号を比較して、撮影レンズ系
による被写体像の合焦位置を検出する合焦位置検出手段
とを有してなる焦点検出装置を提案しており、記録時に
は撮像素子の前面に配設した光学装置を退避させるとと
もに、このときの光路長の変更分を、ダミーガラスを挿
入しまたは撮像素子を移動させて補正しているために、
上記特開昭５７−１０１８０９号に記載されたような記
録時の画素数の減少はないという利点を有するものとな
っている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このような利点を有す
る上記特願平１０−１５７９９７号に記載の技術ではあ
るが、合焦を行うときには上記光学装置が光路中に挿入
されていて、撮像素子に結像される被写体像は画像観察
を行うに適したものではないために、そのままモニタ表
示等を行うことができず、やや不便であった。

【００２１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、撮像素子の画素を有効に利用しつつ、合焦を行う
際にも画像を表示することができる撮像装置を提供する
ことを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明による撮像装置は、フォーカスレンズ
を含み被写体像を結像するための撮影レンズ系と、この
撮影レンズ系を通過した光束を記録用光束と合焦用光束
とに分割するための光束分割素子と、この光束分割素子
により分割された合焦用光束を位相差検出を行うに適し
た光束に変換して結像するための補助光学装置と、上記
光束分割素子により分割された記録用光束が有効撮像領
域に結像されるとともに該記録用光束の少なくとも一部
に重畳されて上記補助光学装置からの合焦用光束が該有
効撮像領域内の合焦検出領域に結像され得るものであり
上記有効撮像領域に結像された像を光電変換して画像信
号として出力する撮像素子と、この撮像素子の画像信号
から上記合焦用光束による信号成分を取り除いたものに
相当する画像表示用信号を作成する表示画像作成手段と
を備えたものである。

【００２３】また、第２の発明による撮像装置は、上記
第１の発明による撮像装置において、上記補助光学装置
の少なくとも一部を上記撮像素子の有効撮像領域に到達
する上記記録用光束の通過範囲の外に移動させる移動手
段をさらに備えたものである。

【００２４】さらに、第３の発明による撮像装置は、上
記第１の発明による撮像装置において、上記表示画像作
成手段が、上記画像信号中の上記合焦検出領域の信号を
該合焦検出領域に隣接する周辺領域の信号から合成した
補間信号で置き換えることにより上記画像表示用信号を
作成するものである。

【００２５】第４の発明による撮像装置は、上記第１の
発明による撮像装置において、上記表示画像作成手段
が、上記合焦検出領域を除いた上記有効撮像領域の信号
に基づいて上記画像表示用信号を作成するものである。

【００２６】第５の発明による撮像装置は、上記第１の
発明による撮像装置において、上記合焦検出領域の信号
から位相差検出に用いるための合焦信号を抽出する合焦
信号分離手段をさらに備えたものである。

【００２７】第６の発明による撮像装置は、上記第５の
発明による撮像装置において、上記合焦信号分離手段が
上記合焦検出領域の信号から該合焦検出領域に隣接する
周辺領域の信号相当分を差し引くことにより上記合焦信
号を抽出するものである。

【００２８】第７の発明による撮像装置は、上記第１、
第２、第３、第４、第５、または第６の発明による撮像
装置において、上記補助光学装置が、上記撮影レンズ系
の一次結像面の近傍に配設された視野絞りと、この視野
絞りの近傍に設けられており被写体像の二次結像を上記
撮像素子の有効撮像領域に結像させるためのコンデンサ
レンズと、このコンデンサレンズの光路上後方に設けら
れており該コンデンサレンズによる二次結像を２つの像
に分離するためのセパレータ絞りおよび再結像レンズ
と、を有して構成されたものである。

【００２９】第８の発明による撮像装置は、上記第１、
第２、第３、第４、第５、または第６の発明による撮像
装置において、上記合焦検出領域が、上記有効撮像領域
の周辺部に位置するように構成されたものである。

【００３０】第９の発明による撮像装置は、上記第１の
発明による撮像装置において、上記撮像素子に対する上
記補助光学装置の取付位置に応じた合焦検出領域を予め
記憶しておく記憶手段を備えたものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図７は本発明の一実施形
態を示したものであり、図１は電子的な撮像装置の構成
を示すブロック図、図２は補助光学装置の構成を示す側
面図、図３は補助光学装置の構成を示す平面図である。

