JP2002006205A

JP2002006205A - 自動焦点カメラ

Info

Publication number: JP2002006205A
Application number: JP2000187225A
Authority: JP
Inventors: Hideki Dobashi; 英記土橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像光学系が交換された時や焦点距離変更に
よって撮像光学系の諸特性が変化しても、最適な瞳選択
を可能にし、精度の高い焦点検出を行えるようにする。【解決手段】被写体からの光束を結像する撮像光学系
と、該撮像光学系を通過した光束のうちの少なくとも一
部を用いて撮像面における焦点状態を検出する為の信号
を出力する撮像素子と、該撮像素子に導かれる光束のう
ち、必要な光束を選択するための瞳選択手段２１〜２３
と、前記撮像光学系の射出瞳位置に応じて、前記瞳選択
手段の光軸方向の位置と瞳の大きさ、形状のうち、少な
くとも一つを変更する変更手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相差検出方式に
より焦点検出を行う自動焦点カメラの改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１８に、従来より知られている位相差
検出方式による焦点検出装置に具備される２次結像光学
系を示す。不図示の撮影レンズより導かれた光束の一部
は、該撮影レンズの予定結像面近傍に配置されたフィー
ルドレンズ１４を通って２次結像レンズ１５によって受
光素子３’上に再結像される。この際、２次結像レンズ
１５の近傍には絞り２が配置されており、焦点検出に際
して不要光束をカットして必要な光束のみを選択するよ
うになっている。なお、１６は視野マスクである。

【０００３】この図１８に示す焦点検出装置では、撮影
レンズの結像点が予定結像面の前側にある場合は、受光
素子３’上に形成される物体像に関する光量分布が互い
に近づいた状態となり、逆に結像点が予定結像面の後側
にある場合は、受光素子３’上に形成される物体像に関
する光量分布が互いに離れた状態になる。このずれ量は
撮影レンズの焦点はずれ量とある関数に沿った関係をな
すため、ずれ量を検出することによって撮影レンズの焦
点はずれ量と方向を算出することができる。

【０００４】また、図１９に示すように、焦点検出を行
う素子として撮像素子を用いた１次結像方式の装置もあ
る。これは、図１７で示した２次結像光学系とは異な
り、撮像素子３で焦点検出だけでなく、撮像も行うもの
である。

【０００５】この種の装置において、焦点検出する際
は、撮像光学系に瞳選択絞り２を挿入し、さらに瞳選択
絞り２に開けられた２つの開口のうちどちらか一方を遮
光するための瞳遮光板２１が挿入されており、一方の開
口からの像ともう一方からの像を瞳遮光板２１を動作さ
せて時系列的に撮像し、得られた二つの像を比較するこ
とによって焦点ずれ量を算出するというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦点検
出に際して必要な光束を選択するための絞りは通常、そ
の位置と形状は固定された状態である。そのため、撮影
（撮像）レンズによって射出瞳の位置や大きさが変化
し、超望遠レンズから広角レンズ、また開放Ｆナンバー
の明るいものから暗いものまですべての撮影（撮像）レ
ンズに対して必要な光束が選択できるように瞳選択用の
絞りを設定しようとすると絞り径は小さくなってしま
い、撮像系に入射する光量が小さくなってしまう。逆
に、絞り径を大きくすると撮影レンズによっては不要な
光束を通してしまうため、焦点検出に誤差が生じてしま
ったり、場合によっては焦点検出できなかったりしてし
まう。

【０００７】また、必要以上に光束を瞳選択用の絞りで
絞ってしまうことは焦点検出能力が低下してしまうこと
になるため、瞳選択用の絞りはレンズ個々でその位置と
形状が異なるように構成した方が望ましい。

【０００８】（発明の目的）本発明の第１の目的は、撮
像光学系が交換された時や焦点距離変更によって撮像光
学系の諸特性が変化しても、最適な瞳選択を可能にし、
精度の高い焦点検出を行うことのできる自動焦点カメラ
を提供しようとするものである。

