JP4194542B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、対物レンズの焦点調節機能と対物レンズによって形成される物体像の観察機能とを有する撮像装置に関するものである。

光学装置の１つである一眼レフカメラにおいて、光学ファインダ（ＯＶＦ；Optical Vi
ew Finder）を介して物体を観察するときには、対物レンズから射出した光束を、対物レ
ンズの後方（像面側）の光路上に配置された反射ミラーで反射させて光路を変更し、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、対物レンズを通過した光
束によって形成される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、対物レンズを撮影用レンズとして使用する場合（撮影を行う場合）には、反射ミ
ラーが撮影光路から瞬時に退避することで、対物レンズを通過した撮影光束が撮像媒体（
フィルムやＣＣＤ等の撮像素子）上に結像される。そして、撮影が終了すると、反射ミラ
ーが撮影光路上に瞬時に斜設される。

デジタルカメラでは、レリーズボタンの押圧操作に応じて、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサな
どの撮像素子に被写体像を所望の時間露光し、光電変換により得られた１つの静止画像を
表す画像信号をデジタル信号に変換する。そして、変換されたデジタル信号に対してＹＣ
処理などの所定の処理を施すことにより所定の形式の画像信号を得る。

撮像された画像を表すデジタルの画像信号は、画像毎に半導体メモリに記録される。記
録された画像信号は、随時読み出されてカメラの表示ユニットに表示されたり、印刷可能
な信号に再生されたり、ディスプレイ装置などに出力されて表示されたりする。

上述したカメラのなかには、手動で位相差検出方式による焦点調節動作とコントラスト
検出方式による焦点調節動作を選択できる一眼レフ方式のデジタルカメラがある（例えば
、特許文献１参照）。

また、光学ファインダおよび電子ファインダ（ＥＶＦ；Electric View Finder）を備え
た一眼レフ方式のデジタルカメラにおいて、反射ミラーが撮影光路上に斜設されていると
きにはミラーで反射した光束に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行い、反射ミラーが
撮影光路上から退避しているときには撮影光束を受光する撮像素子の出力を用いてコント
ラスト検出方式の焦点検出を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。

上記の特許文献２で開示されているカメラでは、反射ミラーが撮影光路から退避した位
置にあるときでも、撮像素子の出力に基づいて焦点調節を行いながら撮影画像の電子表示
を行うことができる。したがって、撮影者は、例えば、有機ＥＬディスプレイ上に電子表
示された画像のピント状態を確認しながら撮影することが可能である。

一方、合焦制御において、合焦方向（撮影レンズの駆動方向）の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構成の焦点調節装置がある（例えば、特許文献
３参照）。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、この収
集された画像信号に基づいて合焦方向を判定する。そして、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。

また、レンズ装置内とカメラボディ内のそれぞれに位相差検出方式の焦点検出装置を備
えたカメラシステムがある（例えば、特許文献４参照）。なお、位相差検出方式による焦
点調節状態の検出方法が、例えば、特許文献５で提案されている。
特開２００１−２７５０３３号公報（段落番号００４８、図４） 特開２００１−１２５１７３号公報（段落番号００６４、００６６、図８、９） 特開２００１−２１５４０６号公報（段落番号００３４、図６、７） 特開２０００−１６２４９４号公報（段落番号００２２、００２３、図２） 特公平５−８８４４５号公報（３、４頁）

さらに、撮影用レンズからの光束のうち、撮影光路上に斜設されたハーフミラーで反射された光束を位相差検出方式の焦点検出ユニットに導くとともに該ハーフミラーを透過した光束を撮像素子に導く状態（ＥＶＦモード）と、ハーフミラーが撮影光路から退避して撮影用レンズからの光束を撮像素子のみに導く状態とに切り換えられるカメラもある。ＥＶＦモードでは、電子ビューファインダでリアルタイム表示される被写体（物体）の画像を観察しながら焦点調節動作を行うことができる。

しかしながら、ＥＶＦモードでは、撮影用レンズからの光束がハーフミラーで屈折作用を受けるため、電子ビューファインダにリアルタイム表示される画像は、ハーフミラーが撮影光路から退避した状態において実際に撮像素子により撮像されて得られる画像に対して上下方向にずれる。このため、ＥＶＦモードで電子ビューファインダに表示されているにもかかわらず実際には撮像されない領域が生ずるという不具合が生じる。