【００３２】この撮像装置は、例えば電子カメラ等でな
り、図１に示すように、撮影レンズ系１により被写体像
を例えばＣＣＤ等でなる撮像素子６上に結像し、この撮
像素子６により光電変換した信号を撮像回路８において
処理した後に、Ａ／Ｄ変換回路９によりデジタル信号に
変換するようになっている。

【００３３】上記撮影レンズ系１は、光軸方向に移動す
ることで該撮影レンズ系１全体の焦点距離を変更し上記
撮像素子６上に結像される被写体像の変倍を行うズーム
レンズ２と、このズームレンズ２からの光束の通過を許
容する状態と禁止する状態とを取り得るとともに光束の
通過を許容する状態のときには該光束の通過範囲を制限
する機能を備えた絞りシャッタ３と、上記撮影レンズ系
１の焦点位置が撮像素子６に一致するように調節するた
めのフォーカスレンズ４とを有して構成されている。

【００３４】上記フォーカスレンズ４と撮像素子６の間
の光路上には、光束分割素子たるメインハーフミラー５
が配設されていて、撮影レンズ系１からの光束の一部を
記録用光束として撮像素子６側へ透過させるとともに、
該光束の他の一部を合焦用光束として例えば下方に向け
て反射させるようになっている。

【００３５】上記メインハーフミラー５により反射され
た合焦用光束の光路上には、該合焦用光束を上記撮像素
子６上に結像させるための補助光学装置７が配設されて
いる。

【００３６】この補助光学装置７は、図２および図３に
も示すように、上記メインハーフミラー５からの合焦用
光束を後方に反射させるミラー４１と、このミラー４１
からの光束の通過範囲を制限する視野絞り４２と、コン
デンサレンズ４３と、このコンデンサレンズ４３を通過
した光束を上方に反射させるミラー４４と、このミラー
４４を通過した光を瞳分割を行うために一対の開口によ
り通過させるセパレータ絞り４５と、このセパレータ絞
り４５を通過した一対の光束を各再結像させるための一
対のレンズを有してなる再結像レンズ４６と、この再結
像レンズ４６を通過した光束を上記撮像素子６上の所定
の領域に向けて反射するハーフミラー４７と、を有して
構成されていて、上記視野絞り４２とコンデンサレンズ
４３の間となる位置に上記撮影レンズ系１による一次結
像面Ｐが位置するようになっている。

【００３７】上記ハーフミラー４７は、後述する退避用
モータ２５によって駆動されることにより、上記メイン
ハーフミラー５を透過して上記撮像素子６の有効撮像領
域に照射される記録用光束の通過領域内に挿入される位
置と、該光束通過領域から退避する位置とを移動される
ようになっている。

【００３８】上記Ａ／Ｄ変換回路９の出力は、上記撮像
素子６上の撮像領域に応じて、上記補助光学装置７から
の合焦用光束が結像する領域である合焦検出領域の信号
を記憶するメモリである第１メモリ１１と、上記合焦検
出領域に隣接する周辺領域の信号を記憶するメモリであ
る第２メモリ１２と、その他の領域の信号を記憶するメ
モリである第３メモリ１３とに分別して各出力されるよ
うになっている。

【００３９】上記第１メモリ１１と第２メモリ１２の出
力は、演算回路１４に入力されて所定の演算を行うこと
により、ＡＦ検出用の合焦信号を抽出した後に、ＡＦ検
出回路１６に出力されるようになっていて、これら第１
メモリ１１、第２メモリ１２、演算回路１４により合焦
信号分離手段１０が構成されている。

【００４０】上記ＡＦ検出回路１６は、上記合焦信号分
離手段１０により抽出された合焦信号に基づいて合焦位
置を検出するものであり、つまり、上記補助光学装置７
により撮像素子６上に結像される異なる瞳位置での被写
体像に基づいてＡＦ検出を行うものである。