【０００９】本発明の第２の目的は、精度の高い焦点検
出を行う必要のない動作モード時には、速やかに焦点検
出を行い、直ちに撮影動作へと移行することのできる自
動焦点カメラを提供しようとするものである。

【００１０】本発明の第３の目的は、精度の高い焦点検
出を行う必要がある動作モード時には、撮像光学系の諸
特性の変化に依らずに最適な瞳選択を可能にし、精度の
高い焦点検出を行うことのできる自動焦点カメラを提供
しようとするものである。

【００１１】本発明の第４の目的は、一つの素子で焦点
検出と撮像を行うことを可能にし、カメラの小型化、低
コスト化を達成することのできる自動焦点カメラを提供
しようとするものである。

【００１２】本発明の第５の目的は、瞳選択手段の構成
を簡単かつ小型化することのできる自動焦点カメラを提
供しようとするものである。

【００１３】本発明の第６の目的は、撮像光学系に複雑
な機構を追加することなく、高精度な焦点検出を行うこ
とのできる自動焦点カメラを提供しようとするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明は、被写体からの光束
を結像する撮像光学系と、該撮像光学系を通過した光束
のうちの少なくとも一部を用いて撮像面における焦点状
態を検出する為の信号を出力する撮像素子と、該撮像素
子に導かれる光束のうち、必要な光束を選択するための
瞳選択手段とを有し、位相差検出方式の焦点検出機能を
具備する自動焦点カメラにおいて、前記撮像光学系の射
出瞳位置に応じて、前記瞳選択手段の光軸方向の位置と
瞳の大きさ、形状のうち、少なくとも一つを変更する変
更手段を有する自動焦点カメラとするものである。

【００１５】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２に記載の発明は、被写体からの光束を結像する
撮像光学系と、該撮像光学系から導かれた光束のうちの
少なくとも一部を用いて撮像面における焦点状態を検出
する為の信号を出力する撮像素子と、該撮像素子に導か
れる光束のうち、必要な光束を選択するための瞳選択手
段とを有し、位相差検出方式の焦点検出機能を具備する
自動焦点カメラにおいて、カメラの動作モードに応じ
て、前記瞳選択手段を機能させるか否かを制御する制御
手段を有する自動焦点カメラとするものである。

【００１６】また、上記第３の目的を達成するために、
請求項４に記載の発明は、瞳選択手段を機能させる際に
は、さらに撮像光学系の射出瞳位置に応じて、該瞳選択
手段の光軸方向の位置と瞳の大きさ、形状のうち、少な
くとも一つを変更する制御手段を有する請求項３に記載
の自動焦点カメラとするものである。

【００１７】また、上記第４の目的を達成するために、
請求項７に記載の発明は、撮像素子を、撮像光学系の１
次結像面近傍に配置する請求項１〜６の何れかに記載の
自動焦点カメラとするものである。

【００１８】また、上記第５の目的を達成するために、
請求項８に記載の発明は、撮像素子を、前段に配置され
るマイクロレンズ一つに対して複数の光電変換部を有す
るものとし、該複数の光電変換部のうちの少なくとも一
対を用いることによって焦点状態を検出する為の信号を
得、全ての光電変換部を用いることによって撮像信号を
得る使用する請求項１〜７に記載の自動焦点カメラとす
るものである。

【００１９】また、上記第６の目的を達成するために、
請求項１０に記載の発明は、瞳選択手段を、カメラ本体
側に取り付けるようにした請求項９に記載の自動焦点カ
メラとするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００２１】（実施の第１の形態）図１及び図２は本発
明の実施の第１の形態に係るカメラの焦点検出光学系を
示す図であり、これらの図において、１は焦点距離変更
レンズ群１ａを含む撮像レンズ、２は焦点検出に際して
必要な光束を選択するための瞳選択用絞り、３は焦点検
出を行うために被写体からの光線を受光する撮像素子で
ある。

