JP2002118779A - 撮像装置、撮像素子ユニット、撮像素子本体、及び焦点調節方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像素子を備える撮像素子ユニットを撮像装
置本体に着脱可能に構成する撮像装置の焦点調節手法を
提供する。 【解決手段】 ＣＣＤユニット１のＥＥＰＲＯＭ６はＣ
ＣＤ４の画素ピッチ情報を記憶する。カメラ本体２は、
フラッシュメモリ２６にテーブルＡ及びテーブルＢを記
憶し、テーブルＡには画素ピッチ毎のサンプリングピッ
チが示され、テーブルＢには画素ピッチ毎の許容デフォ
ーカス値が示されている。カメラ本体２は、ＥＥＰＲＯ
Ｍ６に記憶される画素ピッチ情報を読み出し、この画素
ピッチ情報に基づいて、テーブルＡから対応するサンプ
リングピッチを、またテーブルＢから対応する許容デフ
ォーカス値を読み出す。そして、読み出したサンプリン
グピッチに基づいてコントラストＡＦを行い、また読み
出した許容デフォーカス値に基づいて位相差ＡＦを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子ユニット
を撮像装置本体から着脱可能に構成する撮像装置の焦点
調節技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学レンズなどを用いて結像させた被写
体像をＣＣＤ（Charge Coupled Device ）などの撮像素
子で電気信号に変換し、記録媒体などに撮像画像として
記録する撮像装置が広く普及している。

【０００３】このような撮像装置として、例えば、電子
カメラは、静止画像の記録を主機能とする電子スチルカ
メラ（いわゆるデジタルスチルカメラ）と、動画像の記
録を主機能とするビデオカメラ（デジタルビデオカメ
ラ）とに大別できる。但し、近年においては、動画像の
記録機能を備えた電子スチルカメラや静止画の記録機能
を備えたビデオカメラなどが相次いで市場に投入されて
おり、この両者の境界を見極めるのは難しくなりつつあ
る。

【０００４】また、電子カメラには、上述した動画像の
記録機能（以下、単に動画機能という）とは別に連写機
能を備えたものもある。動画機能では、記録する各フレ
ームの画像の解像度を、通常の１コマ毎の撮影（静止画
像の撮影）のものよりも低下させた、多量のフレームの
連続撮像画像を記録媒体に記録するようにしているもの
が多い。これに対し、連写機能は、通常の１コマ毎の撮
影により記録される静止画像とほぼ同程度の解像度の連
続撮像画像を記録媒体に記録するものである。従って、
一般的に動画機能では連写機能に比べて長時間に渡る動
画の収録が可能であり、その一方で連写機能により撮影
されて記録された撮像画像は動画機能によるものよりも
画質が良好である。

【０００５】このような機能を最適に実現するため、電
子カメラは、撮影する主用途（主機能）に応じて、最適
な画素数の撮像素子を備えるように構成されている。例
えば、高画質の静止画像の撮影を主用途とする電子カメ
ラでは、画素数の多いＣＣＤを備えるようにし、また高
速連写による撮影を主用途とするものでは、それよりも
少ない画素数のＣＣＤを備えるようにし、また動画像の
撮影を主用途するものでも、更に少ない画素数のＣＣＤ
を備えるように構成されている。

【０００６】また、電子カメラは、備えるＣＣＤの数に
応じて、それを１つで構成する単板ＣＣＤ方式のもの
や、それを複数で構成する多板ＣＣＤ方式のものがあ
る。例えば、多板ＣＣＤ方式として３板ＣＣＤ方式で
は、入射した光を光学プリズムを利用して反射・透過さ
せ、光の３原色であるＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）に
分光し、この分光した光を３つのＣＣＤにそれぞれ結像
させ、得られる画像信号に所定の処理を加えて撮像画像
を得るように構成されている。一般的に、多板ＣＣＤ方
式は、単板ＣＣＤ方式に比べ、原色から淡い中間調まで
の微妙な色合いを忠実に再現でき、映像に立体感・奥行
感をもたらす高い解像度を得ることができるものであ
る。

【０００７】また、電子カメラには、ＣＣＤを有するＣ
ＣＤユニットを電子カメラ本体から着脱可能に構成する
ものもある。これは、例えばＣＣＤユニットの一部、例
えばＣＣＤ自体などが故障したときに、ＣＣＤユニット
だけを新品のものに交換して直ぐに再利用可能にし、撮
影者（利用者）の便宜を図ったものである。

【０００８】また、特開平８−１８８３９公報には、Ｃ
ＣＤが異なる異種類のカメラユニットをカメラコントロ
ールユニットから着脱可能に構成する撮像装置が提案さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
カメラでは、一般的にＣＣＤユニットを内部に備えて一
体で構成し、その用途に応じた最適なＣＣＤを備えるも
のであった。従って、１台の電子カメラで用途の異なる
撮影を実現することは難しかった。例えば、動画撮影を
主用途する電子カメラは、静止画像の高画質撮影を主用
途とする電子カメラに比べて画素数の少ないＣＣＤを備
えている。従って、動画撮影を主用途とする電子カメラ
を使用して、静止画像の高画質撮影を行うことは不可能
であった。このため、撮影者は、それぞれの用途に応じ
て個別に電子カメラを用意する必要があった。

【００１０】また、ＣＣＤユニットをカメラ本体から着
脱可能に構成する電子カメラもあったが、これは同種類
のＣＣＤユニットを着脱可能に構成するものであって、
異種類のＣＣＤユニットを着脱可能に構成するものでは
なかった。また、上記特開平８−１８８３９公報に掲載
される撮像装置は、カメラコントロールユニットに、Ｃ
ＣＤの種類が異なる異種類のカメラユニットを装着可能
に構成する撮像装置が提案されているが、その異種類の
カメラユニットを装着したときの焦点調節技術に関して
は、何も提案されていない。