本発明の撮像装置は、撮影レンズからの光束により形成された物体像を撮像する撮像素子と、撮影レンズからの光束が導かれ、位相差検出方式により撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出ユニットと、撮影レンズからの光束の一部を反射し、残りの光束を透過するミラー部材と、撮像素子の出力を用いて取得した画像データを表示する画像表示手段とを有する。ミラー部材は、ミラー部材で反射した光束を前記焦点検出ユニットに導くとともにミラー部材を透過した光束を撮像素子に導く第１の状態と、ミラー部材が撮影レンズからの光束の光路から退避して撮影レンズからの光束を撮像素子のみに導く第２の状態とに切り換えられる。ミラー部材が第１の状態にあるときに撮像素子の出力を用いて取得した画像データを画像表示手段に表示する場合に、物体像のうち第１の状態にて撮像素子により撮像され、第２の状態にて撮像素子により撮像されない領域を表示しないように該画像データの表示を制御することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、撮影レンズからの光束により形成された物体像を撮像する撮像素子と、撮影レンズからの光束が導かれ、位相差検出方式により撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出ユニットと、撮影レンズからの光束が導かれるファインダ光学系と、撮影レンズからの光束の一部を反射し、残りを透過するミラー部材と、撮像素子の出力を用いて取得した画像データを表示する画像表示手段とを有する。ミラー部材は、ミラー部材で反射した光束をファインダ光学系に導くとともにミラー部材を透過した光束を焦点検出ユニットに導く第１の状態と、ミラー部材で反射した光束を焦点検出ユニットに導くとともにミラー部材を透過した光束を撮像素子に導く第２の状態と、ミラー部材が撮影レンズからの光束の光路から退避して撮影レンズからの光束を撮像素子のみに導く第３の状態とに切り換えられる。ミラー部材が第２の状態にあるときに撮像素子の出力を用いて取得した画像データを画像表示手段に表示する場合に、物体像のうち第２の状態にて撮像素子により撮像され、第３の状態にて撮像素子により撮像されない領域を表示しないように該画像データの表示を制御することを特徴とする。

本発明によれば、画像表示手段に画像データが表示されているにもかかわらず、実際には撮像されない領域が生ずるという不具合を無くすることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１)
本発明の実施例１であるカメラ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、本実施例であるカメラシステムの概略構成を示す側方視断面図である。本実施
例のカメラシステムは、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、撮像素子を連続的又は単発的に駆動して動画像又は静止画
像を表す画像信号を得る。ここで、撮像素子は、受光した光を画素毎に電気信号に変換し
て光量に応じた電荷を蓄積し、この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、１０１はカメラ本体であり、この内部には以下に説明する部材が配置さ
れて撮影が可能となっている。１０２はレンズ装置であり、この内部に結像光学系１０３
を有し、カメラ本体１０１に対して着脱可能となっている。レンズ装置１０２は、公知の
マウント機構を介してカメラ本体１０１に電気的、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レンズ装置１０２が着脱可能であり、
レンズ装置を取り換えることにより様々な画角の撮影画面を得ることが可能である。

レンズ装置１０２は不図示の駆動機構を有しており、この駆動機構は結像光学系１０３
の一部の要素であるフォーカシングレンズを光軸Ｌ１方向に移動させることにより焦点調
節を行わせる。ここで、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ようにするこ
ともできる。

また、レンズ装置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はパッケージ１２４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上に物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には赤外線カットフィルタも形成
されている。

撮像素子１０６で捉えられた物体像は、ディスプレイユニット（画像表示ユニット）１
０７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。

撮像素子１０６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（ＣＭＯＳセンサ）である。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
減できるということが挙げられる。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、ディスプレイ画像出力動作、高精彩画像出力動
作を行う。

１１１はハーフミラー（ミラー部材）であり、結像光学系１０３からの光束の一部をファインダ光学系（ペンタプリズム１１２や接眼レンズ１０９）に導くとともに、残りの光束を透過させることにより、１つの光路を２つの光路に分割する。このハーフミラー１１１は可動型となっており、撮影光路上（Ｌ１上）に斜設されたり、撮影光路から退避したりする。１０５は、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である。１１２はペンタプリズムであり、ハーフミラー１１１からの光束を複数回反射（正立像に変換）させて接眼レンズ１０９に導く。

１０９は、フォーカシングスクリーン１０５上に形成された物体像を観察するための接
眼レンズであり、実際には後述するように３つのレンズ（図１の１０９ａ、１０９ｂ、１
０９ｃ）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、
接眼レンズ１０９はファインダ光学系を構成する。

ハーフミラー１１１の屈折率はおよそ１．５、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、可動型のサブミラー（第２のミラー）１２２が
設けられており、ハーフミラー１１１を透過した光束のうち光軸Ｌ１近傍の光束を焦点検
出ユニット１２１に向けて反射させている。

サブミラー１２２は、後述する回転軸１２５を中心に回転可能であり、ハーフミラー１
１１の動きに連動する。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を保持するミラーボ
ックスの下部に収納される。

１０４は物体に照明光を照射する可動式の照明ユニットであり、使用時にはカメラ本体
１０１から突出し、不使用時にはカメラ本体１０１内に収納される。

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、複数枚の遮光羽
根で構成される先幕および後幕を有している。このシャッタ１１３において、非撮影時に
は光通過口となる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しており、撮影
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像面側に通過
させる。

１１９は、カメラを起動させるためのメインスイッチである。１２０は、２段階の押圧
操作が可能なレリーズボタンであり、半押しで撮影準備動作（焦点調節動作および測光動
作等）が開始され、全押しで撮影動作が開始される。１２１は焦点検出ユニットであり、
位相差検出方式により焦点調節状態を検出する。