【００２２】図３は本発明の実施の第１の形態に係るカ
メラの主要部分の構成を示す図であり、図１及び図２と
同じ部分は同一符号を付してある。

【００２３】同図において、５はカメラの各種の動作を
制御するメインＣＰＵ、６は撮像レンズ１内に具備され
るレンズＣＰＵ、７は各種のレンズ情報（後述する射出
瞳情報等）を記憶する記憶手段、８は前記瞳選択用絞り
２を駆動するための駆動部材である。

【００２４】図４〜図６は上記撮像素子３の構成例を示
す図であり、以下これらの図を用いて撮像素子３につい
て説明する。

【００２５】図４は、撮影素子３の撮像部の配置状態を
示している。一つの撮像部（１画素）について着目する
と、図５に示すように、１画素の中に２つの光電変換部
３１１ａおよび３１１ｂを備えており、従来各光電変換
部毎に設けていたフローティングディフュージョン領域
（以下、ＦＤ領域と記す）とソースフォロワアンプを２
つの光電変換部に１個だけ形成し、２つの光電変換領域
をＭＯＳトランジスタスイッチを介してそのＦＤ領域に
接続したものである。したがって、２つの光電変換部の
電荷を同時、または、別々にＦＤ領域へ転送でき、ＦＤ
領域に接続した転送ＭＯＳトランジスタのタイミングだ
けで、２つの光電変換部の信号電荷の加算，非加算を簡
単に行うことができる。

【００２６】この構造を利用して、撮像レンズ１の射出
瞳全体からの光束による光電変換出力を行う第１の出力
モードと、撮像レンズの射出瞳の一部からの光束による
光電変換出力を行う第２の出力モードとを切り換え可能
としている。画素レベルで信号の加算を行う第１の出力
モードでは、信号を読み出した後で加算する方式に比べ
てノイズの少ない信号を得ることができる。このような
構成の撮像素子３を用いることによって、第１の出力モ
ードで撮像を行い、第２の出力モードで焦点検出を行う
ことが可能となる。

【００２７】図６に、撮像素子３の部分断面図を示して
いる。

【００２８】図６において、撮像レンズ１は同図の左側
に位置し、該撮像レンズ１を射出した光束は、マイクロ
レンズ１０nnに入射する。実際にはマイクロレンズ１０
nnの後方にはカラーフィルタや配線が配置されている
が、ここでは簡単のために図示しない。マイクロレンズ
１０nnに入射した光束は、所定の屈折を行い、受光部に
到達する。

【００２９】各マイクロレンズ１０nnのパワーは、撮像
素子３の各光電変換部３nna および３nnb を撮像レンズ
１の射出瞳に投影するように設定されている。

【００３０】なお、撮像レンズ１は主光線の撮像素子３
への入射角が０度となるようにテレセントリック系とす
るのがマイクロレンズ１０nnによる瞳投影精度の点で望
ましいが、小型化、ズーム比の高倍率化の要求から完全
なテレセントリック系にならない場合もある。この際に
は、マイクロレンズと受光部とを僅かに偏心させ、偏心
量を撮像レンズの光軸から受光部までの距離の関数とす
ればよい。一般には、この偏心量を距離に応じて単調に
増加させれば、画面周辺の受光部も撮像レンズ１の射出
瞳上に正しく投影できるようになる。

【００３１】図６の実線で示された光束が第１光電変換
部３nna に入射する光束で、破線で示された光束が第２
光電変換部３nnb に入射する光束である。したがって、
撮像素子全体で第２光電変換部３nnb に入射する光束
は、射出瞳の上半分（図１では左半分）を通過する光束
となる。一方、撮像素子全体の第１光電変換部３nna に
入射する光束は撮像レンズ１を対称軸として上下を反転
したものとして考えればよいので、射出瞳の下半分（図
１では右半分）を通過する光束となる。

【００３２】以上のような光学系にあっては、例えば撮
像素子３よりも手前に物体像が形成されているとき、射
出瞳の上側を通る半光束は該撮像素子３上で下側にシフ
トし、射出瞳の下側を通る半光束は上側にシフトする。
つまり、撮像レンズ１の瞳の半分ずつを通った光束で形
成される一対の画像信号は、物体像の結像状態に応じて
上下方向に位相がシフトしたものとなる。この位相ずれ
量を検出することによって、焦点はずれ量とその方向を
算出することが可能となる。

