JP2007163545A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点調節制御を行うに際して赤外センサを用いることなく光源の種類を特定し、光源の種類にかかわらず精度の高い焦点調節が行えるようにする。
【解決手段】撮像装置は、第１および第２の光学部材１１１，１２２と、受光素子１６７と、検出手段と、制御手段１４０，１３５とを有する。検出手段は、第１の光学部材１１１を透過して第２の光学部材１２２で反射した光を受光素子により検出する第１の検出動作、および第１の光学部材を透過せずに第１および第２の光学部材のうち一方で反射した光を受光素子により検出する第２の検出動作を行う。制御手段は、第１および第２の検出動作での受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、焦点調節制御機能を有する撮像装置に関する。

一眼レフカメラに搭載されるオートフォーカス（ＡＦ）制御系では、一対の受光素子列上に形成される一対の像の位置関係から撮影レンズの被写体に対する焦点状態を検出し、該検出結果に応じて撮影レンズの焦点調節を行う位相差検出方式が用いられる。

このようなＡＦ制御系では、被写体を照明している光源の種類（例えば、自然光源や人工光源）によって撮影レンズで生ずる収差が異なり、その結果、受光素子列上での像位置に差が生じる。そして、この差により、被写体が同一距離にあっても焦点検出結果にばらつきが生じ、ジャストピントが得られない場合がある。

このような問題に対して、赤外光と可視光とを測光し、これらの測光値の関係に基づいて光源の種類を判別し、該判別結果に応じて補正を行うことで焦点検出および焦点調節精度の向上を図る技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特公平１−４５８８３公報（第３頁左下欄１１行〜第４頁左下欄１０行、第１２図等） 特開２０００−２９２６８２号公報（段落００５５〜００８６、図５〜９等）

しかしながら、特許文献１，２によって代表される従来の光源判別技術は、可視光を測光するための受光センサとは別に、赤外光を測光するための赤外センサを用いたものである。すなわち、赤外センサを用いずに光源を判別する技術は従来提案されていない。

本発明は、焦点調節制御を行うに際して赤外センサを用いることなく光源の種類を特定し、光源の種類にかかわらず精度の高い焦点調節が行えるようにした撮像装置を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としての撮像装置は、光学部材と、受光素子と、検出手段と、制御手段とを有する。検出手段は、光学部材を透過した光を受光素子により検出する第１の検出動作、および該光学部材で反射した光および該光学部材を介さない光のうち一方を受光素子により検出する第２の検出動作を行う。そして、制御手段は、第１および第２の検出動作での受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての撮像装置は、第１および第２の光学部材と、受光素子と、検出手段と、制御手段とを有する。検出手段は、第１の光学部材を透過して第２の光学部材で反射した光を受光素子により検出する第１の検出動作、および第１の光学部材を透過せずに第１および第２の光学部材のうち一方で反射した光を受光素子により検出する第２の検出動作を行う。そして、制御手段は、第１および第２の検出動作での受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行う。

また、本発明の他の側面としての焦点調節方法は、光学部材を透過した光を受光素子により検出する第１の検出動作、および該光学部材で反射した光および該光学部材を介さない光のうち一方を受光素子により検出する第２の検出動作を行うステップと、第１および第２の検出動作での受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行うステップとを有することを特徴とする。

さらに、本発明の他の側面としての焦点調節方法は、第１の光学部材を透過して第２の光学部材で反射した光を受光素子により検出する第１の検出動作、および第１の光学部材を透過せずに第１および第２の光学部材のうち一方で反射した光を受光素子により検出する第２の検出動作を行うステップと、第１および第２の検出動作での受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行うステップとを有する。

本発明によれば、第１および第２の検出動作における受光素子からの出力の違いを利用して光源を特定することができる。したがって、従来のように赤外センサを用いることなく、光源の種類に応じた適切な焦点調節制御を行うことができる。言い換えれば、光学系の色収差による焦点調節精度の悪化を回避することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１から図７には、本発明の実施例１である撮像システムとしてのカメラシステムの構成を示している。

まず図６には、本実施例のカメラシステムの概略構成を示している。本実施例のカメラシステムは、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いた単板式のデジタルカラーカメラである。撮像素子を連続的又は単発的に駆動して動画像又は静止画像を取得できる。撮像素子は、いわゆるエリアセンサであり、受光した光を２次元方向に配列された画素毎に電気信号に変換し、受光量に応じた電荷を蓄積する。

図６において、１０１は撮像装置としてのカメラ本体であり、この内部には以下に説明する部材が配置されている。

１０２はレンズ装置としての交換レンズであり、その内部には撮影光学系としての結像光学系１０３が配置されている。交換レンズ１０２は、カメラ本体１０１に対して着脱可能であり、マウント機構を介してカメラ本体１０１に電気的および機械的に接続される。

カメラ本体１０１には、焦点距離の異なる複数の交換レンズが着脱可能であり、交換レンズを交換することによって様々な画角の画像を取得することができる。

交換レンズ１０２は不図示の駆動機構を有している。この駆動機構は、結像光学系１０３の一部を構成するフォーカシングレンズを光軸Ｌ１の方向に移動させて焦点調節を行わせる。なお、フォーカシングレンズを柔軟性のある透明弾性部材や液体レンズで構成し、界面形状を変化させて屈折力を変えることにより焦点調節を行うこともできる。

また、交換レンズ１０２内には、光通過口の開口面積を変化させて撮影光束の光量を調節する絞り（不図示）と、この絞りを駆動する駆動機構（不図示）とが配置されている。

１０６は撮像パッケージ１２４内に収納された撮像素子である。結像光学系１０３から撮像素子１０６に至る光路中には、撮像素子１０６上に被写体像の必要以上に高い空間周波数成分が伝達されないように結像光学系１０３のカットオフ周波数を制限する光学ローパスフィルタ１５６が設けられている。また、結像光学系１０３には、不図示の赤外カットフィルタも設けられている。

撮像素子１０６で捉えられた被写体像は、ディスプレイユニット（画像表示ユニット）１０７上に表示される。ディスプレイユニット１０７は、カメラ本体１０１の背面に取り付けられており、使用者がディスプレイユニット１０７に表示された画像を直接観察できるようになっている。ここで、ディスプレイユニット１０７を、有機ＥＬ空間変調素子や液晶空間変調素子、微粒子の電気泳動を利用した空間変調素子などで構成すれば、消費電力を小さくかつ薄型にすることができる。

本実施例では、特に撮像素子１０６として、増幅型固体撮像素子の１つであるＣＭＯＳプロセスコンパチブルのセンサ（ＣＭＯＳセンサ）を用いている。ＣＭＯＳセンサの特長の１つとして、エリアセンサ部のＭＯＳトランジスタと撮像素子駆動回路、ＡＤ変換回路、画像処理回路といった周辺回路を同一工程で形成できることが挙げられる。これにより、マスク枚数、プロセス工程がＣＣＤセンサと比較して大幅に削減できる。また、任意の画素へのランダムアクセスが可能といった特長も有し、ディスプレイ表示用に間引いた読み出しが容易であって、高い表示レートでリアルタイム表示が行える。

撮像素子１０６は、上記特長を利用して、ディスプレイ画像の出力動作と高精細画像の出力動作とを行う。

１１１は第１の光学部材としてのハーフミラーである。該ハーフミラー１１１は、結像光学系１０３からの光束の一部を反射して後述する光学ファインダに導き、他の光束を透過させる。これにより、結像光学系１０３からの光束が分割される。