【００４１】このＡＦ検出回路１６による検出結果は、
システムコントローラ１７に入力されて、必要な制御が
行われるようになっている。すなわち、このシステムコ
ントローラ１７は、ズーム回路１８を介してズームモー
タ１９を制御することにより上記ズームレンズ２の移動
を行わせ、絞りシャッタ駆動回路２０を介して絞りアク
チュエータ２１を制御することにより上記絞りシャッタ
３の駆動を行わせ、フォーカスモータ駆動回路２２を介
してフォーカスモータ２３を制御することにより上記フ
ォーカスレンズ４の駆動を行わせ、退避用駆動回路２４
を介して退避用モータ２５を制御することにより上記補
助光学装置７に含まれるハーフミラー４７を光束通過領
域から退避させあるいは挿入させる位置に移動させると
ともに、ストロボ回路３５を介してストロボ３６を制御
することにより発光させるようになっており、さらに、
各種のスイッチやボタン等でなる操作部３４からの操作
結果が入力されるようになっている。

【００４２】なお、上記退避用駆動回路２４、退避用モ
ータ２５、ハーフミラー４７により、移動手段２６が構
成されている。

【００４３】また、このシステムコントローラ１７は、
この撮像装置に関するデータやプログラム等を記憶させ
た書き換え可能な記憶手段たるＥＥＰＲＯＭ１５の情報
を読み出すようになっており、該ＥＥＰＲＯＭ１５内に
は上記撮像素子６に対する上記補助光学装置７の取付位
置の個体差等に起因して発生する、該補助光学装置７に
よる合焦用光束の結像位置のずれに関する情報等が記録
されていて、該システムコントローラ１７は、この情報
を用いて必要な補正処理を行うようになっている。

【００４４】上記第２メモリ１２の出力は、一方で、合
焦検出領域の信号を合成する信号合成回路３１に入力さ
れて、該信号合成回路３１において、上記撮像素子６の
出力から上記合焦信号を取り除いて上記撮影レンズ系１
による像のみを復元されるようになっている。

【００４５】この信号合成回路３１により復元された領
域の出力と、上記第３メモリ１３の出力とが画像表示回
路３２に入力されて、１画面分の表示用画像信号が作成
される。なお、これら信号合成回路３１および画像表示
回路３２を含んで、表示画像作成手段３０が構成されて
いる。

【００４６】この画像表示回路３２から出力される１画
面分の画像信号により、画像表示部３３において、撮像
素子６の撮像面に結像されている被写体像を表示するよ
うになっている。

【００４７】一方、上記操作部３４のレリーズスイッチ
が押圧されることにより、画像の記録を行う旨の指示入
力がなされると、上記退避用駆動回路２４および退避用
モータ２５により上記補助光学装置７内のハーフミラー
４７が、撮影レンズ系１を経てメインハーフミラー５を
透過した光束の通過領域から退避されるようになってい
る。

【００４８】このときには、上記第１メモリ１１に入力
されるデータは、記録用光束による被写体像を光電変換
したデータのみとなる。

【００４９】そこで、これら第１メモリ１１、第２メモ
リ１２、第３メモリ１３に記憶された各データが圧縮伸
長回路２７に入力されてデータ圧縮が行われた後に、メ
モリＩ／Ｆ２８を介して例えばメモリカード等でなる着
脱メモリ２９に記録されることにより、１画面分の被写
体像の記録が行われるようになっている。

【００５０】なお、特に図示はしないが、上記着脱メモ
リ２９に記録されている圧縮された画像情報を読み出し
て上記圧縮伸長回路２７により伸長処理を施し、上記画
像表示部３３に表示させることもできるようになってい
る。

【００５１】また、図４は上述したような補助光学装置
７の他の構成例を示す図である。

【００５２】この図４に示す補助光学装置は、上記メイ
ンハーフミラー５からの光束をミラー４１により撮像素
子６上の合焦用光束の結像領域に向けて反射させるよう
にし、その光路上に視野絞り４２、コンデンサレンズ４
３、セパレータ絞り４５、再結像レンズ４６を順次配設
したものであり、視野絞り４２とコンデンサレンズ４３
の間に一次結像面Ｐが位置するのは同様である。

【００５３】そして、この図４に示す配置において、補
助光学装置の光路上における最後の光学要素である再結
像レンズ４６を、上記メインハーフミラー５を透過する
撮影レンズ系１からの光束の通過範囲の外とすることに
より、上述したような退避用モータ２５や退避用駆動回
路２４が不要になるという利点を有している。