【００３３】但し、このずれ量を検出する際に注意すべ
き点がある。このような考えから焦点検出するには、第
１光電変換部３nna の信号と第２光電変換部３nnb の信
号が位相のみがシフトした関係でなければならず、これ
が成り立つのは比較的デフォーカス量が小さい場合だけ
である。

【００３４】大デフォーカス検出用には瞳形状の非対称
性が問題となってくるため、これを補正するために瞳選
択用絞り２を用いる。

【００３５】瞳選択用絞り２を用いない場合、各受光部
の投影像が撮像レンズ１の絞り開放時の射出瞳よりも大
きくなるように設定してあるため、前述の瞳選択の関係
（図６）から図７に示すように射出瞳１１上の第１の領
域（第１の射出瞳）１１ａが、第１光電変換部３nna が
とらえる瞳形状で、第２の領域（第２の射出瞳）１１ｂ
が、第２光電変換部３nnb がとらえる瞳形状ということ
になる。物体像のデフォーカス量が大きくなると、点像
のボケは射出瞳の形が現れてくる。この結果、第１光電
変換部３nna がとらえる画像と第２光電変換部３nnb が
とらえる画像は円を２分割した形のボケが重畳すること
になる。これらの形状は互いに裏返しの関係（例えば、
一方が右半分の半円形状をし、他方が左半分の半円形状
をしているような関係）であって、平行移動で重ならな
い。

【００３６】したがって、画像に重畳するボケ形状も同
様に裏返しの関係になり、第１光電変換部３nna の信号
と第２光電変換部３nnb の信号は形状を異ならせながら
位相がシフトしたものになってしまう。そのために大デ
フォーカス時には画像の位相差検出がうまく行かず、デ
フォーカス量検出誤差は大きくなってしまう。

【００３７】以上のような理由から、一対の焦点検出用
画像の射出瞳形状が平行移動で重なるように瞳選択用絞
り２を用いることで、第１光電変換部３nna の信号と第
２光電変換部３nnb の信号の関係が位相のみがシフトし
たものになる。そうすることで、大デフォーカスであっ
てもデフォーカス量の検出誤差を極めて小さく抑えるこ
とが可能となるのである。

【００３８】この開口を構成するための一例を、図８〜
図１１に示す。図８（ａ）〜（ｃ）にあるように、円形
の穴の空いた内絞り板２１，２２、および、外絞り板２
３を用いる。

【００３９】まず、内絞り板２１，２２を、図９のよう
に並べて配置する。この時の互いの円の距離が遠いもの
が図９（ａ）であり、近いものが図９（ｂ）である。こ
の上から外絞り板２３を重ねると、それぞれ図１０
（ａ）および図１０（ｂ）のようになり、平行移動で重
なるような絞り形状となる。このように内絞り２１，２
２をスライドさせることにより、大きさ（開口面積の大
小）および形状と重心位置を変更することができる。撮
影する場合には、図１１に示すように、すべての円を重
ねることによって円形の絞り形状を作成することができ
る。このような瞳選択絞り２を用いると、射出瞳１１に
おいて１１ｃおよび１１ｄのような領域（選択後の第
１，第２の射出瞳）が選択されるようになる。

【００４０】ここではこれらの図では重なり合いを理解
しやすくするため、円の大きさを内絞り板２１，２２と
外絞り板２３の円の直径が異なるように描いているが、
前記理由によって通常は同一径とすることが望ましい。

【００４１】また、この内絞り板および外絞り板を、図
１２に示すような、複数枚の羽根で形成されるものとす
ることも考えられる。これは各羽根部材４１〜４５が支
点４１１〜４５１で回転支持されており、図１２（ａ）
の状態から向かって反時計回りに回転すると、図１２
（ｂ）のようになって開口部が小さくなる。このような
構成を内絞り板２１，２２や外絞り板２３に用いること
で、開口径を変化させつつ位置を変更することができ
る。