ハーフミラー１１１は、撮影光路内（光軸Ｌ１上）に斜めに位置したり、撮影光路から退避したりする可動ミラーである。

１０５は、被写体像の予定結像面に配置されたフォーカシングスクリーンである。ペンタプリズム１１２は、ハーフミラー１１１からの光束を複数回反射し、倒立像を正立像に変換して接眼レンズ１０９に導く。

接眼レンズ１０９は、フォーカシングスクリーン１０５上に形成された被写体像を観察するためのレンズであり、実際には後述するように３つのレンズ（図１の１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ）で構成されている。フォーカシングスクリーン１０５、ペンタプリズム１１２および接眼レンズ１０９により、光学ファインダが構成される。

ハーフミラー１１１の屈折率はおよそ１．５であり、厚さは０．５ｍｍである。ハーフミラー１１１の背後（撮像素子１０６側）には、可動の第２の光学部材としてのサブミラー１２２が配置されている。ハーフミラー１１１を透過した光束のうち、光軸Ｌ１上又はその近傍の光束を焦点検出ユニット１２１に向けて反射させる。

サブミラー１２２は、後述する回動軸１２５を中心に回動可能である。そして、サブミラー１２２は、後述する第２の光路状態および第３の光路状態において、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を保持する不図示のミラーボックスの下部に収納される。

１０４は被写体に照明光を照射するポップアップ式の照明ユニットであり、使用時にはカメラ本体１０１から上方に突出し、不使用時にはカメラ本体１０１に対して収納される。

１１３はフォーカルプレンシャッタ（以下、シャッタと称す）であり、それぞれ複数枚の遮光羽根で構成される先幕および後幕を有する。このシャッタ１１３において、画像の取得時以外では、アパーチャを先幕又は後幕で覆うことで撮影光束を遮光する。また、画像取得時には、先幕および後幕がスリットを形成しながら走行することで撮影光束を撮像素子１０６に到達させる。

１１９はカメラを起動させるためのメインスイッチ（電源スイッチ）である。１２０は２段階の押圧操作が可能なレリーズボタンである。該レリーズボタン１２０が半押し操作されることによりカメラの撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作等）が開始され、全押し操作されることにより撮影動作が開始される。

焦点検出ユニット１２１は、位相差検出方式によって結像光学系１０３の焦点状態を検出する。

１２３はファインダモード切り換えスイッチであり、このスイッチ１２３の操作により、後述する光学ファインダモード（ＯＶＦモード）と電子ファインダモード（ＥＶＦモード）とを選択的に設定できる。ＯＶＦモードでは、光学ファインダを介して被写体像を観察することができる。また、ＥＶＦモードでは、ディスプレイユニット１０７を介して被写体像を観察することができる。

１８０は光学ファインダ内情報表示ユニットであり、フォーカシングスクリーン１０５上に所定の情報（例えば、シャッタ速度、絞り値等の撮影条件の情報）を表示する。撮影者は、接眼レンズ１０９を覗くことで、被写体像とともに所定の情報を観察することができる。

上述した構成において、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２により構成される光路切換ユニットは、第１、第２、第３および第４の光路状態をとることができる。

第１の光路状態は、結像光学系１０３からの光束を光学ファインダおよび焦点検出ユニット１２１に導く状態である。第２の光路状態は、結像光学系１０３からの光束を撮像素子１０６および焦点検出ユニット１２１に導く状態である。第３の光路状態は、結像光学系１０３からの光束をダイレクトに撮像素子１０６に受光させるための状態である。さらに、第４の光路状態は、結像光学系１０３からの光束を焦点検出ユニット１２１に導く状態である。

第１の光路状態では、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路上に斜めに配置される。結像光学系１０３からの光束の一部がハーフミラー１１１で反射することにより光学ファインダに導かれるとともに、ハーフミラー１１１を透過した光束がサブミラー１２２で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。これにより、第１の光路状態では、接眼レンズ１０９を介して被写体像を観察することができるとともに、焦点検出ユニット１２１において焦点検出を行うことができる。この光路状態に対応するファインダモードがＯＶＦモードである。

第２の光路状態では、ハーフミラー１１１が撮影光路上に斜めに配置される。結像光学系１０３からの光束の一部は、ハーフミラー１１１で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれるとともに、ハーフミラー１１１を透過した光束は撮像素子１０６側に向かう。なお、サブミラー１２２は、撮影光路から退避した状態となっている。この第２光路状態においてシャッタ１１３が開状態となると、撮像素子１０６の出力に基づいて生成されたいわゆるスルー画像をディスプレイユニット１０７に表示させることができる。また、焦点検出ユニット１２１において焦点検出を行うこともできる。この光路状態に対応するファインダモードがＥＶＦモードである。また、この光路状態において、記録用画像の取得動作である撮像（連続撮像や動画撮像）を行うこともできる。

第３の光路状態では、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路上から退避する。この光路状態では、結像光学系１０３からの光束は、シャッタ１１３が開動作することで、直接、撮像素子１０６に到達する。これにより、撮像素子の１０６の出力に基づいて撮像を行うことができる。この光路状態での撮像は、高精細な静止画像を取得することができるので、該静止画像を拡大して大型プリントを行う場合等に好適である。

第４の光路状態では、サブミラー１２２が撮影光路上に斜めに配置される。結像光学系１０３からの光束は、サブミラー１２２で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。この光路状態では、焦点検出ユニット１２１において焦点検出を行うことができる。この光路状態では、ハーフミラー１１１は、撮影光路から退避した状態となっている。

上述した第１〜第３の光路状態を高速で切り換えるために、サブミラー１２２に比べて大型のハーフミラー１１１は透明樹脂で構成され、軽量化が図られている。また、ハーフミラー１１１の裏面には複屈折性を持つ高分子薄膜が貼り付けられている。このため、第２の光路状態において、画像をディスプレイユニット１０７でモニタする場合や高速連続撮影を行う場合には、撮像素子１０６の全画素を用いて撮像しないことに対応して、さらに強いローパス効果を付与する。

なお、ハーフミラー１１１の表面に、可視光の波長よりも小さなピッチを持つ微細な角錐状の周期構造を樹脂によって形成し、いわゆるフォトニック結晶として作用させることができる。これにより、空気と樹脂との屈折率差による光の表面反射を低減し、光の利用効率を高めることが可能である。このように構成すると、第２の光路状態において、ハーフミラー１１１の表裏面での光の多重反射によってゴーストが発生するのを防ぐことができる。

電磁モータとギア列からなるミラー駆動機構（図７の１４５参照）は、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の位置を変化させることにより、光路切換ユニットを、第１の光路状態から第４の光路状態の間で切り換える。

第２の光路状態における撮像では、後述するようにハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が所定位置に保持されたままであり、ミラー駆動機構を作動させる必要がない。このため、撮像素子１０６からの信号に対する画像処理を高速化させることで超高速連続撮影を行うことができる。また、ディスプレイユニット１０７に画像が表示されているときでも、焦点調節を行うことができる。

図７には、本実施例のカメラシステムの電気的構成を示す。このカメラシステムは、撮像系、画像処理系、記録再生系および制御系を有する。まず、被写体像の撮像、記録に関する説明を行う。なお、同図において、図６で説明した部材と同じ部材については同一符号を付す。

撮像系は、結像光学系１０３および撮像素子１０６を含み、画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理回路１３１およびＹＣ処理回路１３２を含む。また、記録再生系は、記録処理回路１３３および再生処理回路１３４を含み、制御系は、カメラシステム制御回路（制御回路）１３５、操作検出回路１３６および撮像素子駆動回路１３７を含む。

