JP4464180B2 - 撮像装置および撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、撮影レンズからの光束をファインダ光学系に導く第１の状態と、前記光束を撮像素子に到達させる第２の状態との間で切り換わる撮像装置に関するものである。

撮像装置の一つである一眼レフレックスカメラでは、光学ファインダを用いた物体像観察時には、撮影レンズから射出した光束を、撮影レンズに対して像面側に配置された反射ミラーで反射させて、ペンタプリズム等を含む光学ファインダに導いている。これにより、撮影者は、撮影レンズで形成された物体像を正像として見ることができる。このとき、反射ミラーは、撮影光路上に斜設されている。

一方、物体像を撮影する場合には、反射ミラーが撮影光路から待避することで撮影レンズからの光束を撮像媒体（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子）に到達させる。そして、撮影動作が終了すると、反射ミラーは撮影光路上に斜設される。

ここで、一眼レフ方式のデジタルカメラには、手動で位相差検出方式による焦点調節とコントラスト検出方式による焦点調節を選択できるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、反射ミラーが撮影光路上に斜設されているときには、位相差検出方式による焦点調節を行い、反射ミラーが撮影光路から退避しているときには、撮像素子の出力を用いてコントラスト検出方式による焦点調節を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。該特許文献２のカメラでは、撮像素子から読み出された画像を表示ユニットで表示（電子表示）させながら、コントラスト検出方式による焦点調節を行うことができる。また、撮像素子の出力を用いて被写体輝度の測定を行うこともできる。

一般に、コントラスト検出方式による焦点調節においては、撮像レンズを光軸方向に僅かに移動させながら評価関数値を求めていくため、合焦状態となるまでに時間を要するという問題がある。なお、位相差検出方式による焦点調節では、検出されたデフォーカス量の分だけ撮影レンズを移動させるだけであるため、コントラスト検出方式に比べて合焦状態となるまでの時間が短くなる。

そこで、合焦制御における方向判定を高速化するために、撮像素子の光検出面に段差をもたせたものがある（例えば、特許文献３）。すなわち、光路長を微小距離だけ異ならせて複数の画像信号を収集し、該収集された画像信号に基づき合焦方向を判定し、判定された合焦方向に向かって撮像レンズを合焦位置まで移動させるものである。

一方、一眼レフタイプのデジタルカメラにおいて、レンズ装置内およびカメラ本体内のそれぞれに位相差検出方式の焦点検出ユニットを設けたものがある（例えば、特許文献４）。このカメラでは、光路切り換え用のミラーが撮影光路上に配置されているときには、カメラ本体内の焦点検出ユニットで焦点検出が行われ、上記ミラーが撮影光路から退避している場合にはレンズ装置内の焦点検出ユニットで焦点検出が行われる。すなわち、上記ミラーがいずれの状態にあるときでも、焦点検出ユニットで位相差検出方式による焦点検出が行われるため、焦点調節動作を高速化させることができる。
特開２００１−２７５０３３号公報（段落番号００５３〜００５７、図５） 特開２００１−１２５１７３号公報（段落番号００６２〜００６７、図８、９） 特開２００１−２１５４０６号公報（段落番号００３４〜００４１、図６） 特開２０００−１６２４９４号公報（段落番号００１９〜００２３、図２）

しかしながら、特許文献３で提案されているカメラでは、短光路長の画素と長光路長の画素とが混在するために品位の高い画像を得ることができない。ここで、短光路長の画素と長光路長の画素との光路長差を短くすれば、画質は向上するが、合焦制御における方向判定が困難となり、高速な合焦制御ができない。すなわち、特許文献３では、画質の向上と合焦制御の高速化を両立させることができない。

また、特許文献４で提案されているカメラでは、レンズ装置内の焦点検出ユニットに物体光を導くためのミラーによって撮影光束の光量が減少してしまうとともに、レンズ装置およびカメラ本体に焦点検出ユニットを設けているため、コスト高になるといった欠点がある。

本発明は、フォーカスレンズを有する撮影レンズの装着が可能な撮像装置であって、撮影レンズからの光束により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、光束を用いて被写体像の観察を可能とするファインダ光学系と、光束を用いて撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出手段と、光束をファインダ光学系および焦点検出手段に導く第１の状態と光束を撮像素子および焦点検出手段に導く第２の状態とに切り換え駆動されるミラーユニットと、焦点検出手段による検出結果に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御するとともに、前記ミラーユニットの駆動を制御する制御手段とを有する。そして、制御手段は、フォーカスレンズの駆動中は、ミラーユニットの駆動を禁止することを特徴とする。

本発明によれば、フォーカスレンズの駆動中におけるミラーユニットの切り換え駆動を禁止することで、フォーカスレンズの駆動後に観察される被写体像のピントずれを防止することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

以下、本発明の実施例１であるカメラシステム（撮影システム）について、図１から図７を参照しながら説明する。図６は本実施例におけるカメラシステムの構成を示す概略図である。このカメラシステムは、カメラ本体（撮像装置）と、該カメラ本体に着脱可能に装着されるレンズ装置とを有している。

カメラは、ＣＣＤあるいは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り、撮像素子を連続的または単発的に駆動して動画像または静止画像を表わす画像信号を得る。ここで、撮像素子は、露光した光を画素毎に電気信号に変換して受光量に応じた電荷を蓄積し、蓄積された電荷を読み出すタイプのエリアセンサである。

図６において、１００はカメラ本体１００、１０１はカメラ本体１００に対して取り外し可能なレンズ装置である。レンズ装置１０１内には、絞り１０２および撮影光学系１０３が設けられている。レンズ装置１０１は、公知のマウント機構を介してカメラ本体１００に電気的、機械的に接続される。そして、焦点距離の異なるレンズ装置１０１をカメラ本体１００に装着することによって、様々な画角の撮影画面を得ることが可能である。

また、レンズ装置１０１では、不図示の駆動機構を介して撮影光学系１０３の一部の要素であるフォーカスレンズを光軸Ｌ１方向に移動させたり、フォーカスレンズを柔軟性のある透明弾性部材や液体レンズで構成し、界面形状を変化させて屈折力を変えたりすることで、撮影光学系の焦点調節を行う。

１０６はパッケージ１２４に収納された撮像素子である。撮影光学系１０３から撮像素子１０６に至る光路中には、撮像素子１０６上に物体像（光学像）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撮影光学系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、撮影光学系１０３には、不図示の赤外線カットフィルタが形成されている。

撮像素子１０６から読み出された信号は、後述するように所定の処理が施された後、画像データとしてディスプレイユニット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１００の背面に取り付けられており、使用者はディスプレイユニット１０７での表示を直接観察できるようになっている。

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、消費電力を小さくでき、かつディスプレイユニット１０７の薄型化を図ることができる。これにより、カメラ本体１の省電力化および小型化を図ることができる。

撮像素子１０６は、具体的には、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（以降ＣＭＯＳセンサと略す）である。ＣＭＯＳセンサの特長の１つに、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ため、マスク枚数、プロセス工程がＣＣＤ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、ディスプレイ用に間引いた読み出しが容易であって、ディスプレイユニット１０７におい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、上述した特長を利用し、ディスプレイ画像出力動作（撮像素子１０６の受光領域のうち一部を間引いた領域での読み出し）および高精彩画像出力動作（全受光領域での読み出し）を行う。