【００４２】このような構成による瞳選択用絞り２を射
出瞳近傍に備えることで、最適な瞳選択を行えるように
する。

【００４３】また、撮像レンズ１は焦点距離を変更する
ためのズーム機能をもっており、焦点距離を変更するに
は、図２に示すように、焦点距離変更レンズ群１ａの位
置を光軸に沿って移動させる。この時、焦点距離によっ
て撮像レンズ１の射出瞳の位置や大きさが変わってしま
う。

【００４４】そこで、図１あるいは図２に示すように、
焦点距離変更レンズ群１ａを光軸に沿って前後し、焦点
距離が変更されると図３に示すレンズＣＰＵ６に焦点距
離情報が伝わり、レンズ情報記憶手段７から焦点距離に
応じた射出瞳の情報を読み出してくる。この射出瞳情報
は射出瞳の位置，大きさ，形状や、入射窓，射出窓など
といった光線ケラレの情報なども含んでいる。

【００４５】これらの情報を基に、撮像レンズ１に対し
て撮像素子３に入射する十分な光量が確保できる瞳選択
絞り２の大きさおよび形状とその位置を算出する。そし
て、メインＣＰＵ５から瞳選択用絞りの駆動部材８に所
定量移動するための制御信号が出力され、瞳選択用絞り
２の光軸方向の位置や大きさ、形状といったものを変更
する。こうして焦点距離が変更されたときにその焦点距
離に応じた最適な瞳選択用絞りを使用できるようにす
る。

【００４６】（実施の第２の形態）図１３および図１４
は本発明の実施の第２の形態に係る図であり、図１や図
３と同じ部分は同一符号を付し、その説明は省略する。

【００４７】以下、これらの図を用いて本発明の実施の
第２の形態について説明する。

【００４８】撮像素子３を用いて画像を撮影する場合、
該撮像素子３の撮像領域内にあるすべての画素に対して
情報を読み込む。ファインモード、高画質モードと呼ば
れる撮影画質モードにおいては通常すべての画素の情報
を持っており、高精細な画像が得られる。しかし、画素
数が多くなればそのデータ量も膨大なものとなり、小さ
な容量しかない記憶部材では数枚しか記録することがで
きず、数多く撮影する場合には記憶部材が一杯になる度
に交換するといったことになって非常に煩わしい。

【００４９】そこで、状況に応じて画像データをもつ画
素を間引いたり、画像圧縮技術を用いて画質にあまり影
響を与えないようにしてデータ量を減らす工夫をしてい
る。画素を間引くと低画素の撮像素子を用いた場合と同
じで画質は悪くなる。また、画像圧縮についても圧縮率
が低い（データ量が多い）場合には画像の劣化はあまり
感じられないが、圧縮率を高くする（データ量が少な
い）と当然画質は劣化する。

【００５０】このように画質が多少悪くても数多く撮影
したいといったモードの場合には、画質に関してはあま
り重点を置かない場合であるため、速やかに撮影できた
方がよい。また、高画質モードの場合は画質に重点が置
かれているため、焦点調節も十分な精度を持って行わな
ければならない。

【００５１】そこで、図１５のフローチャートに示すよ
うに、撮影時にモード選択部材９によって画質モードが
選択されている場合（＃１０２）、選択された画質が高
画質モードの時には、高精度な焦点調節が必要であるた
め、メインＣＰＵ６は瞳選択用部材２を撮像レンズ１の
射出瞳に応じた位置へ挿入し（＃１０４）、十分な焦点
検出できるようにする。また、低画質モードの時は、瞳
選択用部材２を焦点検出光学系から退避させ（＃１０
６）、撮影するにあたってのタイムラグを短くするよう
にする。