１３８は外部のコンピュータ等に接続して、データの送受信を行うための規格化された接続端子である。上記の電気回路は、不図示の小型燃料電池によって駆動される。

撮像系は、被写体からの光束を結像光学系１０３を介して撮像素子１０６の撮像面に結像させる光学処理系である。撮像系は、交換レンズ１０２内の絞り（光量調節ユニット）１４３とシャッタ１１３における先幕および後幕の走行とを調節して、適切な光量で撮像素子１０６を露光する。

撮像素子１０６は、正方画素が長辺方向に３７００個、短辺方向に２８００個並べられ、合計約１０００万個の画素数を有している。各画素には、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）のカラーフィルタのいずれかが配置され、２つのＧと１つずつのＲ，Ｂの４画素が１組となる、いわゆるベイヤー配列画素となっている。

ベイヤー配列では、撮影者が画像を見たときに強く感じやすいＧの画素をＲやＢの画素よりも多く配置することで、総合的な画像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子１０６を用いる画像処理では、輝度信号は主にＧから生成し、色信号はＲ，Ｇ，Ｂから生成される。

撮像素子１０６から読み出された信号は、Ａ／Ｄ変換器１３０を介して画像処理系に供給される。Ａ／Ｄ変換器１３０は、各画素からの信号をその振幅に応じて、例えば１０ビットのデジタル信号に変換して出力する信号変換回路であり、以降の画像信号処理はデジタル処理にて実行される。

画像処理系は、Ｒ，Ｇ，Ｂのデジタル信号から所望の形式の画像信号を生成する信号処理系であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号を輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）にて表されるＹＣ信号などに変換する。

ＲＧＢ画像処理回路１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０を介して撮像素子１０６から受けた３７００×２８００画素からの信号を処理する信号処理回路であり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路および補間演算による高解像度化を行う補間演算回路を有する。

ＹＣ処理回路１３２は、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する信号処理回路である。この処理回路１３２は、高域輝度信号ＹＨを生成する高域輝度信号発生回路、低域輝度信号ＹＬを生成する低域輝度信号発生回路、および色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する色差信号発生回路で構成されている。輝度信号Ｙは、高域輝度信号ＹＨと低域輝度信号ＹＬを合成することによって形成される。

記録再生系は、不図示の記録媒体（半導体メモリや光ディスク等）への画像信号の出力と、ディスプレイユニット１０７への画像信号の出力とを行う処理系である。記録処理回路１３３は、記録媒体に対する画像信号の書き込み処理および読み出し処理を行う。再生処理回路１３４は、記録媒体から読み出した画像信号を再生して、ディスプレイユニット１０７に出力する。

また、記録処理回路１３３は、静止画像および動画像を表すＹＣ信号を所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式）にて圧縮するとともに、圧縮データを読み出した際に圧縮データを伸張する圧縮伸張回路を有する。圧縮伸張回路は、信号処理のためのフレームメモリなどを含み、このフレームメモリに画像処理系からのＹＣ信号をフレーム毎に蓄積して、それぞれ複数のブロック毎に読み出して圧縮符号化する。圧縮符号化は、例えば、ブロック毎の画像信号を２次元直交変換、正規化およびハフマン符号化することにより行われる。

再生処理回路１３４は、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをマトリックス変換し、例えばＲＧＢ信号に変換する回路である。再生処理回路１３４によって変換された信号は、ディスプレイユニット１０７に出力され、可視画像が表示（再生）される。

再生処理回路１３４およびディスプレイユニット１０７は、Bluetoothなどの無線通信回線を介して接続することができる。このように構成すれば、カメラで撮像した画像を離れたところからモニタすることができる。

一方、制御系の一部である操作検出回路１３６は、レリーズボタン１２０やファインダモード切り換えスイッチ１２３等の操作を検出する。また、カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６の検出信号に応じてハーフミラー１１１やサブミラー１２２を含むカメラ内の各部材の駆動を制御し、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。

撮像素子駆動回路１３７は、カメラシステム制御回路１３５の制御の下に撮像素子１０６を駆動する駆動信号を生成する。情報表示回路１４２は、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０の駆動を制御する。

制御系は、外部操作に応じて撮像系、画像処理系および記録再生系における各回路の駆動を制御する。例えば、制御系は、レリーズボタン１２０が押圧操作されたことを検出して、撮像素子１０６の駆動、ＲＧＢ画像処理回路１３１の動作、記録処理回路１３３の圧縮処理などを制御する。また、制御系は、ファインダ内情報表示回路１４２によって光学ファインダ内に表示される情報における各セグメントの状態を制御する。

次に、焦点調節に関して説明する。カメラシステム制御回路１３５には、ＡＦ制御回路１４０およびレンズシステム制御回路１４１が接続されている。これらの制御回路は、カメラシステム制御回路１３５を中心にして各々の処理に必要とするデータを相互に通信する。

ＡＦ制御回路１４０は、焦点検出ユニット１２１に含まれて撮影画面上の所定の位置に設けられた焦点検出領域に対応して設けられた焦点検出用受光素子（以下、焦点検出センサという）１６７からの出力信号を受けて焦点検出信号を生成する。そして、結像光学系１０３の焦点状態（デフォーカス量）を検出する。

デフォーカス量が検出されると、ＡＦ制御回路１４０は、このデフォーカス量を結像光学系１０３の一部の要素であるフォーカシングレンズの駆動量に変換する。そして、このフォーカシングレンズ駆動量情報（焦点調節情報）を、カメラシステム制御回路１３５を介してレンズシステム制御回路１４１に送信する。

ＡＦ制御回路１４０は、移動する被写体に対しては、レリーズボタン１２０が押圧操作されてから実際の撮像動作が開始されるまでのタイムラグを勘案して、適切なレンズ停止位置の予測結果に基づいてフォーカシングレンズの駆動量を指示する。また、カメラシステム制御回路１３５は、測光回路（不図示）での被写体輝度の測光結果により、被写体輝度が低くて十分な焦点検出精度が得られないと判定したときには、照明ユニット１０４を発光させて被写体を照明する。このとき、カメラ本体１０１に設けられた不図示の白色ＬＥＤや蛍光管によって被写体を照明してもよい。

レンズシステム制御回路１４１は、カメラシステム制御回路１３５から送られたフォーカシングレンズ駆動量情報を受信すると、該駆動量情報に基づいてレンズ装置１０２内の不図示の駆動機構を介してフォーカシングレンズを光軸Ｌ１の方向に移動させる。

ＡＦ制御回路１４０において被写体にピントが合ったことが検出されると、この検出情報はカメラシステム制御回路１３５に伝えられる。このとき、レリーズボタン１２０が押圧操作されていれば、上述したように撮像系、画像処理系やよび記録再生系によって撮像制御が行われる。

絞り１４３は、レンズシステム制御回路１４１からの指令に応じて像面側に向かう被写体からの光束の光量を調節する。なお、カメラシステム制御１３５とレンズシステム制御回路１４１は、交換レンズ１０２側のマウント部電気接点（通信ユニット）１０２ａおよびカメラ本体１０１側のマウント部電気接点１０１ａを介して通信が行えるように構成されている。１４５は光路切換ユニットを構成するハーフミラー１１１とサブミラー１２２を駆動するミラー駆動機構である。

図１から図５には、本実施例のカメラシステムのより具体的な構成を示している。なお、交換レンズ１０２についてはその一部の構成のみを示している。これらの図では、主にハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の動作を時系列で示している。図１から図５において、図６および図７で説明した部材と同じ部材については同一符号を付す。

同図において、１０３ａは結像光学系１０３を構成する複数のレンズのうち最も像面側に位置するレンズである。１０２ｂは交換レンズ１０２側のマウント機構、１０１ｂはカメラ本体１０１側のマウント機構である。

１６４は焦点検出ユニット１２１における光束の取り込み窓となるコンデンサーレンズである。また、１６５は反射ミラー、１６６は再結像レンズ、１６７は前述した焦点検出センサ（受光素子）である。