１１１は可動型のハーフミラー（第１のミラー部材）であり、撮影光学系１０３からの光束のうち一部を反射させるとともに、残りを透過させる。ハーフミラー１１１の屈折率はおよそ１．５であり、厚さが０．５ｍｍである。１０５は撮影光学系１０３によって形成される物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、１１２はペンタプリズムである。

１０９はフォーカシングスクリーン上に結像された物体像を観察するためのファインダレンズであり、実際には３つのファインダレンズ（図１の１０９−１、１０９−２、１０９−３）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およびファインダレンズ１０９は、ファインダ光学系を構成する。

ハーフミラー１１１の背後（像面側）には可動型のサブミラー（第２のミラー部材）１２２が設けられ、ハーフミラー１１１を透過した光束のうち光軸Ｌ１に近い光束を反射させて焦点検出ユニット（焦点検出手段）１２１に導いている。サブミラー１２２は後述する回転軸１２５（図１等参照）を中心に回転し、ハーフミラー１１１の動きに応じてミラーボックスの下部に収納される。すなわち、サブミラー１２２は、ハーフミラーと一体となって動作せず、独立して撮影光路に対して進退可能となっている。

焦点検出ユニット１２１は、サブミラー１２２からの光束を受光して位相差検出方式による焦点検出を行う。

ハーフミラー１１１とサブミラー１２２で構成される光路分割系は、後述するように第１から第３の光路分割状態の間で切り換わることができるようになっている。第１の光路分割状態（第１の状態）では、撮影光学系１０３からの光束がハーフミラー１１１で反射してファインダ光学系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。

第１の光路分割状態では、ファインダレンズ１０９を介して上記光束によって形成された物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わせることができる。なお、図６では、第１の光路分割状態を示している。

第２の光路分割状態（透過／反射状態：第２の状態）では、撮影光学系１０３からの光束がハーフミラー１１１を透過し、開状態となったフォーカルプレンシャッタ１１３を通過して撮像素子１０６に到達するとともに、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。第２の光路分割状態では、撮像された画像データをディスプレイユニット１０７上でリアルタイム表示させたり、高速連続撮影を行ったりすることができる。ここで、第２の光路分割状態では、光路分割系を動作させずに撮像素子１０６での撮像を行うことができるため、信号処理系での動作を高速化させることで高速連続撮影を行うことができる。

また、第２の光路分割状態では、焦点検出ユニット１２１において焦点検出を行わせることができる。このため、ディスプレイユニット１０７でのモニタ中でも、位相差検出方式による高速な焦点調節を行うことが可能である。

第３の光路分割状態（退避状態）では、フォーカルプレンシャッタ１１３が開くことで、撮影光学系１０３からの光束がダイレクトに撮像素子１０６に導かれる。この状態において、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２は、撮影光路から退避している。第３の光路分割状態は、大型のプリントなどに好適な高精細な画像を生成するために使用される。なお、この状態では、実際にはハーフミラー１１１およびサブミラー１２２による光路分割は行われないが、本実施例では、この状態を第３の光路分割状態という。

光路分割系の駆動は、不図示の電磁モータおよびギア列を有するミラー駆動機構によって行われ、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２それぞれの位置を変化させることで、第１から第３の光路分割状態の間で切り換えることができる。ミラー駆動機構の駆動制御は、後述するようにミラー駆動制御回路１４５を介してカメラシステム制御回路１３５によって行われる。

ここで、上述した３通りの光路分割状態を高速で切り換えるために、ハーフミラー１１１を透明樹脂で形成して軽量化を図っている。また、ハーフミラー１１１の裏面（図６においてサブミラー１２２側の面）には、複屈折性を持つ高分子薄膜が貼り付けられている。これは、画像をモニタ（リアルタイム表示）する場合や高速連続撮影を行う場合のように撮像素子１０６の全画素を用いて撮像しないことに対応させて、さらに強いローパス効果を付与するためである。

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によって、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も可能である。このように構成すると、第２の光路分割状態において、ハーフミラー１１１の裏面および表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。

１０４は可動式の閃光発光ユニットであり、カメラ本体１００に収納される収納位置とカメラ本体１００から突出した発光位置との間で移動可能である。１１３は像面に入射する光量を調節するフォーカルプレンシャッタ、１１９はカメラ本体１００を起動させるためのメインスイッチである。

１２０は２段階で押圧操作されるレリーズボタンであり、半押し操作（ＳＷ１のＯＮ）で撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作等）が開始され、全押し操作（ＳＷ２のＯＮ）で撮影動作（画像記録動作：撮像素子１０６から読み出された画像データの記録媒体への記録）が開始される。

１２３はファインダモード切り換えスイッチ（操作手段）であり、該スイッチを押すたびにＯＶＦモードおよびＥＶＦモード間の切り換えを行うことができる。１２７は撮影／再生モード切り換えスイッチであり、撮影動作によって得られた画像を再生表示する再生モードと、撮影動作を行うための撮影モードとの間での切り換えを行うために操作される。

１８０は、フォーカシングスクリーン１０５上に特定の情報を表示させるための光学ファインダ内情報表示ユニットである。

図７は、本実施例におけるカメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。ここで、図６で説明した部材と同じ部材については同一符号を用いている。まず、物体像の撮像、記録に関する部分から説明する。

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。撮像系は、撮影光学系１０３および撮像素子１０６を有し、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を有する。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を有し、制御系は、カメラシステム制御回路（制御手段）１３５、操作検出回路１３６、撮像素子駆動回路１３７を有する。

１３８は、外部のコンピュータ等に接続され、データの送受信を行うために規格化された接続端子である。上述した電気回路は、不図示の小型燃料電池からの電力供給を受けて駆動する。

撮像系は、物体からの光を、撮影光学系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。撮影光学系１０３内に設けられた不図示の絞りの駆動を制御するとともに、必要に応じてフォーカルプレンシャッタ１１３の駆動を制御することによって、適切な光量の物体光を撮像素子１０６で受光させることができる。

撮像素子１０６として、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する撮像素子が用いられている。そして、各画素にＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）のカラーフィルタが交互に配置され、４画素が一組となるいわゆるベイヤー配列を構成している。

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

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。この画像処理系での画像処理によって画像データが生成される。

Ａ／Ｄ変換器１３０は、撮像素子１０６の各画素から読み出された信号の振幅に応じて、例えば撮像素子１０６の出力信号を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得る信号処理回路であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号を輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）にて表わされる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の出力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、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ＹＣ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を有している。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、不図示のメモリ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はメモリへの画像信号の書き込み処理および読み出し処理を行い、再生処理回路１３４はメモリ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、静止画データおよび動画データを表わすＹＣ信号を所定の圧縮形式にて圧縮するとともに、圧縮されたデータを伸張させる圧縮伸張回路を内部に有する。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有しており、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、複数のブロックのうち各ブロックから蓄積された信号を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をマトリクス変換して、例えばＲＧＢ信号に変換する回路である。再生処理回路１３４によって変換された信号はディスプレイユニット１０７に出力され、可視画像として表示（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などの無線通信を介して接続されていてもよく、このように構成すれば、このカメラで撮像され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、制御系における操作検出回路１３６は、メインスイッチ１１９、レリーズボタン１２０、ファインダモード切り換えスイッチ１２３、撮影／再生モード切り換えスイッチ１２７等（他のスイッチは不図示）の操作を検出して、この検出結果をカメラシステム制御回路１３５に出力する。

カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６からの検出信号を受けることで、検出結果に応じた動作を行う。また、カメラシステム制御回路１３５は、撮像動作を行う際のタイミング信号を生成して、撮像素子駆動回路１３７に出力する。

撮像素子駆動回路１３７は、カメラシステム制御回路１３５からの制御信号を受けることで撮像素子１０６を駆動させるための駆動信号を生成する。情報表示回路１４２は、カメラシステム制御回路１３５からの制御信号を受けて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、カメラ本体１００に設けられた各種スイッチの操作に応じて撮像系、画像処理系および記録再生系での駆動を制御する。例えば、レリーズボタン１２０の操作によってＳＷ２がＯＮとなった場合、制御系（カメラシステム制御回路１３５）は、撮像素子１０６の駆動、ＲＧＢ画像処理回路１３１の動作、記録処理回路１３３の圧縮処理などを制御する。さらに、制御系は、情報表示回路１４２を介して光学ファインダ内情報表示ユニット１８０の駆動を制御することによって、光学ファインダ内での表示（表示セグメントの状態）を変更する。

一方、ミラー駆動制御回路１４５は、カメラシステム制御回路１３５からの制御信号を受けることによって、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２（図７では不図示）の駆動源であるミラーモータ１４６の駆動を制御する。ミラーモータ１４６の駆動力は不図示のミラー駆動機構に伝達され、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２は、上述したように第１から第３の光路分割状態の間で切り換わることができる。

次に、撮影光学系１０３の焦点調節動作に関して説明する。

カメラシステム制御回路１３５はＡＦ制御回路１４０と接続している。また、レンズ装置１０１をカメラ本体１００に装着することで、カメラシステム制御回路１３５は、マウント接点１００ａ、１０１ａを介してレンズ装置１０１内のレンズシステム制御回路１４１と接続される。そして、ＡＦ制御回路１４０およびレンズシステム制御回路１４１と、カメラシステム制御回路１３５とは、特定の処理の際に必要となるデータを相互に通信する。

焦点検出ユニット１２１（焦点検出センサ１６７）は、撮影画面内の所定位置に設けられた焦点検出領域での検出信号をＡＦ制御回路１４０に出力する。ＡＦ制御回路１４０は、焦点検出ユニット１２１からの出力信号に基づいて焦点検出信号を生成し、撮影光学系１０３の焦点調節状態（デフォーカス量）を検出する。そして、ＡＦ制御回路１４０は、検出したデフォーカス量を撮影光学系１０３の一部の要素であるフォーカスレンズの駆動量に変換し、フォーカスレンズの駆動量に関する情報を、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。

ここで、移動する物体に対して焦点調節を行う場合、ＡＦ制御回路１４０は、レリーズボタン１２０が全押し操作されてから実際の撮像制御が開始されるまでのタイムラグを勘案して、フォーカスレンズの適切な停止位置を予測する。そして、予測した停止位置へのフォーカスレンズの駆動量に関する情報をレンズシステム制御回路１４１に送信する。

一方、カメラシステム制御回路１３５が、撮像素子１０６の出力信号に基づいて物体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られないと判定したときには、閃光発光ユニット１０４又は、カメラ本体１００に設けられた不図示の白色ＬＥＤや蛍光管を駆動することによって物体を照明する。

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からフォーカスレンズの駆動量に関する情報を受信すると、レンズ装置１０１内に配置されたＡＦモータ１４７の駆動を制御することによって、不図示の駆動機構を介してフォーカスレンズを上記駆動量の分だけ光軸Ｌ１方向に移動させる。これにより、撮影光学系１０３が合焦状態となる。なお、上述したようにフォーカスレンズが液体レンズ等で構成されている場合には、界面形状を変化させることになる。

また、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から露出値（絞り値）に関する情報を受信すると、レンズ装置１０１内の絞り駆動アクチュエータ１４３の駆動を制御することによって、上記絞り値に応じた絞り開口径となるように絞り１０２を動作させる。これにより、適切な光量の物体光を像面側に向かわせることができる。

ＡＦ制御回路１４０において物体にピントが合ったことが検出されると、この情報はカメラシステム制御回路１３５に送信される。このとき、レリーズボタン１２０の全押し操作によってＳＷ２がＯＮ状態になれば、上述したように撮像系、画像処理系および記録再生系によって撮影動作が行われる。

図１から図５は本実施例におけるカメラシステムの断面図である。なお、これらの図においては、レンズ装置１０１の一部を示している。また、図６で説明した部材と同じ部材については同一符号を用いている。

ここで、図１は第２の光路分割状態にあるときのカメラシステムの断面図、図２は第１の光路分割状態および第２の光路分割状態の間で切り換わる途中の状態にあるカメラシステムの断面図である。図３は第１の光路分割状態にあるときのカメラシステムの断面図、図４は第１の光路分割状態および第３の光路分割状態の間で切り換わる途中の状態にあるカメラシステムの断面図、図５は第３の光路分割状態にあるときのカメラシステムの断面図である。

以下、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２で構成される光路分割系が上述した第１の光路分割状態にあるときの図（図３）を用いてカメラシステムの構成について説明する。

図３において、１０１はカメラ本体、１０２はレンズ装置である。レンズ装置１０１は、レンズ側マウント１０１ｂを介してカメラ側マウント１００ｂに装着される。１０３ａは撮影光学系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撮影レンズ、１０５はファインダ光学系のフォーカシングスクリーンである。１０７はディスプレイユニット、１６３はアイピースシャッタである。

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、１６５はコンデンサーレンズ１６４からの光束を反射させる反射ミラーである。１６６は反射ミラー１６５で反射した光束を焦点検出センサ１２２上で結像させるための再結像レンズ、１６７は焦点検出センサである。

１１１は可動型のハーフミラーで、不図示のハーフミラー受け板に保持されている。ハーフミラー受け板の両側縁部（紙面奥方向および紙面手前方向）には、それぞれピン１７３が設けられているとともに、一方の側縁部（紙面奥方向）にはピン１７４が設けられている。ここで、ハーフミラー１１１とピン１７３、１７４は一体的に移動するようになっている。

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、カメラ本体１００に固定された回転軸１７０ａに対して回転可能に支持され、ハーフミラー支持アーム１７１はカメラ本体１００に固定された回転軸１７１ａに対して回転可能に支持されている。

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設けられた略同一形状の構造と接続されている。不図示のハーフミラー受け板の両側に設けられたピン１７３は、ハーフミラー支持アーム１７１の先端に設けられた貫通孔部１７１ｃ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部１７１ｃを中心に回動可能となっている。