【００５２】また、撮影時の絞りが小さい場合には、被
写界深度が比較的大きくなるため、多少焦点検出の精度
が低くても焦点が合った状態となるので、このような撮
影モード（例えば風景撮影のモードのように比較的小さ
い絞りを使うモード）、あるいは、絞り優先の撮影モー
ドで絞り込んだ場合には、瞳選択用部材２を退避させて
焦点検出するようにする。

【００５３】（実施の第３の形態）図１６は本発明の実
施の第３の形態に係る図であり、図１等と同じ部分は同
一符号を付し、その説明は省略する。

【００５４】以下、図１６を用いて本発明の実施の第３
の形態について説明する。

【００５５】通常、撮像レンズ１の射出瞳の位置は該撮
像レンズ１の内側にあるため、撮像レンズ一体型のカメ
ラの場合には、射出瞳の近傍に瞳選択用絞り２を配置し
て光軸方向の移動をさせることが可能である。しかし、
図１６の示すような、着脱可能なレンズ交換型のカメラ
１３の場合、瞳選択用の絞り２を射出瞳近傍に配置しよ
うとすると、交換レンズ１２毎に瞳選択用絞り２を組み
込まなければならず、撮像レンズ１が大型化してしまう
可能性がある。また、瞳選択用絞り２を持たないレンズ
は高精度な焦点調節ができないため、交換レンズ１２の
共通性がなくなってしまい、非常に不便である。

【００５６】そこで、撮像レンズの着脱可能なカメラシ
ステムにおいては、瞳選択用絞り２をカメラ側に配置
し、交換レンズ１２からの情報を受けて瞳選択用絞り２
を駆動するようにする。こうすることによって、撮像レ
ンズ１に複雑な機構を追加せず、また瞳選択用絞り２を
持たないレンズについても焦点調節が可能となる。

【００５７】（実施の第４の形態）図１７は本発明の実
施の第４の形態に係る図であり、図１等と同じ部分は同
一符号を付し、その説明は省略する。

【００５８】以下、図１７を用いて本発明の実施の第４
の形態について説明する。

【００５９】この実施の第４の形態において、撮像する
場合は、瞳選択用絞り２と瞳遮光板２１は光路上から退
避した状態で保持される。

【００６０】焦点検出する場合は、図１７に示すように
瞳選択用絞り２が挿入され、これによって対になる開口
部が形成される。まず、図１７の左側の開口を瞳遮光板
２１が遮光し、その時の画像を撮像する。この画像は左
側の瞳を通過した画像となり、ちょうど人間が左目のみ
で見たときの画像となる。撮像が終わると次に瞳遮光板
駆動用モータ１７に通電し、瞳遮光板２１を回転させて
図１７の右側の開口を遮光する。そして、このときの画
像を撮像する。この画像は右目のみで見たときの画像と
なる。

【００６１】このようにして得られた視差を持った２つ
の画像を画像処理することによって焦点ずれ量を算出
し、レンズを前後に移動して被写体に焦点を合わせる。
このとき、レンズの特性に合わせて瞳選択絞り２の位置
と開口形状を割り出して変更することで焦点検出の精度
を向上させる。

【００６２】最後に、上記実施の各形態における効果に
ついて、以下にまとめて列挙する。

【００６３】１）撮像レンズ１の瞳位置に応じて、瞳選
択絞り２の光軸方向の位置、大きさ、形状（少なくとも
一つで良い）を変更するようにしているので、撮像レン
ズ１が交換された時や、ズーミングによって撮像レンズ
１の諸特性が変化したときにでも最適な瞳選択を行える
ようになる。よって、レンズの性能を十分に生かした高
精度な焦点検出が行うことが可能となる。

【００６４】２）カメラの撮影モードに応じて、具体的
には、低画質，高画質のモードや、例えば風景撮影のモ
ードにように撮影時の絞りが小さいか否かや、絞り優先
の撮影モードで絞り込んでの撮影か等により、瞳選択用
部材２を撮影光路に侵入させるか否か（機能させるか否
か）を制御する（高精度な焦点検出が不要な際には瞳選
択用部材２を撮影光路に侵入させない）ようにしている
ので、焦点検出精度を必要とする際には、そのような結
果を得ることができ、そうでない場合には、撮影を優先
すべく焦点検出を行うことができる、高知能的なカメラ
を提供できることになる。