【００１１】従って、撮像素子を備える撮像素子ユニッ
トを撮像装置本体に着脱可能に構成する撮像装置の焦点
調節技術は、依然として提案されていないままであり、
用途に応じて撮像装置本体に装着する撮像素子ユニット
を交換し、装着された撮像素子ユニットに適した焦点調
節が行われないままであった。

【００１２】本発明の課題は、上記実情に鑑み、撮像素
子を備える撮像素子ユニットを撮像装置本体に着脱可能
に構成する撮像装置の焦点調節手法を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様であ
る撮像装置では、撮像素子ユニットを撮像装置本体から
着脱可能に構成する撮像装置であって、前記撮像素子ユ
ニットは、結像される被写体像を光電変換して画像信号
を出力する撮像素子と、該撮像素子の画素に関する情報
を記憶する記憶手段とを備え、前記撮像装置本体は、前
記記憶手段に記憶される前記画素に関する情報に基づき
合焦条件を設定し、該合焦条件に基づき焦点調節を行う
焦点調節手段を備えるように構成する。

【００１４】上記の構成によれば、撮像装置本体に装着
される撮像素子ユニットの撮像素子の画素に関する情報
に基づいて合焦条件を設定し、この合焦条件に基づき焦
点調節を行うことができる。尚、上述した本発明の第一
の実施の態様において、前記焦点調節手段は、前記画素
に関する情報に基づき合焦光学系のサンプリング位置を
設定し、該サンプリング位置で得られる前記撮像素子か
ら出力される画像信号に基づき焦点調節を行うようにし
ても良い。

【００１５】この構成によれば、合焦条件として合焦光
学系のサンプリング位置を設定し、このサンプリング位
置にて得られる撮像素子の画像信号に基づいて焦点調節
（いわゆるコントラストＡＦ）を行うことができる。ま
た、上述した本発明の第一の実施の態様において、被写
体光束に基づきデフォーカス値を検出する検出手段を更
に備え、前記焦点調節手段は、前記画素に関する情報に
基づき許容デフォーカス値を設定し、該許容デフォーカ
ス値と前記検出手段により検出される前記デフォーカス
値に基づき焦点調節を行うようにしても良い。

【００１６】この構成によれば、合焦条件として許容デ
フォーカス値を設定し、この許容デフォーカス値と被写
体光束に基づくデフォーカス値とに基づいて焦点調節
（いわゆる位相差ＡＦ）を行うことができる。また、例
えば前記画素に関する情報は、前記撮像素子の画素間の
距離を示す画素ピッチ情報であっても良い。

【００１７】この構成によれば、上記合焦条件は、撮像
素子の画素ピッチに基づいて設定することができる。本
発明の第二の実施の態様である撮像素子ユニットは、撮
像装置本体から着脱可能に構成される撮像素子ユニット
であって、結像される被写体像を光電変換して画像信号
を出力する撮像素子と、焦点調節時の合焦条件を設定す
る時に使用される情報として前記撮像素子の画素間の距
離を示す画素ピッチ情報を記憶する記憶手段とを備える
ように構成する。

【００１８】上記の構成によれば、この撮像素子ユニッ
トを撮像装置本体に装着したときの合焦条件を、この撮
像素子ユニットに記憶される撮像素子の画素ピッチに基
づいて設定させることができる。本発明の第三の実施の
態様である撮像装置本体は、撮像素子を有する撮像素子
ユニットを着脱可能に構成する撮像装置本体であって、
前記撮像素子ユニットに保持される前記撮像素子の画素
間の距離を示す画素ピッチ情報に基づき合焦条件を設定
し、該合焦条件に基づき焦点調節を行う焦点調節手段を
備えるように構成する。

【００１９】上記の構成によれば、この撮像装置本体に
撮像素子ユニットを装着したときの合焦条件は、撮像素
子ユニットに保持される撮像素子の画素ピッチに基づい
て設定することができる。本発明の第四の実施の態様で
ある焦点調節方法は、撮像素子ユニットを撮像装置本体
から着脱可能に構成する撮像装置の焦点調節方法であっ
て、前記撮像素子ユニットに保持されている前記撮像素
子の画素に関する情報に基づき合焦条件を設定し、該合
焦条件に基づき焦点調節を行うようにする。

【００２０】上述した方法を使用して焦点調節を行うよ
うにすれば、異種類の撮像素子を備える撮像素子ユニッ
トが撮像装置本体に装着されても、この撮像素子の画素
に関する情報に基づいて最適な合焦条件が設定され、適
切な焦点調節を行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形
態を示す電子カメラのシステム構成図である。同図にお
いて、撮像装置である電子カメラは、撮像素子ユニット
であるＣＣＤユニット（又はカメラヘッドとも言う）１
を、撮像装置本体であるカメラ本体２から着脱可能に構
成され、ＣＣＤユニット１とカメラ本体２は、電気接点
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を介してデータの授受を行ように構成
されている。

【００２２】また、同図の電子カメラは、位相差検出方
式及びコントラスト検出方式の両方式により焦点調節を
行えるように構成されている。ＣＣＤユニット１におい
て、フィルタ３は、撮影光学系を介してＣＣＤ４に結像
される被写体像のモアレや偽色の発生を抑制するローパ
スフィルタ、及び被写体光の赤外領域成分をカットする
赤外カットフィルターから成る。

【００２３】ＣＣＤ４は、フィルタ３を介して結像され
た被写体像を光電変換して画像を示す電気信号（以下、
単に画像信号と言う）を出力するエリアセンサーであ
る。撮像回路５は、相関二重サンプリング回路（以下、
単にＣＤＳ（Correlated Double Sampling）と言う）、
オートゲインコントロールアンプ（以下、単にＡＧＣ
（Automatic Gain Control）という）、及びアナログ／
デジタル変換器（以下、単にＡ／Ｄと言う）などを含ん
で構成され、ＣＤＳによりＣＣＤ４から出力された画像
信号のリセット雑音などを除去し、ＡＧＣによりＣＤＳ
の出力信号の信号レベルを調節し、Ａ／ＤによりＡＧＣ
出力信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号
（画像データ）を電気接点Ｓ１を介してカメラ本体２に
出力する。