ハーフミラー受け板は、ピン１７３とピン１７４の中間位置において不図示のトーションバネによって矢印Ａ方向に付勢されており、該トーションバネの付勢力はハーフミラー受け板を介してハーフミラー１１１にも働いている。

第１の光路分割状態では、ミラーストッパ１６０、１６１がハーフミラー１１１の移動領域内に進入した状態にあるため、ハーフミラー１１１は、上記トーションバネの付勢力を受けてミラーストッパ１６０、１６１に当接している。このとき、ピン１７３とハーフミラー駆動レバー１７０の第１のカム面１７０ｂとの間および、ピン１７４とハーフミラー駆動レバー１７０の第２のカム面１７０ｃとの間には若干の隙間がある。これにより、ハーフミラー１１１は、図３に示す状態で位置決めされている。

なお、ミラーストッパ１６０、１６１は、不図示のミラー駆動機構の駆動によってハーフミラー１１１の移動領域内に進入したり、退避したりすることができる。また、ミラーストッパ１６０、１６１は、ハーフミラー１１１の移動領域内にあるか移動領域外にあるかを問わず、撮影光路外（撮影光束に影響を与えない位置）に位置している。さらに、後述するミラーストッパ１７５、１７６も同様に撮影光路外に位置している。

一方、サブミラー１２２は回転軸１２５を中心に回転可能となっており、第１の光路分割状態では、図３に示すようにハーフミラー１１１からの透過光を焦点検出ユニット１２１（コンデンサーレンズ１６４）側に反射させる位置に保持されている。

第１の光路分割状態において、撮影光学系１０３からの光束のうち一部の光束はハーフミラー１１１で反射してファインダ光学系に導かれ、残りの光束はハーフミラー１１１を透過しサブミラー１２２で反射して焦点検出ユニット１２１に導かれる。

図３に示す状態にあるミラーストッパ１６０、１６１がハーフミラー１１１の移動領域から退避したとき、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て図２に示す状態となる。このとき、トーションバネの付勢力により、ピン１７３はハーフミラー駆動レバー１７０の第１のカム面１７０ｂに当接し、ピン１７４はハーフミラー駆動レバー１７０の第２のカム面１７０ｃに当接する。

そして、ハーフミラー駆動レバー１７０の回転に応じて第１のカム面１７０ｂと第２のカム面１７０ｃに沿ってピン１７３、１７４がそれぞれ摺動し、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の回転に伴ってハーフミラー支持アーム１７１が回転し、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に対してピン１７３、１７４を介して連結されている不図示のハーフミラー受け板とハーフミラー１１１が一体的に動作する。

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が図３中反時計方向に回動することによって、ハーフミラー１１１は図１に示すようにミラーストッパ１７５、１７６に当接する。このとき、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ているため、図１に示す状態、すなわち第２の光路分割状態に保持される。

ここで、ハーフミラー１１１が第１の光路分割状態から第２の光路分割状態に移行するときには、サブミラー１２２が回転軸１２５を中心に図３中時計方向に回動することによってミラーボックスの下部まで移動する。すなわち、ハーフミラー１１１が第１の光路分割状態から第２の光路分割状態に移行する前に、サブミラー１２２がミラーボックスの下部へ移動することで、ハーフミラー１１１がサブミラー１２２に衝突するのを避けている。

第２の光路分割状態では、図１に示すように撮影レンズ１０３ａ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に導かれるとともに、残りの光束がハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６に到達する。

一方、第１の光路分割状態（図３）から第３の光路分割状態（図５）に移行する際には、ハーフミラー駆動レバー１７０が図３中時計方向に回転することにより、ハーフミラー１１１を撮影光路に対してカメラ本体１００の上方（フォーカシングスクリーン１０５側）に退避させる。また、回転軸１２５を中心としてサブミラー１２２を図３中時計方向に回転させることにより、サブミラー１２２を撮影光路に対してカメラ本体１００の下側に退避させる。

第３の光路分割状態では、図５に示すように撮影レンズ１０３ａからの光束が撮像素子１０６に到達する。

次に、上述した構成のカメラシステムにおけるファインダモード切り換え動作について説明する。

カメラシステム内の電気回路が動作している間、カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６を介してカメラ本体１００に設けられた各スイッチの状態をモニタしており、ファインダモード切り換えスイッチ１２３の操作を検出するとファインダモード切り換え動作が直ちに開始される（図８のステップＳ１２０）。図９は、ファインダモード切り換えの動作を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ２００において、カメラシステム制御回路１３５は、現在設定されているファインダモードを検出し、ファインダモード切り換えスイッチ１２３の操作によってＯＶＦモードからＥＶＦモードへの切り換えが指示されたときにはステップＳ２０１へ進む。一方、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへの切り換えが指示されたときにはステップＳ２１１へ進む。

まず、ＯＶＦモードからＥＶＦモードに切り換える場合について説明する。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が第１の光路分割状態（図３）にある。ＥＶＦモードではファインダ光学系に物体光を導かないため、ステップＳ２０１において、アイピースシャッタ１６３を閉じ状態とする。すなわち、カメラシステム制御回路１３５は、不図示のアイピースシャッタ駆動回路の駆動を制御することによって、アイピースシャッタ１６３をファインダ光学系の光路内に進入させる。

これはファインダ光学系を介して物体像を観察できないのを使用者が故障と誤解しないようにするためと、カメラ外部の光がファインダ光学系の接眼部からカメラ本体１００内に入り込み、撮像素子１０６に到達することでゴーストが発生するのを防ぐためである。

ステップＳ２０２では、情報表示回路１４２の駆動を制御することによって、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０によるファインダ視野内での表示を非表示状態とする。ここで、アイピースシャッタ１６３はステップＳ２０１での処理によってすでに閉じ状態となっているため、ファインダ視野内に特定の情報を表示させても、該情報を撮影者は見ることができない。したがって、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０の駆動を停止させることで、カメラシステム内での不要な電力消費を抑制し、電池の消耗を抑制することができる。

ステップＳ２０３では、ハーフミラー１１１を第２の光路分割状態へ移動させるために、まず、サブミラー１２２をミラーボックスの下部まで移動させて撮影光路から退避させる。

ステップＳ２０４では、ミラー駆動制御回路１４５の駆動を制御することによって、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動領域から退避させる。ミラーストッパ１６０、１６１を退避させた後、ステップＳ２０５でハーフミラー駆動レバー１７０を図３中反時計方向に回転させると、ハーフミラー１１１は、不図示のバネの付勢力（矢印Ａに示す力）を受けることで、図２に示す状態を経て第２の光路分割状態（図１）まで駆動される。

この結果、撮影レンズ１０３ａから射出された光束のうち一部の光束は、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、残りの光束はハーフミラー１１１を透過して像面側に進む。

第２の光路分割状態（図１）では、ピン１７３とハーフミラー駆動レバー１７０の第１のカム面１７０ｂとの間および、ピン１７４とハーフミラー駆動レバー１７０の第２のカム面１７０ｃとの間には若干の隙間が生じており、ハーフミラー１１１はミラーストッパ１７５とミラーストッパ１７６に当接して位置決めされる。