【００６５】３）焦点検出を行う為の撮像素子を、１次
結像面近傍に配置された撮像素子３を用いるようにして
いるので、一つの素子で焦点検出と撮像を行うことがで
き、カメラの小型化、低コスト化を達成することができ
る。

【００６６】４）撮像面における焦点状態を検出する為
の撮像素子３を、マイクロレンズ一つに対して第１，第
２光電変換部（さらに多くても良い）を有するものと
し、第１光電変換部（少なくとも一部）を用いることに
よって焦点検出を行い、第１光電変換部と第２光電変換
部すべてを用いることによって撮像を行うようにしてい
るので、瞳選択絞り２の構成を簡単かつ小型化すること
ができる。

【００６７】５）交換レンズ型カメラの場合には、カメ
ラ本体側に瞳選択絞り２を備えることにより、交換レン
ズに複雑な機構を追加することなく、高精度な焦点検出
が可能となる。

【００６８】（変形例）上記実施の第１〜３の形態にお
いては、瞳選択用絞り２に絞り板を用いて機械的に駆動
させたが、当然この形態に限らず、液晶を用いて光学的
開口部の大きさと位置を変更する方法を採ってもよく、
また光軸方向の位置に関しても瞳選択用絞り２を複数配
置して必要に応じて開口を制御する方法を採ってもよ
い。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、撮像光学系が交換された時や焦点距離変
更によって撮像光学系の諸特性が変化しても、最適な瞳
選択を可能にし、精度の高い焦点検出を行うことができ
る自動焦点カメラを提供できるものである。

【００７０】また、請求項２に記載の発明によれば、精
度の高い焦点検出を行う必要のない動作モード時には、
速やかに焦点検出を行い、直ちに撮影動作へと移行する
ことができる自動焦点カメラを提供できるるものであ
る。

【００７１】また、請求項４に記載の発明によれば、精
度の高い焦点検出を行う必要がある動作モード時には、
撮像光学系の諸特性の変化に依らずに最適な瞳選択を可
能にし、精度の高い焦点検出を行うことができる自動焦
点カメラを提供しようとするものである。

【００７２】また、請求項７に記載の発明によれば、一
つの素子で焦点検出と撮像を行うことを可能にし、カメ
ラの小型化、低コスト化を達成することができる自動焦
点カメラを提供できるものである。

【００７３】また、請求項８に記載の発明によれば、瞳
選択手段の構成を簡単かつ小型化することができる自動
焦点カメラを提供できるものである。

【００７４】また、請求項１０に記載の発明によれば、
撮像光学系に複雑な機構を追加することなく、高精度な
焦点検出を行うことができる自動焦点カメラを提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの焦点
検出光学系を示す斜視図である。

【図２】図１の焦点検出光学系を上方向から見た図であ
る。

【図３】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの主要
部分の構成を示すブロック図である。

【図４】図１の撮像素子の撮像部を示す図である。

【図５】図４の撮像素子の単一の撮像部の詳細図であ
る。

【図６】図４の撮像素子の単一の撮像部を示す断面図で
ある。

【図７】本発明の実施の第１の形態に係る射出瞳の分割
状態を示す図である。

【図８】図１の瞳選択用絞りを構成する絞り板を示す図
である。

【図９】図８の瞳選択用絞りの内絞り板の状態を示す図
である。

【図１０】図９の構成要素より成る瞳選択用絞りの使用
状態を示す図である。

【図１１】図９の構成要素より成る瞳選択用絞りの撮影
時の状態を示す図である。

【図１２】別の瞳選択用絞りを構成する絞り板を示す図
である。

【図１３】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの焦
点検出光学系を示す斜視図である。

【図１４】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの主
要部分の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の実施の第２の形態に係るカメラにお
ける主要部分の動作を示すフローチャートである。