結像光学系１０３から射出して、ハーフミラー１１１（第２の光路状態）又はサブミラー１２２（第１の光路状態）で反射した光束は、コンデンサーレンズ１６４に入射する。その後、該光束は反射ミラー１６５で偏向され、再結像レンズ１６６の作用によって焦点検出センサ１６７上に被写体の２次像を形成する。

焦点検出用センサ１６７には、少なくとも２つの画素列が設けられている。該２つの画素列の出力信号波形の間には、焦点検出領域上に結像光学系１０３によって形成された被写体像の結像状態に応じて、相対的に横シフトした状態が観測される。前ピン、後ピンでは出力信号波形のシフト方向が逆になり、相関演算などの手法を用いてこの位相差（シフト量）を、シフト方向を含めて検出するのが位相差検出方式の原理である。

１０９−１〜１０９−３は図６に示した接眼レンズ１０９を構成するレンズである。１６３は光学ファインダの光路に対して進退可能な遮光部材であるアイピースシャッタである。このアイピースシャッタ１６３は、接眼レンズ１０９から逆侵入した光が撮像素子１０６に到達することによる撮像への影響を回避するための部材である。

図３を用いてミラー駆動機構１４５の構成について説明する。図３は、カメラが上述した第１の光路状態にあるときの図を示している。

ハーフミラー１１１は、不図示のハーフミラー受け板に保持されている。このハーフミラー受け板には、ピン１７３，１７４が設けられており、ハーフミラー１１１およびピン１７３，１７４はハーフミラー受け板を介して一体となって移動可動である。

１７０はハーフミラー駆動レバー、１７１はハーフミラー支持アームである。ハーフミラー駆動レバー１７０は、回動軸１７０ａに対して回動可能に支持されており、ハーフミラー支持アーム１７１は、回動軸１７１ａに対して回動可能に支持されている。

ハーフミラー駆動レバー１７０は、不図示の動力伝達機構を介して駆動源に連結されており、駆動源からの駆動力を受けることにより回動軸１７０ａを中心に回動することができる。また、ハーフミラー支持アーム１７１は、接続部１７１ｂを介してミラーボックスの対向する壁面側にある略同一形状の構造と接続されている。

ハーフミラー支持アーム１７１の先端に設けられた貫通孔１７１ｃには、不図示のハーフミラー受け板に設けられたピン１７３が摺動可能に係合している。これにより、ハーフミラー１１１は、ハーフミラー受け板を介して貫通孔１７１ｃを中心に回動可能となっている。また、ハーフミラー受け板のうちピン１７３とピン１７４の中間位置には、不図示のトーションバネによって矢印Ａ方向の付勢力が付与されている。

図３に示す第１の光路状態においては、ミラーストッパ１６０，１６１が、撮影光路外であってハーフミラー１１１の移動軌跡内に進入した状態にある。この状態にあるとき、ハーフミラー１１１は、トーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることにより、ミラーストッパ１６０，１６１に当接して位置決めされる。これにより、ハーフミラー１１１は、撮影光路上に斜めに配置された状態となる。

ここで、ピン１７３は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第１カム面１７０ｂに当接しておらず、ピン１７４はハーフミラー駆動レバー１７０の第２カム面１７０ｃに当接していない。

また、サブミラー１２２は回動軸１２５周りの回動が抑制された状態で、ハーフミラー１１１の背後に位置している。

上述した第１の光路状態において、結像光学系１０３から射出した光束のうちハーフミラー１１１で反射した光束は光学ファインダに導かれる。また、ハーフミラー１１１を透過した光束は、ハーフミラー１１１の背後にあるサブミラー１２２で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。

ミラーストッパ１６０，１６１がハーフミラー１１１の移動軌跡から退避したときは、不図示のトーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力により、ピン１７３はハーフミラー駆動レバー１７０の第１カム面１７０ｂに当接する。また、ピン１７４はハーフミラー駆動レバー１７０の第２カム面１７０ｃに当接する。このことは、ハーフミラー駆動レバー１７０が図３中の時計回り方向に回動したときも同様である。

そして、ピン１７３，１７４はそれぞれ、ハーフミラー駆動レバー１７０の回動量に応じて、第１カム面１７０ｂおよび第２カム面１７０ｃに沿って移動する。これにより、ハーフミラー１１１の姿勢が変化する。

すなわち、ハーフミラー駆動レバー１７０の回動に連動してハーフミラー支持アーム１７１が回動する。そして、ハーフミラー駆動レバー１７０およびハーフミラー支持アーム１７１にピン１７３，１７４を介して連結しているハーフミラー受け板が回動し、これとともにハーフミラー１１１が回動する。

図１から図５には、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の動作を示す。図１は、第２の光路状態を示し、図２は、第１の光路状態から第２の光路状態への移行過程を示す。図４は、第１の光路状態から第３の光路状態への移行過程を示し、図５は第３の光路状態を示す。

第１の光路状態（図３）にあるとき、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２は、上述したように結像光学系１０３から射出された被写体からの光束を、光学ファインダおよび焦点検出ユニット１２１に導くように作用する。

また、第２の光路状態（図１）にあるときには、ハーフミラー１１１が結像光学系１０３から射出された光束を、撮像素子１０６および焦点検出ユニット１２１に導くように作用する。さらに、第３の光路状態（図５）にあるときには、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路から退避する。

次に、図８から図１６を用いて、撮影環境の光源の検出方法と動作について説明する。図８には、太陽である自然光源からの光と蛍光灯等の人工光源からの光の代表的な分光特性を示している。

図９には、ハーフミラー１１１の分光反射率と分光透過率とを示す。また、図１０には、焦点検出センサ１６７の分光感度特性を示す。

図１１Ａは、光路切換ユニットの第２の光路状態を模式的に示しており、この光路状態では、ハーフミラー１１１で反射した光を焦点検出センサ１６７で受光してデフォーカス量を求める焦点検出動作を行うことができる。またこのとき、焦点検出センサ１６７の出力値（後述する分光出力分布の総和）を検出する第２のセンサ出力検出動作を行うことができる。

図１１Ｂは、光路切換ユニットの第１の光路状態を模式的に示しており、この光路状態では、ハーフミラー１１１を透過してサブミラー１２２で反射した光を用いた焦点検出動作を行うことができる。またこのとき、焦点検出センサ１６７からの出力値を検出する第１のセンサ出力検出動作を行うことができる。

ＥＶＦモードから光路切換ユニットを第３の光路状態に切り換えて撮像を行うＥＶＦ撮像モード（第２の検出モード）では、図１１Ａに示す第２の光路状態で焦点検出動作と、１度目のセンサ出力検出動作（第２のセンサ出力検出動作）とを行う。そして次に、図１１Ｂに示す第１の光路状態で２度目のセンサ出力検出動作（第１のセンサ出力検出動作）を行う。その後、撮像を行うために第３の光路状態に移行する。第１および第２の光路状態では、焦点検出センサ１６７に到達する光が、ハーフミラー１１１を透過するか否かと、ハーフミラー１１１で反射するかサブミラー１２２で反射するかが異なる。

図１２には、ＥＶＦ撮像モードにおいて光源が自然光源である場合の第１および第２のセンサ出力検出動作時における焦点検出センサ１６７の分光出力分布を示す。図１３には、ＥＶＦ撮像モードにおいて光源が人工光源である場合の第１および第２のセンサ出力検出動作時における焦点検出センサ１６７の分光出力分布を示す。