第２の光路分割状態におけるハーフミラー１１１の反射面の位置は、第１の光路分割状態におけるサブミラー１２２の反射面の位置と略等しくなっている。このように構成することによって、第１の光路分割状態と第２の光路分割状態とで、焦点検出ユニット１２１に入射する光束の位置がずれるのを抑制することができる。

第２の光路分割状態では、撮影レンズ１０３ａからの光束がハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６に到達するため、ハーフミラー１１１を透過した光束が撮像素子１０６上で形成する物体像のピント位置は、ハーフミラー１１１を透過しないで撮像素子１０６に到達する場合に比べて若干ずれる。

このため、ステップＳ２０６では、上述した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。

本実施例において、焦点検出ユニット１２１から出力される焦点検出信号は、第３の光路分割状態において撮影レンズ１０３ａからの光束が撮像素子１０６に直接到達したときのピント状態を示すようになっている。これに対して、第２の光路分割状態においてピント補正モードが設定されているときには、撮影レンズ１０３ａからの光束がハーフミラー１１１を透過して撮像素子１０６に到達したときのピント状態を示すように、上記焦点検出信号を補正している。このため、第２の光路分割状態における撮影光学系１０３内のフォーカスレンズの合焦位置は、第１および第３の光路分割状態での合焦位置に対して焦点検出信号を補正した分だけずれることになる。

したがって、ＥＶＦモードにおいてＳＷ２をオンにして撮影動作を行う場合、すなわち、光路分割系を第２の光路分割状態から第３の光路分割状態に切り換える場合には、フォーカルプレンシャッタ１１３の先幕駆動機構のチャージとともに、フォーカスレンズの位置を上述したずれの分だけ補正する。すなわち、フォーカスレンズを、第２の光路分割状態での合焦位置から第３の光路分割状態での合焦位置に移動させる。この後、フォーカルプレンシャッタ１１３を所定時間だけ開き状態とすることで、撮像素子１０６による撮像動作を行う。

上述したように構成することで、ＥＶＦモード（第２の光路分割状態）においてはディスプレイユニット１０７でピントのあった画像を確認することができ、第３の光路分割状態で撮影を行ったときにもピントのあった撮影画像を得ることができる。

ステップＳ２０７では、フォーカルプレンシャッタ１１３の先幕だけを走行させてバルブ露光状態にすることで、撮影光学系１０３を通過した物体光を連続的に撮像素子１０６に到達させ、ディスプレイユニット１０７上で画像を表示させるための撮像が可能な状態とする。

ステップＳ２０８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Ｓ２０９では、撮影光学系１０３によって形成された物体像に対して撮像素子１０６による撮像動作を連続的に行い、撮像素子１０６から読み出されて画像処理された画像データをディスプレイユニット１０７上でリアルタイム表示させる。そして、ＯＶＦモードからＥＶＦモードへの切り換え動作を終了する。

ここで、ＥＶＦモードである第２の光路分割状態では、撮影レンズ１０３ａからの光束がハーフミラー１１１で屈折してから撮像素子１０６に到達する。このため、図１３に示すように、第２の光路分割状態における撮像素子１０６の受光領域１９０が、第３の光路分割状態における撮像素子１０６の受光領域１９１に対して撮像素子１０６の上下方向（図１の上下方向）で僅かにずれてしまうことがある。すなわち、第２の光路分割状態においてディスプレイユニット１０７でリアルタイム表示される画像が、第３の光路分割状態で撮影された画像と一致せずにずれてしまうことがある。

ここで、領域１９０のうち領域１９１と重ならない領域１９０ａは、ディスプレイユニット１０７上でリアルタイム表示されるものの、第３の光路分割状態での撮影によって得られた画像には含まれない領域となる。

本実施例のカメラでは、図１４に示すように、ディスプレイユニット１０７上でリアルタイム表示される画像領域のうち領域１９０ａ（図１３）に相当する領域１９２をブラックアウトさせて、領域１９０全体を表示させないようにしている。この処理は、再生処理回路１３４において行われる。

これにより、実際に撮影された画像の中に、ディスプレイユニット１０７でリアルタイム表示された画像が含まれていないといった不具合を避けることができる。

次に、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ切り換えるために、ステップＳ２００からステップＳ２１１へ移行した場合について説明する。

ＥＶＦモードにおいては、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２が第２の光路分割状態（図１）にあり、ディスプレイユニット１０７においてリアルタイム表示が行われている。

ステップＳ２１１では、ディスプレイユニット１０７の駆動を停止させるとともに、撮像素子１０６による撮像動作を停止させる。

ステップＳ２１２では、フォーカルプレンシャッタ１１３の後幕を走行させてシャッタを閉じ状態とし、撮影に備えて先幕および後幕の駆動機構をチャージする。ステップＳ２１３では、後のステップで行われるハーフミラー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の移動領域から退避させる。

ステップＳ２１４では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図１中時計回りに回転させて、ハーフミラー１１１だけを図２の状態→図３の状態→図４の状態→図５の状態の順に移動させる。このとき、ハーフミラー１１１は、第１の光路分割状態（図３）を経て、第３の光路分割状態（図５）となる。

ステップＳ２１５では、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動領域内に進入させ、ハーフミラー１１１を位置決めするための所定位置まで移動させる。

上述したように、ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動領域から退避させてからハーフミラー１１１を第３の光路分割状態まで移動させ、その後ミラーストッパ１６０、１６１をハーフミラー１１１の移動領域内に進入させているため、ハーフミラー１１１が移動する際にミラーストッパ１６０、１６１と衝突することはない。これにより、ＯＶＦモードからＥＶＦモードに切り換える際の機構的信頼性を高くできる。

ステップＳ２１６では、ハーフミラー駆動レバー１７０を図５中反時計回りに回転させて、ハーフミラー１１１を第３の光路分割状態（図５）から図４の状態を経て、第１の光路分割状態（図３）に移動させる。ここで、ハーフミラー１１１は、ミラー駆動機構内の不図示のバネの付勢力（図３の矢印Ａに示す力）を受けることにより、ミラーストッパ１６０、１６１に当接した状態となる。

ステップＳ２１７では、ファインダ光学系内に設けられたアイピースシャッタ１６３を開き状態とする。

ステップＳ２１８において、カメラシステム制御回路１３５は、カメラシステム内に設けられたＡＦ／ＭＦ切換スイッチ（不図示）の操作状態に基づいて、マニュアルフォーカスモードに設定されているか否かを判別する。ここで、マニュアルフォーカスモードに設定されていればステップＳ２０８に移行し、マニュアルフォーカスモードに設定されておらず、オートフォーカスモードに設定されていればステップＳ２２０に進む。

マニュアルフォーカスモードに設定されている場合には、焦点検出ユニット１２１を動作させる必要がなく、また、ＯＶＦを用いるよりもＥＶＦを用いる方が背景（被写体像）のボケ具合を正確に把握することができる。このため、マニュアルフォーカスモードに設定されているときには、ディスプレイユニット１０７でのリアルタイム表示を行うために、ステップＳ２０４に進む。なお、ステップＳ２１８からステップＳ２０４に進む場合には、アイピースシャッタ１６３を閉じ状態とする。