【図１６】本発明の実施の第３の形態に係るカメラを示
す構成図である。

【図１７】本発明の実施の第４の形態に係るカメラの焦
点検出光学系を示す斜視図である。

【図１８】従来のカメラの焦点検出光学系を示す斜視図
である。

【図１９】従来のカメラの他の焦点検出光学系を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１撮像レンズ１ａ焦点距離変更レンズ群２瞳選択用絞り３撮像素子４開口可変型絞り５メインＣＰＵ６レンズＣＰＵ７レンズ情報記憶手段８駆動部材９モード選択部材１０マイクロレンズ１１射出瞳１２カメラ本体１３交換レンズ１４フィールドレンズ１５２次結像レンズ１６視野マスク１７瞳遮光板駆動用モータ１８瞳選択絞り駆動用モータ２１，２２内絞り板２３外絞り板３１１〜３nn 撮像画素３１１ａ〜３nn 第１光電変換部３１１ｂ〜３nnb 第２光電変換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの光束を結像する撮像光学系
と、該撮像光学系を通過した光束のうちの少なくとも一
部を用いて撮像面における焦点状態を検出する為の信号
を出力する撮像素子と、該撮像素子に導かれる光束のう
ち、必要な光束を選択するための瞳選択手段とを有し、
位相差検出方式の焦点検出機能を具備する自動焦点カメ
ラにおいて、前記撮像光学系の射出瞳位置に応じて、前記瞳選択手段
の光軸方向の位置と瞳の大きさ、形状のうち、少なくと
も一つを変更する変更手段を有することを特徴とする自
動焦点カメラ。
【請求項２】被写体からの光束を結像する撮像光学系
と、該撮像光学系から導かれた光束のうちの少なくとも
一部を用いて撮像面における焦点状態を検出する為の信
号を出力する撮像素子と、該撮像素子に導かれる光束の
うち、必要な光束を選択するための瞳選択手段とを有
し、位相差検出方式の焦点検出機能を具備する自動焦点
カメラにおいて、カメラの動作モードに応じて、前記瞳選択手段を機能さ
せるか否かを制御する制御手段を有することを特徴とす
る自動焦点カメラ。
【請求項３】前記瞳選択手段は、複数の開口部を持つ
絞り部材と、該絞り部材を撮像光路に進退させる駆動部
材とにより構成され、前記制御手段は、前記瞳選択手段を機能させる際には、
前記駆動部材により、撮像光路外に退避している前記絞
り部材を該撮影光路内に侵入させることを特徴とする請
求項２に記載の自動焦点カメラ。
【請求項４】前記制御手段は、前記瞳選択手段を機能
させる際には、さらに前記撮像光学系の射出瞳位置に応
じて、該瞳選択手段の光軸方向の位置と瞳の大きさ、形
状のうち、少なくとも一つを変更することを特徴とする
請求項３に記載の自動焦点カメラ。
【請求項５】前記制御手段は、動作モードとして高画
質モードが選択されている場合は、前記瞳選択手段を機
能させ、低画質モードが選択されている場合は、前記瞳
選択手段を機能させないことを特徴とする請求項２〜４
の何れかに記載の自動焦点カメラ。
【請求項６】前記制御手段は、撮像時の絞り値が小さ
い場合は、前記瞳選択手段を機能させないことを特徴と
する請求項２〜４の何れかに記載の自動焦点カメラ。
【請求項７】前記撮像素子は、前記撮像光学系の１次
結像面近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜６
の何れかに記載の自動焦点カメラ。
【請求項８】前記撮像素子は、前段に配置されるマイ
クロレンズ一つに対して複数の光電変換部を有してお
り、該複数の光電変換部のうちの少なくとも一対を用い
ることによって焦点状態を検出する為の信号を得、全て
の光電変換部を用いることによって撮像信号を得ること
を特徴とする請求項１〜７に記載の自動焦点カメラ。
【請求項９】前記撮像光学系は、カメラ本体より着脱
可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自
動焦点カメラ。
【請求項１０】前記瞳選択手段は、カメラ本体側に取
り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の自
動焦点カメラ。