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
光学ファインダモード（ＯＶＦモード）および電子ファインダモード（ＥＶＦモード）の
設定を切り換えることができる。ここで、ＯＶＦモードでは、ファインダ光学系を介して
物体像を観察することができ、ＥＶＦモードでは、ディスプレイユニット１０７を介して
物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（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、撮影情報）を表示させる。これにより、
撮影者は、接眼レンズ１０９を覗くことで物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は、後述するようにファインダ光学系および焦点検出ユニット１２１に光を導くための第１の光路状態（請求項２にいう第１の状態）と、撮像素子１０６および焦点検出ユニット１２１に光を導くための第２の光路状態（請求項１にいう第１の状態、請求項２にいう第２の状態）と、結像光学系１０３からの光をダイレクトに撮像素子１０６で受光させるための第３の光路状態（請求項１にいう第２の状態、請求項２にいう第３の状態）とからなる３つの状態を選択的にとることができる。

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が撮影光路上に斜設
されており、結像光学系１０３からの光が、ハーフミラー１１１で反射することによりフ
ァインダ光学系に導かれるとともに、ハーフミラー１１１を透過した光がサブミラー１２
２で反射することにより焦点検出ユニット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うことができる。

第２の光路状態では、ハーフミラー１１１だけが撮影光路上に斜設されたままとなって
おり、結像光学系１０３からの光が、ハーフミラー１１１で反射することにより焦点検出
ユニット１２１に導かれるとともに、ハーフミラー１１１を透過した光が撮像素子１０６
に到達可能となっている。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。

これにより、第２の光路状態では、撮像素子１０６の出力に基づいて撮影画像をディス
プレイユニット１０７に表示させたり、撮影（連続撮影や動画撮影）を行ったりすること
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。

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
避しており、結像光学系１０３からの光が直接、撮像素子１０６に到達可能となっている
。これにより、第３の光路状態では、撮像素子の１０６の出力に基づいて撮影画像をディ
スプレイユニット１０７に表示したり、撮影を行ったりすることができる。この撮影では
、高精細な画像を生成することができ、撮影画像を拡大して大型プリントを行う場合等に
おいて好適である。

上述した３通りの光路状態を高速で切り換えるために、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も
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、撮影画像をデ
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１
０６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もつ微細な角
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
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の光路状態において、ハーフミラー１１
１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。

不図示の電磁モータとギア列からなるミラー駆動機構は、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、光路状態を、第１の光路状態、第２の光
路状態および第３の光路状態で切り換える。

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た
め、画像信号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は、本実施例であ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、物体像
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、物体からの光を結像光学系１０３を介して撮像素子１０６の撮像面に結像す
る光学処理系であり、レンズ装置１０２内の絞り（光量調節ユニット）１４３と、必要に
応じてシャッタ１１３における先幕および後幕の走行を調節し、適切な光量の物体光を撮
像素子１０６に露光する。

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おり、各画素にＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）
のカラーフィルタを交互に配して４画素が１組となる、いわゆるベイヤー配列を形成して
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
生成する。

撮像素子１０６から読み出された画像信号は、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、露光した各画素の信号の振幅に応じて、例えば１
０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得る信号処理系
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画素の画像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、メモリ（記録媒体、不図示）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う。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、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１３
５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１０
６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、焦点調節に関する説明を行う。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
している。

ＡＦ制御回路１４０は、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する
焦点検出用センサ１６７の信号出力を受けることにより焦点検出信号を生成し、結像光学
系１０３の合焦状態（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、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し、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。

移動する物体に対しては、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を予測した結果に基づ
いてフォーカシングレンズの駆動量を指示する。また、カメラ本体１０１内に設けられ、
物体の輝度を検出する輝度検出装置（不図示）の検出結果に基づいて、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、照明ユニット１０４又はカメラ
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から送られたフォー
カシングレンズの駆動量を受信すると、レンズ装置１０２内の不図示の駆動機構によって
フォーカシングレンズを光軸Ｌ１方向に移動させるなどの動作を行い、焦点調節を行う。

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、記録再生系により撮像制御が行
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
光の光量を調節する。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、レンズ装置１０２側のマウント部電気接点（通信ユニット）１４４ａおよびカメラ本
体１０１側のマウント部電気接点１４４ｂを介して通信が行えるように構成されている。

図１から図５は、本実施例であるカメラシステムの縦断面図である。なお、レンズ装置
１０２については、この一部を示している。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の駆動機構（ミラー駆動機構）の動作を時系列で示している。なお
、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。

図３を用いてミラー駆動機構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。

同図において、１０１はカメラ本体、１０２はレンズ装置、１０３ａは結像光学系を構
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、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。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、１０７はディスプレイユニットである。１６３は、ファ
インダ光学系の光路内に進退可能なアイピースシャッタ（遮光部材）である。この遮光部
材は接眼レンズ１０９ａ側からの光による撮像への影響を回避する部材である。

可動型のハーフミラー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能となっている
。

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、回転軸１７０ａに対して回転可能に支持されており、ハーフミ
ラー支持アーム１７１は、回転軸１７１ａに対して回転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転軸１７０ａを中心に回転することがで
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。

第１の光路状態（図３）においては、ミラーストッパ（ストッパ部材）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、撮影光路上に斜設された状態となる。

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は回転軸１２５周りの回転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で反射した光束はファインダ光学系に導かれ、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１
２１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や、
ハーフミラー駆動レバー１７０が図３中時計回りに回転したときには、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に当接し、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。

そして、ピン１７３、１７４はそれぞれ、ハーフミラー駆動レバー１７０の回転量に応
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の回転に連動してハーフミラー支持アーム１
７１が回転する。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作動し、ハーフ
ミラー受け板とともにハーフミラー１１１が作動する。