ここで、交換レンズ１０２（結像光学系１０３）を構成するレンズの分光透過率特性や、反射作用しか持たないミラーであるサブミラー１２２の分光反射率特性は、可視光を中心とした広い分光域でほぼ一定である。また、焦点検出センサ１６７の分光出力分布に与える影響は少ない。このため、図１２，１３に示された焦点検出センサ１６７の分光出力分布には、図８から図１０に示した光源の分光特性、蒸着膜が形成されたハーフミラー１１１の分光反射率／透過率特性および焦点検出センサ１６７の感度分布が影響すると考えて差し支えない。焦点検出センサ１６７からの出力値は、図１２および図１３に示した分光出力分布の積分和（面積）となる。

図１２において、自然光源下での第２のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー１１１での反射光（以下、ハーフミラー反射光という）による焦点検出センサ１６７の出力値（以下、センサ出力という）を１００とする。このとき、自然光源下での第１のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー１１１を透過した光（以下、ハーフミラー透過光という）によるセンサ出力は２６０となる。

これに対し、図１３において、人工光源下での第２のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー反射光によるセンサ出力を１００とすると、人工光源下での第１のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー透過光によるセンサ出力は６４となる。

したがって、ＥＶＦ撮像モードにおいて、１度目のセンサ出力検出動作時と２度目のセンサ出力検出動作時でのセンサ出力の相対値が１００から２６０に変化した場合には、撮影環境の光源が自然光源であると判別できる。また、センサ出力の相対値が１００から６４に変化した場合には、撮影環境の光源が人工光源であると判別できる。つまり、２回のセンサ出力検出動作で得られたセンサ出力間での変化（変化量や変化方向〔増減〕）を算出することにより、光源を判別することができる。

図１４Ａは、図１１Ｂと同様に、光路切換ユニットの第１の光路状態を模式的に示しており、この光路状態では、ハーフミラー１１１を透過してサブミラー１２２で反射した光を用いた焦点検出動作を行うことができる。またこのとき、焦点検出センサ１６７からの出力値を検出する第１のセンサ出力検出動作を行うことができる。

図１４Ｂは、光路切換ユニットの第４の光路状態を模式的に示しており、この光路状態では、ハーフミラー１１１を介さずにサブミラー１２２で反射した光を受光した焦点検出センサ１６７からの出力値を検出する第２のセンサ出力検出動作を行うことができる。

ＯＶＦモードから光路切換ユニットを第３の光路状態に切り換えて撮像を行うＯＶＦ撮像モード（第１の検出モード）では、図１４Ａに示す第１の光路状態で焦点検出動作と、１度目のセンサ出力検出動作（第１のセンサ出力検出動作）とを行う。次に、図１４Ｂに示す第４の光路状態で２度目のセンサ出力検出動作（第２のセンサ出力検出動作）を行う。その後、撮像を行うために第３の光路状態に移行する。第１および第４の光路状態では、焦点検出センサ１６７に到達する光が、ハーフミラー１１１を透過するか否かの点が異なる。

図１５には、ＯＶＦ撮像モードにおいて光源が自然光源である場合の第１および第２のセンサ出力検出動作時における焦点検出センサ１６７の分光出力分布を示す。図１６には、ＯＶＦ撮像モードにおいて光源が人工光源である場合の第１および第２のセンサ出力検出動作時における焦点検出センサ１６７の分光出力分布を示す。これら図１５および図１６に示す分光出力分布は、図１２および図１３に示した分光出力分布と同様にして求められたものである。

図１５において、自然光源下での第１のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー透過光によるセンサ出力を１００とする。このとき、自然光源下での第２のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー１１１を介さない光（以下、ハーフミラー無透過光という）によるセンサ出力は１４０となる。

これに対し、図１６において、人工光源下での第２のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー透過光によるセンサ出力を１００とすると、人工光源下での第１のセンサ出力検出動作時におけるハーフミラー無透過光によるセンサ出力は２５０となる。

したがって、ＯＶＦ撮像モードにおいて、１度目のセンサ出力検出動作時と２度目のセンサ出力検出動作時でのセンサ出力の相対値が１００から１４０に変化した場合には、撮影環境の光源が自然光源であると判別できる。また、センサ出力の相対値が１００から２５０に変化した場合には、撮影環境の光源が人工光源であると判別できる。つまり、２回のセンサ出力検出動作で得られたセンサ出力間での変化を算出することにより、光源を判別することができる。

そして、撮影環境における光源を特定することができれば、該光源に対応したフォーカシングレンズ駆動量情報の補正値を生成することができる。

例えば、光源が自然光源である場合には、補正値を０とする。一方、光源が人工光源である場合には、予め人工光源からの光によって結像光学系１０３で発生する色収差に応じて不図示のメモリに記憶した補正値を読み出す。この場合、メモリに、カメラ本体１０１に装着可能な種々の交換レンズごとに発生する色収差に応じた補正値を記憶しておき、装着された交換レンズが有する識別情報に対応した補正値を読み出すようにしてもよい。また、センサ出力やその変化量等に基づいて補正値を算出してもよい。

なお、光源が自然光源の場合と人工光源の場合とで異なる補正値（０ではない補正値）を予め不図示のメモリに記憶しておいたり、センサ出力やその変化量等に基づいて算出したりしてもよい。

これにより、光源の種類によって結像光学系１０３で発生する色収差が異なることに起因したフォーカシングレンズ駆動量の算出結果のばらつきを解消することができ、光源の種類にかかわらず高い合焦精度を得ることができる。また、光源からの入射光束の分光特性にかかわらず、所望の波長の光に対する合焦位置にフォーカシングレンズを調節することができる。

次に、本実施例のカメラシステムにおける撮像シーケンスについて、図１７を用いて説明する。図１７のシーケンスは、主として、カメラシステム制御回路１３５およびＡＦ制御回路１４０によって、それらの内部に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。

ステップＳ１では、メインスイッチ１１９が操作（ＯＮ）されるまで待機し、操作されることでステップＳ２に進む。ステップＳ２では、カメラ本体１０１内の各種電気回路に電流を供給（起動）する。

ステップＳ３では、設定されているファインダモードを判別し、ＯＶＦモードに設定されている場合にはステップＳ４に進み、ＥＶＦモードに設定されている場合にはステップＳ５に進む。

ステップＳ４Ａでは、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０を駆動することにより、光学ファインダ内に設けられた表示部に所定の情報を表示させる。このＯＶＦモードでは、接眼レンズ１０９を介して上記所定の情報とともに被写体像を観察することができる。

ステップＳ４Ｂでは、ディスプレイユニット１０７に画像や所定の情報を表示させる。このＥＶＦモードでは、ディスプレイユニット１０７を介して上記所定の情報とともに被写体画像を観察することができる。

ここで、操作検出回路１３６によりファインダモード切り換えスイッチ１２３が操作されたことを検出した場合には、ファインダモードを切り換える。例えば、ＯＶＦモードからＥＶＦモードに切り換えられた場合には、撮像系および画像処理系の駆動により、ディスプレイユニット１０７に被写体画像が表示される。

ステップＳ５では、操作検出回路１３６の出力に基づいてレリーズボタン１２０が半押し操作されたことを検出するまで、すなわち、ＳＷ１がＯＮ状態になるまで待機し、ＳＷ１がＯＮ状態になることでステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、被写体輝度の測定（測光）が行われるとともに、焦点検出ユニット１２１において焦点検出動作が行われる。ここで、ＥＶＦ撮像モードでは図１１Ａに示した第２の光路状態で焦点検出動作が、ＯＶＦ撮影モードでは図１４Ａに示した第１の光路状態で焦点検出動作が行われる。そしてこのとき、１度目のセンサ出力検出動作も行われ、センサ出力が不図示のメモリに記憶される。