【００２４】ＥＥＰＲＯＭ６は、ＣＣＤユニット１の固
有情報を記憶する記憶部であり、ＣＣＤ４に関する情報
として、そのイメージサイズ、カラーフィルタ、画素ピ
ッチ、及び感度総画素数などの情報を記憶し、電気接点
Ｓ２を介してカメラ本体２により読み出される。

【００２５】タイミングジェネレータ（ＴＧ）７は、電
気接点Ｓ３を介してカメラ本体２から出力される信号に
基づいてＣＣＤ４の駆動信号を出力する。一方、カメラ
本体２において、合焦光学系であるフォーカスレンズ８
は、被写体像をＣＣＤ４に結像させる。

【００２６】ハーフミラー９は、フォーカスレンズ８を
通過した被写体光束を、同図右方向と同図上方向に分光
する。ハーフミラー１０は、ピント板１１を介して入射
される被写体光束を、同図上方向と同図左方向に分光す
る。

【００２７】ペンタプリズム１２は、ハーフミラー１０
を透過した被写体光束を、内部で反射させ、接眼レンズ
１３を介して、撮影者の眼１４に導く。ラインセンサー
１５は、位相差検出方式による焦点調節（以下、単に位
相差ＡＦと言う）を行うときに、ハーフミラー１０によ
り同図左側に反射され、コンデンサーレンズ１６及びセ
パレータレンズ（不図示）により分光された被写体像
（被写体光束）を結像し、この結像された２つの被写体
象の像間隔を検出して、この検出値を位相差ＡＦ処理部
１７へ出力する。

【００２８】位相差ＡＦ処理部１７は、ラインセンサー
１５から出力される２つの被写体像の像間隔と、一定値
である合焦時の像間隔から、位相差を検出し、この位相
差をメインＣＰＵ１８へ出力する。また、電気接点Ｓ
１、メインＣＰＵ１８、コントラストＡＦ処理部１９、
画像処理部２０、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Exper
t Group ）処理部２１、ＬＣＤドライバ（同図 LCD Dri
ver ）２２、サブＣＰＵ２３、メモリカード２４、ＳＤ
ＲＡＭ（Synchronous DRAM）２５、及びフラッシュメモ
リ２６は、いずれもバス２７に接続されており、このバ
ス２７を介して相互にデータの授受が行われる。

【００２９】コントラストＡＦ処理部１９は、コントラ
スト検出方式による焦点調節（以下、単にコントラスト
ＡＦと言う）を行うときに、ＣＣＤユニット１の撮像回
路５から出力される画像データを、電気接点Ｓ１及びバ
ス２７を介して受信し、内部のバイパスフィルタ（不図
示）により、この画像データの所定エリアを抽出し、こ
の抽出した所定エリアに示される画像データから被写体
像の鮮鋭度を示すコントラスト値を検出し、このコント
ラスト値をメインＣＰＵ１８へ出力する。

【００３０】フラッシュメモリ２６は、電子カメラの制
御プログラムであるカメラプログラムを記憶する。ま
た、コントラストＡＦ時のフォーカスレンズ８のサンプ
リングピッチをＣＣＤユニット１毎に示したテーブル
Ａ、及び位相差ＡＦ時の許容デフォーカス値をＣＣＤユ
ニット１毎に示したテーブルＢなどを記憶する。

【００３１】ＳＤＲＡＭ２５は、ＣＣＤユニット１の撮
像回路５から出力される画像データを一時的に記憶する
メモリである。また、ＪＰＥＧ処理部２１による画像デ
ータの圧縮・伸張処理における処理中の画像データの一
時記憶用として、また、メインＣＰＵ１８による制御処
理の実行のためのワークエリアとしても使用される。

【００３２】画像処理部２０は、ＳＤＲＡＭ２５に格納
される画像データを再生表示若しくは記録するとき、或
いはメモリカード２４に記録されている画像データを再
生表示するときに、画像の明暗・彩度・色合いなどを補
正する、γ補正処理・色処理などを施す。

【００３３】ＪＰＥＧ処理部２１は、ＳＤＲＡＭ２５に
格納されている画像データを記録する際のＪＰＥＧ方式
によるデータ圧縮処理、及びＪＰＥＧ方式による圧縮処
理が施されてメモリカード２４に記録されている画像デ
ータを再生表示する際のデータ伸張処理を行う。

【００３４】メモリカード２４は、いわゆるＩＣメモリ
カードであり、画像データを記録する記録媒体として用
いられ、カメラ本体２に着脱可能である。ＬＣＤドライ
バー２２は、ＬＣＤディスプレイ（同図 LCD Display）
２８を駆動制御する。

【００３５】ＬＣＤディスプレイ２８は、ＬＣＤドライ
バー２２の制御の基に画像を再生表示する。サブＣＰＵ
２３は、内蔵する制御プログラムを実行することによ
り、ＳＷ部２９に対してなされた各種の操作内容を検出
し、検出結果をメインＣＰＵ１８に通知する処理を行
う。

【００３６】ＳＷ部２９は、撮影者が電子カメラに各種
の指示を与えるために操作されるスイッチ群、例えば、
レリーズボタンによる、焦点調節を指示するファースト
レリーズに対応して動作するスイッチや、ＣＣＤ４に結
像されている被写体像の記録を指示するセカンドレリー
ズに対応して動作するスイッチや、その他、電子カメラ
のパワー（電源）ボタンや動作モードなどの選択を行う
ボタンに対応して動作するスイッチなどを備えている。