図１から図５は、ハーフミラー１１１やサブミラー１２２の動作を示す図である。図１
は、上述した第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
上述した第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から射出された物体光を、ファインダ光学系および焦点
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１０
３から射出された物体光を、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３）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、本実施例のカメラシステムにおける撮影シーケンスについて図８を用いて説明す
る。

ステップＳ１では、メインスイッチ１１９が操作（ＯＮ状態）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Ｓ４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物体を観察することができる。

ステップＳ５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物体
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に画像（物体像）が表示される。

ステップＳ６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
し操作されるのを検出するまで、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Ｓ７に進む。

ステップＳ７では、被写体輝度の測定（測光動作）が行われるとともに、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調節状態の検出動作（焦点検出動作）が行
われる。

これらの検出結果は、カメラシステム制御回路１３５に送られ、露出値（シャッタ速度
および絞り値）およびデフォーカス量が演算される。そして、演算されたデフォーカス量
に基づいて、ＡＦ制御回路１４０およびレンズシステム制御回路１４１の制御により結像
光学系１０３のフォーカシングレンズを駆動してピント合わせを行う。また、演算された
絞り値に基づいて絞り１４３を駆動して光通過口の開口面積を切り換える。

ステップＳ８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。
ここで、ＳＷ２がＯＮ状態になっていればステップＳ９に進み、ＯＦＦ状態になっていれ
ばステップＳ６に戻る。

ステップＳ９では、ミラー駆動機構を駆動することにより、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）とする。ステップＳ１０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を動作させることで撮像素子１０６を露光し、
ステップＳ１１で画像処理系により高精細画像の取り込みを行う。

なお、上述した撮影シーケンスは高精細画像の撮影を行う場合であり、高速連続撮影を
行う場合には、上述したシーケンスとは一部異なるシーケンスとなる。すなわち、ハーフ
ミラー１１１およびサブミラー１２２は第２の光路状態（図１）となり、シャッタ１１３
はアパーチャを開いたままとなる。

このとき、結像光学系１０３からの光束は、ハーフミラー１１１により焦点検出ユニッ
ト１２１に反射される成分と、ハーフミラー１１１を透過する成分とに分けられる。そし
て、ハーフミラー１１１を透過した成分が、撮像素子１０６で受光されることで撮影が行
われる。連続撮影を行う際には、ミラー駆動機構を駆動することがないため、ハーフミラ
ー１１１は同じ状態（図１の状態）に保持される。

本実施例のカメラは、撮像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調節状態の検出を
行うことにより、高速な焦点調節動作（フォーカシングレンズの合焦駆動）を行うことが
できるように構成されている。

次に、ファインダモードの切り換え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、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）の切り換え動作が直ちに開
始される（図８のステップＳ３）。

図９は、ファインダモードの切り換え動作を説明するためのフローチャートであり、以
下、このフローに沿って説明する。

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、ファインダモード切
り換えスイッチ１２３の操作によりＯＶＦモードからＥＶＦモードへ切り換えられたとき
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の
操作により、ＥＶＦモードからＯＶＦモードへ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モードに切り換えられた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からなる光路分
割系が第１の光路状態（図３）となっている。ＥＶＦモードでは、光学ファインダに物体
光を導かないため、まず、ステップＳ１０１において、カメラシステム制御回路１３５は
、不図示の駆動源を駆動すること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、レンズ１０９ｂおよびレンズ１０９ｃ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を介して物体像が見え
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と、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の駆動制御により光学フ
ァインダ内の情報表示を非表示状態とする。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、ミラー駆動機構によりハーフミラー駆動レバー１７０を反時計方向に回転させる。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くなっている。このように構成することで、サブミラー１２２
（第１の光路状態）により焦点検出ユニット１２１に導かれる反射光と、ハーフミラー１
１１（第２の光路状態）により焦点検出ユニット１２１に導かれる反射光とのズレを無く
し、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を透過した光束が撮像素子１０６上で結像されることで形
成される物体像のピント位置は、物体光がハーフミラー１１１を透過しない場合のピント
位置に比べて若干ずれることがある。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、焦点検出ユニット１２１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、物体像が撮像素子１０
６上にシャープに結像するように焦点検出信号を出力している。

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上に投影された物体像がシャープに結像するように
焦点検出ユニット１２１の焦点検出信号を補正する。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合
焦位置は、焦点検出ユニット１２１の焦点検出信号を補正した分だけ、第３の光路状態に
おけるフォーカシングレンズの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（シャッタ１１３を閉
じ状態）するとともに、ピント補正モードにより物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元の位置（第３の光路状態における合焦位置）に戻す。その後、シ
ャッタ１１３を所定の時間だけ開いて撮像素子１０６による撮像を行う。

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の先幕だけを走行させてバルブ露光状態にして
撮像素子１１６に連続的に物体光を導き、ディスプレイユニット１０７上に画像を表示す
るための撮像を可能にする。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、撮像素子１０６にて連続的に物体像を撮像し、ディスプレイユ
ニット１０７上でリアルタイム表示を開始し、一連のファインダ切り換え処理をリターン
する。