【００５４】図５は、上述したような撮影レンズ系１お
よび補助光学装置７により撮像素子６上に結像される光
像の範囲を示す斜視図である。

【００５５】ＡＦ検出を行っている状態のときには、上
述したように、ハーフミラー４７が撮影レンズ系１から
入射する光束の通過範囲内に挿入されていて、該ハーフ
ミラー４７により反射された光束が、撮像素子６の撮像
面上の合焦用光束の結像領域６ａ上に、該撮影レンズ系
１からの記録用光束の像に重畳されて結像される。

【００５６】この結像領域６ａは、例えば撮像素子６の
水平ライン複数本分の合焦検出領域６Ｌｂの一部でな
り、例えば左右方向（図示のｘ方向）の幅がやや中央側
に狭まった所定の領域となっている。

【００５７】この結像領域６ａが含まれる水平ライン複
数本分の合焦検出領域６Ｌｂの上側には、同じ本数分の
水平ラインの領域である上側周辺領域６Ｌａが位置し、
一方下側には、同じ本数分の水平ライン領域である下側
周辺領域６Ｌｃが位置している。

【００５８】そして、上記合焦検出領域６Ｌｂ（もしく
は結像領域６ａ）から得られる画像データが上記第１メ
モリ１１に記憶され、上記上側周辺領域６Ｌａおよび下
側周辺領域６Ｌｃ（もしくはこれらを上記結像領域６ａ
と同じ幅に区切った領域）から得られる画像データが上
記第２メモリ１２に記憶されるようになっている。

【００５９】被写体として、中央部の輝度が高くその左
右両側の輝度が低い被写体を撮像したときに、上記各領
域から得られる信号の様子を示すのが図６である。な
お、この図６の横軸は、上記図５におけるｘ方向を示し
ている。

【００６０】図６（Ａ）は上記上側周辺領域６Ｌａから
得られる出力の様子を示し、被写体部分の輝度が高いの
に応じて、中央部のレベルが高い信号が得られている。

【００６１】図６（Ｃ）は上記下側周辺領域６Ｌｃから
得られる出力の様子を示し、この出力も、上記図６
（Ａ）とほぼ同様の出力となっている。

【００６２】一方、図６（Ｂ）は、上記合焦検出領域６
Ｌｂから得られる出力の様子を示し、この領域には上記
補助光学装置７からの合焦用光束が光電変換された信号
も重畳されているために、中央のレベルが高い信号の左
右に、やや小さな高さの信号が得られている。

【００６３】これらの信号に基づいて、演算回路１４に
おいては、図６（Ｂ）に示す出力と図６（Ａ）に示す出
力の中央部の信号のレベルが一致するようにレベル調節
を行った後に、該図６（Ｂ）に示す出力から図６（Ａ）
に出力を減算することにより、図６（Ｄ）に示すような
瞳分割ＡＦ検出用の信号のみを抽出している。

【００６４】なお、この演算回路１４において行う処理
としては、例えば図６（Ｂ）に示す出力から、図６
（Ａ）に示す出力と図６（Ｃ）に示す出力の平均値を減
算するようにしても良い。

【００６５】また、上記信号合成回路３１による処理に
おいては、図６（Ａ）に示す出力と図６（Ｃ）に示す出
力の平均値を算出することにより、合焦検出領域６Ｌｂ
で得られるべき被写体像のみの信号を合成する。すなわ
ち、この信号合成回路３１は、合焦検出領域６Ｌｂに隣
接する周辺領域６Ｌａ，６Ｌｂの信号から合成した補間
信号で、該合焦検出領域６Ｌｂの信号を置き換えること
により、画像表示用信号を作成するようになっている。

【００６６】なお、図６（Ａ）に示す出力と図６（Ｃ）
に示す出力の平均値をとる代わりに、何れか一方の出力
で置き換えることも可能である。

【００６７】あるいは、画像表示部３３の画素数は、一
般に、撮像素子６の画素数に比べて少ない場合が多いた
めに、この表示画像作成手段３０において、合焦検出領
域の信号を間引いて画像表示用信号を作成するようにし
ても構わない。この場合には、処理回路を簡単にするこ
とが可能となる利点がある。