【００３７】メインＣＰＵ１８は、中央演算処理部であ
り、フラッシュメモリ２６に格納されているカメラプロ
グラムに従って、ＳＤＲＡＭ２５をワークエリアとして
使用しながら、電子カメラ全体の動作を制御する。例え
ば、詳細は後述するが、ＥＥＰＲＯＭ６からＣＣＤユニ
ット１の固有情報を読み出し、この固有情報に基づいて
フラッシュメモリ２６のテーブルＡから所定のサンプリ
ングピッチを読み出し、このサンプリングピッチに基づ
いてコントラストＡＦによるＡＦ処理を行う。また、読
み出した固有情報に基づいてテーブルＢから所定の許容
デフォーカス値を読み出し、この許容デフォーカス値に
基づいて位相差ＡＦによるＡＦ処理を行う。また、その
他、撮影・再生に係る処理なども制御する。

【００３８】メインＣＰＵ１８は、上記ＡＦ処理に基づ
いてフォーカスレンズ１８の移動位置を設定し、駆動制
御部３０に移動方向と移動量を出力し、駆動制御部３０
は、駆動部３１を駆動制御する。駆動部３１は、駆動制
御部３０の制御の基にフォーカスレンズ８を駆動する。

【００３９】図２は、ＥＥＰＲＯＭ６に記憶されるＣＣ
Ｄユニット１の固有情報の一例を示す図である。尚、同
図では、３種類のＣＣＤユニット１（タイプＡ、タイプ
Ｂ、タイプＣ）毎に、ＥＥＰＲＯＭ６に記憶される固有
情報をまとめて示している。同図に示すように、ＥＥＰ
ＲＯＭ６は、ＣＣＤ４のサイズ、カラーフィルタ、画素
ピッチ（Ｐｈ：横、Ｐｖ：縦）、感度、総画素数などの
固有情報を記憶する。

【００４０】すなわち、タイプＡのＣＣＤユニット１の
ＥＥＰＲＯＭ６は、ＣＣＤ４のサイズが" １／２" 、カ
ラーフィルタが" 補色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）" 画素ピッチがＰ
ｈ"３μ" Ｐｖ" ４μ" 、感度が" ＩＳＯ５０" 、総画
素数が" ３３０万画素" であるなどの固有情報を記憶す
る。

【００４１】タイプＢのＣＣＤユニット１のＥＥＰＲＯ
Ｍ６は、ＣＣＤ４のサイズが" １／２．５" 、カラーフ
ィルタが" 原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）" 画素ピッチがＰｈ" ５
μ"Ｐｖ" ５μ" 、感度が" ＩＳＯ１００" 、総画素数
が" ２００万画素" であるなどの固有情報を記憶する。

【００４２】タイプＣのＣＣＤユニット１のＥＥＰＲＯ
Ｍ６は、ＣＣＤ４のサイズが" １／３" 、カラーフィル
タが" 原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）" 画素ピッチがＰｈ" ７μ"
Ｐｖ" ９μ" 、感度が" ＩＳＯ１００" 、総画素数が"
１３０万画素" であるなどの固有情報を記憶する。

【００４３】尚、本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ６は、
ＣＣＤユニット１の固有情報としてＣＣＤ４に関する情
報を記憶するが、その他の情報を記憶するようにしても
良い。次に、フラッシュメモリ２６のテーブルＡ及びテ
ーブルＢについて説明する。

【００４４】図３(a) は、テーブルＡの内容を示し、同
図(b) は、テーブルＢの内容を示す図である。同図(a)
に示すように、テーブルＡは、カメラ本体２に着脱可能
に構成されるＣＣＤユニット１毎に、コントラストＡＦ
時のサンプリングピッチを示している。但し、同図に示
したサンプリングピッチは、フォーカスレンズ８を含む
撮影光学系のＦ値（ＦＮｏ．）が４で、フォーカスレン
ズ８の駆動可能最小単位が２μの場合の例を示してい
る。

【００４５】また、同図に示すサンプリングピッチは、
各ＣＣＤユニット１毎に、微細検出用（フォーカスサン
プリングピッチI）と荒検出用（フォーカスサンプリン
グピッチII）に２種類あり、微細検出用及び荒検出用の
それぞれにおいて、更に縦検出用と横検出用に２種類あ
る。尚、縦検出及び横検出とは、コントラスト値検出の
空間周波数の方向を示している。

【００４６】また、同図に示すサンプリングピッチは、
各ＣＣＤユニット１の画素ピッチ情報に対応して設けら
れ、後に、メインＣＰＵ１８により、装着されるＣＣＤ
ユニット１のＥＥＰＲＯＭ６に記憶されるＣＣＤ４の画
素ピッチ情報に基づいて、対応するサンプリングピッチ
が読み出される。

【００４７】これにより、タイプＡのＣＣＤユニット１
が装着されたときのサンプリングピッチは、横検出によ
る微細検出時に６μ、縦検出時による微細検出時に８
μ、横検出による荒検出時に１２μ、縦検出時による荒
検出時に１６μになる。また、タイプＢが装着されたと
きのサンプリングピッチは、横検出による微細検出時に
１０μ、縦検出による微細検出時に１０μ、横検出によ
る荒検出時に２０μ、縦検出による荒検出時に２０μに
なる。また、タイプＣが装着されたときのサンプリング
ピッチは、横検出による微細検出時に１４μ、縦検出に
よる微細検出時に１８μ、横検出による荒検出時に２８
μ、縦検出による荒検出時に３６μになる。

【００４８】また、図３(b) に示すように、テーブルＢ
には、カメラ本体２に着脱可能に構成されるＣＣＤユニ
ット１毎に、位相差ＡＦ時の許容デフォーカス値が示さ
れている。この許容デフォーカス値は、各ＣＣＤユニッ
ト１の画素ピッチ情報に対応して設けられ、後に、メイ
ンＣＰＵ１８により、装着されるＣＣＤユニット１のＥ
ＥＰＲＯＭ６に記憶されるＣＣＤ４の画素ピッチ情報に
基づいて、対応する許容デフォーカス値が読み出され
る。尚、同図に示す許容デフォーカス値は、ラインセン
サー１５の画素のエレメント単位で示される。

【００４９】これにより、タイプＡのＣＣＤユニット１
が装着されたときの許容デフォーカス値は１エレメン
ト、タイプＢが装着されたときの許容デフォーカス値は
２エレメント、タイプＣが装着されたときの許容デフォ
ーカス値は３エレメントになる。