カメラシステム制御回路１３５は、測光結果に基づいて露出値（シャッタ速度および絞り値）を算出する。また、ＡＦ制御回路１４０は、焦点検出センサ１６７からの２像に対応した信号の位相差を検出し、該位相差からデフォーカス量を算出する。さらに該デフォーカス量に基づいて、フォーカシングレンズ駆動量を算出する。

そして、ＡＦ制御回路１４０とレンズシステム制御回路１４１による焦点調節制御により、結像光学系１０３のフォーカシングレンズを駆動する。また、レンズシステム制御回路１４１は、演算された絞り値に基づいて絞り１４３を駆動し、光量を調節する。この後、合焦確認のために再度、焦点検出動作を行い、合焦していないと判別された場合には再度フォーカシングレンズ駆動量の演算と、フォーカシングレンズの駆動とを行ってもよい。

ステップＳ７では、操作検出回路１３６の出力に基づいて、レリーズボタン１２０が全押し操作されているか否か、すなわちＳＷ２がＯＮ状態となっているか否かを判別する。ＳＷ２がＯＮ状態になっていればステップＳ８に進み、ＯＦＦ状態になっていればステップＳ５に戻る。

ステップＳ８では、ミラー駆動機構を介してハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を２度目のセンサ出力検出動作が可能な状態とする。つまり、ＥＶＦ撮像モードでは図１１Ｂに示した第１の光路状態に、ＯＶＦ撮像モードでは図１４Ｂに示した第４の光路状態に光路切換ユニットを切り換える。

そして、ステップＳ９では、２度目のセンサ出力検出動作を行い、その結果と１度目のセンサ出力検出動作での検出結果とを比較して光源を判別する。そして、特定された光源がフォーカシングレンズの駆動量補正が必要な光源である場合（例えば、人工光源である場合）には、補正値を生成（メモリから読み出したり算出したり）する。

ステップＳ１０では、フォーカシングレンズを該補正値に対応する量だけ駆動する。

ステップＳ１１では、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を第３の光路状態（図５）に切り換える。

ステップＳ１２では、先に演算されたシャッタ速度に基づいてシャッタ１１３を動作させ、撮像素子１０６を露光する。

ステップＳ１３では、撮像素子１０６から読み出した信号に基づいて、画像処理系により高精細画像の取り込みを行う。

なお、上述した撮像シーケンスは合焦精度を優先した撮像を行う場合のシーケンスであるが、本実施例では、レリーズタイムラグの短縮を優先した撮像を行うシーケンスを焦点調節モード選択スイッチ１２６により選択できる。この場合、図中に点線で示しように、上述した撮像シーケンスにおいて、ステップＳ８から、ステップＳ９，１０をスキップしてステップ１１に移行するシーケンスが実行される。また、連続撮影を行う場合には、自動的に後者のシーケンスが選択されるようにしてもよい。

なお、本実施例のカメラは、撮像素子１０６を用いて取得した画像をディスプレイユニット１０７上でモニタしているとき（ＥＶＦモード）でも、焦点検出ユニット１２１において位相差検出方式による焦点検出を行うことができる。これにより、ＥＶＦモードにおいて、コントラスト検出方式（ＴＶ−ＡＦ方式）による焦点検出を行う場合に比べて、高速な焦点調節動作を行うことができる。

次に、ファインダモードの切換動作について説明する。カメラ内の電気回路が動作している間は、各操作スイッチの状態が操作検出回路１３６を介して検出される。ファインダモード切り換えスイッチ１２３が操作されたことを検出すると、ファインダモード（ＯＶＦモードおよびＥＶＦモード）の切換動作が開始される（図１７のステップＳ３）。

図１８は、このファインダモードの切換動作を説明するためのフローチャートである。図１８のシーケンスは、主としてカメラシステム制御回路１３５によって、その内部に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。

ステップＳ１００において、現在のファインダモードが検知される。そして、ファインダモード切り換えスイッチ１２３がＯＶＦモードからＥＶＦモードに操作されたときには、ステップＳ１０１へ移行する。一方、ファインダモード切り換えスイッチ１２３がＥＶＦモードからＯＶＦモードに切り換えられたときにはステップＳ１１１へ移行する。

まず、ＯＶＦモードからＥＶＦモードへの切り換えについて説明する。ＯＶＦモードにおいては、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２からなる光路切換ユニットが第１の光路状態（図３）となっている。ＥＶＦモードでは、光学ファインダに被写体光を導かないため、まずステップＳ１０１において、アイピース駆動回路１４３およびアクチュエータ１４４によりアイピースシャッタ１６３を閉じ動作させる。すなわち、アイピースシャッタ１６３を、接眼レンズ１０９を構成するレンズ１０９−２とレンズ１０９−３と間におけるファインダ光路内に進入させる。

これは、ＥＶＦモードが設定されているときに接眼レンズ１０９を介して被写体像が見えなくなるのを撮影者がカメラの故障と誤解しないようにするためである。また、光学ファインダからの逆入光が撮像素子１０６に入射することにより、ゴーストが発生するのを防ぐためである。

ステップＳ１０２では、ファインダ内情報表示ユニット１８０を駆動して光学ファインダ内の情報表示を消灯状態とする。これは、ステップＳ１０１において、すでにアイピースシャッタ１６３を閉じ状態としているため、光学ファインダ内に情報表示を行っても撮影者はこの表示を見ることができないからである。これにより、電力消費を軽減して電池の消耗を抑えることができる。

ステップＳ１０３では、ミラー駆動機構１４５を動作させることにより、ハーフミラー１１１を第２の光路状態（図１）に移行させるのに備えて、サブミラー１２２をミラーボックスの下部に退避させる（図１）。

ステップＳ１０４では、ミラーストッパ１６０，１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡上から退避させる。

ミラーストッパ１６０，１６１が退避した後、ステップＳ１０５では、ミラー駆動機構１４５によりハーフミラー駆動レバー１７０を図３中の反時計回り方向に回動させる。これにより、ハーフミラー１１１は、不図示のトーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることで、図２に示す状態を経て第２の光路状態（図１）となる。

ハーフミラー１１１が第２の光路状態にあるときには、結像光学系１０３からの光束のうち一部の光束がハーフミラー１１１で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。また、残りの光束は、ハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６側に向かう。

第２の光路状態では、ハーフミラー１１１が、トーションバネによる矢印Ａ方向の付勢力を受けることにより、撮影光路外に配置されたミラーストッパ１７５，１７６に当接して位置決めされる。このとき、ピン１７３は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第１カム面１７０ｂに当接しておらず、ピン１７４は、ハーフミラー駆動レバー１７０の第２カム面１７０ｃに当接していない。

ハーフミラー１１１の反射面の位置は、第１の光路状態においてサブミラー１２２の反射面があった位置と略等しい。これにより、第１の光路状態においてサブミラー１２２により焦点検出ユニット１２１に導かれる反射光と、第２の光路状態においてハーフミラー１１１により焦点検出ユニット１２１に導かれる反射光とのずれが極力小さくなる。したがって、焦点検出領域の位置がほとんど変化しないようにすることができる。

ここで、ハーフミラー１１１を透過した光が撮像素子１０６上で結像されることで形成される被写体像のピント位置が、被写体光がハーフミラー１１１を透過しない場合のピント位置に対して若干ずれる。このため、ステップＳ１０６では、ピント位置のずれを補正するために、ピント補正モードを起動する。

第１の光路状態においては、カメラシステム制御回路１３５は、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が撮影光路から退避（第３の光路状態）したときに、被写体像が撮像素子１０６上にシャープに結像するようにフォーカシングレンズ駆動量を算出する。