【００６８】図７は、このような撮像装置における撮影
（ＣＣＤ走査）の処理を示すフローチャートである。

【００６９】この動作が開始されると、まず、上記操作
部３４の検出を行うことにより、撮影を行う旨の指示入
力がなされているか否かを判断し（ステップＳ１）、撮
影を行う旨の指示が未だなされていない場合には、１水
平ラインの走査を行う（ステップＳ２）。そして、走査
を行った水平ラインが上記合焦検出領域６Ｌｂに含まれ
るか否かを判断し（ステップＳ３）、含まれる場合には
その１水平ライン分の画像データを上記第１メモリ１１
に記憶させる（ステップＳ５）。

【００７０】また、上記ステップＳ３において、走査を
行った水平ラインが上記合焦検出領域６Ｌｂに含まれな
い場合には、上記上側周辺領域６Ｌａ（あるいは必要に
応じて下側周辺領域６Ｌｃ）に含まれるか否かを判断し
（ステップＳ４）、含まれる場合にはその１水平ライン
分の画像データを上記第２メモリ１２に記憶させる（ス
テップＳ６）。

【００７１】一方、上記ステップＳ４において、走査を
行った水平ラインが上記上側周辺領域６Ｌａ（あるいは
必要に応じて下側周辺領域６Ｌｃ）に含まれない場合に
は、その１水平ライン分の画像データを上記第３メモリ
１３に記憶させる（ステップＳ７）。

【００７２】上記ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７が終了した
ら、１画面分の水平ラインについて走査が終了したか否
かを判断し（ステップＳ８）、終了していない場合に
は、上記ステップＳ２に戻って次の水平ラインについて
の走査を行う。

【００７３】また、このステップＳ８において、１画面
分について走査が終了したと判断された場合には、上記
第１メモリ１１に記憶されたデータと上記第２メモリ１
２に記憶されたデータから、上記演算回路１４において
上記図６に示したような演算を行い、焦点検出信号を抽
出する（ステップＳ９）。

【００７４】そして、上記ＡＦ検出回路１６において、
この焦点検出信号に基づき焦点検出を行い（ステップＳ
１０）、システムコントローラ１７が、該ＡＦ検出回路
１６の検出結果を受けて上記フォーカスモータ駆動回路
２２とフォーカスモータ２３によりフォーカスレンズ４
を駆動して、焦点調節を行う（ステップＳ１１）。

【００７５】その一方で、上記第２メモリ１２に記憶さ
れたデータに基づいて、上記合焦検出領域の信号を合成
する信号合成回路３１により、上述したように上記合焦
検出領域６Ｌｂにおいて得られるべき被写体像のみの信
号を合成する（ステップＳ１２）。

【００７６】そして、この信号合成回路３１により得ら
れた結果と上記第３メモリに記憶されたデータから、画
像表示回路３２により画像表示用の信号を出力し、画像
表示部３３により被写体像を表示させて（ステップＳ１
３）、上記ステップＳ１に戻り撮影の入力指示があるの
を待機する。

【００７７】こうして、上記ステップＳ１において、撮
影を行うべき旨の入力指示があった場合には、上記退避
用駆動回路２４および退避用モータ２５によりハーフミ
ラー４７を記録用光束の通過範囲から退避させ（ステッ
プＳ１４）、撮像素子６から得られた撮像信号を圧縮伸
長回路２７により圧縮して記録用のデータを生成した後
に（ステップＳ１５）、着脱メモリ２９に記憶させる
（ステップＳ１６）。

【００７８】その後、１画面分の走査が終了したか否か
を判断し（ステップＳ１７）、走査が終了するまで上記
ステップＳ１５およびステップＳ１６の動作を行う。

【００７９】こうして、１画面分のデータが着脱メモリ
２９に記憶されたところで、上記ハーフミラー４７を元
に位置に復帰させて（ステップＳ１８）、終了する。

【００８０】このような実施形態によれば、撮像素子の
画像出力を用いて合焦検出を行うとともに、該画像出力
に基づいて画像表示用信号を作成しているために、合焦
時においても画像表示を行うことが可能となる。しか
も、撮影時にはこの合焦領域も撮影領域に使用すること
ができるために、撮像素子の画素数の減少を招くことが
なく、撮像素子の画素数を有効に使用することができ
る。