【００５０】次に、上記構成の電子カメラにおいて、メ
インＣＰＵ１８により行われる制御処理の詳細について
説明する。図４は、カメラプログラムを実行することに
よりメインＣＰＵ１８により行われる制御処理の処理内
容を示すフローチャートであり、本発明に関係する、Ｃ
ＣＤユニット１を交換したときの焦点調節（以下、単に
ＡＦと言う）に関する処理の流れについて特に詳細に示
したものである。

【００５１】同図に示すフローは、撮影者により、電子
カメラのＣＣＤユニット１が交換され、ＳＷ部２９に含
まれるパワーボタンが押された後に開始される。まず、
撮影者によりパワーボタンが押されると、このパワーボ
タンに対応するスイッチがＯＮされ、これがサブＣＰＵ
２３に検出され、サブＣＰＵ２３からメインＣＰＵ１８
に通知される。

【００５２】メインＣＰＵ１８は、この通知を受けて、
電子カメラの電源を投入し（ステップ（以下、単にＳと
言う）４０１）、電子カメラの初期動作処理、すなわ
ち、メインＣＰＵ１８自身及び電子カメラの各構成要素
を初期化する処理を実行する（Ｓ４０２）。

【００５３】続いて、カメラ本体２に装着されているＣ
ＣＤユニット１のＥＥＰＲＯＭ６から、このＣＣＤユニ
ット１の固有情報を読み出し（Ｓ４０３）、読み出した
固有情報の内のＣＣＤ４の画素ピッチ情報と、メインＣ
ＰＵ１８が既に前回に記憶している画素ピッチ情報が同
一であるか否かを判断する（Ｓ４０４）。すなわち、こ
こで画素ピッチ情報が異なれば、ＣＣＤユニット１が異
種類のものに交換されたことを示し（Ｓ４０４がＹｅ
ｓ）、また、同一であるときは、ＣＣＤユニット１は異
種類のものに交換されていないことを示す（Ｓ４０４が
Ｎｏ）。

【００５４】Ｓ４０４の処理で、ＣＣＤユニットが異種
類のものに交換されたと判断したときには、読み出した
ＣＣＤユニット１の固有情報を内部の記憶部（不図示）
に記憶し、後述するサンプリングピッチ算出処理（Ｓ４
０５）及び許容デフォーカス値算出処理（Ｓ４０６）を
行う。尚、同図に示すフローでは、サンプリングピッチ
の算出処理及び許容デフォーカス値算出処理の両処理を
行っているが、カメラ本体２が位相差ＡＦを行う構成を
有していないときには、許容デフォーカス値算出処理は
行わず、そのままＳ４０７の処理に移行する。

【００５５】続いて、その他の初期化処理を行って（Ｓ
４０７）撮影準備が終了すると、撮影者に対し、電子カ
メラが撮影可能状態（スタンバイ状態）になった旨を、
ＬＣＤディスプレイ２８への表示などにより通知する
（Ｓ４０８）。続いて、撮影者により、レリーズボタン
によるＡＦ指示を示すファーストレリーズ操作が行われ
ると、このファーストレリーズ操作に基づいて対応する
スイッチがＯＮされ、これがサブＣＰＵ２３に検出さ
れ、サブＣＰＵ２３からメインＣＰＵ１８に通知され
る。

【００５６】メインＣＰＵ１８は、このＡＦ指示の通知
を受けると（Ｓ４０９）、フォーカスレンズ８を合焦位
置へ駆動すべく、後述するコントラストＡＦ若しくは位
相差ＡＦによるＡＦ処理を実行し（Ｓ４１０）、当該フ
ローを終了する。一方、Ｓ４０４の処理で、ＣＣＤユニ
ット１が異種類のものに交換されていないと判断したと
きは（Ｓ４０４がＮｏ）、サンプリングピッチの算出処
理（Ｓ４０５）や許容デフォーカス値算出処理（Ｓ４０
６）を行わずに、そのままＳ４０７の処理へ移行し、前
回に記憶したＣＣＤユニット１の固有情報を使用してＡ
Ｆ処理を行う。

【００５７】尚、同図に示すフローにおいて、詳しくは
述べないが、例えば、電源が投入されたままの状態で、
ＣＣＤユニット１が交換されたときには、上述のＳ４０
２〜Ｓ４０８と同様の処理を行うようにして、電子カメ
ラを撮影可能状態にする。図５は、図４に示したサンプ
リングピッチ算出処理（Ｓ４０５）の一例を示すフロー
チャートである。図５に示すフローでは、まず、図４の
Ｓ４０３の処理で読み出したＣＣＤユニット１の固有情
報の内、ＣＣＤ４の画素ピッチ情報（Ｐｈ、Ｐｖ）を読
み出す（Ｓ５０１）。

【００５８】続いて、カメラプログラムに基づく、コン
トラストＡＦ時のコントラスト値の検出方向に基づい
て、読み出す画素ピッチ情報として、横画素ピッチ（Ｐ
ｈ）を読み出すか、若しくは縦画素ピッチを読み出すか
を判断する（Ｓ５０２）。すなわち、コントラスト値の
検出方向が横の場合には（Ｓ５０２がＹｅｓ）、前述の
画素ピッチ情報の内の横画素ピッチ（Ｐｈ）を読み出し
（Ｓ５０３）、検出方向が縦の場合には（Ｓ５０２がＮ
ｏ）、縦画素ピッチ（Ｐｖ）を読み出す（Ｓ５０４）。

【００５９】続いて、撮影光学系のＦ値（ＦＮｏ．）を
読み出す（Ｓ５０５）。尚、このＳ５０５の処理は、フ
ォーカスレンズ８を含む撮影光学系をカメラ本体２から
着脱可能に構成する電子カメラの場合にのみ行う処理で
ある。従って、撮影光学系の交換を行わない構成の電子
カメラの場合には、このＳ５０５の処理を行わず、その
まま後続の処理に移行する。