ステップＳ２２０では、サブミラー１２２を撮影光路内に進入させて、ハーフミラー１１１を透過した物体光を焦点検出ユニット１２１に導く所定の位置にセットする。ここで、ステップＳ２１１からステップＳ２１８までの処理を行う間、サブミラー１２２は第２の光路分割状態（図１）での位置、すなわち撮影光路から退避した位置にあり、ステップＳ２２０に進んだときに動作することになる。

ステップＳ２２１において、カメラシステム制御回路１３５は光学ファインダ内情報表示ユニット１８０を駆動させて、ファインダ内情報表示を表示状態（点灯）とする。そして、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへの切り換え動作を終了する。

本実施例では、撮像画像をディスプレイユニット１０７で表示させる場合、すなわちＥＶＦモードの場合には、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を有する光路分割系が第２の光路分割状態（図１）となっており、撮影レンズ１０３ａからの光束を焦点検出ユニット１２１に導いている。これにより、ＥＶＦモードのときにも、焦点検出ユニット１２１での位相差検出方式による焦点検出に基づいて、高速な焦点調節動作を行わせることができる。

次に、本実施例のカメラシステムにおける撮影動作について図８を用いて説明する。なお、撮影動作を行うときには、ファインダモードの設定状態に応じて、ディスプレイユニット１０７でリアルタイム表示が行われていたり、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０の駆動によってファインダ視野内に特定の情報が表示されていたりする。

ステップＳ１００では、レリーズボタン１２０等のスイッチの入力待機状態になっている。ステップＳ１０１において、カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６を介してカメラ本体１００に設けられた各種スイッチからの入力があるか否かを判別している。ここで、上記スイッチからの入力があった場合には、ステップＳ１０２へと進む。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１にて検出された入力信号が、レリーズボタン１２０の半押し操作によるＳＷ１の入力であるか否かを判別する。ここで、ＳＷ１の入力の場合にはステップＳ１０３へ進み、ＳＷ１以外の信号入力の場合はステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０において、カメラシステム制御回路１３５は入力信号に応じた動作を行う。例えば、上述したファインダモード切り換え動作を行ったり、ユーザーが絞り値を設定した場合には、該絞り値に関する情報をレンズシステム制御回路１４１に送信したりする。ここで、絞り値に関する情報を受信したレンズシステム制御回路１４１は、絞り駆動アクチュエータ１４３の駆動を制御することによって絞り１０２を動作させる。

ステップＳ１０３において、カメラシステム制御回路１３５は、カメラ本体１００内に設けられた不図示の測光センサからの出力に基づいて被写体輝度を求める（測光）。また、ＡＦ制御回路１４０が焦点検出センサ１６７の出力に基づいて撮影光学系１０３の焦点状態（デフォーカス量）を検出する（焦点検出）。

ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３での焦点検出結果（デフォーカス量）から得られるフォーカスレンズの移動量に基づいてフォーカスレンズの駆動を行う。具体的には、カメラシステム制御回路１３５が、デフォーカス量から得られたフォーカスレンズの駆動（駆動量および駆動方向）に関する情報をレンズシステム制御回路１４１に送信する。上記情報を受信したレンズシステム制御回路１４１は、ＡＦモータ１４７を駆動することによってフォーカスレンズを光軸Ｌ１方向に移動させる。

ステップＳ１０５においては、ＡＦモータ１４７の駆動開始とほぼ同時に、ファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を禁止（入力を無効に）して、ステップＳ１０６へ進む。

ここで、フォーカスレンズの駆動中にファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力に応じてファインダモードを切り換えてしまうと、以下に説明する問題が生じる。

上述したようにＥＶＦモードにおいてピント補正モードがオンになっていると、焦点検出ユニット１２１の出力信号に対して補正処理が施されるため、ＥＶＦモードにおけるフォーカスレンズの合焦位置と、ＯＶＦモードにおけるフォーカスレンズの合焦位置はずれることになる。このため、ＯＶＦモードおよびＥＶＦモードのうち一方のファインダモードにおいてフォーカスレンズの駆動が開始され、この駆動中にファインダモードが切り換えられてしまうと、フォーカスレンズの駆動が完了しても切り換え後のファインダモードで観察される物体像はピントがずれたものになってしまう。

そこで、本実施例では、フォーカスレンズの駆動中にファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を無効としてファインダモードが切り換わらないようにしている。これにより、上述した物体像のピントがずれてしまうのを防止することができる。

ステップＳ１０６において、カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６を介してＳＷ２の入力があるか否かを判別する。ここで、ＳＷ２の入力がない場合にはステップＳ１３０へ進み、ＳＷ２の入力がある場合にはステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１３０において、レンズシステム制御回路１４１は、ＡＦモータ１４７の駆動を完了したとき、すなわち、フォーカスレンズを所定の合焦位置まで移動させたときに、フォーカス完了信号をカメラシステム制御回路１３５に送信する。カメラシステム制御回路１３５は、レンズシステム制御１４１との通信によってＡＦモータ１４７の駆動が完了したか否かを判別する。ここで、ＡＦモータ１４７の駆動が完了していない場合にはステップＳ１０６に戻り、完了した場合にはステップＳ１３１に進む。

ステップＳ１３１では、ステップＳ１０５で禁止していたファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を有効にして、ステップＳ１０２へと戻る。

ステップＳ１０７においては、ミラー駆動制御回路１４５の駆動を制御することによって、光路分割系を第３の光路分割状態（図５）とする。具体的には、ＥＶＦモードから撮影動作を行う場合には、第２の光路分割状態にあるハーフミラー１１１を撮影光路から退避させて第３の光路分割状態とする。また、ＯＶＦモードから撮影動作を行う場合には、第１の光路分割状態にあるハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を撮影光路から退避させて第３の光路分割状態とする。

ステップＳ１０８において、カメラシステム制御回路１３５は、ステップＳ１０３の測光動作によって得られた絞り値に関する情報をレンズシステム制御回路１４１に送信する。上記絞り値に関する情報を受信したレンズシステム制御回路１４１は、絞り駆動アクチュエータ１４３の駆動を制御することによって上記絞り値となるように絞り１０２を動作させる。

なお、ステップＳ１０３の測光結果に基づいて絞り１０２の駆動が不要であると判断したときには、ステップＳ１０８での処理は行わずにステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、カメラシステム制御回路１３５は、フォーカルプレンシャッタ１１３を開き状態にして撮像素子１０６への露光を開始させる。これにより撮像動作が開始され、撮像素子１０６から読み出された信号は、ＲＧＢ画像処理回路１３１、ＹＣ処理回路１３２および記録処理回路１３３において所定の処理が施される。これらの処理が施されて生成された画像データは、不図示の記録媒体に記録されるとともに、再生処理回路１３４を介してディスプレイユニット１０７で表示される。