【００８１】そして、補助光学装置の内のハーフミラー
のみを移動させているために、退避用の移動手段を簡単
な構成とすることができる。そして、記録動作時にこの
ハーフミラーが退避するようにしているために、記録画
質が劣化することはない。

【００８２】また、周辺領域の信号を用いて合焦検出領
域の信号を合成しているために、簡単で容易な処理によ
り、該合焦検出領域の信号を補間することができる。

【００８３】さらに、合焦検出領域の信号から位相差検
出に用いるための合焦信号を抽出しているために、より
高い精度で確実に合焦検出を行うことが可能となる。

【００８４】加えて、合焦検出領域を有効撮像領域の周
辺部に位置させることにより、表示用画像を観察する際
にも画質の劣化が目立たないという利点がある。

【００８５】そして、撮像素子に対する補助光学装置の
取付位置に個体差があっても、ＥＥＰＲＯＭに記憶され
た情報に基づいて、その個体差を補正することが可能と
なり、取付精度にある程度の誤差が許容されるために、
組立コストを削減することが可能となる。

【００８６】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１による本発
明の撮像装置によれば、撮像素子の有効撮像領域内の合
焦検出領域により合焦用光束を光電変換しているため
に、撮像素子の画素数が減少することはなく、記録画質
が低下することもない。さらに、撮像素子の画像信号か
ら画像表示用信号を作成しているために、合焦時にも画
像を表示することができる。

【００８８】また、請求項２による本発明の撮像装置に
よれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると
ともに、補助光学装置の少なくとも一部を、撮像素子の
有効撮像領域に到達する記録用光束の通過範囲の外に移
動させているために、記録画質が劣化することはない。

【００８９】さらに、請求項３による本発明の撮像装置
によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する
とともに、画像表示用信号は記録用の画像信号に比して
画質に対する要求がそれほど厳しくないために、周辺領
域の信号を用いることにより、画像表示用信号を簡単に
作成することができる。

【００９０】請求項４による本発明の撮像装置によれ
ば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するととも
に、表示用の画素数は記録用の画素数に比して少なく間
引きを行っても差し支えがないために、処理回路を簡単
にすることが可能となる。

【００９１】請求項５による本発明の撮像装置によれ
ば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するととも
に、合焦検出領域の信号から位相差検出に用いるための
合焦信号を抽出しているために、より高い精度で確実に
合焦検出を行うことが可能となる。

【００９２】請求項６による本発明の撮像装置によれ
ば、請求項５に記載の発明と同様の効果を奏するととも
に、合焦検出領域の信号から周辺領域の信号相当分を差
し引くことにより、容易に合焦信号を抽出することがで
きる。

【００９３】請求項７による本発明の撮像装置によれ
ば、適切な構成の補助光学装置を用いて、上述した請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、また
は請求項６に記載の発明と同様の効果を奏することがで
きる。

【００９４】請求項８による本発明の撮像装置によれ
ば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５、または請求項６に記載の発明と同様の効果を奏する
とともに、合焦検出領域を有効撮像領域の周辺部に位置
させることにより、表示用画像を観察する際にも画質の
劣化が目立たないという利点がある。

【００９５】請求項９による本発明の撮像装置によれ
ば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するととも
に、撮像素子に対する補助光学装置の取付位置に個体差
があっても、記憶手段に記憶された情報に基づいてその
個体差を補正することが可能であるために、精度にある
程度の許容幅を持った組立作業を行うことができ、組立
コストを削減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電子的な撮像装置の構成
を示すブロック図。

【図２】上記実施形態の撮像装置における補助光学装置
の構成を示す側面図。

【図３】上記実施形態の撮像装置における補助光学装置
の構成を示す平面図。

【図４】上記実施形態の撮像装置における補助光学装置
の他の構成例を示す図。

【図５】上記実施形態において、撮影レンズ系および補
助光学装置により撮像素子上に結像される光像の範囲を
示す斜視図。

【図６】上記実施形態の撮像装置において、（Ａ）撮像
素子の上側周辺領域，（Ｂ）撮像素子の合焦検出領域，
（Ｃ）撮像素子の下側周辺領域、（Ｄ）演算回路の各出
力の様子を示す線図。