【００６０】続いて、フラッシュメモリ２６のテーブル
Ａを参照し、Ｓ５０３若しくはＳ５０４の処理で読み出
した画素ピッチ（Ｐｈ又はＰｖ）に対応するサンプリン
グピッチが示されているか否かを判断する（Ｓ５０
６）。ここで、対応するサンプリングピッチがテーブル
Ａに示されているときには（Ｓ５０６がＹｅｓ）、その
対応するサンプリングピッチ（I及びII）を読み出し
（Ｓ５０７）、それが示されていないときには（Ｓ５０
６がＮｏ）、サンプリングピッチを計算により求める
（Ｓ５０８）。尚、このＳ５０８の処理において、サン
プリングピッチは、例えば次式により求める。

【００６１】サンプリングピッチ＝（ＦＮｏ．×（２．
５×Ｐ））／Ｃ但し、ＦＮｏ．は、撮影光学系のＦ値
（ＦＮｏ．）を示し、Ｐは、Ｓ５０３若しくはＳ５０４
の処理で読み出した画素ピッチ（Ｐｈ若しくはＰＶ）を
示し、Ｃは係数を示す。係数Ｃは、例えば、微細検出用
のサンプリングピッチを算出するときは、Ｃ＝５であ
り、荒検出用のサンプリングピッチを算出するときは、
Ｃ＝２．５である。

【００６２】例えば、ＦＮｏ．＝４で読み出した画素ピ
ッチＰｈ＝３μのとき、微細検出用のサンプリングピッ
チは６μ、荒検出用のサンプリングピッチは１２μとな
る。このように、カメラ本体２に、テーブルＡに示され
ていないＣＣＤユニット１が装着されたときは、ＣＣＤ
ユニット１から読み出した画素ピッチに基づいて、サン
プリングピッチを計算により求めるように構成する。

【００６３】そして、最後に、Ｓ５０７若しくはＳ５０
８の処理で求めた、微細検出用及び荒検出用のサンプリ
ングピッチを、メインＣＰＵ１８の内部の記憶部に記憶
し（Ｓ５０９）、当該フローを終了する。図６は、図４
に示した許容デフォーカス値算出処理（Ｓ４０６）の一
例を示すフローチャートである。図６に示すフローで
は、まず、図４のＳ４０３の処理で読み出したＣＣＤユ
ニット１の固有情報の内、ＣＣＤ４の画素ピッチ情報
（Ｐｈ）を読み出し（Ｓ６０１）、テーブルＢを参照し
て、読み出した画素ピッチに対応するＣＣＤユニット１
の許容デフォーカス値が示されているか否かを判断する
（Ｓ６０２）。ここで、テーブルＢに対応する許容デフ
ォーカス値が示されているときには（Ｓ６０２がＹｅ
ｓ）、その許容デフォーカス値を読み出し（Ｓ６０
３）、それが示されていないときには（Ｓ６０２がＮ
ｏ）、許容デフォーカス値を計算により求める（Ｓ６０
４）。尚、このＳ６０４の処理において、許容デフォー
カス値は、例えば次式により求める。

【００６４】許容デフォーカス値＝Ｐ／２ 但し、ＰはＳ６０１の処理で読み出した画素ピッチ（Ｐ
ｈ）である。例えば、読み出した画素ピッチ（Ｐｈ）が
３μのときは、許容デフォーカス値は、１．５になる
が、許容デフォーカス値は、ラインセンサー１５のエレ
メント単位で行うため、小数点以下を切り捨て、１とな
る。このように、カメラ本体２に、テーブルＢに示され
ていないＣＣＤユニット１が装着されたときは、ＣＣＤ
ユニット１から読み出した画素ピッチに基づいて、許容
デフォーカス値を計算により求めるように構成する。

【００６５】そして、最後に、Ｓ６０３若しくはＳ６０
４の処理で求めた許容デフォーカス値を、メインＣＰＵ
１８の内部の記憶部に記憶し（Ｓ６０５）、当該フロー
を終了する。尚、同図のＳ６０１では、横画素ピッチ
（Ｐｈ）を読み出しているが、縦画素ピッチ（Ｐｖ）を
読み出すようにしても良く、この場合には、Ｓ６０４の
処理において、縦画素ピッチ（Ｐｖ）に対応する許容デ
フォーカス値の算出式を準備しておけば良い。

【００６６】次に、図４のＳ４１０の処理に示したＡＦ
処理について説明する。既に述べたように、本実施形態
に示す電子カメラは、コントラストＡＦ若しくは位相差
ＡＦによりＡＦ処理を行うように構成されている。メイ
ンＣＰＵ１８は、例えば撮影者によりＳＷ部２９に含ま
れる撮影モード選択ボタンが操作され、所定の撮影モー
ドが指定されたときに、その撮影モードに適したＡＦ処
理を行う。この場合、速い合焦速度が要求される撮影モ
ードが指定されたときには合焦速度の速い位相差ＡＦに
よるＡＦ処理を行い、高い合焦精度が要求される撮影モ
ードが指定されたときには合焦精度の高いコントラスト
ＡＦによるＡＦ処理を行うようにする。また、速い合焦
速度及び高い合焦精度が共に要求される撮影モードが指
定されたときには、合焦速度の速い位相差ＡＦによるＡ
Ｆ処理により、ある程度の合焦付近にフォーカスレンズ
８を移動させ、その合焦付近の所定範囲において、合焦
精度の高いコントラストＡＦによるＡＦ処理を行うよう
にする。

【００６７】図７は、コントラストＡＦによるＡＦ処理
の一例を示すフローチャートである。同図において、メ
インＣＰＵ１８は、まず、サンプリングピッチを読み出
す（Ｓ７０１）。ここで読み出すサンプリングピッチ
は、図５のＳ５０９で記憶したサンプリングピッチ（微
細検出用及び荒検出用）である。ここで、例えば、微細
検出用のサンプリングピッチは高い合焦精度を得るとき
に使用され、荒検出用のサンプリングピッチは、速い合
焦速度を得るときに使用される。