これに対して、第２の光路状態でピント補正モードがオン状態にあるときは、ハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６上に投影された被写体像がシャープに結像するようにフォーカシングレンズ駆動量を補正する。これにより、第２の光路状態でピント補正モードが設定されている場合、第２の光路状態におけるフォーカシングレンズの駆動位置は、フォーカシングレンズ駆動量を補正した分だけ、第３の光路状態における合焦位置に対してずれる。

したがって、ＥＶＦモードが設定されている状態においてレリーズボタン１２０が全押し操作されて撮像動作がスタートし、第２の光路状態から第３の光路状態に切り換わるときには、これと同期してシャッタ１１３の先幕駆動機構をチャージする。すなわち、シャッタ１１３を閉じ状態とする。さらに、ピント補正モードにより被写体像のピント位置を補正した分だけフォーカシングレンズを第３の光路状態での合焦位置に駆動する。その後、シャッタ１１３を算出されたシャッタ速度で動作させて撮像素子１０６を露光する。

このように構成することにより、第２の光路状態においてディスプレイユニット１０７に表示された画像に基づいてピントの状態を正確に確認した上で、第３の光路状態でピントの合った画像を撮像することができる。

ステップＳ１０７では、シャッタ１１３の先幕を開いて撮像素子１１６に連続的に露光する状態とし、ディスプレイユニット１０７上に表示するためのスルー画像の取得を可能とする。

ステップＳ１０８では、ディスプレイユニット１０７の電源を投入する。

ステップＳ１０９では、スルー画像のディスプレイユニット１０７での表示を開始し、ステップＳ１００にリターンする。

次に、ステップＳ１００におけるファインダモードの判別により、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ切り換えるためにステップＳ１１１へ移行した場合について説明する。

初期状態のＥＶＦモードにおいては、ハーフミラー１１１とサブミラー１２２からなる光路分割系は第２の光路状態（図１）にあり、上述したようにディスプレイユニット１０７でスルー画像表示が行われている。

ステップＳ１１１では、ディスプレイユニット１０７の電源をオフにするとともに、撮像素子１０６によるスルー画像の取得を停止する。

ステップＳ１１２では、シャッタ１１３の後幕を走行させてシャッタ１１３を閉じ状態とし、撮像に備えて先幕・後幕駆動機構をチャージする。

ステップＳ１１３では、ハーフミラー１１１の移動を可能にするためにミラーストッパ１６０，１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡から退避させる。

ステップＳ１１４では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図１中の時計回り方向に回動させて、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を図２の状態→図３の状態→図４の状態→図５の状態（第３の光路状態）となるように移動させる。

ハーフミラー駆動レバー１７０が時計回り方向に回動すると、ピン１７４は第２カム面１７０ｃに押し込まれて移動し、ピン１７３は第１カム面１７０ｂに押し込まれて移動する。これにより、ハーフミラー支持アーム１７１が回動軸１７１ａを中心に時計回り方向に回動するとともに、ハーフミラー１１１がピン１７３を中心に時計回り方向に回動する。

ステップＳ１１５では、ミラーストッパ１６０，１６１をハーフミラー１１１の移動軌跡内に挿入する。

第３の光路状態までハーフミラー１１１を移動させてからミラーストッパ１６０，１６１を挿入するので、ミラーストッパ１６０，１６１の挿入に際してハーフミラー１１１と衝突することはない。このため、ハーフミラー１１１の位置を切り換える際（ＯＶＦモードおよびＥＶＦモード間の切り換えの際）の機構的信頼性を高くすることができる。

なお、本実施例ではハーフミラー１１１を第３の光路状態まで移動させているが、ミラーストッパ１６０，１６１がハーフミラー１１１に衝突しなければよいため、ハーフミラー１１１を第３の光路状態に相当する位置の近くまで移動させてもよい。

ステップＳ１１６では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図５中の反時計回り方向に回動させる。これにより、ハーフミラー１１１を第３の光路状態（図５）から図４の状態を経て第１の光路状態（図３）に移動させる。このとき、ハーフミラー１１１は、ミラー駆動機構１４５内に設けられた不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ１６０，１６１に当接した状態となる。

ステップＳ１１７では、アイピースシャッタ１６３を開く。

ステップＳ１１８では、操作検出回路１３６からの出力に基づいて、マニュアル（Ｍ）フォーカスモードに設定されているか否かを判別する。マニュアルフォーカスモードであればステップＳ１０７に移行し、マニュアルフォーカスモードではなくオートフォーカスモードであれば、ステップ１２０に進む。

マニュアルフォーカスモードである場合には、焦点検出ユニット１２１を動作させる必要がなく、背景のぼけ具合の把握が光学ファインダよりも電子画像（スルー画像）を用いた方が正確にできる。このため、ディスプレイユニット１０７でのスルー画像表示を行うステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１２０では、焦点検出ユニット１２１に被写体光を導くようにサブミラー１２２を所定の位置にセットする。すなわち、図５に示すようにミラーボックスの下部に収納されていたサブミラー１２２を、回動軸１２５を中心に回動させることにより、ハーフミラー１１１の背後に移動させる（図３）。

ステップＳ１２１では、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０を駆動して所定の情報をファインダ内に点灯表示する。そして、ステップＳ１００にリターンする。

以上説明したように、本実施例のカメラによれば、赤外センサを用いることなく、焦点検出センサ１６７からの出力値のみから撮影環境の光源を判別することが可能である。そして、特定した光源に応じてフォーカシングレンズ駆動量の補正を行うことで、光源の種類にかかわらず精度の高い焦点調節制御を行うことができる。

しかも、本実施例では、一眼レフカメラに既存の部品である焦点検出センサ１６７、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を利用して光源を判別するため、新たに専用の部品を必要とすることなく、コストアップを抑えることができる。

また、２回のセンサ出力検出動作において、同じ焦点検出センサ１６７の出力を検出するため、センサ感度のばらつきの影響を受けずに補正量を決定することができる。また、撮影光学系からの光束が導かれる焦点検出センサ１６７からの出力を用いるため、十分な光量を確保でき、光源判別の精度を向上させることができる。

なお、上記実施例では、ファインダ観察状態から撮像状態への移行中に、撮影環境の光源を判別するための処理を行う場合について説明したが、ファインダモードの切換えの前後に２度のセンサ出力検出動作を行って、光源を判別してもよい。ファインダモードの切換動作の前後の光路状態は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す状態であるため、ＥＶＦ撮像モードでのファインダ観察状態から撮像状態への移行時と同様に光源を判別することができる。

また、このようにファインダモードの切換動作の前後において光源を判別した場合は、上述したレリーズタイムラグの短縮優先の撮像を行うシーケンスとすることができる。この場合、図１７のステップＳ６において、補正値を含むフォーカシングレンズ駆動量を算出し、ステップＳ８からステップＳ１１に移行する。

また、カメラを光源を判別するための専用モードを持つように構成してもよい。例えば、光源判別スイッチを設け、そのスイッチ操作に応じて、第１および第２のセンサ出力検出動作を経て補正値を算出する。この場合も、図１７のステップＳ６において、補正値を含むフォーカシングレンズ駆動量を算出し、ステップＳ８からステップＳ１１へ移行する。

さらに、上記実施例では、ハーフミラーを透過してサブミラーで反射した光によるセンサ出力と、ハーフミラーを透過せずに該ハーフミラーおよびサブミラーのうち一方で反射した光によるセンサ出力との間の変化に基づいて焦点調節制御を行う。しかし、前述したように、サブミラーの分光反射率特性が焦点検出センサの分光出力分布に与える影響は少ない。このため、本発明は、本質的には、ハーフミラーを透過した光によるセンサ出力と、該ハーフミラーで反射した光および該ハーフミラーを介さない光のうち一方によるセンサ出力とを比較する構成であるとも言える。