【図７】上記実施形態の撮像装置における撮影（ＣＣＤ
走査）の処理を示すフローチャート。

【図８】従来の位相差検出方式のＡＦ手段を有する焦点
検出装置の概略構成を示す図であって、合焦状態を示す
図。

【図９】図８の焦点検出装置の概略構成を示す図であっ
て、前ピン状態を示す図。

【図１０】図８の焦点検出装置の概略構成を示す図であ
って、後ピン状態を示す図。

【符号の説明】

１…撮影レンズ系 ４…フォーカスレンズ ５…メインハーフミラー（光束分割素子） ６…撮像素子 ７…補助光学装置 １０…合焦信号分離手段 １１…第１メモリ １２…第２メモリ １３…第３メモリ １４…演算回路 １５…ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段） １６…ＡＦ検出回路 １７…システムコントローラ ２２…フォーカスモータ駆動回路 ２３…フォーカスモータ ２４…退避用駆動回路 ２５…退避用モータ ２６…移動手段 ３０…表示画像作成手段 ３１…信号合成回路 ３２…画像表示回路 ３３…画像表示部 ４２…視野絞り ４３…コンデンサレンズ ４５…セパレータ絞り ４６…再結像レンズ ４７…ハーフミラー

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーカスレンズを含み、被写体像を結
   像するための撮影レンズ系と、 この撮影レンズ系を通過した光束を記録用光束と合焦用
   光束とに分割するための光束分割素子と、 この光束分割素子により分割された合焦用光束を、位相
   差検出を行うに適した光束に変換して結像するための補
   助光学装置と、 上記光束分割素子により分割された記録用光束が有効撮
   像領域に結像されるとともに、該記録用光束の少なくと
   も一部に重畳されて上記補助光学装置からの合焦用光束
   が該有効撮像領域内の合焦検出領域に結像され得るもの
   であり、上記有効撮像領域に結像された像を光電変換し
   て画像信号として出力する撮像素子と、 この撮像素子の画像信号から上記合焦用光束による信号
   成分を取り除いたものに相当する画像表示用信号を作成
   する表示画像作成手段と、 を具備したことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 上記補助光学装置の少なくとも一部を、
   上記撮像素子の有効撮像領域に到達する上記記録用光束
   の通過範囲の外に移動させる移動手段をさらに具備した
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 上記表示画像作成手段は、上記画像信号
   中の上記合焦検出領域の信号を、該合焦検出領域に隣接
   する周辺領域の信号から合成した補間信号で置き換える
   ことにより、上記画像表示用信号を作成するものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 上記表示画像作成手段は、上記合焦検出
   領域を除いた上記有効撮像領域の信号に基づいて、上記
   画像表示用信号を作成するものであることを特徴とする
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 上記合焦検出領域の信号から位相差検出
   に用いるための合焦信号を抽出する合焦信号分離手段を
   さらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の撮像
   装置。
6. 【請求項６】 上記合焦信号分離手段は、上記合焦検出
   領域の信号から該合焦検出領域に隣接する周辺領域の信
   号相当分を差し引くことにより上記合焦信号を抽出する
   ものであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装
   置。
7. 【請求項７】 上記補助光学装置は、上記撮影レンズ系
   の一次結像面の近傍に配設された視野絞りと、この視野
   絞りの近傍に設けられており被写体像の二次結像を上記
   撮像素子の有効撮像領域に結像させるためのコンデンサ
   レンズと、このコンデンサレンズの光路上後方に設けら
   れており該コンデンサレンズによる二次結像を２つの像
   に分離するためのセパレータ絞りおよび再結像レンズ
   と、を有して構成されていることを特徴とする請求項
   １、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、または
   請求項６に記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 上記合焦検出領域は、上記有効撮像領域
   の周辺部に位置するように構成されたものであることを
   特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、
   請求項５、または請求項６に記載の撮像装置。
9. 【請求項９】 上記撮像素子に対する上記補助光学装置
   の取付位置に応じた合焦検出領域を予め記憶しておく記
   憶手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の撮
   像装置。