ステップＳ１１０においては、ステップＳ１０５で禁止していたファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を有効にして、ステップＳ１１１へと進む。なお、ステップＳ１１０の処理は、ステップＳ１０９の処理とほぼ同じに行うようにしてもよい。

ステップＳ１１１において、カメラシステム制御回路１３５は、ミラー駆動制御回路１４５の駆動を制御することによって、第３の光路分割状態にある光路分割系を第１又は第２の光路分割状態とする。すなわち、ＥＶＦモードに設定されている場合には、第３の光路分割状態にあるハーフミラー１１１を撮影光路内に進入させて第２の光路分割状態とする。また、ＯＶＦモードに設定されている場合には、第３の光路分割状態にあるハーフミラー１１１およびサブミラー１２２を撮影光路内に進入させて第１の光路分割状態とする。

次に、撮影／再生モード切り換えスイッチ１２７の操作による撮影モードおよび再生モード間での切り換わり動作について、図１０を用いて説明する。

カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６を介して撮影／再生モード切り換えスイッチ１２７が操作されたか否かを判別する。ここで、撮影／再生モード切換スイッチ１２７が操作された場合には、ステップＳ３００において現在設定されているファインダモードがＯＶＦモードであるか否かを判別する。ここで、ＯＶＦモードが設定されている場合にはステップＳ３１０に進み、ＥＶＦモードが設定されている場合にはステップＳ３０１に進む。

ステップＳ３１０では、情報表示回路１４２の駆動を制御することによって光学ファインダ内情報表示ユニット１８０によるファインダ視野内での情報表示を非表示状態（消灯）とする。光学ファインダ内情報表示ユニット１８０の駆動を停止させてファインダ視野内での情報表示を非表示状態とすることにより、不要な電力消費を抑制し、電池の消耗を抑制することができる。

ステップＳ３０１では、ステップＳ３００で判別されたファインダモードに関する情報を、カメラシステム制御回路１３５のメモリ１３５ａに記憶する。

ステップＳ３０２では、記録処理回路１３３を介して不図示の記録媒体に記録された画像データを読み出すとともに、読み出された画像データに対して再生処理回路１３４での処理を行う。そして、再生処理回路１３４で処理された画像データをディスプレイユニット１０７で表示させる。

ステップＳ３０３では、ファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を禁止する（入力を無効にする）。これにより、不用意にファインダモード切り換えスイッチ１２３が操作されることによってファインダモードが切り換わってしまうのを防止することができる。具体的には、再生モードから撮影モードに切り換えたときに、ユーザーの意図とは関係無しにファインダモードが切り換わってしまうのを防止できたり、ユーザー本人が記憶していたファインダモードとは異なるモードに設定されてしまうのを防止できたりする。

したがって、ユーザーは、ディスプレイユニット１０７で記録画像を再生した後、再び撮影モードに切り換えたときに、被写体像の観察を行う際に戸惑うことはない。

ステップＳ３０４では、ディスプレイユニット１０７に記録画像を表示させたまま、レリーズボタン１２０等のスイッチの入力待機状態となる。

ステップＳ３０５において、カメラシステム制御回路１３５は、操作検出回路１３６を介してレリーズボタン１２０等の各種スイッチが操作されたか否かを判別する。ここで、いずれのスイッチも操作されていない場合には、ステップＳ３０４に戻る。一方、いずれかのスイッチからの入力がある場合には、ステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６では、操作されたスイッチが撮影／再生モード切り換えスイッチ１２７であるか否かを判別する。ここで、撮影／再生モード切り換えスイッチ１２７からの入力である場合にはステップＳ３０７へ進む。一方、他のスイッチからの入力である場合、例えば、不図示の画像消去スイッチや表示画像切り換えスイッチからの入力である場合には、ステップＳ３２０に進む。

ステップＳ３２０では、上記他のスイッチからの入力に応じた動作を行う。例えば、画像消去スイッチからの入力の場合には画像データの消去を行い、表示画像切り換えスイッチからの入力である場合にはディスプレイユニット１０７で表示させる記録画像を切り換える。ステップＳ３２０での処理を完了した場合にはステップＳ３０４に戻り、入力待機状態となる。

ステップＳ３０７では、再生モードから撮影モードに切り換えるとともに、ステップＳ３０３にて禁止していたファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を有効にする。これにより、ユーザーはファインダモード切り換えスイッチ１２３を操作することによって自由にファインダモードを切り換えることが可能となる。

ステップＳ３０８では、ステップＳ３０１で記憶したファインダモードがＯＶＦモードであるか否かを判別する。ここで、ＯＶＦモードである場合にはステップＳ３３０へ進み、ＥＶＦモードである場合にはステップＳ３０９へ進む。

ステップＳ３３０では、情報表示回路１４２の駆動を制御することによって光学ファインダ内情報表示ユニット１８０によるファインダ視野内の情報表示を表示状態（点灯）とする。本実施例において、撮影モードから再生モードに切り換えたときにはファインダモード切り換えスイッチ１２３の入力を無効にしているため、ファインダモードは切り換わらず、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の駆動は行われないことになる。このため、再生モードに切り換える前にＯＶＦモードが設定されている場合において、再び再生モードから撮影モードに切り換えたときには、光学ファインダ内情報表示ユニット１８０を駆動するだけでＯＶＦモードとなる。

ステップＳ３０９では、ディスプレイユニット１０７でのリアルタイム表示を行う。上述したように撮影モードから再生モードに切り換えたときには、ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２の駆動は行われない。このため、再生モードに切り換える前にＥＶＦモードが設定されている場合において、再び再生モードから撮影モードに切り換えられたときには、撮像素子１０６での画像の読み出しを開始させるだけでリアルタイム表示を行うことができる。

次に、焦点検出ユニット１２１における焦点検出のための信号処理について説明する。

撮影レンズ１０３ａから射出した光束（物体光）は、第２の光路分割状態ではハーフミラー１１１で反射し、第１の光路分割状態ではサブミラー１２２で反射した後、ミラーボックスの下部に設けられたコンデンサーレンズ１６４に入射する。そして、コンデンサーレンズ１６４に入射した光束は、反射ミラー１６５で偏向し、再結像レンズ１６６の作用によって焦点検出センサ１６７上に物体の２次像を形成する。

焦点検出センサ１６７には少なくとも２つの画素列が備えられている。２つの画素列それぞれから出力される信号波形を比較すると、撮影光学系１０３によって形成された物体像の焦点検出領域上で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。上記結像状態が前ピンか後ピンかで、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シフト方向およびシフト量（位相差）を検出するのが焦点検出の原理である。

図１１と図１２は、ＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出センサ１６７の出力信号波形を表す図である。横軸は画素の並びを示し、縦軸は焦点検出センサ１６７の出力値を示している。図１１では、物体像にピントが合っていない状態での出力信号波形を示し、図１２では、物体像にピントが合った状態での出力信号波形を示している。

一般に、焦点検出に用いられる光束は絞り開放状態での結像光束と同じではなく、結像光束の一部となっている。すなわち、焦点検出を行う場合には、暗いＦナンバーの光束が用いられる。また、カメラ内の機構の誤差を考慮すると、撮像素子１０６の位置と焦点検出センサ１６７の位置が厳密な意味で光学的に共役とはいえない。