【００６８】続いて、フォーカスレンズ８を無限遠
（∞）位置に移動させ（Ｓ７０２）、まずこの位置で撮
影を行い（Ｓ７０３）、先に説明したコントラストＡＦ
処理部１９から送られるコントラスト値を受信し（Ｓ７
０４）、このコントラスト値を内部の記憶部に記憶する
（Ｓ７０５）。

【００６９】続いて、現在のフォーカスレンズ８位置が
最至近位置であるか否かを判断し（Ｓ７０６）、最至近
位置でないときには（Ｓ７０６がＹｅｓ）、次の撮影
（コントラスト値の検出）位置であるサンプリング位置
（フォーカスレンズ８の移動位置）を算出し（Ｓ７０
７）、このサンプリング位置へフォーカスレンズ８を移
動させる（Ｓ７０８）。尚、Ｓ７０７で算出されるサン
プリング位置は、現在のフォーカスレンズ８の位置に、
先に読み出したサンプリングピッチ（微細検出用又は荒
検出用）分を、最至近方向に加えることにより算出され
る。

【００７０】このように、Ｓ７０３〜Ｓ７０８の処理を
繰り返して、無限遠位置から最至近位置までのサンプリ
ング位置におけるコントラスト値を全て求め、フォーカ
スレンズ８が最至近位置までくると（Ｓ７０６がＮ
ｏ）、サンプリング位置で得られたコントラスト値を比
較してコントラスト値のピーク値を求め、このピーク値
に対応するフォーカスレンズ８の位置、すなわち合焦位
置を求めて（Ｓ７０９）、この合焦位置へフォーカスレ
ンズ８を移動して（Ｓ７１０）、当該フローを終了す
る。

【００７１】図８は、図７のフローに示したコントラス
トＡＦによるＡＦ処理により、サンプリング位置で得ら
れるコントラスト値を示すグラフである。図８におい
て、横軸はフォーカスレンズ８のサンプリング位置を示
し、同図左側から右側にかけて、フォーカスレンズ８の
無限遠位置から最至近位置を示している。また、縦軸
は、コントラスト値を示している。同図において、○は
微細検出用のサンプリングピッチに基づくサンプリング
位置により得られたコントラスト値を示し、×は荒検出
用のサンプリングピッチに基づくサンプリング位置によ
り得られたコントラスト値を示している。尚、荒検出用
のサンプリングピッチは、微細検出用のサンプリングピ
ッチの２倍で示されている。

【００７２】同図に示すように、荒検出用のサンプリン
グピッチによるＡＦ処理は、微細検出用のサンプリング
ピッチによるＡＦ処理に比べ、コントラスト値の検出回
数が少なくて済むので（ここでは１／２）、速い合焦速
度を得ることができるが、コントラスト値のピーク値を
検出し難く、合焦精度が低くなる。逆に、微細検出用う
によるものは、荒検出用によるものに比べ、合焦精度は
高いが、検出速度は遅くなる。従って、使用するサンプ
リングピッチは、例えば撮影者による撮影モードの指示
に基づいて、微細検出用のサンプリングピッチを使用す
るか、若しくは荒検出用のサンプリングピッチを使用す
るようにすれば良い。若しくは、始めに荒検出用のサン
プリングピッチを使用して、ある程度の合焦位置を求
め、次に、その合焦位置付近の所定範囲を微細検出用の
サンプリングピッチを使用して合焦位置を求めるように
しても良い。

【００７３】図９は、位相差ＡＦによるＡＦ処理の一例
を示すフローチャートである。同図において、メインＣ
ＰＵ１８は、まず、許容デフォーカス値を読み出す（Ｓ
９０１）。ここで読み出す許容デフォーカス値は、図６
のＳ６０５で記憶した許容デフォーカス値である。

【００７４】続いて、フォーカスレンズ８を基準位置に
移動させ（Ｓ９０２）、ラインセンサー１５及び位相差
ＡＦ処理部１７などを介して、ラインセンサー１５に結
像する被写体像の像間隔に基づく位相差を検出し（Ｓ９
０３）、この位相差に基づいてデフォーカス値を算出す
る（Ｓ９０４）。

【００７５】続いて、このデフォーカス値に基づいて、
フォーカスレンズ８の合焦位置を算出し（Ｓ９０５）、
この合焦位置へフォーカスレンズ８を移動する（Ｓ９０
６）。そして、合焦したか否かを判断するため、移動後
再度、位相差を検出して（Ｓ９０７）デフォーカス値を
算出し（Ｓ９０８）、このデフォーカス値が、先のＳ９
０１の処理で読み出した許容デフォーカス値以内に入る
か否かを判断する（Ｓ９０９）。

【００７６】このＳ９０９の処理で、デフォーカス値が
許容デフォーカス値以内に入らないときは（Ｓ９０９が
Ｎｏ）否合焦と判断し、Ｓ９０５の処理に戻って、デフ
ォーカス値が許容デフォーカス値以内に入るまで、Ｓ９
０５〜Ｓ９０８の処理を繰り返す。若しくは、所定回数
繰り返した後に、デフォーカス値が許容デフォーカス値
以内に入らないときは、エラー処理を行うようにしても
良い。

【００７７】一方、デフォーカス値が許容デフォーカス
値以内に入るときには（Ｓ９０９がＹｅｓ）合焦と判断
し、当該フローを終了する。図１０は、図９に示したＳ
９０３及びＳ９０７の処理に示した位相差の検出処理を
説明する図である。図１０(a) に示すように、コンデン
サーレンズ１６を通過した被写体光束は、２つのセパレ
ータレンズ３０（３０ａ、３０ｂ）により分光され、被
写体像として２つの像をラインセンサー１５上に結像す
る。尚、同図では、ラインセンサー１５の１つのエリア
３１を１エレメントとして示している。