ＥＶＦモード（第２の光路状態）では、結像光学系１０３から射出された物体光がハー
フミラー１１１での屈折作用を受けるため、ディスプレイユニット１０７上にリアルタイ
ム表示される物体の電子画像は、第３の光路状態において実際に撮像される画像に比べて
僅かに上下方向にずれる。

図１２は、第２の光路状態でディスプレイユニット１０７上に表示される画像と、第３の光路状態で実際に撮像される画像とのズレを説明するための図である。

同図において、１９０は第２の光路状態で撮像される撮像範囲（太線の枠で囲まれた領
域）、すなわち、リアルタイム表示の際にディスプレイユニット１０７に出力可能な撮影
画像の範囲である。１９１は、第３の光路状態で撮像される撮像範囲である。

撮像範囲１９０と撮像範囲１９１は上下方向にシフトした関係にあり、その結果、ディ
スプレイユニット１０７には出力可能であるものの第３の光路状態で撮像されない領域１
９０ａ、すなわち、撮像範囲１９０のうち撮像範囲１９１と重ならない領域が存在する。

そこで、再生処理回路１３４は、図１３に示すように、図１２の領域１９０ａに相当する領域１９２を非表示状態とし、撮影範囲１９０全体をディスプレイユニット１０７で表示しないように処理する。これにより、ディスプレイユニット１０７には、撮像領域１９０のうち領域１９２を除く領域が表示されることになる。こうすることによって、ＥＶＦモードでディスプレイユニット１０７に表示されているにもかかわらず実際には撮像されない領域１９０ａが生じるという不具合を無くすることができる。

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Ｏ
ＶＦ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１０
７でリアルタイム表示が為されている。

ステップＳ１１１では、ディスプレイユニット１０７の電源をオフ状態にするとともに
、撮像素子１０６による撮像を停止する。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、撮影に備えて先幕・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中時計回りに回転させる
ことにより、光路分割系であるハーフミラー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が時計方向に回転すると、ピン１７４は第２カム面１７
０ｃ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が回転軸１７１ａを中心に時計方向に回転す
るとともに、ハーフミラー１１１がピン１７３を中心に時計方向に回転する。

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
跡内に挿入させる。

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、１６
１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
衝突することはなく、ハーフミラー１１１の位置を切り換える際（ＯＶＦモードおよびＥ
ＶＦモード間の切り換え）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傍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中反時計回りに回転させ
ることにより、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）とする。このとき、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し、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、背景のボケ具合の把握が光学ファインダよりも電子画像表示の方が正確にでき
るので、ディスプレイユニット１０７でのリアルタイム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に物体光を導くようにサブミラー１２
２を所定の位置にセットする。すなわち、ミラーボックスの下部に収納（図５）されてい
るサブミラー１２２を回転軸１２５を中心に回転させることにより、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の駆動制御により所
定の情報をファインダ内に点灯表示し、一連のファインダ切り換え処理を終了する。

次に、焦点検出ユニット１２１と焦点検出のための信号処理について説明する。

図１から図５において、１６４はコンデンサーレンズ、１６５は反射ミラー、１６６は
再結像レンズ、１６７は焦点検出用センサである。

結像光学系１０３から射出し、ハーフミラー１１１（第２の光路状態のとき）又は、サ
ブミラー１２２（第１の光路状態のとき）で反射した光束は、ミラーボックス下部のコン
デンサーレンズ１６４に入射した後、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用センサ１６７上に物体の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つの画素列が備えられており、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物体像
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焦点検出（コントラスト検出方式）の原理である。

図１０と図１１は、ＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出用センサ１６７の出力信
号波形を表す図である。横軸は画素の並びを、縦軸は出力値を表している。図１０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１１は物体像にピントが合っ
た状態での出力信号波形を示す。

一般に、焦点検出のための光束は絞り開放の結像光束と同じではなく、結像光束の一部
を使用して焦点検出が行われる。すなわち、焦点検出には暗いＦナンバーの光束が用いら
れる。また、機構の誤差を考慮すると、撮像素子１０６の位置と焦点検出用センサ１６７
の位置が厳密な意味で光学的に共役とはいえない。この結果、物体像にピントが合った状
態であっても、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（図１１）。

これは、先に説明した電子画像表示のピントをシャープにするためのピント補正モード
での補正（図９のステップＳ１０６）とは異なるものである。初期位相差Δの存在自体は
、これを２像の相関演算で検出された位相差から差し引けば真の位相差を知ることができ
るので、通常問題とはならない。

しかしながら、第１の光路状態におけるサブミラー１２２の反射面位置と、第２の光路
状態におけるハーフミラー１１１の反射面位置が機構精度上完全には一致しないという問
題があり、初期位相差Δも僅かに異なってくる。通常の部品加工精度では、およそ３０μ
m程度は反射面がその法線方向にずれる可能性があり、この量を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る。

そこで、第１の光路状態と第２の光路状態とで初期位相差Δをそれぞれ設定しておき、
光路状態に応じて初期位相差Δの値を変更する。例えば、第１の光路状態および第２の光
路状態における初期位相差Δをカメラシステム制御回路１３５内に設けられたメモリ１３
５ａに格納しておく。そして、ミラー（ハーフミラー１１１およびサブミラー１２２）の
位置を検出したり、ファインダモード（ＥＶＦモードおよびＯＶＦモード）を検出したり
することで、第１の光路状態や第２の光路状態における初期位相差Δを読み出すことがで
きる。