このため、物体像にピントが合った状態であっても、図１２に示すように２つの出力信号波形の間には、僅かの初期位相差Δが残る。該初期位相差Δは、上述したピント補正モード（図９のステップＳ２０６参照）において焦点検出信号に対する補正で用いられるものとは異なるものである。

ここで、２つの像の相関演算で検出された位相差から初期位相差Δを差し引けば真の位相差を知ることができるため、初期位相差Δの存在自体は通常問題とならない。

本実施例では、上述したように焦点検出に用いられる光束が、第１の光路分割状態においてサブミラー１２２から導かれる場合と、第２の光路分割状態においてハーフミラー１１１から導かれる場合とがある。この場合、第１の光路分割状態（図３）でのサブミラー１２２の反射面位置と、第２の光路分割状態（図１）でのハーフミラー１１１の反射面位置が、機構精度上完全には一致せず、光路分割状態に応じて初期位相差Δの値が異なってしまう。このため、相関演算で検出された位相差から一定の初期位相差Δを差し引いただけでは、第１および第２の光路分割状態での真の位相差を知ることができない。

通常の部品加工精度では、２つの反射面位置が、該反射面の垂直方向に略３０μｍ程度ずれる可能性がある。ここで、反射面位置のずれをメカ的に小さくしようとすると、部品加工のためのコストが極めて高くなってしまう。

そこで、本実施例では、第１の光路分割状態と第２の光路分割状態で初期位相差Δをそれぞれ設定し、光路分割状態に応じた初期位相差Δを用いることにより、焦点検出センサ１６７の出力信号に対して補正を行うようにしている。これにより、光路分割状態に応じた真の位相差を知ることができ、該位相差に基づいて精度の良い焦点検出を行うことができる。

このように、初期位相差を考慮に入れて一組の信号の同一性を判定することで撮影光学系が合焦状態にあるか否かを判別できる。また、相関演算を用いた公知の手法、例えば特公平５−８８４４５号公報に開示されている手法を用いて位相差を検出することにより、デフォーカス量を求めることができる。そして、得られたデフォーカス量を撮影光学系１０３のフォーカスレンズの駆動量に換算し、該駆動量の分だけフォーカスレンズを駆動させれば撮影光学系の焦点調節を自動で行うことができる。

位相差検出方式では、フォーカスレンズの駆動量があらかじめ分かるので、通常、合焦位置までのレンズ駆動はほぼ一回で済み、極めて高速な焦点調節が可能である。

本実施例によれば、ファインダ光学系を用いて物体像を観察する場合（ＯＶＦモードの場合）に加えて、ディスプレイユニット１０７で物体像をリアルタイム表示させる場合（ＥＶＦモードの場合）にも、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、撮影光学系の焦点調節動作を高速で行うことができる。また、第２の光路分割状態（図１）で連続撮影や動画撮影を行うようにすれば、これらの撮影においても高速な焦点調節動作を行うことができる。さらに、従来のように２つの焦点検出ユニットを設ける必要はないため、カメラシステムが大型化したり、コストアップとなったりすることはない。

また、フォーカスレンズの駆動中にＥＶＦモードおよびＯＶＦモード間の切り換えを禁止しているため、フォーカスレンズの駆動中にファインダモードが切り換わることによって、フォーカスレンズの駆動完了後に観察される物体像のピントがずれてしまうのを防止することができる。

第２の光路分割状態にあるカメラシステムの断面図。 第１の光路分割状態から第２の光路分割状態に切り換わる途中のカメラシステムの断面図。 第１の光路分割状態にあるカメラシステムの断面図。 第１の光路分割状態から第３の光路分割状態に切り換わる途中のカメラシステムの断面図。 第３の光路分割状態にあるカメラシステムの断面図。 実施例１のカメラシステムの構成を示す概略図。 実施例１のカメラシステムの回路構成を示すブロック図。 実施例１のカメラシステムの撮影動作を示すフローチャート。 ファインダモードの切り換え動作を示すフローチャート。 撮影モードおよび再生モード間の切り換え動作を示すフローチャート。 撮影光学系が合焦状態にないときの焦点検出センサの出力信号波形を表す図。 撮影光学系が合焦状態にあるときの焦点検出センサの出力信号波形を表す図。 ディスプレイユニットに出力可能な画像範囲と撮像範囲との関係を表す図。 ディスプレイユニットに出力可能な画像範囲と撮像範囲との関係を表す図。

符号の説明

１０５・・・フォーカシングスクリーン
１０６・・・撮像素子
１０７・・・ディスプレイユニット
１１１・・・ハーフミラー
１２１・・・焦点検出ユニット
１２２・・・サブミラー
１２３・・・ファインダモード切り換えスイッチ
１３５・・・カメラシステム制御回路

Claims (7)

1. フォーカスレンズを有する撮影レンズの装着が可能な撮像装置であって、
   前記撮影レンズからの光束により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
   前記光束を用いて被写体像の観察を可能とするファインダ光学系と、
   前記光束を用いて前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出手段と、
   前記光束を前記ファインダ光学系および前記焦点検出手段に導く第１の状態と前記光束を前記撮像素子および前記焦点検出手段に導く第２の状態とに切り換え駆動されるミラーユニットと、
   前記焦点検出手段による検出結果に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御するとともに、前記ミラーユニットの駆動を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記フォーカスレンズの駆動中は、前記ミラーユニットの駆動を禁止することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記撮影レンズから前記フォーカスレンズの駆動完了を示す信号が入力されることに応じて前記ミラーユニットの駆動禁止を解除することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１および第２の状態の切り換えを指示するために操作される操作手段を有し、
   前記制御手段は、前記フォーカスレンズの駆動中は、前記操作部材の操作に応じた前記ミラーユニットの駆動を禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記第１の状態は、前記光束を前記ファインダ光学系および前記焦点検出手段に向けて反射する状態であり、
   前記第２の状態は、前記光束を前記撮像素子に向けて透過させるとともに前記焦点検出手段に向けて反射する状態であ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. 前記ミラーユニットは、前記光束の一部を反射し、残りを透過させる第１のミラー部材と、該第１のミラー部材を透過した光束を反射する第２のミラー部材とにより構成されており、
   前記第１の状態では前記第１および第２のミラー部材が前記光束の光路内に配置され、前記第２の状態では前記第１のミラー部材が前記光路内に配置されるとともに前記第２のミラー部材が前記光路から退避し、
   画像記録動作時には前記第１および第２のミラー部材が前記光路から退避することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の撮像装置と、
   該撮像装置に装着可能であり、前記制御手段による制御に応じて前記フォーカスレンズを駆動する撮影レンズとを有することを特徴とする撮影システム。
7. 請求項２に記載の撮像装置と、
   該撮像装置に装着可能であり、前記制御手段による制御に応じて前記フォーカスレンズを駆動し、該フォーカスレンズの駆動が完了したことを示す信号を前記撮像装置に出力する撮影レンズとを有することを特徴とする撮影システム。

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