【００７８】図１０(b) は、２つの像が結像されたライ
ンセンサー１５の出力を示している。同図(b) 左は、い
わゆる後ピンの状態（否合焦状態）を示し、同図(b) 中
央は合焦状態を示し、同図(b) 右は、いわゆる前ピンの
状態（否合焦状態）を示している。同図(b) に示すよう
に、合焦時には、２つの像間隔は一定値をとるが、後ピ
ンのときには２つの像間隔は広がり、前ピンのときには
２つの像間隔は縮まる。これにより、検出されるライン
センサー１５上の２つの像間隔と一定値となる合焦時の
像間隔の差を求めることにより、位相差を検出すること
ができる。

【００７９】尚、ＡＦ処理を、本実施形態に示した撮影
光学系を通過する被写体像の光束を利用した位相差ＡＦ
の他に、撮影光学系を通過しない被写体像の光束を利用
した位相差ＡＦを適用しても良く、若しくは、被写体に
赤外線などを投光してその反射光を検出し、三角測距法
により被写体までの距離を測定し、この距離に基づいて
フォーカスレンズを合焦位置へ移動して焦点調節を行
う、いわゆるアクティブＡＦを適用しても良い。

【００８０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、撮像装置本体に着脱可能に構成する撮像素子ユ
ニットの撮像素子の画素に関する情報に基づいて合焦条
件を設定し、この合焦条件に基づいて焦点調節を行うこ
とにより、撮像素子ユニットを撮像装置本体に着脱可能
に構成する撮像装置の焦点調節を実現することが可能に
なる。従って、撮影用途に応じて、その用途に適した撮
像素子を有する撮像素子ユニットを交換して撮影を行う
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す電子カメラのシス
テム構成図である。

【図２】ＥＥＰＲＯＭに記憶されるＣＣＤユニットの固
有情報の一例を示す図である。

【図３】(a) はテーブルＡの内容を示し、(b) はテーブ
ルＢの内容を示す図である。

【図４】メインＣＰＵにより行われる制御処理の処理内
容を示すフローチャートである。

【図５】サンプリングピッチ算出処理の一例を示すフロ
ーチャートである。

【図６】許容デフォーカス値算出処理の一例を示すフロ
ーチャートである。

【図７】コントラストＡＦによるＡＦ処理の一例を示す
フローチャートである。

【図８】サンプリング位置で得られるコントラスト値を
示すグラフである。

【図９】位相差ＡＦによるＡＦ処理の一例を示すフロー
チャートである。

【図１０】位相差の検出処理を説明する図であり、(a)
はラインセンサーに結像される被写体像の光束を示し、
(b) はラインセンサーの出力を示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤユニット ２ カメラ本体 ３ フィルタ ４ ＣＣＤ ５ 撮像回路 ６ ＥＥＰＲＯＭ ７ ＴＧ ８ フォーカスレンズ ９ ハーフミラー １０ ハーフミラー １１ ピント板 １２ ペンタプリズム １３ 接眼レンズ １４ 撮影者の眼 １５ ラインセンサー １６ コンデンサーレンズ １７ 位相差ＡＦ処理部 １８ メインＣＰＵ １９ コントラストＡＦ処理部 ２０ 画像処理部 ２１ ＪＰＥＧ処理部 ２２ ＬＣＤドライバー ２３ サブＣＰＵ ２４ メモリカード ２６ フラッシュメモリ ２７ バス ２８ ＬＣＤディスプレイ ２９ ＳＷ部 ３０ａ、３０ｂ セパレータレンズ ３１ エレメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA31 BB04 2H051 AA00 BA47 CA04 CA06 CE14 CE27 GB12 2H054 AA01 2H101 FF03 5C022 AA11 AA13 AB26 AC03 AC42 AC54 AC69 AC74

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子ユニットを撮像装置本体から着
   脱可能に構成する撮像装置であって、 前記撮像素子ユニットは、 結像される被写体像を光電変換して画像信号を出力する
   撮像素子と、 該撮像素子の画素に関する情報を記憶する記憶手段と、 を備え、 前記撮像装置本体は、 前記記憶手段に記憶される前記画素に関する情報に基づ
   き合焦条件を設定し、該合焦条件に基づき焦点調節を行
   う焦点調節手段、 を備える、 ことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記焦点調節手段は、 前記画素に関する情報に基づき合焦光学系のサンプリン
   グ位置を設定し、該サンプリング位置で得られる前記撮
   像素子から出力される画像信号に基づき焦点調節を行
   う、 ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 被写体光束に基づきデフォーカス値を検
   出する検出手段を更に備え、 前記焦点調節手段は、 前記画素に関する情報に基づき許容デフォーカス値を設
   定し、該許容デフォーカス値と前記検出手段により検出
   される前記デフォーカス値に基づき焦点調節を行う、 ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記画素に関する情報は、 前記撮像素子の画素間の距離を示す画素ピッチ情報であ
   る、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の
   撮像装置。
5. 【請求項５】 撮像装置本体から着脱可能に構成される
   撮像素子ユニットであって、 結像される被写体像を光電変換して画像信号を出力する
   撮像素子と、 焦点調節時の合焦条件を設定する時に使用される情報と
   して前記撮像素子の画素間の距離を示す画素ピッチ情報
   を記憶する記憶手段と、 を備えることを特徴とする撮像素子ユニット。
6. 【請求項６】 撮像素子を有する撮像素子ユニットを着
   脱可能に構成する撮像装置本体であって、 前記撮像素子ユニットに保持される前記撮像素子の画素
   間の距離を示す画素ピッチ情報に基づき合焦条件を設定
   し、該合焦条件に基づき焦点調節を行う焦点調節手段、 を備えることを特徴とする撮像装置本体。
7. 【請求項７】 撮像素子ユニットを撮像装置本体から着
   脱可能に構成する撮像装置の焦点調節方法であって、 前記撮像素子ユニットに保持されている前記撮像素子の
   画素に関する情報に基づき合焦条件を設定し、該合焦条
   件に基づき焦点調節を行う、 ことを特徴とする撮像装置の焦点調節方法。