このように構成することによって、何れの光路状態の場合にも良好な精度で焦点検出を
行うことが可能である。

このように、まず初期位相差の考え方を使って、１組の信号の同一性を判別することで
合焦状態の検知を行うことができる。また、相関演算を用いた公知の手法、例えば、上述
した特許文献５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。得られたデフォーカス量を結像光学系１０３のフォーカシン
グレンズを駆動すべき量に換算すれば、自動焦点調節が可能である。

この方法では、フォーカシングレンズを駆動すべき量があらかじめ分かるので、通常、
フォーカシングレンズの合焦位置への駆動はほぼ１回で済み、極めて高速な焦点調節が可
能である。

本実施例のカメラによれば、第２の光路状態においてディスプレイユニット１０７上で
物体像の電子画像表示を行う際にも、第１の光路状態と同様に焦点検出ユニット１０７に
おいて位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができ、高速な焦点調節動作
（フォーカシングレンズの合焦駆動）を行うことができる。また、第２の光路状態で連続
撮影や動画撮影を行うようにすることで、高速な焦点調節動作が可能となる。しかも、上
述した特許文献４のように焦点検出ユニットを、レンズ装置およびカメラ本体にそれぞれ
設ける場合に比べてカメラの小型化を図ることができるとともに、コスト高になるのを防
止することができる。

なお、本実施例では、第２の光路状態（図１）において結像光学系１０３からの射出光
をハーフミラー１１１により焦点検出ユニット１２１に導き、焦点検出ユニット１２１で
位相差検出方式による焦点調節だけを行っているが、これに加えてハーフミラー１１１を
透過した光を用いて撮像素子１０６でコントラスト検出方式による焦点調節を行うように
してもよい。

例えば、まず位相差検出方式による焦点調節によりフォーカシングレンズを合焦位置の
近傍に移動させるとともに、コントラスト検出方式による焦点調節によりフォーカシング
レンズを合焦位置に停止させることができる。これにより、フォーカシングレンズを合焦
位置近傍まで素速く移動させることができるとともに、合焦位置の精度を高めることがで
きる。

また、本実施例ではレンズ装置１０２およびカメラ本体１０１からなるカメラシステム
について説明したが、レンズ装置およびカメラ本体が一体で構成されているカメラについ
ても本発明を適用することができる。この場合、図７のレンズシステム制御回路１４１は
不要となり、カメラシステム制御回路１３５によってレンズシステム制御回路１４１の制
御動作が行われる。

カメラ本体１０１には、焦点距離の異なる複数のレンズ装置１０２が着脱可能であるこ
とは上述のとおりである。したがって、当該装着されたレンズ装置１０２に対しては、本
実施例で説明したようなカメラ本体１０１であるか、従来のカメラ本体であるかによって
、カメラシステム制御回路１３５から送信されてくる信号が異なる。

すなわち、本実施例で説明したようなカメラ本体１０１との装着の場合、カメラシステ
ム制御回路１３５とレンズシステム制御回路１４１との間では次のような制御を行うため
の通信が行われる。

カメラシステム制御回路１３５から第２の光路状態（第２のモード）を示す信号を受け
たレンズシステム制御回路１４１は、絞り１４３の絞り開口を制御する。これは、従来の
カメラ本体を用いた場合では、測光や撮影のために絞りを絞り込んでいるのに対し、本実
施例でのカメラ本体１０１を用いた場合では、ディスプレイユニット（画像表示ユニット
）１０７上に画像を表示するために露光量を調節するためである。また、従来のカメラ本
体を用いたときの自動ピント調節や、本実施例のカメラシステムにおいて、レンズ制御回
路１４１がカメラシステム制御回路１３５から第１の光路状態（第１のモード）を示す信
号を受けた場合における自動ピント調整は、絞り開放で行う。

これに対し、本実施例のカメラシステムでは、第２の光路状態で絞り１４３を絞り込み
中であっても、焦点検出ユニット１２１での検出結果に基づく結像光学系１０３でのピン
ト調整を許可する。そして、本実施例のカメラシステムでは、第２の光路状態で絞り開口
を変化させて撮影（例えば、連続撮影や動画撮影）を行った後に、絞り１４３の絞り開口
を、ディスプレイユニット１０７上に画像を表示させるための状態に復帰させる。

本実施例によれば、結像光学系１０３からの光束をファインダ光学系に導く場合（第１
の光路状態）や撮像素子に導く場合（第２の光路状態）には、ともに上記光束を焦点検出
ユニット１２１にも導くようにしている。これにより、ファインダ光学系を介して物体像
を観察するときはもちろんのこと、撮像素子により物体像を撮像する場合（例えば、連続
撮影や動画撮影を行う場合）であっても、焦点検出ユニット１２１において位相差検出方
式による焦点調節状態の検出を行うことができる。

このため、撮像素子１０６により物体像を撮像する際、コントラスト検出方式により焦
点調節状態の検出を行う場合（従来）に比べて焦点調節動作を素速く行うことができる。
しかも、上述した特許文献４のように焦点検出ユニットを２つ備える必要もないため、装
置の大型化やコストアップを防止することができる。