なお、本発明にいう「光学部材」は、上記実施例に示したミラー形状を有するものに限らず、入射面と射出面を有する透明体の面に光学膜を形成したいわゆるビームスプリッタのような部材であってもよい。

本発明の実施例１であるカメラシステム（第２の光路状態）の構成を示す断面図である。 実施例１のカメラシステム（第２から第１の光路状態への移行中）の構成を示す断面図である。 実施例１のカメラシステム（第１の光路状態）の構成を示す断面図である。 実施例１のカメラシステム（第１から第３の光路状態への移行中）の構成を示す断面図である。 実施例１のカメラシステム（第３の光路状態）の構成を示す断面図である。 実施例１のカメラシステムの概略構成を示す図である。 実施例１のカメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。 光源の分光特性を示す図である。 ハーフミラーの分光反射率／透過率特性を示す図である。 焦点検出センサの分光感度分布を示す図である。 実施例１のカメラシステムにおけるＥＶＦ撮像モードでの１回目のセンサ出力検出動作時の光路状態（第２の光路状態）を示す概略図である。 実施例１のカメラシステムにおけるＥＶＦ撮像モードでの２回目のセンサ出力検出動作時の光路状態（第１の光路状態）を示す概略図である。 ＥＶＦ撮像モードでの自然光源下における１，２回目のセンサ出力を示す図である。 ＥＶＦ撮像モードでの人工光源下における１，２回目のセンサ出力を示す図である。 実施例１のカメラシステムにおけるＯＶＦ撮像モードでの１回目のセンサ出力検出動作時の光路状態（第１の光路状態）を示す概略図である。 実施例１のカメラシステムにおけるＯＶＦ撮像モードでの２回目のセンサ出力検出動作時の光路状態（第４の光路状態）を示す概略図である。 ＯＶＦ撮像モードでの自然光源下における１，２回目のセンサ出力を示す図である。 ＯＶＦ撮像モードでの人工光源下における１，２回目のセンサ出力を示す図である。 実施例１のカメラシステムにおける撮像シーケンスを示すフローチャートである。 実施例１のカメラシステムにおけるファインダモードの切換動作シーケンスを示すフローチャートである。

符号の説明

１０３ 結像光学系
１０６ 撮像素子
１０７ ディスプレイユニット
１０９ 接眼レンズ
１１１ ハーフミラー
１２１ 焦点検出ユニット
１２２ サブミラー
１６７ 焦点検出センサ（受光素子）

Claims (15)

1. 光学部材と、
   受光素子と、
   前記光学部材を透過した光を前記受光素子により検出する第１の検出動作、および前記光学部材で反射した光および該光学部材を介さない光のうち一方を前記受光素子により検出する第２の検出動作を行う検出手段と、
   前記第１および第２の検出動作での前記受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 第１および第２の光学部材と、
   受光素子と、
   前記第１の光学部材を透過して前記第２の光学部材で反射した光を前記受光素子により検出する第１の検出動作、および前記第１の光学部材を透過せずに前記第１および第２の光学部材のうち一方で反射した光を前記受光素子により検出する第２の検出動作を行う検出手段と、
   前記第１および第２の検出動作での前記受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記第１および第２の検出動作における前記受光素子の出力間での変化に基づいて焦点調節制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記第１および第２の検出動作での前記受光素子からの出力に基づいて、前記光学系に含まれるフォーカシングレンズの焦点調節のための駆動後の位置を補正するための情報を生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記検出手段は、前記第１の検出動作と、前記第２の検出動作として前記光学部材を介さない光を前記受光素子により検出する動作とを行う第１の検出モード、および前記第１の検出動作と、前記第２の検出動作として前記光学部材で反射した光を前記受光素子により検出する動作とを行う第２の検出モードを有し、
   該撮像装置は、前記第１および第２の検出モードのうち一方を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記検出手段は、前記第１の検出動作と、前記第２の検出動作として前記第２の光学部材で反射した光を前記受光素子により検出する動作とを行う第１の検出モード、および前記第１の検出動作と、前記第２の検出動作として前記第１の光学部材で反射した光を前記受光素子により検出する動作とを行う第２の検出モードを有し、
   該撮像装置は、前記第１および第２の検出モードのうち一方を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記受光素子は、位相差検出方式により前記光学系の焦点検出を行うための焦点検出センサを構成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記第１および第２の検出動作のうち一方での前記受光素子からの出力に基づいて焦点調節制御を行う第１の焦点調節モードと、前記第１および第２の検出動作の両方での前記受光素子からの出力に基づいて焦点調節制御を行う第２の焦点調節モードとを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の撮像装置。
9. 被写体画像を取得するために用いられる撮像素子と、
   光学ファインダと、
   前記第１および第２の光学部材を含み、前記第１の光学部材で反射した光を前記光学ファインダに導き、該第１の光学部材を透過して前記第２の光学部材で反射した光を前記受光素子に導く第１の状態と、前記第１の光学部材で反射した光を前記受光素子に導き、該第１の光学部材を透過した光を前記撮像素子に向かわせる第２の状態と、前記第１および第２の光学部材を介さない光を前記撮像素子に向かわせる第３の状態と、前記第１の光学部材を介さずに前記第２の光学部材で反射した光を前記受光素子に導く第４の状態とに切換え可能な光路切換手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
10. 前記検出手段は、前記光路切換手段が前記第１の状態にあるときに前記第１の検出動作を行い、前記光路切換手段が前記第２の状態および前記第４の状態のうち一方にあるときに前記第２の検出動作を行うことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 該撮像装置は、前記光路切換手段を前記第１の状態として前記光学ファインダによる被写体観察を可能とし、前記光路切換手段を前記第３の状態に切り換えて被写体画像の撮像を行う光学ファインダ撮像モードを有し、
    該光学ファインダ撮像モードにおいて、前記光路切換手段は、前記第１の状態から前記第４の状態を経て前記第３の状態に切り換わることを特徴とする請求項９又は１０に記載の撮像装置。
12. 前記撮像素子を用いて取得された画像を表示する電子ファインダを有し、
    該撮像装置は、前記光路切換手段を前記第２の状態として前記電子ファインダによる被写体観察を可能とし、前記光路切換手段を前記第３の状態に切り換えて被写体画像の撮像を行う電子ファインダ撮像モードを有し、
    該電子ファインダ撮像モードにおいて、前記光路切換手段は、前記第２の状態から前記第１の状態を経て前記第３の状態に切り換わることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の撮像装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１つに記載の撮像装置と、
    該撮像装置に対して着脱可能であり、前記光学系を有するレンズ装置とを有することを特徴とする撮像システム。
14. 光学部材と、受光素子とを有する撮像装置における焦点調節方法であって、
    前記光学部材を透過した光を前記受光素子により検出する第１の検出動作、および前記光学部材で反射した光および該光学部材を介さない光のうち一方を前記受光素子により検出する第２の検出動作を行うステップと、
    前記第１および第２の検出動作での前記受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行うステップとを有することを特徴とする焦点調節方法。
15. 第１および第２の光学部材と、受光素子とを有する撮像装置の焦点調節方法であって、
    前記第１の光学部材を透過して前記第２の光学部材で反射した光を前記受光素子により検出する第１の検出動作、および前記第１の光学部材を透過せずに前記第１および第２の光学部材のうち一方で反射した光を前記受光素子により検出する第２の検出動作を行うステップと、
    前記第１および第２の検出動作での前記受光素子からの出力に基づいて、光学系の焦点調節制御を行うステップとを有することを特徴とする焦点調節方法。