また、撮像素子１０６により撮像された画像をディスプレイユニット１０７に表示して
、この画像を観察する場合でも、上述したように焦点調節動作を素速く行うことができる
。
（実施例２)
本発明の実施例２であるカメラシステムについて説明する。

実施例１では、第１の光路状態から直接、第２の光路状態に移行させているとともに、
第２の光路状態から第１の光路状態に移行させる際には、第３の光路状態を経るようにし
ている。

これに対して、本実施例では、第１の光路状態および第２の光路状態間で切り換えると
きには、第３の光路状態を経るようになっており、この点で実施例１と異なっている。以
下、実施例１と異なる部分について説明する。

なお、分割光学系（ハーフミラー、サブミラーおよびミラー駆動機構）以外の他のカメ
ラの構成については、実施例１におけるカメラの構成と概ね同様であり、実施例１で説明
した部材と同じ部材については同一符号を用いる。

図１４は、本実施例における分割光学系の動作を説明するための図である。同図におい
て、（Ａ）は第１の光路状態、（Ｃ）は第３の光路状態、（Ｅ）は第２の光路状態を示す
図である。また、（Ｂ）は第１の光路状態から第３の光路状態への移行過程を重ね書きし
た図、（Ｄ）は第３の光路状態から第２の光路状態への移行過程を重ね書きした図である
。

これらの図において、Ｌ２は結像光学系１０３の光軸、２０６は撮像素子（受光面）、
２１１は可動式のハーフミラー、２２２はサブミラー、２０１は遮光板である。２０２は
ミラーストッパであり、ハーフミラー２１１と当接することでハーフミラー２１１を第１
の光路状態に保持する。２０３はミラーストッパであり、ハーフミラー２１１と当接する
ことでハーフミラー２１１を第２の光路状態に保持する。これらのミラーストッパ２０２
、２０３は、実施例１と異なりカメラ本体内に固定されている。

図１４（Ａ）に示す第１の光路状態において、ハーフミラー２１１は光軸Ｌ２上に斜設
されており、不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ２０２に当接することで位置
決めされている。また、ハーフミラー２１１の背後には、サブミラー２２２が位置してい
る。

この第１の光路状態は、実施例１と同様にカメラがＯＶＦモードに設定されているとき
の状態であり、ファインダ光学系を介して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において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができ
る。

光軸Ｌ２に沿って図中左側に位置する結像光学系１０３からハーフミラー２１１に入射
した光束は、一部がハーフミラー２１１の表面でカメラ上方（図中上方）に反射してファ
インダ光学系に導かれる。また、残りの光束はハーフミラー２１１を透過して、ハーフミ
ラー２１１の背後に位置するサブミラー２２２でカメラ下方（図中下方）に反射して焦点
検出ユニット１２１に導かれる。

図１４（Ｃ）に示す第３の光路状態において、ハーフミラー２１１およびサブミラー２
２２は、結像光束をけらないカメラ上方の位置に退避している。このとき、遮光板２０１
は、ハーフミラー２１１のうちサブミラー２２２と重ならない領域を覆っており、サブミ
ラー２２２とともにファインダ光学系からの逆入光を遮光している。これにより、ファイ
ンダ光学系からの逆入光が撮像素子２０６に入射するのを防止して、ゴーストが発生する
のを防止することができる。

図１４（Ｅ）に示す第２の光路状態において、ハーフミラー２１１は光軸Ｌ２上に斜設
されており、不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ２０３に当接することで位置
決めされている。一方、サブミラー２２２は、遮光板２０１とともにカメラ上方に位置し
ており、撮影光路から退避している。

この第２の光路状態は、実施例１と同様にカメラがＥＶＦモードに設定されているとき
の状態であり、ディスプレイユニット１０７を介して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において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行う
ことができる。

光軸Ｌ２に沿って図中左側に位置する結像光学系１０３からハーフミラー２１１に入射
した光束は、一部がハーフミラー２１１の裏面でカメラ下方に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２１１を透過して、撮像素子２０６
に入射する。

第１の光路状態（Ａ）から第３の光路状態（Ｃ）への移行動作は、図１３（Ｂ）に示す
ように一般的な一眼レフカメラのミラーアップ動作とほとんど変わらない。すなわち、ハ
ーフミラー２１１は、この表面がカメラ上方を向くように回転するとともに、サブミラー
２２２は、この反射面がカメラ上方を向くように回転する。このとき、サブミラー２２２
は、ハーフミラー２１１に沿う位置まで移動する。

なお、第３の光路状態（Ｃ）から第１の光路状態（Ａ）への移行動作は、上述した動作
と逆の動作となる。また、上述したハーフミラー２１１およびサブミラー２２２の動作は
、例えば、モータの駆動力をギア列を介してカムに伝達させ、カムを回転させることによ
って、カムと係合するハーフミラー２１１およびサブミラー２２２のピンを移動させるこ
とで行うことができる。

一方、第３の光路状態（Ｃ）から第２の光路状態（Ｅ）への移行動作は、光軸Ｌ２と略
平行に配置されたハーフミラー２１１が、ハーフミラー２１１の後端部、つまり撮像素子
２０６に近い側から下がり始めて、ミラーストッパ２０３に当接する。このとき、ハーフ
ミラー２１１の裏面が、撮像光学系１０３側を向くようになっている。

ハーフミラー２１１の位置は、第１の光路状態におけるサブミラー２２２の位置と略一
致している。ここで、本実施例では、実施例１とは異なり、ハーフミラー２１１の反射面
が撮像素子２０６側に位置しているため、ハーフミラー２１１による偏向後の光軸が第１
の光路状態における焦点検出ユニット１２１への入射光軸に一致するようにハーフミラー
２１１の位置が決定される。

このように構成することによって、第１の光路状態および第２の光路状態で焦点検出領
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。

本実施例では、第１の光路状態と第２の光路状態とを切り換えるときに、図１４（Ｂ）
〜（Ｄ）の状態を経由しているため、ミラーストッパ２０２、２０３を実施例１のように
可動式（ミラーの移動軌跡に対して進退する構造）にする必要がない。また、ハーフミラ
ー２１１およびサブミラー２２２の動作がミラーストッパ２０２、２０３により妨げられ
ることもないため、第１の光路状態および第２の光路状態間の切り換えを行う際における
機構的信頼性を確保することができる。

本実施例のカメラによれば、第２の光路状態においてディスプレイユニット１０７上で
物体像の電子画像表示を行う場合にも、第１の光路状態と同様に位相差検出方式による焦
点調節状態の検出を行うことができるため、高速な焦点調節動作（フォーカシングレンズ
の合焦駆動）を行うことができる。また、第２の光路状態で連続撮影や動画撮影を行うよ
うにすることで、高速な焦点調節動作が可能となる。しかも、上述した文献４のように焦
点検出ユニットをレンズ装置およびカメラ本体のそれぞれに設ける必要もないため、カメ
ラの小型化を図ることができるとともに、コスト高になることもない。

なお、実施例１および実施例２では、カラー画像を得るカメラを例に挙げたが、本発明
はこれに限定されるものではなく赤外線撮像機器やモノクロカメラ、撮像機能を備えた双
眼鏡などにも適用できることはいうまでもない。

カメラシステムの縦断面図である。 カメラシステムの縦断面図である。 カメラシステムの縦断面図である。 カメラシステムの縦断面図である。 カメラシステムの縦断面図である。 カメラシステムの概略構成を示す図である。 カメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。 カメラシステムの撮影シーケンスを説明するためのフローチャートである。 ファインダモードの切り換え動作を説明するためのフローチャートである。 焦点検出用センサの出力信号の波形を表す図である。 焦点検出用センサの出力信号の波形を表す図である。 リアルタイム表示の電子画像表示に出力可能な視野と、撮像される視野との関係を表す図である。 リアルタイム表示の電子画像表示に出力可能な視野と、撮像される視野との関係を表す図である。 実施例２における光路分割系の動作を説明するための図である（Ａ〜Ｅ）。

符号の説明

１０３：結像光学系
１０６：撮像素子
１０９ａ〜１０９ｃ：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

Claims (2)

1. 撮影レンズからの光束により形成された物体像を撮像する撮像素子と、
   前記撮影レンズからの光束が導かれ、位相差検出方式により前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出ユニットと、
   前記撮影レンズからの光束の一部を反射し、残りの光束を透過するミラー部材と、
   前記撮像素子の出力を用いて取得した画像データを表示する画像表示手段とを有し、
   前記ミラー部材は、前記ミラー部材で反射した光束を前記焦点検出ユニットに導くとともに前記ミラー部材を透過した光束を前記撮像素子に導く第１の状態と、前記ミラー部材が前記撮影レンズからの光束の光路から退避して前記撮影レンズからの光束を前記撮像素子のみに導く第２の状態とに切り換えられ、
   前記ミラー部材が前記第１の状態にあるときに前記撮像素子の出力を用いて取得した画像データを前記画像表示手段に表示する場合に、前記物体像のうち前記第１の状態にて前記撮像素子により撮像され、前記第２の状態にて前記撮像素子により撮像されない領域を表示しないように該画像データの表示を制御することを特徴とする撮像装置。
2. 撮影レンズからの光束により形成された物体像を撮像する撮像素子と、
   前記撮影レンズからの光束が導かれ、位相差検出方式により前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出ユニットと、
   前記撮影レンズからの光束が導かれるファインダ光学系と、
   前記撮影レンズからの光束の一部を反射し、残りを透過するミラー部材と、
   前記撮像素子の出力を用いて取得した画像データを表示する画像表示手段とを有し、
   前記ミラー部材は、前記ミラー部材で反射した光束を前記ファインダ光学系に導くとともに前記ミラー部材を透過した光束を前記焦点検出ユニットに導く第１の状態と、前記ミラー部材で反射した光束を前記焦点検出ユニットに導くとともに前記ミラー部材を透過した光束を前記撮像素子に導く第２の状態と、前記ミラー部材が前記撮影レンズからの光束の光路から退避して前記撮影レンズからの光束を前記撮像素子のみに導く第３の状態とに切り換えられ、
   前記ミラー部材が前記第２の状態にあるときに前記撮像素子の出力を用いて取得した画像データを前記画像表示手段に表示する場合に、前記物体像のうち前記第２の状態にて前記撮像素子により撮像され、前記第３の状態にて前記撮像素子により撮像されない領域を表示しないように該画像データの表示を制御することを特徴とする撮像装置。
   

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